Draaman käyttö proteiinisynteesin opetuksessa lukiossa

(1)

DRAAMAN KÄYTTÖ PROTEIINISYNTEESIN OPETUKSESSA LUKIOSSA

ANNA RÄSÄNEN

Pro gradu -tutkielma Itä-Suomen yliopisto

Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta Ympäristö- ja biotieteiden laitos

Biologia 2016

(2)

ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO

Ympäristö- ja biotieteiden laitos, biologia

RÄSÄNEN, ANNA: Draaman käyttö proteiinisynteesin opetuksessa lukiossa.

Pro gradu -tutkielma (20 op), 60 s., liitteitä 4 Marraskuu 2016

Lukion opetussuunnitelmat ohjaavat opettajia käyttämään opetuksessa yhä enemmän oppija- keskeisiä, sosiokonstruktiivisia opetusmenetelmiä, jollaiseksi myös draama voi soveltua. Tut- kimustieto draaman käytöstä on kuitenkin vähäistä, varsinkin nuorten biologian opetuksessa.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia draaman toimivuutta proteiinisynteesin lukio-opetuksessa oppimistulosten ja opiskelijoiden kokemusten perusteella. Tutkimuksessa vertailtiin draamaopetusmenetelmää ja perinteistä opettajajohtoista menetelmää.

Tutkimus toteutettiin tammi-helmikuussa 2016 kolmessa itäsuomalaisessa lukiossa, joissa kussakin proteiinisynteesi opetettiin kahdelle BI2-kurssin ryhmälle, toiselle perinteisesti ja toiselle draaman avulla. Draamaoppitunneilla opiskelijat suunnittelivat, toteuttivat ja kuvasivat pienryhmissä lyhyen näytelmän proteiinisynteesistä. Tutkimusaineisto kerättiin sähköisillä e- kyselylomakkeilla, kurssikokeessa olleen proteiinisynteesitehtävän vastauksina ja draamaryhmien näytelmätallenteina.

Kurssikoetehtävään vastasi 150 opiskelijaa. Draamamenetelmä johti koetehtävässä ainakin yhtä hyvään pistemäärään kuin perinteinen menetelmä. Opiskelijan sukupuoli tai lukio ei vai- kuttanut siihen, miten hyvin draamamenetelmä edisti oppimista.

Kyselylomakkeisiin vastasi 152 opiskelijaa. Draamamenetelmällä opetetut opiskelijat opis- kelivat mieluusti proteiinisynteesin draaman avulla, mutta osa olisi opiskellut mieluusti myös perinteisellä opettajajohtoisella menetelmällä. Pääosa draamaryhmien opiskelijoista koki ym- märtäneensä proteiinisynteesin vaiheet näytelmän tekemisen aikana ja piti näytelmän tekemistä hauskana. Opiskelijat pitivät näytelmän tekemisestä sitä enemmän, mitä paremmin he kokivat ymmärtäneensä proteiinisynteesin oppitunnilla ja mitä myönteisempiä tunteita näytelmän teke- minen herätti. Draamaryhmien opiskelijoiden enemmistön mielestä näytelmän tekemiseen ei ollut riittävästi aikaa, mutta draamamenetelmästä pitäminen tai kokemus proteiinisynteesin ym- märtämisestä ei riippunut siitä, kokiko opiskelija ajan riittäväksi.

Tutkimustulokset antavat viitteitä siitä, että draama saattaa sopia laajemminkin käytettäväksi monimutkaisina koettujen biologisten ilmiöiden opetukseen. Biologian draamaopetuksesta tarvitaan kuitenkin lisätutkimusta.

(3)

UNIVERSITY OF EASTERN FINLAND

Department of Environmental and Biological Sciences, Biology

RÄSÄNEN, ANNA: The use of drama in the teaching of protein synthesis in high school.

MSc. Thesis (20 cp), 60 pp., Appendices 4 November 2016

The high school curriculums increasingly instruct teachers to use learner-centered, socio-con- structivist teaching methods which also drama can apply to. However, research in the use of drama is scarce especially in terms of Biology teaching of the young. The purpose of this study was to research the functionality of drama in the teaching of protein synthesis in high school based on learning results and the experiences of students. Drama teaching method and traditional teacher-centered method were compared.

The study was carried out in three high schools of Eastern Finland in January-February 2016.

In each high school two BI2 course groups were taught the protein synthesis, one traditionally and the other with drama. During the drama lessons the students designed, executed and filmed a short play about protein synthesis in small groups. The research material was collected by electric e-questionnaires, answers given to a question about protein synthesis in the course exam and the recorded plays of drama groups.

150 students answered the question about protein synthesis in the course exam. The drama method led to a score, which was at least as high as gained by the traditional method. The sex or the high school of the student did not have an effect on how well the drama method enhanced learning.

152 students answered the questionnaires. The students taught by the drama method studied protein synthesis willingly with drama but some students would also have studied willingly with the traditional teacher-centered method. The majority of drama group students experienced that they understood the phases of protein synthesis during play making and that they regarded play making as fun. The more the students liked play making, the better they experienced to have learned protein synthesis during the lesson and the more positive affects play making evoked. The majority of drama group students considered that there was not enough time to the play making but liking the drama method or experiencing understanding of the protein synthesis did not depend on whether the student experienced the time sufficient.

Current results suggest that drama might be a useful teaching method also for such biological phenomena that are considered complicated. Anyhow, applying drama into Biology teaching requires further studies.

(4)

SISÄLLYSLUETTELO

1 JOHDANTO ... 2

2 PROTEIINISYNTEESI ... 3

2.1 Proteiinit, DNA ja RNA ... 3

2.2 Proteiinisynteesin vaiheet ... 5

3 PROTEIINISYNTEESI LUKIO-OPETUKSESSA ... 8

3.1 Lukion opetussuunnitelman perusteet 2003 ... 8

3.2 Lukion opetussuunnitelman perusteet 2015 ... 9

3.3 Lukion biologian oppikirjat ... 10

4 DRAAMAN KÄYTTÖ OPETUKSESSA ... 11

4.1 Yleistä draamasta ... 11

4.2 Draama luonnontieteiden opetuksessa ... 12

5 TUTKIMUSKYSYMYKSET JA -HYPOTEESIT ... 13

6 AINEISTO JA MENETELMÄT ... 14

6.1 Tutkimuksen toteutus ... 14

6.1.1 Ensimmäinen oppitunti ... 17

6.1.2 Toinen oppitunti ... 20

6.2 Tutkimusaineiston keruu ... 22

6.3 Aineiston tilastollinen käsittely ... 23

7 TULOKSET ... 26

7.1 Taustatiedot ... 26

7.2 Opiskelijoiden tiedollinen osaaminen proteiinisynteesistä ... 29

7.2.1 Kurssikoetehtävä ... 29

7.2.2 Näytelmätallenteet ... 34

7.3 Opiskelijoiden kokemukset proteiinisynteesin opetuksesta ... 37

7.3.1 Kaikille yhteiset kyselylomakkeen väittämät ... 37

7.3.2 Draamaoppituntien kyselylomakkeen väittämät ... 39

7.3.3 Perinteisten oppituntien kyselylomakkeen väittämät ... 44

(5)

8 TULOSTEN TARKASTELU ... 45

8.1 Draaman vaikutus luonnontieteellisten ilmiöiden oppimiseen ... 45

8.2 Opiskelijoiden kokemukset draamasta luonnontieteiden opetuksessa ... 48

8.2.1 Kokemukset draaman mieluisuudesta ja proteiinisynteesin ymmärtämisestä ... 48

8.2.2 Kokemukset draaman herättämistä tunteista ... 51

8.3 Draamamenetelmän kehittämishaasteet luonnontieteiden opetuksessa ... 53

8.4 Tutkimuksen luotettavuus ja jatkotutkimukset ... 55

9 JOHTOPÄÄTÖKSET ... 57

KIITOKSET ... 58

LÄHTEET ... 58 LIITTEET

(6)

2 1 JOHDANTO

Globaalin tietoyhteiskuntamme jatkuvassa muutoksessa on välttämätöntä, että suomalaista koulutusta kehitetään vastaamaan yhteiskunnan haasteisiin. Nuoret oppivat asioita eri tavalla, joten opetuksessa on tärkeää käyttää monipuolisesti erilaisia opetus-, opiskelu- ja ohjausmene- telmiä. Suomessa käytettävät opetusmenetelmät pohjautuvat vallitseviin oppimiskäsityksiin ja opetuksen tavoitteisiin, jotka on kirjattu valtakunnallisiin perus- ja lukio-opetuksen opetussuun- nitelmiin (Opetushallitus 2003, 2004, 2014, 2015). Vuodesta 1994 lähtien opetussuunnitelmat ovat ohjanneet opettajia käyttämään yhä enemmän oppijakeskeisiä opetusmenetelmiä sosio- konstruktiivisen oppimiskäsityksen mukaisesti (Opetushallitus 2003, 2004, 2014, 2015, Heino- nen 2005: 23). Oppijan omaa aktiivista roolia oppimisprosessissa korostetaan, ja oppimisen tulee olla monipuolista ja vaihtelevaa (Opetushallitus 2003, 2004, 2014, 2015). Oppiminen ei ole vain tiedon passiivista vastaanottamista, vaan tieto on oppijan itse rakentamaa, konstruoi- maa (Kauppila 2007: 35–43). Sosiaalinen vuorovaikutus on oppimisessa merkittävässä roolissa. Opettajan rooli on pikemminkin ohjata ja organisoida oppimista kuin kontrolloida sitä.

Draama opetusmenetelmänä vastaa näihin uusiin opetuksen tavoitteisiin ja soveltuu hyvin uusien opetussuunnitelmien mukaiseen opetukseen (Opetushallitus 2016). Draama voi muun muassa kehittää nuorten oppijoiden vuorovaikutustaitoja, mielikuvitusta ja visualisointikykyä (Dorion 2009) sekä lisätä heidän aktiivisuuttaan ja viihtyvyyttään (Carlsson 2002, Saka ym.

2016). Draaman käytöstä todellisissa, toteutuneissa opetustilanteissa on kuitenkin vasta vähän tutkimustietoa (Dorion 2009, Saka ym. 2016). Luonnontieteiden, mukaan lukien biologian, draamaopetusta ei ole tutkittu paljon (Ødegaard 2003).

Proteiinisynteesi on lukion biologian oppimäärän olennainen oppisisältö sekä vuoden 2003 että 2015 lukion opetussuunnitelmassa (Opetushallitus 2003, 2015). Tässä tutkielmassa proteiinisynteesi toimii esimerkkinä sellaisesta lukion biologian aiheesta, jonka oppiminen ja ym- märtäminen voivat tuntua opiskelijasta hankalalta ja joka opetetaan useimmiten opettajajohtoi- sesti. Genetiikka ylipäätään on vaikeana pidetty aihe sekä opettajien että oppijoiden keskuu- dessa ympäri maailman, joten sen opetus – usein perinteisesti toteutettu – ei ole tarpeeksi teho- kasta (Saka ym. 2016). Proteiinisynteesi on vaiheittain etenevä biologinen tapahtumasarja, joka on tässä tutkimuksessa sovitettu juonelliseksi näytelmäksi, jonka opiskelijat toteuttavat pien- ryhmissä. Tutkimuksen tarkoituksena on tutkia draaman toimivuutta proteiinisynteesin opetuksessa oppimistulosten ja opiskelijoiden kokemusten perusteella. Tutkimuksessa vertaillaan kahta erilaista opetusmenetelmää, draamamenetelmää ja perinteistä opettajajohtoista menetel- mää.

(7)

3 2 PROTEIINISYNTEESI

2.1 Proteiinit, DNA ja RNA

Proteiinisynteesissä solu tuottaa proteiineja DNA:n ja RNA:n avulla (Reece ym. 2011: 123–

126). Proteiinit ovat kaikille eläville eliöille elintärkeitä, sillä ne ovat mukana lähes kaikissa eliöiden toiminnoissa. Proteiinit voivat toimia eliöissä esimerkiksi entsyymeinä, hormoneina, reseptoreina, kuljettaja-, varasto- ja rakenneproteiineina, puolustusjärjestelmän osina tai osana lihasliikkeiden tuottamista. Proteiinit koostuvat yhdestä tai useammasta aminohappojen muodostamasta ketjusta, joiden pituus voi vaihdella muutamasta yli tuhanteen aminohappoon. Jo- kainen aminohappo koostuu amino- ja karboksyyliryhmästä, joka muodostaa aminohapon ”rungon”, sekä sivuketjusta, joka on jokaisella aminohapolla erilainen. Aminohappoketjussa aminohappojen amino- ja karboksyyliryhmät liittyvät yhteen peptidisidosten avulla. Proteiinien rakenneosina toimivia aminohappoja on 20 erilaista. Lisäksi tunnetaan useita muita aminohappoja, joita on eliöissä mutta jotka eivät toimi proteiinien rakenneosina tai jotka ovat jäänteitä valmiista proteiinista (Nelson & Cox 2008: 72). Niiden merkitystä esimerkiksi proteiinisyntee- sissä tutkitaan (esim. Bullwinkle ym. 2014).

DNA eli deoksiribonukleiinihappo ja sen sisältämät geenit muodostavat eliön perimän eli geneettisen materiaalin, jolla ohjataan kaikkea solun toimintaa ja joka siirtyy lisääntymisessä sukupolvelta toiselle (Reece ym. 2011: 132–134). RNA:ta eli ribonukleiinihappoa on olemassa useaa eri tyyppiä, joista proteiinisynteesiin osallistuvat lähetti-RNA (l-RNA), ribosomi-RNA (r-RNA) ja siirtäjä-RNA (s-RNA) (Reece ym. 2011: 383-385). DNA ja RNA koostuvat nukleotidien muodostamista ketjuista eli juosteista (Reece ym. 2011: 132–134). Jokaisessa nukleotidissä on sokeri- ja fosfaattiosa, jotka muodostavat nukleiinihapon ”rungon”, sekä typ- piemäsosa, joita on viisi erilaista: adeniini (A), sytosiini (C), guaniini (G), tymiini (T) ja urasiili (U) (kuva 1). Adeniinia, sytosiinia ja guaniinia voi olla sekä DNA:n että RNA:n nukleotideissä, mutta tymiiniä vain DNA:ssa ja urasiilia vain RNA:ssa. Nukleotidien rungot liittyvät toisiinsa sokeri- ja fosfaattiosien välisillä fosfodiesterisidoksilla. DNA:n sokeri on deoksiriboosi ja RNA:n riboosi, ja molemmat ovat rakenteeltaan viisi hiiltä sisältäviä renkaita. Fosfaattiryhmät liittyvät sokerirenkaiden kolmanteen (merk. 3’) ja viidenteen (5’) hiileen, jolloin sokerifosfaat- tirungon asento määrää DNA- tai RNA-juosteen ”suunnan” (puhutaan juosteen 3’ ja 5’ -päästä).

RNA koostuu tavallisesti vain yhdestä nukleotidien muodostamasta juosteesta, mutta DNA kahdesta rinnakkaisesta juosteesta, joissa voi olla jopa miljoonia nukleotidipareja (Reece ym.

2011: 133–134). DNA-juosteet asettautuvat toisiinsa nähden vastakkaisiin suuntiin ja kiertyvät

(8)

4

kuvitteellisen akselin ympäri muodostaen kaksoiskierrerakenteen. DNA:n nukleotidien emäsosat pariutuvat keskenään vetysidoksilla ja pitävät näin DNA:n juosteet yhdessä. Myös DNA:n ja RNA:n emäkset voivat pariutua keskenään, mikä mahdollistaa proteiinisynteesin.

Sytosiini pariutuu vain guaniinin kanssa (merk. C-G) ja adeniini tymiinin kanssa (A-T, DNA:ssa) tai urasiilin kanssa (A-U, RNA:ssa). Tätä kutsutaan emäsparisäännöksi. Proteiinisyn- teesin yhteydessä kiinnitetään erityisesti huomiota DNA- ja RNA-juosteiden emäsosien järjes- tykseen, jota merkitään DNA:ssa esimerkiksi näin: 5’-TACTGACCCTAGAATCTAG-3’.

Kuva 1. DNA-kaksoisjuosteen biokemiallinen rakenne (Pray 2008, muokattu).

(9)

5 2.2 Proteiinisynteesin vaiheet

Proteiinisynteesi on monimutkainen solun sisäinen biologinen tapahtumasarja, joka voi kulut- taa 90 % solun energiasta ja johon osallistuu aitotumaisilla noin 300 erilaista proteiinia (Nelson

& Cox 2008: 1065). Proteiinisynteesiä tapahtuu kaikissa elävissä olioissa, sekä aitotumaisissa että esitumaisissa eli bakteereissa ja arkeissa (Reece ym. 2011: 374). Proteiinisynteesi on tutki- musaiheena erittäin laaja, joten sitä käsitellään tässä luvussa vain siinä laajuudessa kuin on tä- män tutkielman kannalta tarkoituksenmukaista. Proteiinisynteesissä solun DNA ohjelmoi solun tuottamaan haluttua proteiinia (tai RNA:ta) RNA-molekyylien välityksellä (Reece ym. 2011:

374). Yhden proteiinin valmistus tapahtuu solussa nopeasti, vain sekunneissa (Nelson & Cox 2008: 1065). Proteiinien ohjeet ovat geeneissä, jotka ovat määrätyn pituisia jaksoja DNA-kaksoisjuosteen toista juostetta (Reece ym. 2011: 374–395). Geenin nukleotidiketjun emäsosien järjestys määrää, millainen aminohappoketju – ja myöhemmin proteiini – syntyy. Proteiinisyn- teesi on aitotumaisilla monimutkaisempi prosessi kuin esitumaisilla (Nelson & Cox 2008:

1030). Aitotumaisten mitokondrioissa tapahtuu myös proteiinisynteesiä (Ott ym. 2016).

Proteiinisynteesi jakaantuu kahteen päävaiheeseen, transkriptioon ja translaatioon (kuva 2, Reece ym. 2011: 374–379). Aitotumaisilla transkriptio tapahtuu tumassa ja translaatio solulimassa. Esitumaisilla ei ole tumaa, joten niiden koko proteiinisynteesi tapahtuu solulimassa.

Transkriptiota kutsutaan myös RNA-synteesiksi, sillä sen aikana syntyy lähetti-RNA. Tran- skription aluksi DNA-kaksoisjuoste avautuu haluttua proteiinia koodaavan geenin promoottori- eli alkukohdasta RNA-polymeraasientsyymin vaikutuksesta. Sitten RNA-polymeraasi alkaa rakentaa lähetti-RNA-juostetta toisen DNA-juosteen viereen yksi nukleotidi kerrallaan. Tätä geenin sisältävää juostetta kutsutaan mallijuosteeksi ja toista DNA-juostetta koodaavaksi juos- teeksi. Lähetti-RNA rakentuu ikään kuin mallijuosteen peilikuvaksi noudattaen emäsparisään- töä: jos DNA:n mallijuosteen nukleotidin emäsosa on sytosiini (C), sen pariksi rakentuu guaniinin (G) sisältävä nukleotidi ja niin edelleen. Jos DNA:n emäs on adeniini (A), sen pariksi rakentuu lähetti-RNA:ssa aina urasiili (U), koska lähetti-RNA:ssa ei ole tymiiniä (T). RNA- polymeraasi voi lisätä uusia nukleotidejä vain lähetti-RNA:n 3’ päähän eli se rakentaa lähetti- RNA:ta vain tietyssä suunnassa. Transkription aikana DNA-juosteet avautuvat ja sulkeutuvat takaisin sitä mukaa, kun lähetti-RNA rakentuu ja irtoaa DNA:sta. Lähetti-RNA:ta voi valmistua useampi kappale peräkkäin samasta geenistä. Kun geenin terminaattori- eli loppukohta saavu- tetaan, lähetti-RNA ja RNA-polymeraasi irtoavat DNA-juosteesta. Jotkut RNA-virukset voivat muuttaa transkriptioprosessin itselleen edulliseksi ja aiheuttaa siten esimerkiksi syöpää tai aid- sia (Nelson & Cox 2008: 1050).

(10)

6

Kuva 2. Yksinkertaistettu kuva aitotumaisen solun proteiinisynteesin vaiheista (Mesuere 2016, muokattu). Tumassa tapahtuu transkriptio eli lähetti-RNA:n muodostuminen DNA:ssa olevan geenin nukleotidien emäsjärjestyksen mukaisesti. Ribosomin pinnalla solulimassa tapahtuu translaatio eli aminohappoketjun muodostuminen siirtäjä-RNA:iden lukiessa lähetti-RNA:n emäsjärjestystä ja tuodessa ribosomille emäsjärjestystä vastaavia aminohappoja.

Syntynyttä lähetti-RNA-juostetta kutsutaan aitotumaisissa tässä vaiheessa esi-lähetti-RNA:ksi, sillä se ei ole vielä valmis vaan vaatii muokkausta (Reece ym. 2011: 380–382). Aitotumaisten esi-lähetti-RNA:ssa on introneja eli alueita, jotka eivät koodaa aminohappoja. Silmukoinnissa intronit poistetaan ja jäljelle jäävät eksonit eli aminohappoja koodaavat alueet liitetään yhteen, yleensä spliseosomien avulla (ei esitetty kuvassa 2). Vaihtoehtoisessa silmukoinnissa poistetaan samalla yksi tai useampia eksoneja, jolloin saadaan aikaan erilainen lähetti-RNA ja erilai-

(11)

7

nen proteiini. Lähetti-RNA:n molempiin päihin lisätään myös nukleotidipätkät, jotka todennä- köisesti suojaavat lähetti-RNA:ta. Muokkauksen jälkeen valmis lähetti-RNA siirtyy tumasta solulimaan tumakotelon läpi. Transkription ja silmukoinnin säätelyyn osallistuu useita proteiineja (Nelson & Cox 2008: 1049). Geeneissä tapahtuneet mutaatiot voivat muuttaa silmukoin- tia ja vaikuttaa esimerkiksi Parkinsonin taudin syntyyn (Gaweda-Walerych ym. 2016).

Translaatiossa lähetti-RNA kulkeutuu aluksi solulimassa ribosomin pinnalle (kuva 2, Reece ym. 2011: 383–385). Ribosomi on ribosomi-RNA:ta ja proteiinia sisältävä soluelin, joka koostuu isosta ja pienestä alayksiköstä. Ribosomin pinnalla siirtäjä-RNA:t ”lukevat” vuorotellen lähetti-RNA:n emäsjärjestystä kolme emästä eli kodoni kerrallaan ja tuovat paikalle emäskol- mikkoja vastaavat aminohapot. Jokaisen siirtäjä-RNA:n toisessa päässä on antikodoni eli kolme emästä, jotka pystyvät pariutumaan hetkellisesti vastaavan lähetti-RNA:n emäskolmikon kanssa, ja toisessa päässä on emäskolmikkoa vastaava aminohappo. Siirtäjä-RNA jättää aminohapon ribosomin pinnalle luettuaan emäskolmikon ja irtoaa. Tietty lähetti-RNA:n emäskol- mikko vastaa aina tiettyä aminohappoa. Jos lähetti-RNA:n emäskolmikko on esimerkiksi AUG, sitä vastaavan siirtäjä-RNA:n emäskolmikon on oltava UAC. AUG on aina lähetti-RNA:n en- simmäinen emäskolmikko, joka vastaa aminohappo metioniinia ja toimii samalla translaation aloituskolmikkona (Reece ym. 2011: 375–377). Emäskolmikkojen ja aminohappojen vastaavuudet on listattu taulukoksi, ja vastaavuudet ovat samat lähes kaikilla eliölajeilla. Jotkut siir- täjä-RNA:t pystyvät kuitenkin pariutumaan useamman kuin yhden emäskolmikon kanssa (Nel- son & Cox 2008: 1070-1072).

Lähetti-RNA:ta lukee kaksi siirtäjä-RNA:ta kerrallaan (kuva 2, Reece ym. 2011: 383–388).

Lukeminen tapahtuu lähetti-RNA:n 5’ päästä 3’ päähän päin. Kun yksi siirtäjä-RNA on jättänyt aminohapponsa ribosomille ja irronnut, sen viereisen siirtäjä-RNA:n viereen tulee tilaa uudelle siirtäjä-RNA:lle. Ribosomi liittää siirtäjä-RNA:iden tuomat aminohapot peptidisidoksilla yhteen ja muodostaa näin aminohappoketjua, kunnes lähetti-RNA:ssa tulee vastaan lopetusta koodaava emäskolmikko ja aminohappoketju irtoaa ribosomista. Lähetti-RNA:n translaatiota voi tapahtua samanaikaisesti useassa eri kohdassa, jolloin samasta lähetti-RNA:sta saadaan tuotet- tua nopeasti useita aminohappoketjuja ja siten useita samanlaisia proteiineja. Translaation sää- telyyn osallistuu lisäksi neljäs RNA-tyyppi, mikro-RNA, jonka toimintaa ja merkitystä ei vielä kunnolla tunneta (Fabian ym. 2010). Lisäksi translaatioon osallistuu useita proteiineja (Reece ym. 2011: 386–387), joiden virheellinen toiminta on yhteydessä moniin sairauksiin, kuten syö- pään (Chu ym. 2016).

Kun koko lähetti-RNA on luettu, aminohappoketju ei ole vielä valmis, vaan sen täytyy laskostua eli pakkautua kolmiulotteiseen muotoon, joka määrää, kuinka proteiini toimii (Reece

(12)

8

ym. 2011: 127–129). Proteiini voi laskostua neljällä eri rakennetasolla. Primäärirakenteinen aminohappoketju on vielä suora. Sekundäärirakenteinen ketju kiertyy esimerkiksi α-helix-muotoon tai taittuu β-levymuotoon, kun siihen muodostuu vetysidoksia. Tertiäärirakenteessa kier- tynyt tai taittunut aminohappoketju pakkautuu kasaan esimerkiksi hydrofobisen vuorovaiku- tuksen ohjaamana. Proteiineissa, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta aminohappoketjusta, pakkautuneet ketjut liittyvät yhteen kvaternaarirakenteeksi ja muodostavat yhden toimivan proteiinin. Laskostumismekanismeja ei vielä tunneta yksityiskohtaisesti (Gianni & Jemth 2016).

Yleensä aminohappoketju laskostuu spontaanisti aminohappojärjestyksensä määräämänä (Reece ym. 2011: 131). Apuna voi olla muun muassa ”kaitsijaproteiineja” (engl. chaperonins), jotka suojaavat laskostuvaa proteiinia. Laskostumisen jälkeen proteiinia saatetaan vielä muo- kata esimerkiksi lisäämällä siihen hiilihydraatti- tai lipidiosia, jotta proteiini osataan lähettää solun oikeaan osaan tai ulos solusta (Reece ym. 2011: 388–389).

Proteiinisynteesissä ja laskostumisvaiheessa tapahtuu usein virheitä, joiden seurauksena proteiini ei toimi tarkoituksenmukaisesti tai denaturoituu ja lakkaa toimimasta kokonaan (Reece ym. 2011: 131). Laskostumisvirheet on yhdistetty muun muassa hullun lehmän taudin, 2. tyypin diabeteksen ja Alzheimerin, Parkinsonin ja Huntingtonin tautien syntyyn (Nelson & Cox 2008:

145). Myös eliön kokema stressi voi häiritä proteiinisynteesiä (Doyle ym. 2016).

3 PROTEIINISYNTEESI LUKIO-OPETUKSESSA

Opetushallituksen laatimissa lukion valtakunnallisen opetussuunnitelman perusteissa määritel- lään, miten suomalainen lukiokoulutus tulee toteuttaa (Opetushallitus 2003, 2015). Luvuissa 3.1 ja 3.2 käsittelen ensin proteiinisynteesiä opetussuunnitelman mukaisesti opetettavana aiheena ja sitten opetussuunnitelman ohjeita ja näkemyksiä opetus- ja opiskelutavoista tämän pro gradu -tutkielman ja draamakasvatuksen kontekstissa. Luvussa 3.3 käsittelen proteiinisynteesiä lukion biologian oppikirjojen aiheena.

3.1 Lukion opetussuunnitelman perusteet 2003

Vuoden 2003 opetussuunnitelman perusteissa biologian opetuksen yleiseksi tavoitteeksi on ase- tettu muun muassa, että opiskelija hallitsee biologian keskeiset käsitteet ja tuntee ihmiselimis- tön toiminnan peruspiirteet (Opetushallitus 2003). Proteiinisynteesi opetettavana aiheena sisäl- tyy kurssiin BI2 – Solu ja perinnöllisyys, joka on toinen kahdesta kaikille pakollisesta biologian kurssista. Solujen toiminnan ohjaaminen, johon sisältyvät proteiinisynteesi ja DNA:n rakenne

(13)

9

ja toiminta, on yksi kurssin keskeisistä sisällöistä. BI2-kurssin yleisenä tavoitteena on muun muassa, että opiskelija ymmärtää solun ja solurakenteiden merkityksen elämän perusyksik- köinä, osaa solun kemiallisen rakenteen ja toiminnan sekä osaa kytkeä ne yksilön toimintaan, tuntee geneettisen informaation rakenteen ja tietää miten geenit ohjaavat solun toimintaa. Nämä kaikki sisällöt voidaan kytkeä proteiinisynteesiin.

Lukiokoulutuksen tehtävä on antaa opiskelijalle laaja-alainen yleissivistys (Opetushallitus 2003). Kaikki opiskelijat ovat yksilöitä ja erilaisia, joten myös opetus- ja opiskelumuotojen tulisi olla monipuolisia. Opiskelijoilla olisi oltava tilaisuuksia kokeilla ja löytää omalle oppi- mistyylilleen sopivia opiskelumuotoja. Opiskelussa korostuvat yhteistyö ja rakentava vuorovaikutus. Opetuksessa huomioidaan eri aistien ja tieto- ja viestintätekniikan käyttö ja kannus- tetaan opiskelijoita taiteelliseen toimintaan. Opetussuunnitelmaan on listattu oppiainerajat ylit- täviä aihekokonaisuuksia, joilla painotetaan opetusta erityisten yhteiskunnallisesti merkittävien kasvatus- ja koulutushaasteiden mukaan. Tähän pro gradu -tutkielmaan liittyen Hyvinvointi ja turvallisuus -aihekokonaisuuden tavoitteena on muun muassa parantaa opiskelijan tunne- ja vuorovaikutustaitoja sekä ohjata opiskelijaa toimimaan rakentavalla tavalla erilaisissa sosiaali- sissa tilanteissa. Teknologia ja yhteiskunta -aihekokonaisuuden tavoitteena on ohjata opiskelijaa ymmärtämään, käyttämään ja hallitsemaan teknologiaa. Biologian oppiaineessa on lisäksi listattu arvioinnissa painotettavia taitoja, joista yksi on ryhmässä toimiminen.

3.2 Lukion opetussuunnitelman perusteet 2015

Vuoden 2015 opetussuunnitelmassa biologian opetuksen yleisenä tavoitteena on muun muassa, että opiskelija kiinnostuu biologisesta tiedosta, tuntee biologisia rakenteita ja prosesseja ja käyt- tää tieto- ja viestintäteknologiaa monipuolisesti opiskelun tukena (Opetushallitus 2015). Prote- iinisynteesi opetettavana aiheena sisältyy kurssiin BI3 – Solu ja perinnöllisyys, joka on valta- kunnallinen syventävä kurssi eikä enää kaikille pakollinen. Proteiinisynteesi ja DNA:n ja RNA:n rakenne ovat edelleen kurssin keskeisiä sisältöjä Eliöt rakentuvat soluista -kokonaisuu- den alla. BI3-kurssin yleisenä tavoitteena on muun muassa, että opiskelija syventää osaamistaan solun eri osien rakenteesta, toiminnasta ja toiminnan ohjaamisesta, ymmärtää eliöiden raken- teiden ja toimintojen pohjautuvan solutason prosesseihin ja käyttää käsitteitä ja malleja tarkas- tellessaan soluihin liittyviä ilmiöitä. Nämä kaikki sisällöt voidaan yhdistää proteiinisynteesiin.

Lukiokoulutuksen tehtävä on vahvistaa opiskelijan laaja-alaista yleissivistystä (Opetushalli- tus 2015). Oppiminen on monimuotoista, joten opetuksessa tulisi käyttää monipuolisesti eri opetus-, ohjaus- ja opiskelumenetelmiä ja hyödyntää erilaisia oppimisympäristöjä. Opiskelussa

(14)

10

korostuvat yhteisöllisyys ja osallisuus. Opetuksella edistetään opiskelijoiden vuorovaikutus- ja ilmaisutaitojen kehittymistä ja itseluottamusta omiin oppimistaitoihin. Opiskelijaa ohjataan ot- tamaan vastuuta omasta oppimisestaan, ajattelemaan itsenäisesti ja luovasti, ratkaisemaan ongelmia ja rakentamaan uutta tietoa ja osaamista aktiivisesti yhteistyössä muiden kanssa. Kokei- lemiseen perustuvat opetusmenetelmät kehittävät näitä taitoja. Opiskelijoille pyritään aikaan- saamaan merkityksellisiä oppimiskokemuksia, koska ne sitouttavat ja innostavat opiskeluun.

Opiskelijoita ohjataan hyödyntämään digitaalisia työvälineitä eli tieto- ja viestintäteknologiaa muun muassa uuden tiedon tuottamiseen.

Vuoden 2015 opetussuunnitelmassa (Opetushallitus 2015) aihekokonaisuudet ja niiden merkitys säilyvät samankaltaisina kuin vuoden 2003 opetussuunnitelmassa (ks. kappale 3.1). Tä- män pro gradu -tutkielman kontekstissa Hyvinvointi ja turvallisuus -aihekokonaisuuden tavoitteena on muun muassa parantaa opiskelijan itsetuntemusta ja kykyä käsitellä ristiriitoja raken- tavasti. Teknologia ja yhteiskunta -aihekokonaisuuden tavoitteena on rohkaista opiskelijaa käyttämään tieto- ja viestintäteknologian suhteen omia mahdollisuuksiaan, luovuuttaan ja on- gelmanratkaisutaitojaan sekä hyväksymään erheet osaksi luovaa prosessia. Biologian oppiaineessa on lisäksi listattu arvioinnissa huomioitavia taitoja, joita ovat muun muassa syy- ja seu- raussuhteiden ymmärtäminen ja kokonaisuuksien hahmottaminen. Opiskelija voi osoittaa osaamistaan suullisesti erilaisissa vuorovaikutustilanteissa tai laatimalla yhteisöllisesti biologisen projektituotoksen, kuten videon. Biologian opetukselle ovat ominaisia aktivoivat ja vuorovai- kutteiset työ- ja toimintatavat.

3.3 Lukion biologian oppikirjat

Tämän pro gradu -tutkielman aineistonkeruun ja oppituntien pitämisen yhteydessä käytettiin biologian BI2-kurssin oppikirjoja. Oppikirjana oli joko BIOS 2: Solu ja perinnöllisyys, 4. painos (Happonen ym. 2008) tai Lukion biologia: Solu ja perinnöllisyys, 1. painos (Kokkonen ym.

2009). Proteiinisynteesiin liittyvät asiat esitettiin molemmissa oppikirjoissa melko samalla tavalla ja samassa laajuudessa, vaikka asiat tulivatkin ilmi hieman eri järjestyksessä ja eri sanoin selitettynä. Kirjojen kuvat olivat erilaisia, mutta niistä kävivät ilmi samat asiat. Molemmissa kirjoissa kerrottiin 1) proteiinien tehtävät, rakenne ja laskostumistasot, 2) DNA:n ja RNA:n rakenne, merkitys proteiinisynteesissä ja emäsparisääntö ja 3) proteiinisynteesin eteneminen vaihe kerrallaan.

Oppikirjoissa oli joitakin pieniä eroja pääasiassa proteiinisynteesin vaiheiden esitysjärjes- tyksessä ja käsitteiden käytössä (Happonen ym. 2008, Kokkonen ym. 2009). BIOS 2 kuvasi

(15)

11

proteiinisynteesiä hieman tarkemmin kuin Lukion biologia. BIOS 2:ssa proteiinisynteesi sisäl- tyi kappaleeseen neljä, kun taas Lukion biologiassa kappaleeseen 10. BIOS 2:ssa samassa kappaleessa kerrottiin ensin proteiineista ja DNA:sta ja sen jälkeen proteiinisynteesistä. Lukion biologiassa proteiineista, DNA:sta ja RNA:sta kerrottiin kappaleessa kolme, DNA:n rakenteesta tarkemmin kappaleessa yhdeksän ja proteiinisynteesistä kappaleessa 10. Lukion biologia puhui proteiinien ja proteiinisynteesin sijaan valkuaisaineista ja valkuaisaineiden valmistuk- sesta. Molemmissa kirjoissa oli taulukko lähetti-RNA:n emäskolmikkojen ja aminohappojen vastaavuuksista, mutta BIOS 2:ssa lisäksi DNA:n mallijuosteen ja koodaavan juosteen emäskolmikoiden vastaavuuksista. BIOS 2:ssa mainittiin lähetti-RNA:n synnyn tarkoittavan myös transkriptiota ja RNA-synteesiä sekä käytettiin DNA:n yhteydessä käsitteitä mallijuoste ja koodaava juoste. Nämä käsitteet puuttuivat Lukion biologiasta.

Oppikirjoissa esitettiin proteiinisynteesiin liittyvistä asioista vain yksinkertaistetut perusteet verrattuna esimerkiksi lukion biologian BI5-kurssin (Bioteknologia) oppikirjoihin (Kokkonen ym. 2010, Happonen ym. 2013) saatikka biologian (Reece ym. 2011) tai biokemian (Nelson &

Cox 2008) korkeakouluopintoihin. Kummassakaan oppikirjassa ei esiintynyt suurinta osaa vie- rasperäisistä käsitteistä tai proteiinisynteesin yksityiskohdista kappaleeseen 2.2 verrattuna. Kir- joista puuttuivat esimerkiksi kaikki esi-lähetti-RNA:han liittyvät asiat, proteiinisynteesin sää- telyyn osallistuvat proteiinit sekä laskostumisen yksityiskohdat.

4 DRAAMAN KÄYTTÖ OPETUKSESSA

4.1 Yleistä draamasta

Draamakasvatus (myös draamapedagogiikka) on tieteenala, jossa draama nähdään sekä taide- muotona että kasvatuksen ja opetuksen välineenä (Toivanen 2012). Draaman aatteet rantautui- vat Suomeen 1960-luvulla, ja opetustoiminnassa draamasta on käytetty aikaisemmin esimerkiksi käsitteitä ilmaisutaito tai luova draama. Draamakasvatus yhdistää teatterin, leikin ja kasvatuksen keinoja, joilla käsitellään teatterimaiseen muotoon sovitettuja teemoja, ilmiöitä tai op- pisisältöjä. Opetuksessa voidaan käyttää monia työtapoja yksittäisistä tuokioista pitkäkestoisiin prosessidraamoihin, esimerkiksi roolileikkiä, improvisaatiota tai esityksiä. Draamalle on omi- naista ryhmässä työskentely, tarinallisuus ja kokemuksellisuus. Draamaan liittyy aina affekteja eli tunnereaktioita (Ødegaard 2003). Draama voidaan luokitella sen mukaan, onko se valmiiksi jäsenneltyä vai spontaania, esittävää vai kokemuksellista ja opettajan vai oppilaan ohjaamaa.

(16)

12

Draaman opetuskäytössä ei ole olennaista esityksen ”hienous”, vaan työskentelyn aikana ta- pahtuva ajatustyö ja oppiminen (Toivanen 2012).

Draaman hyödyntämismahdollisuuksia nuorten opetuksessa on tutkittu jonkin verran (Øde- gaard 2003). Draaman avulla voidaan esimerkiksi kehittää nuorten vuorovaikutustaitoja, mielikuvitusta ja visualisointikykyä (Dorion 2009). Lisäksi draama voi tehdä nuorista aktiivisem- pia, saada heidät viihtymään paremmin (Carlsson 2002, Saka ym. 2016) ja lisätä heidän osalli- suuden tunnettaan (Carlsson 2002). Draaman avulla opettajat voivat myös saada paremmin vä- litöntä, epävirallista tietoa oppijoiden ymmärryksen tasosta (Ødegaard 2003). Konstruktiivisen oppimiskäsityksen pohjalta tarkasteltuna draamassa ei siirretä tietoa suoraan opettajalta tai op- pikirjoista oppijoille, vaan he rakentavat tiedon itse uudelleen kolmiulotteiseen muotoon. Draa- maa suunnitellessaan ja toteuttaessaan oppijat pohtivat käsitteitä itselleen merkityksellisillä ta- voilla (Ødegaard 2003) ja yhdistävät niitä jokapäiväiseen elämäänsä, jolloin opitun tiedon py- syvyys lisääntyy (Saka ym. 2016). Draama voikin tarjota oppijoille merkityksellisiä oppimiskokemuksia (Ødegaard 2003, Toivanen 2012). Sosiaalinen ulottuvuus oppimiseen muodostuu tiedon rakentamisesta vuorovaikutuksessa muiden kanssa (Saka ym. 2016). Oppijoilla on oppi- mistilanteessa ”kaksoistietoisuus”, jossa he toimivat sekä kuvitteellisessa roolissa että omana itsenään (Dorion 2009, Toivanen 2012). Tämä mahdollistaa oman ajattelun reflektoinnin ryh- män kommunikoidessa keskenään. Kokemuksellisen oppimiskäsityksen näkökulmasta draama on kehollista ja kokonaisvaltaista (Toivanen 2012).

4.2 Draama luonnontieteiden opetuksessa

Luonnontieteiden opetuksessa draamaa voidaan hyödyntää kahdella tavalla (Dorion 2009). En- simmäinen tapa on simuloida luonnontieteeseen tai teknologiaan liittyviä yhteiskunnallisia, kulttuurisia tai aatteellisia tapahtumia, joita oppijat eivät ole kokeneet. Tapa on hyödyllinen yhteiskunnallisten vaikutusten tai eettisten näkökulmien opettamisessa, ja se kehittää oppijoiden empatiakykyä. Tällainen draama toteutuu tyypillisesti roolileikkien tai väittelyjen kautta (Ødegaard 2003, Aubusson & Fogwill 2006, Dorion 2009). Esimerkiksi evoluutiosta voidaan väitellä eläytymällä Charles Darwinin ja evoluution vastustajien rooleihin (Duveen & Solomon 1994). Toinen tapa hyödyntää draamaa on simuloida abstrakteja luonnontieteellisiä ilmiöitä, joita ei muuten pystytä toteuttamaan tai havaitsemaan luokkahuoneessa (Dorion 2009). Tällai- nen draama toteutuu usein vertauskuvallisten roolileikkien, fyysisten simulaatioiden tai panto- miimin kautta (Ødegaard 2003, Aubusson & Fogwill 2006, Dorion 2009). Oppijat voivat esittää ihmisiä tai muita elollisia tai elottomia olioita (Aubusson & Fogwill 2006, Dorion 2009) ja

(17)

13

luoda ilmiöstä kolmiulotteisen mallin (Dorion 2009). Esimerkiksi proteiinisynteesiä voidaan opiskella eläytymällä proteiinisynteesin osatekijöiksi, kuten DNA:ksi ja aminohapoiksi. Draa- mallinen simulointi ilmentää tilannetta, jossa luonnontieteellistä ilmiötä ei vielä ymmärretä ja vain matkitaan muita, mutta myöhemmin muistellaan omaa roolia käsitellyssä asiassa ja ym- märrys syvenee (Aubusson ym. 1997).

Draaman hyödyntämismahdollisuudet luonnontieteiden opetuksessa ovat monipuoliset (Ødegaard 2003, Aubusson & Fogwill 2006, McNaughton 2006, Dorion 2009, Abrahams &

Braund 2012), mutta draaman käytöstä todellisissa, toteutuneissa opetustilanteissa on vain vä- hän tutkimustietoa (Ødegaard 2003, Dorion 2009, Saka ym. 2016). Tutkimus on vähäistä varsinkin lukioikäisten opetuksesta. Tutkimuksissa, joissa simuloitiin abstrakteja luonnontieteelli- siä ilmiöitä 12-16-vuotiaiden opetuksessa, draama muun muassa edisti opetettavan aiheen oppimista (Aubusson ym. 1997, Dorion 2009, Gül & Gücüm 2015, Saka ym. 2016), sai oppilaat osallistumaan aktiivisesti, kehitti oppilaiden kykyä visualisoida ja käsitteellistää opetettavaa aihetta (Aubusson ym. 1997, Dorion 2009), paransi oppilaiden vuorovaikutustaitoja (Gül &

Gücüm 2015, Saka ym. 2016), sai aikaan huumoria (Dorion 2009, Gül & Gücüm 2015) ja ko- hensi oppimisilmapiiriä tai ryhmähenkeä (Aubusson ym. 1997, Gül & Gücüm 2015, Saka ym.

2016).

Biologian oppiaineessa on tutkittu esimerkiksi evoluution (Duveen & Solomon 1994), hen- gitys- ja verenkiertoelimistön yhteistoiminnan (Aubusson ym. 1997), geeniteknologian (Øde- gaard 2001), yhteyttämisen (Carlsson 2002), bioakkumulaation, nefronin toiminnan ja lääke- tieteen etiikan (Dorion 2009) sekä veriryhmien ja ihmisten sormenjälkien (Saka ym. 2016) opettamista 12-16-vuotiaille nuorille draaman avulla. Lisäksi esimerkiksi fysiikassa (Aubusson ym. 1997, Dorion 2009, Gül & Gücüm 2015), kemiassa (Aubusson & Fogwill 2006, Dorion 2009) ja kestävässä kehityksessä (McNaughton 2006) on tutkimuksia 12-16-vuotiaiden draamaopetuksesta.

5 TUTKIMUSKYSYMYKSET JA -HYPOTEESIT

Tässä tutkimuksessa etsittiin vastauksia seuraaviin kysymyksiin:

1. Edistääkö draamaopetusmenetelmä proteiinisynteesin oppimista verrattuna perinteiseen opettajajohtoiseen opetusmenetelmään?

2. Millaisena opiskelijat kokevat draaman käytön proteiinisynteesin opetuksessa verrattuna perinteiseen opettajajohtoiseen opetusmenetelmään?

(18)

14

Tutkimuksen hypoteesina oli, että draaman käyttö opetuksessa edistää proteiinisynteesin oppimista vähintään yhtä hyvin tai jopa paremmin kuin perinteinen opettajajohtoinen opetusmene- telmä. Oletuksena oli, että opiskelijoista suuri osa suhtautuu myönteisesti draaman käyttöön proteiinisynteesin opetuksessa ja kokee draaman toimivaksi proteiinisynteesin opetusmenetel- mäksi. Oletukset perustuivat opettajan pedagogisten opintojen opetusharjoittelussa tehtyyn opetuskokeiluun draaman käytöstä ihmisen immuunijärjestelmän toiminnan opetuksessa lukion BI4-kurssilla (Ihmisen biologia) vuonna 2014.

6 AINEISTO JA MENETELMÄT

6.1 Tutkimuksen toteutus

Tutkimus toteutettiin kvantitatiivisena poikittaistutkimuksena kolmessa itäsuomalaisessa lukiossa (lukiot 1, 2 ja 3) tammi-helmikuussa 2016 (kuva 3). Kvantitatiivisessa eli määrällisessä tutkimuksessa aineisto on esitettävissä numeraalisessa muodossa, ja sitä voidaan käsitellä tilas- tollisin menetelmin (Uusitalo 1996). Poikittaistutkimuksessa aineisto kerätään samaan aikaan useilta vastaajilta ja aineiston avulla pystytään kuvailemaan eri ilmiöitä (Vastamäki 2015). Jo- kaisessa kolmessa lukiossa proteiinisynteesi opetettiin kahdelle BI2-kurssin ryhmälle eri ope- tusmenetelmillä, toiselle perinteisellä opettajajohtoisella menetelmällä (perinteinen mene- telmä) ja toiselle pääosin draaman avulla (draamamenetelmä). Tutkimukseen osallistui siten yhteensä kuusi ryhmää, joista kolmelle tehtiin opetuskokeilu draamamenetelmän käytöstä. Tut- kimusaineisto kerättiin sähköisillä e-kyselylomakkeilla (liite 4a ja b), kurssikoetehtävän vastauksina ja opiskelijaryhmien näytelmätallenteina. Kyselytutkimuksessa valitaan perusjoukkoa edustava otos, jolta hankitaan tietoa kyselemällä (Uusitalo 1996). Kyselylomakkeella voidaan kerätä nopeasti tietoa muun muassa opiskelijoiden tiedoista, asenteista ja mielipiteistä (Soini- nen & Merisuo-Storm 2009).

Kutsu gradututkimukseen lähetettiin sähköpostitse useiden itäsuomalaisten lukioiden rehto- reille ja biologian opettajille syys-marraskuussa 2015 (kuva 3). Kutsussa kerrottiin tutkimuksen aihe, ajankohta ja toteutus- ja aineistokeruutapa (liite 1). Tutkimuksen ajan yhteyshenkilöinä toimivat lukioiden biologian opettajat. Lukioissa, jotka valikoituivat mukaan, oli kahden rin- nakkaisen BI2-kurssin opetusta yhtä aikaa samalla opettajalla lukion kolmannessa jaksossa (joulu-helmikuun aikana). Näin haluttiin luoda mahdollisimman vertailukelpoinen opetusti-

(19)

15

lanne BI2-kurssiryhmien välille. Mukaan valikoituneet lukiot olivat suuria, noin 500–700 opiskelijan lukioita. Lukioilla, jotka eivät osallistuneet tutkimukseen, ei joko ollut BI2-kurssia ha- luttuna ajankohtana tai heillä oli silloin vain yhden BI2-kurssin opetusta.

Kuva 3. Tutkimuksen ja Pro Gradu -tutkielman eteneminen.

Draamaopetusmenetelmän käytöstä tehtiin esitestaus tammikuussa 2016 ennen tutkimuksen alkua erään suuren itäsuomalaisen lukion BI2-kurssin ryhmän oppitunneilla (kuva 3). Esites- tauksella arvioitiin ajankäyttöä ja menetelmän ja materiaalien toimivuutta. Opiskelijoilta kerät- tiin myös palautetta, joka toimi kyselylomakkeiden pohjana. Esitestauksen ja palautteen perusteella tehtiin pieniä muutoksia oppitunnin kulkuun ja muokattiin materiaaleja selkeämmiksi ja loogisemmiksi. Esitestauksen tuloksia ei sisällytetä tähän tutkielmaan. Esitestaukseen ja varsinaiseen tutkimukseen osallistuvat lukiot sijaitsivat kahdessa eri kunnassa, joten testaukselle ja tutkimukselle pyydettiin ja saatiin asianmukaisesti lupa kyseisten kuntien lukiokoulutuksesta vastaavilta hallintoelimiltä (Soininen & Merisuo-Storm 2009). Opiskelijoiden huoltajilta ei ollut tarpeellista kysyä testaukselle tai tutkimukselle lupaa, sillä niissä ei kerätty yksilöityjä tun- nistetietoja, ne toteutettiin osana koulun normaalitoimintaa, ne voivat tuottaa lukioille hyödyl- listä tietoa opetusmenetelmistä ja tutkittavat olivat yli 15-vuotiaita (Tutkimuseettinen neuvot- telukunta 2009).

(20)

16

Kaikkien kolmen lukion BI2-kurssiryhmien opetus tapahtui tammikuussa 2016 viikkojen 2 ja 3 aikana, jolloin jakso kolme oli alkuvaiheessa. Opetus vei korkeintaan kaksi 75 minuutin mittaista oppituntia ja opettajana toimi tämän tutkielman tekijä. Ryhmien oma opettaja oli oppituntien ajan luokan takaosassa eikä osallistunut oppitunteihin paitsi auttamalla teknisissä on- gelmissa. Varsinaiseen proteiinisynteesin opetustapahtumaan kului ensimmäinen oppitunti ja asioiden koontiin seuraavasta oppitunnista 40–75 minuuttia ryhmästä riippuen. Kussakin lukiossa toisen ryhmän opetukseen käytettiin ”perinteistä” opettajajohtoista menetelmää (perinteinen ryhmä) ja toisen ryhmän opetukseen draamamenetelmää (draamaryhmä), jonka pohjalla oli sosiokonstruktiivinen oppimiskäsitys (ks. kappale 4.1). Kaikki oppitunnit noudattivat ensisijai- sesti lukion vuoden 2003 opetussuunnitelmaa, mutta ne soveltuvat yhtä lailla vuoden 2015 opetussuunnitelman mukaiseen opetukseen (ks. kappaleet 3.1 ja 3.2). Oppituntien lähtökohtana oli, että ne olisivat täysin toteutettavissa tavallisena lukion koulupäivänä ilman suuria ennakkoval- misteluja. Materiaalien lähtökohtana oli, että ne löytyisivät jokaisesta lukiosta eikä niiden hank- kiminen aiheuttaisi lisäkustannuksia tai suurta vaivaa.

Opetuksen tukena käytettiin BI2-kurssin oppikirjaa (ks. tarkemmin kappale 3.3), PowerPoint (PP) -esityksiä ja draamaryhmien tunneilla videokuvauslaitteita (joko tablettitietokoneita tai kännyköitä). Molemmilla oppitunneilla käytettiin sanaa proteiini, vaikka Lukion biologia -kir- jassa puhutaankin valkuaisaineista. Kirjojen kuvia katsottiin opetuksen yhteydessä asioiden ha- vainnollistamiseksi. PP-esitykset olivat ulkoasultaan ja sisällöltään pääosin yhteneviä, vain esit- tämistapa oli erilainen (liite 2a ja b). Osallistuvien lukioiden biologian opettajat auttoivat PP- esitysten suunnittelussa. Molemmissa PP-esityksissä proteiinisynteesi esitettiin kronologisessa järjestyksessä kahdessa vaiheessa, mitä ennen käytiin läpi tietoa proteiineista, DNA:sta ja RNA:sta. Esityksissä olennaiset käsitteet oli lihavoitu ja teksti tuli näkyviin rivi kerrallaan opetuksen seuraamisen helpottamiseksi.

Kaikilla rinnakkaisilla oppitunneilla pyrittiin toimimaan mahdollisimman identtisesti vertai- lukelpoisuuden maksimoimiseksi. Pyrittiin osoittamaan positiivista asennoitumista opetettavaa aihetta, opiskelijoita ja koko oppituntia kohtaan. PP-esityksen avulla opetettaessa tai osoitetta- essa muuten puhe koko ryhmälle pyrittiin puhumaan selkeästi ja kuuluvasti, esiintymään luon- tevasti ja katsomaan opiskelijoita. Äänenpainoja käytettiin jonkin verran olennaisten tapahtu- mien ja käsitteiden korostamiseen. Proteiinisynteesistä ei kerrottu juurikaan PP-esitysten ulko- puolisia asioita, vaan asiat käytiin läpi niissä olevalla tarkkuudella, vaikka oppikirjoissa asiat oli selitetty tarkemmin. Kuitenkin PP-esityksen yhteydessä muun muassa lähetti-RNA:n muodostumista selvennettiin sanoen ”lähetti-RNA pariutuu hetkellisesti DNA:n kanssa”, ja kaikissa

(21)

17

muissa ryhmissä paitsi lukion 1 perinteisessä ryhmässä käytettiin vertauksia ”DNA on kuin ti- kapuut, jossa pitkät osat ovat sokeri-fosfaatti-runko ja poikkipuolat pariutuneet emäkset”,

”RNA on kuin DNA:n serkku” ja ”emäsosat pariutuvat keskenään, koska ne sopivat toisiinsa kuin avain lukkoon”. Opiskelijat olivat oppitunneilla pääosin hiljaisia, viittasivat vähän eikä työrauhaongelmia juuri ollut.

6.1.1 Ensimmäinen oppitunti

Jokaisessa lukioissa perinteisen ryhmän ja draamaryhmän ensimmäiset oppitunnit olivat saman aamupäivän aikana. Ensin oli perinteisen ryhmän ja sitten draamaryhmän oppitunti. Ensim- mäisten oppituntien aluksi opiskelijoille esittäydyttiin ja kerrottiin lyhyesti gradun aiheesta ja oppituntien kulusta. Proteiinisynteesin kerrottiin olevan aihe, joka vaatii keskittymistä. Sen sijaan vältettiin esimerkiksi sanoja vaikea, hankala tai monimutkainen, jotta ehkäistäisiin nega- tiivisten ennakkoasenteiden muodostumista. Pääsääntöisesti oppituntien opetus alkoi vasta noin viisi minuuttia varsinaisen alkamisajan jälkeen esimerkiksi opiskelijoiden myöhästelyn tai päi- vänavauksen takia.

Perinteisen ryhmän ensimmäisellä oppitunnilla proteiinisynteesi käytiin läpi opettajajohtoi- sesti PP-esityksen (liite 2a) ja oppikirjan kuvien avulla. Opiskelijat tekivät muistiinpanoja proteiineista, DNA:sta ja RNA:sta (kynällä merkityt rivit), mutta eivät proteiinisynteesistä ajan säästämiseksi. Proteiinisynteesin molemmista vaiheista katsottiin lyhyt animaatio (äänetön) ja lopuksi koko proteiinisynteesistä kokoava animaatio (englanniksi, englanninkielinen tekstitys).

Kokoava animaatio pysäytettiin säännöllisesti ja kerrottiin myös suomeksi, mitä animaatiossa tapahtuu. Tähän vaiheeseen kului noin 45 minuuttia kaikilla kolmella ryhmällä. Lopputunnin ajan, noin 30 minuuttia, opiskelijat tekivät kolmea opettajan laatimaa tehtävää. Tehtävät oli laadittu siten, että niissä harjoiteltiin samoja asioita kuin näytelmässä (liite 2a). Luokassa kier- reltiin havainnoimassa, miten tehtävien teko sujuu ja neuvomassa opiskelijoita. Kysyttiin esimerkiksi ”Miten menee/Miten sujuu?”, ”Voinko auttaa/Tarvitsetko apua?”, ”Onko kysyttä- vää?”, ”Voitko näyttää tehtävän vastaukset/Saanko nähdä vastauksesi tehtävään?” tai sanot- tiin ”Katson, miten sinulla sujuu”. Tällöin opiskelijat usein kysyivät neuvoa. Jos opiskelijan vastaus tehtävään oli oikein, annettiin positiivista palautetta sanoen ”Hyvä/Just!”, ”Hyvin su- juu” tai ”Ihan oikein”. Jokaisen opiskelijan luona ehdittiin käydä vähintään kaksi kertaa, useimpien luona kolmesti. Kaikki opiskelijat ehtivät tehdä ainakin tehtävistä ensimmäisen. Jos tehtäviä ei ehtinyt tehdä loppuun, ne jäivät kotitehtäväksi.

(22)

18

Draamaryhmän ensimmäisellä oppitunnilla proteiinisynteesi käytiin ensin läpi opettajajoh- toisesti PP-esityksen (liite 2b) ja oppikirjan kuvien avulla. PP-esityksessä proteiinisynteesi oli esitetty ikään kuin vaiheittain etenevänä pienenä näytelmänä, jonka käsikirjoitus käytiin läpi (liite 3). Opiskelijoiden ei tarvinnut tehdä oppitunnilla muistiinpanoja, vaan käsikirjoitus ja muistiinpanot proteiineista, RNA:sta ja DNA:sta jaettiin opiskelijoille valmiina kaksipuolei- sena monisteena oppitunnin alussa. Näin toimittiin, jotta säästettäisiin aikaa ja opiskelijat pys- tyisivät seuraamaan tunnin kulkua paremmin sekä lisäämään muistiinpanoihin halutessaan omia merkintöjä. Muistiinpanoihin oli kirjattu samankaltaisuuden vuoksi vain ne kohdat, jotka perinteisenkin ryhmän oppitunnilla kirjoitettiin.

Käsikirjoitus oli laadittu neljästä viiteen opiskelijan ryhmälle, ja siinä kerrottiin näytelmän roolihahmot, tapahtumapaikat, juoni ja tarvittava rekvisiitta. Ryhmien tuli kuvata näytelmänsä heille varatuilla tablettitietokoneilla (tabletit) tai toissijaisesti omilla kännyköillään. Tabletit olivat lukioissa 1 ja 3 oppilaitosten omia ja lukiossa 2 toiselta oppilaitokselta lainattuja. Tablettien tai kännyköiden käyttöön ei ohjeistettu, vaan luotettiin siihen, että opiskelijat osaavat käyttää yksinkertaista videokuvaustoimintoa. Käsikirjoituksessa oli myös ohjeet valmiin näytelmän lä- hettämiseen sähköisessä muodossa, mutta lähetystapa vaihteli lukioittain ja sisälsi henkilötie- toja, joten ohjetta ei ole esitetty liitteessä 3.

PP-esityksen lopussa katsottiin sama kokoava animaatio proteiinisynteesistä kuin perinteisen ryhmän kanssa (englanniksi, englanninkielinen tekstitys), mutta ei kahta muuta animaatiota.

Samoin animaatio pysäytettiin säännöllisesti ja kerrottiin suomeksi, mitä animaatiossa tapahtuu. Sitten opiskelijoita ohjeistettiin näytelmän tekoon sanoen ”Näytelmän saa vapaasti toteut- taa miten tahansa, kunhan seuraa käsikirjoitusta” tai ”Näytelmän toteutus on ihan teidän omassa harkinnassa, kunhan seuraa käsikirjoitusta”. Rekvisiittana sai käyttää mitä vain, mutta opiskelijoille oli varattu valmiiksi materiaaleja: jokaiselle ryhmälle yksi tabletti ja vähintään neljää eriväristä paperia sekä sakset, tussi ja liima. Paperien käyttöön ei erityisesti kannustettu, mutta kerrottiin, että niitä voi käyttää rekvisiittana. Tähän opettajajohtoiseen vaiheeseen kului noin 35–40 minuuttia ryhmästä riippuen.

Lopputunti, noin 35–40 minuuttia, oli varattu näytelmien tekemiseen. Aika sisälsi opiskelijoiden ryhmäytymisen, rekvisiitan muokkaamisen sekä näytelmän suunnittelun, toteutuksen ja kuvaamisen. Viimeinen viisiminuuttinen oli varattu valmiiden näytelmien lähettämiseen säh- köisessä muodossa. Opiskelijoille kerrottiin, että näytelmän tekemiseen on aikaa vain tämä oppitunti. Opiskelijat jakautuivat ryhmiin pääosin omatoimisesti, mutta joidenkin ryhmien muodostumista autettiin. Useimmissa ryhmissä oli neljästä viiteen opiskelijaa, mutta myös yksi kol-

(23)

19

men ja yksi kuuden hengen ryhmä muodostui. Suurin osa ryhmistä otti nopeasti käsikirjoituk- sen, oppikirjan ja muita materiaaleja mukaansa ja hajaantui eri puolille koulua tekemään näy- telmää. Osa ryhmistä jäi luokkaan ja osa ryhmistä kävi hakemassa myöhemmin lisää materiaaleja, esimerkiksi paperia, teippiä tai sinitarraa. Välittömästi alettiin kiertää ryhmän luota toiselle, jotta voitiin havainnoida näytelmän teon etenemistä ja neuvoa ja kannustaa opiskelijoita.

Aluksi sanottiin esimerkiksi ”Tulin vain seuraamaan, miten teillä sujuu/Tulin vain salakuunte- lemaan” tai kysyttiin ”Tuliko teille mieleen ideoita? /Onko teillä ideoita?”. Kun oli havain- noitu hetki opiskelijoiden työskentelyä tai he olivat kertoneet ideansa, heitä neuvottiin tarpeen mukaan ja annettiin positiivista palautetta, esimerkiksi ”Hyvä idea”, ”Hyvältä vaikuttaa” tai

”Ihan oikein”. Suorien ehdotusten antamista näytelmän toteutukseen vältettiin, mutta muistu- tettiin, että esimerkiksi paperia tai mitä tahansa muuta ympärillä olevaa on mahdollista käyttää rekvisiittana.

Jokaisen ryhmän luona ehdittiin käydä vähintään kaksi kertaa. Suurin osa ryhmistä näytti ymmärtäneen opettajajohtoisen osuuden perusteella ainakin jotenkuten, mitä proteiinisyntee- sissä tapahtuu, suhtautuvan melko myönteisesti vaikkakin hieman hämmentyneesti tehtävänan- toon ja työskentelevän yhdessä keskustellen. Jotkut ryhmät vaikuttivat innostuneilta ja jopa rie- hakkailta. Jotkut ryhmät taas myönsivät, etteivät olleet ymmärtäneet lainkaan, mistä proteii- nisynteesissä on kyse, mitä heidän tulisi tehdä tai he vaikuttivat passiivisilta. Tällaisten ryhmien kanssa käytiin proteiinisynteesiä uudelleen läpi käsikirjoituksen avulla. Jotkut ryhmät vaikuttivat tuntevan paineita siitä, tuleeko näytelmästä tarpeeksi hyvä. Tällaisille ryhmille kerrottiin, ettei videon tarvitse olla mikään mestariteos, vaan pääasia on, että proteiinisynteesin pääkohdat tulevat näytelmässä ilmi käsikirjoituksen mukaisesti. Näytelmiä ei arvosteltu numeerisesti ei- vätkä ne vaikuttaneet kurssiarvosanaan.

Opiskelijoita ohjeistettiin tulemaan takaisin luokkaan vähän ennen oppitunnin päättymistä, jotta he ehtisivät lähettää kuvaamansa näytelmät tabletista tai kännykästä tämän tutkielman te- kijälle. Tähän vaiheeseen kului aiottua enemmän aikaa, koska kaikki ryhmät eivät saaneet näy- telmäänsä kokonaan tai ollenkaan kuvattua ja valmiiden näytelmien lähettämisessä oli tietotek- nisiä ongelmia. Oli ajateltu, että opiskelijat tekevät keskeneräiset näytelmät valmiiksi omalla ajallaan, mutta kaikissa ryhmissä se ei ollut mahdollista: lukiossa 2 tabletit oli palautettava heti oppitunnin jälkeen ja muissa lukioissa kaikkien ryhmien ei ollut mahdollista kokoontua ennen seuraavaa oppituntia. Niinpä keskeneräisten näytelmien kuvaamiseen varattiin aikaa seuraa- valle oppitunnille tai kuvaaminen jätettiin kesken. Opiskelijoita ei ohjeistettu yhteisesti kuvaa- maan näytelmää yhden otoksen tekniikalla, joka olisi ollut nopein tapa. Tämän seurauksena osa

(24)

20

ryhmistä käytti näytelmän kuvaamiseen editointityökalua, joka vei enemmän aikaa kuin ker- ralla kuvattu näytelmä. Valmiit näytelmät lähetettiin joko sähköpostin liitteenä, Office 365 OneDrive -pilvipalvelun kautta tai Peda.net-sivun kautta. Näytelmän lähettämisyrityksiin kului joillakin ryhmillä jopa koko välitunti. Lukioissa 2 ja 3 tämän tutkielman tekijä talletti suurim- man osan oppitunnilla valmistuneista näytelmistä oppitunnin jälkeen. Kaikissa lukioissa opiskelijat yrittivät kuitenkin ensin itse lähettää näytelmää.

6.1.2 Toinen oppitunti

Kaikissa lukioissa perinteisen ryhmän ja draamaryhmän toiset oppitunnit olivat yhdestä kol- meen päivää ensimmäisten oppituntien jälkeen. Oppitunneilla koottiin yhteen edellisen oppitunnin asiat joko tarkistamalla kotitehtävät (perinteiset ryhmät) tai katsomalla valmiit näytel- mätallenteet (draamaryhmät). Lisäksi täytettiin tietokoneella sähköinen kyselylomake, joka oli osittain erilainen perinteisellä ja draamaryhmällä. Tämä osuus vei perinteisellä ryhmällä noin 40 minuuttia ja draamaryhmällä noin 40–65 minuuttia. Kyselylomakkeen täyttämistä varten opiskelijat joko hakivat luokkaan kannettavat tietokoneet, ryhmän oma opettaja toi kannettavat luokkaan tai opiskelijat menivät atk-luokkaan tekemään kyselyn. Kannettavat tietokoneet eivät merkittävästi häirinneet opetusta.

Perinteinen oppitunti aloitettiin muistuttamalla, että edellisen oppitunnin aiheena oli proteiinisynteesi, josta opiskelijoilla oli kotitehtäviä, jotka tarkistetaan. Opetuksen tukena käytettiin edellisen oppitunnin PP-esitystä, jonka loppuun oli kirjoitettu kotitehtävien oikeat vastaukset (liite 2a). Kotitehtävät käytiin läpi kyselemällä opiskelijoilta vastauksia ja näyttämällä vastaukset kohta kerrallaan PP-esityksestä. Vain muutama opiskelija jokaisessa ryhmässä viittasi. Hy- vän vastauksen kertonutta opiskelijaa kehuttiin. Ensimmäisen kotitehtävän d-kohta oli mahdollista ymmärtää kahdella tavalla, joten molemmat vaihtoehdot tuotiin esille. Toisessa kotitehtä- vässä opiskelijoiden kertomien vastausten lisäksi luettiin ääneen PP-esitykseen kirjoitettu vastaus. Lähetti-RNA:n ja siirtäjä-RNA:n merkityksen muistamisen helpottamiseksi kerrottiin, että

”Lähetti-RNA:ta tarvitaan, koska DNA ei voi tulla ulos tumasta. Lähetti-RNA lähettää tiedon proteiinista solulimaan, jossa siirtäjä-RNA siirtää aminohappoja sen luo.” Kolmannessa teh- tävässä opiskelijoilla oli mahdollisuus tulla näyttämään oma piirroksensa dokumenttikameran välityksellä, mutta kukaan ei halunnut tulla. Niinpä mallipiirros piirrettiin luokan taululle.

Seuraavaksi annettiin ohjeet kyselylomakkeen täyttämiseen. Kerrottiin, että kyselyn täyttä- minen vie noin viisi minuuttia. Taululle kirjoitettiin kyselyn lyhennetty Internet-osoite ja ky- seessä olevan lukion ja opintojen mahdollisten suuntautumislinjojen numerot, jotta opiskelijat

(25)

21

tietäisivät, mitkä numerot kyselyssä tulee valita. Muistutettiin, että väittämissä vaihtoehto 5 tarkoittaa ”en osaa sanoa”. Kerrottiin, että vastaukset käsitellään luottamuksellisesti ja toivo- mus on, että kyselyyn vastataan totuudenmukaisesti. Kerrottiin, että jos opiskelijoille tulee mieleen jotain kysyttävää, siitä saa kysyä. Tutkimuksen tekijä oli paikalla siihen asti, että kaikki opiskelijat olivat täyttäneet kyselylomakkeen. Lopuksi opiskelijoita ja opettajaa kiitettiin yhteisesti mahdollisuudesta tulla opettamaan, kerrottiin opettamisen olleen mukavaa ja toivottiin opiskelijoiden oppineen jotakin. Sitten luokasta poistuttiin ja ryhmän oma opettaja jatkoi oppituntia toisesta aiheesta.

Draamaoppitunti aloitettiin muistuttamalla, että edellisen oppitunnin aiheena oli proteiinisynteesi, josta tehtiin näytelmiä. Käsikirjoitusmoniste jaettiin niille opiskelijoille, jotka eivät olleet paikalla edellisellä oppitunnilla. Näytelmä oli jäänyt kesken ja/tai kuvaamatta lukiossa 1 yhdellä ryhmällä, lukiossa 2 kahdella ryhmällä ja lukiossa 3 kolmella ryhmällä. Lukioiden 2 ja 3 ryhmät saivat oppitunnin alussa 10 minuuttia aikaa näytelmänsä tekemiseen, mutta heiltä kului siihen noin 20–50 minuuttia. Ryhmät menivät luokan ulkopuolelle eikä heitä enää autettu työskentelyssä. Lukiossa 1 ryhmä, jolla näytelmä jäi kesken, teki näytelmän loppuun vasta kyselylomakkeen täyttämisen jälkeen. Lukion 2 ryhmillä ei ollut enää käytössä lainatabletteja, joten he kuvasivat näytelmät kännykällä. Oppitunnin alussa valmiit näytelmät nimettiin näytel- mää tehneiden opiskelijoiden mukaan. Lukioissa 2 ja 3 tämä tapahtui sillä välin, kun osa ryh- mistä teki näytelmiä valmiiksi. Kaikki näytelmät nimettiin sitä mukaa kuin ne valmistuivat.

Nimeämisellä tunnistettiin oppitunnilla näytelmän tekijät ja laskettiin myöhemmin, montako opiskelijaa ryhmissä oli. Lukioissa 1 ja 2 kannettavat tietokoneet avattiin oppitunnin alussa valmiiksi. Lukiossa 2 tekniset ongelmat viivästyttivät kannettavien käynnistymistä ja Internet- yhteyden päälle saamista.

Seuraavaksi näytelmät katsottiin taululta dokumenttikameran välityksellä. Lukioissa 1 ja 3 kaikki opiskelijat olivat tällöin jo paikalla, mutta lukiossa 2 kaksi ryhmää oli vielä poissa luokasta ja he saapuivat kesken paikalle. Jokainen näytelmätallenne katsottiin ensin kerran läpi ja sitten uudestaan välillä pysäyttäen. Pysäytyskohdissa lähes jokaiselta näytelmän tehneeltä ryh- mältä kysyttiin, mitä videossa tapahtuu tai sanottiin ”Tässä tapahtuu - -, eikö niin?” Jos tekijät eivät osanneet vastata, kysymys osoitettiin koko kurssiryhmälle. Käytiin läpi, mitä näytelmistä jäi puuttumaan tai mitä asiavirheitä niissä oli. Näytelmää kehuttiin erityisesti, jos siinä oli ym- märretty asiasisältö hyvin, opiskelijat olivat itse näytelleet siinä tai se oli hauska. Samoin kuin perinteisellä oppitunnilla, sopivassa välissä lähetti-RNA:n ja siirtäjä-RNA:n merkitystä täs- mennettiin kertomalla, että ”Lähetti-RNA:ta tarvitaan, koska DNA ei voi tulla ulos tumasta.

(26)

22

Lähetti-RNA lähettää tiedon proteiinista solulimaan, jossa siirtäjä-RNA siirtää aminohappoja sen luo.”

Kaikilta opiskelijoilta kysyttiin sopivalla hetkellä lupa näytelmien analysoimiseen ja esittä- miseen. Opiskelijoilta kysyttiin ”Saako graduntekijä analysoida gradussaan näytelmää? Näy- telmää ei tällöin näytetä ulkopuolisille, vain kahdelle graduohjaajalle.” ja ”Saako näytelmää näyttää Itä-Suomen yliopiston sisäisessä tutkimus- ja opetuskäytössä, esim. opettajankoulutus- tunneilla? Näytelmää ei esitetä julkisesti eikä kaupallisesti.” Kysymykset näkyivät samalla PP- esityksessä. Oppitunnin lopuksi annettiin ohjeet kyselylomakkeen täyttämiseen, täytettiin ky- selyt ja hyvästeltiin ryhmä aivan samoin kuin perinteisellä oppitunnilla.

6.2 Tutkimusaineiston keruu

Tutkimusaineisto kerättiin sähköisillä e-kyselylomakkeilla (liite 4a ja b), kurssikoetehtävän pa- perisina vastauksina ja opiskelijaryhmien sähköisinä näytelmätallenteina. Kyselylomakkeisiin vastattiin toisen oppitunnin loppupuolella. Ne olivat osittain erilaiset perinteisellä ja draama- ryhmällä. Perinteisen ryhmän kyselyssä oli 26 kysymystä ja draamaryhmän kyselyssä 30 kysy- mystä. Opiskelijat eivät tienneet etukäteen kyselylomakkeen sisältöä ja kyselyihin vastattiin nimettömästi. Kyselylomakkeissa oli suljettuja kysymyksiä ja lopussa yksi avoin kysymys (Soi- ninen & Merisuo-Storm 2009). Suljetuissa kysymyksissä vastausvaihtoehdot oli annettu valmiiksi, mutta joitakin vaihtoehtoja oli mahdollisuus täydentää avoimeen kenttään.

Molemmissa kyselylomakkeissa oli kolme osiota: Taustatiedot, Tiedot ja taidot sekä Oppi- tunti (liite 4a ja b). Taustatiedot-osiossa kysyttiin opiskelijoiden sukupuolta, ikää, äidinkieltä, oppilaitosta, opintojen suuntautumislinjaa tai painotusta ja mahdollista oppimisvaikeutta. Vas- tausvaihtoehdot oppilaitoksissa ja opintojen suuntautumislinjoissa tai painotuksissa oli ilmaistu ainoastaan numeroin lukioiden anonymiteetin säilyttämiseksi. Ennen kyselyä taululle kirjoitettiin auki kuhunkin lukioon liittyvät vastausvaihtoehdot, jotta opiskelijat tietäisivät, mitkä nu- meroista valita. Tiedot ja taidot -osion avulla selvitettiin opiskelijoiden oppitunteja edeltävää proteiinisynteesiin liittyvää osaamista ja oppitunteihin liittyviä työskentelytaitoja ja -mielty- myksiä. Osio koostui kysymyksistä ja väittämistä ja oli perinteisellä ryhmällä hieman suppe- ampi (liite 4b), sillä tutkimuksessa mielenkiinto kohdistui ennen kaikkea draamamenetelmällä opetusta saaneiden opiskelijoiden vastauksiin.

Oppitunti-osion avulla selvitettiin opiskelijoiden kokemuksia ja mielipiteitä proteiinisynteesin oppimisesta ja käytetystä opetusmenetelmästä. Osio koostui väittämistä, jotka erosivat osit-

(27)

23

tain perinteisen ryhmän ja draamaryhmän välillä (liite 4 a ja b). Väittämillä kartoitettiin opiskelijoiden kokemuksia oman proteiinisynteesiosaamisen kehittymisestä oppituntien aikana, opettajajohtoisen osuuden onnistumisesta, näytelmän tai tehtävien tekemisen herättämistä tunteista, näytelmän tai tehtävien tekemisen mahdollistavista ulkoisista tekijöistä sekä mieltymyk- sestä muiden opetusmenetelmien käyttöön. Vastausasteikkona käytettiin viisiportaista Likertin asteikkoa, jossa vastausvaihtoehdot olivat 1=täysin eri mieltä, 2=jokseenkin eri mieltä, 3=jokseenkin samaa mieltä, 4=täysin samaa mieltä ja 5=en osaa sanoa (Valli 2015). Perinteisellä menetelmällä opetettujen opiskelijoiden vastaukset toimivat vertailukohtana draamaryhmien vastauksille pääosin Taustatiedot-osion osalta, mutta osittain myös osioiden Tiedot ja taidot ja Oppitunti väittämien osalta. Kyselylomakkeen lopussa oli avoin kysymys, johon oli mahdollista kommentoida vapaasti oppituntia tai jättää muita terveisiä.

Kurssikokeet pidettiin kaikilla BI2-kurssiryhmillä helmikuussa 2016 (kuva 3). Koko kokeen tekemiseen oli lukiosta riippuen aikaa kaksi ja puoli tai kolme tuntia, joka riitti kaikille opiskelijoille. Kokeessa oli proteiinisynteesistä tehtävä, jonka tehtävänanto oli: ”Tähän tehtävään on pakko vastata, mutta se ei voi vaikuttaa koearvosanaan muuten kuin korottavasti. Selitä, miten proteiinisynteesi tapahtuu. Voit piirtää vastauksen tueksi kuvan. Enimmäispistemäärä on kolme pistettä. Vastauksen on mahduttava yhdelle A4-arkille.” Opiskelijoille oli kerrottu etukäteen, että proteiinisynteesi tai sitä käsittelevä oppikirjan kappale kuuluu koealueeseen, ja että siitä voi olla koetehtävä. Lukiossa 1 proteiinisynteesiä ei käsitelty ryhmän oman opettajan pitämällä kertaustunnilla, mutta lukioissa 2 ja 3 proteiinisynteesi kerrattiin pääpiirteittäin, kuitenkaan sitä erityisesti painottamatta. Opiskelijat kirjoittivat vastauksensa erilliselle paperille ja vastaukset postitettiin tämän tutkielman tekijälle, joka arvioi ja pisteytti ne. Yhden ryhmän vastaukset tar- kastettiin kiireellisyyden vuoksi sähköisessä muodossa olevista valokuvista.

6.3 Aineiston tilastollinen käsittely

Kyselylomakkeiden ja kurssikoetehtävän vastausten sekä näytelmätallenteiden käsittelyyn käy- tettiin Microsoft Excel 2013 -ohjelmaa. Erilaisten taulukoiden ja kuvien tekemiseen käytettiin Excel-, SPSS- ja Microsoft Office PowerPoint 2013 -ohjelmia. Kyselylomakkeiden ja koeteh- tävän vastaukset sekä näytelmätallenteiden tiedot muutettiin numeeriseen muotoon ja siirrettiin Exceliin. Kyselylomakkeiden vastaukset siirrettiin suoraan Internet-osoitteestaan, kun taas kurssikoetehtävän vastaukset ja näytelmätiedot kirjattiin Exceliin käsin. Excelin avulla kaikista aineistoista laskettiin tilastollisia tunnuslukuja, kuten todellisia ja suhteellisia lukumääriä sekä keskiarvoja. Kyselylomakkeiden osioiden Tiedot ja taidot ja Oppitunti väittämät luokiteltiin

(28)

24

kaikille yhteisiin väittämiin, vain perinteisten oppituntien ja vain draamaoppituntien kyselylomakkeen väittämiin. Vastaukset luokissa 1=täysin eri mieltä ja 2=jokseenkin eri mieltä sekä vastaavasti luokissa 3=jokseenkin samaa mieltä ja 4=täysin samaa mieltä yhdistettiin tärkeim- pien väittämien osalta paremman kokonaiskuvan saamiseksi. Kaikki kurssikoevastaukset arvioitiin ja pisteytettiin laadittujen arviointiperusteiden mukaisesti. Arvioinnissa valittiin kuusi ydinasiaa, jotka proteiinisynteesin vaiheista tulisi tietää:

1. DNA avautuu

2. Lähetti-RNA rakentuu DNA:n emäsjärjestyksen mukaisesti (tumassa) 3. Lähetti-RNA siirtyy ribosomin pinnalle (solulimaan)

4. Emäsparit ovat G-C ja A-T tai A-U (RNA:ssa on T:n tilalla U)

5. Ribosomin pinnalla siirtäjä-RNA ”lukee” lähetti-RNA:ta ja tuo paikalle aminohappoja (, jotka vastaavat lähetti-RNA:n emäskolmikkoja)

6. Aminohapoista muodostuu ketju, josta muodostuu proteiini

Jokaisesta kuudesta ydinasiasta sai puoli pistettä, yhteensä siis enintään kolme pistettä. Vas- taukset pisteytettiin puolen pisteen välein. Vähäisiä kirjoitusvirheitä tai pieniä epätarkkuuksia ei huomioitu arvioinnissa. Kokonaispisteistä kuitenkin vähennettiin puoli pistettä, jos koevas- tauksesta puuttui kolme tai neljä suluissa olevaa asiaa. Pisteitä ei vähennetty, jos suluissa olevista asioista puuttui yksi tai kaksi. Samaa arviointiperiaatetta sovellettiin muutamien muiden- kin ilmausten kohdalla, esimerkiksi pisteitä ei vähennetty, jos kohdassa ”Emäsparit ovat G-C ja A-T tai A-U” vain toinen emäspareista A-T tai A-U oli väärin ja emäspari G-C oli oikein.

Vastauksissa oli runsaasti vaihtelevia sanamuotoja ja epäselviä ilmauksia, joiden kohdalla oli päätettävä, tulkitaanko ne virhekäsityksiksi vai ei. Jokaisen puoli pistettä antavan kohdan ja muiden ilmausten osalta mietittiin tarkasti, miten niihin suhtaudutaan. Hyväksytyt ja hylätyt ilmaukset listattiin huolellisesti ylös, ja vastauksia verrattiin arviointikriteereihin. Näin pyrittiin mahdollisimman tasapuoliseen arviointiin. Vastauksista kävivät ilmi opiskelijan saama piste- määrä, sukupuoli, lukio ja käytetty opetusmenetelmä.

Kurssikoevastausten ja joidenkin kyselylomakkeen väittämien käsittelyyn käytettiin Excelin lisäksi IBM SPSS Statistics 21 -ohjelmaa. Aineisto siirrettiin Excelistä SPSS-ohjelmaan, jolla suoritettiin aineiston tilastollinen analysointi. Koetehtävän pistemäärien normaalijakautunei- suutta testattiin Kolmogorov-Smirnovin testillä tai Shapiro-Wilk-testillä. Kolmogorov-Smirno- vin testillä testattiin yli 50 vastauksen aineistoja (kaikkien opiskelijoiden yhteispistemäärä, lu-

(29)

25

kioiden 2 ja 3 pistemäärä, tyttöjen ja poikien pistemäärä), kun taas Shapiro-Wilk-testillä testattiin alle 50 vastauksen aineistoja (lukion 1 pistemäärä) (Karjaluoto 2007). Kolmogorov-Smir- novin testin mukaan yhteispistemäärä (p=0,001), lukioiden 2 (p=0,050) ja 3 pistemäärä (p=0,017) ja tyttöjen (p=0,006) ja poikien (p=0,048) pistemäärä eivät olleet normaalisti jakau- tuneita. Shapiro-Wilk-testin mukaan myöskään lukion 1 pistemäärä ei ollut normaalisti jakau- tunut (p=0,006). Koska pistemääräaineistot eivät olleet normaalijakautuneita, niiden analysoin- tiin käytettiin ei-parametrisiä testejä (Karjaluoto 2007). Kahden riippumattoman muuttujan keskiarvojen vertailuun käytettiin Mann-Whitneyn U-testiä (pistemäärä ja opetusmenetelmä tai sukupuoli) ja useamman riippumattoman muuttujan keskiarvojen vertailuun Kruskal-Wallisin testiä (pistemäärä ja lukio). Spearmanin korrelaatiokertoimella testattiin draamamenetelmällä opetettujen opiskelijoiden kyselylomakkeen väittämien vastausten välisiä riippuvuussuhteita.

Vastausaineistosta rajattiin pois vastaukset luokassa 5=en osaa sanoa.

Näytelmätallenteet siirrettiin opiskelijoiden käyttämiltä laitteilta tämän tutkielman tekijälle.

Näytelmät tehneiden opiskelijoiden nimet muutettiin aluksi muotoon ”tyttö1, poika1” ja niin edelleen anonymiteetin takaamiseksi. Näytelmät pisteytettiin sen mukaan, kuinka monta käsi- kirjoituksen kohtaa (liite 3) niissä tuli ilmi, ei tullut ilmi ja kuinka monta virhekäsitystä näytel- missä oli (ks. kappale 7.2.2). Näytelmien onnistumista arvioitiin asettamalla ne numerojärjes- tykseen pistemäärän perusteella. Kaikki arviointiperusteet mietittiin ja listattiin tarkasti ylös.

Esimerkiksi, jos näytelmässä ei ollut mainittu käsikirjoituksen kohdissa ”kolme DNA:n emästä mainittu” ja ”kolme l-RNA:n emästä mainittu” emäsosia nimeltä, vaan pariutuvat emäkset esi- tettiin kolmena lomittain menevänä sormena, tulkittiin, että kyseiset kohdat eivät tulleet näy- telmässä ilmi. Jos näytelmässä oli kohdassa ”emäsparit G-C ja A-T tai A-U oikein” esitetty oikein emäsparit G-C ja väärin vain toinen emäspareista A-T ja A-U, kohtaa ei tulkittu virhe- käsitykseksi vaan tulkittiin, että se tuli ilmi näytelmässä. Tätä arviointiperustetta käytettiin myös kurssikoetehtävän arvioinnissa. Jos näytelmässä oli aseteltu emäkset vuorotellen vierek- käin käsikirjoituksen kohdassa ”l-RNA muodostuu DNA:n emäsjärjestyksen mukaisesti”, asia tulkittiin tulevan ilmi näytelmässä. Samoin kohdassa ”s-RNA lukee l-RNA:n emäsjärjestyksen”

riitti, että vastinparien yhdistyminen oli osoitettu näytelmässä.