YMPÄRISTÖKASVATUKSEN HUOMIOIMINEN FYSIIKAN
OPETUKSESSA
Eemeli Saari
Pro gradu -tutkielma Helmikuu 2022
Fysiikan ja matematiikan laitos
Itä-Suomen yliopisto
ii
Eemeli Saari Ympäristökasvatuksen huomioiminen fysiikan opetuksessa, 59 sivua
Itä-Suomen yliopisto Fysiikan koulutusohjelma Fysiikan aineenopettajakoulutus Työn ohjaajat FT dos. Mervi Asikainen
Tiivistelmä
Tutkimuksessa selvitettiin, kuinka ympäristökasvatusta huomioidaan suomalaisessa fy- siikan opetuksessa. Lisäksi tutkittiin, millaisia käsityksiä opettajilla on ympäristökasva- tuksesta ja fysiikasta sen osana sekä millaiseksi opettajat kokevat ympäristökasvatuksen toteuttamisen. Tutkimus toteutettiin laadullisena tutkimuksena sähköisen kyselylomak- keen avulla. Tutkimuskyselyyn vastasi yhteensä 13 opettajaa eri puolilta Suomea. Tutki- muksessa kerätyn aineiston analysointi toteutettiin aineistolähtöisenä sisällönanalyysina.
Lähes kaikki kyselyyn vastanneista opettajista kokivat toteuttavansa ympäristökasva- tusta; osa tietoisesti ja osa tiedostamatta. Sekä opettajien käsityksissä että opetuksessa korostui ympäristökasvatuksen tiedolliset ulottuvuudet erityisesti ekologisesta näkökul- masta. Opetuksessa käsitellyissä sisällöissä nousi ilmi ekologiset ilmiöt ja ympäristöon- gelmat, kuten esimerkiksi ilmastonmuutos. Fysiikan merkityksestä ympäristökasvatuk- selle opettajat korostivat fysiikan roolia tieteeseen perustuvan tiedon välittäjänä ja ympä- ristöteemat nähtiin motivaattorina fysiikan opiskelulle. Ympäristökasvatuksella ja ympä- ristöteemoilla opettajat näkivät selkeän yhteyden opiskelijoiden arkeen ja suurin osa koki ympäristökasvatuksesta olevan hyötyä fysiikan opetukselle.
Ympäristöteemoja opettajat käsittelivät opetuksessaan erilaisin opetusmenetelmin, joista yleisin oli opetuskeskustelut. Energia oli teemana kaikkein yleisin aihe, johon opettajat kertoivat liittävänsä ympäristöteemoja. Muita aiheita olivat lämpö, sähkö, aineen ominai- suudet ja aaltoliike. Opettajien opetuksessa korostui erityisesti ympäristökasvatuksen ekologinen näkökulma, mutta sosiaaliset, kulttuuriset ja yhteiskunnalliset näkökulmat olivat vähäisiä. Tästä voidaan päätellä, etteivät tutkimukseen osallistuneet opettajat ajat- tele ympäristökasvatusta fysiikan kontekstissa kovinkaan laaja-alaisesti. Opetuksessa ei myöskään korostettu ympäristökasvatukseen liittyviä arvoja, asenteita tai tunteita sekä
iii
opiskelijoiden konkreettiselle toimijuudelle ja osallisuudelle ei annettu juurikaan mah- dollisuuksia. Opettajien vastauksista ei myöskään ollut havaittavissa ympäristökasvatuk- sen mallien käyttöä.
Tulokset viittaavat siihen, etteivät tutkimukseen osallistuneet opettajat juurikaan toteuta kokonaisvaltaista ympäristökasvatusta osana fysiikan opetusta. Tämä voi johtua erilai- sista haasteista, joita opettajat kokivat ympäristökasvatuksen toteuttamisessa olevan.
Yleisimpiä haasteita olivat ajan ja materiaalien puute. Merkittäväksi haasteeksi koettiin myös ympäristökasvatuksen laajuus ja sen liittäminen moniin fysiikan sisältöihin.
iv
Esipuhe
Oma kiinnostukseni ympäristökasvatusta kohtaan alkoi parisen vuotta sitten. Aloin tuol- loin todella huolestua maapallon ja ympäristön tilasta, ilmastonmuutoksesta ja ihmisen aiheuttamista ympäristökatastrofeista. Samaan aikaan kuvittelin ymmärtäväni mistä on- gelmissa on oikein kyse, ja luulin yksilönä toimivani ”keskivertoa ympäristöystävälli- semmin”. Todellisuudessa en kuitenkaan tiennyt paljoakaan ympäristöongelmista tai maailman tilasta, eihän näistä asioista ollut koskaan oikeastaan opetettu tai erityisemmin keskusteltu. Yliopistossa vietin monta vuotta ilman, että olisin yhdelläkään opintojaksolla kuullut keskusteltavan ympäristöstä, ympäristöosaamisesta tai esimerkiksi ilmastonmuu- toksesta. Edes oma pääaineeni, joka on ratkaisevassa roolissa taistelussa ilmastonmuu- tosta ja muita ympäristöongelmia vastaan, ei koskaan ottanut kantaa kyseisiin teemoihin.
Huomattuani oman tietämättömyyteni, aloin ottaa asioista selvää. Totuus löi pian vasten kasvoja; tilanne oli huolestuttavampi kuin olin koskaan kuvitellut. Siitä alkoi elämänta- paremontti, jonka tavoitteena on aiheuttaa mahdollisimman vähän haittaa ympäristölle.
Samalla aloin perehtymään aiheeseen liittyviin teemoihin sekä luonnon että kasvatuksen näkökulmasta, jolloin minulle valkeni ympäristökasvatuksen kriittisen tärkeä rooli osana kaikkien alojen opetusta. Kuinka kukaan pystyy toimimaan ekologisesti kestävällä tavalla ja ympäristölle haittaa aiheuttamatta, ellemme opeta sitä kouluissamme? Tulevaisuus riippuu täysin siitä, onnistummeko tasapainottamaan ihmisen ja luonnon suhteen kestä- välle pohjalle, ja ylläpitämään kyseistä tasapainoa. Kaikilla pitäisi olla tarvittavat tiedot ja taidot, joiden avulla on mahdollista ymmärtää sekä ylläpitää tuota tasapainoa. Näiden tietojen hankkimisessa pidän fysiikan opetuksen roolia elintärkeänä, minkä vuoksi myös pro gradu- tutkielmakseni valitsin ympäristökasvatuksen fysiikan näkökulmasta.
Joensuussa 5. joulukuuta 2022 Eemeli Saari
v
Sisältö
1 Johdanto 1
2 Ympäristökasvatus 4
2.1 Ympäristö ja ympäristökasvatus käsitteenä 4
2.2 Ympäristökasvatuksen merkitys 6
2.2.1 Maailmankuva ja kasvatusajattelu 6
2.2.2 Ympäristövastuullinen toiminta ja oppiminen 7
2.2.3 Ympäristöahdistus 9
2.3 Ympäristökasvatuksen tavoitteita 9
2.4 Ympäristökasvatuksen malleja 11
2.4.1 Ympäristövastuullisen käyttäytymisen malli 12
2.4.2 Puumalli 13
2.4.3 Spiraalimalli 14
2.4.4 Ilmastokasvatuksen polkupyörämalli 15
2.5 Ympäristökasvatus yläkoulun ja lukion opetussuunnitelmassa 16
2.5.1 Tiedot ja taidot 17
2.5.2 Arvot ja asenteet 18
2.5.3 Toimijuus ja osallisuus 20
3 Fysiikka ympäristökasvatuksen näkökulmasta 22
3.1 Fysiikan merkitys ympäristöosaamisessa 22
3.2 Yleisiä ympäristöteemoja fysiikan opetuksessa 24
vi
3.3 Ympäristökasvatus fysiikan opetussuunnitelmissa 24
4 Opettajien käsityksiä ympäristökasvatuksesta 28
5 Tutkimuksen toteutus 31
5.1 Tutkimuksen tarkoitus ja tutkimuskysymykset 31
5.2 Tutkimusmenetelmä 32
5.3 Tutkimushenkilöt 32
5.4 Tutkimuksen analyysi 33
5.5 Tutkimuksen eettisyys 34
6 Tulokset 35
6.1 Ympäristökasvatus fysiikan opettajien näkökulmasta 35
6.2 Ympäristökasvatus osana fysiikan opetusta 37
6.3 Opettajien kokemuksia ympäristökasvatuksesta 41
7 Pohdinta 43
7.1 Opettajien käsitysten ja kokemusten tarkastelu 44
7.2 Ympäristökasvatuksen tavoitteiden toteutuminen 45
7.3 Ympäristökasvatuksen mallien käyttö 46
7.4 Tutkimuksen luotettavuus 48
7.5 Johtopäätökset 50
Lähteet 52
Liite A Kyselylomakkeen kysymykset 60
1
Luku I 1 Johdanto
Globaalit ympäristökriisit ja ympäristöongelmat, kuten esimerkiksi ilmastonmuutos ja sen seuraukset, asettavat haasteita nykyiselle kasvatukselle ja pakottavat miettimään uu- delleen kasvatusajattelua. Ympäristökasvatuksella pyritään lisäämään oppilaiden tietoja ja taitoja ympäristöstä huolehtimiseen sekä kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseen.
Luonnontieteellistä tietoa on yleisesti pidetty ympäristötietona ja jopa synonyymina ym- päristölle (Cantell, Aarnio-Linnanvuori & Tani, 2020). Myös fysiikan opetuksen rooli on perinteisesti nähty luontoa koskevan tiedon välittäjänä. Kuitenkin ympäristökriisien myötä myös luonnontiedekasvatuksen ja fysiikan opetuksen tavoitteet ovat muuttuneet kestävyyskasvatuksen (Laherto, 2020) ja ympäristökasvatuksen piiriin.
Fysiikan opetuksella on erityinen rooli sekä ympäristökasvatuksessa että ympäristöosaa- misessa. Fysikaalinen tieto on kaiken luonnontieteen ja ympäristön perustietoa, sillä luon- toa ja ihmisen elinympäristöä koskee samat fysikaaliset lainalaisuudet. (Kurki-Suonio, 1978). Ympäristökasvatuksessa käsiteltävät ilmiöt tapahtuvat luonnossa sekä ihmisen elinympäristössä, ja niiden ymmärtäminen vaatii fysiikan lainalaisuuksien ymmärtämistä.
Lisäksi fysiikan ymmärtämistä vaaditaan, kun tarkastellaan luonnon ympäristön lisäksi ihmisen muokkaamaa ympäristöä ja yritetään löytää teknologisia ratkaisuja erilaisiin ym- päristöongelmiin ja kehityskriiseihin. Fysiikka on myös osa ihmisten sosiaalista ja kult- tuurista ympäristöä.
Ympäristökasvatuksen käsittelemät aiheet ovat usein monimutkaisia. Tämä johtuu esi- merkiksi siitä, että ympäristökasvatuksessa käsitellään vaikeasti ratkaistavia ongelmia.
Ympäristöongelmat ovatkin viheliäisiä ongelmia, jotka voivat olla vaikeita määrittää ja
2
joiden ratkaisut eivät ole yksiselitteisiä. Ongelmiin liittyvä tieto on usein myös epävar- maa. Ympäristöongelmien ymmärtäminen ja käsittely vaatii monitieteellistä ajattelua ja ympäristökasvatuksessa tavoitellaan kokonaisvaltaisuutta. Oppiminen kytketään oikean elämän ongelmiin. Kokonaisvaltaisuus vaatii aihepiirien tarkastelua sekä yhteiskuntatie- teiden että luonnontieteiden näkökulmista. (Cantell ym., 2020). Tämä asettaa haasteita esimerkiksi fysiikan opetukselle. Haasteet johtuvat esimerkiksi siitä, että opetus on jär- jestetty kouluissa oppiaineittain ja oppiaineiden väliset rajat ovat jäykät. Lisäksi monia- laisuus on opettajille työlästä. Myös opettajan oma tietämys vaikuttaa siihen, kuinka ym- päristöasioita käsitellään opetuksessa. (Cantell ym., 2020). Esimerkiksi aineenopettajat eivät ole erityisen tietoisia omasta kompetenssistaan ympäristökasvatukseen liittyen ja fysiikan opettajat huomioivat opetuksessaan lähinnä vain ympäristökasvatuksen ekologi- sen näkökulman, ja usein huomioimatta jäävät ympäristökasvatuksen muut näkökulmat.
(Uitto & Saloranta, 2017).
Motivaatio tähän tutkimukseen löytyikin ympäristökasvatuksen ajankohtaisuudesta, fy- siikan merkityksestä ympäristökasvatuksessa sekä ympäristökasvatuksen haasteellisuu- desta. Tällä tutkimuksella haluttiin erityisesti selvittää, löytyykö suomalaisesta fysiikan opetuksesta ympäristökasvatuksen piirteitä ja huomioidaanko ympäristökasvatusta osana fysiikan opetusta. Tutkimus toteutettiin kyselytutkimuksena, joka lähetettiin fysiikan opettajille eri puolille Suomea. Tutkimuksella pyrittiin vastaamaan seuraaviin tutkimus- kysymyksiin: 1) Millaisia käsityksiä fysiikan opettajilla on fysiikasta osana ympäristö- kasvatusta? 2) Kuinka fysiikan opettajat huomioivat ympäristökasvatuksen omassa ope- tuksessaan? 3) Millaisia kokemuksia fysiikan opettajilla on ympäristökasvatuksen toteut- tamisesta? 4) Onko opettajien opetuksessa nähtävissä ympäristökasvatuksen mallien käyttöä?
Tutkielmassa esitellään ensin ympäristökasvatukseen liittyvää teoreettista taustaa. Luku 2 toimii hyvänä johdantona ympäristökasvatuksen käsitteeseen. Se sisältää ympäristön sekä ympäristökasvatuksen käsitteiden määrittelyn, ympäristökasvatuksen merkityksen ja tärkeyden pohdinnan sekä sen tavoitteiden ja sisältöjen esittelyä. Luvussa on myös esi- telty erilaisia ympäristökasvatuksen malleja, jotka jäsentävät sen tärkeimpiä sisältöjä ja tavoitteita. Ympäristökasvatuksen teemoja on kirjattu myös osaksi perusopetuksen sekä lukion opetussuunnitelmien tavoitteita. Kyseiset teemat esitellään luvun 2 lopuksi. Luku 3 tarkastelee fysiikan merkitystä osana ympäristökasvatusta ja sisältää katsauksen fy- siikan merkitykseen ympäristöosaamisessa sekä fysiikan opetussuunnitelmiin. Luku 4 kä- sittelee opettajien käsityksiä ympäristökasvatukseen liittyen ja luvuissa 5 ja 6 siirrytään
3
käsittelemään tutkimukseen liittyviä teemoja. Ensin esitellään tutkimuksen tarkoitus, tut- kimusmenetelmät ja muut tutkimukseen liittyvät seikat ja luvussa 6 on esitelty tutkimuk- sen tulokset liittyen kolmeen ensimmäiseen tutkimuskysymykseen. Tutkielman lopussa oleva pohdinta syventää tutkimustulosten tarkastelua ja liittää ne osaksi tutkielman teo- reettista viitekehystä; tutkimustuloksia verrataan ja tarkastellaan teoreettisen taustan va- lossa. Samalla pohditaan tuloksia neljännen tutkimuskysymyksen valossa.
4
Luku II 2 Ympäristökasvatus
Tässä luvussa esitellään ympäristökasvatukseen liittyviä peruskäsitteitä ja kuvataan ym- päristökasvatuksen merkitystä luonnon monimuotoisuuden ja hyvinvoinnin sekä ihmisten ympäristötietoisen toiminnan ja oppimisen näkökulmista. Lisäksi esitellään joitakin ym- päristökasvatuksesta luotuja malleja, jotka tukevat opetuksen ja toiminnan suunnittelua, toteuttamista ja arviointia. Luvun lopussa tarkastellaan myös perusopetuksen 7–9-luok- kien sekä lukion opetussuunnitelmien perusteita ympäristökasvatuksen näkökulmasta.
2.1 Ympäristö ja ympäristökasvatus käsitteenä
Ympäristöllä voidaan tarkoittaa eri yhteyksissä eri asioita, joten sitä on vaikeaa määritellä yksiselitteisesti. Ympäristö voi olla esimerkiksi ekologinen ympäristö, ihmisen raken- tama ympäristö tai sosiaalinen ympäristö. Ekologinen ympäristö eli luonto on perinteisin ympäristökasvatuksen kohde, jonka juuret yltävät 1960-luvulla syntyneeseen ympäristö- herätykseen. Kuitenkin ihmisen muu lähiympäristö on luonnon lisäksi tärkeä osa ympä- ristökasvatusta. Ympäristökasvatuksen ympäristönä voidaan käsitellä esimerkiksi raken- nettua ympäristöä, jolloin voidaan tarkastella esimerkiksi ympäristövastuullisuutta ihmi- sen luoman ympäristön näkökulmasta. Sosiaaliseen ympäristöön kuuluu olennaisesti yk- silön ympäristösuhde sekä yksilön toiminnan sisältämät ympäristöarvot. Ympäristöllä voidaan käsittää myös laajempia, globaaleja ympäristöjä. (Cantell ym., 2020).
Ympäristökasvatuksen käsite sisältää monipuolisia ympäristön ulottuvuuksia. Sauvé (2002) on määritellyt ympäristön ulottuvuuksia ympäristökasvatuksessa ja hänen mu- kaansa ympäristöön sisältyy
5
1) luonto, johon ihminen rakentaa henkilökohtaisen suhteen 2) ympäristö resurssina
3) ympäristö elinympäristönä
4) ympäristö sosiaalisena yhteisönä, jonka aktiivisia jäseniä ihmiset ovat 5) ympäristön ongelmat, joita pyritään ennaltaehkäisemään ja ratkaisemaan 6) sosiaalinen ja ekologinen ulottuvuus sekä niiden välinen riippuvuus.
Kuten ympäristön käsite, myös ympäristökasvatus on käsitteenä vaikea määritellä yksi- selitteisesti. Ympäristökasvatuksen rajat ovat epäselviä ja tulkinnat erilaisia (Gough, 2013). Yleisesti ympäristökasvatus on nimitys ympäristöteemojen pedagogiselle käsitte- lylle eri koulutuslaitoksissa (Louhimaa, 2008). Ympäristökasvatus voidaan myös määri- tellä olevan elinikäinen ja poikkitieteellinen oppimisprosessi, jonka aikana yksilö saa tie- toa ympäristökysymyksiin liittyen ja tulee tietoiseksi ympäristöstä. Samalla ihmiset tule- vat tietoisiksi omasta roolistaan ympäristön suojelussa sekä oppivat tietoja ja taitoja, joita tarvitaan demokraattisessa yhteiskunnassa toimimiseen. (Sytnik ym., 1985, viitattu läh- teessä Wolff, 2004). Palmer ja Neal (1994) puolestaan määrittelevät ympäristökasvatuk- sen kolmella tasolla. Se on opetusta ympäristöstä, jonka tarkoituksena on lisätä oppijan tietoisuutta ja ymmärrystä ympäristöstä. Se on myös opetusta ympäristössä, mikä tarkoit- taa, että oppiminen tapahtuu jossain luokkahuoneen ulkopuolella. Ympäristökasvatus on lisäksi opetusta ympäristön puolesta, jonka sisällöt kohdistuvat ympäristön suojeluun sekä kestävään kehitykseen liittyviin kysymyksiin. (Palmer & Neal, 1994). Ympäristö- kasvatuksen voidaan myös sanoa olevan ihmisen ja hänen luontosuhteensa välisen vuo- rovaikutuksen tarkastelua, tiedostamista ja tukemista. Kyseessä on jatkuva prosessi, jossa yksilö pohtii tekojaan ja niiden seurauksia. (Ojanen & Rikkinen, 1995).
Cantell ym. (2020) määrittelevät ympäristökasvatuksen ympäristöön liittyvän oppimisen ja kasvatuksen kattokäsitteenä, johon voidaan tarvittaessa rinnastaa muita käsitteitä. Täl- laisia käsitteitä ovat esimerkiksi kestävä kehitys, kestävyyskasvatus ja ilmastokasvatus.
Ympäristökasvatus ja kestävän kehitys ovat käsitteinä kilpailleet keskenään, ja niiden käyttö on ollut sekavaa, sillä molemmat käsitteet sisältävät samoja piirteitä (Tani, Cantell, Koskinen, Nordström & Wolff, 2007) ja esimerkiksi Louhimaa (2008) määrittelee ympä- ristökasvatuksen kestävää kehitystä edistäväksi pedagogiikaksi ja didaktiikaksi. Kestä- vällä kehityksellä tarkoitetaan globaalia sekä alueellista ohjattua ja jatkuvaa yhteiskun- nallista muutosta, jonka tavoitteena on turvata nykyisille ja tuleville sukupolville hyvät mahdollisuudet elämälle (Ympäristöministeriö, 2021). Ympäristökasvatus voidaan kui- tenkin nähdä kestävää kehitystä neutraalimpana käsitteenä, johtuen siitä, ettei se korosta
6
ihmisen näkökulmaa. Kestävän kehityksen käsite on ongelmallinen, koska se arvottaa luontoa ihmisen hyödyn ja talouden näkökulmista sisältäen jatkuvan kasvun ajatuksen.
(Tani, Cantell, Koskinen, Nordström & Wolff, 2007). Tässä tutkielmassa ympäristökas- vatusta käsitellään Cantellin ym. (2020) määritelmän mukaisena laajana käsitteenä, koska tutkimuksessa ei haluttu sulkea pois tai korostaa mitään tiettyä ympäristökasvatuksen tee- maa, vaan käsitellä aihetta kokonaisvaltaisesti ja antaa näin tilaa erilaisille näkemyksille.
2.2 Ympäristökasvatuksen merkitys
Ympäristökasvatuksen merkitystä osana kouluopetusta ja kasvatusta voidaan perustella maapalloa ja yhteiskuntaa uhkaavilla ongelmilla (Palmer, 1998). Globaalit ympäristö- ja kestävyyskriisit ovat yksi tämän hetken, sekä tulevaisuuden, suurimmista uhkista.
Ekosysteemit ja luonnon biologinen monimuotoisuus ovat nopeassa laskussa ihmisten toiminnan seurauksena sekä sukupuutto uhkaa useimpia lajeja kuin koskaan aiemmin.
(IPBES, 2019). Lisäksi ihmisten ja luonnon hyvinvointia uhkaavaa ilmastonmuutosta koskevat tieteelliset todisteet ovat vakuuttavampia kuin koskaan. Ihmisten toiminta on lämmittänyt ilmakehää, meriä sekä maan pintaa, ja aiheuttanut muutoksia ilmastosystee- missä, jollaisia ei ole koskaan ennen nähty (IPCC, 2021). Lisääntyneiden uhkakuvien myötä, myös tarve ympäristövastuuseen liittyvään kasvatukseen on noussut (Palmer, 1998).
2.2.1 Maailmankuva ja kasvatusajattelu
Ympäristöongelmien perusta voidaan nähdä olevan ihmiskeskisessä maailmankuvassa sekä Värrin (2014) mukaan kulutuskeskeisessä elämäntavassa. Tästä hälyttävänä esi- merkkinä toimii ylikulutuspäivä, eli päivä, jona olemme kuluttaneet oman osamme las- kennallisesti käytettävissä olevista luonnonvaroista. Suomalaisten ylikulutuspäivä olisi ilman koronapandemiaa vuonna 2021 ollut 10. huhtikuuta. Jos kaikki ihmiset kuluttaisi- vat yhtä paljon kuin suomalaiset, tarvittaisiin resurssien kattamiseksi yli kolme maapal- loa. (WWF, 2021). Ongelmana on, että ihmistä ei nähdä osana luontoa, ja ympäristöon- gelmien ei tuolloin ajatella kohdistuvan ihmisiin (Willamo, 2004). Ihmiset nähdään myös muita eläimiä ja luonto arvokkaampana ja muu maapallon elämä nähdään ainoastaan luonnonvaroina, ilman omaa oikeutta elämään (Martusewicz, Edmundson & Lupinacci, 2011). Ihmiset myös ajattelevat, että heillä on rajattomasti hypoteettisia oikeuksia ja to-
7
teutumattomia mahdollisuuksia, vaikka ympäristöongelmat kuten ilmastonmuutos, nä- länhätä ja kulkutaudit uhkaavat ihmisiä toisaalla (Värri, 2014) ja toiset kulttuurit sekä yhteisöt kärsivät kestämättömän elämäntavan aiheuttamasta epätasa-arvosta kuten rasis- mista ja seksismistä (Martusewicz ym., 2011).
Tunnistaessamme kestämättömän elämäntapamme meillä on myös vastuu muuttaa sitä.
(Martusewicz ym. 2011). Ihmisen ja ei inhimillisen luonnon välistä suhdetta täytyy aja- tella uudestaan, jotta elämän maapallolla olisi mahdollista jatkua (Värri, 2018) ja tieteel- linen näyttö (IPBES, 2019; IPCC, 2021) osoittaa, että maapallon kestävyys on romah- duksen partaalla. Kestävä elämäntapa edellyttää ihmisen oikeuksien ja velvollisuuksien uudelleenmäärittelyä ei-inhimillisen luonnon ehdoilla (Värri, 2018). Samalla kun uudel- leenajattelemme ihmisen ja luonnon välistä suhdetta, on tarvetta tarkastella myös kasva- tusajattelua (Värri, 2018; Martusewicz ym., 2011), jota on uudistettava voidaksemme mahdollistaa tuleville sukupolville ihmisarvoisen elämän ja elinkelpoisen maapallon.
Myös kasvatusinstituutioiden tehtävät on muokattava vastaamaan maailman tämänhet- kistä ekologista tilannetta (Värri, 2018). Martusewicz ym. (2011) argumentoivat, ettei mikään voi olla tärkeämpää kuin opettaa planeettamme tulevaisuudesta ja sitä tukevasta elämästä. Kasvatuksessa täytyy välttää uusimasta epäkestävää kulttuuria, jonka tulevai- suudessa odottaa epäonnistuminen. Sen sijaan opetuksessa täytyy kiinnittää huomiota sii- hen, mitä tarkoittaa elää maailmassa kestävämmin. (Martusewicz ym., 2011). Ympäris- tökasvatuksen lisääminen voi vastata kasvatusajattelun muutokseen sekä lisätä riittävää tietoa ja ymmärrystä, jota vaaditaan kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseen. Opetta- jilla on koulutuksen avaintoimijoina merkittävä rooli tässä muutoksessa, ja opetuksen si- sältöjen sekä koulujen toiminnan muutos lähtee liikkeelle opettajista (Louhimaa, 2008).
2.2.2 Ympäristövastuullinen toiminta ja oppiminen
Ympäristöongelmien ja kestämättömän elämäntavan muutos vaativat kasvatusajattelun muutoksen lisäksi myös poliittista päätöksentekoa. Ympäristöongelmiin liittyvä poliitti- nen päätöksenteko vaatii niiden ymmärtämistä (Louhimaa, 2008). Ympäristöasioihin ei voi kiinnittää huomiota, jos ei ole koskaan huomannut niiden olemassaoloa ja ympäristö- ongelmien tiedostaminen on edellytys tietoisten päätösten ja valintojen tekemiselle. Ym- päristöongelmat vaativat kykyä arvioida sekä yhteiskunnan että yksilöiden toiminnan vai- kutuksia (Louhimaa, 2008) ja voidaksemme huolehtia ympäristöstämme, tarvitaan ym- märrystä ihmiskunnan ja ekosysteemien hyvinvoinnin välisestä riippuvuudesta (Dasgupta, 2021). Suomen luontopaneelin mukaan suuri osa suomalaisista ei ole tietoisia
8
luonnon monimuotoisuuden heikkenemisestä. Luontopaneeli painottaakin, että luontoka- don ja ilmastonmuutoksen syistä, seurauksista ja torjunnan keinoista tulisi olla saatavilla helposti ymmärrettävää tietoa kaikille ikäluokille ja hallituksen tulisi kannustaa oppilai- toksia ympäristökasvatuksen lisäämiseen. (Kotiaho, Ahvik, Boström, Bäck, Herzon ym., 2021). Luontopaneeli on myös todennut, että osa suomalaisista ymmärtää ilmastonmuu- tokseen ja luontokatoon liittyviä ilmiöitä heikosti, minkä takia kansalaisten on vaikea toi- mia ympäristön hyväksi tietoon perustuvilla tavoilla. Koska Suomessa koulutuksen avulla voidaan saavuttaa lähes kaikki väestöryhmät, kattava ympäristökasvatuksen lisääminen kaikilla koulutusasteilla parantaa mahdollisuutta ymmärtää ja toimia ympäristön hyvin- voinnin säilyttämisen puolesta. (Ahlvik, Boström, Bäck, Herzon, Jokimäki ym., 2021).
Ympäristökasvatuksella voidaan lisätä oppijoiden tietoa ympäristöstä sekä vaikuttaa yk- silön ympäristövastuullisiin asenteisiin ja tunteisiin (Palmer, 1998) ja ympäristökasvatus on yksi merkittävimmistä ympäristövastuulliseen käyttäytymiseen positiivisesti vaikutta- vista tekijöistä ja ennustaa parhaiten tulevaa ympäristöystävällistä toimintaa (Varela-Can- damio, Novo-Corti, García-Alvarez, 2018). Yksi ympäristökasvatuksen tavoitteista onkin kasvattaa yksilöitä aktiivisiksi ympäristökansalaisiksi, joilla on oikeus sekä velvollisuus huolehtia ympäristöstä (Dobson & Bell, 2006). Palmerin (1998) mukaan tavoitteena on kansalaisten vastuullinen asenne kestävään kehitykseen, arvostus luonnon resursseja ja kauneutta kohtaan sekä ympäristöeettisyys. Suomalaisessa tutkimuksessa todettiin, että oppijoiden koulumaailmassa saamat kestävyyteen liittyvät kokemukset vaikuttavat kou- lun ulkopuoliseen ekologiseen toimintaan. Koulun sisällä tapahtunut toiminta ja prososi- aaliset kokemukset vahvistavat ympäristöystävällisiä arvoja sekä minäpystyvyyttä ympä- ristöystävälliseen toimintaan. (Uitto, Boeve-de Pauw & Saloranta, 2015). Myös koulujen omilla ympäristöprojekteilla ja ympäristökasvatukseen liittyvällä toiminnalla on positii- vinen vaikutus oppilaiden kiinnostukseen ympäristöaiheita kohtaan (Uitto, Juuti, Lavo- nen, Byman & Meisalo, 2011). Myös ruotsalaisessa tutkimuksessa ympäristökasvatuksen todettiin vaikuttavan oppijoiden ympäristöön liittyvään kestävyystietoisuuteen (Boeve- de Pauw, Gericke, Olsson & Berglund, 2015).
10-vuotta kestäneessä amerikkalaisessa tutkimuksessa ympäristökasvatuksen todettiin parantavan myös oppijoiden koulusuorituksia ja tiedon soveltamista (Coyle, 2005). Eri- tyisesti ympäristökasvatus kehittää oppijoiden kriittisen ajattelun taitoja (Ernst & Mon- roe, 2004) ja lisää opiskelijoiden motivaatiota (Atham & Monroe, 2004). Positiiviset vai- kutukset oppimisessa on voitu huomata kaiken tasoisilla oppijoilla. Fysiikan oppimisen
9
näkökulmasta ympäristökasvatuksella on myös positiivisia vaikutuksia, sillä sen on to- dettu parantavan oppimistuloksia sekä luonnontieteissä että matematiikassa. (Wheeler &
Thumlert, 2007).
2.2.3 Ympäristöahdistus
Ihmisten ympäristöahdistus on lisääntynyt viime vuosina paljon. Esimerkiksi vuoden 2018 nuorisobarometrin mukaan monet nuorista kokevat turvattomuuden tunnetta maail- man uhkiin liittyen ja 67 % vastanneista koki huolta ilmastonmuutokseen liittyen (Pek- karinen & Myllyniemi, 2019). Ympäristökasvatuksella on mahdollista vastata myös nuor- ten sukupolvien huoleen tulevaisuudesta. Ympäristökasvatus vahvistaa toivoa ja positii- vista ajattelua tulvaisuudesta (Cantell ym., 2020) ja antaa työkaluja ympäristökriisien kohtaamiseen, hallintaan ja ennaltaehkäisyyn (Pihkala, 2017). Ympäristökasvatuksessa on myös mahdollista käsitellä maailman ongelmia vakavasti niin, että ongelmat tuntuvat todellisilta ja vastaavat oppijan kokemuksia, huomioiden kuitenkin samalla oppijoiden voimaantumisen ja toivon tunteen luomisen. (Pihkala, 2017). On myös todettu, että tie- toisuuden lisääminen ympäristöongelmiin liittyen ei lisää ahdistusta, jos ihmisillä on mahdollisuuksia toimia ympäristön puolesta (Pihkala, 2018). Ympäristökasvatuksella on mahdollisuus lisätä yksilön valmiuksia toimia ympäristön ongelmien ratkaisemiseksi.
2.3 Ympäristökasvatuksen tavoitteita
Ympäristökasvatuksen historiassa yksi merkittävistä tapahtumista oli YK:n ympäristö- konferenssi vuonna 1972, jolloin otettiin ensimmäisen kerran suunta kohti kansainvälistä ympäristökasvatusohjelmaa. Vuonna 1975 UNESCO ja yhdistyneiden kansakuntien ym- päristöohjelman asettivat ympäristökasvatukselle keskeiset tavoitteet, jotka ovat edelleen tärkeä osa ympäristökasvatuksen kenttää. (Wolff, 2004). Tavoitteet olivat tuolloin seu- raavat:
- auttaa tiedostamaan ympäristö kokonaisuutena ja auttaa huomaamaan sen ongel- mia
- auttaa hankkimaan tietoja ympäristöstä sekä sen ongelmista
- auttaa selventämään omia ympäristöön suhteessa olevia arvoja ja tunteita sekä motivoida aktiiviseen toimintaan ympäristön parantamisessa ja suojelussa
- auttaa hankkimaan taitoja tunnistaa ja ratkaista ympäristöön liittyviä ongelmia
10
- tarjota mahdollisuus aktiiviseen ja vastuulliseen työskentelyyn ympäristöön liit- tyvien ongelmien ratkaisemiseksi. (Cantell & Koskinen, 2004).
Ympäristökasvatuksen tehtävänä on välittää tietoa globaaleista ongelmista ja niiden syistä, seurauksista sekä riippuvuuksista toisiinsa, luoden samalla kestävämpiä toiminta- malleja. (Wolff, 2004). Sytnik ym. (1985) ovat Wolffin (2004) mukaan määritelleet ym- päristökasvatuksen tavoitteeksi lisätä tietoisuutta taloudellisten, sosiaalisten, poliittisten ja ekologisten tekijöiden riippuvuudesta toisiinsa sekä kasvattaa kantamaan huolta näistä riippuvuuksista. Tavoitteena on myös mahdollistaa kaikille ympäristön suojeluun ja pa- rantamiseen vaadittavat tiedot, taidot, arvot sekä asenteet, luoden samalla uusia malleja ympäristön kanssa toimimiseen.
Ympäristökasvatuksella tavoitellaan monitieteistä laaja-alaisuutta, koska ihmisten, yh- teiskunnan ja ympäristön väliset suhteet ovat poikkitieteellisiä (Stevenson, Wals, Dillon
& Brody, 2013). Perinteisen ekologisen ulottuvuuden lisäksi ympäristökasvatus sisältää myös kulttuurisen ja sosiaalisen ulottuvuuden tavoitteita. Kulttuurisella ulottuvuudella tarkoitetaan kulttuurisen diversiteetin sekä monikulttuurisuuden arvostamista, joka sisäl- tää esimerkiksi ihmisten kulttuurisen identiteetin hyväksymisen ja tukemisen. Kulttuuri- seen ulottuvuuteen linkittyy myös oppilaiden elämismaailman lähi- ja kaupunkiympä- ristö. Sosiaalinen ulottuvuus viittaa sosiaaliseen diversiteettiin, moniarvoisuuteen sekä demokratiaan, joita globaali vastuu edellyttää. (Tani ym., 2007). Ympäristökasvatuksen laaja-alaisia tavoitteita kuvaa myös UNESCOn Agenda 2030 (UNESCO, 2017). Agenda 2030 sisältää 17 tavoitetta, jotka ovat samat kaikille maailman maille ja se korostaa ym- päristöllistä, sosiaalista ja taloudellista kestävyyttä ja niiden välistä yhteyttä. Tavoitteet ovat tärkeitä ihmiskunnan selviytymisen kannalta, ja ne asettavat esimerkiksi rajoja luon- nonvarojen käytölle ja huomioivat laajasti sosiaalisia ja taloudellisia näkökulmia. Erik- seen mainittuna tärkeänä tavoitteena on myös ilmastonmuutoksen torjuminen. Ympäris- tökasvatuksen näkökulmasta opetuksen tavoitteena on, että vuoteen 2030 mennessä kaikki oppijat saavat tietoja ja taitoja, joita tarvitaan kestävän kehityksen edistämiseen ja kestävän elämäntavan ylläpitoon. Samalla huomioidaan sukupuolten välinen tasa-arvo, rauha ja globaali kansalaisuus sekä kunnioitus kulttuurillista diversiteettiä kohtaan.
(UNESCO, 2017). Ympäristökasvatuksessa monialaisia teemoja on tavoitteena käsitellä sekä paikallisesta että globaalista näkökulmasta (Stevenson ym., 2013).
Koska ympäristökysymykset ovat pohjimmiltaan arvosidonnaisia, ottaa ympäristökasva- tus kantaa myös normatiivisiin kysymyksiin (Jickling & Wals, 2013). Keskeisiä arvoja,
11
joihin ympäristökasvatus tähtää ovat Jerosen ja Kaikkosen (1994, viitattu lähteessä Jero- nen & Kaikkonen, 2001) mukaan eettiset, ekologiset, biologiset, esteettiset ja tiedolliset arvot. Eettisiä arvoja ovat itseohjautuvuus, turvallisuus, vapaus sekä elämän arvostus.
Ekologisiksi arvoiksi voidaan lukea esimerkiksi empatia muita ihmisiä ja lajeja kohtaan sekä kasvun rajojen kunnioittaminen. Lisäksi tahto muuttaa poliittista ja taloudellista toi- mintaa kestävämmäksi lukeutuu ekologisiin arvoihin. Biologisia arvoja puolestaan ovat elämä sekä terveys ja esteettisiä arvoja ihmisen muokkaaman ympäristön kauneus. Tie- dollisiksi arvoiksi voidaan määritellä totuus ja tietäminen. (Jeronen & Kaikkonen (1994), viitattu lähteessä Jeronen & Kaikkonen, 2001).
Ympäristökasvatuksen tavoitteena on tietojen, taitojen, arvojen ja asenteiden lisäksi vah- vistaa oppilaiden toimijuutta ja osallisuutta sekä antaa mahdollisuus yksilöille toimia ym- päristön puolesta (Stevenson ym., 2013). Yksi ympäristökasvatuksen tärkeimmistä ta- voitteista on ympäristökansalaisuus. Ympäristökansalaisuudella tarkoitetaan yhteiskun- nan jäsenenä aktiivisesti toimivaa yksilöä, jolle kuuluu velvollisuus huolehtia omasta ym- päristöstään omien mahdollisuuksiensa mukaan. (Dobson & Bell, 2006). Ympäristökan- salaisuus korostaa yksilön taitoja suunnitella ja toteuttaa ympäristötoimintaa. Ympäristö- kansalainen on motivoitunut toimimaan ympäristön puolesta, on tietoinen omista arvois- taan ja luottaa itseensä. (Berkowitz, Ford & Brewer, 2009). Ympäristökansalaisuutta vah- vistava opetus tavoittelee todellisia parannuksia ympäristön tilaan ja sen toteuttaminen vaatii perinteisen ympäristöongelmien luonnontieteellisen tiedon välittämisen lisäksi kes- kustelua ongelmien syistä ja ratkaisuista. (Cantell ym., 2020).
2.4 Ympäristökasvatuksen malleja
Ympäristökasvatuksen tueksi on tehty useita erilaisia malleja. Paljon viitattuja malleja ovat esimerkiksi Hungerfordin ja Volkin (1990) malli ympäristövastuulliseen käyttäyty- miseen vaikuttavista tekijöistä sekä Palmerin (1998) puumalli, joka korostaa yksilön elä- mänkokemuksia, henkilökohtaista ympäristömerkitystä sekä voimaantumisen tunnetta.
Myös suomalaiset tutkijat ovat kehittäneet ahkerasti erilaisia malleja, kuten esimerkiksi Käpylän (1995) sipulimalli, Paloniemen ja Koskisen (2005) spiraalimalli ja Koskisen (2010) ympäristökansalaisuuden malli, joista tässä tutkielmassa esitellään spiraalimalli.
Lisäksi Suomessa on kehitetty ilmastokasvatuksen malleja, jotka voidaan laskea osaksi
12
ympäristökasvatusta. Tolppanen, Aario-Linnanvuori, Cantell ja Lehtonen (2017) ovat ke- hittäneet kokonaisvaltaisen ilmastokasvatuksen polkupyörämallin, joka esitellään tässä luvussa.
Mallien tarkoituksena on jäsentää ja havainnollistavat ympäristökasvatukseen liittyviä teemoja ja tavoitteita. Lisäksi mallit toimivat opettajien ja kasvattajien tukena ympäristö- kasvatuksen ja opetuksen suunnittelulle sekä järjestämiselle. Mallien avulla voidaan li- sätä ympäristötietoisuutta sekä vastuullista ympäristötoimintaa (Jeronen & Kaikkonen, 2001). Ympäristökasvatuksen malleja on mahdollista käyttää myös tutkimuksen ja ope- tuksen arviointiin (Cantell ym., 2020).
2.4.1 Ympäristövastuullisen käyttäytymisen malli
Hungerford ja Volk (1990) ovat laatineet mallin, joka havainnollistaa ympäristövastuul- liseen käyttäytymiseen vaikuttavia tekijöitä. Ympäristövastuullisella henkilöllä tarkoite- taan yksilöä, joka tiedostaa sekä ymmärtää ympäristöön liittyviä kysymyksiä ja ongelmia, ja jolla on tarvittavat taidot näiden ongelmien ratkaisuun. Ympäristövastuullinen henkilö myös kantaa huolta ympäristöstä ja on motivoitunut toimimaan aktiivisesti ympäristön suojelun ja parantamisen puolesta. Mallissa ympäristövastuulliseen käyttäytymiseen vai- kuttavat tekijät on jaettu kolmeen kategoriaan; lähtötason muuttujat, omistajuuteen liitty- vät muuttujat sekä voimaantumiseen liittyvät muuttuja. Kukin kategoria sisältää sekä ylä- että alatason muuttujia, jotka kertovat kuinka merkityksellisiä kyseiset tekijät ovat ympä- ristövastuullisen käyttäytymisen toteutumisessa. (Hungerford & Volk, 1990).
Lähtötason muuttujat toimivat hyvin ympäristövastuullisen käyttäytymisen ennustami- seen. Tärkein muuttuja on ympäristöherkkyys, mikä tarkoittaa empaattista näkökulmaa ympäristöä kohtaan. Alemman tason muuttujiin sisältyvät epäperinteiset sukupuoliroolit (alkuperäisessä tekstissä androgynia), jotka rikkovat perinteisiä sukupuoleen liitettyjä kä- sityksiä ja roolimalleja. Toinen heikommin vaikuttava tekijä on ekologinen tietämys, joka tarkoittaa päätöksentekoon liittyvää ymmärrystä ekologisista prosesseista. Ekologinen tietämys ei ole vahva indikaattori ympäristön puolesta toimimiselle. Kolmas alemman tason tekijä on asenteet liittyen saasteisiin, teknologiaan ja talouteen. (Hungerford &
Volk, 1990).
Omistajuuteen liittyvät muuttujat ovat Hungerfordin ja Volkin (1990) mukaan asioita, jotka tekevät ympäristöaiheista yksilölle henkilökohtaisia ja läheisiä. Kyseiset muuttujat
13
ovat erittäin tärkeitä ympäristövastuulliselle käyttäytymiselle. Omistajuuteen liittyvät tär- keimmät muuttujat ovat syvällinen ymmärrys ympäristöaiheista ja omistautuminen ym- päristöasioille esimerkiksi rahallisesti tai nähden vaivaa ympäristön puolesta. Alemman tason muuttujia ovat tietämys ihmisen toiminnan positiivisista sekä negatiivisista seu- rauksista ja henkilökohtainen sitoutuminen ongelmien ratkaisuun.
Voimaantumiseen vaikuttavat muuttujat ovat asioita, jotka antavat tunteen tekojen vai- kuttavuudesta muutokseen sekä ongelmien ratkaisuun. Ihminen tuntee, että omilla teoilla on merkitystä. Jos yksilö kokee, että hänellä on tarvittavat taidot ongelmien ratkaisuun, on todennäköistä, että tämä näkyy myös hänen käyttäytymisessään. Voimaantumiseen liittyvät ylätason muuttujat sisältävät tiedot ja taidot liittyen ympäristön puolesta toimisen strategioihin. Tiedot eivät ole yhtä vahva muuttuja kuin ympäristön puolesta toimimisen taidot, mutta ne myös usein liittyvät toisiinsa. Lisäksi yksilön hallintakäsitys, eli käsitys omasta kyvystä hallita itseen vaikuttavia tapahtumia, on tärkeä voimaantumiseen liittyvä muuttuja ja vahvistaa ympäristövastuullista käyttäytymistä. Jos henkilö luulee, ettei hä- nellä ole mahdollisuutta vaikuttaa johonkin yhteiskunnan asiaan, hän todennäköisemmin jättää toimimatta kyseisen asian suhteen, esimerkiksi ympäristön puolesta. Samalla myös ihmisen aikomus toimia vahvistaa ympäristövastuullista käytöstä. (Hungerford & Volk, 1990).
2.4.2 Puumalli
Yksi tunnetuimmista ympäristökasvatuksen malleista on Palmerin (1998) puumalli, joka jäsentää ympäristökasvatuksen sisältöjä. Puumallissa puun juuret tarkoittavat merkittäviä elämänkokemuksia, jotka luovat perustan oppimiselle ja joiden ympärille ympäristökas- vatus rakentuu. Ympäristökasvatus on täysin riippuvaista yksilön henkilökohtaisista ko- kemuksista maailmaan liittyen. Puun lehvistö jakautuu kolmeen osaan: opetus ympäris- töstä, opetus ympäristössä ja opetus ympäristön puolesta.
Opetus ympäristöstä tarkoittaa ympäristökasvatuksen empiiristä näkökulmaa, joka tar- kastelee ympäristöä objektiivisesti havainnoiden, mitaten ja analysoiden (Palmer, 1998).
Perinteisesti luonnontieteellinen ympäristökäsitys ja opetus on juuri ympäristön empii- ristä tarkastelua ihmisestä irrallisena kokonaisuutena (Cantell ym., 2020). Oppiminen ympäristössä vaatii kokemuksia sekä huolta ympäristöstä, joiden kautta oppija motivoi- tuu hankkimaan tietoa ympäristöstä. Opetus ympäristössä sisältää ympäristön kvalitatii-
14
visen, esteettisen näkökulman, jonka tavoitteena on saada oppijat ymmärtämään, että ym- päristöasiat ovat yleensä kompromisseja, sillä esteettisiin kysymyksiin ei ole vain yhtä oikeaa vastausta. Ympäristössä oppiminen edellyttää kokemuksia ja toimintaa. Opetus ympäristön puolesta tarjoaa eettisen näkökulman ympäristön tarkasteluun, jolloin oppijat ymmärtävät henkilökohtaisen velvollisuutensa ympäristön suojelua kohtaan ja osaavat arvioida toiminnan moraalisia perusteita. Opetus ympäristön puolesta ilmenee toimin- tana, joka tähtää ympäristöstä huolehtimiseen, mutta toteutuakseen se vaatii myös henki- lökohtaista huolta ympäristön tilasta. (Palmer, 1998).
Ympäristökasvatuksen onnistumisen kannalta on kuitenkin tärkeää, että kaikki puun osa- alueet huomioidaan tasavertaisesti (Palmer, 1998). Palmerin (1998) mukaan ympäristö- kasvatuksessa on ennen kaikkea kyse voimaantumisesta ja omistajuuden tunteesta, joihin myös Hungerfordin ja Volkin (1990) mallissa viitattiin. Nämä tekijät parantavat yksilön mahdollisuuksia käsitellä ympäristöön liittyviä asioita omassa yhteisössään. Tavoitteena on saada ihmiset haluamaan elää kestävämmin ja tarjota välineitä sen toteuttamiseen.
(Palmer, 1998). Palmerin (1998) mukaan ympäristökasvatus, joka huomioi kaikki kolme osa-aluetta luo samalla uutta tietoa, käsitteitä, taitoja ja muokkaavat asenteita ympäristöä kohtaan. Nämä elementit ovatkin mallin mukaisen ympäristökasvatuksen keskiössä.
2.4.3 Spiraalimalli
Paloniemi ja Koskinen (2005) esittelevät ympäristökasvatuksen spiraalimallin, joka ku- vaa ympäristövastuulliseen osallistumiseen liittyvää oppimisen prosessia. Spiraalimalli tarkastelee ympäristökasvatusta yhteiskunnallisen vaikuttamisen näkökulmasta. Spiraali- mallissa on kaksi eri kehää, joissa yksilöiden lähtökohdat osallistumisen prosessille ovat erilaiset. Ulompi kehä kuvaa osallistamista, jossa lähtökohdat toimintaan tulevat yksilön ulkopuolelta ulkoisen motivaation tukemana. Sisempi kehä kuvaa osallistumista, jossa toiminta lähtee osallistujasta itsestään sisäisen motivaation tukemana. Spiraalin kaksija- koisuus on olennainen, kun tarkastellaan ympäristövastuullisen toiminnan jatkuvuutta.
Molemmissa prosesseissa voidaan vaikuttaa ympäristöön positiivisesti, mutta ainoastaan yksilön sisäinen motivaatio luo jatkuvuutta ympäristöstä huolehtimiselle. Spiraalin mo- lemmilla kehillä osallistumisen prosessi vaatii kuitenkin riittävät tiedot ja taidot toimin- nan mahdollistamiseksi. (Paloniemi & Koskinen, 2005).
15
Spiraali kuvaa ympäristövastuullisuuden jatkuvuutta, joka ei ala tyhjästä tai lopu yhtäk- kiä, vaan luo pohjan uusille prosesseille. Yksi spiraalin kierros tarkoittaa yhtä kokonai- suutta, jotka lopulta muodostavat jatkuvan ympäristövastuullisen toiminnan prosessin.
Ympäristövastuullisen toiminnan saavuttamiseen vaikuttaa vahvasti osallistumisen ym- päristö, joka voi joko edistää tai jarruttaa toimintaa. Toimintaympäristön tulisi kannustaa ympäristövastuullisuuteen eri tavoilla. (Paloniemi & Koskinen, 2005).
Oppimisprosessissa reflektiolla on suuri merkitys. Osaamisen ja kokemusten lisääntyessä oppija reflektoi omaa oppimistaan, jonka seurauksena voi olla voimaantumista, lannistu- mista tai ympäristövastuullisuuden torjuminen. Kuten aiemmin esitellyissä malleissa, myös spiraalimallissa voimaantuminen nähdään kantavana voimana. Se vie prosessissa eteenpäin kohti sisäistä motivaatiota, joka mahdollistaa oma-aloitteisen ympäristövas- tuullisen toiminnan. Lannistunut henkilö vaatii vastuullisen toiminnan jatkumiseksi ul- koisen motivaation ja erittäin kielteisiä kokemuksia saanut henkilö lopettaa kaiken vas- tuullisen toiminnan, kunnes jokin uusi tilaisuus kannustaa hänet aloittamaan prosessin uudestaan. Kehältä toiselle siirtyminen omaehtoisen osallistumisen ja osallistamisen vä- lillä on mahdollista kumpaankin suuntaan. Tämä riippuu yksilön saamista kokemuksista.
(Paloniemi & Koskinen, 2005).
2.4.4 Ilmastokasvatuksen polkupyörämalli
Ilmastokasvatus on yksi osa ympäristökasvatusta, minkä vuoksi sitä varten kehitetyt mal- lit toimivat myös ympäristökasvatuksen tukena. Ilmastokasvatus pyrkii vastaamaan eri- tyisesti ilmastoon ja ilmastonmuutokseen liittyviin teemoihin. Tolppanen, Aarnio-Lin- nanvuori, Cantell ja Lehtonen (2017) ovat kehittäneet kokonaisvaltaisen ilmastokasva- tuksen mallin, joka pyrkii kuvaamaan ilmastokasvatuksen monialaisuutta. Polkupyörän muotoinen malli kuvastaa ilmastokasvatuksen kokonaisuutta, jonka kaikkia osa-alueita tarvitaan. Mallin polkupyörä koostuu seitsemästä osasta, jotka kuvaavat kukin yhtä il- mastokasvatuksen tärkeää osa-aluetta.
Polkupyörän pyörät kuvaavat ilmastonmuutokseen liittyvää tietoa ja ajattelun taitoja.
Pyörät mahdollistavat liikkeen. Tavoitteena on, että ilmastotietoa käsitellään monialai- sesti. Ilmastotieto on kuitenkin yksin arvotonta, joten se vaatii myös käyttöä, sovelta- mista sekä kriittistä arviointia. Ilmastokasvatuksessa opitaan tasapuolisesti kriittistä, sys- teemistä ja soveltavaa ajattelua. Koska ilmastoon liittyvät kysymykset ja seuraukset ovat usein epävarmoja, on tärkeää, että opitaan sietämään epävarmuutta. Lisäksi tavoitteena
16
on arvioida omia sekä yhteiskunnan ajatus- ja toimintamalleja. Ilmasto-ongelmien ratkai- sussa tärkeää on myös kyky katsoa tulevaisuuteen ja pyrkiä vaikuttamaan omalla toimin- nallaan yhteiskunnan tulevaisuudennäkymiin. (Tolppanen ym., 2017).
Runko kuvaa arvoja, identiteettiä ja maailmankuvaa, jotka toimivat perustana oppimi- selle. Runko on samalla kytkettynä uusiin opittaviin tietoihin ja taitoihin. (Tolppanen ym., 2017). Ilmastokasvatuksen kannalta on oleellista huomioida jokaisen omat arvot, identi- teetti ja maailmankuva, sillä jokainen voi kokea saman tiedon eri tavoilla ja ilmastokas- vatuksen aiheet usein sisältävät arvoristiriitoja (Cantell ym., 2020). Ketjut ja polkimet tarkoittavat konkreettisia toimia ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi, johon tiedot ja ajat- telun taidot konkretisoituvat. Polkupyörän satula kuvaa ihmisen motivaatiota ja osalli- suutta. Ilmastokasvatuksen kannalta on tärkeää korostaa, että ilmastoon liittyvät ongelmat ovat ihmisiä lähellä ja ihmisillä on mahdollisuus muuttaa rakentamaansa yhteiskuntaa.
(Tolppanen ym., 2017). Tärkeää on myös korostaa yhdessä toimimista ja kannustaa osal- lisuuteen (Cantell ym., 2020).
Tolppasen ym. (2017) mukaan jarrut esittävät ihmisen ympäristövastuulliselle toimin- nalle olevia esteitä ja pyörän lamppu kuvaa ilmastonmuutoksen ihmisessä aiheuttamia tunteita, jotka voivat olla hyvin monenlaisia. Esimerkiksi nuorisobarometrissa Pekkari- nen & Myllyniemi (2019) raportoivat nuorten kokemasta turvattomuudentunteesta.
Lamppu kuvaa myös toivoa, jota ilmastokasvatuksen tulisi herättää negatiivisten tuntei- den sijaan. Pyörän ohjaustanko suuntaa katseen tulevaisuuteen. Tulevaisuuskasvatus on- kin yksi ilmastokasvatuksen tärkeistä osa-alueista, sillä kasvatuksen tulisi mahdollistaa tulevaisuuden tarkastelun kriittisesti, mutta samalla positiivisesta näkökulmasta. (Cantell ym., 2020).
2.5 Ympäristökasvatus yläkoulun ja lukion opetussuunnitelmassa
Opetussuunnitelmaan pyritään kirjaamaan sellaiset asiat, jotka arvioidaan olevan tulevai- suuden kannalta merkittäviä ja tavoittelemisen arvoisia (Mykrä, 2021). Ekologisten on- gelmien lisääntyessä voidaan koulutuksen päätehtävänä pitää eettisiin velvollisuuksiin keskittymisen ja kestävämmän yhteiskunnan rakentamisen (Martusewicz ym., 2011). Sa- malla lisääntyvät kestävyysongelmat vaativat opetussuunnitelmilta kokonaisvaltaista ajattelua ja uudistumista (Sterling, 2003). Perusopetuksen järjestämisessä huomioidaan
17
opetussuunnitelman muutokset koulua ympäröivässä maailmassa sekä vahvistetaan kou- lun tehtävää kestävän tulevaisuuden rakentamisessa (Opetushallitus, 2016) ja esimerkiksi lukiokoulutus koostuu arvoista, tiedoista, taidoista, asenteista ja tahdosta, joiden avulla yksilö pystyy toimimaan vastuullisesti (Opetushallitus, 2019).
Ympäristökasvatusta ei käsitteenä mainita perusopetuksen (Opetushallitus, 2016) tai lu- kion (Opetushallitus, 2019) opetussuunnitelmien perusteissa. Opetussuunnitelmissa mai- nitaan kuitenkin muita kestävyyteen liittyviä käsitteitä, jotka vastaavat ympäristökasva- tuksen tavoitteita ja sisältöjä. Opetussuunnitelmissa mainittuja käsitteitä ovat esimerkiksi kestävä kehitys, kestävä elämäntapa, kestävä tulevaisuus ja ekososiaalinen sivistys.
Seuraavaksi esitellään perusopetuksen opetussuunnitelman (Opetushallitus, 2016) ja lu- kion opetussuunnitelman (Opetushallitus, 2019) yleisten osien sisältämiä ympäristökas- vatukseen liitettäviä teemoja. Fysiikan oppiaineen sisältämiä ympäristökasvatuksen tee- moja käsitellään omana lukunaan. Muiden oppiaineiden sisältämiä teemoja ei käsitellä.
Ympäristökasvatuksen sisältöjä opetussuunnitelmissa nostetaan esille aiemmin esitelty- jen ympäristökasvatuksen tavoitteiden valossa.
2.5.1 Tiedot ja taidot
Perusopetuksen opetussuunnitelmassa pyritään lisäämään oppilaiden ympäristötietoi- suutta sekä ympäristötoimintaan liittyviä taitoja. Ympäristöön liittyvät tiedot ja taidot mainitaan ensimmäisen kerran opetussuunnitelman arvoperustasta löytyvästä sivistyksen määritelmästä, jossa sivistys liitetään ihmisen tapaan suhtautua ympäristöön sekä tietoon, tapaan ja tahtoon toimia. Sivistynyt yksilö osaa tehdä ratkaisuja perustuen eettiseen poh- dintaan, toisen asemaan asettumiseen ja tietoon perustuvaan harkintaan. Lisäksi opetus- suunnitelmassa mainitaan erikseen käsite ”ekososiaalinen sivistys”, joka on määritelty tarkoittamaan ymmärrystä erityisesti ilmastonmuutoksen vakavuudesta sekä pyrki- mykseksi toimia kestävästi. Perusopetuksen opetussuunnitelma korostaa kriittisen ajatte- lun ja ongelmanratkaisun taitoja, kykyä ymmärtää erilaisia näkökulmia sekä elinikäistä oppimista. (Opetushallitus, 2016). Opetushallituksen (2021) mukaan ympäristökasvatuk- sella tuetaan elinikäistä oppimista, jotta yksittäisten ihmisten ja yhteiskunnan arvot, tiedot ja taidot sekä toimintatavat kehittyvät kestävän kehityksen mukaisiksi.
Laaja-alainen osaaminen on yksi perusopetuksen tärkeimmistä tavoitteista. Laaja-alaisen osaamisen tarve tulee opetussuunnitelman mukaan ympäröivän maailman muutoksista.
18
(Opetushallitus, 2016). Laaja-alaisista tavoitteista erityisesti ajattelu ja oppimaan oppimi- nen (L1) sekä itsestä huolehtiminen ja arjen taidot (L3) vastaavat ympäristökasvatuksen tiedollisia ja taidollisia tavoitteita. Koska ympäristöongelmat ovat monimutkaisia, niiden ratkaisut eivät ole yksiselitteisiä ja ongelmiin liittyvä tieto on usein epävarmaa (Cantell ym., 2020) vaatii niiden käsittely monipuolista ajattelua sekä luovuutta. L1 tarjoaa tietoja ja taitoja ympäristöön liittyvien kysymysten käsittelyyn. Tällaisia ovat esimerkiksi tie- donhankinta, näkökulmien pohdinta sekä ongelmanratkaisutaidot. Oppilaita esimerkiksi rohkaistaan luottamaan itseensä ja omiin näkemyksiinsä ja olemaan avoimia uusille rat- kaisuille. Lisäksi oppilaita tulisi ohjata pohtimaan asioita eri näkökulmista ja hakemaan uutta tietoa. (Opetushallitus, 2016). Ympäristöongelmien ratkaisun näkökulmasta oleel- lista on erityisesti se, että opetuksen tulisi opetussuunnitelman (Opetushallitus, 2016) mu- kaan ohjata oppilaita rakentamaan uutta tietoa, tekemään johtopäätöksiä sekä keksimään uutta. L3 antaa oppilaille perustietoa teknologiasta ja sen ympäristövaikutuksista ja oppi- laita ohjataan teknologian vastuulliseen käyttöön. L3:n tavoitteena on lisäksi saada oppi- laat kehittämään omia kuluttajataitojaan ja tarjota tietoja kulutusvalinnoista suhteessa kestävään tulevaisuuteen. (Opetushallitus, 2016).
Lukiokoulutuksen aikana opiskelijan on tarkoitus saada ja kartuttaa ympäristöä sekä yh- teiskuntaa koskevia tietoja ja taitoja, joiden avulla opiskelijan on mahdollista ymmärtää maailmassa vallitsevia riippuvuuksia ja laaja-alaisia ilmiöitä (Opetushallitus, 2019). Ym- päristöosaaminen ja ympäristöongelmat kuuluvat näihin ilmiöihin ja sisältävät selkeitä riippuvuussuhteita. Opetuksessa huomioidaan käsitteiden, tiedonalojen ja osaamisen vä- liset yhteydet ja opiskelijaa ohjataan soveltamaan aiemmin oppimaansa muuttuvissa ti- lanteissa. Tärkeä ympäristökasvatukseen liittyvä tiedollinen piirre on, että opetuksella vahvistetaan ymmärrystä ihmisen toiminnan vaikutuksista ympäristön tilaan. Laaja-alais- ten tavoitteiden mukaan opiskelijan tulee arvioida ja suunnitella toimintaansa vastuulli- suuden lähtökohdista. Opiskelijan tulee myös oppia kestävän elämäntavan teemoja eri näkökulmista; tavoitteena on ymmärtää, miksi ihmisen toiminnan tulee olla riippuvaista luonnon kantokyvystä ja sen rajallisista resursseista. Tavoitteena on myös tutustua tutki- mustietoon ja käytänteisiin, esimerkiksi ilmastonmuutokseen sekä luonnon moninaisuu- teen ja sen turvaamiseen liittyen. (Opetushallitus, 2019).
2.5.2 Arvot ja asenteet
Opetussuunnitelman arvoperustassa on nostettu erikseen esille kestävän elämäntavan välttämättömyys. Ihminen nähdään osana luontoa ja arvoperustassa tunnistetaan ihmisen
19
riippuvuus ekosysteemien elinvoimaisuudesta. Perusopetuksessa tunnistetaan lisäksi kes- tävän kehityksen ja ekososiaalisen sivistyksen merkitys; opetuksessa on tarkoitus niiden mukaisesti ja ohjata oppilaita omaksumaan kestävämpi elämäntapa. Kestävän kehityksen ja kestävän elämäntavan ulottuvuuksiksi on opetussuunnitelmaan kirjattu ekologinen ja taloudellinen sekä sosiaalinen ja kulttuurinen ulottuvuus. Opetussuunnitelmassa koroste- taan teknologian roolia ihmisen ja luonnon tulevaisuudessa, sekä vaaditaan käsittelemään kulutus- ja tuotantotapoihin liittyviä ristiriitoja suhteessa kestävään tulevaisuuteen. Sa- malla oppilaita kannustetaan kohtuullisuuteen, jakamiseen ja säästäväisyyteen sekä ohja- taan kulutuksen kriittiseen arviointiin. Ennen kaikkea perusopetus rakentuu elämän ja ih- misoikeuksien kunnioittamiselle ja edistää hyvinvointia sekä taloudellista, sosiaalista, alueellista ja sukupuolten tasa-arvoa. Kestävyys näkyy lisäksi koulu toimintakulttuurissa, jonka tulisi ottaa toiminnassaan huomioon kestävän elämäntavan välttämättömyys ja il- mentää vastuullista suhtautumista ympäristöön. (Opetushallitus, 2016).
Laaja-alaisen osaamisen tavoitteista erityisesti kulttuurinen osaaminen, vuorovaikutus ja ilmaisu (L2) sisältää ympäristökasvatukseen liittyviä arvoja ja asenteita ja vastaa erityi- sesti ympäristökasvatuksen kulttuurisen ja sosiaalisen ulottuvuuden (Tani ym., 2007) ta- voitteita. Erityisesti oppilaiden olisi tarkoitus oppia tuntemaan ja arvostamaan omaa elinympäristöään sekä sosiaalisia, kulttuurisia, uskonnollisia, katsomuksellisia ja kielel- lisiä juuriaan. Opetussuunnitelman mukaan:
”Kulttuurisesti kestävä elämäntapa ja monimuotoisessa ympäristössä toimiminen edellyttävät ihmisoikeuksien kunnioittamiselle perustuvaa kulttuurista osaamista.
-- Perusopetuksessa oppilaita ohjataan ympäristön kulttuuristen merkitysten tun- nistamiseen ja arvostamiseen sekä oman kulttuuri-identiteetin ja myönteisen ym- päristösuhteen rakentamiseen.” (Opetushallitus, 2016).
Lukiopetuksen arvoperustassa todetaan, että opetuksessa ymmärretään kestävän elämän- tavan välttämättömyys ja opetuksen perustana on elämän ja ihmisoikeuksien kunnioitta- minen. Koulutus rakentaa osaamista taloudelle, joka edistää ympäristön ja kansalaisten hyvinvointia. Yksilön toiminnalla nähdään olevan merkitys ja globaali vastuu luonnon- varojen kestävässä käytössä, ilmastonmuutoksen hillinnässä sekä luonnon monimuotoi- suuden säilyttämisessä. Samalla kannustetaan vastuulliseen toimijuuteen YK:n kestävän kehityksen toimintaohjelma Agenda 2030:n mukaisella tavalla. Opetuksessa kannuste- taan myös tunnistamaan ja käsittelemään eettisiä kysymyksiä, ristiriitoja sekä jännitteitä.
20
Lisäksi, kuten myös perusopetus, myös lukio-opetus perustuu demokratialle ja tukee yh- denvertaisuutta sekä tasa-arvoa. Lukiossa sivistys ilmenee esimerkiksi huolenpitona ja myönteisten muutosten puolesta toimimisena. Laaja-alaisissa tavoitteissa korostetaan ar- volähtöistä ja eettistä toimintaa sekä kestävää kuluttajuutta sekä luonnon moninaisuuden arvostamista. (Opetushallitus, 2019).
2.5.3 Toimijuus ja osallisuus
Ympäristökasvatuksen tavoitteena on vahvistaa oppilaiden toimijuutta ja osallisuutta ym- päristöön liittyvissä asioissa ja kannustaa ympäristökansalaisuuteen. Perusopetuksen ope- tussuunnitelmassa (Opetushallitus, 2016) toimijuus ja osallisuus ovat erittäin suuressa roolissa. Tietoihin ja taitoihin aiemmin liitetty sivistyksen käsitys on liitetty samalla myös oppilaiden toimijuuteen. Opetussuunnitelman mukaan sivistynyt yksilö tahtoo toimia ym- päristöä arvostaen. Perusopetuksen tulee tukea yksilöiden kasvua aktiivisiksi toimijoiksi omissa yhteisöissään ja luoda pohja kulttuuriselle kestävälle kehitykselle. Perusopetuksen tarkoituksena on rohkaista oppilaita toimimaan myönteisten muutosten puolesta. Näiden lisäksi oppilaita ohjataan vaikuttamaan yhteiskunnallisiin rakenteisiin. Oppilaita ohjataan ottamaan huomioon toimintansa seuraukset ja vaikutukset ympäristöön (Opetushallitus, 2016). Edellä mainitut ovat kaikki vahvasti kytköksissä ympäristökasvatuksen tavoittei- siin.
Perusopetuksen laaja-alaisista tavoitteista osallistuminen, vaikuttaminen ja kestävän tu- levaisuuden rakentaminen (L7) korostaa vastuullista suhtautumista tulevaisuuteen ja ym- päristön suojelemisen merkitystä. Oppilaiden on tarkoitus saada valmiuksia yhteiskunnan toimintatapojen ja rakenteiden arviointiin sekä muuttamiseen kestävämmiksi. Samalla perusopetus korostaa demokraattisia oikeuksia ja vapauksia ja kannustaa oppilaita vas- tuulliseen ja aktiiviseen kansalaisuuteen. Lisäksi oppilaita kannustetaan yhdenvertaisuu- teen, tasa-arvoon, oikeudenmukaisuuteen sekä kestävään elämäntapaan. Oppilaat ovat myös mukana suunnittelemassa ja toteuttamassa koulun kestävää arkea. (Opetushallitus, 2016).
Lukion opetussuunnitelmassa opiskelijoita ohjataan kestävän elämäntavan puolesta toi- mimiseen tavoitteellisesti sekä tietoperustaisesti monipuolisessa yhteistyössä. Lisäksi opiskelijaa rohkaistaan oikeudenmukaisemman, kestävämmän ja ihmisoikeudet parem- min huomioiva yhteiskunnan sekä maailman puolesta toimimiseen ja vaikuttamiseen.
21
Opiskelijalle tarjotaan mahdollisuuksia havainnoida, suunnitella, tutkia ja arvioida toi- mintaa, jolla ympäristön ilmiöitä on mahdollista kehittää kestävämmiksi. Laaja-alaisissa tavoitteissa mainitaan lisäksi opiskelijoiden osaamisen käyttämin omaksi ja yhteiskunnan hyväksi. (Opetushallitus, 2019).
22
Luku III 3 Fysiikka ympäristökasvatuksen näkökulmasta
Tässä luvussa tarkastellaan fysiikan merkitystä osana ympäristökasvatusta ja yksilön ym- päristöosaamista. Lisäksi luvussa tehdään katsaus fysiikan opetussuunnitelmien sisältöi- hin ympäristökasvatuksen sisältöjen näkökulmasta. Luvun lopussa on esitelty muutamia esimerkkejä ympäristönäkökulmia sisältävistä fysiikan opetuksen kokonaisuuksista ja niiden teemoista ja sisällöistä.
3.1 Fysiikan merkitys ympäristöosaamisessa
Fysiikan merkitystä yksilön ympäristöosaamisessa voidaan lähteä tarkastelemaan yleis- sivistyksen näkökulmasta. Kuten opetussuunnitelmien tarkastelussa (luku 2.5) mainittiin, on sivistynyt ihminen yksi koulutuksen päämääristä. Opetussuunnitelmassa (Opetushal- litus, 2016) sivistyksellä tarkoitetaan taitoa tehdä ratkaisuja eettisen pohdinnan, toisen asemaan asettumisen ja tietoon perustuvan harkinnan perusteella. Sivistynyt ihminen pyr- kii toimimaan ympäristöä arvostaen (Opetushallitus, 2016). Globaalit ympäristökysy- mykset ja -ongelmat, kuten esimerkiksi ilmastonmuutos, ovat harvoin yksinkertaisia tai yksiselitteisiä ja niiden ratkaisu vaatii hyvää yleissivistystä. Kurki-Suonio (1978) kirjoit- taa, että yleissivistykseen kuuluu tiedollinen perusta, jossa kokonaiskuva tarkasteltavista ilmiöitä on tärkeämpi kuin suuri yksityiskohtaisen tiedon määrä. Kokonaiskuva painottaa yleisiä rakenteellisia periaatteita ja menetelmiä sekä syy–seuraussuhteiden ymmärrystä.
Lisäksi yleissivistykseen kuuluu tieto, jonka avulla ihminen oppii ymmärtämään ja tun- temaan omaa elinympäristöään, asemaansa sekä suhdettaan ympäristöönsä. (Kurki-Suo- nio, 1978). Tämä näkökulma vastaa ympäristökasvatuksen kokonaisvaltaista näkökulmaa ympäristöstä. Kurki-Suonion (1978) mukaan yleissivistynyt ihminen ei hämmenny tai
23
tunne pelkoa ja avuttomuutta, jos hänen ympäristössään kohtaamat ilmiöt ovat hänelle tuntemattomia. Lisäksi tiedon tärkeänä piirteenä nähdään sen käytännön sovellettavuutta.
Fysiikalla on monipuolinen ja korvaamaton rooli sekä kasvatuksessa että sivistyksessä.
Luonto on konkreettinen osa ihmisen elinympäristöä, johon ihminen kuuluu erottamatto- mana osana. Fysikaalista tietoa voidaan pitää kaiken luonnontieteen perustietona, sillä luontoa ja ihmisen elinympäristöä koskee samat fysikaaliset lainalaisuudet. (Kurki-Suo- nio, 1978). Tästä johtuen fysiikan ymmärtäminen on oleellinen osa ihmisen yleissivis- tystä ja ympäristökasvatusta. Ympäristökasvatuksessa käsiteltävät ilmiöt tapahtuvat luon- nossa sekä ihmisen elinympäristössä, jolloin niiden täydellinen ymmärtäminen vaatii usein fysiikan lainalaisuuksien ymmärtämistä. Fysiikka kasvattaa oppilasta luonnontie- teelliseen ajatteluun ja ymmärrys tieteestä antaa eväitä navigoida esimerkiksi ympäristö- ongelmia koskevan uutisoinnin keskellä (Aarnio-Linnanvuori, 2019a).
Kurki-Suonion (1978) mukaan fysikaalinen perustieto on välttämätöntä, jotta ihmisen on mahdollista sopeutua muuttuvan elinympäristön vaatimuksiin. Se on myös välttämätöntä jokapäiväisten ongelmien ratkaisussa ja teknologisoitumisen aiheuttamien vaarojen tor- jumisessa. Lisäksi fysiikka opettaa, että luonnon hallinta tarkoittaa sopeutumista vallitse- viin luonnonlakeihin ja toimimista kyseisten lakien mukaan. Kurki-Suonion ja Kurki- Suonion (1994) mukaan nykyinen maailmankuva on myös fysikaalinen maailmankuva;
fysiikka määrittelee ihmisen vaikutusmahdollisuuksien rajat ja seuraukset. Molemmat näistä voidaan nähdä esimerkiksi ilmastonmuutoksessa ja sen hillitsemisessä, tai muissa ympäristöön liittyvissä kysymyksissä. Vastuullinen toiminta ja päätöksenteko ympäris- tössä edellyttää fysiikan lakien tuntemista (Kurki-Suonio & Kurki-Suonio, 1994). Fysiik- kaa ymmärtävällä ja kriittisesti ajattelevalla yksilöllä on edellytykset toimia kestäväm- män yhteiskunnan puolesta (Aarnio-Linnanvuori, 2019a).
Fysiikalla on lisäksi merkittävä rooli ympäristöongelmien ratkaisussa ja se antaa rajat ympäristöongelmien ratkaisulle. Fysiikka on esimerkiksi olennainen osa ympäristöongel- mien teknistä ratkaisemista. Sen avulla voidaan luoda mittalaitteistoja ympäristön tilan havainnoimiseksi ja fysiikka on mukana, kun yritetään kehittää kestävän kehityksen mu- kaisia teknologisia ratkaisuja. Fysiikkaa käytetään myös ympäristöongelmien terveysvai- kutusten tutkimisessa. (Kulmala, Hienola, Hämeri, Pirjola & Vesala, 2008). Fysiikalla voidaan myös selittää ympäristöongelmiin liittyviä prosesseja sekä syy-seuraussuhteita.
24
3.2 Yleisiä ympäristöteemoja fysiikan opetuksessa
Tärkeitä fysiikan näkökulmia ympäristökasvatukseen nykyisessä maailmantilanteessa ovat erityisesti energiaan liittyvät kysymykset ja energian kestävä käyttö. Energiaa käsi- tellään opetuksessa ilmiönä ja lisäksi käsitellään sen säilymistä sekä muuttumista ja eri energiantuotantotapoja. Esimerkiksi energiankulutusta voidaan käsitellä oppilaan arjen, koulurakennuksen ja kodin näkökulmasta (Aarnio-Linnanvuori, 2019a). Energian tuotta- miseen liittyviä aiheita voidaan myös käsitellä esimerkiksi kivihiilen polttamisen, hävit- tämisen ja jäljelle jäävän jätteen kautta. Lisäksi voidaan keskustella fossiilisten polttoai- neiden käytön vaikutuksia paikallisiin yhteisöihin ja ympäristöön. Uusiutuvia energialäh- teitä voidaan käsitellä ydinfuusion ja -fission, aurinkovoiman ja aurinkolämpövoiman nä- kökulmista. Yleisiä aiheita ovat myös sähköntuotannon ja kasvihuonepäästöjen vaiku- tusta ympäristöön ja niiden yhteys ilmaston lämpenemiseen. (Kimori & Roehrig, 2021).
Fysiikan opetuksessa tärkeä teema on myös teknologiset ratkaisut. Ympäristökasvatuk- sessa voidaan tutustua luonnonvaroja säästäviin ja kestävää elämäntapaa edistäviin tek- nologioihin, esimerkiksi lämpökameralla voi etsiä lämpövuotopaikkoja ja virtamittarilla voidaan tutkia energiansäästöä (Aarnio-Linnanvuori, 2019a). Lisäksi ympäristöteemoja, joita voidaan liittää fysiikan opetukseen on esimerkiksi ilmastonmuutos jään, veden sekä maan heijastusominaisuuksien näkökulmasta (Rogers, Pfaff, Hamilton & Erkan, 2013).
Kinematiikkaa voidaan opettaa esimerkiksi liikenteen ja siihen liittyvän energiankulutuk- sen sekä polttoainetehokkuuden näkökulmasta ja sähköopin perusteita, kuten sähkövirtaa ja resistanssia voidaan käsitellä kodin sähkön, sähkönsiirron ja energiankulutuksen kautta. (Martinuk, Moll & Kotlicki, 2010). Yleisiä teemoja fysiikan opetuksen sisältä- mistä ympäristöteemoista on lisäksi valoon ja optiikkaan sisältyvät aiheet, kuten esimer- kiksi valosaasteet ja sen vaikutus ympäristöön, eläimiin ja ekosysteemeihin sekä niihin liittyvät ratkaisut. (Kimori & Roehrig, 2021).
3.3 Ympäristökasvatus fysiikan opetussuunnitelmissa
Perusopetuksen opetussuunnitelmassa (Opetushallitus, 2016) vuosiluokilla 7–9 fysiikan oppiaineen tehtävä on määritelty seuraavasti:
25
”Fysiikan opetuksen tehtävänä on tukea oppilaiden luonnontieteellisen ajat- telun sekä maailmankuvan kehittymistä. Fysiikan opetus auttaa ymmärtä- mään fysiikan ja teknologian merkitystä jokapäiväisessä elämässä, elinym- päristössä ja yhteiskunnassa. Opetus tukee oppilaiden valmiuksia keskus- tella fysiikan ja teknologian asioista ja ilmiöistä. Opetus välittää kuvaa fy- siikan merkityksestä kestävän tulevaisuuden rakentamisessa: fysiikkaa tar- vitaan uusien teknologisten ratkaisujen kehittämisessä sekä ympäristön ja ihmisten hyvinvoinnin turvaamisessa. Opetus ohjaa oppilaita ottamaan vas- tuuta ympäristöstään.” (Opetushallitus, 2016).
Fysiikan oppiaineen kuvauksessa korostuu siis selkeästi sen merkitys yhteiskunnassa ja ympäristössä ja opetussuunnitelma korostaa fysiikan oppiaineen roolia kestävän tulevai- suuden takaamisessa. Fysiikan oppiaineen tehtävä on lisäksi tukea fysiikan käsitteiden rakentumista sekä ilmiöiden ymmärtämistä (Opetushallitus, 2016). Kuten aiemmin to- dettu, fysiikan ilmiöiden ymmärtäminen on vahvasti yhteydessä ympäristöongelmien ja ilmiöiden ymmärtämisessä ja ratkaisussa. Fysiikan opetuksen lähtökohta on luonnosta ja teknologisesta ympäristöstä tehdyt havainnot ja tutkimukset (Opetushallitus, 2016), joka tukee ymmärrystä tieteestä ja kasvattaa luonnontieteelliseen ajatteluun. Fysiikan opetuk- sen ympäristökasvatukseen liittyviä tavoitteita ovat:
- T3: ohjata ymmärtämään fysiikan osaamisen merkitystä omassa elämässä, elinympäristössä ja yhteiskunnassa (Opetushallitus, 2016).
- T4: ohjata käyttämään fysiikan osaamista kestävän tulevaisuuden rakentamisessa sekä ohjata arvioimaan valintoja energiavarojen kestävyyden näkökulmasta (Ope- tushallitus, 2016).
Yläkoulun fysiikan sisältöalueista ympäristökasvatukseen liittyvät erityisesti:
- Luonnontieteellinen tutkimus (S1), joka korostaa ongelmien ja ilmiöiden pohti- mista, suunnittelua, havainnointia ja mittaamista. Lisäksi harjoitellaan tulosten koontia, käsittelyä, arviointia ja esittämistä.
- Fysiikka omassa elämässä ja elinympäristössä (S2), jossa opetuksen sisällöt vali- taan vastaamaan oman elämän ilmiöitä ja elinympäristöä. Sisältöjä tarkastellaan terveyden ja turvallisuuden näkökulmista.
- Fysiikka yhteiskunnassa (S3), jossa fysiikkaa ja teknologisia sovelluksia käsitel- lään erityisesti yhteiskunnan toiminnan ja kehittymisen näkökulmista. Sisällöissä
26
korostetaan energiantuotantoa ja kestävää energiavarojen käyttöä, jotka ovat vah- vasti linkittyneitä ympäristökasvatuksen tavoitteisiin.
- Fysiikka maailmankuvan rakentajana (S4), joka korostaa fysiikan luonnetta tie- teenä ja sisällöissä huomioidaan myös fysiikkaan liittyvät uutiset, ajankohtaiset ilmiöt, sovellukset ja nykypäivän tutkimus. (Opetushallitus, 2016).
Fysiikan opetuksessa tulee myös huomioida opetussuunnitelman laaja-alaisen osaamisen tavoitteet, joiden yhteisenä piirteenä on perusopetuksen tehtävän mukaisesti edistää de- mokraattisen yhteiskunnan jäsenyyden ja kestävän elämäntavan edellyttämää osaamista (Opetushallitus, 2016).
Lukion opetussuunnitelman perusteissa (Opetushallitus, 2019) fysiikan oppiaineen tehtä- västä löytyy piirteitä ympäristökasvatukseen liittyen seuraavasti:
- Fysiikan opetus kehittää luonnontieteellistä ajattelua ja maailmankuvaa osana yleissivistystä.
- Opetus ohjaa ymmärtämään fysiikan merkityksen osana jokapäiväistä elämää, ympäristöä, yhteiskuntaa ja teknologiaa.
- Opetus kehittää luonnontieteellistä lukutaitoa, joka auttaa arjen valintojen kriitti- sessä arvioinnissa ja antaa näkökulmia yhteiskunnalliseen keskusteluun.
- Opetuksen lähtökohtana toimivat ympäristöstä tehdyt havainnot.
Laaja-alaisen osaamisen näkökulmasta ympäristökasvatus näkyy fysiikan oppiaineessa erityisesti kehittämällä yhteiskunnallista osaamista. Se antaa opiskelijalle valmiuksia yh- teiskunnalliseen keskusteluun ja päätöksentekoon osallistumiseen. Ennen kaikkea opetus selventää kuvaa fysiikan roolista kestävän tulevaisuuden rakentamisessa sekä kannustaa opiskelijoita ottamaan vastuuta ympäristöstä sekä omasta toiminnastaan. Opetus antaa valmiuksia fysiikan osaamisen soveltamiseen kestävän tulevaisuuden rakentamisessa eri- tyisesti luonnonvarojen kestävän käytön, ympäristö- ja terveysvaikutusten sekä energian- tuotantotapojen näkökulmista. (Opetushallitus, 2019).
Fysiikan pakollisiin opintoihin kuuluu kaksi moduulia: fysiikka luonnontieteenä (FY1) sekä fysiikka, ympäristö ja yhteiskunta (FY2). Erityisesti FY2 tarjoaa sisältöjä ympäris- tökasvatuksen näkökulmasta. Sen keskeisiä sisältöjä ovat energian tuotanto, teho, hyöty- suhde ja energian siirtäminen, energiantuotannon vaikutus ympäristöön sekä ilmaston-
