Oppilaiden visuaaliset representaatiot kiehumisessa

Abstract

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, miten visuaalisten representaatioiden käyttö mahdollisesti auttaa kemian oppimisessa. Erityisesti paneuduttiin kemian visuaalisten representaatioiden tuottamisen vaatimiin kognitiivisiin toimintoihin. Suoritettiin kirjallisuustutkimus kemian visuaalisista representaatioista ja niiden käytöstä oppimisessa. Kirjallisuustutkimuksen tulosten perusteella visuaalisten representaatioiden tuottamista tulisi hyödyntää osana kemian opetusta, sillä se vaatii oppijalta monipuolisia ja syvällisiä kognitiivisia prosesseja sekä auttaa oppijaa visualisoimaan kemiallisen tiedon submikroskooppisen tason tapahtumia. Juuri molekyylitason ymmärtäminen on kemian opiskelijoille hankalaa. Kirjallisuuteen tutustumisen lisäksi tehtiin erikoistyö opiskelijoiden käyttämistä visuaalisista representaatioista. Erikoistyössä suoritettiin viisi pientä tapaustutkimusta Jyväskylän kaupungin lukioiden ja yliopiston kemian opiskelijoiden visuaalisten representaatioiden tuottamisesta. Tutkimusten tarkoituksena oli selvittää, miten useamman representaatiomenetelmän käyttäminen kemian tehtävään vastatessa voisi edesauttaa kemian oppimista ja sisällyttävätkö oppijat yhteen representaatioon enemmän tietoa kuin toiseen. Lisäksi haluttiin tutkia onko representaatioiden tuottamisjärjestyksellä tai sillä kuinka selvästi teksti ja piirros liitetään tehtävänannossa toisiinsa vaikutusta tehtävästä saatavien pisteiden kannalta. Tapaustutkimusten perusteella vaikuttaisi siltä, että useiden representaatiomenetelmien rinnakkainen käyttö kemian tehtäviin vastatessa antaa paremman kuvan vastaajan tiedoista ja taidoista. Vastaajan piirros ja teksti eivät yleensä tiedolliselta sisällöltään vastaa täysin toisiaan, joten ne yhdessä tuovat oppijan osaamisen kokonaisvaltaisemmin ilmi, kuin jos käytettäisiin vain yhtä vastaustapaa. Sen sijaan sillä ei näyttäisi olevan merkitystä, kumpaa vastaustapaa sovelletaan ensin. Myöskään tekstin ja piirroksen liittäminen tiiviimmin yhteen tehtävänannossa ei tuottanut paremmin toisiaan vastaavia representaatioita, kuin silloin kun teksti ja piirros tuotetaan eri tehtävissä. Tuotettujen tekstien ja piirrosten sisältämiä tietoja arvioidessa ei huomattu suuria eroja eri representaatioiden välillä.