Luokanopettajaopiskelijat kokivat valmiutensa opettaa biologian eri sisältöalueita pääasiassa hyviksi, mutta tietyt aihealueet koettiin haastavammiksi opettaa. Vastaajien valmius opettaa biologian eri aihealueita myös erosi kyselyn muista osioista tilastollisesti merkitsevästi.
Luokanopettajaopiskelijoiden käsitykset omasta valmiudestaan opettaa eri aihealueita oli lisäksi yhteydessä siihen, mitä sisältöjä pidetään opetuksessa keskeisinä tai vähemmän keskeisinä. Vastaajat pitivät vähiten keskeisinä sisältöinä esimerkiksi lajintuntemusta ja kasvion laatimista, kasvien kasvattamista, soluja ja mikroskopointia, bakteereja ja alkueliöitä, biologisen tutkimuksen suunnittelua ja tekemistä sekä sieniä. Sisältöalueista vähiten valmiita oltiin opettamaan bakteereja ja muita esitumallisia, alkueliöitä, sieniä, biologian tutkimusmenetelmiä, soluja ja niiden rakennetta sekä fotosynteesiä ja soluhengitystä. Opettajat usein suosivatkin opetuksessa niitä sisältöjä, joita kokevat olevansa valmiita opettamaan ja jotka koetaan omiksi vahvuuksiksi (Appleton 2006).
Luokanopettajaopiskelijoilla ja luokanopettajilla on todettu olevan väärinymmärryksiä osassa biologian sisällöistä, kuten fotosynteesissä ja soluhengityksessä (Palmberg ym. 2008;
Ahopelto ym. 2009; Krall ym. 2009; Kind 2014). Myös solut ja niiden rakenne on abstraktiutensa takia vaikeasti ymmärrettävä sisältöalue ja taidossa käyttää mikroskooppia on havaittu puutteita (Carlan ym. 2014; Berg ym. 2016). Lisäksi on tullut ilmi luokanopettajien ja -opettajaopiskelijoiden puutteellinen ymmärrys sekä yksinkertaistettu näkemys mikrobeista, sillä mikrobien ymmärretään usein olevan ainoastaan patogeenejä (Hilge 2002; Jones & Rua 2006; Rico ym. 2016). Biologian sisältöosaamisessa väärinymmärrykset liittyvät myös termin kestävä kehitys merkitykseen (Kind 2014). Luokanopettajaopiskelijoiden sisältöosaamista käsitelleessä tutkimuksessa opiskelijat arvioivat osaamisensa vähäiseksi tai puutteelliseksi eri
37
ekosysteemeistä, eliökunnan luokittelusta sekä eliöiden elintoiminnoista ja rakenteista (Yli-Panula ym. 2017a).
Yhteys löytyy myös sen väliltä, mitä sisältöalueita pidetään kaikista keskeisimpinä, ja mitä sisältöalueita koetaan olevan eniten valmiita opettamaan. Eniten valmiita oltiin opettamaan vuodenaikojen ominaispiirteitä, ihmisen biologian teemoja, eläimiä, luonnon monimuotoisuutta sekä kasveja. Tärkeimpinä opetussisältöinä luokanopettajat pitivät muun muassa ihmisen biologiaa, kestävää elämäntapaa, luonnon monimuotoisuutta, ilmastonmuutosta, vuodenaikojen ominaispiirteitä, evoluutiota, eläimiä, kasveja sekä elinympäristöjä. Luokanopettajaopiskelijat pitävätkin ihmisen biologiaa, eläimiä, eliöitä ja niiden elinympäristöjä sekä elinympäristöjen moninaisuutta tärkeinä ja keskeisinä biologian sisältöalueina ja ovat valmiimpia myös opettamaan niitä (Palmberg ym. 2008; Sharp ym. 2009).
Biologian sisältöalueista luokanopettajien on tutkittu hallitsevan parhaiten eliöt ja elinympäristöt (Yli-Panula ym. 2016).
Ihmisen rakenne ja elintoiminnot ovat yleensä vaikeiksi koettuja ja opetettavia sisältöalueita, joihin liittyy myös luokanopettajaopiskelijoilla väärinymmärryksiä (Abu-Hola 2004; Palmberg ym. 2011; Yli-Panula ym. 2016; Gungar & Ozkan 2017). Tähän tutkimukseen osallistuneet luokanopettajaopiskelijat kuitenkin kokivat olevansa pääasiassa melko valmiita tai erittäin valmiita opettamaan ihmisen lisääntymistä ja kehitystä sekä ihmisen rakenteita ja elintoimintoja. Ihmisen biologiaan liittyviä teemoja ei Itä-Suomen yliopiston monialaisten opintojen pakollisilla biologian opintojaksoilla suoranaisesti käsitellä, joten valmius opettaa aihealueita voisi liittyä opiskelijoiden omien kiinnostuksen kohteiden merkitykseen siinä, mitä sisältöaleuita pidetään tärkeinä ja helppoina.
Lajintuntemusta ja kasvion laatimista pidettiin vähiten keskeisenä biologian sisältöalueena ja eliökokoelman tekemistä biologian oppimisen kannalta vähiten tärkeänä työtapana.
Tutkimuksessa luokanopettajaopiskelijoiden biologian sisältöosaamisesta opiskelijat arvioivat sisältöosaamisensa kohtalaiseksi, hyväksi tai erinomaiseksi seuraavilla aihealueilla: elämän perusedellytykset, ravintoverkot, lajintuntemus ja vuodenajat (Yli-Panula ym. 2017a).
Toisaalta on tullut ilmi, että opettajaopiskelijoiden lajintuntemustaidot ovat heikentyneet, ja parhaiten tunnetaan nisäkkäät ja linnut (Yli-Panula & Matikainen 2014; Yli-Panula ym. 2017a).
Kasvien osalta erityisesti kasvien ravinnonottoon ja luokitteluun liittyy väärinymmärryksiä (Lenton & McNeil 1993; Tekkaya ym. 2004; Yangin ym. 2014). Myös kyky yhdistää lajeja ekosysteemeihin on heikentynyt (Yli-Panula ym. 2017a). Ymmärrys eri lajien yhteydestä ekosysteemeihin on tärkeää muun muassa monimuotoisuuden ymmärtämisen ja ekosysteemien kestävän kehityksen ymmärtämisen kannalta (Yli-Panula & Matikainen 2014).
38
Opettajien käsityksillä omasta osaamisestaan sekä luottamuksella omiin kykyihinsä on tärkeä rooli itsetunnon ja pystyvyyden tunteiden muotoutumisessa, mikä vaikuttaa myös oppilaiden motivaatioon ja työskentelyyn (mm. Eiriksson 1997; Caprara ym. 2006; Denessen ym. 2015; Kubitako ym. 2017; Malandrakis ym. 2019). Omiin kykyihinsä luottavat opettajat pyrkivät etsimään vaihtoehtoisia opetusmenetelmiä ja kokeilemaan niitä rohkeasti, kun taas heikon itsetunnon omaavat opettajat välttävät esimerkiksi kyselyä, aivoriihiä ja luokkahuonekeskusteluja (Appleton 2006; Malandrakis ym. 2019). Saribas ym. (2017) ovat havainneet, että opettajien sitoutuminen ympäristö- ja kestävyyskasvatukseen on suoraan yhteydessä siihen, luottavatko he omiin kykyihinsä opettaa teemoja. Luokanopettajilla ja luokanopettajaopiskelijoilla on tutkittu olevan usein heikko käsitys omasta aineenhallinnastaan ja riittävyydestään, erityisesti luonnontieteissä (Palmer 2001; Lawrance & Palmer 2003, 103;
Murphy & Smith 2012; Kellner & Attorps 2015; Herbert & Hobbs 2018). Biologian osalta sisältöosaaminen ja valmius opettaa on kuitenkin parempaa verrattuna muihin luonnontieteisiin, kuten fysiikkaan ja kemiaan (Sharp ym. 2009; Kind 2014).
Luokanopettajaopiskelijoita kannustetaan opiskelemaan jokin aineenopetuksessa opetettava oppiaine, jolloin opettajat voivat joustavasti opettaa perusopetuksen vuosiluokkien 1–6 lisäksi myös vuosiluokilla 7–9 (Juuti 2016, 9). Esimerkiksi biologian aineenopettajan kelpoisuus parantaa aineenhallintaa ja pedagogista sisältöosaamista, mikä vaikuttaa myös opetuksen laatuun ja onnistumiseen (Kind 2014). Kuitenkin vain pieni osa vastanneista luokanopettajaopiskelijoista aikoi hankkia tai oli jo hankkinut biologian aineenopettajan kelpoisuuden. Onkin tullut ilmi, että luokanopettajilla on usein taipumus suosia ei-luonnontieteellisiä aineita, minkä on todettu vaikuttavan myös luonnontieteiden opetukseen (Appleton 2006). Tämä voisi myös mahdollisesti vaikuttaa siihen, että jo opiskeluaikana luokanopettajaopiskelijat valitsevat sivuaineekseen muita aineita, kuin luonnontieteitä, esimerkiksi taito- ja taideaineita (Savolainen 2002; Majamäki 2004).
Aineenhallinta ja pedagoginen osaaminen on tärkeää, sillä se vahvistaa erityisesti nuorten opettajien itsetuntoa opettaa biologiaa (Shulman 1986; Kind 2014). Pedagogisessa sisältöosaamisessa on kyse siitä, että opettaja osaa hyödyntää sisältöosaamistaan ja löytää erilaisia tapoja tuoda asia oppilaan käsiteltäväksi (Shulman 1986; Kellner & Attorps 2015).
Opettajankoulutuksessa opettajaopiskelijoita tuetaan opetusmenetelmien hallinnassa;
opiskelijat saavat ideoita, kuinka jotakin aihetta voidaan käsitellä opetuksessa (Eloranta ym.
2005). Onkin tärkeää, että opettajaopiskelijat saavat opintojensa aikana kertausta myös koulussa opetettaviin käsitteisiin, jotta he osaavat tulkita ja opettaa niitä. Ilman koulutusta opettajaopiskelijat voivat perustaa käsityksensä omiin koulukokemuksiinsa sekä mahdollisiin
39
väärinymmärryksiin ja pahimmassa tapauksessa siirtää omia väärinymmärryksiään eteenpäin omille oppilailleen (Lenton & McNeil 1993; Kind 2014). Opettajankoulutuksella onkin tärkeä rooli koulubiologiaan liittyvien väärinymmärrysten korjaamisessa ja opiskelijoiden itsetunnon vahvistamisessa (Palmer 2001; Lawrance & Palmer 2003, 58; Velthuis ym. 2014; Senler 2016;
Klepaker & Almendingen 2017).
Vastaajien asenteista biologiaa kohtaan välittyi, että biologiaa pidetään tärkeänä ja merkityksellisenä oppiaineena, eikä suurin osa vastaajista kuitenkaan pitänyt biologiaa vaikeana ja monimutkaisena. Luokanopettajaopiskelijoiden asenteet luonnontieteiden opettamista kohtaan ovat olleet melko positiivisia ja myös saatu koulutus on vaikuttanut niihin positiivisesti (Chin 2005; Minger & Simpson 2006; Carthwright & Atwood 2014). Niillä opettajaopiskelijoilla, joilla on positiivinen asenne luonnontieteiden opettamista kohtaan, on todettu olevan vahvempi käsitys omista kyvyistään (Senler 2016). Opettajankoulutuksella ja pedagogisilla opinnoilla on myös todettu olevan vaikutus opettajaopiskelijoiden käsityksiin biologian oppiaineen merkityksestä (Mutanen & Uitto 2020). Luokanopettajakoulutuksen monialaisten opintojen biologian tarkoituksena onkin oppia pedagogista sisältötietoa ja opetusmenetelmiä, sekä syventää perusopetuksen biologian tietosisältöjä (Yli-Panula ym.
2016). Toisaalta opettajaopiskelijoilla voi olla käsitys siitä, että vahva sisältöosaaminen olisi jopa tärkeämpää, kuin pedagoginen osaaminen (Cinici 2016). Pelkkä hyvä sisältöosaaminen ei kuitenkaan ole kaikista tärkeintä, vaan onnistuneen opettamisen kannalta keskeistä on kyky asettua oppilaan asemaan, ja siten tehdä oppimisesta mielekästä ja innostavaa (Newton &
Newton 2011).