Teknologia-avusteinen tapaustutkimus osallistavasta opetuksesta

Abstract

Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin teknologia-avusteista opetustilannetta tapaustutkimuksena ja sen perusteella vertailtiin puolalaisten kemian pääaineopiskelijoiden sekä suomalaisten aineenopettajaopiskelijoiden käsityksiä vetysidoksista heidän opetustilanteessa täyttämiensä lomakkeiden pohjalta. Opetustilanne rakentui ohjaavan lomakkeen pohjalle ja opiskelijat vastasivat lomakkeessa esitettyihin tehtäviin itsenäisesti. Lomake sisälsi tehtäviä, joissa opiskelijoita pyydettiin piirtämään kahdesta vesimolekyylistä muodostuvan vesidimeerikompleksin rakenne sekä sarjakuva sen muodostumisesta. Opiskelijat lis äksi tuottivat ChemSense-ohjelmalla pysäytyskuva-animaation samasta tilanteesta sekä katsoivat laskennallisen kemian avulla Spartan-ohjelmalla tuotetun visualisaation vesidimerikompleksin energiasta molekyylien erkaantuessa toisistaan. Visualisaation jälkeen opiskelijat piirsivät uuden sarjakuvan kompleksin muodostumisesta. Opiskelijoita pyydettiin selittämään tuotoksiaan sekä vertaamaan sarjakuviaan toisiinsa sekä tuottamaansa animaatiota katsomaansa visualisaatioon. Tutkimusta ohjasi kolme tutkimuskysymystä: - Millaisia käsityksiä puolalaisilla opiskelijoilla on vetysidoksesta? - Millaisia eroja suomalaisten opettajaopiskelijoiden ja puolalaisten pääaineopiskelijoiden välillä on? - Voidaanko teknologia-avusteisella opetustilanteella vetysidoksesta osallistaa opiskelijoita? Kaikilla tutkimukseen osallistuneilla puolalaisilla opiskelijoilla oli lähtötilanteessa käsitys vetysidoksesta molekyylien välisenä vuorovaikutuksena, mutta opiskelijoiden kuvauksista kävi ilmi myös erilaisia virhekäsityksiä. Opiskelijat kuvasivat tutkimuksessa tarkasteltua vesidimeeriä tasomaisena rakenteena ja vetysidosta vesimolekyylien välillä epälineaarisena. Tutkimuksessa havaittiin aineenopettajaopiskelijoiden muodostavan heterogeenisemmän populaation, joka käytti lähtötilanteessa merkittävästi erilaisia malleja dimeerin kuvaamiseen verrattuna homogeenisempiin puolalaisiin pääaineopiskelijoihin. Puolalaisissa oli enemmän hajontaa suomalaisiin opiskelijoihin verrattuna. Tutkimuksessa havaittiin myös opetustilanteessa tapahtuneen oppimista. Opiskelijoiden esittämät virhekäsitykset vähenivät lomakkeen loppua ja alkua vertailtaessa. Lomakkeen ympärille rakentunut opetustilanne vaikutti osallistavan opiskelijoita moniulotteisesti.