Kansainvälisessä PALAVA-tutkimushankkeessa tutkittiin muun muassa Suomen, Yhdysvaltain, Iso-Britannian sekä Slovenian kemian opettajaksi opiskelevien mallintamis- ja visualisointiprosesseja kaasujen kokoonpuristuvuuteen liittyen. Hankkeeseen osallistuneet asiantuntijat esittelivät sitä tällä viikolla Haikon kartanossa.
PALAVA (Particles, Active Learning and Visualization Assessment) -tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää StoryBoard-menetelmän avulla, miten kemian opettajaksi opiskelevat mallintavat Boylen lain. Sen lisäksi tutkittiin Boylen lain hahmottamista makro- ja mikrotasolla, opiskelijoiden ajattelutasoja suhteessa Boylen lakiin sekä millaista tietoa StoryBoard-menetelmä antaa opiskelijoiden rakentamista malleista.
StoryBoard on metakognitiivinen menetelmä, jonka tarkoituksena on, että oppilaat ensin visualisoivat heille uuden ilmiön ja sitten yhdistävät ilmiön ja visualisoinnin sanallisesti. Menetelmä nopeuttaa ilmiön ja visualisoinnin yhteyksien ymmärtämistä sekä tiedostamista. Opettaja voi hyödyntää menetelmää selvittääkseen oppilaidensa puutteelliset tiedot ja keskittääkseen enemmän aikaa asioihin, jotka oppilaat kokevat vaikeiksi.
PALAVA-tutkimukseen osallistuneet opiskelijat suorittivat erilaisia Boylen lakiin liittyviä kokeellisia töitä esimerkiksi vaahtokarkeilla, joista he sitten piirsivät mikro- ja makrotason kuvat. Sen jälkeen he yhdistivät sanallisesti mikro- ja makrotason.
StoryBoard-menetelmä antoi tutkijoille hyvän kuvan siitä, miten opiskelijat näkevät Boylen lain. Opiskelijoille piirtäminen oli helpompaa kuin sanallinen selittäminen. Suurimmaksi osaksi tutkimukseen osallistuneilla jäi kuitenkin käyttämättä korkeamman tason ajattelutaidot, eli sovellus, analysointi, arviointi ja luominen.
Tutkimuksesta selvisi, että makrotaso on opiskelijoille mikrotasoa helpompi ymmärtää. Mikrotasolla piirrokset erosivat huomattavasti enemmän opiskelijoiden välillä. Vain 2/10 osallistujasta Suomessa osasi yhdistää Boylen lain mikro- ja makrotason. Samanlaisia tuloksia on saatu muidenkin maiden tutkimuksista sekä jopa tutkijoille teetetyistä vastaavanlaisista tutkimuksista.
Tutkimushankkeeseen osallistuneet professori Mickey Sarquis ja johtaja Lynn Hogue Terrific Science -keskuksesta esittelivät tutkimusta ja StoryBoard-menetelmää alkuviikosta Haikon kartanossa pidetyssä International Symposium on Science Education -tapahtumassa.
Teksti: Anna-Sofia Vilhunen.
