Harvinaiset maametallit kiertotalouden kontekstilähtöisessä oppimisessa

Abstract

Pro gradu -tutkielma toteutettiin kehittämistutkimuksena, jonka tarkoituksena oli luoda lukion kemian neljännelle kurssille uutta oppimateriaalia harvinaisten maametallien ominaisuuksista, niiden käytöstä ja kierrätyksestä sekä sähkö- ja elektroniikkaromun (SER) kierrättämisestä. Tutkielma toteutettiin kahdesta syystä. Lukion opetussuunnitelman perusteet muuttuivat lukuvuodelle 2016-2017, jossa korostetaan arvioinnin monipuolisuutta ja painotetaan kestävän kehityksen opetusta. Lisäksi harvinaiset maametallit ja elektroniikkalaitteet ovat tällä hetkellä tärkeässä roolissa teknologiassa, joten tutkielman avulla esiteltiin teknologiassa käytettäviä menetelmiä ja raaka-aineita mukaan lukio-opetukseen. Tutkielman kirjallisessa osassa tarkasteltiin kestävän kehityksen yhteiskunnallisia linjauksia ja vertailtiin, miten nämä yhtenevät lukion uusien opetussuunnitelman perusteiden asettamiin tavoitteisiin. Kokeellisessa osassa kehitettiin oppimateriaali, jonka sisältö liittyy harvinaisten maametallien ominaisuuksiin, kierrättämiseen ja käyttöön teknologiassa. Tutkimuksen avulla selvitettiin, osaavatko opiskelijat hyödyntää tiedonhaun taitojaan kontekstilähtöisessä oppimisessa. Tutkittiin myös, tunnistavatko opiskelijat harvinaisia maametalleja, osaavatko he kertoa niiden ominaisuuksista ja käytöstä elektroniikkalaitteissa sekä kierrättämisestä. Lisäksi selvitettiin, miten kontekstilähtöinen oppiminen tukee opiskelijoita harvinaisten maametallien oppimisessa ja miten tutkimuksessa kehitetty oppimateriaali auttoi opiskelijoita harvinaisten maametallien oppimisessa. Tutkimustulosten mukaan opiskelijat tunnistavat harvinaisten maametallien kemialliset merkit ja osaavat sijoittaa ne jaksolliseen järjestelmään. Opiskelijat osasivat hakea tietoa harvinaisten maametallien käyttökohteista, mutta eivät osanneet kertoa niiden ominaisuuksista jaksollisen järjestelmän avulla. Tutkimuksen perusteella tiedonhakutehtävät auttoivat opiskelijoita harvinaisten maametallien tunnistamisessa, käyttökohteiden ja kierrätyksen selvittämisessä. Lisäksi kontekstilähtöinen oppiminen edisti harvinaisten maametallien käyttökohteiden ja kierrätyksen oppimista. Tutkimuksen tuloksena saatiin oppimateriaalipaketti, joka sisältää oppilaan tehtävämonisteen, opettajan materiaalin ja itsearviointilomakkeen. Oppimateriaali toteutettiin kontekstilähtöisesti ja sen tehtävät liittyvät harvinaisten maametallien tunnistamiseen, ominaisuuksiin, käyttötarkoituksiin ja kierrätykseen. Opettaja voi ottaa oppimateriaalista pieniä aihekokonaisuuksia ja käyttää niitä haluamallaan tavalla omassa opetuksessaan.