Tutkimuksellista lähestymistapaa (inquiry) luonnontieteiden opetuksessa on toteutettu jo 1800-luvun puolivälistä lähtien. Kemian opetuksessa se nousi uudelleen varteenotettavaksi vaihtoehdoksi 1990-luvulla erityisesti siksi, että tutkimuksellisuuden nähtiin edistävän oppilaissa ymmärrystä tieteen luonteesta. Lisäksi tutkimuksellinen lähestymistapa on linjassa nykyisen oppimiskäsityksen kanssa. Vallitsevan konstruktivistisen oppimiskäsityksen mukaan oppija nähdään aktiivisena toimijana ja sosiaalisessa ympäristössä merkityksiä tuottavana yksilönä (esim. Tynjälä, 1999). Tutkimuksellisen opetuksen tavoitteena voidaan pitää yksilöä, joka kykenee soveltamaan tieteellistä tietoa arkipäivän ongelmanratkaisuun ja päätöksentekoon.
Tutkimuksellisen toiminnan tasot
Tutkimuksellisuus kemian opetuksessa voi tarkoittaa monia asioita. Yleensä se kuitenkin sisältää kokeellista työskentelyä. Erään määritelmän mukaan (Abrams et al., 2007) tutkimuksellisuus jaetaan kolmeen eri osatoimintaan: tutkimuskysymyksen tekemiseen, tiedon keräämiseen ja tulosten tulkitsemiseen. Tutkimuksellisen toiminnan vaativuus määräytyy sen perusteella, kumpi on vastuussa toiminnoista, oppilas (tai oppilasryhmä) vai opettaja.
Alimman tason tutkimuksellisuutta edustaa lähestymistapa, jossa opettaja antaa tutkimusaiheen, tutkimusmenetelmät ja tulkitsee tulokset yleensä sen perusteella, onko vastaus oikein vai väärin. Seuraavalla tasolla opettaja antaa sekä tutkimuskysymyksen että tutkimusmenetelmät, mutta oppilaat tulkitsevat tulokset itse. Kolmannella tasolla opettaja antaa tutkimustehtävän, mutta oppilaat ovat vastuussa tiedon keräämisen suunnittelusta ja toteutuksesta sekä tulosten tulkinnasta. Ylimmällä neljännellä tasolla oppilaat ovat itse vastuussa kaikista kolmesta osatoiminnasta. Työskentelyn vaikeusaste siis kasvaa oppilaiden vastuun mukana. Samalla myös siirrytään opettajakeskeisestä oppijakeskeiseen työskentelyyn. Tutkimuksellinen kokeellisuus on joustava lähestymistapa, jonka toteutus riippuu opiskeltavista sisällöistä, oppilaiden taidoista ja kehitysasteesta sekä koulussa käytettävissä olevista välineistä ja aineista. Opettajan tehtävänä on asettaa tavoitteet sille, mitä kokeellisen työskentelyn kautta on tarkoitus oppia, laatia suunnitelma tavoitteiden toteuttamiseksi ja lopuksi toteuttaa suunnitelma (Osborne, 1993).
Esimerkkinä innovatiivisuus
”Innovatiivisuus” on tämän päivän muotitermi ja monessa koulussa sen edistäminen oppilaissa on asetettu yhdeksi koulun toiminnan tavoitteeksi. Luovuus määritellään usein taidoksi tai kyvyksi synnyttää ideoita. Innovatiivisuus käsittää idean keksimisen lisäksi myös sen toteuttamisvaiheen. Innovaatio puolestaan tarkoittaa idean menestyksellistä toteuttamista käytännössä eli ideasta jalostunut keksintö osoittautuu hyödylliseksi. (Siltala, 2009)
Miten kemian tunnilla voi edistää innovatiivisuutta? Kun kemian opettaja ottaa innovatiivisuuden edistämisen yhdeksi opetuksen tavoitteeksi, niin hänen on tärkeä pohtia, kuinka toteuttaa kokeellisuus. Edellä mainitun luokittelun mukaan alimman tason tutkimuksellinen kokeellisuus tarkoittaa käytännössä keittokirjamaista työohjetta, jota seuraamalla oppijat pääsevät haluttuun lopputulokseen. Sellainen työskentely ei edistä innovatiivisuutta vaan jo aikaisemmin tehdyn asian mekaanista toistamista. Koska innovatiivinen toiminta sisältää idean toteuttamisvaiheen, niin oppilaille tulee antaa mahdollisuus harjoitella kemian tunnilla myös sellaisilla kokeellisilla töillä, joissa heillä itsellään on vastuu tutkimustavan suunnittelusta ja toteutuksesta ongelman ratkaisemiseksi. Parhaimmillaan oppilaat keksivät tutkimusaiheenkin itse ja joutuvat pohtimaan idean toteuttamiskelpoisuutta koulussa. Aivoilla on kyky tuottaa vaihtoehtoisia mielikuvia ongelman ratkaisussa ja toimintatapojen valinnassa ilman, että niitä edes tarvitsee toteuttaa oikeasti. Abstraktia ajattelua pitää harjoitella. Opiskeluprosessissa tulisikin tiedon omaksumisen korostamisen sijaan siirtää painopiste innovaatioprosessin harjoitteluun eli aktiiviseen vaihtoehtojen etsimiseen, mielikuvien tuottamiseen ja niiden toteuttamiseen. (Siltala, 2009)
Lähteet:
Abrams, E., Southerland, S.A. & Evans, C.A. (2007). Inquiry in the classroom: Necessary components of a useful definition. Teoksessa E. Abrams, S.A. Southerland & P. Silva (Eds.) Inquiry in the science classroom: Realities and opportunities. Greenwich, CT: Information Age Publishing.
Osborne, J. (1993). Alternatives to practical work. School Science Review 75, 117-123.
Siltala, R. (2009). Innovaatiot, luovuus ja innovatiivisuus. Teoksessa V. Taatila (toim.) Innovaatioiden lähteillä. Laurea-ammattikoulun julkaisusarja A∙68.Sivut 8-28.
Tynjälä, P. (1999). Oppiminen tiedon rakentamisena. Konstruktivistisen oppimiskäsityksen perusteita. Tampere: Kirjayhtymä.
