Tuntopalaute tiheyden ja tasapainon tutkimisessa - Tapaustutkimus tuntopalauteteknologian käyttöönottamisesta peruskoulun fysiikan oppimisympäristössä

Tuntoaistiin perustuvia tietokoneohjelmia on tutkittu erilaisissa virtuaalisissa oppimisympäristöissä, kuten näkövammaisten oppilaiden oppimisen tukena sekä lääketieteen opiskelussa. Kouluympäristössä ja tavallisessa luokkahuoneopetuksessa niiden käyttäminen on toistaiseksi kuitenkin ollut vähäistä. Tässä pro gradu -tutkimuksessa tutkittiin peruskoulun 8. luokan oppilaiden ja heidän opettajansa kokemuksia tuntoaistia hyödyntävistä tietokonesovelluksista, jotka suunniteltiin ja toteutettiin fysiikan oppisisältöihin ”tiheys” sekä ”vipu ja tasapaino”. Miten tuntopalautesovellusten käyttäminen koettiin, toivatko ne ilmiöiden oppimiseen lisäarvoa, ja koettiinko niistä saatavan hyötyä oppimiseen? Vai oliko niistä kenties jotain haittaa? Tutkimus toteutettiin designtutkimusta soveltaen tapaustutkimuksena, jossa oppiminen määriteltiin sosiokulttuurisesta näkökulmasta oppilaiden aktiivisena tutkivana toimintana. Tutkimusaineistona käytettiin opettajan ja oppilaiden haastatteluja, oppilaiden kirjallisia vastauksia tutkijan esittämiin kysymyksiin, opettajan kirjoittamia kuvauksia kokemuksistaan ja ajatuksistaan sekä tutkijan havaintoja oppitunneilta. Sekä oppilaat että opettaja ottivat ohjelmat innostuneesti käyttöön ja heidän arvionsa niiden toiminnasta olivat pääasiassa myönteisiä. Vaikka sovellukset olivat toiminnoiltaan yksinkertaisia ja niistä puuttuivat esimerkiksi pelilliset elementit, toivat ne sekä oppilaiden että opettajan mukaan oppimiseen jotain, mitä perinteisillä fysiikan luokan välineillä ei saavuteta. Vipu-ohjelman avulla oppilaille havainnollistui vivun liikuttamiseen tarvittavan voiman määrä tasapainotilan saavuttamiseksi, ja ilmiö ymmärrettiin ohjelmalla paremmin kuin perinteisillä välineillä. Myös opettaja havaitsi, että vasta tuntopalauteohjelman avulla ilmiö ymmärrettiin, vaikka oppilaat aikaisempina vuosinakin olivat oppineet tasapainoyhtälöön liittyviä tehtäviä mekaanisesti ratkaisemaan. Tiheys-ohjelman selkeä lisäarvo oli sellaisten alkuaineiden tiheyden ja massan tutkiminen, joita ei voi tuoda luokkaan esimerkiksi niiden vaarallisuuden tai kalleuden vuoksi. Myös alkuaineiden massojen vertailu konkretisoitui ohjelman avulla. Uusi teknologia toi mukanaan tietysti myös haasteita. Opettajan oli muun muassa muutettava aiemmin käyttämiään tuntisuunnitelmia ja oltava valmis sietämään epävarmuutta uudessa tilanteessa. Avainsanat: fysiikan opiskelu, tuntopalaute, tutkiva oppiminen, tapaustutkimus