FT Daranee Lehtonen väitteli helmikuussa Tampereen yliopistosta aiheenaan toimintamateriaalien (manipulatives) hyödyntäminen matematiikan opetuksessa. Näiden opetusvälineiden avulla oppilas voi itse tekemällä oppia esimerkiksi matematiikan käsitteistä ja prosesseista. Osana väitöskirjatutkimustaan Lehtonen kehitti toimintamateriaalin, jonka avulla voidaan opettaa yhtälönratkaisua ala- ja yläkoulussa.
Toiminnallisuutta virtuaaliseen oppimiseen
Lehtosen mukaan yksi toimintavälineiden konkreettisista hyödyistä virtuaalisiin oppimisvälineisiin verrattuna on se, että konkreettinen tekeminen hidastaa ajattelua.
–Kun nuorten oppilaiden kanssa käytetään ainoastaan virtuaalisia oppimisvälineitä, kuten tablettisovelluksia, saatetaan niitä käyttää samaan tapaan kuin pelejä pelatessa. Tällöin oppimistilanne menee nopeasti ohi, kun oppilaat vain pyyhkivät ruutua eivätkä jää ajattelemaan. Opittava asia ei jää hyvin mieleen, jos sitä pelataan kuin peliä.
Virtuaalisia ja toiminnallisia elementtejä hyödyntävä opetusväline yhdistääkin molempien hyvät puolet: virtuaaliset komponentit mahdollistavat nopean palautteen saannin ja motivoivat käyttäjää, kun taas konkreettiset osat hidastavat samalla ajattelemaan.
Pelkkä väline ei yksin riitä
Toimintamateriaalia käytettäessä oppilaita kannustettiin tekemään tehtäviä yhdessä ja keskustelemaan niistä kaverien kanssa.
– Toimintavälineet ovat erityisen hyviä uusien asioiden opettelussa. Pelkkä väline ei kuitenkaan riitä, vaan niitä täytyy käyttää pedagogisesti mielekkäällä tavalla, kommentoi Lehtonen.
Toimintavälineiden avulla oppilaat voivat yhdistää erilaisia representaatioita ja selkeyttää matematiikan käsitteitä yhdessä muiden kanssa. Sama matemaattinen tehtävä esitetään esimerkiksi sekä tekstinä, kuvina sekä esineitä liikuttamalla. Kun oppilas joutuu esimerkiksi selittämään tekemisen ohessa uuden käsitteen kavereilleen, oppivat molemmat.
– Perinteinen matematiikan opetus on hyvin opettajavetoista: Opettaja selittää ensin tunnilla käsiteltävän aiheen, jonka jälkeen käydään yhdessä läpi muutama harjoitustehtävä. Sen jälkeen oppilaiden tehtävänä on laskea loppuja tehtäviä itsenäisesti. Tapa on tuttu sekä opettajalle että oppilaille, jolloin yhteisöllisempi tapa oppia voi tuntua aluksi vieraalta, selittää Lehtonen.
Toimintavälineisiin liittyy ennakkoluuloja
Vaikka toimintavälineiden käytön on todettu tutkimuksissa helpottavan matematiikan oppimista, liittyy niiden käyttöön kouluympäristössä Lehtosen mukaan vielä monia haasteita. Mikäli toimintaväline koetaan hankalaksi ottaa käyttöön, se jää helposti pölyttymään käyttämättömänä.
– Yksi keskeisistä haasteista toimintavälineiden käyttöön on rajallinen aika. Oppitunnit kestävät tyypillisesti 45 minuuttia, joka lyhyt aika paitsi aluksi ottaa väline käyttöön myös kerätä se takaisin talteen käytön jälkeen. Kuitenkin kun toimintaväline on tullut tutuksi, niin se voi jopa nopeuttaa oppimista, mainitsee Lehtonen.
Myös toimintavälineen hinnalla ja käytettävyydellä on merkitystä. Koska kouluissa on rajallinen budjetti, tulisi sen olla riittävän edullinen ja soveltua käyttöön useammilla konteksteissa tai oppialueilla.
Lehtonen kertoo, että osa opettajista ajatteli aluksi toimintavälineiden olevan tarkoitettu vain pienempien oppilaiden kanssa käytettäviksi. Myös jotkut vanhemmista oppilaista kokivat välineet lapsellisiksi. Kun opettajat pääsivät kokeilemaan erilaisia toimintavälineitä, niiden hyöty uusien asioiden opettelussa konkretisoitui myös vanhempien oppilaiden kohdalla.
Ymmärrystä yhtälönratkaisuun
Lehtonen valitsi yhtälönratkaisun oman toimintavälineensä käyttöaiheeksi, sillä on aihe, jota opetetaan sekä ala- että yläkoulussa ja joka tyypillisesti opetetaan vaiheittain etenevänä prosessina. Mikäli oppilas ei kuitenkaan ymmärrä, miksi yhtälönratkaisu etenee tietyllä tavoin, tulee hän helposti tehneeksi virheitä. Niinpä yhtälönratkaisussa auttaa, mikäli oppilas ymmärtää siihen liittyviä käsitteitä paremmin.
Tutkimuksensa aikana Lehtonen kokeili toimintavälineensä käyttöä oppilasryhmien kanssa. Kun toimintavälinettä verrattiin opetukseen perinteisen kynän ja paperin avulla, huomattiin toimintavälineen jossain määrin nopeuttavan opiskelua. Oppilaat oppivat annetussa ajassa paitsi käyttämään välinettä myös tekivät kaikki harjoitukset.
– Oppilaat pitivät erityisesti tekemisen kautta oppimisesta sekä kavereiden kanssa yhdessä työskentelystä. Konkreettisen aktiviteetin avulla keskusteluakin syntyi matematiikasta helpommin, kertoo Lehtonen.
Toimintavälineen käyttö tuki myös heikompien oppilaiden tuloksia. Eräs heikompi oppilas kommentoi, että toimintavälineen avulla matemaattisen käsitteen ymmärsi paremmin ja aihe näyttäytyi vähemmän abstraktina. Se sai haluamaan oppia lisää, vaikka uuden sisältöalueen omaksuminen ei olisikaan helppoa.
Tausta muotoilussa ja kasvatustieteessä
Toimintavälineen suunnittelussa Lehtonen pääsi mielekkäästi hyödyntämään omaa monipuolista osaamistaan. Lopullisen välineen hän kehitti yhdessä tietojenkäsittelytieteen opiskelijoiden kanssa.
–Oma taustani on kasvatustieteessä, mutta sen lisäksi työskennellyt myös muotoilun teemojen parissa. Tämän ansiosta pystyin arvioimaan sekä pedagogisia sisältöjä että myös erilaisia käytettävyyteen liittyviä seikkoja, kuten ulkoasua ja helppokäyttöisyyttä.
Lue lisää
