Tuoreen väitöstutkimuksen mukaan sekä lääkäri- että luokanopettajaopiskelijoilla esiintyy yllättävän paljon hankaluuksia keskeisten luonnontieteiden sisältöjen oppimisessa. Tutkija uskoo, että luonnontieteiden oppimista voidaan edistää merkittävästi, kun tiedealakohtainen oppimisen tutkimus lisääntyy.
FM Ilona Södervikin väitöstutkimuksessa selvitettiin luokanopettajaopiskelijoiden käsityksiä fotosynteesi-ilmiöstä ja lääketieteen opiskelijoiden käsityksiä sydän- ja verenkiertoelimistöstä. Käsitysten muuttumista seurattiin suhteessa erilaisiin oppikirjateksteihin ja opintojen etenemiseen.
Aiemmissa tutkimuksissa on raportoitu perusasteikäisten oppilaiden haasteista oppia luonnontieteiden perusilmiöitä.
“Tutkimukseni mukaan yliopisto-opiskelijoilla esiintyy tiettyihin biologian perusilmiöihin liittyen yllättävän samansuuntaisia virhekäsityksiä kuin lapsilla. Tämä kertoo siitä, että monet käsityksistä syntyvät jo varhain, ja niiden muokkaaminen kouluopetuksessa on erittäin työlästä,” Södervik sanoo.
Luonnontieteellinen osaaminen tukee kliinistä päättelykykyä
Lääketieteen ensimmäisen ja toisen vuosikurssin opiskelijoilla todettiin olevan jonkin verran hankaluuksia sydän- ja verenkiertoelimistön anatomian ja fysiologian hallinnassa. Tutkijan mukaan löydetyt virhekäsitykset olivat huolestuttavia, sillä tulosten mukaan luonnontieteellisen ymmärryksen taso oli yhteydessä kliinisen päättelyn tasoon.
Potilastapauksen prosessointia tutkittaessa parhaiten menestyvät lääketieteen opiskelijat kykenivät erottamaan tekstistä tehokkaammin olennaisia seikkoja kuin heikommin menestyvät opiskelijat. Tutkimuksessa myös verrattiin erikoistuvien lääkäreiden ja opiskelijoiden potilastapauksen lukuprosessia silmänliikkeitä seuraamalla. Erikoistuvien lääkärien lukuprosessissa oli erotettavissa aikaisempien potilastapausten aktivointia, mikä ilmeni muun muassa tekstin alussa tiettyyn avainlauseeseen keskittymisenä ja sen jälkeen lukemisen huomattavana nopeutumisena.
“Tämä herättää pohtimaan, miten asiantuntijat prosessoivat tietoa ja miten tätä voidaan mallintaa opetuksessa,” toteaa Södervik.
Törmäyttävä oppikirjateksti tukee oppimista tehokkaasti
Tutkimuksessa havaittiin, että luokanopettajaopiskelijoilla esiintyi puutteita fotosynteesiprosessin osaamisessa.
“Luokanopettajat ovat avainasemassa kehitettäessä luonnontieteiden osaamista. Onkin huolestuttavaa, jos opettajien itsensä käsitykset eivät vastaa tieteellistä mallia,” Södervik huomauttaa.
Tutkimuksessa havaittiin, että niin kutsuttu törmäyttävä oppikirjateksti, joka pyrkii haastamaan tyypillisiä virheellisiä tietoja, tuki oppimista tehokkaasti.
“Ne opiskelijat, joiden osaaminen oli heikkoa, hyötyivät törmäyttävästä tekstistä enemmän kuin perinteisestä tekstistä. Tämä osoittaa, että tutkimusperusteisesti laaditulla oppimateriaalilla voi olla merkittävä rooli oppimisen tukemisessa.”
Tiedealakohtaiselle oppimisen tutkimukselle on tilausta
Viime vuosien heikentyneet tulokset kansainvälisissä luonnontieteiden osaamista mittaavissa vertailututkimuksissa ovat herättäneet keskustelua luonnontieteiden opettamisen ja oppimisen uudistustarpeesta. Luonnontieteiden osaaminen on keskeistä sekä Suomen kilpailukyvylle että toisaalta jokaiselle kansalaiselle, joka esimerkiksi punnitsee jokapäiväisiä kulutusvalintojaan ja niiden vaikutuksia omalle ja ympäristön hyvinvoinnille.
“Onkin tärkeätä, että luonnontieteiden oppimista tehostettaisiin kaikilla koulutustasoilla. Yliopistoissa tiedealakohtaisiin oppimisen haasteisiin on alettu kiinnittää huomiota vasta viime aikoina. Uskon, että luonnontieteidenkin oppimista voidaan edistää merkittävästi, kun tiedealakohtainen oppimisen tutkimus lisääntyy,” Södervik sanoo.
Turun yliopiston opettajankoulutuslaitoksella työskentelevä Ilona Södervik väitteli kasvatustieteen alaan kuuluvasta aiheesta Understanding biological concepts at university – Investigating learning in medical and teacher educationTurussa lauantaina 17.9.2016. Vastaväittäjänä toimi dosentti Ilkka Ratinen Jyväskylän yliopistosta ja kustoksena professori Mirjamaija Mikkilä-Erdmann.
Teksti: Turun yliopiston viestintä.
