FY2-kurssin argumentointiharjoitus

Osallistuin MAOLin Joensuun syyskoulutuspäivillä tutkijatohtori Mikko Kesosen työpajaan "Ihmetys ja argumentointi luonnontieteiden opetuksessa". Työpajassa keskityttiin argumentointia painottavaan luonnontieteiden kouluopetukseen, jonka keskeisenä tavoitteena on tukea oppilaiden perustelutaitojen kehittymistä ja luonnontieteiden oppimista. Työpajan päätteeksi täytetyssä palautelomakkeesssa ilmoitin olevani kiinnostunut kokeilemaan argumentoinnin painottamista yhdessä työpajan pitäjän kanssa. Ajatuksenani oli tällöin ottaa jokin valmis harjoitus ja testata se FY2-kursseilla.

Suunnittelin kolmannen jakson FY2-kurssille argumentointiharjoituksen sisältävän kokonaisuuden ominaislämpökapasiteetista. Käytin argumentointiharjoituksen pohjana Itä-Suomen yliopiston LUMA-keskuksen lämpöopin tehtäväkokonaisuudesta aiheen ominaislämpökapasiteetti tehtävää 1. Muokkasin tehtävästä omalle kurssilleni sopivan argumentointiharjoituksen. Ennen kokeilua keskustelimme Mikon kanssa puhelimitse suunnitelmastani. Halusin kokeilla argumentointia kokeellisen työskentelyn ja laskennallisen tehtävän välissä. Kokemukseni mukaan opiskelijoiden on vaikea perustella laskennallisia tehtäviä, vaikka perustelut osataan ilmiöön liittyvissä selitystehtävissä.

Ominaislämpökapasiteetin käsittely aloitettin ryhmissä tehdyllä työllä aineen lämpeneminen ja jäähtyminen. Töiden tulokset koottiin lomakkeella, jonka yhteenvetoa käytin opetuskeskustelussa. Aikaisemmin oli opittu eristetty systeemi, lämpötilaerojen tasoittuminen ja lämmön siirtyminen kuumemmasta kappaleesta kylmempään. Ominaislämpökapasiteettiin liittyvän työn tuloksista keskusteltaessa muodostettiin matemaattinen malli lämpötilaerojen tasoittuessa siirtyvälle lämmölle. Matemaattisen mallin käyttöä harjoiteltiin kahdella tehtävällä.

Argumentointiharjoitus aloitettiin kyselyllä, jossa opiskelijat valitsivat mitkä tehtävään liittyvät väitteet pitävät paikkansa. Kyselyn yhteenvedosta huomattiin, että vastauksissa oli jonkin verran eroja, mutta enemmistö oli valinnut oikeat vaihtoehdot. Seuraavaksi opiskelijat pohtivat yksin tai parin kanssa mihin faktoihin valinnat perustuivat. Jaoin väittämät ja faktat opiskelijoille dokumentilla. Käytin samaa dokumenttia tehdessämme yhteenvetoa opiskelijoiden pohdinnoista.

Argumentointiharjoituksessa käytetty menetelmä oli minulle uusi enkä etukäteen osannut kovin hyvin ennustaa työskentelyä. Menetelmä ohjasi opiskelijoita pohtimaan tiettyjä faktoja, joten opetuskeskustelussa pysyttiin tarkasteltavassa aiheessa. Vastausvaihtoehto en osaa sanoa antoi tietoa faktoista, joiden merkitystä ei vielä ymmärretty. Keskustellessamme yhdessä opiskelijoiden kanssa väitteistä ja faktoista huomasin, että opiskelijoiden luottamus faktojen käyttöön lisääntyi.

Argumentointiharjoituksen jälkeen siirryimme laskennalliseen tehtävään, joka oli muokattu argumentointiharjoituksessa käytetystä tehtävästä.

Teimme laskennallisen tehtävän ratkaisua ryhmälle jaettuun dokumenttiin yhdessä siten, että toimin kirjurina ja ratkaisua ohjaavien kysymysten esittäjänä. Korostin opiskelijoille digitaalisen ratkaisun helppoa muokattavuutta. Asioita ei tarvitse heti saada lopulliseen järjestykseen, tekstiä voi muokata ja ylimääräisen voi poistaa.

Ensimmäinen kokeiluni argumentointiharjoituksesta antoi varsin lupaavia tuloksia opiskelijoiden perustelutaitojen kehittämiseen. Arvioidessani opiskelijoiden koevastauksia huomasin harjoituksella olleen eniten vaikutusta samoihin faktoihin liittyvässä selitystehtävässä. Hyvin osaavat opiskelijat olivat käyttäneet perusteluja myös muihin aiheisiin liittyvissä ja laskennallisissa tehtävissä.