Teknisen ja pedagogisen tuen riittämättömyys sekä opettajien

Tietoteknisen tuen riittämätön saaminen voi myös olla esteenä tietotekniikan ope-tuskäytön edistämiselle. SITES-tutkimuksen [70] mukaan luonnontieteiden opetta-jista noin 55 % kokee saavansa teknistä tukea vähintään melko hyvin eli lähes puo-let opettajista kokee teknisen tuen riittämättömäksi. Myös rehtorien ja tietoteknisten vastuuhenkilöiden mukaan pätevää teknistä henkilöstöä on riittämättömästi

tieto-tekniikan käytön tukemiseksi. Vuonna 2006 yli puolet rehtoreista ja tietotieto-tekniikan vastuuhenkilöistä arvioi tämän vaikuttavan tietotekniikan opetuskäyttöön vähin-tään melko paljon. Tilanne ei ole parantunut vuoteen 2010 mennessä, jolloin 52 % rehtoreista arvioi, että pedagogisten tavoitteiden toteutumista rajoittaa vähäinen pä-tevän teknisen henkilöstön määrä tietotekniikan käytön tukemiseksi.

Teknisen tuen lisäksi pedagogisen tuen riittämättömyys jarruttaa kehitystä tieto-tekniikan hyödyntämisessä luonnontieteiden opetuksessa. Myöskään Kaiston [67]

tekemän Tieto- ja viestintätekniikan merkitys ymmärtävälle oppimiselle -tutkimuk-sen mukaan opettajien saama pedagoginen tuki ei ole riittävää. SITES-tutkimuk-tutkimuk-sen [70] mukaan 18 % tietotekniikan vastuuhenkilöistä ja 24 % rehtoreista pitää pätevän teknisen henkilöstön puutetta paljon rajoittavana tekijänä pedagogisten tavoittei-den toteuttamisessa.

Uusien opetusinnovaatioiden kehittämisen takana on usein yksittäiset toimijat tai ryhmät. TVT:n opetuskäytön kehittäminen vaatii uusien käytäntöjen käyttöön-ottoa koko koulun toimintakulttuuriin. Pedagoginen tuki ja opettajien asenteet ovat teknologian opetuskäytön kehittämisessä tärkeässä asemassa [98]. Arjen tietoyhteis-kunnan kansallisessa tieto- ja viestintätekniikan opetuskäytön suunnitelmassa [10]

ehdotetaan, että opetuksen suunnittelun ja toteutuksen tueksi järjestetään pedago-ginen ja tekninen tuki.

Pedagogista ja teknistä tukea tulisi olla helposti saatavilla kaikissa kouluissa.

Arjen tietoyhteiskunnan [10] suunnitelmassa tukipalveluita ehdotetaan parannet-tavaksi siten, että otetaan käyttöön koulukohtainen ja alueellinen pedagoginen tu-ki. Teknisen tuen saaminen varmistetaan sähköisenä tai lähitukena. Vuonna 2010 teknisestä tukea antoi useimmiten opettajakollega tai koulun ATK-tuki [68]. Vähäi-semmässä määrin teknistä tukea annettiin myös kunnan tietohallinnon ja kunnan ostaman palvelun tarjoajan osalta sekä puhelintukena.

OPTEK-tutkimushankkeen [68] tulosten mukaan vuonna 2010 yli puolet tieto-tekniikan käytön pedagogisesta tuesta ja ohjauksesta opettajille antoi opettajakol-lega. Seuraavaksi eniten pedagogista tukea antoi koulun ATK-tuki (noin 20 %) ja vähäisessä määrin myös kunnan tietohallinto sekä koulun tai kunnan ostama pal-veluntarjoaja. Kouluista 23 %:ssa pedagogisesta tuesta vastaavaksi tahoksi ei ole asetettu minkäänlaista tuen tarjoajaa [68].

Myös opettajien iällä on jonkin verran merkitystä siihen, kuinka paljon tietotek-niikkaan hyödynnetään opetuksessa. SITES-tutkimuksen [70] mukaan luonnontie-teiden opettajista 50-vuotiaat tai sitä vanhemmat hyödyntävät vähemmän

tietotek-niikkaa opetuksessaan kuin 30–49-vuotiaat (kuvio 2.7). Opettajat, jotka jäävät lähi-vuosina eläkkeelle eivät välttämättä halua opetella uusia opetusmenetelmiä. Toi-saalta, alle 30-vuotiaista ja vähintään 50-vuotiaista opettajista tietotekniikkaa hyö-dyntää suunnilleen yhtä suuri osa. Haaparannan [42] mukaan opettajien iällä ei ole vaikutusta siihen, kuinka käyttökelpoisena teknologia koetaan oppimisessa. Sen si-jaan siitä, kuinka käyttökelpoisena ja helppona opettajat kokevat teknologian käy-tön oman työnsä kannalta, eri ikäiset opettajat ovat eri mieltä. Näissä asioissa alle 36-vuotiaat suhtautuvat teknologiaan positiivisemmin kuin heitä vanhemmat opet-tajat. [42]

Kuvio 2.7: Tietotekniikan hyödyntäminen luonnontieteiden opetuksessa ikäryhmit-täin vuonna 2006 [70]

3 TVT:n hyödyntäminen kemian opetuksessa

Kemian oppiminen on parhaimmillaan innostavaa sekä mielekästä ja oppilaiden ai-emmin hankitut tiedot sekä taidot laajentuvat monipuolisten työtapojen avulla [101].

Kemian opettajien mukaan opetuksen kokeellisuus on tärkeää kemian oppimises-sa [3]. Kokeellisuudella tarkoitetaan esimerkiksi kemiallisten reaktioiden kokeile-mista laboratoriossa sekä erilaisten apuvälineiden käyttöä havaintojen ja mittaus-ten tekemiseksi. Ilmiöiden ymmärtäminen on usein vaikeaa ja oppiaineena kemia koetaankin haastavaksi tiedon kompleksisen luonteen vuoksi [36]. Tämän vuoksi visualisaatioiden käyttäminen opetuksessa on olennaista oppimisen kannalta [108].

Kemian tietoa voidaan visualisoida esimerkiksi tietotekniikan avulla mallintamalla.

Tässä luvussa kerrotaan TVT:n käytön mahdollisuuksista erityisesti kemian opetuk-sessa.

Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteissa [101] mainitaan, että kemian opetuksen tehtävänä on muun muassa auttaa oppilasta ymmärtämään kemian sekä teknologian merkitys koko elinympäristössä ja elämässä. Tavoitteeksi on asetettu, että oppilas oppii käyttämään luonnontieteellisen tiedonhankinnan kannalta tyy-pillisiä tutkimusmenetelmiä, joihin kuuluu tieto- ja viestintätekniikka [101]. Tekno-logiaan liittyvää opetusta ja TVT:n käyttöä siis vaaditaan kemian perusopetuksessa.

Tavoitteeksi on asetettu myös, että oppilas oppii käsitteitä ja malleja, jotka kuvaavat aineen rakennetta ja kemiallisia sidoksia. Lisäksi tavoitteena on, että oppilas oppii reaktioyhtälöiden avulla kuvailemaan ja mallintamaan kemiallisia reaktioita. Ainei-den rakennetta, kemiallisia sidoksia sekä reaktioita on mahdollista mallintaa tieto-koneella molekyylimallinnuksen avulla. Myös lukion opetussuunnitelman perus-teissa [100] mainitaan kemian opetuksen tavoitperus-teissa, että tiedonhankinnan ja mal-lintamisen välineinä opiskelija perehtyy tieto- ja viestintätekniikan mahdollisuuk-siin. TVT:n käyttö opetuksessa myös motivoi ja innostaa oppilaita. Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteissa [101] mainitaan opiskelun innostavuudesta luon-nontieteiden opiskelussa. Kemian opetuksessa esimerkiksi molekyylimallinnuksen on todettu olevan kiinnostava ja hauska työtapa [66].

3.1 TVT:n käyttäjien määrät kemian opetuksessa

Matemaattisten aineiden opettajien liiton (MAOL ry) sekä teollisuuden ja työnan-tajain keskusliiton (TT) jo vuonna 1996 toteuttamassa tutkimuksessa [89] mainit-tiin, että tietokoneavusteinen opetus on kemian työtavoista vähän käytetty. Tutki-muksen mukaan kemian opettajista 8 % käytti mittausautomaatiota opetuksessaan usein [3]. Opettajien perusteluita mittausautomaation käytölle olivat esimerkiksi tu-losten helppo jatkokäsittely, ajan säästö, vaihtelu, nykyaikaisen tekniikan käyttö, ha-vainnollisuus ja motivoivuus.

Opettajat tarvitsevat täydennyskoulutusta tietotekniikan integroimiseksi kemian opetukseen. Opettajista 90 % kaipasi täydennyskoulutusta [3]. Eniten toivottiin tie-toa uusista opetusmenetelmistä, kokeellisesta opetuksesta ja tietotekniikan hyödyn-tämisestä opetuksessa. Opettajat toivoivat tietoa esimerkiksi mittausohjelmista ja mittausautomaation käytöstä muiden ohjelmien kanssa sekä siitä millaisia opetus-ohjelmia on saatavilla peruskoulun kemiaan. Lisäksi kaivattiin tietoa valmiista tie-topankeista verkossa sekä Internetin ja Excelin hyödyntämisestä opetuksessa.

Kemian opettajien tietotekniikan hyödyntäminen ei ole juurikaan lisääntynyt reilussa kymmenessä vuodessa [4]. Esimerkiksi tietokonemittausmahdollisuuksien ja simulaatioiden käyttö ei ole muuttunut. Vuonna 2008 kemian opettajista 7 % pitää TVT:a tärkeänä kurssien kehittämisalueena [108].