Lukion fysiikan opiskelijoiden suhtautuminen sähköisiin työkaluihin
Ainedidaktisen seminaarin työssäni tein tutkimuskyselyn lukion fysiikan opiskelijoille, selvittääkseni heidän suhtautumistaan opiskelun tukena käytettäviin sähköisiin työkaluihin. Positiivisen suhtautumisen ehtona on valinnanvapaus digitaalisten ja perinteisten menetelmien välillä.
Lukio-opetuksen digitalisaatio
Tietokoneet vakinaistuivat lukioiden opetukseen jo 1980-luvulla tietotekniikan koulukohtaisen valinnaiskurssin myötä [9]. Tällöin kurssilla opeteltiin tietokoneen käyttämistä ja ohjelmointia, eikä tietokoneita hyödynnetty muiden oppiaineiden tukena [6], [10]. Kuluneiden neljänkymmenen vuoden aikana käsitys tietotekniikan opetuksesta, ja sitä myötä myös tietotekniikan asema opetuksessa, on muuttunut paljon. Nykyisin tieto- ja viestintäteknologiaa (TVT) käytetään sujuvasti opetuksen tukena eri oppiaineissa. Myös lukion opetussuunnitelmien perusteissa painotetaan yhä syvällisempää sähköisten työkalujen käytön osaamista ja ymmärtämistä. [6], [7], [8]
Suurimpia viimeaikaisia kehitysaskeleita koulutuksen digitalisaation osalta on ollut ylioppilastutkinnon digitalisaatio. Portaittain toteutettu uudistus on nyt siinä vaiheessa, että kaikki tutkinnon kokeet suoritetaan sähköisessä muodossa [5]. Ylioppilastutkinnon muuttaminen digitaaliseen muotoon on nopealla tahdilla toteutettu uudistus, jolla on merkittävä vaikutus erityisesti opettajiin ja opiskelijoihin. Vaikutukset näkyvät myös koulun arjessa muun muassa sähköisten apuvälineiden muodossa. Digitalisaation vaikutuksia ei tiedetä, ja huolenaiheiksi ovat nousseet muun muassa opiskelijoiden ja opettajien jaksaminen, matemaattisen osaamisen heikentyminen ja opiskelijoiden eriarvoistuminen. [2], [6], [9]
Aikaisempia tutkimuksia
OAJ:n ja Otus sr:n toteuttamien tutkimusten mukaan lukion opiskelijat kokevat, että tieto- ja viestintäteknologian hyödyntäminen opetuksessa on sujuvaa. Opiskelijat myös kokevat saaneensa tarpeeksi ohjausta TVT:n käytössä. Sähköisiä oppimateriaaleja kohtaan on kuitenkin vastahakoisuutta. Opiskelijat arvioivat itsensä taitaviksi yleisimpien toimisto-ohjelmien käyttäjiksi, mutta yksityiskohtaisemmin määritellyissä taidoissa, kuten koodauksessa ja kuvien tai videoiden muokkaamisessa, he eivät koe osaamistaan yhtä vahvaksi. [3], [4]
Digitalisaatiota on tutkittu matemaattis-luonnontieteellisten aineiden opettajien ja opiskelijoiden näkökulmista hyvin vähän. Näiden aineiden digitaalisessa opetuksessa nousevat tärkeiksi useat ohjelmistot, joita ei hyödynnetä muissa oppiaineissa. Suhtautumista matemaattisiin ohjelmistoihin ei ole juurikaan tutkittu, sillä tehdyt tutkimukset on kohdistettu kaikille lukion opiskelijoille, eikä kyselyissä ole erikseen huomioitu matemaattisissa aineissa käytettäviä ohjelmistoja. Matemaattis-luonnontieteellisten aineiden opettajien ja opiskelijoiden ääni jää siis vähäiseksi, eikä matemaattisten ohjelmistojen toimivuutta ja mahdollisia ongelmakohtia tiedetä.
Tutkimuksen toteutus
Tutkimuksen aineisto kerättiin Webropol-kyselyllä 28.1.–29.2.2020 välisenä aikana. Kyselyä jaettiin lukion fysiikan opettajille suunnatuissa sosiaalisen median ryhmissä, sekä sähköpostitse lukion fysiikan opettajille ja opiskelijoille. Kyselyyn vastasi 306 lukion fysiikan opiskelijaa.
Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten lukion fysiikan opiskelijat suhtautuvat sähköisiin apuvälineisiin ja vaikuttaako opiskelukokemus tähän suhtautumiseen. Lisäksi kyselystä saatiin tietoa siitä, mitä apuvälineitä opiskelijat käyttävät ja kuinka hyödylliseksi ne koetaan, sekä kokevatko opiskelijat kuormittuvansa sähköisten työkalujen seurauksena. Avoimista vastauskentistä sai myös käsitystä siitä, mikä opiskelijoita huolestuttaa digitalisaatiossa ja mitä asioita pidetään tärkeänä.
Opiskelukokemus selvitettiin kysymällä, minkä fysiikan kurssin opiskelija on viimeksi suorittanut. Vastauksia tuli laajasti eri opintojen vaiheessa olevilta opiskelijoilta. Asennekysymykset kerättiin Likert-asteikolla 1 (täysin eri mieltä) – 5 (täysin samaa mieltä). Opiskelukokemuksen vaikutusta vertailtiin kolmen eri ryhmän välillä, jotka jaettiin viimeksi suoritetun kurssin mukaan.
Tulokset
Opiskelijat hyödyntävät monipuolisesti erilaisia ohjelmistoja fysiikan opiskelun tukena (Kuva1). Selvästi eniten käytössä ovat symboliset laskinohjelmat, myös graafiset matematiikkaohjelmistot ja mittausaineiston analysointiohjelmistot ovat suosittuja. Selvästi vähiten hyödynnetään sähköisiä oppimateriaaleja, myös peruslaskinohjelmistojen, toimistotyökalujen ja taulukkolaskentaohjelmistojen käyttö on vähäisempää.
Opiskelijat kokevat käyttämänsä ohjelmat hyödyllisiksi (Kuva 2). Tässä kysymyksessä opiskelijalle näkyivät vain ne ohjelmistot, joita hän oli vastannut käyttävänsä. Kyselyssä oli myös avoin vastauskenttä, johon opiskelija sai vastata, mitä muita sähköisiä työkaluja hän haluaisi mahdollisesti hyödyntää fysiikan opiskelussa. Suurin osa vastauksista oli kielteisiä: ei enää yhtään uutta ohjelmaa. Osa kuitenkin kaipasi käytännöllisempää piirtämiseen tarkoitettua ohjelmaa.
Kuvassa 3 on esitetty opiskelijoiden mielipiteet sähköisten apuvälineiden hyödyntämisestä eri osa-alueilla. Vastauksista on huomattavissa selkeästi se, että tietyt asiat tehdään mieluiten sähköisesti, kun taas joissakin perinteiset menetelmät ovat mielekkäämpiä. Erityisesti piirtämisen haastavuus nousee tässäkin esille, samoin negatiivinen suhtautuminen sähköiseen oppimateriaaliin. Vastausten välillä on myös paljon hajontaa, opiskelijat eivät siis ole kovinkaan yksimielisiä vastauksissaan.
Opiskelijoiden asennekysymyksien vastauksista huomataan, että suhtautuminen sähköisiin työkaluihin on positiivista (Kuva 4). Eniten hajontaa on kuormittavuudessa, jonka opiskelijat kokevat hyvin eri tavalla. Sähköiset työkalut koetaan hyvinkin hyödyllisiksi fysiikan opiskelussa, ja niiden käyttö koetaan positiiviseksi asiaksi.
Viimeisenä kyselyssä oli avoin vastauskenttä, johon opiskelijat saivat halutessaan kertoa lisää suhtautumisestaan sähköisiin työkaluihin. Erittäin tärkeäksi vastauksissa nousee opiskelijoiden valinnanvapaus sähköisten ja perinteisten menetelmien välillä. Joissain tilanteissa sähköisten työkalujen koetaan helpottavan ja nopeuttavan opiskelua, mutta välillä ne koetaan taakaksi, joka vaikeuttaa ajattelua ja hidastaa tehtävien tekoa.
Vastauksissa vahvistui myös jo aikaisemmissa vastauksissa esille nousseet asiat. Opiskelijoiden vastaukset selittävät muun muassa sähköisten oppimateriaalien vähäistä suosiota: digikirjat koetaan epäkäytännöllisiksi, eikä tietokoneen näytöltä lukemista koeta mielekkäänä. Myös piirto-ohjelmiin liittyvät, jo aikaisemmin esiintyneet mielipiteet nousevat avoimissa vastauksissa esille. Sähköiset työkalut koetaan hitaiksi ja vaikeakäyttöisiksi piirtämisen osalta. Fysiikan piirtämiseen tarkoitetut ohjelmat koetaan toimiviksi, mutta niiden maksullisuus on osalle ongelma.
Muita mainittuja asioita oli huoli opiskelijoiden epätasa-arvoistumisesta opettajien eritasoisen digiosaamisen sekä maksullisten työkalujen seurauksena. Myös huoli ajatteluntarpeen vähenemisestä mainittiin. Esille nousi myös opiskelijoiden eriävät mielipiteet: osa opiskelijoista kokee, että sähköisten apuvälineiden käyttötaidoista tulee olemaan hyötyä tulevaisuudessakin, kun taas osa ajattelee, että niiden käyttöä opetellaan vain kirjoituksia varten. Opiskelijat toteavat myös, että työkalujen käytön opettelu on työlästä, mutta silti opettelun arvoista, sillä sujuvasti diginä tekeminen on tehokkaampaa ja helpompaa kuin paperille kirjoittaminen.
Kuvassa 5 on esitetty opiskelijoiden vastaukset asennekysymyksiin heidän suorittamiensa kurssien mukaan luokiteltuna. Huomataan, että opiskelukokemuksella ei ole merkittävää vaikutusta suhtautumiseen. Ryhmien välisessä vertailussa huomattiin ainoastaan se ero, että FY6-7 kurssien opiskelijat eivät kokeneet toimistotyökaluja, taulukkolaskentaohjelmistoja ja peruslaskinohjelmistoja yhtä hyödyllisiksi fysiikan opiskelussa kuin muiden kurssien opiskelijat. Tässä selittävänä tekijänä voi olla se, että pidemmälle opinnoissaan edenneet tietävät fysiikan kurssien sisällöt ja osaavat sitä kautta arvioida, mistä työkaluista fysiikan opinnoissa hyötyy eniten.
Yhteenveto
Lukion fysiikan opiskelijoiden suhtautuminen sähköisiin työkaluihin on positiivista ja apuvälineet koetaan hyödyllisiksi fysiikan opiskelussa. Näistä hyödyllisimpinä erityisesti symboliset laskinohjelmistot, mittausdatan käsittelyohjelmistot ja graafiset matematiikkaohjelmistot.
Sähköistä oppimateriaalia vastustetaan: digikirjoja ei koeta käytännöllisiksi ja lukeminen koetaan mielekkäämmäksi perinteisestä kirjasta kuin tietokoneen näytöltä.
Opiskelijat kokevat tärkeäksi sen, että he saavat valita, missä tilanteessa he käyttävät sähköisiä apuvälineitä ja missä perinteisiä menetelmiä.
Sähköisillä apuvälineillä piirtäminen koetaan hyvin vaivalloiseksi, ilmaiset piirtämiseen tarkoitetut työkalut ovat vielä liian vaikeakäyttöisiä. Opiskelijat kaipaavat fysiikan piirtämiseen suunniteltua ilmaisohjelmaa.
Huolissaan oltiin myös ajatteluntarpeen vähenemisestä sekä opiskelijoiden eriarvoistumisesta eritasoisen opetuksen ja maksullisten työkalujen seurauksena.
Opiskelukokemuksella ei ole merkittävää vaikutusta sähköisiin työkaluihin suhtautumiseen.
Lähteet
[1] Eronen, L., Portaankorva-Koivisto, P., Kupiainen, S., & Hannula, M. 2017. Lukion opiskelijoiden ja opettajien ensikokemuksia matematiikan yhteisestä MAY-kurssista. Dimensio, 81(4), 31-37.
[2] Kronqvist, E. & Kumpulainen, K. 2011. Lapsuuden oppimisympäristöt – Eheä polku varhaiskasvatuksesta kouluun. Helsinki: WSOYpro Oy, 1.painos
[3] OAJ 2016. Askelmerkit digiloikkaan. OAJ:n julkaisusarja 3:2016.
[4] Opetuksen ja koulutuksen tutkimussäätiö Otus sr. 2019. Lukiolaisbarometri 2019.
[5] Opetus- ja kulttuuriministeriö 2017. Gaudeamus igitur-ylioppilastutkinnon kehittäminen.
[6] Opetushallitus 2011. Tieto- ja Viestintätekniikka Opetuskäytössä – Välineet, vaikuttavuus ja hyödyt.
[7] Opetushallitus 2015. Lukion opetussuunnitelman perusteet. Määräykset ja ohjeet 2015:48.
[8] Opetushallitus 2019. Lukion opetussuunnitelman perusteet 2019. Määräykset ja ohjeet 2019:2a.
[9] Ruoste, P., & Lehto, J. 2013. MAA YO K2013 ja symbolinen laskin. Matematiikkalehti Solmu. Luettu 13.1.2020 https://matematiikkalehtisolmu.fi/2013/laskin.pdf.
[10] Saarikoski, P. 2006. Koneen ja koulun ensikohtaaminen – Suomalaisen ATK-koulutuksen varhaisvaiheet peruskoulussa ja lukiossa. Tekniikan Waiheita, 3, 5–19.
