Luonnontieteen opettajien ajatuksia nanotieteen opetuksesta

1. Luonnontieteen opettajien ajatuksia nanotieteen opetuksesta Kyselytutkimus luonnontieteen opettajille 2009 Anna-Leena Latvala, Jyväskylän Yliopisto Antti Laherto, Helsingin Yliopisto Anssi Lindell, Jyväskylän Yliopisto

2. Nanotieteen opettamisesta • Opiskelijan motivaation tukeminen • Poikkitieteellisyysjateknologia (Lavonen et al., 2005), kokeellisuus (Hutchinson et al., 2007) • Teknologia ja tuotteet tarvitsevat tekijöitä • Työpaikkojen ja markkina-arvon lisääntyminen (Palmberg et al., 2009; Spinverse, 2009; Singh, 2007) • Projekteja maailmalla… • NCLT, PIKO, NISE Network ym. 2000-luvun alusta alkaen • …ja Suomessa • Nanokoulu, Heureka, muita?

3. Uuden sisällön lisääminen opetukseen • Opettajat opetuksen uudistajina • OPS:n uudistamisen onnistuminen riippuu täysin opettajista (Davis, 2003; Kelly, 2004) • Opettajien näkemykset kannattaa huomioida jo aikaisessa vaiheessa (vrt. Clandinin & Connelly, 1992; Anderson & Helms, 2001) • Opettajien esteet opetuksen uudistamisessa (teachers' barriers- Ertmer, 1999) • Sisäiset esteet: tiedot, taidot, kiinnostus, itseluottamus... • Ulkoiset esteet: koulun resurssit, aikarajoitukset, opetusmateriaalit ja -välineet, opetussuunnitelma... • Täydennyskoulutus vaikuttaa tehokkaasti sisäisiin esteisiin (Bamberger & Krajcik, 2010; van Driel et al., 2001) • Erityisesti ulkoiset esteet vaikeuttavat nano-opetusta (Hutchinson et al., 2009; Bamberger & Krajcik, 2010)

4. Kyselyn toteutus • Kyselyn muoto: • Laadullisia suljettuja kysymyksiä • Muutama avoin kysymys • Aihealueet: opetus nyt, opetus tulevaisuudessa, oppimateriaalit ja täydennyskoulutus • Vastattavissa internet-lomakkeella • Kyselyn jakelu: • MAOL:in paikalliskerhojen sähköpostilistan kautta • Vastausaikaa n. kuukausi joulukuussa 2009

5. Tutkimusaineisto • Kyselyyn vastasi 108 opettajaa (43 % miehiä, 57 % naisia) • Paljon fysiikan ja matematiikan opettajia, hyvin vähän biologian opettajia • Vastaajat painottuivat vanhempiin, pitkän uran tehneisiin opettajiin

6. Nanotieteen opetus nyt • Mitä tarkoitetaan nanotieteellä? • Asioita pienessä mittakaavassa • Aineen ominaisuuksia ja käyttäytymistä pienessä mittakaavassa • Mikrosirut, älyvaatteet, pinnoitteet, lääkkeet…

7. Nanotieteen opetus tulevaisuudessa • Vapaa sana: • OPS on täysi: jos lisätään jotain, täytyy myös poistaa • Liian aikaista lukiossa; korkeintaan opinto-ohjaustarkoituksessa • Voisi olla se tekijä, jolla lukion luonnontieteiden kursseja voi integroida yhteen • Tosiasiassa juuri kellään opettajalla ei ole tietoa siitä, mitä nanotiede koulun tasolla voisi olla.

8. Opetusmateriaalit ja resurssit

9. Opettajan kokemus opetukseen käytettävissä olevista resursseista Kouluniresurssitnanotieteenopetukseenovat Omat resurssit nanotieteen opetukseen ovat

10. Kiinnostus täydennyskoulutukseen • ”täydennyskoulutus, johon kuuluu tehtäviä koululla ja myöhempi tapaaminen, toimii” • ”kaikki vinkit ovat tervetulleita sekä käytäntöön että teoriaan” • ”haaveilen osallistuvani itse tällaiseen koulutukseen” • ”olin Helsingin yliopiston järjestämällä nanoteknologia-kurssilla toissa kesänä yhden viikon” • ”aikaa/voimia ei juuri riitä itsensä kehittämiseen ja uuden oppimiseen”

11. Tärkeimmät havainnot • Sisäiset esteet • Ei tiedetä mitä nanotiede on • Ei pidetä tarpeellisena yliopiston ulkopuolella • Ei jaksa ylimääräistä kuormitusta • Ulkoiset esteet • Nanotiede ei ole opetussuunnitelmassa • Koululla ei ole määrärahoja laitteisiin/koulutukseen • Ei ole olemassa valmiita materiaaleja • Miten esteiden yli? • Täydennyskoulutus, opetusmateriaalipaketit, helpot ja halvat työt, yhteistyö koulujen ja yliopistojen/yritysten välillä, …

12. Lopuksi Lähdeluettelo • Kiitämme • MAOL paikalliskerhoja • Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiötä Anderson, R. D., & Helms, J. V. (2001). The ideal of standards and the reality of schools: Needed research. Journal of Research in Science Teaching, 38(1), 3-16. Bamberger, Y., & Krajcik, J. (2010). The role of teachers' barriers in integrating new ideas into the curriculum: The case of nanoscale science and technology. Paper Presented in the Annual Conference of the National Association of Research in Science Teaching, Philadelphia, PA. Clandinin, D. J., & Connelly, F. M. (1992). Teacher as curriculum maker. In P. W. Jackson (Ed.), Handbook of research on curriculum: A project of the american educational research association (pp. 363-401). New York: Macmillan. Davis, K. S. (2003). 'Change is hard': What science teachers are telling us about reform and teacher learning of innovative practices. Science Education, 87(1), 3-30. Ertmer, P. A. (1999). Addressing first- and second-order barriers to change: Strategies for technology integration. Educational Technology Research and Development, 47(4), 47-61. Hutchinson, K., Bryan, L., & Daly, S. (2009). Mediators of middle- and high-school teachers' integration of nanoscale science and engineering content into their curriculum. Proceedings of the Annual Meeting of the National Association of Research in Science Teaching, San Diego, CA. Kelly, A. V. (2004). The curriculum - theory and practice (5th ed.). London: SAGE. Lavonen, J., Laherto, A., Loukomies, A., Juuti, K., Kim, M., Lampiselkä, J., et al. (2009). Enhancing scientific literacy through the industry site visit. In S. Rodrigues (Ed.), Multiple literacy and science education: ICTs in formal and informal learning environments (pp. 225-239). IGI / Information Science Reference: Hershey, PA. Palmberg, C., Dernis, H. ja Miguet, C. (2009). Nanotechnology: An overview based on indicators and statistics. OECD, STI Working Paper 7. Singh, K.A. (2007). Nanotechnology Skills and Training Survey. London, UK: Institute of Nanotechnology Reports. SpinverseOy (2009). Nanotechnology in Finnish Industry 2008 [slideshow]. Available at http://akseli.tekes.fi/opencms/opencms/OhjelmaPortaali/ohjelmat/NANO/fi/etusivu.html. van Driel, J. H., Beijaard, D., & Verloop, N. (2001). Professional development and reform in science education: The role of teachers' practical knowledge. Journal of Research in Science Teaching, 38(2), 137-58.