Dialogisen tutkivan oppimisen työtavat vastavalmistuneiden luokanopettajien opetuksessa

Dialogisen tutkivan oppimisen työtavat vastavalmistuneiden luokanopettajien

opetuksessa

Ville Väyrynen

Kasvatustieteen pro gradu -tutkielma Syyslukukausi 2016 Kasvatustieteiden laitos Jyväskylän yliopisto

TIIVISTELMÄ

Väyrynen, Ville. 2016. Dialogisen tutkivan oppimisen työtavat vastavalmistuneiden luokanopettajien opetuksessa.

Kasvatustieteen pro gradu -tutkielma. Jyväskylän yliopisto.

Opettajankoulutuslaitos. 96 sivua.

Ympäristö- ja luonnontiedon luokanopettajankoulutukseen panostamista ja opettajien jatkokouluttamista suositellaan opetushallituksen (2006) tekemässä luonnontieteiden oppimistulosten arviointia koskevassa tutkimuksessa. (ks. Salmio 2006) Dialoginen tutkiva oppiminen on yksi vaihtoehto kehittää luonnontieteiden opetuksen laatua sekä lisätä oppilaiden mielenkiintoa luonnontieteitä kohtaan. Dialoginen tutkiva oppiminen pitää sisällään tutkivan oppimisen ja dialogisen opettamisen suosituksia. Luonnontieteen tutkijoilla, päättäjillä ja opetussuunnitelmien tekijöillä on yhtenäinen näkemys siitä, että tutkivaan oppimisen työtapoja käyttämällä saadaan kehitettyä oppilaiden luonnontieteellistä ymmärrystä ja taitoja sekä tuetaan oppilaiden mielenkiintoa luonnontieteitä kohtaan.

(ks. AAAS 1993; Goodrum ym. 2000; Lewis & Lewis 2008) Tutkivan oppimisen yhtenä puutteena pidetään sosiaalisen näkökannan puuttumista. (Lehesvuori, Ratinen, Kulhomäki, Lappi & Viiri 2011, 141). Dialoginen opettaminen tuo sosiaalisen näkökannan mukaan

opetukseen. Dialogiseen opettamiseen liittyy aidot, aiheisiin oleellisesti liittyvät kysymykset opettajan osalta ja vuorovaikutuksen laatu näiden kysymysten käsittelyssä luokkayhteisön jäsenten kesken (ks. Lehesvuori 2013, 23; Alexander 2006, 28; Alexander 2008, 99.

15).

Tämän tutkielman tarkoituksena oli tutkia kahden vastavalmistuneen luokanopettajan dialogisen tutkivan oppimisen työtapojen käyttöä opetuksessaan sekä heidän mielipiteitään sen soveltumisesta opetukseen. Tutkimus suoritettiin videoimalla molempien opettajien oppitunteja. Lisäksi opettajia haastateltiin oppituntien jälkeen. Molemmat opettajat olivat tutustuneet syvällisesti dialogisen tutkivan oppimisen työtapoihin opiskeluaikanaan.

Tutkimuksessa selvisi, että vastavalmistuneiden luokanopettajien käyttämät työtavat ja viestinnälliset lähestymistavat vastasivat heikosti dialogisen tutkivan oppimisen suosituksia.

Opettajankoulutuksen aikana opitut teoreettiset tiedot dialogisesta tutkivasta oppimisesta eivät siirtyneet vastavalmistuneiden opettajien opetukseen. Vastavalmistuneiden luokanopettajien mielestä dialoginen tutkiva oppiminen kuitenkin sopii alakoulun ympäristö- ja luonnontiedon joidenkin sisältöjen opettamiseen.

Tämä tutkimus osoitti, että opettajankoulutukseen ja jatkokoulutukseen on panostettava, jotta dialoginen tutkiva oppiminen saadaan opetustavaksi alakoulun ympäristö- ja luonnontiedon opetukseen.

Avainsanat: Dialoginen opettaminen, tutkiva oppiminen, ympäristö- ja luonnontiedon opettaminen, opettajankoulutus, koulutuksen

vaikuttavuus

SISÄLTÖ

TIIVISTELMÄ SISÄLTÖ

1 LUONNONTIETEET ALAKOULUSSA 8

1.1 Luonnontieteellisen tiedon luonne 8 1.2 Luonnontieteet alakoulun oppiaineena 8

1.3 Ympäristö ja luonnontiedon tehtävä ja tavoitteet 10 1.3.1 Luonnontieteellisen ajattelun kehittyminen 10 1.3.2 Käsitteellinen oppiminen 10

1.3.3 Metakognitiivisten taitojen kehittyminen 11 1.3.4 Prosessitaitojen kehittyminen 11 1.3.5 Menetelmätaitojen kehittyminen 12 1.3.6 Havainnointi ja luokitteleminen 12

2 LUONNONTIETEELLISEN TIEDON OPPIMINEN 13 2.1 Konstruktivistinen oppimiskäsitys 14

2.1.1 Yksilöllinen ulottuvuus 14 2.1.2 Sosiaalinen ulottuvuus 16

3 YMPÄRISTÖ- JA LUONNONTIEDON OPETTAMINEN17 3.1 Perinteinen luonnontieteiden opettaminen 18

3.2 Kohti dialogista tutkivaa oppimista 19 3.3 Tutkiva oppiminen 20

3.4 Tutkivan oppimisen työtavoilla on saatu hyviä oppimistu- loksia 23

3.5 Opetuksen sosiaalisen näkökulman huomioiminen 24 3.6 Dialoginen opettaminen 25

3.7 Auktoritatiiviset ja dialogiset vaiheet opetuksessa 29 3.8 Vuorovaikutukselliset lähestymistavat 29

3.9 Merkityksellinen luonnontieteiden opettaminen 31

4 KOULUTUKSEN VAIKUTTAVUUS 32

4.1 Opettajankoulutus ja koulutuksen vaikuttavuus 33 4.2 Koulutuksen vaikuttavuuden esteitä 36

5 MENETELMÄ 38

5.1 Tutkimuksen tarkoitus ja tutkimuskysymykset 38 5.2 Osallistujat ja aineistonkeruu 40

5.3 Analyysi... 41

5.4 Analysointiprosessi 44

6 TULOSTEN ESITTÄMINEN TUTKIELMASSA 45

6.1 Tutkielmassa käytettävät kuvaajat ja taulukot 45 6.2 Opetustuokioiden kuvaaminen 49

6.3 Opetuksen vertaaminen dialogisen tutkivan oppimisen su- osituksiin 50

7 TULOKSET 52

7.1 Tupakka- ja alkoholitunti 52

7.1.1 Viestinnällisten lähestymistapojen vaihtelut oppitunnilla 53

7.1.2 Tupakka- ja alkoholitunnin opetustuokiot 53 7.1.3 Vertailu dialogisen tutkivan oppimisen suosituksiin

61

7.2 Lämpöenergiatunti 63

7.2.1 Viestinnällisten lähestymistapojen vaihtelut oppitunnilla 63

7.2.2 Lämpöenergiatunnin opetustuokiot 63

7.2.3 Vertailu dialogisen tutkivan oppimisen suosituksiin 67

7.3 Palamistunti 69

7.3.1 Viestinnällisten lähestymistapojen vaihtelut oppitunnilla 69

7.3.2 Palamistunnin opetustuokiot 69

7.3.3 Vertailu dialogisen tutkivan oppimisen suosituksiin 76

7.4 Palamiskertaus- ja sähköoppitunti 78

7.4.1 Viestinnällisten lähestymistapojen vaihtelut oppitunnilla 78

7.4.2 Palamiskertaus- ja sähköoppitunnin opetustuokiot 79 7.4.3 Vertailu dialogisen tutkivan oppimisen suosituksiin

82

8 POHDINTA 86

8.1 Tutkimuksen tarkastelu ja johtopäätökset 86

8.1.1 Vastavalmistuneiden luokanopettajien käyttämät työta- vat ja viestinnälliset lähestymistavat vastasivat heikosti dialo- gisen tutkivan oppimisen suosituksia 86

8.1.2 Opettajankoulutuksen aikana opitut teoreettiset tiedot dialogisesta tutkivasta oppimisesta eivät siirtyneet vas-

tavalmistuneiden opettajien opetukseen 88

8.1.3 Vastavalmistuneiden luokanopettajien mielestä dialogi- nen tutkiva oppiminen sopii alakoulun ympäristö- ja luonnon- tiedon joidenkin sisältöjen opettamiseen 89

8.1.4 Opettajankoulutukseen ja jatkokoulutukseen on panos- tettava, jotta dialoginen tutkiva oppiminen saadaan opetus- tavaksi alakoulun ympäristö- ja luonnontiedon opetukseen

90

8.2 Jatkotutkimushaasteet 91

8.3 Tutkimuksen luotettavuuden arviointi 92 LÄHTEET 96

LIITTEET 102

Liite 1: Molempien opettajien haastattelut yhdistettynä 103 Liite 2: Kolmannen luokan opettajan haastattelu 111

Liite 3: Kuudennen luokan opettajan haastattelu 117

1 LUONNONTIETEET ALAKOULUSSA

1.1 Luonnontieteellisen tiedon luonne

Luonnontieteellinen tieto on luonteeltaan symbolista ja sosiaalisesti rakennettua. Luonnontieteen opetuksen kohteena eivät ole luonnonilmiöt vaan käsitteet, jotka ovat kehittyneet luonnontieteellisen yhteisön luonnon tutkimisen tuloksena.

Luonnontieteellinen tieto rakentuu muodollisesti ennalta määrätyistä kokonaisuuksista ja niiden välisistä yhteyksistä. (Asoko, Driver, Leach, Mortimer & Scott 1994, 5)

Luonnontieteellistä tiedon muodostusta ja päättelyä luonnehtii täsmällisten, yleistettävien ja laajojen teorioiden muodostaminen, joiden tarkoituksena on muodostaa yleinen ja yhtenäinen kuva ympäröivästä maailmasta ja sen ilmiöistä. Muodostetut teoriat pitää pystyä esittämään ja tarkistamaan olemassa olevien todisteiden valossa. Tämä prosessi pitää sisällään monien tiedemiesten keskinäisen kommunikaation ja tiedonvälityksen. (Asoko ym. 1994, 8)

Alakoulussa opetettavan ympäristö- ja luonnontiedon tietorakenteiden ja sisältöjen juuret ovat sisältämiensä luonnontieteiden teorioissa, luonnonlaeissa, käsitteissä ja sanastoissa.

Luonnontieteellinen tieto syntyy ja kehittyy tieteellisten tutkimusten pohjalta. Siksi myös niiden opetuksessa tulee ottaa sovellettuna huomioon ne tavat, joilla tutkijat ovat päässeet tietämiseen ja ymmärtämiseen. Ympäristö- ja luonnontiedon asiasisältö muokataan oppilaiden kehitysvaiheen mukaisiksi pedagogisiksi tiedonrakenteiksi.

(Aho, Havu-Nuutinen & Järvinen 2003, 11)

1.2 Luonnontieteet alakoulun oppiaineena

Luonnontieteellistä tietoa opetetaan alakoulussa 1.-4. vuosiluokilla ympäristö- ja luonnontieto nimisenä oppiaineena. Se pitää sisällään biologian, maantiedon, kemian, fysiikan ja terveystiedon tiedonalojen sisältöjä. Vuosiluokilla 5-6 luonnontieteellisen tiedon opetus jakaantuu oppiainekohtaisiksi biologian, maantiedon, kemian ja fysiikan oppiaineiksi. Biologian ja maantiedon opetukseen on integroitu myös terveystiedon opetusta. Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen tulisi perusopetuksen opetussuunnitelman (2004, 170) mukaan tukeutua tutkivaan ja ongelmakeskeiseen lähestymistapaan, jossa huomioidaan myös kokemuksellinen ja elämyksellinen opetustapa sekä oppilaan aiemmat tiedot ja mielenkiinnonkohteet. Opetukseen tulee liittyä vahvasti myös kestävän kehityksen näkökulma. Tutkivan lähestymistavan ja kokemuksellisen ja elämyksellisen opetuksen avulla oppilaalle ajatellaan kehittyvän myönteinen ympäristö- ja luontosuhde. (Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteet 2004, 170, )

Alakoulun ympäristö- ja luonnontiedon opetuksessa keskitytään seuraaviin sisältökokonaisuuksiin: ihminen ja ymmärrys elämästä, eliöt ja elinympäristöt, lähiympäristö, kotiseutu ja maapallo elinpaikkana, ympäristön ilmiöt ja aineet sekä ihminen, terveys ja turvallisuus. (POPS 2004, 171–172) Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen tehtävänä ja tavoitteena on edistää ihmisen ja luonnon välisen vuorovaikutussuhteen syntymistä sekä ihmisten välisiä sosiaalisia taitoja. Luonnontutkimisen taitojen tulisi näkyä kaikessa opetuksessa ja opiskelussa, mikä edellyttää eri tavoin toteutettua kokeellista työskentelyä. (Salmio 2008, 13) Opetuksen tehtävinä on opettaa oppilaita kunnioittamaan ja arvostamaan ympäristöään, elämää ja eliökuntaa, havaitsemaan ja ymmärtämään kulttuuriinsa ja ympäristöönsä liittyviä asioita, tuntemaan erilaisia kulttuureita ja ihmisiä, ymmärtämään erilaisia elinympäristöjä ja kansalaisena toimimisen ja kansalaiseksi kasvamisen taitoja. (Aho ym. 2003, 13-15) Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen tavoitteena on kehittää

oppilaiden luonnontieteellistä ajattelua, käsitteiden oppimista, luonnontieteellistä lukutaitoa, metakognitiivisten taitojen kehittymistä, prosessitaitojen kehittymistä, menetelmällisten taitojen kehittymistä sekä kykyä oppia havainnoimaan ja luokittelemaan asioista ja ilmiöitä. (Ahtee, Kankaanrinta & Virtanen 1994, 54, 64, 67;

Aho ym. 2003, 45, 54, 144)

1.3 Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen tehtävä ja tavoitteet

1.3.1 Luonnontieteellisen ajattelun kehittyminen

Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen tärkeänä tehtävänä on opettaa oppilaita omaksumaan luonnontieteellinen ajattelutapa.

Oppilaiden tulisi oppia kriittisiksi tarjolla olevaa tietoa kohtaan ja arvioitava sitä tosiasioiden pohjalta. Heidän tulisi oppia sekä erottamaan ilmiöiden olennaiset tekijät epäolennaisista että soveltamaan tietoa ja teorioita käytäntöön. (Ahtee ym. 1994, 54; ks.

myös Harlen & Qualter 2004, 62) Tutkivan oppimisen ja tutkimusten ajatellaan kehittävän oppilaiden luonnontieteellisen ajattelun kehittymistä. Tutkimusmenetelmien tulisi muuttua asteittain systemaattisemmiksi. Oppilaiden tulisi pystyä myös itse suunnittelemaan pieniä tutkimuksia. Käytännössä oppilaiden halutaan tekevän tutkimuksia tieteellisen menetelmän mukaisesti niin, että oppilaat oppivat tekemään hypoteeseja, havaintoja, mittauksia ja tulkintoja tutkimusprosessin eri vaiheiden aikana. (Eloranta, Jeronen &

Palmberg 2005, 25)

1.3.2 Käsitteellinen oppiminen

Luonnontieteille on tyypillistä havaintojen tekeminen luonnossa tapahtuvista ilmiöistä. Havaintojen kuvaamiseen tarvitaan käsitteitä.

Ympäristö- ja luonnontiedon oppimisen tavoitteena on ymmärtää arkikäsitteiden ja luonnontieteellisten käsitteiden välinen ero sekä oppia muodostamaan ja omaksumaan tarkkoja tieteellisiä käsityksiä.

(Ahtee ym. 1994, 64) Ympäristö- ja luonnontiedon tehtävänä on edistää luonnontieteellistä lukutaitoa, joka edellyttää käsitteiden ja sanaston hallintaa (Aho ym. 2003, 144). Eloranta ym. (2005, 114) toteavat käsitteiden ymmärtämisen olevan tärkeää kokonaisuuksien hahmottamisessa; virheelliset käsitykset ilmiöistä johtuvat osaksi puutteellisesta luonnontieteellisten käsitteiden ymmärtämisestä (Eloranta ym. 2005, 114; ks. myös Salmio 2008, 18). Teoreettisten käsitteiden omaksuminen ja hallinta auttaa oppilasta ymmärtämään erilaisten ilmiöiden todellisen luonteen. Tiedon kehittyessä ilmiöt pyritään kuvaamaan entistä tarkemmin. Tavoitteena on pystyä luomaan malleja ja hypoteeseja teoreettisia käsitteitä käyttäen.

Käsitteiden ymmärtäminen ja oppiminen tulee aloittaa peruskäsitteistä, jotka luovat pohjan uusien käsitteiden oppimiselle.

Käsitteiden oppimisen kannalta on tärkeätä valita käsitteitä, jotka ovat lähellä oppilaiden arkiajattelua. Oppilaille tulee antaa mahdollisuus kokeilla itse omien käsitteidensä käyttökelpoisuutta kokeilemalla, testaamalla, kyselemällä ja keskustelemalla. (Ahtee ym.

1994, 65-66)

1.3.3 Metakognitiivisten taitojen kehittyminen

Aho ym. (2003) mukaan metakognitiolla tarkoitetaan oppijan tietoa ja tietoisuutta omista kognitiivisista toiminnoistaan, oppimisestaan ja opiskelustaan (Aho ym. 2003, 54). Luonnontieteellisen tiedon rakentumisen katsotaan olevan käsitteiden ja menetelmien vuorovaikutuksen tulos, jota säätelevät metakognitiiviset tiedot ja taidot. Metakognitiivisten taitojen avulla oppilas tarkastelee niitä prosesseja, joilla hän säätelee toimintaansa oppimisprosessin eri vaiheissa. Näitä taitoja ovat esimerkiksi olennaisen tiedon erottaminen, tiedon soveltaminen, itsensä motivointi ja kyky itsenäiseen työskentelyyn. Metakognitiiviset taidot vaikuttavat myönteisesti asioiden ymmärtämiseen, muistiin ja opittujen asioiden soveltamiseen. Ympäristö- ja luonnontiedon opiskelussa metakognitiivisten taitojen kehittymistä tukee erilaiset

keskustelutilanteet, asioiden reflektointi yksin ja yhdessä muiden oppilaiden kanssa sekä muut reflektiota kehittävät toiminnot kuten piirtäminen ja kirjoittaminen. (Aho ym. 2003, 54)

1.3.4 Prosessitaitojen kehittyminen

Koulussa palkitaan yleensä oikean vastauksen tietäminen, vaikka tärkeämpää oppimisen kannalta prosessitaitojen kehittäminen.

Tärkeätä on siis opettaa oppilaita käyttämään keinoja, joiden avulla he voivat löytää oikeita vastauksia, ja ohjata heitä arvioimaan tietojaan, käsityksiään ja ideoitaan. Prosessitaitoihin kuuluvat tiedon keräämisen, tulkitsemisen ja kuvaamisen taidot. Tärkeätä on oppia tarkastelemaan ajatuksiaan ja käsityksiään kriittisesti erilaisten todisteiden pohjalta. Prosessitaitoja voidaan kehittää tekemällä erilaisia kokeita ja tutkimuksia, monipuolisilla luokkahuonekeskusteluilla sekä tekemällä erilaisia kysymyksiä ja omia hypoteeseja opiskeltavista asioista ja ilmiöistä. (Ahtee ym. 1994, 67)

1.3.5 Menetelmätaitojen kehittyminen

Ympäristö- ja luonnontiedon tavoitteena on oppia käyttämään monipuolisesti erilaisia menetelmiä tiedonhankintaa varten. Tämä menetelmällinen osaaminen (ks.kuvio 1) voidaan jakaa ulkoisesti havaittaviin taitoihin ja sisäisiin prosesseihin (Aho ym. 2003, 45).

KUVIO 1. Ympäristö- ja luonnontiedossa opittavia prosesseja, strategioita ja taitoja (Aho ym. 2003, 45).

1.3.6 Havainnointi ja luokitteleminen

Ympäristön havainnoinnin kautta oppilas harjaantuu ilmiöiden ja kohteiden kuvailuun, vertailuun ja lopulta luokittelun kautta käsitteiden muodostamiseen ja ongelmanratkaisuun. Havaintoja tehdään kaikkia aisteja käyttämällä. Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen lähtökohtana ovat yleensä oppilaiden omakohtaiset havainnot tutkittavista asioista. Havainnoinnin kautta harjaannutaan kuvailemaan kohteen ominaisuuksia sekä eroja muihin kohteisiin.

Havainnot, kuvailu ja vertailu ovat edellytyksiä kohteiden luokittelulle ja käsitteiden muodostukselle. Tämän jälkeen havainnot kootaan, jäsennellään ja täydennetään. Oppilaat voivat vertailla tekemiään päätelmiä keskenään. Havainnoinnin ja asioiden kirjaamisen jälkeen tapahtuu havainnoitujen asioiden tai ilmiöiden jäsenteleminen ja asioiden käsitteellistäminen, jonka kautta oppilaiden havainnot saadaan liitettyä luonnontieteellisten käsitteiden mukaisiksi

tietorakenteiksi oppilaiden havainnointikokemusten yhteyteen syntyneisiin muistirakenteisiin ja aiempiin tietorakenteisiin. (Aho ym.

2003, 46-47) Jotta oppilas oppisi tekemään havaintoja, hänellä täytyy olla kokemuksia havaintojen teosta. Opettajan on tarjottava oppilaille tilanteita, joissa he voivat eri aistejaan hyväksikäyttämällä kerätä tietoja ja kokemuksia tutkittavista asioista. Oppilaiden pitää saada tehdä kaikkea, mikä auttaa heitä kuvailemaan kappaletta tai ilmiötä mahdollisimman monipuolisesti. Tällaisen toiminnan kautta kehittyy oppilaan vertailu-, luokittelu- ja arviointikyky sekä luottamus omiin havaintokykyihinsä. Opetuksessa on tärkeätä antaa riittävästi aikaa havaintojen tekemiselle, keskustelulle ja kysymyksille. Havaintojen tekemiseen tulisi liittää myös oppilaiden aikaisemmat tiedot ja kokemukset asioista. (Ahtee ym. 1994, 62-63)

2 LUONNONTIETEELLISEN TIEDON OPPIMINEN

Suositukset hyvästä luonnontiedon opettamisesta liittyvät tämän hetken näkemyksiin oppimisesta ja luonnontieteellisen tiedon luonteen asettamista ehdoista tehokkaalle luonnontieteen oppimiselle. Luonnontieteiden opettamisen kannalta on tärkeä tietää, miten oppimista tapahtuu ja millaisia erityispiirteitä luonnontieteet asettaa oppimiselle.

Opetussuunnitelman perusteiden mukaan oppiminen nähdään yksilöllisenä ja yhteisöllisenä tietojen ja taitojen rakennusprosessina, jonka kautta syntyy kulttuurinen osallisuus. Oppiminen on seurausta aktiivisesta ja tavoitteellisesta toiminnasta, jossa oppilas aiempien tietorakenteidensa pohjalta tulkitsee uutta tietoa. Oppiminen riippuu oppijan aiemmin rakentuneesta tiedosta, motivaatiosta sekä oppimis- ja työskentelytavoista. Oppiminen on aktiivinen ja

päämääräsuuntautunut ja tilannesidonnainen prosessi. (POPS 2004, 18)

2.1 Konstruktivistinen oppimiskäsitys

Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden (2004) mukainen oppimiskäsitys perustuu kognitiivisen oppimiskäsityksen vallitsevimpaan muotoon, konstruktivistiseen oppimis- ja tiedonkäsitykseen. Konstruktivistisella oppimiskäsityksellä tarkoitetaan aktiivista opiskelu-oppimisprosessia, jossa oppija muokkaa uutta tietoa omien kokemuksiensa ja tietojensa kautta itselleen ymmärrettävään muotoon. Konstruktivistisen tiedonkäsityksen mukaan tieto ei ole ulkoa annettua, vaan yksilön itsensä muokkaamaa. Oppilaan rakentama tietorakenne on siten aina subjektiivinen, eikä sellaisenaan toisten saavutettavissa, vaikka se onkin rakentunut sosiaalisessa vuorovaikutuksessa toisten kanssa.

(Aho ym. 2003, 30)

2.1.1 Yksilöllinen ulottuvuus

Konstruktivistinen oppimiskäsitys pitää sisällään kaksi ulottuvuutta oppimisen kannalta: yksilöllisen ja sosiaalisen ulottuvuuden.

Yksilöllinen ulottuvuus tarkoittaa sitä, että jokaisella yksilöllä on omat toiminnan kohteesta ja itsestä muodostetut sisäiset tietotorakenteet eli skeemat (engl. scemes). (Vuorinen 1992, 81). Oppimista tapahtuu, kun olemassa olevan tietorakenteen ja uuden tiedon välinen epätasapaino saadaan ratkaistua. Oppiminen vaatii sisäistä henkistä aktiivisuutta ja johtaa aikaisemman tietorakenteen muokkaamiseen.

Tällä tavoin katsottuna oppiminen vaatii aina muutoksia tietorakenteissa. (Asoko ym. 1994, 7) Tällaista tietorakenteissa tapahtuvaa muutosta kutsutaan käsitteelliseksi muutokseksi (engl.

conseptual change). Motivaation osuus oppimisessa on merkittävä, sillä uuden tiedon linkittäminen vanhaan tietoon ja tietojen uudelleen järjestely vaativat paljon ponnisteluja (Ahtee ym. 1994, 60).

Opiskeltavan asian merkityksellisyys oppilaan kannalta on tärkeätä, jotta oppilas motivoituu opetuksessa käsiteltäviä asioita kohtaan.

Merkityksellisyys syntyy, kun oppilaan sen hetkinen ymmärrys ja uusi asia kohtaavat. (Aho ym. 2004, 22-23) Voidaan siis ajatella, että oppilaan ennakkokäsityksen ja tieteellisen näkemyksen välistä erovaisuutta tulisi opetuksessa käsitellä sellaisten ilmiöiden kautta, jotka lapsi kokisi merkityksellisiksi ja jotka synnyttäisivät vahvan kognitiivisen konfliktin uuden ja vanhan tiedon välille. (Rinne, Kivirauma & Lehtinen 2004, 178; Aho ym. 2004, 22-23)

Luonnontieteiden opettamisen näkökulmasta yksilöllinen näkökulma tarkoittaa sitä, että oppilaille tulee tarjota fyysisiä kokemuksia, jotka aikaansaavat kognitiivisia konflikteja. Näin edistetään sellaisten käsitteellisten muutosten syntymistä, jotka mukautuvat yhteen kokemuksen kanssa. (Asoko ym. 1994, 7) Opettamisen ja oppimisen kannalta yksilöllinen näkökanta nostaa esille lisäksi kaksi muuta keskeistä asiaa. Ensinnäkin jokainen oppilas rakentaa omat uudet käsitteensä omien olemassa olevien tietorakenteidensa ja kokemustensa pohjalta. Toiseksi jokaisella oppilaalla on omat kokemuksensa ja ajattelu- ja tietorakenteensa, jotka opettajan on tunnettava. Hänen on selvitettävä oppilaiden lähtökohdat ja ennakkokäsitykset. Oppilaiden käsityksiä koskevat tutkimukset osoittavat, että oppilaiden omat ennakkokäsitykset ovat erittäin pysyviä. Kun uusi luonnontieteen kannalta oikeampi käsite tai malli esitetään opetuksen yhteydessä, oppilas saattaa uskoa sen mutta jonkin ajan kuluttua vanha virheellinen ennakkokäsitys nousee pintaan, koska sillä on kytkentöjä aikaisempaan tietorakenteeseen.

Luonnontieteiden oppiminen edellyttää, että oppilaat tarkastelevat ennakkokäsityksiään kriittisesti liittäessään ne saamiinsa uusiin tietoihin. (Ahtee ym. 1994, 57-58; ks. myös Tynjälä 1999, 10-11) Asoko ym. (2004) ovat sitä mieltä, että luonnontieteen opetuksessa on tärkeätä tuoda oppilaiden ennakkokäsitykset näkyviksi ja vuorovaikutukseen tieteellisen näkemyksen kanssa (Asoko ym. 2004, 8). Tärkeätä on myös oppia käyttämään eri käsitteitä ja vertailemaan

niitä (Harlen 2000, 24) Pelkkä ennakkokäsitysten haastaminen epäjohdonmukaisten tapahtumien kautta ei riitä. Luonnontieteen oppiminen pitää sisällään sen, että oppilas omaksuu uuden tavan ajatella ja selittää maailmaa. Toisin sanoen oppilas pitää tutustuttaa luonnontieteellisen yhteisön tapoihin ymmärtää luonnontieteellisen tiedon rakentumista, tarkoituksia ja sen tiedollisia vaatimuksia. (Asoko ym. 2004, 8)

2.1.2 Sosiaalinen ulottuvuus

Konstruktivistisen oppimiskäsityksen sosiaalinen ulottuvuus pitää sisällään vuorovaikutuksen ja kommunikaation ihmisten välillä ja ympäröivän kulttuurin kanssa. Sosiaalinen vuorovaikutus ja kommunikaatio vaikuttavat oleellisina tiedonrakentumiseen ja käsitteelliseen ymmärtämiseen. Vuorovaikutteista ja pohtivaa keskustelua pidetään yhtenä oppimiseen myönteisesti vaikuttavana tekijänä (Pitkäniemi & Kontturi-Kemppi 1999, 41-57). Sosiaalinen vuorovaikutus auttaa oppilasta näkemään omat käsityksensä uudelta kannalta, mikä voi johtaa oman käsityksen ja uuden tiedon väliseen ristiriitaan, joka mahdollistaa käsitteellisen muutoksen syntymisen.

(Aho ym. 2003, 42). Veresov (1999) esittää, että Vygotskyn (1978, 1981) mukaan ihmisen kehittyneimmät kognitiiviset toiminnot perustuvat sosiaaliseen vuorovaikutukseen (Veresov 1999) . Näiden toimintojen kehittymisen merkkinä ovat erilaiset välineet, kuten kieli.

Kieli toimii ajattelun työvälineenä ja auttaa oppilasta järjestelemään ja ilmaisemaan ajatuksiaan, joihin muu luokkayhteisö voi tarttua ja tuoda uusia ajattelun aineksia. Sosiaalisesti painottuneessa opiskelutilanteessa vuorovaikutus yhdistää oppilaiden oman toiminnan ympäristön toimintaan niin, että oppilaat ymmärtävät sen samalla tavoin. Kielen ja kommunikaation merkitystä Vygotsky (1978, 1981) on perustellut lähikehityksenvyöhyke tulkinnallaan. Sen mukaan oppilasta voidaan ohjata hänelle potentiaaliselle oppimisen tasolle, jonne hän ei yksin toimiessaan yllä, yhteistoiminnalla opettajan ja muiden oppilaiden kanssa. Lähikehityksenvyöhyke on

oppilaan senhetkisen kehitystason ja potentiaalisen kehitystason välinen etäisyys. Näiden kehitystasojen välillä oppilas työskentelee sosiaalisessa vuorovaikutuksessa itseään pätevämpien kanssa. Näin ollen oppilaalle voidaan antaa haastavampia tehtäviä kuin hänen senhetkinen kehitystasonsa edellyttäisi. (Aho ym. 2003, 25; ks. myös Asoko ym. 2004, 7)

3 YMPÄRISTÖ- JA LUONNONTIEDON OPETTAMINEN

Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteet määrittävät ympäristö- ja luonnontiedon työtapoihin, oppisisältöihin ja pedagogisiin ratkaisuihin liittyvät yleiset suuntaviivat, joiden mukaan opettajan tulee toimia, jotta opetussuunnitelman perusteiden asettamiin oppimistavoitteisiin päästään. Aho ym. (2003) toteavat, että opetussuunnitelmista päätettäessä ja opetusta suunniteltaessa koulun tasolla, joudutaan miettimään, millaiseen tieteelliseen tietoon ympäristö- ja luonnontiedon opetus perustuu, mitkä ovat opettajan ja oppilaiden tiedonrakenteet sekä miten opetus voidaan toteuttaa. (Aho ym. 2003, 58)

Opetustiedon muutoksen vaikutuksesta Suomessa siirryttiin Lehrplan- tyyppisestä opetussuunnitelmasta curriculum-tyyppiseen opetussuunnitelmaan 1990-luvulla (Nevalainen, Kimonen &

Hämäläinen 2001). Samoihin aikoihin Suomen valtioneuvoston asetteleman komitean ehdotuksesta 1989, ryhdyttiin uudistamaan peruskoulun ja lukion luonnontieteiden opetusta (Ahtee ym. 1994, 13). Muutoksen johdosta opetusta uudistettiin ja opetuksen painopiste siirtyi tutkivan oppimisen suuntaan. Opetusta on pyritty siirtämään yhä enemmän luokasta luontoon ja yhteisöön sekä kohti oppilaskeskeistä opetusta, jossa pääpaino on oppilaiden omien havaintojen tekemisessä sekä erilaisessa tutkimisessa. (Eloranta ym.

2005, 21) Nämä painotukset näkyvät luonnontiedon opetuksen

suuntaviivoina opetussuunnitelman perusteissa, joka määrittelee ja antaa viitekehyksen, jonka puitteissa opettajien tulisi opetustyössään toimia. (ks. POPS 2004, 170-176)

Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen tulisi perusopetuksen opetussuunnitelman (2004) mukaan tukeutua tutkivaan ja ongelmakeskeiseen lähestymistapaan, jossa huomioidaan myös kokemuksellinen ja elämyksellinen opetustapa sekä oppilaan aiemmat tiedot ja mielenkiinnon kohteet. Tutkivan lähestymistavan ja kokemuksellisen ja elämyksellisen opetuksen avulla oppilaalle ajatellaan kehittyvän myönteinen ympäristö- ja luontosuhde. (POPS.

2004, 170,

3.1 Perinteinen luonnontieteiden opettaminen

Huolimatta siitä, että opetussuunnitelman mukaan oppimisen tulisi olla lapsikeskeistä ja tukeutua tutkivan oppimisen työtapoihin, on opetuskulttuurimme perustunut jo pitkään vahvaan opettajajohtoisuuteen. (Eloranta ym. 2000, 99) Myös muualla maailmassa asiasta on tehty samansuuntaisia havaintoja (ks. De Boo

& Randall 2001; Hipkins ym. 2005; Minner ym. 2009). Tutkiva oppiminen työtapana on tunnettu jo kauan mutta sen siirtyminen opetukseen on ollut hidasta. Hitaimmin tutkiva oppiminen on otettu alakoulun luonnontieteiden opetukseen. Suurimpana esteenä on ollut opetuksen oppikirjasidonnaisuus. (Yli-Panula 2005, 99-101) Perinteisessä luonnontieteen opetuksessa vallitsee usein kokemusperäisyyden ylikorostuneisuus, minkä johdosta oppilaita ohjataan yleensä vain kuvailemaan havaintojaan kuin selittämään niitä (Hakkarainen, Bollström-Huttunen, Pyysalo & Lonka 2005, 128).

Tämä ei johda käsitteellisen ymmärtämisen rakentumiseen. Vaikka havainnoinnilla on tärkeä merkitys kokeellisessa työskentelyssä, pitää ymmärtää, että kokeita tehdään tieteissä joidenkin ongelmien ratkaisemiseksi ja että niitä ohjaavat tutkijoiden taustaoletukset ja hypoteesit. Tieto ja ymmärrys syntyvät havaintojen asettamisesta

tutkimuskysymysten ja havaintoja selittävien teorioiden yhteyteen.

(Hakkarainen ym. 2005, 128-130; Asoko ym. 1994, 7) Ahon ym.

(2004) mukaan perinteinen opettaminen ei ole tehokas tapa kehittää oppilaiden ongelmanratkaisuun tarvittavia ajattelutaitoja ja kriittistä arviointia tietoa ja tiedonhankintaa kohtaan. (Aho ym. 2004, 23)

Monissa maissa on huomioitu merkittävää laskua ylemmän asteen luonnontieteiden koulutushakijamäärissä kahden viime vuosikymmenen aikana. Tilanteeseen on mahdollisesti vaikuttanut oppilaiden asenteet luonnontieteitä kohtaan. (ks. Ramsden 1998;

Osborne ym. 2003) Oppimisympäristö ja tapa, jolla luonnontieteitä opetetaan, ovat myös saattaneet vaikuttaa tähän havaintoon (ks. Ann ym. 2001; McWilliam ym. 2008). The American Association for Advancement of Science (AAAS 1993) ja National Research Council (NRC 1996) korostavat oppilaskeskeiseen pedagogiikkaan siirtymistä luonnontieteiden opetuksessa. He painottavat sitä, että luonnontieteellisten faktatietojen sijasta keskityttäisiin tutkimaan jokapäiväisiä ilmiöitä ja kehitettäisiin syvä ymmärrys tällaisesta tutkimusprosessista ja sen tuomista tiedoista. (Abu Sbeih, Barakat, Boujettif & Jalil 2009, 476)

Luonnontieteiden oppimisen tulisi johdattaa luonnontieteellisen ajattelutavan omaksumiseen sekä sen käytänteisiin ja menetelmiin tutustumiseen. Lisäksi opiskelun tulisi olla merkityksellistä yksilötasolla. (Asoko ym. 1994, 6) Luonnontieteen oppiminen luokassa pitää sisällään uudenlaisen tutkivan kulttuurin omaksumisen.

Opettajan pitää toimia ennakkokäsitysten ja tieteellisen tiedon välisen rajapinnan häivyttäjänä. Tätä kautta oppilaat voivat vähitellen omaksua tieteellisen näkökannan asioista. Tällainen opettaminen eroaa vahvasti perinteisestä opettamisesta, joka tähtää sisältöjen oppimiseen ongelmanratkaisutaitojen sijasta. Osallistumalla opettajan ohjaamiin luonnontieteellisiin työtapoihin, oppijat sosiaalistetaan luonnontieteelliseen tiedonluomisen ja menetelmien käytänteisiin koulun luonnontieteiden opetuksessa. Tämä asettaa vaatimuksia

koulutukselle: tavoitteena on vaalia kriittistä suhtautumista tietoa kohtaan. (Asoko ym., 11)

3.2 Kohti dialogista tutkivaa oppimista

Yhteiskuntamme on tällä hetkellä vahvassa muutoksen tilassa niin sosiaalisella, taloudellisella kuin tietotekniikan sektoreilla. Tiedon määrän valtavan kasvun, sen monimutkaisuuden ja tiedon lähteille pääsemisen helppouden takia, luonnontieteiden opetuksessa on tärkeätä, että oppilaat oppivat yhdistelemään tietoa ja tulkitsemaan ristiriitaista tietoa sekä arvostamaan luonnontieteellisen tutkimuksen luonnetta. Internetistä löytyvä tieteellinen tieto saattaa olla arveluttavaa, joten on tärkeätä tukea oppilaiden kokonaisuuksien hahmottamista luonnontieteessä. (Linn, Davis & Bell 2004, 9-10) Oppilaat tarvitsevat taitoja myös tiedon yhteisölliseen rakentamiseen tulevaisuuden työelämän kannalta, koska tiimi- ja ryhmätyöskentely on lisääntynyt monilla aloilla. (Hakkarainen ym. 2005, 13) Alakoulun luonnontieteiden opetuksella on mahdollisuus sytyttää lapsessa kiinnostus luonnontieteitä kohtaan. Se antaa lapselle mahdollisuuden kehittää luontaista uteliaisuuttaan ja siksi lapsille pitäisi antaa mahdollisuuksia käsitellä erilaisia materiaaleja, kysyä kysymyksiä, tehdä hypoteeseja, ennustaa ja kokeilla näitä luonnontieteen opetuksen aikana. (ks. Asoko ym. 1996; Harlen 2000)

Tutkin tässä luvussa dialogista tutkivaa oppimista teoriatasolla ja selvitän, teorian taustalla vaikuttavat tutkivaan oppimiseen, dialogiseen opettamiseen ja vuorovaikutuksellisiin lähestymistapoihin liittyviä teoreettisia näkemyksiä ja tutkimustuloksia. Käsittelen myös sitä, millä perusteilla dialogisen tutkivan oppimisen katsotaan olevan tehokas tapa vastata aikaisemmin tässä tutkielmassa esiin nostettuihin luonnontieteiden opettamisessa ilmeneviin ongelmiin.

3.3 Tutkiva oppiminen

Koulua on syytetty siitä, että se auttaa oppilaita selviytymään koulun oppimistilanteista mutta ei välttämättä tarjoa resursseja tehokkaaseen oppimiseen ja ongelmanratkaisutaitoihin, joita tarvitaan nopeasti muuttuvassa yhteiskunnassa ja tulevissa työelämän tilanteissa. Tutkivan oppimisen työtapojen tarkoituksena on juuri tällaiseen oppimiseen pyrkiminen. (Yli-Panula 2005, 101) Tutkivan oppimisen tarkoituksena on osallistaa oppilaat syvälliseen tutkimiseen ja asiantuntijoille tyypilliseen uutta tietoa luovaan työskentelyyn. Tulevaisuuden tietoyhteiskunnassa toimiminen vaatii tällaisia taitoja. (Hakkarainen ym. 2005, 29) Tutkivassa oppimisessa korostetaan sitä, että oppimisen kannalta olennaista on tosiseikkojen opiskelun sijaan miettiä asioiden merkityksiä ja pyrkiä selittämään opiskeltavia ilmiöitä. (Hakkarainen ym. 2005, 45) Oppilaiden omien ennakkokäsitysten, intuitiivisten selitysten ja tulkintojen muodostaminen on tärkeä osa tutkivaa oppimista. Tarkoituksena on rohkaista oppilaita muodostamaan hypoteeseja tutkittavista ilmiöistä ennen asiaan liittyvän tiedon opiskelua. Tämä ohjaa oppilaita pohtimaan tutkittavia ilmiöitä syvällisemmin kuin tavanomaisessa opetuksessa. Tällaisen toiminnan tavoitteena on oppilaiden piilevien taustaoletusten tietoiseksi tekeminen ja kriittinen pohdinta.

Ulkoistamalla omia ennakkokäsityksiään, oppilas saadaan tietoiseksi uskomustensa ja tieteellisen tiedon välisestä ristiriidasta ja näin toimimalla opetuksessa tuetaan käsitteellisen muutokseen tähtäävää oppimista. (Hakkarainen ym. 2005, 46-47)

Tutkivalle oppimiselle ei ole mitään yhtä oikeaa määritelmää.

Hammerin (2004) määritelmän mukaan tutkiminen (engl. inquiry) tarkoittaa yhtenäisen selityksen etsimistä luonnon ilmiöille (Murphy, Varley & Veale 2011, 416). Linn, ym. (2004) määrittelee tutkimisen tarkoituksenmukaiseksi prosessiksi, jossa määritellään ongelmia, arvioidaan erilaisia kokeita, pohditaan erilaisia vaihtoehtoja, suunnitellaan tutkimuksia, tutkitaan hypoteeseja, etsitään tietoa, rakennetaan ratkaisumalleja ikätovereiden kanssa ja muodostetaan

johdonmukaisia perusteluja. Lisäksi he korostavat, että tutkivan prosessin aikana oppilaat saavat toimia yhteistyössä toistensa kanssa ja etsiä ratkaisuja luonnontieteellisiin ongelmiin. Tällä tavoin toimimalla, oppilailla on mahdollisuus käyttää ja kehittää useita luonnontieteellisiä taitoja. (Linn, ym. 2004) Murphyn ym. (2011) mukaan Wellsin (1999) ”complex level of inquiry” pitää sisällään kolme erilaista vaihetta. Aloitusvaiheessa selvitetään oppilaiden ennakkokäsitykset käsiteltävästä ilmiöstä. Tutkimusvaiheen aikana oppilaat suorittavat tutkimuksen, tulkitsevat tuloksia ja kommunikoivat tuloksista. Pohdiskeluvaiheessa oppilaat pohdiskelevat tutkimusprosessia kokonaisuudessaan. (Murphy ym. 2011, 416)

National research council (NRC) julkaisi vuonna 1995 yleiset luonnontieteelliset koulutusperusteet (National science education standards). Asiakirjan julkaisun myötä Yhdysvaltojen luonnontieteiden koulutus ja opetus on kokenut monia uudistuksia. Monissa muissa maissa on seurattu NRC:n suosituksia koskien tutkivaa oppimista.

NRC:n (2000) määrittelemällä tutkivalla oppimisella (inquiry-based learning) tarkoitetaan oppilaiden toimintoja, joilla he rakentavat tietämystä ja ymmärrystä luonnontieteellisistä asioista ja ymmärrystä siitä, miten luonnontieteilijät tutkivat maailmaa. (NRC 2000, 1) Tutkivan oppimisen avulla on tarkoitus pystyä tutkimaan ja ymmärtämään, miten tutkimus johtaa luonnontieteelliseen tiedon syntymiseen (NRC 2000, 13).

NRC:n (2000) ehdottamat tutkimusta koskevat piirteet:

Tutkimuksen aikana:

 Oppijat sitoutetaan opetukseen tieteellisesti sävytetyillä kysymyksillä

 Oppijat kehittelevät ja arvioivat selityksiä, joiden avulla pyritään osoittamaan ratkaisuja luonnontieteellisiin kysymyksiin

 Oppijat muotoilevat selityksiä luonnontieteellisiin kysymyksiin todisteiden pohjalta

 Oppijat arvioivat selityksiään ottamalla huomioon myös vaihtoehtoiset selitykset, etenkin sellaiset joista heijastuu luonnontieteellinen ymmärrys

 Oppijat kommunikoivat ja perustelevat ehdottamiaan selityksiä. (NRC 2000, 25)

Linnin ym. (2004) tutkivan oppimisen mallin mukaan tutkiva oppiminen on tarkoituksellinen prosessi jossa:

 Diagnosoidaan ongelmia

 Suunnitellaan kokeita ja tutkimuksia

 Eritellään vaihtoehtoja

 Tutkitaan tehtyjen otaksumien paikkansapitävyyttä ja etsitään informaatiota

 Luodaan malleja

 Keskustellaan ja väitellään saaduista tuloksista sekä muodostetaan johdonmukaisia argumentteja

Linnin ym. (2004) mukaan tutkivaan oppimiseen liittyy edellä mainittujen lisäksi ennakkokäsitysten esille tuominen ja niiden dialoginen käsittely, jossa oppilaiden ennakkokäsityksien paikkaansa pitävyyttä ei lähdetä välittömästi arvioimaan. Tutkimusvaihe pitää sisällään omanlaistaan vuorovaikutusta oppilaiden ja opettajan kesken, jossa hypoteeseja luodaan, korjataan ja arvioidaan sekä suoritetaan tutkimus- tai tiedonhakuprosessi. Erittäin tärkeä osa tutkivaa oppimista on lopun koontivaihe, jossa tutkimustuloksista keskustellaan, pohditaan vaihtoehtoja, muodostetaan malleja ja johdatellaan oppimista kohti luonnontieteellistä näkemystä. Kaikissa näissä vaiheissa vuorovaikutuksen laatu on erittäin tärkeässä asemassa. Varsinkin se, että oppilaat saavat olla aktiivisessa asemassa: heillä on mahdollisuus kysellä, ehdottaa, epäillä, argumentoida ja tuoda ajatuksiaan esille muiden tarkasteltaviksi.

Opettajalla on tärkeä rooli koko tapahtuman ohjaajana, ennakkokäsitysten esiintuomisen innoittajana ja koontivaiheen

vuorovaikutuskokonaisuuden ohjaajana siirryttäessä vahvistamaan luonnontieteellistä näkemystä. (ks. Linn ym. 2004).

3.4 Tutkivan oppimisen työtavoilla on saatu hyviä oppimistuloksia

Luonnontieteen tutkijoilla, päättäjillä ja opetussuunnitelmien tekijöillä on yhtenäinen näkemys siitä, että käyttämällä konstruktivistista, tutkivaan oppimiseen (engl. inquiry-based learning) perustuvaa, ongelmanratkaisua sisältävää lähtökohtaa luonnontieteiden opetuksessa, saadaan tehokkaasti kehitettyä oppilaiden luonnontieteellistä ymmärrystä ja taitoja sekä tuetaan oppilaiden mielenkiintoa luonnontieteitä kohtaan. (ks. AAAS 1993; Goodrum ym.

2000; Lewis & Lewis 2008) Kansainvälinen tutkimus esittää, että luonnontieteiden opettaminen tutkivan oppimisen työtavoilla johtaa luonnontieteellisten ilmiöiden syvällisempään ymmärtämiseen.

(Murphy ym. 2011, 417) Lisäksi on tutkittu, että tutkivan oppimisen työtavoilla on positiivinen vaikutus oppilaiden suoriutumiseen koulun luonnontieteissä. Tämä pätee varsinkin oppilaiden kohdalla, joilla on heikompi itsetunto sekä oppilailla, joilla on heikommat taustat.

(Murphy ym. 2011; Akkus ym. 2007, 1762-1763) Driver ym. (1985) toteavat, että kun oppilaat saavat työskennellä avoimissa ongelmanratkaisua vaativissa tutkimuksissa, he pystyvät kehittämään heidän väittely- ja ajattelutaitojaan, mikä puolestaan saattaa kehittää oppilaiden itseluottamusta. (Driver ym. 1985) Murphyn ym. (2011) mukaan Novakin ja Govinin (1984) tekemästä tutkimuksesta selvisi, että kun oppilaat saivat suunnitella ja toteuttaa omia tutkimuksiaan, he kokivat omistajuutta omaa työtään kohtaan. Tällaisella toiminnalla oli positiivinen vaikutus oppilaiden mielenkiintoon luonnontieteitä kohtaan. (Murphy ym. 2011, 417) Murphyn ym. (2011) mukaan myös muissa koulutukseen liittyvissä tutkimuksissa on todettu, että tutkiva oppiminen voi parantaa oppilaiden motivaatiota ja asennetta luonnontieteitä kohtaan. (Murphy ym. 2011, 417) Opetushallituksen

(2006) tekemän oppimistulosten arvioinnin suosituksena oli, että toiminnallisten kokeellisten tehtävien käyttöä tulisi lisätä opetuksessa. Opiskelua tulisi arvioinnin mukaan ohjata oppilaskeskeisemmäksi ja yhteistoiminnallisemmaksi (Salmio 2008, 85)

Edellä mainittujen tutkimustulosten, opetussuunnitelmien ja kansainvälisten raporttien suositusten mukaan opetusta tulisi siirtää enemmän tutkivan oppimisen suuntaan luonnontieteiden opetuksessa. Tutkiva oppiminen kehittää tulevaisuudessa tarvittavia ongelmanratkaisutaitoja, tiedonhankintataitoja ja kriittisyyttä tietoa kohtaan, mikä on tärkeää jatkuvan tiedon määrän kasvun suhteen sekä opettaa luonnontieteille ominaisten tutkimusmenetelmien ja taitojen käyttämiseen.

Vaikuttaisi siis siltä, että tutkimusten mukaan on vahvaa näyttöä tutkivan oppimisen työtapojen monista hyödyistä luonnontieteiden opetuksessa. Monet kansainväliset organisaatiot ovat nähneet vaivaa tutkivan oppimisen työtapojen edistämiseksi. Mutta huolimatta monista opetussuunnitelma uudistuksista ja korjauksista vaikuttaisi siltä, että tutkivan oppimisen työtapojen käyttö on harvinaista luonnontieteellisen tiedon opetuksessa peruskoulussa. (De Boo &

Randall 2001; Hipkins ym. 2005; Minner ym. 2009)

3.5 Opetuksen sosiaalisen näkökulman huomioiminen

Tutkivan oppimisen monien hyvien puolien lisäksi on tärkeätä huomioida myös opetukseen ja oppimiseen liittyviä tavoitteita, jotka saattavat puuttua monista tutkivaan oppimiseen liittyvistä työtavoista ja niiden kautta toteutetusta opettamisesta. Tutkivan oppimisen puutteina on usein sosiaalisen näkökannan puuttuminen ja tutkimusten avoimuuteen liittyvät kysymykset. (Lehesvuori, Ratinen, Kulhomäki, Lappi & Viiri 2011, 141)

Opetushallituksen (2006) tekemän alakoulun luonnontiedon oppimistulosten arvioinnin suosituksena oli, että sosiaalisia taitoja pitäisi liittää kokeellisiin työtapoihin. Oppilaille tulisi antaa aikaa keskustella, kokeilla ja epäillä, epäonnistua ja onnistua. Itsetekeminen sekä omien arkielämän kokemusten ja elämysten käsittely saattavat parantaa oppimisedellytyksiä ja asennetta oppiainetta kohtaan.

(Salmio 2008, 3, 83-87) Hakkarainen ym. 2005 korostavat, että tutkivan oppimisen onnistuminen riippuu sitä tukevien sosiaalisten käytänteiden luomisesta. Kyselemisestä ja asioiden selittämisestä pitäisi tehdä osa luokan yhtenäistä toimintakulttuuria. (Hakkarainen ym. 2005, 64) Tutkivan oppimisen taustalla olevat toiminnot eivät kehity itsestään, vaan niitä täytyy harjoitella sosiaalisessa yhteisössä.

Lehesvuori ym. (2011) kiinnittivät artikkelissaan huomiota tutkivan oppimisen sosiaaliseen näkökantaan ja totesivat, että tutkiva oppiminen peittyy usein yli auktoritatiivisiin opetustapoihin ja opettajan ohjeistuksiin. Tämän välttämiseksi opetuksessa pitäisi kiinnittää tarkasti huomiota viestintätapoihin, joilla opettaja voi rohkaista oppilaan päättelyä tutkivan oppimisen eri vaiheiden aikana.

(Lehesvuori ym. 2011, 140-142)

3.6 Dialoginen opettaminen

Tarkastelen tässä tutkielmassa dialogista opettamista osana tutkivan oppimisen työtapaa. Dialogisuuden voidaan ymmärtää tarkoittavan keskustelevuutta ja avoinmuuttaa erilaisille mielipiteille ja näkemyksille. Se on avoinmuutta toisten ajatuksille ja sisällöille (esim.

opetus). Opettajan kannalta dialogisuus tarkoittaa valmiutta ja halukkuutta keskusteluun silloinkin, kun opetusmuotona on luennointi.

(Huttunen 2003, 129-143.) Dialogi yhdistetään sanakirjoissa yleensä tarkoittamaan keskustelua. Alexander erottaa kuitenkin dialogin (engl.

dialogue) ja keskustelun (engl. conversation) toisistaan. Keskustelun päämäärä ei yleensä ole opetuksessa selvillä sen alkaessa, ja se koostuu yleensä sarjoista toisiinsa liittymättömiä sananvaihtoja.

Luokkahuonedialogissa puolestaan dialogin päämäärä on yleensä selvillä – ainakin opettajalle – ja siinä pyritään linkittämään sananvaihdot johdonmukaisiksi ketjuiksi, joissa puheenvuorot liittyvät edellisiin niin, että yhteinen käsitys rakentuu dialogin edetessä.

Luokkahuonedialogissa pyritään tekemään huomioita toisten puheenvuoroista ja oppilaat pyritään sitouttamaan dialogiin.

(Alexander 2008, 99.)

Dialogisuutta pidetään yhtenä keinona parantaa luonnontiedon oppimisen ja opetuksen laatua ja se sopii hyvin käytettäväksi osana tutkivaa oppimista luonnontiedon opetuksessa. Dialogisen opettamisen kautta oppilailla on mahdollisuus oppia uusia tapoja ajatella: kuuntelemalla muiden luokkayhteisön jäsenten ajattelua, perusteluja ja näkemyksiä. Kuten aikaisemmin tässä tutkielmassa on esitetty, ovat oppimisen sosiaalinen näkökanta ja oppilaan aktiivinen asema opetuksessa tärkeät osat oppimisprosessia ja dialoginen opettaminen korostaa juuri näitä oppimisprosessiin liittyviä ominaisuuksia. Dialogista opettamista suositellaan opetukseen, koska se tuo sosiaalisen näkökannan mukaan opetukseen. Dialogiseen opettamiseen liittyy aidot, aiheisiin oleellisesti liittyvät kysymykset opettajan osalta ja vuorovaikutuksen laatu näiden kysymysten käsittelyssä luokkayhteisön jäsenten kesken (ks. Lehesvuori 2013, 23;

Alexander 2006, 28; Alexander 2008, 99. Dialogisuudella tarkoitetaan sitä, että opetuksessa huomioidaan sekä arkitieto että luonnontieteellinen tieto. Dialoginen opettaminen mahdollistaa aidon luovuuden, mielikuvituksen käytön sekä ongelmien ratkaisun synnyttämisen, jotka ovat olennaisia luonnontieteellisen tiedon rakentamisessa. (Asoko ym. 1994; Lehesvuori 2013, 24)

Vaikka keskustelua pidetään keskeisenä piirteenä koulutuksessa ja opetuksessa, ja se on kasvava ala opetukseen liittyvissä tutkimuksissa, niin silti huomattavassa osassa tutkimuksista todetaan, että luokkahuonevuorovaikutus ei ole keskustelevaa. (ks.

Alexander 2005) Empiiristen tutkimusten perusteella näyttää siltä, että tällä hetkellä luokkahuonetodellisuus poikkeaa oppimisen sekä

kehityksen teorioista, joissa korostetaan sosiaalisen vuorovaikutuksen merkitystä oppimisen kannalta. (Lehesvuori 2013, 21)

Matusov (2011) toteaa, että dialogisuuden vähäisyys luokkahuonevuorovaikutuksessa saattaa selittyä sillä, että opetus on ennalta liian ”jäykäksi” suunniteltua ja saattaa perustua liian paljon opetussuunnitelmassa olevien sisältöjen oppimiseen. Lisäksi käytetyt opetustavat saattavat rajoittaa keskustelun syntymistä ja oppilaiden osallistumista käsiteltäviin asioihin. (Matusov 2011, 21-46)

Erilaisilla luokkahuonevuorovaikutustavoilla voidaan vaikuttaa siihen, rajoitetaanko oppilaiden mahdollisuuksia osallistua käsiteltäviin asioihin ja tilaisuuksiin oppia vai luodaanko heille niihin mahdollisuuksia. Dialoginen näkökanta mahdollistaa oppilaiden ajatusten esille tuomisen ja niiden käsittelyn ilman näkemysten arvioivaa sävyä. Toisin sanoen oppilaita rohkaistaan osallistumaan yhteiseen tiedonrakennusprosessiin ilman pelkoa väärän vastauksen tuomasta häpeän tunteesta. (Lehesvuori 2013, 22)

Dialoginen opettaminen korostaa opettajan osallistumista merkityksellisyyden rakentamiseen suunnittelemalla tehtäviä, jotka synnyttävät dialogisuutta opettajan ja oppilaiden välillä. Keskeisenä asiana on tasoittaa epäsymmetriaa puhumisoikeuksien suhteen.

(Cazden 2001) Tämä tarkoittaa, että oppilailla on mahdollisuus ilmaista itseään vapaasti ja olla myös väärässä. Oppilaiden pitäisi saada enemmän puhevaltaa luokkahuoneessa. Tämä näkökanta, joka luotaa oppilaiden ajattelun ja ymmärtämisen kehitykseen, haastaa luokkahuoneen valtasuhteet ja edistää oppilaiden osallisuutta, itseluottamusta, itsenäisyyttä ja vastuunottamista. (ks. Alexander 2006)

Dialogiseen opettamiseen siirtyminen vaatii opettajalta pedagogisia taitoja reagoida moninaisiin tilanteisiin, joita luokassa tapahtuu. Opettajan pitää olla tietoinen erilaisista tavoista, joilla avata dialogisia vaiheita (engl. dialogic spaces) opetuksen aikana ja hänen pitää pystyä muokkaamaan näitä vaiheita pitäen silmällä oppitunnin tavoitteet. Toisin sanoen, hänen pitää pystyä asettamaan rajat

dialogisuuden suhteen. (Wegerif 2010) Tutkivaan oppimiseen liittyen, dialogisessa näkökannassa opettajien pitää olla tietoisia, kuinka avata tutkivaan oppimiseen liittyviä dialogisia tutkimusvaiheita ja milloin puolestaan ohjata keskustelu kohti luonnontieteellistä näkemystä.

Opettajien ja opettajien kouluttajien pitää olla koulutettuja siihen, miten käyttää erilaisia vuorovaikutustapoja opetuksen etenemisen aikana eri opetustarkoituksia varten. (Lehesvuori 2013, 22)

Alexander (2006) on esittänyt dialogisen opettamisen perusteet, jossa keskustelu (engl. conversation) erotetaan vuoropuhelusta (engl.

dialogue) sillä, mitä oppilaan vastauksen jälkeen tapahtuu.

Dialogisessa opettamisessa keskustelun eteneminen liitetään johdonmukaisesti eteneviksi tapahtumaketjuiksi, ilman että keskustelu jäisi irralliseksi käsiteltävän asian suhteen. Alexanderin (2006) dialoginen opettaminen pitää sisällään seuraavat viisi periaatetta.

Opetuksen tulisi olla:

 kollektiivista – opettaja ja oppilaat keskittyvät oppimistehtäviin yhdessä, joko ryhmänä tai luokkana.

 vastavuoroista – opettaja ja oppilaat kuuntelevat toisiaan, jakavat ideoita ja tarkastelevat vaihtoehtoisia näkökulmia.

 kannustavaa – lapset saavat ilmaista ideoitaan vapaasti, ilman pelkoa ”väärän” vastauksen tuomasta häpeän tunteesta. Oppilaat työskentelevät yhteisen käsityksen saavuttamiseksi.

 kumulatiivista eli kasautuvaa – opettaja ja oppilaat rakentavat omien ja muiden ideoille ja kiinnittävät ne johdonmukaisiksi ajattelun ja tutkimuksen ketjuiksi

 tarkoituksellista – opettaja suunnittelee ja johtaa dialogista opettamista kohti opetuksellisia tavoitteita. (Alexander 2006, 28)

Dialogisessa opettamisessa luokkahuonedialogissa pyritään avoimesti tekemään huomioita toisten puheenvuoroista ja pyritään sitouttamaan oppilaat dialogiin. (Alexander 2008, 99) Tärkeää on

luoda luokkahuoneesta tila, jossa lapset uskaltavat keskustella ja tuoda oman ajattelunsa muiden tarkasteltavaksi. Dialoginen vuorovaikutus kuvaillaan vuorovaikutukseksi, jossa oppilaalla on mahdollisuus kysyä kysymyksiä, kommentoida oppitunnilla syntyneitä ideoita sekä selittää ja osoittaa näkemyksiään. Dialogisessa vuorovaikutuksessa oppilaan ajattelulle annetaan aikaa. Oppilaat tarvitsevat opettajan tukea ja hänen tulee olla herkkä huomioimaan oppilaiden aloitteita. Opettajan pitää pystyä huomioimaan opetuksessa jatkuvuus ja varmistaa vastavuoroisuus. (Lehesvuori 2013, 23)

3.7 Auktoritatiiviset ja dialogiset vaiheet opetuksessa

Alexander (2006) näkee dialogisen opettamisen sopivaksi opetustavaksi kattamaan koko opetusprosessin, jossa dialogisuus rakentuu aikaisempiin, yhdessä rakennettuihin ideoihin ja etenee kohti määrättyä päämäärää. Mortimer & Scott (2003) tekevät selkeämmän eron erilaisten vuorovaikutuksellisten lähestymistapojen välille luonnontieteiden opetuksessa. He erottavat toisistaan auktoritatiivisuuden ja dialogisuuden vuorovaikutuksellisten lähestymistapojen kehyksessään. Mortimerin ja Scottin (2003) vuorovaikutuksellisten lähestymistapojen kehyksessä opettaja voi ottaa huomioon oppilaiden erilaisia ideoita ja näkemyksiä ja näin ollen jäljitellä dialogista opettamista tai hän voi ottaa käyttöön enemmän auktoritatiivisen lähestymistavan johdattaakseen opetusta kohti luonnontieteellistä näkemystä. (Mortimer & Scott 2003) Molemmissa lähestymistavoissa opettaja ideaalisesti pyrkii noudattamaan sosiokulttuurisia periaatteita ja huomioi kielen oleellisen aseman osana oppimisprosessia. (Lehesvuori 2013, 24)

Mortimerin ja Scottin (2003) vuorovaikutuksellisten lähestymistapojen kehyksessä dialogisella viestinnällä on oma paikkansa luokkahuonevuorovaikutuksessa. Dialogisen vaiheen

aikana oppilaat voivat tuoda käsiteltäväksi omia näkemyksiään ja ideoitaan, joita voidaan myöhemmin käsitellä auktoritatiivisesti siirryttäessä kohti luonnontieteellistä näkökantaa opetuksen myöhemmässä vaiheessa. (ks. Scott & Ametller 2007) Edellä esitetyn perusteella merkityksellisessä luonnontieteiden luokkahuonekeskustelussa pitäisi siis olla sekä dialogisia että auktoritatiivisia vaiheita.

3.8 Vuorovaikutukselliset lähestymistavat

Dialoginen opettaminen pitää sisällään piirteitä, joilla voidaan vaikuttaa motivaatioon ja syvälliseen oppimiseen. (Mercer, Dawes &

Staarman 2009) Lehesvuoren ym. (2011) mielestä dialoginen opettaminen ei kuitenkaan riittävästi painota sitä tosiasiaa, että luonnontieteiden opettamisen tulisi sisältää myös auktoritatiivisia ominaisuuksia. Ennakkokäsitysten ja luonnontieteellisen tiedon välinen ero on yleensä liian suuri, jotta se voitaisiin ratkaista käyttämällä pelkästään dialogisen opettamisen menetelmää.

Vuorovaikutuksellisten lähestymistapojen malli (Mortimer & Scott, 2003) esittää ainutlaatuisen näkökannan kuvaamaan luokkahuonevuorovaikutusta ja pitää sisällään dialogisen ja auktoritatiivisen näkökannan. Lehesvuoren (2013) mielestä Mortimerin ja Scottin (2003) vuorovaikutuksellisten lähestymistapojen mallin avulla voidaan tehokkaasti tutkia opettajan ja oppilaan välistä vuorovaikutusta luonnontieteiden opetuksessa. (Lehesvuori 2013, 26)

Mortimerin ja Scottin (2003) malli luokkavuorovaikutuksesta (kuvio 2) pitää sisällään neljä kategoriaa, jotka koostuvat kahdesta ulottuvuudesta: vuorovaikutteinen/vuorovaikutukseton (engl.

interactive/non-interactive) ja auktoritatiivinen/dialoginen (engl.

authoritative/dialogic). Käytän tässä tutkielmassa englanninkielisten sanojen sijaan, niistä suomennettuja sanoja, koska se helpottaa itseäni ymmärtämään paremmin sanojen tarkoituksen.

Vuorovaikutteinen-kategoria pitää sisällään keskustelua, joka sallii oppilaiden osallistumisen, kun taas vuorovaikutukseton-kategoria

tarkoittaa opettajan luennoinnin tapaista vuorovaikutusta. Dialoginen- kategoria ottaa huomioon erilaiset ideat ja näkökannat, kun taas auktoritatiivisessa lähestymistavassa opettaja keskittyy vain tiettyyn näkökantaan, joka on yleensä luonnontieteellinen näkökanta.

Vuorovaikutteinen Vuorovaikutukseton

Dialoginen A Vuorovaikutteinen/dialoginen - Keskustelu/tukeminen

B Vuorovaikutukseton/dialoginen - Oppilaiden käsitysten ja tieteellisen näkemyksen selvitys/vertailu

Auktoritatiivin en

C

Vuorovaikutteinen/auktoritatiivin en

- Esittely, kysymys/vastaus, arviointi

D

Vuorovaikutukseton/auktoritatiivin en

- Perinteinen luennointi

KUVIO 2.. Kommunikatiivisen lähestymistavan neljä luokkaa (Mortimer & Scott 2003, 35).

Vuorovaikutteisessa auktoritatiivisessa lähestymistavassa opetus on kysymys-vastaus- tyyppistä opettamista. Oppilaiden vastauksia arvioidaan ja opettaja ei huomioi kuin yhden näkökulman tarkastelun, joka on yleensä luonnontieteellinen näkemys asiasta.

Vuorovaikutteisessa dialogisessa lähestymistavassa tutkitaan ja käytetään hyödyksi oppilaiden ideoita eikä ideoita arvioida. Toisin sanoen dialoginen näkökulma Mortimerin ja Scottin mallissa tarkoittaa sitä, että opettaja ei yritä saavuutta jotakin tiettyä näkökantaa vaan opettaja yrittää saada selville oppilaiden näkökannat ja työskennellä näiden erilaisten näkökantojen kanssa.

Vuorovaikutuksettomassa auktoritatiivisessa lähestymistavassa opettaja esittää luonnontieteellisen asian luennoimalla eikä muita näkökantoja huomioida.

Vuorovaikutuksettomassa dialogisessa lähestymistavassa opettaja huomioi erilaiset näkemykset ja pyrkii kohti luonnontieteellistä näkemystä. Vaikka tässä lähestymistavassa

opettaja käyttää luennoinnin tapaista opetustapaa, hän nostaa esille erilaisia näkemyksiä asiasta.

3.9 Merkityksellinen luonnontieteiden opettaminen

Scott ja Ametller (2007) korostavat, että merkityksellisen luonnontieteiden opetuksen tulisi sisältää sekä dialogisia, että auktoritatiivisia lähestymistapoja (kuvio 3). Esimerkiksi niin, että opetuksen avausvaiheessa ”engl. opening up” käytetään dialogista lähestymistapaa, jonka aikana työskennellään erilaisten ideoiden parissa. Jossain vaiheessa keskustelu pitäisi kuitenkin johtaa koontivaiheeseen ”engl. closing down”, auktoritatiivisella lähestymistavalla. Koontivaihe saattaa olla erittäin tärkeä, kun halutaan selväksi erot oppilaiden arkikäsitysten ja tieteellisen näkemyksen kanssa. Huomioin tässä tutkielmassa opetuksen avausvaiheen ja koontivaiheen, kun esittelen dialogisen tutkivan oppimisen mallia tarkemmin. Eräät tutkimukset osoittavat, että yhdistämällä auktoritatiivisia ja dialogisia lähestymistapoja luonnontieteiden opetuksessa, tarjotaan oppilaille parhaat mahdollisuudet oppimisen suhteen (Furtak & Shavelson, 2009).

KUVIO 3. Merkityksellinen tapa oppia luonnontieteitä. Muokattu. alkuperäinen:

Lehesvuori (2013), 30.

4 K

Huoli luonnontieteiden opetuksen tasosta ja oppilaiden vähentyneestä mielenkiinnosta luonnontieteitä ja matematiikkaa kohtaan on johtanut siihen, että Euroopan komission asiantuntijaryhmä (Euroopan komissio 2007) on tehnyt suosituksia liittyen luonnontieteitä ja matematiikkaa kohtaan. Työryhmä painottaa suosituksissaan luonnontieteitä opettavien opettajien lisäkouluttamista ja opettajankoulutuksen uudistamista. (Euroopan komissio 2007) Ympäristö- ja luonnontiedon luokanopettajankoulutukseen panostamista ja opettajien jatkokouluttamista suositellaan myös opetushallituksen (2006) tekemässä luonnontieteiden oppimistulosten arviointia koskevassa tutkimuksessa. (ks. Salmio 2006) Opettajankoulutusta ja koulutuksen laatua uudistamalla voidaan vaikuttaa luonnontieteiden opetuksen laatuun tulevaisuudessa.

Opettajankoulutuksen laatua ja koulutuksen tavoitteiden toteutumista voidaan arvioida käyttämällä koulutuksen vaikuttavuus käsitettä.

Koulutuksen vaikuttavuudella tarkoitetaan sitä, miten koulutus vaikuttaa kouluihin, opettajan työhön ja oppilaiden oppimiseen ja sitä kautta laajasti ottaen koko yhteiskuntaan (Niemi 2000, 170)

Niemi (2000) toteaa, että ”koulutuksen vaikuttavuutta arvioitaessa usein suurin kysymys on se, mikä estää vaikuttavuuden eikä niinkään sen osoittaminen kuinka suuri vaikutus on ollut.” (Niemi 2000, 187) Käsittelen seuraavaksi koulutuksen vaikuttavuuteen liittyviä tutkimuksia ja niistä esiin nousevia vaikuttavuuden esteitä.

Lisäksi tutkin koulutuksen vaikuttavuutta koulutusta uudistavien koulutusohjelmien näkökulmasta. Dialoginen tutkiva oppiminen on yksi tällaisista uudistavista opetusmenetelmistä, jonka tarkoituksena on uudistaa ja kehittää opetusta ja oppimista vastaamaan paremmin nykykäsitysten mukaisia oppimis- ja opettamiskäsityksiä sekä muuttuvan yhteiskunnan asettamia uusia oppimisen vaatimuksia.

4.1 Opettajankoulutus ja koulutuksen vaikuttavuus

Opettajaopiskelijoiden ensimmäiset opiskeluvuodet ovat sosialisaatio aikaa, jolloin opettajankoulutuksen tavoitteena on tukea opettajaopiskelijoiden kasvua ja kehitystä opettajaopiskelijasta kohti opettajana toimimista. (Anderson ja Mitchener 1994).

Opettajankoulutuksen tehtävänä on myös antaa välineitä uusien opettamistapojen omaksumiseen ja auttaa opiskelijoita säilyttämään uusien opettamistapojen yhtenäisyys opiskelijan kehittymisen aikana (ks. Segall 2001). Opettajaopiskelijoiden ottaessa ensimmäisiä askeleitaan kohti työelämää, he joutuvat pohtimaan erilaisia opetusfilosofisiin kysymyksiin liittyviä ristiriitoja, kun oma opetusfilosofia, opettajankoulutuksen aikana esille nousseet opetusfilosofiat ja tulevien kollegoiden opetusfilosofiat kohtaavat. (ks.

Sullivan, Mousley & Gervasoni 2000). Tällaisessa tilanteessa uusi

opettaja joutuu kamppailemaan löytääkseen oman näkemyksen luonnontieteiden opettamiseen. Lisäksi hänen täytyy oppia reflektoimaan omaa rooliaan oppijana ja opettajana (ks. Kelly 2000).

Liian usein opiskelujen aikana opitut uudistavat pedagogiset opetustavat (Esim. dialoginen tutkiva oppiminen) unohtuvat, kun opiskelija siirtyy varsinaiseen työelämään. (ks. John 2001)

Useiden opettajankoulutusta käsittelevien kotimaisten ja ulkomaisten tutkimusten keskeinen johtopäätös on ollut, että opiskelijat ovat tyytymättömiä teorian ja käytännön väliseen irrallisuuteen opettajankoulutuksessa. Teoriaopintoja ja harjoittelukokemuksia on opiskelijoiden kritiikin mukaan vaikea sovittaa yhteen. (Niemi 2000, 187) Tämä saattaa johtaa siihen, että koulutuksen aikana opiskeltu uudistava opetustapa ei siirry opiskelijan mukana käytäntöön, eli hänen opettamiseensa, koska opetustapa on jäänyt opiskelijan mieleen liian irrallisina kokonaisuuksina vailla käytännön opetuskokemuksen kautta tapahtuvaa opetustavan sisäistämistä. Tähän liittyen Zeichner ja Tabachnick (1981) totesivat koulutuksen vaikuttavuuteen liittyvässä tutkimuksessaan, jossa he tutkivat vastavalmistuneiden opettajien opetustapoja, että vastavalmistuneiden opettajien asenne muuttui kohti perinteisiä opettamistapoja heti, kun he kohtasivat työelämän todellisuuden. (ks.

Zeichner ja Tabachnick 1981) Lotter, Harwood, & Bonner (2007) tutkivat koulutuksen vaikuttavuutta ja opettajien ohjaamia luonnontieteiden oppitunteja tutkivan oppimisen näkökulmasta.

Mukana olleet opettajat olivat mukana tutkivan oppimisen opettamiseen ohjaavassa projektissa. Mukana olleet kolme opettajaa lisäsivät tutkivan oppimisen käyttöä opetuksessaan, tosin lisäys ei kaikilla osallistujilla ollut erityisen suurta. Tutkimuksessa todettiin, että tullakseen ammattimaiseksi tutkivan oppimisen kautta opettavaksi opettajaksi, pitäisi opettajankoulutuksen aikana tarkastella teorian lisäksi myös opettajien opettamiseen liittyviä käsityksiä. Tämä tarkoittaa sitä, että opettajien ennakkokäsitykset pitäisi nostaa esiin koulutuksen aikana, jotta niihin voidaan vaikuttaa.

Pelkkä tieto paremmasta opettamisesta ei riitä muuttamaan opettajaopiskelijan omia käsityksiä opettamisesta. (ks. Lotter ym.

2007) Lisäksi jo opettajankoulutuksen alkuvaiheessa pitäisi ottaa laajasti huomioon ne tavat, joilla tutkivaa oppimista toteutetaan käytännössä. (Fazio, Melville & Bartley 2010)

Wingfield, Freeman & Ramsey (2000) tutkivat opettajaopiskelijoiden käsityksiä omasta itseluottamuksestaan ja tehokkuudestaan luonnontieteiden opettajina. Tutkimuksen tarkoituksena oli määritellä, oliko opettajankoulutusohjelma kehittänyt opettajaopiskelijoiden ”minäpystyvyyttä” (engl. self-efficacy).

Minäpystyvyydellä tarkoitetaan opiskelijan omia kokemuksia ja uskomuksia omista kyvyistään luonnontieteiden opettajana. Lisäksi tutkimuksessa tutkittiin, säilyttivätkö opiskelijat käsityksensä osaamisestaan ja taidoistaan, kun he olivat toimineet opettajana omassa luokassaan vähintään yhden vuoden ajan. Tutkimuksen perusteella opettajat kokivat olevansa kykeneviä opettamaan opettajankoulutuksen aikana oppimiensa uudistavien oppimisnäkemysten mukaisilla opetustavoilla. (Marbach & McGinnis 2007, 163) Tutkimuksen keskeisin tulos oli se, että johdonmukaisella ja monipuolisesti toteutetulla luonnontieteiden opettajankoulutuksen kurssilla voidaan saada vaikutuksia aikaiseksi. (ks. Marbach &

McGinnis 2007) Luft & Patterson (2002) totesivat koulutuksen vaikuttavuuteen liittyvässä tutkimuksessaan, että tutkimukseen osallistuneet vastavalmistuneet opettajat kokivat taantuman kohti perinteisiä opetustapoja ilman opettamiseen liittyvää jatkuvaa tukea (Luft & Patterson 2002). Tämän vuoksi Roehrig ja Luft (2006) ehdottavat, että uusille opettajille pitäisi tarjota jatkuvaa tukea, jotta halutut opetukseen liittyvät uudistukset saadaan käytäntöön (Roehrig

& Luft 2006). Suomessa edellä mainitun kaltaista tukea uusille opettajille on tarjolla vähän (Lehesvuori 2013, 64).

Laajassa suomalaisessa opettajankoulutuksen vaikuttavuuden osaprojektissa (2000) yhtenä kokonaisuutena tutkittiin, miten opiskelijoiden koulutuksen aikana oppimat aktiivisen oppimisen