Väitös: Uusi teknologinen oppimisväline kaiken tasoisille matematiikan oppijoille

Useat oppimisteoriat suosittelevat käyttämään erilaisia oppimisvälineitä matematiikan oppimisessa. Ne voivat auttaa oppijoita rakentamaan abstraktien matemaattisten käsitteiden ymmärrystä multimodaalisuuden eli moniesitysmuotojen kautta. Esimerkiksi sama matemaattinen tehtävä esitetään tekstinä, kuvina sekä esineitä liikuttamalla.

Parin viime vuosikymmenen aikana virtuaalisten oppimisvälineiden, kuten tablettien, käyttö on noussut perinteisten fyysisten välineiden rinnalle. Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet ristiriitaisia tuloksia molempien välineiden vaikutuksesta oppilaiden oppimiseen ja suoritukseen.

Lehtonen selvitti väitöstutkimuksessaan, kuinka perinteiset ja virtuaaliset oppimisvälineet tukevat alakoulun matematiikan oppimista. Hän myös kehitti uudenlaisen teknologisen oppimisvälineen, joka todella tukee alakoululaisten matematiikan oppimista.

Lehtonen keräsi tutkimusaineistonsa useilla tutkimusmenetelmillä, kuten luokanintervention, haastattelun, kyselylomakkeen ja paperikokeen avulla. Väitöstutkimukseen osallistui yhteensä 18 luokanopettajaa ja matematiikan opettajaa sekä 163 peruskoulun oppilasta.

Esitutkimuksessa havaittiin, että alakoululaiset, jotka käyttivät perinteistä oppimisvälinettä, oppivat uuden matematiikan käsitteen paremmin verrattuna oppilaisiin, jotka käyttivät vastaavaa tablettisovellusta.

— Vaikka sovelluksen käyttö vaikuttaa hauskalta ja antaa oppilaille reaaliaikaisen ohjauksen, sitä käytettäessä oppilaat enimmäkseen painelivat ja pyyhkäisivät tabletin näyttöä ajattelematta asiaa kunnolla. Lisäksi fyysinen vuorovaikutus perinteisen välineen kanssa auttoi oppilaita keskittymään ja konkretisoimaan opittavaa käsitettä, Lehtonen kertoo.

Esitutkimustulosten perusteella Lehtonen kehitti yhteistyössä tietojenkäsittelytieteen opiskelijoiden tiimin kanssa uudenlaisen oppimisvälineen, joka yhdistää fyysisten ja virtuaalisten välineiden vahvuudet. Uusi väline hyödyntää multimodaalista teknologiaa: kosketusnäytön painelun ja pyyhkäisyn sijaan oppilas on vuorovaikutuksessa kehitetyn sovelluksen kanssa liikuttamalla fyysisiä esineitä.

– Tutkimustulokset osoittivat, että kehittämämme teknologinen oppimisväline tukee kaiken tasoisia matematiikan oppijoita. Se avustaa alakoululaisia ilmaisemaan omaa matemaattista ajatteluaan ja olemaan vuorovaikutuksessa. Se myös motivoi heitä oppimaan matematiikkaa. Lisäksi uusi väline auttaa keskitasoisia ja heikkoja oppilaita uusien matemaattisten käsitteiden konkretisoimisessa sekä tukee lahjakkaita laskun tarkistamisessa, Lehtonen iloitsee.

Tutkija korostaa, että teknologisten oppimisvälineiden hyödyntäminen menestyksekkäästi vaatii tukea monilta tahoilta. Sekä opettajaopiskelijoille että kentällä oleville opettajille on tarjottava koulutusta, joka antaa heille valmiutta hyödyntää uusia teknologisia välineitä opetuksessaan. Koulun tulee tukea välineiden hankintaa, niihin liittyvää täydennyskoulutusta sekä opetuskäyttöä.

— Teknologisia oppimisvälineitä on käytettävä opetuksessa ja opiskelussa asianmukaisesti eikä vain teknologian vuoksi. Laadukkaat ja toimivat oppimisvälineet eivät myöskään synny itsestään. On oltava toimijoita, joilla on osaamista ja kykyä suunnitella ja valmistaa niitä, Lehtonen sanoo.

Thaimaasta Hämeenlinnaan muuttanut Daranee Lehtonen työskentelee tällä hetkellä projektitutkijana ja -päällikkönä Euroopan sosiaalirahaston rahoittamassa Digitaalinen lukutaito koronapandemian jälkeen -hankkeessa.

Taiteen maisteri Daranee Lehtosen kasvatustieteiden alaan kuuluva väitöskirja ‘Now I Get It!’: Developing a Real-World Design Solution for Understanding Equation-Solving Concepts tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston kasvatustieteiden ja kulttuurin tiedekunnassa perjantaina 11.2.2022 klo 13 alkaen Tampereen yliopiston Linna-rakennuksen Väinö Linna -salissa, Kalevantie 5, Tampere. Vastaväittäjänä toimii dosentti Lasse Eronen Itä-Suomen yliopistosta. Kustoksena toimii dosentti Jorma Joutsenlahti Tampereen yliopiston kasvatustieteiden ja kulttuurin tiedekunnasta.