OPPIMISSYKLI

Johdanto

Oletetaan, että suunnitteilla on oppitunti liukenemisesta. Aloittaisitko asian käsittelyn:

Esittelemällä piirtoheittimellä kuvia erilaisista aineista ja kertomalla oppilaille, mitkä tekijät vaikuttavat aineiden liukenemiseen.
Keskustelemalla oppilaiden kanssa liukenemisesta ja pohtimalla, mitkä seikat vaikuttavat siihen.
Järjestämällä oppilaille riittävästi välineitä omakohtaisia tutkimuksia varten, jotta he voisivat tehdä haluamiaan kokeiluja. Välineinä voisi olla vaikkapa eri materiaaleista olevia jauheita, kiinteitä aineita ja liuoksia, kuumennusvälineet, astioita jne.
Näyttämällä demonstraatioilla oppilaille, mitkä seikat vaikuttavat aineiden liukenemiseen.
Järjestämällä laboratorio-olosuhteet, joissa oppilaat suorittavat työkirjan ohjeiden mukaan täsmällisiä mittauksia ja tutkimuksia.

Luonnollisesti käytettävissä olevat resurssit määräävät valittavan lähestymistavan. Jokainen edellä mainituista menetelmistä luultavasti johtaa tiedollisesti samanlaisiin tuloksiin. Opetuksessa kannattaa kuitenkin käyttää erilaisia lähestymistapoja, jotta oppilaan taidot kehittyisivät monipuolisesti. Vaihtoehto c poikkeaa muista selvästi. Siinä opetuksen ja tutkimuksen painopiste on enemmän oppilaiden puolella. Tässä lähestymistavassa oppilaille annetaan runsaasti tutkimuksen vapautta ja samalla mahdollisuus toteuttaa omia ideoitaan ja oivalluksiaan. Aina ei ole tarpeen onnistua työskentelyssä ensimmäisellä yrittämällä, vaan oppilas voi oppia myös erehdysten ja epäonnistumisten kautta. Liukenemiseen liittyvä teoria voidaan opettaa oppilaille mainiosti tutkimusten jälkeenkin.

Edellä kuvattu työtapa on kehitetty työtavaksi nimeltä oppimissykli. Oppimissyklissä korostuu myös tietorakenteiden itsekorjaantuminen, joka perustuu siihen, että ajattelun kehittyminen vaatii sopivan ristiriidan jo olemassaolevan ja uuden tiedon välille. Tätä prosessia edesauttaa oppilaiden välinen keskinäinen vuorovaikutus, jolloin oppilaat keskustelevat keskenään ja havaitsevat ristiriitoja ajatustensa välillä.

Työtavan tunnuspiirteitä ovat

Ongelmakeskeisyys: Työtapa tukee oppilaiden valmiuksia kyetä itse löytämään ja asettamaan tutkimusongelman.
Kokonaisuuksien etsiminen ja muodostaminen: Laajoihin kysymyksiin vastaaminen edellyttää tietojen yhdistelemistä loogisiksi rakenteiksi sekä järkeviksi kokonaisuuksiksi.
Omatoimisuus: Oppilas harjaantuu itsenäiseen ja aktiiviseen työskentelyyn ja osallistuu aktiivisesti ryhmän työskentelyyn. Työtapa on kehitetty erityisesti luonnontieteiden opetusta varten Piaget'n oppimispsykologisten teorioiden pohjalta. Piaget'n geneettisen epistemologian teorian mukaan tieto rakentuu vaiheittain aivojen hermosysteemeihin, jolloin tiedon rakentamisessa oppilaan oma aktiivisuus on tärkeää. Tällöin ongelman käsittely johtaa syvällisempään tiedon prosessointiin.
Kriittisyys: Ongelman ratkaisut täytyy perustella hyvin. Pätevät perustelut korjaavat mm. virheellisia ennakkokäsityksiä ts. ne voidaan poisoppia.
Vastuullisuus: On tärkeää, että oppilas tuntee käsiteltävän ongelman "omakseen" eikä esimerkiksi opettajan ongelmaksi. Tällöin oppilaan toimintaa ohjaa sisäinen halu ratkaista tehtävä ja kantaa vastuu omasta ongelmanratkaisuprosessistaan.
Oppimisstrategioiden kehittyminen: Omakohtainen toiminta kehittää metakognitiivisia taitoja. Tosin useimmiten näitä puutteita ei tiedosteta, mutta opettajan tehtävänä onkin ohjata oppilasta toivottuun suuntaan.

Oppimissykli koostuu kolmesta vaiheesta, jotka ovat tutkimuksen tekeminen, käsitteen muodostaminen ja käsitteen soveltaminen.

1. Tutkimuksen tekeminen

Tutkittavan ilmiön tulee olla sellainen, että oppilaat voivat helposti tunnistaa ja varioida ilmiöön liittyviä muuttujia. Oppilaat tekevät käytettävissä olevilla välineillä omakohtaisia kokeiluja mahdollisimman vähäisin ohjein. Oppilaille ei ole esitetty tarkkaan määriteltyä ongelmaa, vaan heidän tulisi keksiä se työskentelyn kuluessa. Lisäksi oppilaiden tulisi etsiä tutkimukseen liittyviä yleistyksiä ja kiinnostavia kysymyksiä. Vaikka opettaja varoo vastausten ja ohjeiden antamista, hän voi kuitenkin antaa vihjeitä hitaimmille oppilaille. Erityisen tärkeää tässä vaiheessa on oppilaiden keskinäinen keskustelu ja ajatusten vaihto.

Neljäsluokkalaiset palasivat luokkaansa ruokailun jälkeen. Ympäri luokkaa oli laitettu esille mm. pulloja, erikokoisia puisia laatikoita, ksylofoneja, puisia huiluja, lasisauvoja, kelloja ja äänirautoja. Hetken aikaa oppilaat leikkivät ja kokeilivat tavaroita synnyttäen mitä kamalimpia ääniä ennen kuin he asettuivat paikoillensa istumaan. "Mitä täällä on tekeillä, opettaja?", kysyi yksi oppilaista ja jatkoi: "Näyttäisi siltä, että olette muuttaneet luokan orkesterisyvennykseksi". "Tavallaan. Itse asiassa, seuraavat kaksi viikkoa luokkamme tulee olemaan äänilaboratorio", vastasi opettaja hymyillen. Opettaja otti puisen soittimen, ja näppäsi yhtä sen metallisista kielistä. Samanaikaisesti hän kilautti lusikalla pulloa. "Mitä huomaatte?", kysyi opettaja ja toisti äänet uudelleen. Yksi tytöistä huomasi, että "äänet ovat samoja, mutta erilaisia." "Hei, tee se uudelleen!" yksi oppilaista innostui. Opettaja toisti äänet uudelleen ja uudelleen, kunnes kaikki olivat tehneet saman huomion. Tämän jälkeen opettaja siirsi pulman oppilaille:"Teidän ongelmanne on, miksi äänet kuulostavat erilaiselta ja mitkä seikat aiheuttavan tämän vaihtelun. Te voitte suunnitella ja tehdä muutamia kokeita. Luokkasta löytyvät tutkimukseen tarvittavat välineet. Kokeiden perusteella sitten esittelette johtopäätöksenne siitä, mitkä seikat vaikuttavat äänien erilaisuuteen. Vielä lopuksi suunnittelette soittimen, jolla on tiettyjä ominaisuuksia: Minä kerron teille, mitä ominaisuuksia soittimella tulisi olla, ja te kuvailette minulle, kuinka te rakentaisitte kyseisen soittimen. Testaamme ehdotukset myös käytännössä. Nyt teidän kuitenkin täytyisi muodostaa tutkimusryhmät ja miettiä, kuinka tutkimusta lähdettäisiin tekemään. Onko kenelläkään tästä ideoita?". Yhdellä tytöistä oli ehdotus."No, esillä olevat tavarat ovat viidestä eri materiaalista. Ehkä voisimme muodostaa viisi ryhmää, jotka voisivat kokeilla noita hetken. Tämän jälkeen voisimme kertoa havainnoistamme ja vaihtaa ajatuksia keskenämme. Sen jälkeen voisimme miettiä, mitä teemme seuraavaksi." Tämän ja muiden ehdotusten pohjalta luokka suunnitteli, kuinka tutkimus aloitettaisiin seuraavan puolen tunnin aikana. (Joyce & Weil, 1980. s.130-131)

2. Käsitteen muodostaminen

Tutkimusten pohjalta siirrytään opeteltavan käsitteen tarkasteluun. Opettaja keskustelee oppilaiden kanssa oppilaiden tutkimasta ilmiöstä. Opettaja tekee mahdollisimman avoimia kysymyksiä, kannustaa kuvailemaan ja etsii mieluummin useita ratkaisuvaihtoehtoja kuin julistaa välittömästi oikean vastauksen. Opettaja ohjaa oppilaita arvioimaan esittämiään väitteitä. Asiaankuuluvat käsitteet, jotka kuvaavat ilmiötä, otetaan käyttöön. Opettajan selityksen asemasta selitys voidaan tehdä myös kirjan tekstillä, opetusvideolla tai jollain muulla menettelyllä. Oppilaita tulee rohkaista mahdollisimman paljon selittämään tarkasteltavaa käsitettä omien kokeilujensa perusteella.

Lukiolaiset saivat käyttöönsä mm. lankaa, erilaisia ja erimassaisia kappaleita, vaa'an, kellon, metrimitan, statiivin sekä paperia havaintojen kirjaamista varten. Lisäksi kaikkea muuta, mitä luokasta löytyi, sai käyttää tutkimuksessa. Oppilaiden tuli rakentaa pareittain heiluri ja tutkia sen ominaisuuksia. Kun oppilaat olivat tehneet itsenäisesti tutkimuksia noin puoli tuntia, opettaja keskeytti heidät hetkeksi. Oppilaiden kanssa keskusteltiin, ja käsite heilahdusaika otettiin käyttöön. Lisäksi keskusteltiin niistä seikoista, jotka oppilaiden mielestä vaikuttivat heilahdusaikaan, ja mitkä ei. Lisäksi yhdessä pohdittiin mahdollisia lainalaisuuksia havaintojen pohjalta. Tämän jälkeen oppilaita kehoitettiin tutkimaan asiaa graafisesti sekä tekemään päätelmiä kuvaajien avulla. Kun päätelmät oli tehty parit saivat aikaa vertailla tekemiään päätelmiä. Lopuksi päätelmät heilurin ominaisuuksista täsmennettiin opettajan johdolla. (Kuvitteellinen tilanne kirjan esimerkin pohjalta: Sahlberg, P. (toim.) 1990, s.101)

3. Käsitteen soveltaminen

Oppilaat testaavat opittua käsitettä lisäesimerkkien avulla. Tämä vaihe on tärkeä, jotta kyseistä käsitettä kyettäisiin soveltamaan uusissa tilanteissa. Soveltaminen auttaa myös niitä oppilaita, jotka omaksuvat uusia asioita muita hitaammin. Aloitusesimerkin tapauksessa voidaan tutkia esimerkiksi tahran poistamiseen liittyviä ongelmia.

Yhdeksäsluokkalaiset tutkivat pareittain sähkövarausta. Käytössä oli lasi- ja eboniittisauvoja, joulukuusenkoristepalloja, lankaa, pieniä styrox-paloja, paperisilppua, vessapaperirullia, kissannahkaa, muovipussin paloja ja hohtolamppuja. Oppilaita kehoitettiin tutkimaan hanakaussähköön liittyviä ilmiöitä monipuolisesti: Miten sähkövaraus voidaan tunnistaa? Mitä tapahtuu, kun kaksi varattua kappaletta vuorovaikuttaa keskenään? Voidaanko kaikki aineet saada sähköisiksi?
Kun oppilaat olivat tehneet tutkimuksen, johtopäätökset täsmennetty yhdessä opettajan kanssa sekä tarvittavat käsitteet omaksuttu, niin alettiin tutkia elektroskooppia ts. oppilaiden tuli soveltaa edellisessä vaiheessa oppimaansa. Oppilaiden tehtävänä oli selittää, kuinka elektroskooppi toimii. Tätä ennen oppilaille kerrottiin, missä kyseistä laitetta käytetään. (Kuvitteellinen tilanne kirjan esimerkin pohjalta: Sahlberg, P. (toim.) 1990, s.101)

Oppimissyklin käytön hyvät (+) ja huonot (-) puolet
+ Oppilaat saadaan suoraan vuorovaikutukseen luonnon kanssa.
+ Oppilailla on mahdollisuus keskinäiseen vuorovaikutukseen.
+ Oppilaat kohtaavat ongelmia, joita he eivät tavanomaisten oppilastöiden yhteydessä joudu pohtimaan.
+ Oppilaan aktiivinen rooli korostuu.
- Vaatii aikaa.
- Ensivaikutelma tästä työtavasta saattaa olla sekava. Oppilaat ovatkin joskus ihmeissään puuttuvien tarkkojen ohjeiden johdosta.

Kirjallisuutta

Joyce, B. ja Weil, M. 1980. Models of teaching (2.painos). Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey.
Sahlberg, P. (toim.) 1990. Luonnontieteiden opetuksen työtapoja. Valtion painatuskeskus, Kouluhallitus ja FINISTE, Helsinki.
Haapasalo, L. 1994. Oppiminen, tieto & ongelmanratkaisu. Medusa, Vaajakoski.