Tunneilmapiiri ja tabletit matematiikan tunneilla

Toukokuussa valmistui Suvi Helinin pro gradu Tunneilmapiiri matematiikan tunneilla 2. ja 3. luokissa. Tutkimus Tampereen kaupungin Digikirja-hankkeesta. Tutkimuksessa oli tarkoituksena 2. ja 3. luokkalaisten matematiikan oppituntia esittävien piirrosten avulla selvittää, millainen tunneilmapiiri matematiikan oppitunneilla on. Luokkien matematiikan oppitunneilla on opetuksessa mukana ollut myös tablet-laitteita. Tunneilmapiirin lisäksi piirroksista tutkittiin oppilaiden matematiikkakuvaa ja tablet-laitteiden esiintymistä.

Piirrosten tulkinnan tukena tutkimusaineistona käytettiin myös lasten haastatteluita. Tutkimusaineisto kerättiin Digikirja-hankkeessa mukana olleilta viideltä oppilasryhmältä, kolmelta 2. luokalta ja kahdelta 3. luokalta, kokonaisuudessaan oppilaiden piirroksia kertyi analysoitavaksi 79 kappaletta.

Tutkimuksen keskeisimmät tulokset olivat, että tunneilmapiiri matematiikan oppitunneilla oli positiivinen, mutta luokkakohtaisia eroavaisuuksia oli havaittavissa. Matematiikkakuvaa oli haastava tulkita aineistosta, sillä oppilaat kuvasivat piirroksiinsa niukasti omia tunteitaan matematiikkaa kohtaan. Toisaalta oppilaat kuvasivat matematiikan oppitunteja pääosin myönteisillä ilmeillä ja siitä voidaan tehdä johtopäätös, että oppilaiden matematiikkakuva on enimmäkseen positiivinen. Tablet-laitteet näkyivät luokkakohtaisesti eri tavoin ja niihin yhdistettiin sekä positiivisia että negatiivisia tuntemuksia.

Piirroksista tutkittiin myös tablet-laitteiden näkyvyyttä, sillä luokissa oli ollut käytössä matematiikan tunneilla tablet-laitteet jo toista lukuvuotta. Yhdeksi analysoitavaksi sisältöluokaksi lisättiin siis se, näkyykö piirroksissa tablet-laitteita. 26 % 2. luokkalaisista piirsi matematiikan oppituntipiirrokseen tablet-laitteen jollekin oppilaalle. 25 % 3. luokkalaisista piirsi laitteen piirrokseen. Molemmilla luokka-asteilla siis neljännes oppilaista piirsi piirrokseen näkyviin tablet-laitteen. Pieniä eroja luokkien kesken oli havaittavissa, yhdessä luokassa vain 11 % piirsi tablet-laitteen kun taas parhaimmillaan 41 % luokan oppilaista piirsi tablet-laitteen piirrokseensa. Yksi päähavainto tablet-laitteiden esiintyvyydestä piirroksissa oli se, että pelillisyys näkyy monessa piirroksessa, joissa tablet-laite on opetuksessa mukana.

Tablet-laitteet oppilaslähtöisyyden edistäjinä

Alkuvuodesta on julkaistu toinen Digikirja-hankkeesta tehty tutkimus, Mari Kuuselan pro gradu Tablet-laitteet opetuksessa oppilaslähtäisyyden edistäjinä. Kokoan tähän artikkeliin mielestäni keskeisimpiä havaintoja. On huomioitava, että tutkimuksen pohjana olevat haastattelut on tehty vuosi sitten, jolloin laitteet eivät olleet olleet käytöissä vielä kovinkaan kauan.

Tutkimukseen kerättiin kuusi haastattelua hankkeessa mukana olevilta opettajilta, jotka tulivat kolmesta eri tamperelaisesta koulusta. Kaksi opettajista opetti haastatteluaikana toista luokkaa ja neljä ensimmäistä luokkaa. Aineistonkeruu ajoittui helmikuuhun 2015. Tarkoituksena oli, että projekti olisi ollut jo hyvin käynnissä siihen mennessä ja ajankohta olisi täten sopiva aineistonkeruulle. Helmikuu osoittautui kuitenkin melko aikaiseksi, koska osa opettajista oli saanut tabletit kaikille luokan oppilaille vasta joulukuussa 2014. Kahdella opettajista oli projektin aikana käytössään iPad-tabletit ja kahdella Windows-tabletit. Kahdella viimeisellä opettajalla oli käytössään sekä projektia varten hankitut Windows-laitteet että kouluun jo aiemmin yhteiskäyttöön hankitut iPad-laitteet. Projektin aloitusvaiheessa kaikki haastatellut opettajat olivat kohdanneet erilaisia ongelmia laitteiden käytössä. Windows-laitteet osoittautuivat vaikeammin käytettäviksi iPad-tabletteihin verrattuna, ja Windows-laitteita käyttäneet opettajat kohtasivat ongelmia laitteisiin kirjautumisessa ja käytettävien sovellusten vähyydessä. Myös iPadejä käyttäneillä opettajilla oli ongelmia esimerkiksi laitteiden ja valmismateriaalien yhteensopivuuksien kanssa. Opettajat kaipasivatkin lähes yksimielisesti lisäkoulutusta laitteiden käytöstä opetuksessa ja erityisesti pienten oppilaiden kanssa. Opettajat eivät mielestään pystyneet saamaan kaikkea hyötyä irti laitteista, eivätkä tienneet tarpeeksi niiden käyttömahdollisuuksista. Turhautuminen kuului monissa haastatteluissa.

Kaikkien haastateltujen opettajien luokilta löytyi eri kielitaustoista tulevia oppilaita. Maahanmuuttajataustaisia oppilaita oli enimmillään lähes puolet luokan oppilaista. Jokaisen opettajan luokalta löytyi lisäksi yksi tai useampi oppilas, joilla on oppimisvaikeuksia tai päätös erityisestä tai tehostetusta tuesta.

Tärkeimpänä tekijänä opettajat nostivat esiin tablettien tuen opetuksen eriyttämisessä. Eriyttämisen tukeminen olikin opettajilla yksi suurimmista toiveista ja tavoitteista tablettien opetuskäytössä. Täysin tavoitteet eivät kuitenkaan olleet toteutuneet erityisesti lahjakkaimpien oppilaiden eriyttämisessä. Tabletit myös lisäsivät oppilaiden itseohjautuvuutta. Yleisesti opettajat kokivat, että tabletit tukivat opetuksen eriyttämistä hyvin. Tablettien myötä oppilaat pystyivät helpommin tekemään omantasoisia tehtäviä ja etenemään itselleen sopivaa tahtia. Hyväksi esimerkiksi mainittiin matematiikkaan liittyvät pelisovellukset, jotka mahdollistivat hyvin omatasoisen etenemisen. Matematiikassa eriyttämisen todettiin olevan myös erityisen tärkeää, koska tasoerot ovat usein suuria.

Omatasoista etenemistä helpottivat myös oppimispelit. Opettajan mukaan oppilaat keskittyivät paremmin omaan pelaamiseensa, eivätkä kiinnittäneet niin paljon huomiota muiden tekemiseen. Heikompien oppilaiden oli näin helpompi tehdä ja kerrata vanhempia tehtäviä muiden seuraamatta. Toisaalta taitavampia oppilaita pystyi kannustamaan kokeilemaan itsenäisesti sellaisia tehtäviä, joita ei ollut vielä opetettu. Pelien avulla lahjakkaammat oppilaat pystyivät etenemään hyvin nopeaakin tahtia muiden harjoitellessa vielä perustehtäviä.

Tablettien opetuskäytön koettiin lisäävän oppilaiden omatoimisuutta. Kun itseohjautuvat pelit ja sovellukset mahdollistivat oppilaiden itsenäisen etenemisen, opettajat kokivat pystyvänsä helpommin kiertelemään luokassa ja auttamaan oppilaita, joilla oli vaikeuksia tehtävien kanssa. Itseohjautuvat ohjelmat myös toistavat sellaisia harjoituksia, joissa oppilaalla on vaikeuksia, jolloin oppilas pääsee etenemään vasta opittuaan edellisen asian.

Yhtenä tärkeimmistä lisätuista voidaan nähdä tablettien tuki oppilaille, joilla oli erilaisia oppimisvaikeuksia. Esimerkiksi sellaiset oppilaat, joilla on heikot hienomotoriset taidot ja vaikeuksia esimerkiksi kynän käytössä, pystyivät opettelemaan kirjainten kirjoitusta tabletilla. Tabletilla harjoittelemisen jälkeen löytyi nopeammin oikea suunta kirjainten ja numeroiden tekemiseen myös kynällä.

Myös vuorovaikutteisuuden, oppilaiden osallistamisen ja yhteisöllisyyden nähtiin lisääntyneen tablettien myötä. Tabletit toivat kuitenkin myös vähemmän toivottua vuorovaikutusta, kun opettajat joutuivat toimimaan teknisenä apuna opettamisen sijaan. Opettajien vastauksissa korostuikin tietotekniikan toimivuuden ja käytettävyyden tärkeys ennen kuin erilaisia laitteita otetaan käyttöön kouluihin. Jos laitteen toimivuudessa tai käytettävyydessä on ongelmia, se hidastaa työskentelyn etenemistä ja turhauttaa niin opettajaa kuin oppilaitakin. Varsinkin Windows-laitteilla oli ollut ongelmia laitteiden käynnistämisessä, usein toistuvassa päivittymisessä sekä erilaisissa ohjelmistovirheissä, joita oli tarvinnut erikseen korjauttaa. Yksi opettaja totesikin, että jotkut lapsista ottivat mieluummin jonkin muun työskentelytavan kuin tabletin, koska arvioivat, että ehtivät tekemään enemmän ja mielekkäämpää työtä sen sijaan, että odottavat laitteiden ja ohjelmien käynnistymistä. Tällaiset ongelmat luovat turhautumista ja ennakkoluuloja kaikenlaista tietotekniikkaa kohtaan.

Tableteilla työskenneltiin kaikissa luokissa sekä itsenäisesti että ryhmissä. Suurin osa opettajista oli sitä mieltä, että tablettien käyttö on lisännyt oppilaiden vuorovaikutteisuutta ja yhteistoiminnallisuutta. Oppilaiden kerrottiin herkemmin kysyvän apua toisiltaan ja neuvovan toisiaan tablettien käytössä. Osa opettajista koki tabletin helpottavan myös opettajan ja oppilaan välistä vuorovaikutusta. Tablettien ohjatessa oppilaiden toimintaa opettajilla oli enemmän aikaa jutella oppilaiden kanssa ja puhua jokaisen oppilaan omista asioista.

Tablettien voidaan katsoa tukeneen monipuolisesti arvioinnin eri osa-alueita uuden opetussuunnitelman tavoitteiden mukaisesti. Tabletit tekivät oppimisprosessia näkyvämmäksi ja tukivat oppilaiden osallisuutta. Tabletit tukivat myös oppilaiden itsearviointia. Sen sijaan vertaisarvioinnin tukemisessa ja oppilaiden palautteenannossa tabletteja ei ollut ainakaan haastatteluhetkeen tultaessa juurikaan ehditty hyödyntämään. Opettajan palautteenannon välineenä ja arvioinnin työkaluna tabletit toimivat kuitenkin hyvin.

Opettajat kokivat, että tableteilla tehdessään oppilaat kertasivat mieluummin erilaisia perusharjoituksia kuin perinteisillä opetusvälineillä työskenneltäessä. Esimerkiksi erilaisten pelien kautta matematiikan tehtäviä kerrattiin ja toistettiin mieluummin kuin jos olisi tehty kirjasta lisätehtäviä samasta aihepiiristä. Pelien avulla kertaustehtävät eivät tuntuneet opiskelulta, vaan oppilaat jaksoivat pelata oppimispelejä mielellään. Uusi väline innosti oppilaita työskentelyyn.

Tabletit toivat joillekin oppilaille myös uuden roolin luokassa. Laitteiden käytön hyvin hallitsevat oppilaat pääsivät olemaan muiden oppilaiden apuna ja tukena laitteiden käytössä, mikä lisäsi oppilaiden innostusta ja käsitystä omasta osaamisestaan.

Gradupoiminnat teki
Liisa

Mobiililaitteiden opetuskäytön asettamat haasteet opettajien ammatilliselle kehitykselle

Digikirja-hankkeeseen liittyen on tekeillä useampia pro gradu -tutkielmia Tampereen yliopistossa. Niistä ensimmäisenä valmistui Hanna Leinosen työ Mobiililaitteiden opetuskäytön asettamat haasteet opettajien ammatilliselle kehitykselle, josta tässä artikkelissa tiivistelmä.

Tutkielman tarkoituksena oli selvittää, mitä haasteita mobiililaitteiden käyttö opetuksessa asettaa opettajan ammatilliselle kehitykselle. Lähestymistavaksi tutkittavaan ilmiöön valittiin Koehlerin ja Mishran (2006; 2009) kehittämä TPACK-malli (technological, pedagogical and content knowledge), jonka pohjalta muodostettiin tutkimuskysymykset. Alatutkimuskysymyksissä jaettiin päätutkimuskysymys eri osa-alueisiin TPACK-mallin pohjalta. Täten neljässä alatutkimuskysymyksessä kysyttiin mitä haasteita mobiililaitteiden opetuskäyttö asettaa opettajan teknologiselle, pedagogiselle ja sisällölliselle osaamiselle sekä näiden yhdistelmille.

TPACK-malli (Koehler & Mishra 2006; 2009) on kokonaisvaltainen lähestymistapa opettajan ammatillisen osaamisen kehitykseen. Malli pohjautuu Shulmanin (1986) malliin, jossa yhdistetään pedagoginen ja sisällöllinen osaaminen. TPACK-mallissa mukaan otetaan myös teknologinen osaaminen. TPACK-mallissa opettajan osaaminen rakentuu teknologisesta, pedagogisesta, sisällöllisestä, teknologis-pedagogisesta, teknologis-sisällöllisestä, pedagogis-sisällöllisestä ja teknologis-pedagogis-sisällöllisestä osaamisesta.

Mallin ajatuksena on yhdistää opettajan teknologisen, pedagogisen ja sisällöllisen osaamisen osa-alueet toisiinsa niin, että teknologian käyttö opetuksessa olisi tehokasta. Mallin mukaan olennaista on se, että opettaja kehittyy riittävästi kaikilla osa-alueilla. Jotta teknologian käyttö opetuksessa olisi tehokasta, ei riitä että opettajan osaaminen on hyvää ainoastaan esimerkiksi teknologian osa-alueella, vaan hänen täytyy osata yhdistää teknologinen osaaminen sisällölliseen osaamiseen eli esimerkiksi ymmärtää mikä teknologia sopii kulloisenkin sisällön opettamiseen. Tehokkaan opetuksen aikaansaamiseksi opettajan täytyisi myös osata yhdistää teknologinen ja pedagoginen osaaminen, mikä voi tarkoittaa esimerkiksi pohdintaa siitä, miten pedagogisen suhteen ylläpitäminen onnistuu erilaisia teknologisia oppimisympäristöjä käytettäessä. Lisäksi opettajan täytyisi pystyä yhdistämään pedagoginen ja sisällöllinen osaaminen, mikä tarkoittaa esimerkiksi sopivan tasoisten asioiden opettamista oppilaille. Kun opettaja yhdistää onnistuneesti eri osa-alueet toisiinsa, hänen osaamisestaan tulee kokonaisvaltaista ja hänen opetuksestaan tulee tehokasta. (Koehler&Mishra 2009, 62-67.)

Tutkimus toteutettiin pääasiallisesti laadullisen tutkimuksen keinoja hyödyntäen. Sisällönanalyysin tukena on käytetty lukumääriä, jotka on perinteisesti liitetty määrälliseen tutkimukseen. Aineisto kerättiin avoimella kyselylomakkeella kymmeneltä luokanopettajalta, jotka ovat mukana Tampereen kaupungin eVarikon järjestämässä Digikirja-hankkeessa. Kyselyssä hyödynnettiin tulevaisuuden muistelu -menetelmää, jossa tutkittavat eläytyivät annettuun tulevaisuuden tilaan ja vastaavat tulevaisuudesta käsin kysymyksiin. Näin saatiin selville hankkeen asettamia haasteita opettajan ammatillisesta kehityksestä yhdellä aineistonkeruukerralla. Täydentävänä tutkimusaineistona on käytetty Digikirja-hankkeessa mukana olevien opettajien kokoamaa taulukkoa, johon on koottu keinoja uuden opetussuunnitelman teknologiaan liittyvien tavoitteiden saavuttamiseksi. Aineisto analysoitiin sisällönanalyysin keinoin teemoitellen.

Tutkimuksen analyysin mukaan opettajien teknologiseen osaamiseen liittyvä keskeinen haaste oli teknologisten perustaitojen kehittäminen. Toisaalta vaikka opettajat kokivat tarvetta kehittää teknologisia perustaitojaan, suurin osa opettajista ei kokenut, että heillä tulisi olla syvällistä ymmärrystä teknologisista laitteista. Sen sijaan he korostivat ulkopuolisen avun hyödyntämisen tärkeyttä. Opettajien näkemys vaikuttaa luontevalta, sillä opettajan ei liene syytä olla teknologian ammattilainen. Riittää, että opettajilla on riittävät teknologiset taidot teknologian opetuskäytön kannalta.

Pedagogiseen osaamiseen liittyen opettajat kokivat keskeiseksi haasteeksi roolien muutokset. Roolien muutoksilla opettajat tarkoittivat oppilaiden ja opettajien roolien muutoksia sekä näistä johtuvaa luokan ryhmädynamiikan muutosta. Roolien muutoksessa oppilaista tulee aktiivisempia ja itsenäisempiä, kun taas opettajien rooli muuttuu ohjaajaksi ja tiiminvetäjäksi. Opettajien mukaan haasteena on jatkuvan kontrollin tunteesta luopuminen ja siirtyminen tiedon äärelle ohjaajan rooliin. Roolien muuttuminen ja uudenlainen ryhmädynamiikka voidaan nähdä myös perusopetuksen opetussuunnitelman toteuttamisena (Luukkainen 2005, 19–24.) Myös uuden perusopetuksen opetussuunnitelman (Opetushallitus 2014) mukaan opetus perustuu käsitykselle oppilaan roolista aktiivisena oppijana. Ilomäki ja Lakkala (2006, 194–200) esittävät näkemyksen, jonka mukaan teknologian opetuskäyttö tuo mukanaan roolien muutoksen, jossa oppilas työskentelee itsenäisemmin ja opettajan rooli on olla enemmän oppimisen tuki, ohjaaja.

Sisällölliseen osaamiseen liittyen opettajat kirjasivat suppeasti haasteita. Jotkut opettajista olivat sitä mieltä, että hanke ei aseta haasteita opettajan sisällölliselle osaamiselle. Tästä voidaan tehdä johtopäätös, jonka mukaan opettajat eivät juuri koe teknologian käyttöön opetuksessa sisältyvän suuria sisällölliseen osaamiseen liittyviä haasteita. Esiin nousi vähäisissä määrin kuitenkin opetussuunnitelman huomioiminen. Lisäksi opettajat nostivat jonkin verran esille sisällöllisen osaamisen haasteena myös opettajan tarpeen kehittyä tiedonhankinnassa.

Teknologis-pedagogiseen osaamiseen liittyen opettajat kirjasivat runsaasti mainintoja, mutta yksikään näistä maininnoista ei erotu muista mainintojen määrässä. Jos osaamisalueeseen liittyviä mainintoja vetää yhteen, nousee esille opettajien kokema haaste teknologian monipuolisesta arkikäytöstä opetuksessa sekä teknologiaa hyödyntävien opetustapojen löytäminen. Opettajille oli tärkeää, että teknologia ei jäisi opetuksessa irralliseksi elementiksi, vaan se olisi luonteva osa opetusta. Opettajat toivoivat myös, että laitteiden käytöstä tulisi monipuolista, eikä esimerkiksi käytettäisi pelkkiä valmiita sovelluksia.

Kuten sisällölliseen osaamiseen myös teknologis-sisällölliseen osaamiseen liittyen oli suppeasti mainintoja. Näiden mainintojen avulla ei kannata vetää minkäänlaisia johtopäätöksiä niiden vähäisen määrän vuoksi. Johtopäätöksenä voidaan kuitenkin jossain määrin pitää sitä, että opettajat eivät ole pohtineet tähän osaamisalueeseen liittyviä seikkoja ainakaan kyseisen aineiston keruun yhteydessä.

Pedagogis-sisällölliseen osaamiseen liittyen opettajien maininnoissa korostui eriyttäminen ja oppilaiden yksilöllinen kohtaaminen. Opettajat kokivat, että uusien laitteiden käyttöönoton myötä eriyttäminen ja oppilaiden yksilöllinen kohtaaminen helpottuvat. Eriyttäminen ja oppilaiden yksilöllinen kohtaaminen vaativat kuitenkin opettajilta kehittymistä, kun sitä toteutetaan uudella tavalla teknologian ollessa osa opetusta.

Koko työn voit lukea täällä.

Lähteet:

Ilomäki, L. & Lakkala, M. 2006. Tietokone opetuksessa: opettajan apu vai ongelma? Teoksessa S. Järvelä, P. Häkkinen & E. Lehtinen (toim.) Oppimisen teoria ja teknologian opetuskäyttö. Helsinki: WSOY.

Kilpiö, A. & Markkula, M-L. 2006. Tietoyhteiskuntakehitys – opettajat odotusten ja mahdollisuuksien ristipaineessa. Teoksessa A. Nummenmaa & J. Välijärvi (toim.) Opettajan työ ja oppiminen. Jyväskylä. Jyväskylän yliopisto.

Koehler, M.J. & Mishra, P. 2006. Technological Pedagogical Content Knowledge: A Framework for Teacher Knowledge. Teacher College Record. 108 (6), 1017-1054.

Koehler, M.J. & Mishra, P. 2009. What is technological pedagogical content knowledge? Contemporary Issues in Technology and Teacher Education (CITE), 9(1), 60-70.

Luukkainen, O. 2005. Opettajan matkakirja tulevaan. Juva: WS Bookwell Oy.

Opetushallitus. 2014. Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteet 2014. http://www.oph.fi/download/163777_perusopetuksen_opetussuunnitelman_perusteet_2014.pdf. (Luettu 12.3.2015.)