Yhteisopetusta monimateriaalisessa käsityön opetuksessa länsisuomalaisessa peruskoulussa

Tämän tutkielman tavoitteena on selvittää, miten opettajat kokevat yhteisopetuksen monimateriaalisessa käsityön opetuksessa länsisuomalaisessa peruskoulussa. Selvitämme, mitkä asiat vaikuttavat monimateriaalisen käsityön ja yhteisopetuksen toteutumiseen. Tutkielman aineisto kerättiin länsisuomalaisessa peruskoulussa havainnoimalla ja puolistrukturoiduilla teemahaastatteluilla (n= 5). Havainnointi suoritettiin osallistumalla kevään suunnittelupalaveriin ja seuraamalla syksyllä yhteisopetusta monimateriaalisessa käsityön opetuksessa. Aineiston analysoinnissa käytettiin teorialähtöistä sisällönanalyysia. Tekstiilityön ja teknisen työn opetustilat on yhdistetty tutkimuskoulussa yhdeksi monimateriaaliseksi käsityön oppimisympäristöksi. Tilamuutoksen yhteydessä myös opetusta haluttiin uudistaa ja ryhdyttiin yhteisopetukseen siten, että teknispainotteinen ja tekstiilipainotteinen käsityön opettaja toimivat yhteisopetuksessa. Uudistus on oppimisympäristö-kehittämishanke, jolle myönnettiin opetushallituksen apuraha syyskuussa 2014. Tutkimustulosten perusteella voidaan todeta, että opettajat kokevat käsityön opetuksen toimintakulttuurin muutoksen pääosin positiivisena. Yhteisopetuksen koettiin edistävän monimateriaalista käsityön opetusta. Tulosten mukaan monimateriaalisuus käsityön opetuksessa mahdollistaa ja antaa valmiuksia eri materiaalien yhdistämiseen, minkä nähtiin hyödyttävän oppilaita heidän arkielämässään. Haasteellisena koettiin se, etteivät opettajat saaneet perehdytystä yhteisopetukseen ja monimateriaaliseen käsityöhön. Lisäksi opettajien yhteisen suunnitteluajan puute koettiin ongelmallisena.

Kuudesluokkalaisten mielipiteitä opetuksessa käytettävistä työtavoista

Tutkimuksessa tarkastellaan kuudesluokkalaisten oppilaiden mielipiteitä koulussa käytettävistä työtavoista. Tutkimuksessa selvitetään, mitä työtapoja he pitävät toimivina ja mitä mieluisina, sekä kokevatko oppilaat samat työtavat mieluisiksi ja toimiviksi. Lisäksi tarkastellaan tyttöjen ja poikien mielipiteiden eroja. Tutkimuksessa selvitetään myös, millaisen oppitunnin he suunnittelisivat, jos saisivat itse päättää, ja mitä työtapoja he valitsisivat. Sopivien työtapojen valinnoilla voidaan muun muassa vahvistaa oppilaiden motivaatiota ja tukea yhteisöllistä oppimista. Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteet (2014) korostaa, että oppilaiden tulisi olla mukana työtapojen valinnassa. Tässä tutkimuksessa tutkitaan opettajajohtoista työskentelyä, ryhmä- ja parityöskentelyä, itsenäistä työskentelyä ja tietotekniikka-avusteista työskentelyä. Tutkimusaineistona on 58 oppilaan (28 tyttöä ja 30 poikaa) kyselyllä saadut testivastaukset. Tuloksia syvennetään kahden pienryhmän keskustelutilanteilla. Oppilaat kokevat teknologia-avusteisen työskentelyn kaikkein mieluisimmaksi työtavaksi. Kaikkein toimivimpana työtapana oppilaat pitävät ryhmätyöskentelyä. Itsenäinen työskentely koetaan epämieluisimmaksi ja vähiten toimivaksi työtavaksi. Pojat kokevat samat työtavat sekä toimiviksi että mieluisiksi. Tyttöjen mielipiteissä taas mieluisat työtavat eroavat toimiviksi koetuista. Saadessaan itse suunnitella oppituntia oppilaat haluaisivat kuitenkin paljon opettajajohtoista työskentelyä. Asiasanat: alakoulu, työtapa, mieluisuus, toimivuus, kuudesluokkalainen, opetussuunnitelma, opettajajohtoinen työskentely, ryhmätyöskentely, itsenäinen työskentely, teknologia-avusteinen työskentely

ActionTrack oppimisympäristönä kuudennen luokan matematiikan opetuksessa

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää ActionTrack-mobiilisovelluksen käyttökelpoisuutta kuudennen luokan matematiikan opetuksessa oppimisympäristö näkökulmasta. ActionTrack on suomalaisen Team Action Zonen kehittämä paikkatietoja hyödyntävä mobiilisovellus, joka mahdollistaa erilaisten tehtäväratojen, eli pelien luomisen ulko- tai sisätiloihin. ActionTrackillä voidaan rakentaa teknologiaa hyödyntäviä oppimisympäristöjä mihin tahansa oppiaineeseen ja samalla lisätä oppilaiden oppitunnin aikaista liikuntaa. Tutkimusaineisto kerättiin syksyllä 2015 opetuskokeiluna eräässä satakuntalaisessa alakoulussa. Opetuskokeilun aikana kaksi kuudetta luokkaa opiskelivat saman matematiikan desimaaliluku jakson. Vertailuryhmä opiskeli perinteisesti luokkahuoneessa oppikirjoja käyttäen, koeryhmä ulkona ActionTrackillä ilman oppikirjoja. Aineisto koostuu lähtötasotestistä ja lopputestistä, joilla saatiin tietoa molempien ryhmien matematiikan osaamisesta, ActiGraph-kiihtyvyysantureilla saadusta datasta oppilaiden jakson aikaisesta fyysisestä aktiivisuudesta sekä ActionTrackillä opiskelleiden oppilaiden antamista kirjallisista loppupalautteista. Aineiston analysoinnissa kvantitatiivista otetta edustaa ryhmien välisten testitulosten ja ActionTrackiä käyttäneiden oppilaiden fyysisen aktiivisuuden aktiivisuuslukujen vertailu kuvailevan tilastonanalyysin avulla. Oppilaiden kirjoittamat loppupalautteet ActionTrack jaksosta analysoitiin laadullisen tutkimuksen menetelmin. Oppilaiden kirjoitukset luokiteltiin tuntiviihtyvyyteen ja oppimiseen liittyviin kommentteihin ja tutkittiin mitkä teemat nousivat suosituimmiksi.

Geologian popularisointi internet-ympäristössä: ”Vekaran virtuaalinen geologiapolku” ja ”Rakennegeologiaa”

Tämä Pro gradu -tutkielma on keskittynyt geopopularisoidun sisällön tuottamiseen internet-ympäristöön. Suomenkielisen geologisen tiedon yleistajuistaminen on nähty edelleen kehitettävänä ja tarpeellisena työnä. Tietotekniikka luo jatkuvasti uusia mahdollisuuksia myös geologisen tiedon välittämiseksi suurelle yleisölle esimerkiksi animaatioiden, videoiden ja 360° pallopanoraamakuvien avulla. Geologiassa popularisoimisen erityisenä haasteena on esittää esimerkiksi kallioperässä esiintyviä kolmiulotteisia rakenteita. Pro gradu -tutkielman yhteydessä tehtiin suurelle yleisölle suunnattu yleistajuistettu geologinen aineisto luomalla ”Vekaran virtuaalinen geologiapolku”. Työ julkaistiin marraskuussa 2015 Metsähallituksen selkameri.fi -sivustolla välilehdellä ”Opastetut kierrokset”. Virtuaalinen geologiapolku toteutettiin käyttämällä 360° pallopanoraamakuvia. Lisäksi tuotettiin ”Rakennegeologiaa” sisältökokonaisuus geologia.fi -internetportaaliin tukemaan virtuaalista geologiapolkua ja täydentämään geologia.fi -sivuston muuta geologista sisältöä. ”Rakennegeologiaa” -sisältö julkaistiin geologia.fi -sivustolla osiossa ”Perusgeologiaa” tammikuussa 2016. Tutkielmassa tarkastellaan geologisen popularisoidun tiedon esittämistä internet-ympäristössä sekä tieteen yleistajuistamisen yleisten periaatteiden mukaan että pedagogisesta näkökulmasta. Tutkielmassa esitellään lisäksi muutamia aiempia geopopularisointihankkeita. Kummatkin internet-sivustoille laaditut sisällöt on esitetty tutkielmassa kokonaisuudessaan. Aineistona käytettiin kenttähavaintoja, tieteen yleistajuistamiseen keskittyvää kirjallisuutta sekä geologian oppiainetta pedagogisesta näkökulmasta lähestyviä artikkeleita, geologian perusteoksia ja internet-sivustoja. Sisältöjen piirrokset ovat tutkielman kirjoittajan laatimia. Valokuvat ovat joko omia tai Turun yliopiston geologian opetuksessa käytettyjä. Metsähallituksen työntekijä Anssi Riihiaho on ottanut virtuaalisen luontopolun pohjana olevat pallopanoraamakuvat. Tutkielman lopussa arvioidaan tuotettujen sisältöjen onnistumista sekä annetaan suosituksia vastaaviin tuleviin hankkeisiin. Työn voidaan katsoa olevan jatkoa Ari Brozinskin vuonna 2008 valmistuneelle pro gradu -tutkielmalle: Geologisen tiedon esittäminen Internet-ympäristössä, esimerkkitapaus geologia.fi.

Luentovastausjärjestelmät opetuksessa

Luennoilla, joilla on paljon opiskelijoita, opiskelijoiden ja luennoitsijan välinen vuorovaikutus on usein melko vähäistä. Palautteen saaminen oppimisesta on myös yleensä vähäistä. Vuorovaikutus ja palautteen saaminen on kuitenkin tärkeä osa oppimista. Vuorovaikutuksen lisäämiseksi luento-opetuksessa on ainakin 1960-luvulta lähtien käytetty erilaisia luentovastausjärjestelmiä, joiden käytön tarkoituksena on vuorovaikutuksen lisäämisen lisäksi antaa opiskelijoille ja luennoitsijalle palautetta opiskelijoiden osaamisesta. Tässä tutkielmassa tutustutaan luentovastausjärjestelmiin ja niiden käyttöön opetuksen tukena. Tutkielmassa tarkastellaan luentovastausjärjestelmän käyttötarkoitusta ja tapoja. Lisäksi tutustutaan kahteen luentovastausjärjestelmään. Luentovastausjärjestelmän käyttökokemuksia tarkastellaan käyttötutkimusten kautta. Käyttötutkimuksien perusteella selviää, että luentovastausjärjestelmien käyttöön luennoilla suhtaudutaan enimmäkseen positiivisesti ja niiden koetaan lisäävän vuorovaikutusta. Tutkimuksista selviää myös, että luentovastausjärjestelmän avulla saadut vastaukset saattavat vaikuttaa luennon kulkuun. Luentovastausjärjestelmän käytön vaikutuksesta arvosanoihin on erilaisia kokemuksia.

Motivaatio ja matematiikan oppimistulokset peliympäristössä. Pelikokemuksen, opettajan ja vertaisten vaikutus

Suomalaislasten matemaattiset taidot ovat heikentyneet PISA-testien mukaan, mutta motivaatio matematiikkaa kohtaan on pysynyt samana. Heikentyneet tulokset matematiikassa selittyvät sekä heikkojen oppilaiden määrän kasvulla että taitavien määrän laskulla. Pelillisellä opetuksella uskotaan olevan positiivista vaikutusta sekä oppimistuloksiin että motivaatioon ja sen uskotaan tukevan erityisesti matematiikassa heikoimpien oppimista. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, millainen vaikutus Number Navigation -pelillä sekä vertaisen ja opettajan tuella pelikokeilun aikana oli oppilaiden motivaatioon ja oppimistuloksiin. Oppimistuloksia mitattiin aritmeettisen sujuvuuden testillä ja motivaatiota expectancy–values -teoriaan perustuvalla kyselylomakkeella. Pelikokemuksesta sekä vertaisen ja opettajan vaikutuksesta kerättiin tietoa kyselyllä. Tutkimukseen osallistui 112 neljäsluokkalaista eri puolelta Suomea. Heistä 44 % oli tyttöjä. Tutkimus toteutettiin alku- ja loppumittauksella, joiden välissä oli interventiojakso. Sen aikana koeryhmä (n=40) pelasi Number Navigation -peliä ja kontrolliryhmä (n=72) oli ei-pelillisessä opetuksessa. Koe- ja kontrolliryhmän välillä oli merkitsevä ero motivaation muutoksessa. Koeryhmän motivaatio laski intervention aikana, mutta kontrolliryhmän motivaatio ei muuttunut. Eritasoisissa ryhmissä ainoastaan koeryhmän taitavampien motivaatio laski. Muiden ryhmien motivaatio pysyi samana. Sekä koe- että kontrolliryhmä kehittyivät aritmeettisessa sujuvuudessa, mutta koeryhmän kehitys oli huomattavampaa heikommasta lähtötasosta huolimatta. Ero aritmeettisen sujuvuuden kehittymisessä oli koe- ja kontrolliryhmän välillä merkitsevä. Erityisesti koeryhmän matemaattisesti heikommat oppilaat kehittyivät intervention aikana. Oppilaiden kokemus pelistä oli neutraali ja sillä oli yhteys melko korkeaan motivaatioon pelikokeilun lopussa. Vertaisapuun ja opettajan ohjaukseen suhtauduttiin myönteisesti ja myös niillä oli yhteys motivaatioon pelikokeilun lopussa. Number Navigation -peli osoittautui hyväksi välineeksi matematiikan opetukseen erityisesti heikommille oppilaille. Tulosten valossa pelin motivoivuutta tulisi kehittää, mutta koeryhmän motivaation heikkeneminen voi johtua myös oppilaiden korkeista ennakko-odotuksista peliä kohtaan. Oppilaan saama apu voi ylläpitää oppilaiden motivaatiota ja siten tukea oppimista.

Kuvat matematiikan oppikirjoissa - kuvien funktiot ja luokittelu

Tässä tutkimuksessa tutkittiin kuvia, niiden luokittelua ja tehtäviä matematiikan oppikirjoissa. Tutkimus toteutettiin oppikirja-analyysinä, jossa luokiteltiin murtolukujen opetuksessa käytettäviä kuvia kolmen suosituimman oppikirjasarjan osalta. Mukana analyysissä oli 12 oppikirjaa kolmelta eri kustantajalta. Tarkoituksena oli selvittää miten hyvin aiempien tutkimusten pohjalta uudistettu kuvien tehtäviin pohjautuva analyysi toimii matematiikan oppikirjojen kuvituksen analysoinnissa sekä miten kuvat sijoittuvat luotuihin luokkiin. Tutkimukseen valituista 12 oppikirjasta rajattiin tutkimusjoukoksi murtolukuja käsittelevien jaksojen kaikki kuvat. Nämä kuvat jaettiin kahteen pääluokkaan: affektiivisiin ja kognitiivisiin kuviin. Affektiiviset kuvat jaettiin edelleen koristaviin ja tarinallisiin luokkiin. Kognitiiviset kuvat jaettiin kolmeen alaluokkaan: esittäviin eli oppimista tukeviin opetuskuviin, tulkitseviin ja organisoiviin kuviin. Luokittelu toteutettiin taulukoimalla kaikki kuvat tehtäväkohtaisten määritelmien mukaisesti. Kaiken kaikkiaan aineistossa oli yhteensä 2767 kuvaa. Tutkimuksessa mukaan suurin osa (80 %) matematiikan oppikirjojen kuvista on kognitiivisia. Kognitiivisista kuvista huomattava osa (90 %) on tehtäviin liittyviä esittäviä kuvia. Varsinaisesti opettavia ja kertaavia kuvia on vain 10 % kaikista kognitiivisista kuvista. Affektiivisia kuvia on kaikista kuvista noin viidennes ja niistä suurin osa (n. 65 %) on kirjojen tarinoihin liittyviä tarinallisia kuvia. Tutkimuksessa havaittiin, että tehtäviin perustuva kuva-analyysi toimi matematiikan oppikirjojen kuvien luokittelussa hyvin. Kirjasarjojen väliset erot olivat varsin pieniä. Huomioitavaa oli kuvien suuri määrä, mutta kuitenkin opettavien kuvien pieni osuus kaikista kuvista. Tulevaisuudessa olisikin tärkeää kiinnittää entistä enemmän huomiota kuvien tehtäviin ja laatuun.

Palautteen keräämiseen käytettävän laitteiston käytettävyys Ilmavoimien teknillisen koulun lentoteknillisessä opetuksessa

Palaute ja sen käyttö on osa kehittyvää organisaatiota. Palautteen keräämisessä ja analysoinnissa käytetään usein hyväksi erilaisia laitteita. Käytettävän laitteiston tulisi vastata myös käyttäjänsä tarpeisiin. Tässä tutkimuksessa selvitetään millainen on palautteen keräämiseen ja analysointiin käytettävän Jotos-laitteiston käytettävyys Ilmavoimien teknillisen koulun lentoteknillisessä opetuksessa. Tutkimuksen päämenetelmänä on kirjallisuustutkimus. Tutkimusote on kvalitatiivinen. Tutkimusongelmaan vastataan käytettävyysanalyysin ja teemahaastattelun avulla. Käytettävyysanalyysi on tutkimuksessa toteutettu System Usability Scale arviointilomakkeella. Tutkimusongelma on; Mikä on palautteen keräämiseen käytettävän Jotos-laitteiston käytettävyys Ilmavoimien teknillisen koulun kurssiosastolla? Pääongelman lisäksi tutkimuksessa selvitetään myös keskeiset käsitteet ja palautteen käytön ohjeistusten asettamat suorituskykyvaatimukset palautteen keräämiseen käytettävälle laitteistolle. Tutkimuksessa löydettiin vastaus asetettuihin ongelmiin. Tutkimuksessa selvisi, että Jotos-järjestelmän käytettävyys lentoteknillisessä opetuksessa on välttävällä tasolla. Jotos-järjestelmän ohjelmaa on hankala käyttää, mutta järjestelmän optinen lukija palvelee hyvin lentoteknisen opetuksen tarpeita. Tutkimuksessa tuli ilmi myös Jotos-järjestelmän keskeisimmät käytettävyysongelmat, joita ovat järjestelmän huono virheensietokyky ja epäloogisuus verrattuna tavanomaisiin ohjelmiin.

Matematiikan ja tietotekniikan tehtävien automaattinen tasoarviointi adaptiivisella testauksella

Tämän diplomityön tavoitteena on ollut kehittää adaptiivista testausta hyödyntävä menetelmä, jonka tuottaman datan avulla voidaan havaita ja ennakoida oppimisvaikeuksia perusopetuksen peruskoulun sekä lukion matematiikan ja tietotekniikan opetuksessa. Tietojen analysointi toteutetaan ohjelmallisesti tilastollisia menetelmiä hyödyntäen anonymisoidusta aineistosta. Adaptiivisuutta hyödynnetään tällöin tehtävien asettelun apuvälineenä sekä tehtäviä suoritettavaksi tarjoavana menetelmänä muiden käytössä olevien tehtäväasettelujen ohella. Opiskelijan osaamista selvitetään joko aikaisempien tehtävien perusteella tai opiskelijan ominaisuuksien perusteella arvioidun tyypillisen profiilin mukaisesti. Tehtävien kategorisointi tasoarviointitehtävien ja yleisten tehtävien välillä tehdään osittain automaattisesti, mutta tehtävien lajittelu käytettävissä olevien tehtävien joukkoon vaatii käsityötä. Selvitettävän aineiston tutkimisen avuksi tarvitaan kategorisoivaa aineistonvalintaa, joka voidaan toteuttaa osin ohjelmallisesti mutta johon tarvitaan myös käyttäjän arviointia. Lähtökohtana käytetään primitiivisiä työvälineitä, joiden jatkokehittämisen tarve tulevaisuudessa on välttämätöntä aineistojen muuttuessa ja tutkittavan joukon laajentuessa.

Matematiikan ja tietotekniikan tehtävien automaattinen tasoarviointi adaptiivisella testauksella

Tämän diplomityön tavoitteena on ollut kehittää adaptiivista testausta hyödyntävä menetelmä, jonka tuottaman datan avulla voidaan havaita ja ennakoida oppimisvaikeuksia perusopetuksen peruskoulun sekä lukion matematiikan ja tietotekniikan opetuksessa. Tietojen analysointi toteutetaan ohjelmallisesti tilastollisia menetelmiä hyödyntäen anonymisoidusta aineistosta. Adaptiivisuutta hyödynnetään tällöin tehtävien asettelun apuvälineenä sekä tehtäviä suoritettavaksi tarjoavana menetelmänä muiden käytössä olevien tehtäväasettelujen ohella. Opiskelijan osaamista selvitetään joko aikaisempien tehtävien perusteella tai opiskelijan ominaisuuksien perusteella arvioidun tyypillisen profiilin mukaisesti. Tehtävien kategorisointi tasoarviointitehtävien ja yleisten tehtävien välillä tehdään osittain automaattisesti, mutta tehtävien lajittelu käytettävissä olevien tehtävien joukkoon vaatii käsityötä. Selvitettävän aineiston tutkimisen avuksi tarvitaan kategorisoivaa aineistonvalintaa, joka voidaan toteuttaa osin ohjelmallisesti mutta johon tarvitaan myös käyttäjän arviointia. Lähtökohtana käytetään primitiivisiä työvälineitä, joiden jatkokehittämisen tarve tulevaisuudessa on välttämätöntä aineistojen muuttuessa ja tutkittavan joukon laajentuessa.