Kehittämistutkimus: Opettajan ammatillisen kehittymisen tutkimusperustainen tukeminen käyttäen SOLO-taksonomiaa

Esimerkkinä tutkimuksellinen kokeellinen kemian opetus

Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandlingMonografi

Sammanfattning

Opettajien ammatillinen kehittyminen ja sen tukeminen on ajankohtainen tutkimusaihe sekä kansainvälisesti että kansallisesti. Kansainvälisen TALIS -tutkimuksen mukaan suomalaisten opettajien kiinnostus osallistua ja sitoutua pitkäaikaiseen ammatilliseen koulutukseen on vähenemässä ja tarvitaan uudenlaisia koulutusmalleja. Tutkimuksellinen kokeellinen opetus, joka on keskeisessä roolissa lukion kemian opetuksessa, edellyttää kemian opettajilta uudenlaista suhtautumista työssä oppimiseen muutoksen aikaansaamiseksi ja uudenlaista koulutusta.
Väitöskirja raportoi kehittämistutkimuksen, jonka kuluessa suunniteltiin, toteutettiin ja kehitettiin lukion kemian opettajille tutkimusperustainen ammatillinen koulutus. Siinä sisältönä oli tutkimuksellinen kokeellinen opetus SOLO-taksonomian (the Structure of Observed Learning Outcomes) avulla. Koulutuksen kehittäminen perustui teoreettiseen ja empiiriseen ongelma-analyysiin opettajien kokeellisen opetuksen nykytilasta. Tutkimuksen teoreettisessa ongelma-analyysissä käsiteltiin kemian opettajien koulutuksen kehittämisen ja tutkimustuloksien ymmärtämisen kannalta keskeisiä teemoja, kuten mielekäs kemian oppiminen, tutkimuksellinen kokeellinen opetus, SOLO-taksonomia ja opettajien ammatillisen kehittymisen haasteet.
Kahdeksanvaiheisessa kehittämistutkimuksessa haettiin vastauksia kolmella ydinosa-alueella seuraaviin päätutkimuskysymyksiin: 1) Ongelma-analyysi: Millaisia haasteita tutkimuksellinen kokeellinen opetus asettaa lukion kemian opettajille? 2) Kehittämisprosessi: Mitä mahdollisuuksia ja haasteita SOLO-taksonomia tuo kemian tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen tukemiseen? ja 3) Kehittämistuotos: Millaisia ominaisuuksia on tutkimuksellista kokeellisuutta lukiossa edistävällä opettajien ammatilliseen kehittymiseen tähtäävällä koulutuksella?
Kehittämistutkimus on laadullinen tutkimus, jossa tutkimusmenetelminä käytettiin havainnointia, kyselyä ja haastattelua. Tutkimuskysymyksiin haettiin vastauksia analysoimalla sekä kysely- että haastatteluaineistoja, tehtyä oppimateriaalia ja koulutuksen tueksi rakennetussa verkkoympäristössä käytyä keskustelua. Aineistoja analysoitiin käyttäen laadullista sisällönanalyysiä. Kehittämistutkimuksessa toteutettuihin kolmeen lyhytkestoiseen koulutukseen osallistui opettajia sekä Suomesta että Thaimaasta. Osallistuneilla opettajilla ei ollut takanaan tutkimusperustaista opettajakoulutusta. Tutkija toimi vastuukehittäjänä ja pääkouluttajana kurssilla. Kehittämisprosessia tarkasteltiin lukion opettajan, tutkimusperustaisen kemian opetuksen toteuttamisen ja ammatillisen koulutuksen näkökulmista.
Kehittämistutkimuksen päätuloksena saatiin kahdenlaista uutta tutkimustietoa kemian opetuksen edistämiseen (Edelson, 2002): 1) tietoa tutkimuksellisesta kokeellisuudesta ja sen käyttöönotosta sekä opettajien ammatillisesta kehittymisestä SOLO-taksonomian avulla (ongelma-analyysi ja kehittämisprosessi) ja 2) tietoa tutkimusperustaisen koulutusmallin ominaisuuksista tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen edistämiseksi (kehittämistuotos).
Tutkimuksellinen kokeellisuus on opettajille haastavaa. Sen taustalla oleva konstruktivistinen oppimiskäsitys, opettajan kokemattomuus toimia nykyaikaisessa oppimisympäristössä ja tutkimuksellisten opetuskokeilujen vähäisyys ovat haasteita sen käyttöönotossa. Käytännön haasteina opettajat kokivat ajan riittävyyden, resurssien puutteen, suuret ryhmät, oppilaiden riittämättömät taidot ja opetussuunnitelman vaatimukset. Tutkimuksellisen kokeellisuuden käyttöönotto opetuksessa vaatii käytännön kokemuksia konstruktivismista opetuksessa ja ymmärrystä luonnontieteen luonteesta.
SOLO-taksonomia tuki monin eri tavoin kemian opettajaa ammatillisessa kehittymisessä. Se toimi konkreettisena työkaluna, motivoi kehittämään kokeellisuutta ja lisäsi opettajan omistajuutta kehitettyihin työohjeisiin. Sen avulla lukion kemian opettajat pystyivät arvioimaan oman kokeellisen opetuksensa nykytilaa ja näkemään sen kehittämistarpeet ja -mahdollisuudet teorian näkökulmasta tutkimusperustaisesti. Se tuki tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen ymmärtämistä ja toimi mallina korkeamman tason ajattelutaidoille. Oppimateriaalin puute ei muodostunut esteeksi tutkimuksellisen kokeellisuuden toteuttamiselle. Tutkimuksellisia töitä kokeilleiden opettajien opiskelijat paitsi kykenivät hyvin työskentelemään ilman perinteistä ohjeistusta aikaisempaa avoimempien tehtävien parissa, he myös pitivät uudesta ja erilaisesta työskentelytavasta. Haasteellista opettajille SOLO-taksonomian käyttämisessä oli, että se vaatii uudenlaista työohjeen teoreettista tutkimista.
Tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen edistämiseksi kehitettiin tutkimusperustainen koulutusmalli teoreettisen ja empiirisen ongelma-analyysin pohjalta (kehittämistuotos). Sen keskeisiä ominaisuuksia ovat: (i) se painottaa henkilökohtaista opiskelua omista lähtökohdista käsin, (ii) sen tutkimusperustaisuus käsittää sekä opettajan roolin laajentamisen tiedonjakajasta oman työn tutkijan ja oppijan rooleihin että ajankohtaisen tutkimustiedon mielekkäästä tutkimuksellisesta kokeellisuudesta ja opetuskokeilujen toteuttamisen omassa työssä, niiden analysoinnin ja jakamisen, (iii) se sisältää teoreettisen viitekehyksen tutkimusperustaisen opetuksen, korkeamman tason ajattelutaitojen ja vuorovaikutukseen perustuvan ajatusten jakamisen tueksi, (iv) se helpottaa mielekkään eriasteisen tutkimuksellisen oppimateriaalin tuottamista sekä yksilöllisesti että yhteisöllisesti SOLO-taksonomian avulla, (v) se tarjoaa vertaistukea monipuolisesti (esimerkiksi verkko-oppimisympäristön kautta), (vi) se kannustaa reflektoimaan ja käyttämään toimintatutkimuksen menetelmää ja (vii) toteuttamaan koulussa tutkimuksellista kokeellisuutta, joka on yhteisöllistä ja kognitiivista toimintaa lisäten oppilaiden ymmärrystä luonnontieteen luonteesta.
Tutkimus osoittaa, että opettajat tarvitsevat ajallisesti eripituisia koulutusmalleja. Jos opettajan oppimiskäsitys on yhdenmukainen koulutuksessa esiin tulevien asioiden kanssa, assimilaatioprosessin kautta hän voi alkaa harjoitella uutta käytäntöä omassa opetuksessaan jo lukukauden kestävän koulutuksen kuluessa. Jos kyseessä on akkommodaatioprosessi, opettaja tarvitsee ohjausta ja tukea pitemmän ajan. Väitöskirjan tutkimustuloksia voidaan hyödyntää uusien kemian opetussuunnitelmaperusteiden käyttöönotossa, suunniteltaessa opetusmateriaalia tutkimuksellisesta kokeellisuudesta sekä opettajien elinikäistä oppimista tukevaa koulutusta että kansainvälistä koulutusvientiä.

Avainsanat: Kehittämistutkimus, ammatillinen kehittyminen, SOLO-taksonomia, tutkimusperustainen koulutus, tutkimuksellinen kokeellisuus
Originalspråkfinska
UtgivningsortHelsinki
Förlag
Tryckta ISBN978-951-51-1752-6
Elektroniska ISBN978-951-51-1753-3
StatusPublicerad - 2015
MoE-publikationstypG4 Doktorsavhandling (monografi)

Vetenskapsgrenar

  • 516 Pedagogik
  • 116 Kemi

Citera det här

@phdthesis{386064c1ec704c5dadc1c689a19333c3,
title = "Kehitt{\"a}mistutkimus: Opettajan ammatillisen kehittymisen tutkimusperustainen tukeminen k{\"a}ytt{\"a}en SOLO-taksonomiaa: Esimerkkin{\"a} tutkimuksellinen kokeellinen kemian opetus",
abstract = "Opettajien ammatillinen kehittyminen ja sen tukeminen on ajankohtainen tutkimusaihe sek{\"a} kansainv{\"a}lisesti ett{\"a} kansallisesti. Kansainv{\"a}lisen TALIS -tutkimuksen mukaan suomalaisten opettajien kiinnostus osallistua ja sitoutua pitk{\"a}aikaiseen ammatilliseen koulutukseen on v{\"a}henem{\"a}ss{\"a} ja tarvitaan uudenlaisia koulutusmalleja. Tutkimuksellinen kokeellinen opetus, joka on keskeisess{\"a} roolissa lukion kemian opetuksessa, edellytt{\"a}{\"a} kemian opettajilta uudenlaista suhtautumista ty{\"o}ss{\"a} oppimiseen muutoksen aikaansaamiseksi ja uudenlaista koulutusta. V{\"a}it{\"o}skirja raportoi kehitt{\"a}mistutkimuksen, jonka kuluessa suunniteltiin, toteutettiin ja kehitettiin lukion kemian opettajille tutkimusperustainen ammatillinen koulutus. Siin{\"a} sis{\"a}lt{\"o}n{\"a} oli tutkimuksellinen kokeellinen opetus SOLO-taksonomian (the Structure of Observed Learning Outcomes) avulla. Koulutuksen kehitt{\"a}minen perustui teoreettiseen ja empiiriseen ongelma-analyysiin opettajien kokeellisen opetuksen nykytilasta. Tutkimuksen teoreettisessa ongelma-analyysiss{\"a} k{\"a}siteltiin kemian opettajien koulutuksen kehitt{\"a}misen ja tutkimustuloksien ymm{\"a}rt{\"a}misen kannalta keskeisi{\"a} teemoja, kuten mielek{\"a}s kemian oppiminen, tutkimuksellinen kokeellinen opetus, SOLO-taksonomia ja opettajien ammatillisen kehittymisen haasteet. Kahdeksanvaiheisessa kehitt{\"a}mistutkimuksessa haettiin vastauksia kolmella ydinosa-alueella seuraaviin p{\"a}{\"a}tutkimuskysymyksiin: 1) Ongelma-analyysi: Millaisia haasteita tutkimuksellinen kokeellinen opetus asettaa lukion kemian opettajille? 2) Kehitt{\"a}misprosessi: Mit{\"a} mahdollisuuksia ja haasteita SOLO-taksonomia tuo kemian tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen tukemiseen? ja 3) Kehitt{\"a}mistuotos: Millaisia ominaisuuksia on tutkimuksellista kokeellisuutta lukiossa edist{\"a}v{\"a}ll{\"a} opettajien ammatilliseen kehittymiseen t{\"a}ht{\"a}{\"a}v{\"a}ll{\"a} koulutuksella?Kehitt{\"a}mistutkimus on laadullinen tutkimus, jossa tutkimusmenetelmin{\"a} k{\"a}ytettiin havainnointia, kysely{\"a} ja haastattelua. Tutkimuskysymyksiin haettiin vastauksia analysoimalla sek{\"a} kysely- ett{\"a} haastatteluaineistoja, tehty{\"a} oppimateriaalia ja koulutuksen tueksi rakennetussa verkkoymp{\"a}rist{\"o}ss{\"a} k{\"a}yty{\"a} keskustelua. Aineistoja analysoitiin k{\"a}ytt{\"a}en laadullista sis{\"a}ll{\"o}nanalyysi{\"a}. Kehitt{\"a}mistutkimuksessa toteutettuihin kolmeen lyhytkestoiseen koulutukseen osallistui opettajia sek{\"a} Suomesta ett{\"a} Thaimaasta. Osallistuneilla opettajilla ei ollut takanaan tutkimusperustaista opettajakoulutusta. Tutkija toimi vastuukehitt{\"a}j{\"a}n{\"a} ja p{\"a}{\"a}kouluttajana kurssilla. Kehitt{\"a}misprosessia tarkasteltiin lukion opettajan, tutkimusperustaisen kemian opetuksen toteuttamisen ja ammatillisen koulutuksen n{\"a}k{\"o}kulmista.Kehitt{\"a}mistutkimuksen p{\"a}{\"a}tuloksena saatiin kahdenlaista uutta tutkimustietoa kemian opetuksen edist{\"a}miseen (Edelson, 2002): 1) tietoa tutkimuksellisesta kokeellisuudesta ja sen k{\"a}ytt{\"o}{\"o}notosta sek{\"a} opettajien ammatillisesta kehittymisest{\"a} SOLO-taksonomian avulla (ongelma-analyysi ja kehitt{\"a}misprosessi) ja 2) tietoa tutkimusperustaisen koulutusmallin ominaisuuksista tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen edist{\"a}miseksi (kehitt{\"a}mistuotos).Tutkimuksellinen kokeellisuus on opettajille haastavaa. Sen taustalla oleva konstruktivistinen oppimisk{\"a}sitys, opettajan kokemattomuus toimia nykyaikaisessa oppimisymp{\"a}rist{\"o}ss{\"a} ja tutkimuksellisten opetuskokeilujen v{\"a}h{\"a}isyys ovat haasteita sen k{\"a}ytt{\"o}{\"o}notossa. K{\"a}yt{\"a}nn{\"o}n haasteina opettajat kokivat ajan riitt{\"a}vyyden, resurssien puutteen, suuret ryhm{\"a}t, oppilaiden riitt{\"a}m{\"a}tt{\"o}m{\"a}t taidot ja opetussuunnitelman vaatimukset. Tutkimuksellisen kokeellisuuden k{\"a}ytt{\"o}{\"o}notto opetuksessa vaatii k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}n kokemuksia konstruktivismista opetuksessa ja ymm{\"a}rryst{\"a} luonnontieteen luonteesta. SOLO-taksonomia tuki monin eri tavoin kemian opettajaa ammatillisessa kehittymisess{\"a}. Se toimi konkreettisena ty{\"o}kaluna, motivoi kehitt{\"a}m{\"a}{\"a}n kokeellisuutta ja lis{\"a}si opettajan omistajuutta kehitettyihin ty{\"o}ohjeisiin. Sen avulla lukion kemian opettajat pystyiv{\"a}t arvioimaan oman kokeellisen opetuksensa nykytilaa ja n{\"a}kem{\"a}{\"a}n sen kehitt{\"a}mistarpeet ja -mahdollisuudet teorian n{\"a}k{\"o}kulmasta tutkimusperustaisesti. Se tuki tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen ymm{\"a}rt{\"a}mist{\"a} ja toimi mallina korkeamman tason ajattelutaidoille. Oppimateriaalin puute ei muodostunut esteeksi tutkimuksellisen kokeellisuuden toteuttamiselle. Tutkimuksellisia t{\"o}it{\"a} kokeilleiden opettajien opiskelijat paitsi kykeniv{\"a}t hyvin ty{\"o}skentelem{\"a}{\"a}n ilman perinteist{\"a} ohjeistusta aikaisempaa avoimempien teht{\"a}vien parissa, he my{\"o}s pitiv{\"a}t uudesta ja erilaisesta ty{\"o}skentelytavasta. Haasteellista opettajille SOLO-taksonomian k{\"a}ytt{\"a}misess{\"a} oli, ett{\"a} se vaatii uudenlaista ty{\"o}ohjeen teoreettista tutkimista.Tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen edist{\"a}miseksi kehitettiin tutkimusperustainen koulutusmalli teoreettisen ja empiirisen ongelma-analyysin pohjalta (kehitt{\"a}mistuotos). Sen keskeisi{\"a} ominaisuuksia ovat: (i) se painottaa henkil{\"o}kohtaista opiskelua omista l{\"a}ht{\"o}kohdista k{\"a}sin, (ii) sen tutkimusperustaisuus k{\"a}sitt{\"a}{\"a} sek{\"a} opettajan roolin laajentamisen tiedonjakajasta oman ty{\"o}n tutkijan ja oppijan rooleihin ett{\"a} ajankohtaisen tutkimustiedon mielekk{\"a}{\"a}st{\"a} tutkimuksellisesta kokeellisuudesta ja opetuskokeilujen toteuttamisen omassa ty{\"o}ss{\"a}, niiden analysoinnin ja jakamisen, (iii) se sis{\"a}lt{\"a}{\"a} teoreettisen viitekehyksen tutkimusperustaisen opetuksen, korkeamman tason ajattelutaitojen ja vuorovaikutukseen perustuvan ajatusten jakamisen tueksi, (iv) se helpottaa mielekk{\"a}{\"a}n eriasteisen tutkimuksellisen oppimateriaalin tuottamista sek{\"a} yksil{\"o}llisesti ett{\"a} yhteis{\"o}llisesti SOLO-taksonomian avulla, (v) se tarjoaa vertaistukea monipuolisesti (esimerkiksi verkko-oppimisymp{\"a}rist{\"o}n kautta), (vi) se kannustaa reflektoimaan ja k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}{\"a}n toimintatutkimuksen menetelm{\"a}{\"a} ja (vii) toteuttamaan koulussa tutkimuksellista kokeellisuutta, joka on yhteis{\"o}llist{\"a} ja kognitiivista toimintaa lis{\"a}ten oppilaiden ymm{\"a}rryst{\"a} luonnontieteen luonteesta. Tutkimus osoittaa, ett{\"a} opettajat tarvitsevat ajallisesti eripituisia koulutusmalleja. Jos opettajan oppimisk{\"a}sitys on yhdenmukainen koulutuksessa esiin tulevien asioiden kanssa, assimilaatioprosessin kautta h{\"a}n voi alkaa harjoitella uutta k{\"a}yt{\"a}nt{\"o}{\"a} omassa opetuksessaan jo lukukauden kest{\"a}v{\"a}n koulutuksen kuluessa. Jos kyseess{\"a} on akkommodaatioprosessi, opettaja tarvitsee ohjausta ja tukea pitemm{\"a}n ajan. V{\"a}it{\"o}skirjan tutkimustuloksia voidaan hy{\"o}dynt{\"a}{\"a} uusien kemian opetussuunnitelmaperusteiden k{\"a}ytt{\"o}{\"o}notossa, suunniteltaessa opetusmateriaalia tutkimuksellisesta kokeellisuudesta sek{\"a} opettajien elinik{\"a}ist{\"a} oppimista tukevaa koulutusta ett{\"a} kansainv{\"a}list{\"a} koulutusvienti{\"a}.Avainsanat: Kehitt{\"a}mistutkimus, ammatillinen kehittyminen, SOLO-taksonomia, tutkimusperustainen koulutus, tutkimuksellinen kokeellisuus",
keywords = "516 Kasvatustieteet, 116 Kemia",
author = "P{\"a}ivi Tomperi",
year = "2015",
language = "suomi",
isbn = "978-951-51-1752-6",
series = "Kemian opettajankoulutusyksik{\"o}n v{\"a}it{\"o}skirjat",
publisher = "University of Helsinki",
address = "Suomi",

}

TY - THES

T1 - Kehittämistutkimus: Opettajan ammatillisen kehittymisen tutkimusperustainen tukeminen käyttäen SOLO-taksonomiaa

T2 - Esimerkkinä tutkimuksellinen kokeellinen kemian opetus

AU - Tomperi, Päivi

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Opettajien ammatillinen kehittyminen ja sen tukeminen on ajankohtainen tutkimusaihe sekä kansainvälisesti että kansallisesti. Kansainvälisen TALIS -tutkimuksen mukaan suomalaisten opettajien kiinnostus osallistua ja sitoutua pitkäaikaiseen ammatilliseen koulutukseen on vähenemässä ja tarvitaan uudenlaisia koulutusmalleja. Tutkimuksellinen kokeellinen opetus, joka on keskeisessä roolissa lukion kemian opetuksessa, edellyttää kemian opettajilta uudenlaista suhtautumista työssä oppimiseen muutoksen aikaansaamiseksi ja uudenlaista koulutusta. Väitöskirja raportoi kehittämistutkimuksen, jonka kuluessa suunniteltiin, toteutettiin ja kehitettiin lukion kemian opettajille tutkimusperustainen ammatillinen koulutus. Siinä sisältönä oli tutkimuksellinen kokeellinen opetus SOLO-taksonomian (the Structure of Observed Learning Outcomes) avulla. Koulutuksen kehittäminen perustui teoreettiseen ja empiiriseen ongelma-analyysiin opettajien kokeellisen opetuksen nykytilasta. Tutkimuksen teoreettisessa ongelma-analyysissä käsiteltiin kemian opettajien koulutuksen kehittämisen ja tutkimustuloksien ymmärtämisen kannalta keskeisiä teemoja, kuten mielekäs kemian oppiminen, tutkimuksellinen kokeellinen opetus, SOLO-taksonomia ja opettajien ammatillisen kehittymisen haasteet. Kahdeksanvaiheisessa kehittämistutkimuksessa haettiin vastauksia kolmella ydinosa-alueella seuraaviin päätutkimuskysymyksiin: 1) Ongelma-analyysi: Millaisia haasteita tutkimuksellinen kokeellinen opetus asettaa lukion kemian opettajille? 2) Kehittämisprosessi: Mitä mahdollisuuksia ja haasteita SOLO-taksonomia tuo kemian tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen tukemiseen? ja 3) Kehittämistuotos: Millaisia ominaisuuksia on tutkimuksellista kokeellisuutta lukiossa edistävällä opettajien ammatilliseen kehittymiseen tähtäävällä koulutuksella?Kehittämistutkimus on laadullinen tutkimus, jossa tutkimusmenetelminä käytettiin havainnointia, kyselyä ja haastattelua. Tutkimuskysymyksiin haettiin vastauksia analysoimalla sekä kysely- että haastatteluaineistoja, tehtyä oppimateriaalia ja koulutuksen tueksi rakennetussa verkkoympäristössä käytyä keskustelua. Aineistoja analysoitiin käyttäen laadullista sisällönanalyysiä. Kehittämistutkimuksessa toteutettuihin kolmeen lyhytkestoiseen koulutukseen osallistui opettajia sekä Suomesta että Thaimaasta. Osallistuneilla opettajilla ei ollut takanaan tutkimusperustaista opettajakoulutusta. Tutkija toimi vastuukehittäjänä ja pääkouluttajana kurssilla. Kehittämisprosessia tarkasteltiin lukion opettajan, tutkimusperustaisen kemian opetuksen toteuttamisen ja ammatillisen koulutuksen näkökulmista.Kehittämistutkimuksen päätuloksena saatiin kahdenlaista uutta tutkimustietoa kemian opetuksen edistämiseen (Edelson, 2002): 1) tietoa tutkimuksellisesta kokeellisuudesta ja sen käyttöönotosta sekä opettajien ammatillisesta kehittymisestä SOLO-taksonomian avulla (ongelma-analyysi ja kehittämisprosessi) ja 2) tietoa tutkimusperustaisen koulutusmallin ominaisuuksista tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen edistämiseksi (kehittämistuotos).Tutkimuksellinen kokeellisuus on opettajille haastavaa. Sen taustalla oleva konstruktivistinen oppimiskäsitys, opettajan kokemattomuus toimia nykyaikaisessa oppimisympäristössä ja tutkimuksellisten opetuskokeilujen vähäisyys ovat haasteita sen käyttöönotossa. Käytännön haasteina opettajat kokivat ajan riittävyyden, resurssien puutteen, suuret ryhmät, oppilaiden riittämättömät taidot ja opetussuunnitelman vaatimukset. Tutkimuksellisen kokeellisuuden käyttöönotto opetuksessa vaatii käytännön kokemuksia konstruktivismista opetuksessa ja ymmärrystä luonnontieteen luonteesta. SOLO-taksonomia tuki monin eri tavoin kemian opettajaa ammatillisessa kehittymisessä. Se toimi konkreettisena työkaluna, motivoi kehittämään kokeellisuutta ja lisäsi opettajan omistajuutta kehitettyihin työohjeisiin. Sen avulla lukion kemian opettajat pystyivät arvioimaan oman kokeellisen opetuksensa nykytilaa ja näkemään sen kehittämistarpeet ja -mahdollisuudet teorian näkökulmasta tutkimusperustaisesti. Se tuki tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen ymmärtämistä ja toimi mallina korkeamman tason ajattelutaidoille. Oppimateriaalin puute ei muodostunut esteeksi tutkimuksellisen kokeellisuuden toteuttamiselle. Tutkimuksellisia töitä kokeilleiden opettajien opiskelijat paitsi kykenivät hyvin työskentelemään ilman perinteistä ohjeistusta aikaisempaa avoimempien tehtävien parissa, he myös pitivät uudesta ja erilaisesta työskentelytavasta. Haasteellista opettajille SOLO-taksonomian käyttämisessä oli, että se vaatii uudenlaista työohjeen teoreettista tutkimista.Tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen edistämiseksi kehitettiin tutkimusperustainen koulutusmalli teoreettisen ja empiirisen ongelma-analyysin pohjalta (kehittämistuotos). Sen keskeisiä ominaisuuksia ovat: (i) se painottaa henkilökohtaista opiskelua omista lähtökohdista käsin, (ii) sen tutkimusperustaisuus käsittää sekä opettajan roolin laajentamisen tiedonjakajasta oman työn tutkijan ja oppijan rooleihin että ajankohtaisen tutkimustiedon mielekkäästä tutkimuksellisesta kokeellisuudesta ja opetuskokeilujen toteuttamisen omassa työssä, niiden analysoinnin ja jakamisen, (iii) se sisältää teoreettisen viitekehyksen tutkimusperustaisen opetuksen, korkeamman tason ajattelutaitojen ja vuorovaikutukseen perustuvan ajatusten jakamisen tueksi, (iv) se helpottaa mielekkään eriasteisen tutkimuksellisen oppimateriaalin tuottamista sekä yksilöllisesti että yhteisöllisesti SOLO-taksonomian avulla, (v) se tarjoaa vertaistukea monipuolisesti (esimerkiksi verkko-oppimisympäristön kautta), (vi) se kannustaa reflektoimaan ja käyttämään toimintatutkimuksen menetelmää ja (vii) toteuttamaan koulussa tutkimuksellista kokeellisuutta, joka on yhteisöllistä ja kognitiivista toimintaa lisäten oppilaiden ymmärrystä luonnontieteen luonteesta. Tutkimus osoittaa, että opettajat tarvitsevat ajallisesti eripituisia koulutusmalleja. Jos opettajan oppimiskäsitys on yhdenmukainen koulutuksessa esiin tulevien asioiden kanssa, assimilaatioprosessin kautta hän voi alkaa harjoitella uutta käytäntöä omassa opetuksessaan jo lukukauden kestävän koulutuksen kuluessa. Jos kyseessä on akkommodaatioprosessi, opettaja tarvitsee ohjausta ja tukea pitemmän ajan. Väitöskirjan tutkimustuloksia voidaan hyödyntää uusien kemian opetussuunnitelmaperusteiden käyttöönotossa, suunniteltaessa opetusmateriaalia tutkimuksellisesta kokeellisuudesta sekä opettajien elinikäistä oppimista tukevaa koulutusta että kansainvälistä koulutusvientiä.Avainsanat: Kehittämistutkimus, ammatillinen kehittyminen, SOLO-taksonomia, tutkimusperustainen koulutus, tutkimuksellinen kokeellisuus

AB - Opettajien ammatillinen kehittyminen ja sen tukeminen on ajankohtainen tutkimusaihe sekä kansainvälisesti että kansallisesti. Kansainvälisen TALIS -tutkimuksen mukaan suomalaisten opettajien kiinnostus osallistua ja sitoutua pitkäaikaiseen ammatilliseen koulutukseen on vähenemässä ja tarvitaan uudenlaisia koulutusmalleja. Tutkimuksellinen kokeellinen opetus, joka on keskeisessä roolissa lukion kemian opetuksessa, edellyttää kemian opettajilta uudenlaista suhtautumista työssä oppimiseen muutoksen aikaansaamiseksi ja uudenlaista koulutusta. Väitöskirja raportoi kehittämistutkimuksen, jonka kuluessa suunniteltiin, toteutettiin ja kehitettiin lukion kemian opettajille tutkimusperustainen ammatillinen koulutus. Siinä sisältönä oli tutkimuksellinen kokeellinen opetus SOLO-taksonomian (the Structure of Observed Learning Outcomes) avulla. Koulutuksen kehittäminen perustui teoreettiseen ja empiiriseen ongelma-analyysiin opettajien kokeellisen opetuksen nykytilasta. Tutkimuksen teoreettisessa ongelma-analyysissä käsiteltiin kemian opettajien koulutuksen kehittämisen ja tutkimustuloksien ymmärtämisen kannalta keskeisiä teemoja, kuten mielekäs kemian oppiminen, tutkimuksellinen kokeellinen opetus, SOLO-taksonomia ja opettajien ammatillisen kehittymisen haasteet. Kahdeksanvaiheisessa kehittämistutkimuksessa haettiin vastauksia kolmella ydinosa-alueella seuraaviin päätutkimuskysymyksiin: 1) Ongelma-analyysi: Millaisia haasteita tutkimuksellinen kokeellinen opetus asettaa lukion kemian opettajille? 2) Kehittämisprosessi: Mitä mahdollisuuksia ja haasteita SOLO-taksonomia tuo kemian tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen tukemiseen? ja 3) Kehittämistuotos: Millaisia ominaisuuksia on tutkimuksellista kokeellisuutta lukiossa edistävällä opettajien ammatilliseen kehittymiseen tähtäävällä koulutuksella?Kehittämistutkimus on laadullinen tutkimus, jossa tutkimusmenetelminä käytettiin havainnointia, kyselyä ja haastattelua. Tutkimuskysymyksiin haettiin vastauksia analysoimalla sekä kysely- että haastatteluaineistoja, tehtyä oppimateriaalia ja koulutuksen tueksi rakennetussa verkkoympäristössä käytyä keskustelua. Aineistoja analysoitiin käyttäen laadullista sisällönanalyysiä. Kehittämistutkimuksessa toteutettuihin kolmeen lyhytkestoiseen koulutukseen osallistui opettajia sekä Suomesta että Thaimaasta. Osallistuneilla opettajilla ei ollut takanaan tutkimusperustaista opettajakoulutusta. Tutkija toimi vastuukehittäjänä ja pääkouluttajana kurssilla. Kehittämisprosessia tarkasteltiin lukion opettajan, tutkimusperustaisen kemian opetuksen toteuttamisen ja ammatillisen koulutuksen näkökulmista.Kehittämistutkimuksen päätuloksena saatiin kahdenlaista uutta tutkimustietoa kemian opetuksen edistämiseen (Edelson, 2002): 1) tietoa tutkimuksellisesta kokeellisuudesta ja sen käyttöönotosta sekä opettajien ammatillisesta kehittymisestä SOLO-taksonomian avulla (ongelma-analyysi ja kehittämisprosessi) ja 2) tietoa tutkimusperustaisen koulutusmallin ominaisuuksista tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen edistämiseksi (kehittämistuotos).Tutkimuksellinen kokeellisuus on opettajille haastavaa. Sen taustalla oleva konstruktivistinen oppimiskäsitys, opettajan kokemattomuus toimia nykyaikaisessa oppimisympäristössä ja tutkimuksellisten opetuskokeilujen vähäisyys ovat haasteita sen käyttöönotossa. Käytännön haasteina opettajat kokivat ajan riittävyyden, resurssien puutteen, suuret ryhmät, oppilaiden riittämättömät taidot ja opetussuunnitelman vaatimukset. Tutkimuksellisen kokeellisuuden käyttöönotto opetuksessa vaatii käytännön kokemuksia konstruktivismista opetuksessa ja ymmärrystä luonnontieteen luonteesta. SOLO-taksonomia tuki monin eri tavoin kemian opettajaa ammatillisessa kehittymisessä. Se toimi konkreettisena työkaluna, motivoi kehittämään kokeellisuutta ja lisäsi opettajan omistajuutta kehitettyihin työohjeisiin. Sen avulla lukion kemian opettajat pystyivät arvioimaan oman kokeellisen opetuksensa nykytilaa ja näkemään sen kehittämistarpeet ja -mahdollisuudet teorian näkökulmasta tutkimusperustaisesti. Se tuki tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen ymmärtämistä ja toimi mallina korkeamman tason ajattelutaidoille. Oppimateriaalin puute ei muodostunut esteeksi tutkimuksellisen kokeellisuuden toteuttamiselle. Tutkimuksellisia töitä kokeilleiden opettajien opiskelijat paitsi kykenivät hyvin työskentelemään ilman perinteistä ohjeistusta aikaisempaa avoimempien tehtävien parissa, he myös pitivät uudesta ja erilaisesta työskentelytavasta. Haasteellista opettajille SOLO-taksonomian käyttämisessä oli, että se vaatii uudenlaista työohjeen teoreettista tutkimista.Tutkimuksellisen kokeellisen opetuksen edistämiseksi kehitettiin tutkimusperustainen koulutusmalli teoreettisen ja empiirisen ongelma-analyysin pohjalta (kehittämistuotos). Sen keskeisiä ominaisuuksia ovat: (i) se painottaa henkilökohtaista opiskelua omista lähtökohdista käsin, (ii) sen tutkimusperustaisuus käsittää sekä opettajan roolin laajentamisen tiedonjakajasta oman työn tutkijan ja oppijan rooleihin että ajankohtaisen tutkimustiedon mielekkäästä tutkimuksellisesta kokeellisuudesta ja opetuskokeilujen toteuttamisen omassa työssä, niiden analysoinnin ja jakamisen, (iii) se sisältää teoreettisen viitekehyksen tutkimusperustaisen opetuksen, korkeamman tason ajattelutaitojen ja vuorovaikutukseen perustuvan ajatusten jakamisen tueksi, (iv) se helpottaa mielekkään eriasteisen tutkimuksellisen oppimateriaalin tuottamista sekä yksilöllisesti että yhteisöllisesti SOLO-taksonomian avulla, (v) se tarjoaa vertaistukea monipuolisesti (esimerkiksi verkko-oppimisympäristön kautta), (vi) se kannustaa reflektoimaan ja käyttämään toimintatutkimuksen menetelmää ja (vii) toteuttamaan koulussa tutkimuksellista kokeellisuutta, joka on yhteisöllistä ja kognitiivista toimintaa lisäten oppilaiden ymmärrystä luonnontieteen luonteesta. Tutkimus osoittaa, että opettajat tarvitsevat ajallisesti eripituisia koulutusmalleja. Jos opettajan oppimiskäsitys on yhdenmukainen koulutuksessa esiin tulevien asioiden kanssa, assimilaatioprosessin kautta hän voi alkaa harjoitella uutta käytäntöä omassa opetuksessaan jo lukukauden kestävän koulutuksen kuluessa. Jos kyseessä on akkommodaatioprosessi, opettaja tarvitsee ohjausta ja tukea pitemmän ajan. Väitöskirjan tutkimustuloksia voidaan hyödyntää uusien kemian opetussuunnitelmaperusteiden käyttöönotossa, suunniteltaessa opetusmateriaalia tutkimuksellisesta kokeellisuudesta sekä opettajien elinikäistä oppimista tukevaa koulutusta että kansainvälistä koulutusvientiä.Avainsanat: Kehittämistutkimus, ammatillinen kehittyminen, SOLO-taksonomia, tutkimusperustainen koulutus, tutkimuksellinen kokeellisuus

KW - 516 Kasvatustieteet

KW - 116 Kemia

M3 - Väitöskirja

SN - 978-951-51-1752-6

T3 - Kemian opettajankoulutusyksikön väitöskirjat

PB - University of Helsinki

CY - Helsinki

ER -