Kokeellisuuden teoriaa

Käytännön töiden (kokeellisen työskentelyn) merkitystä on tutkittu kohtuullisen paljon 90-luvulta lähtien.

Kerrin tutkimus vuodelta 1963, joka käsitteli käytännön töiden tavoitteita, määrittelee tavoitteet käytännön töille seuraavasti:
– opitaan luonnontieteellistä ajattelua,
– opitaan tiedon käsittelyn taitoja,
– harjaannutaan ratkaisemaan ongelmia,
– opitaan ymmärtämään teoriaa,
– opitaan todentamaan käsitteet ja lait, jotka on opetettu,
– opitaan, että kokeellisuus on osa tutkimusprosessia, jossa luodaan uutta tietoa,
– herää kiinnostus luonnontieteisiin ja asenteet tulevat positiiviseksi,
– tehdään fysiikan, kemian ja biologian ilmiöistä todellisia,
– opitaan tekemään tarkkoja havaintoja ja huolellisia muistiinpanoja.

Millar (2004) puolestaan omassa artikkelissaan asettaa kokeellisen työskentelyn tavoitteiksi:
– työllä muutama selkeä tavoite,
– työ suuntaa oppilaiden huomion asioihin, jotka ovat olennaisia tietorakenteen kehittymisen tai kumoamisen kannalta,
– työ aktivoi jo olemassa olevat tietorakenteet,
– mahdollistaa oppilaiden toiminnan ja puheen seuraamisen,
– työn tulosten tarkastelu johtaa luokitteluun, yhteyksien, riippuvuuksien ja/tai verrannollisuuksien esittämiseen,
– työskentelyn jälkeen oppilaat ohjautuvat pohtimaan, käyttämään tuloksia pohdinnassa ja perustelemaan asioita tuloksiin nojautuen,
– työskentely ja tulokset synnyttää sosiaalista vuorovaikutusta.

Yksi tutkimuksista (Abrahams & Millar 2008) haluaa päästä yleisistä pohdinnoista, jonka mukaan arvioidaan kokeellisen työskentelyn vaikuttavuutta yleensä, konkreettiseen arviointiin yksittäisten kokeellisten töiden ja tehtävien kohdalta Millarin (1999) kehittämän prosessikuvauksen pohjalta. Millarin (2004) tavoitelista tukee jo tätä lähestymistapaa. Abrahams ja Millar (2008) pohtivat vaikuttavuutta kahdella tasolla oppilaiden tekemisen ja oppilaiden oppimisen tasoilla. Tätä kautta pohdinta konkretisoituu yksittäisten kokeellisten töiden kohdalle. 

Vaikuttavuustaso 1 Vaikuttavuustaso 2
Opettajan tavoitteet
Mitä odotetaan oppijoiden oppivan
Mitä oppijoiden todella pitää tehdä
Mitä oppijat todella oppivat Mitä oppijat todella tekevät


Kokeellisten töiden vaihtoehdot


Tyytymättömyys kokeellisten töiden vaikuttavuuteen on johtanut lukuisiin vaihtoehtoisiin työmuotoihin. Näiden vaikuttavuutta ei ole paljoa tutkittu. Tässä yhteydessä esille nousevat simulaatiot ja muut tietokoneperusteiset materiaalit sekä ryhmäkeskustelut.

Lähtökohtana kontekstuaalisiin lähestymistapoihin nousee vahvasti STS-painotus, STS tulee sanoista Science - Technology – Society. Molempien liittyy halu liittää luonnontieteiden opiskelu jokapäiväiseen elämään. Kontekstuaaliseen lähestymistapa tarjoaa vaihtoehdon sille, että luonnontieteiden opiskelu vaikuttaa olevan irrallista ja kiinnostus jatko-opinnoissa tieteisiin erityisesti fysiikkaan on laskenut.

STS:ään liittyen Bennett viittaa vuonna 1994 julkaistuun kirjaan, jossa oli professori Aikenheadin artikkeli ja johdatus STS-hankkeeseen: What is STS Science Teaching?

Bennett pitää valitettavana, että tätä lähestymistapaa on tutkittu liian vähän, materiaalien kehitystyön perustaminen tutkimukseen tai sitten kontekstuaalisten materiaalien käytön vaikutuksia tutkivaan tutkimukseen.