Fab5_Teema+1.+Miten+teknologialla+voidaan+tukea+oppimista?

Yleisesti ajateltuna teknologia mahdollistaa esimerkiksi
 * Työskentelyn ajasta ja paikasta riippumatta jokaiselle sopivalla tavalla
 * Opetuksen monipuolisen tukemisen (esim. power point, videot, kuvat)
 * Tiedon nopean jakamisen ja löytämisen erilaisten hakukoneiden ja tietokantojen avulla
 * Opetusohjelmien käytön

Teknologiaan perustuvat oppimisympäristöt ovat yksi tapa tukea oppimista teknologian avulla. Hakkarainen, Lipponen, Muukkonen ja Seitamaa-Hakkarainen ovat artikkelissaan perehtyneet verkostopohjaisten oppimisympäristöjen kognitiiviseen tutkimiseen. He ovat jaotelleet oppimisympäristöjen tarjoamat kognitiiviset resurssit opiskelijan tiedonmuodostuksen tukemiseksi viiteen erilaiseen toimintoon a) -- e), joita olemme käsitelleet seuraavassa tarkemmin.

__a) Tieto- ja viestintätekniikka tiedonrakentelun välineenä__

Oppimisympäristö on usein rakennettu niin, että se ohjaa opiskelijat rakentamaan tietonsa opittavasta asiasta järjestelmällisesti. Mallina tällaiseen järjestelmällisesti tapahtuvaan tiedonrakenteluun voidaan pitää tieteellisen tiedon syntymekanismia, joka alkaa usein jostain ongelmasta tai ideasta, jota lähdetään selvittämään tai testaamaan. Hakkarainen et al. kutsuvat näitä ongelmia, teorioita tai suunnitelmia käsitteellisiksi artefakteiksi. Heidän mukaansa käsitteelliset artefaktit ovat työvälineitä, joiden avulla "pyritään selittämään ja ymmärtämään maailmaa".

Miten oppimisympäristöt sitten ohjaavat opiskelijoita kohti järjestelmällistä tiedon rakentelua? Verkostopohjaiset oppimisympäristöt on suunniteltu ns. tiedonrakentelupedagogiikan periaatteita noudattaen (Hakkarainen et al., 2001). Tiedonrakentelupedagogiikassa opiskelija muodostaa itse omia hypoteeseja ja teorioita, joiden paikkansapitävyyttä opiskelija selvittää sekä etsimällä tietoa kirjallisuudesta että tekemällä itse havaintoja. Tärkeimpänä tekijänä voidaan kuitekin pitää oppimista yhdessä ryhmän kanssa. Opiskelijoita kannustetaan lukemaan toistensa tuottamaa materiaalia ja arvioimaan sitä kriittisesti. Erityisesti muut ryhmän jäsenet pyrkivät löytämään esitetyistä käsityksistä ristiriitaisuuksia ja ymmärryksen aukkoja. Verkko-pohjaisessa oppimisympäristössä opiskelijat pystyvät kommentoimaan toisten tekstiä kirjallisesti. Tietokantaan tuotu tieto, ja samalla siis myös opiskelijoiden ymmärrys opittavasta asiasta, voivat syventyä ja jalostua, kun opiskelija pyrkii vastaamaan toisten esittämään kritiikkiin. Mielestämme tämä on myös ainoa tie ymmärtävään oppimiseen oppimisympäristössä, sillä pelkkä uuden tiedon tuottaminen tietokantaan ei välttämättä johda opiskelijan ymmärryksen syventymiseen, sillä tietoa voidaan lainata muista lähteistä ilman opiskelijan omaa henkistä panostusta.

Hakkaraisen et al. tekemien tutkimuksien perusteella tätä tieteen tekemisessä käytettyä tiedonrakentelun mallia voidaan soveltaa jo ala-asteikäisten opetuksessa. Tieteellisessä tutkimuksessa tutkijan sitoutuminen asteittain syvenevään selittämisen prosessiin on tärkeää, jotta tieto ei jäisi pinnalliseksi tai se ei sisältäisi virheellisiä käsityksiä. Tutkijan täytyy kyetä asettamaan tutkimuksensa ja omat käsityksensä tutkijayhteisön kriittisen arvioinnin kohteeksi. Jos puutteita löytyy, on tutkijan jatkettava tutkimuksiaan asian selvittämiseksi, mikä usein vaatii paljon työtä, kärsivällisyyttä ja ennen kaikkea tutkimukseen sitoutumista. Tiedonrakentelupedagogiikkaan perustuva oppiminen on usein haastavampaa ja vie opiskelijalta enemmän aikaa kuin perinteinen luento-tyyppinen opiskelu. Ensimmäinen haaste onkin saada opiskelijat tulemaan oppimisympäristöön ja sitoutumaan tiedonrakentelun malliin. Mielestämme sitoutumista edesauttaa se, jos opiskelija tietää, mitä hyötyä hänelle on, kun hän käyttää aikaansa asioiden tutkimiseen. Olisi hyvä, jos kaikki opiskelijat saisivat heti opintojen alussa tukea oman oppimisen havainnoimiseen, jotta opiskelijat tulisivat tietoisemmiksi omasta oppimistyylistään ja saisivat metakognitiivisia taitoja. Näin opiskelijat voisivat itse tehdä sen huomion, että pohtimalla yhdessä muiden kanssa ja selittämällä opittavaa asiaa sekä itselleen että muille käyttäen käsitteellisiä artefakteja, he oppivat ja ymmärtävät ne paremmin. Sitoutumista voi edesauttaa myös se, että opiskelijoiden tuottamalla materiaalilla on muutakin merkitystä kuin vain kurssista läpi pääseminen. Motivaatiota voi parantaa jo esimerkiksi se, että tuotettu materiaali julkaistaan internetissä, ja on siten kaikkien luettavissa. Sitoutuminen olisi mielestäni vielä helpompaa, jos tutkittava ongelma olisi esimerkiksi tieteessä tai arkielämässä olemassa oleva todellinen ongelma, jonka ratkaiseminen olisi siten mielekästä. Toisaalta, kun opiskelijat ovat alkaneet selvittää tutkittavaa asiaa, onnistuneet omat päättelyt ja ratkaisut kannustavat uusien tutkimuskysymysten kehittämiseen ja tiedon syventämiseen, jolloin sitoutuminen voi syntyä opiskelijan kiinnostuneisuuden ja innostuneisuuden myötä.

__b) Tieto- ja viestintätekniikka ajattelun työkaluina__

Oppimisympäristöt on suunniteltu siten, että niissä työskennellessään opiskelija yltää parempiin saavutuksiin kuin ilman oppimisympäristöä olisi mahdollista. Hakkarainen et al. mainitsevat kaksi eri tekijää, jotka johtavat tähän. Ensimmäinen tekijä on opiskelijan kognitiivisen kuorimituksen vähentäminen oppimisprosessin aikana. Kognitiivista kuormitusta voidaan vähentää esimerkiksi siten, että oppimisympäristöön voidaan liittää kuvia, kaavioita, tekstiä jne. jotka selventävät käsittellisiä artefakteja. Voidaan ajatella, että oppijan mielessä olevaa kaaosta oppimisprosessin aikana voidaan selvittää, kun ongelman ratkaisemiseen liittyvät tiedot näkyvät jäsennellysti tietokoneen kuvaruudulla. Osa ajatteluprosessista voidaan myös antaa toisten oppimisyhteisön jäsenten tai ohjelmien (esim. laskin, sanakirja, simulaattori jne.) suoritettavaksi. Tällöin prosessit, joiden suorittamiseen oppijalla on heikot kognitiiviset taidot voidaan korvata sellaisilla prosesseilla, joissa taidot ovat paremmat.

Toinen tekijä on oppimisympäristön tarjoama toiminnallinen tuki oppimisprosessin aikana. Hakkaraisen et al. mukaan toiminnallista tukea voidaan välittää erilaisilla ympäristön rakenteilla, välineillä tai toimintamalleilla. Tärkeintä on, että nämä tuet auttavat opiskelijaa käyttämään mahdollisimman paljon omaa ajatteluaan ja hyödyntämään omia tietojaan. Esimerkkeinä tällaisesta artikkelissa nostetaan esiin kaksi empiiristä tutkimusta, jossa aloittelevia kirjoittajia oli ohjattu tekemään paremmin jäsenneltyjä, perusteltuja ja muokattuja tekstejä kuin mihin he olisivat kyenneet ilman ulkoista tukea. Toisessa kokeessa tukea tarjottiin antamalla muistilappuja, joissa kehotettiin kiinnittämään huomiota tekstin eri osiin. Toisessa kokeessa kirjoitustukea puolestaan annettiin tietokoneavusteisen kirjoituskumppanin avulla. Olennaista molemmissa kokeissa oli, että toiminnallinen tuki annettiin ongelmanratkaisuprosessin aikana, jolloin kognitiivinen kuormitus väheni ja kirjoittaja pystyi parempaan suoritukseen. Termi scaffolding tarkoittaa toimintarakenteita, jotka tarjoavat oppimisen tukea juuri silloin, kun sitä tarvitaan. Scaffoding-toiminnot voidaan liittää osaksi oppimisympäristöä.

Pohdimme, että tällaisesta ajattelu- ja kirjoitusprosessia helpottavasta oppimisympäristöstä olisi erityisesti hyötyä opinnäytetöiden tekemisessä. Vaikka opiskelijalla onkin opinnäytetyön ohjaaja, on ohjaajan osuus yleensä suuri heti alussa opinnäytetyön aiheenvalinnan ja -rajauksen aikana sekä lopussa, kun teksti on jo kertaalleen kirjoitettu. Sen sijaan ohjaajan tuki on pieni itse ajattelu- ja kirjoitusprosessin aikana. Olisi hyödyllistä, että opiskelija saisi kirjoitustukea esimerkiksi oppimisympäristöön rakennetusta scaffolding-rakenteesta. Samalla opiskelija voisi keskustella oppimisympäristössä muiden opinnäytetyön tekijöiden kanssa, ja opiskelijat voisivat jakaa tietojaan esim. lähteistä, teorioista jne. Samoin oppimisympäristössä voisi luetuttaa omia tekstinpätkiä muilla opiskelijoilla, ja he voisivat kommentoida tekstiä.

__c) Ajatteluprosessin muuntaminen ulkoiseen ja näkyvään muotoon__

Oppimisympäristöjen avulla pyritään siihen, että oppijat itse tuottavat tekstiä ja grafiikkaa tietokantaan esimerkiksi kirjoittamisen ja kuvien muodossa. Koska ihminen pystyy prosessoimaan vain tietyn määrän tietoa mielessään, on ihmisellä oltava välineitä, joiden avulla hän voi käsitellä ja tuottaa tietoa. Oppimisympäristöissä kirjoittaminen voidaan nähdä tärkeimpänä tiedon tuottamisen välineenä. Kirjoittaminen tietokantaan pakottaa oppilaan ulkoistamaan tietonsa, mitä hänellä asiasta on, ja näin ollen tieto saatetaan näkyvään ja avoimeen muotoon. Ulkoistettu tieto mahdollistaa sen, että sitä on helppo arvioida, jäsentää ja muokata, toisin kuin tiedon ollessa yksilön pään sisällä. Oppimisympäristöt mahdollistavatkin sen, että oppija voi seurata oman sekä muiden ajatteluprosessin kehitystä, sekä tiedostamaan oman ajattelunsa keskeisiä vaiheita. ( Hakkarainen et al., 2001)

Perinteisesti tarkasteltuna esimerkiksi esseet ovat hyvä tapa ulkoistaa omaa ajattelua, sillä esseitä kirjoittaessa asia täytyy ymmärtää ja jäsentää, jos sen haluaa muotoilla omin sanoin, ilman että opiskelija kopio tiedon suoraan kirjasta esseeseen. Asioiden ulkoistaminen mahdollistaa artikkelissakin puhutun arvioinnin, jonka avulla tietoa voidaan jäsentää sitä mukaa, kun tieto syventyy. Esimerkiksi wikissä työskentely on yksi tapa ulkoistaa oma ajattelu, ja saattaa se arvioinnin alle. Tälläkin KT1-kurssilla opiskelijoiden tieto asioista syvenee orientaatiovaiheen kautta syvempään reflektiovaiheeseen.

d) __Verkosto-oppiminen ja jaettu asiantuntijuus__

Hajautetun kognition periaatteeseen perustuva jaettu asiantuntijuus tarkoittaa prosessia, joka tarvitsee usean ihmisen jaetun tiedon onnistuakseen. Ihmiset jakavat tietoon, suunnitelmiin ja tavoitteisiin liittyvät kognitiiviset resurssinsa, ja voivat näin saavuttaa jotain, mitä epätäydellisillä tiedoilla varustetut yksilöt eivät olisi yksin voineet saavuttaa. Kaksi tietämätöntä henkilöä voivat saada yhdessä aikaan enemmän, kuin kumpikaan saisi yksin. Tämä johtuu siitä, että ihmisellä ei ole taitoa testata enempää kuin yksi monimutkainen hypoteesi kerrallaan, mutta työskenneltäessä pareittain, toisen osapuolen palaute toimii testaamisen välineenä. Oppija voi myös ymmärtää ongelman syvällisemmin, jos hän selittää sen muille oppijoille. Näin hän joutuu sitoutumaan johonkin tiettyyn näkökohtaan, muuntamaan omat uskomuksensa tietoisiksi ja organisoimaan omia käsityksiään. Samalla paljastuvat myös yksilön käsityksen heikkoudet.

Jaetun asiantuntijuuden mallissa jokaisella oppimisyhteisön jäsenellä, niin oppilaalla kuin opettajallakin, on toisia enemmän asiantuntemusta jossakin asiassa, mutta kenelläkään ei ole kaikkea asiantuntijuutta. Oppimisyhteisön jäsenet työskentelevät kahdenlaisissa ryhmissä: asiantuntijaryhmissä ja vastavuoroisen opettamisen ryhmissä. Asiantuntijaryhmän tehtävänä on ratkaista tutkimuksen kohteena oleva ongelma tai tehtävä. Jokaisesta asiantuntijaryhmästä yksi edustaja osallistuu vastavuoroisen opettamisen ryhmään ja selittää saavutetut tulokset muiden ryhmien edustajille. Näin korkeatasoisin asiantuntijuus jakautuu kaikkien ryhmien kesken. Oppilaiden kiinnostuksen ja tietopohjan erot eivät ole ongelma, vaan sitä voidaan hyödyntää. Samaan aikaan kunkin oppilaan asiantuntijuutta kehitetään heidän omalla alueellaan. Erilaisten asioiden osaaminen ja tiedon jakaminen osaamisesta on omiaan motivoimaan yhteistoimintaa. Oppilaiden tiedonkäsittelytavoissa on eroja, jotka voivat johtua esimerkiksi kodin vuorovaikutuskulttuurista. Osalla oppilaista tiedonkäsittelytavat ovat kehittyneet asiantuntijoiden käytäntöjen tasolle, jolloin on mahdollista, että muut omaksuvat kehittyneitä kognitiivisia käytäntöjä näiltä oppilailta. Joskus opettajan opettama malli voi olla oppilaalle liian vaikeaselkoinen, jolloin voi olla avuksi, jos joku toinen oppilas selittää asian eri tavalla.( Hakkarainen et al., 2001)

Jaettu asiantuntijuus on arkipäivää monissa työyhteisöissä, kuten vaikkapa monitieteisissä tutkimusryhmissä ja erilaisissa projektitiimeissä, esimerkiksi ohjelmistoalan yrityksissä tai sairaaloissa. Sen vuoksi jaettua asiantuntijuutta tulisi harjoitella ja käyttää opetuksessa. Jaettu asiantuntijuus on tärkeää kaikenlaisissa ryhmätöissä ja erityisesti tämän kurssin kaltaisilla monitieteisillä kursseilla. Kurssilla on opiskelijoita useilta eri laitoksilta ja jokaisella on varmasti jotakin tietoa, mitä muilla ei ole. Lisäksi se, että keskustelemme ryhmässä tehtävän aiheesta ja kirjaamme oppimaamme tänne wikiin auttaa meitä käsittämään asiat syvällisemmin. Jos opettajan tai kirjojen tarjoama malli tai selitys ei ole tarpeeksi selkeä, voi opiskelija löytää itselleen sopivamman mallin keskustelemalla muiden opiskelijoiden kanssa tai lukemalla heidän tuottamiaan tekstejä.

__e) Opetuksen ankkuroiminen todellisen maailman monimutkaisiin ongelmiin__

Tilannesidonnaisen kognition teoria korostaa, että oppiminen ja ihmisen ajattelu ovat kontekstiinsa sidottuja. Tämä tarkoittaa sitä, että esim. koulun matematiikan yhtälöopit on vaikeasti yhdistettävissä arjen kokemuksiin, kuten kaupassa asiointiin. Jotta yksilö voi hyödyntää saamaansa tietoa, on hänen osallistuttava aitoihin asiantuntijan käytäntöihin oppimisen alusta alkaen. Tätä käytäntöä kutsutaan kognitiiviseksi kisällioppimiseksi. Tällöin opetuskäytäntöjä suunnitellessa tähdätään siihen, että opetuskäytännöt lähentyisivät asiantuntijakulttuurin kanssa. Tämä taas tarkoittaa sitä, että oppilaat osallistuvat myös koulun ulkopuoliseen toimintaan, kuten aitoihin yhteiskunnallisiin toimintoihin, ja näin lisäävät omaa asiantuntemustaan eri aloilla. (Hakkarainen et al., 2001)

Yhtenä esimerkkinä voidaan ajatella kognitiivisesta kisällioppimisesta esimerkiksi kielten oppimista. Pelkän kielen pänttäämisen ohessa opiskelijat voivat konkreettisesti harjoitella erinäisiä reaalielämän tilanteita oppitunnilla, jolloin tilanne tulee hahmotettua aidompana, kuin jos asian vain lukisi kirjasta. Myös erilaiset opintomatkat, tutustuminen eri kulttuuriin ja sen kansalaisiin (esim. tietotekniikan avulla), ja kielen käytännön harjoittelu tukee oppimista jo alusta alkaen, ja laskee kielen puhumisen ja tuottamisen kynnystä jo opintojen alkuvaiheessa. Monimuotoinen opiskelu tuo oppimista lähemmäksi todellista maailmaa, jossa kieltäkin tulee käyttää.

__Lähteet:__

Kai Hakkarainen, Lasse Lipponen, Hanni Muukkonen ja Pirita Seitamaa-Hakkarainen: "Oppimisympäristöjen kognitiivinen tutkimus", kappale 6 kirjasta "Moderni kognitiotiede", toim. P. Saariluoma, M. Kamppinen ja A. Hautamäki, 2001.

Piritta Leinonen, KT1:n luento 12.9. 2007

__Takaisin__