Biologian opetuksessa käytetään monipuolisia ja yhteisöllisyyttä korostavia oppimisympäristöjä ja työtapoja, joissa oppilas on aktiivisessa roolissa (mm. Kosonen 1994, 15; Çimer 2007; Tunnicliffe & Ueckert 2007; Opetushallitus 2014, 381; Granbom & Granbom 2019). Oppimisympäristöillä tarkoitetaan sekä fyysisiä tiloja että psyykkisiä ja sosiaalisia yhteisöjä ja käytäntöjä, joissa opetusta toteutetaan (Opetushallitus 2014, 29; Smeds ym. 2015).
Myös erilaiset opiskelussa käytetyt materiaalit, välineet ja palvelut ovat osa oppimisympäristöä.
Biologian oppimisympäristöjä ovat koulun tilat, kuten erilaiset luokkahuoneet (Uitto 2012, 29;
Opetushallitus 2014, 381). Tämän lisäksi biologian opetuksessa keskeisiä oppimisympäristöjä ovat koulun ulkopuoliset oppimisympäristöt, kuten lähiluonto, jota hyödynnetään monipuolisesti (Poijärvi 1989; Pitkänen 2001). Muita koulun ulkopuolisia oppimisympäristöjä ovat erilaiset maastokohteet ja vierailut esimerkiksi museoihin, maatiloille ja luontokeskuksiin.
Koulun sisäiset ja ulkopuoliset oppimisympäristöt tukevat biologian opetuksessa keskeisenä olevaa tutkimuksellisuutta.
Fyysisten oppimisympäristöjen lisäksi erilaiset sähköiset oppimisympäristöt tukevat biologian oppimista (Çimer 2007; Opetushallitus 2014, 381). Tieto- ja viestintäteknologiset
15
ratkaisut ovatkin tärkeässä roolissa osana monipuolisia oppimisympäristöjä sekä oppimisen tukemista ja edistämistä. Sähköisiä oppimisympäristöjä hyödynnetään tiedon hakemiseen, käsittelyyn, tulkintaan ja esittämiseen sekä vuorovaikutukseen, mikä tukee biologian tavoitteiden saavuttamista. Psyykkisten ja sosiaalisten oppimisympäristöjen osalta oppilaita ohjataan toimimaan vastuullisesti ja turvallisesti, yhteistyössä muiden kanssa sekä ylläpitämään ystävällistä ilmapiiriä ja hyvää työrauhaa (Opetushallitus 2014, 30).
Toimivan ja mielekkään opetuksen lähtökohtina ovat tarkoituksenmukaiset, innostavat ja oppimista edistävät työtavat (Çimer 2007; Tunnicliffe & Ueckert 2007; Granbom & Granbom 2019). Biologialle ominaiset työtavat tukevat oppiaineen taitojen omaksumista sekä tietorakenteiden jäsentymistä ja muodostumista (Opetushallitus 2014, 30). Ikäkaudelle sopivat, monipuoliset ja mielekkäät opetusmenetelmät vahvistavat oppilaiden motivaatiota ja siten tukevat oppimista (Kosonen 1994, 15; Opetushallitus 2014, 30; Granbom & Granbom 2019).
Opetukseen valitaan toiminnallisia, elämyksellisiä ja kokemuksellisia työtapoja sekä hyödynnetään draaman keinoja, joiden avulla tuetaan oppilaan omien arvojen ja ympäristösuhteen rakentumista (Çimer 2007; Opetushallitus 2014, 242, 381). Biologian opetuksessa käytetään yhteisöllisyyttä korostavia työtapoja sekä painotetaan vuorovaikutusta (Çimer 2007; Uitto 2012, 30; Opetushallitus 2014, 381). Oppilaat pääsevät myös itse osallistumaan oppimisympäristöjen ja työtapojen kehittämiseen (Opetushallitus 2014, 29-30).
Biologialle ominaisia työtapoja ovat muun muassa erilaiset tutkivaan oppimiseen ja ongelmanratkaisuun perustuvat kokeelliset ja elämykselliset työtavat, kuten laboroinnit, mikroskopointi, maastotyöskentely sekä pelit ja leikit (Poijärvi 1989; Kankaanrinta & Virtanen 1989, 129-210; Keselman 2003; Çimer 2007). Luonnontieteiden tapaan tyypillistä onkin tutkimuksellinen lähestymistapa, ja biologialle ominaisia tutkimusmenetelmiä hyödynnetään sekä laboratorio- että maastotyöskentelyssä (Çimer 2007; Koba & Tweed 2009; Opetushallitus 2014, 381). Kokeelliseen työskentelyyn liittyviä työtapoja ovat esimerkiksi havaintojen tekeminen ilmiöistä, kokeellisten tutkimusten tekeminen sekä ilmiön syiden ja seurausten pohtiminen. Kokeellisessa työskentelyssä käytetään monipuolisesti hyväksi erilaisia aisteja (Eloranta ym. 2005, 151). Oppilaat siis osallistuvat vuorovaikutteisesti havaintojen ja tutkimuskysymysten tekemiseen, pienimuotoisten kokeiden ja tutkimusten suunnitteluun, niiden toteuttamiseen sekä niistä saatujen tulosten arviointiin pohtimalla erilaisia näkökulmia ja ratkaisuja (Kosonen 1994, 15-16; Bass ym. 2008; Opetushallitus 2014, 242). Oppimisen lähtökohtina voivat olla myös erilaiset oppilaita aktivoivat biologiset ongelmat (Boud ym.
1999, 15; Mohamed 2015). Ongelmalähtöinen oppiminen tukee kokonaisuuksien hahmottamista sekä harjoittaa opitun tiedon soveltamista ja integrointia. Tutkivassa ja
16
ongelmalähtöisessä oppimisessa tavoitteena on, että oppilaat oppivat havainnoimaan luontoa, kiinnostuvat luonnontieteiden tiedonhankintatavoista sekä oppivat ajattelutaitoja ja toimimaan yhteistyössä muiden kanssa.
Maastotyöskentelyssä oppimisympäristönä on koulun ulkopuolinen ympäristö, jossa toteutetaan erilaisia maastotöitä ja tutkimuksia (Poijärvi 1989; Rickinson ym. 2004; Simmons ym. 2008). Maastossa pystytään konkreettisesti havainnoimaan tarkastelun kohteena olevia asioita, kartuttamaan lajintuntemusta, integroimaan muita oppiaineita ja työskentelemään yhteistoiminnallisesti. Luonnossa työskentelemällä voidaan toteuttaa biologian tiedollisten ja taidollisten tavoitteiden lisäksi luontevasti myös arvo- ja asennetavoitteita vahvistamalla oppilaiden positiivista suhdetta luontoon sekä ympäristöön liittyvää vastuullisuutta (mm. Hart
& Nolan 1999; Palmberg & Kuru 2000; Rickinson ym. 2004; Drissner ym. 2010).
Biologian teemojen oppimisessa voidaan hyödyntää myös erilaisia pelejä ja leikkejä, joita oppilaat voivat myös suunnitella itse (Kankaanrinta & Virtanen 1980, 27, 32; 1989, 186-203).
Opetuspelit ja -leikit ovat elämyksellisiä ja kehittävät vuorovaikutus- ja itseilmaisutaitoja sekä luovuutta. Leikit ja pelit ovat oppilaita osallistavia ja aktivoivia, minkä seurauksena ne myös motivoivat (Uitto ym. 2013). Oppimisen tukena käytetään lisäksi tieto- ja viestintäteknologiaa, joka muun muassa vahvistaa oppilaiden osallisuutta ja taitoa työskennellä yhteisöllisesti (Çimer 2007; Opetushallitus 2014, 29-31; Yli-Panula ym. 2019). Tieto- ja viestintäteknologia mahdollistaa myös tiedon hakemisen ja käsittelyn omatoimisesti, vuorovaikutteisesti ja kriittisesti sekä kehittää luovaa toimintaa. Biologian työtapojen tulee myös tarjota valmius opitun soveltamiseen omassa elämässä (Tunnicliffe & Ueckert 2007; Kellner & Attorps 2015;
Kervinen ym. 2020b). Monet biologian ilmiöt ovat konkreettisia ja mitattavissa olevia, ja siten lähellä oppilasta. Biologian oppimista voidaankin edistää esimerkiksi liittämällä kokeellinen työskentely osaksi arkielämän ilmiöitä, sillä biologiasta pitäminen on yhteydessä siihen, että opitut asiat ovat sovellettavissa oppilaan omaan arkielämään.
3 TUTKIMUKSEN TAVOITTEET JA HYPOTEESIT
Tutkimuksen tavoitteena on kartoittaa Itä-Suomen yliopiston luokanopettajaopiskelijoiden näkemyksiä biologian opetuksen keskeisistä tavoitteista, sisällöistä, oppimisympäristöistä ja työtavoista perusopetuksen vuosiluokilla 1–6. Tavoitteena on selvittää, mitä opetuksen tavoitteita, sisältöjä, oppimisympäristöjä ja työtapoja luokanopettajaopiskelijat pitävät tärkeinä vuosiluokkien 1–6 biologian opetuksessa. Tavoitteena on myös tarkastella luokanopettajaopiskelijoiden näkemyksiä valmiudestaan opettaa biologian eri sisältöalueita,
17
sekä asenteita biologiaa ja sen opettamista kohtaan. Tarkoituksena on myös tutkia, heijastuvatko opiskelijoiden näkemykset omasta biologian sisältöosaamisesta siihen, mitä opetussisältöjä pidetään opetuksessa tärkeinä.
Alkuolettamuksena on, että luokanopettajaopiskelijat yleisesti pitävät biologiaa tärkeänä oppiaineena sekä kokevat biologian opetuksen erilaiset tavoitteet ja opetussisällöt tärkeinä.
Biologian oppimisympäristöjen ja työtapojen osalta olettamuksena on, että luokanopettajaopiskelijat pitävät erityisesti oppilaita osallistavia ja toiminnallisia oppimisympäristöjä ja työtapoja tärkeinä. Lisäksi olettamuksena on, että luokanopettajat pitävät biologiaa helppona oppiaineena ja kokevat omat valmiutensa opettaa biologiaa hyviksi.
Vaikeina koetuiksi sisältöalueiksi nousevat todennäköisesti silmälle näkymättömät ja siten vaikeammin konkreettisesti havaittavissa olevat kohteet, kuten solut, niiden rakenne ja toiminta sekä eliökunnasta bakteerit ja alkueliöt.
Tutkimuskysymykset:
1. Mitkä opetuksen tavoitteet ja opetussisällöt ovat luokanopettajaopiskelijoiden mielestä keskeisiä biologian opettamisessa ja oppimisessa?
2. Mitä oppimisympäristöjä ja työtapoja luokanopettajaopiskelijat pitävät tärkeinä biologian opettamisessa?
3. Mitkä ovat luokanopettajaopiskelijoiden näkemykset biologiasta tieteenalana ja oppiaineena sekä valmiudesta opettaa biologiaa?
4 AINEISTO JA MENETELMÄT