Search

Matematiikan ja luonnontieteiden oppimista käsittelevässä tutkimuksessa on viime aikoina korostettu kehon, kognition ja vuorovaikutuksen läheistä yhteyttä. Tässä artikkelissa pohdimme, millä tavoin geometrinen hahmottaminen on sosiaalista, vuorovaikutteista ja materiaalien välittämää kehollista toimintaa. Tarkastelemme eräässä kouluajan ulkopuolella järjestetyssä STEAM-työpajassa kerättyä videoaineistoa keskustelunanalyysin menetelmin. Työpajassa alakouluikäiset oppilaat saivat tehtäväkseen koota pareittain jalkapallon geometrisen representaation 4DFrame-rakennussarjan muoviputkista ja -kiinnikkeistä. Tapaustutkimuksemme osoittaa, miten tämän kaltaisen ohjatun rakennustehtävän aikana katse, koskettaminen ja osoittaminen auttoivat osallistujia hahmottamaan keskeneräisen jalkapallon geometrisessa rakenteessa olevia ongelmia sekä visualisoimaan rakenteita ja niiden suunnittelemista. Oppilaiden kehollisesti visualisoimat rakenteet auttoivat työpajan ohjaajaa identifioimaan rakenteiden ongelmakohtia ja korjaamaan oppilaiden geometrista hahmottamista. Tarkastelemassamme STEAM-työpajassa hahmottaminen oli moniaistista ja vuorovaikutteista toimintaa; se oli yhtäältä jalkapallon geometrisen mallin oppimisen tavoite ja toisaalta sen rakentamisen edellytys. Tuloksemme tukevat aiempia tutkimushavaintoja kehon, oppimateriaalien ja vuorovaikutuksen keskeisestä merkityksestä monenlaisissa opetus- ja oppimisympäristöissä. Recent research on the learning of science and mathematics, and more specifically on STEM education (science, technology, engineering and mathematics), emphasises the close relationship between the human body and cognition. In this article, we explore soma ways in which geometrical perception constitutes, and is displayed in, social interactive, and materially-mediated embodied action. We draw on ethnomethodological conversation analysis to investigate video materials that were collected in a mathematics workshop organised outside school. In the workshop, pairs of primary school pupils were given the task of constructing a geometrical representation of a football using the plastic tubes and connectors of a 4DFrame construction set, a tool developed for mathematics education. By way of a conversation analytic case study, we show how during such a guided replication task, touching and pointing offer important interactional resources to participants for perceiving their emerging football construction, noticing problems in its geometrical structure as well as visualizing existing and planned structures to others. We argue that embodied visualisations of the football structure enable the workshop instructor to guide and support the pupils’ emerging geometrical perception. In all, our analysis highlights the multisensory nature of geometrical perception and its dual role in the workshop as both an instructional learning object and a prerequisite for being able to build a geometric model of football. More broadly, our results support earlier studies that foreground the role of the human body, learning materials, and interaction in teaching and learning activities. peerReviewed

An international need exists for effective programmes that will enhance learners’ interest in studies and careers related to science, technology, engineering and mathematics, i.e. STEM. When considering the impact of STEM programmes, it is important to identify what can enable or constrain effective programme implementation. As such, enablers can be systematically supported and constraints tackled to maximise a programme’s impact. This study considers a nationwide STEM programme in Finland that involved 450 teachers and their learning communities. The study followed an interpretative paradigm, collecting data through semi-structured interviews and analysed with data-driven thematic analysis. The study participants were 14 external change agents operating between participating learning communities and the national programme administration and, thus, had a valuable overview on how the programme evolved. The most important enablers of effective programme implementation were versatile support, programme flexibility and long-term vision. Two major constraints were limited resources and collaboration challenges. Considering the findings of this study can help design effective STEM programmes by providing various support mechanisms for educators, particularly scaffolding; peer and school administrator support; flexibility to enable embedding activities and adapting programme objectives to participants’ everyday work; long-term vision to support both lifelong learning and a continuum between different STEM programmes; sufficient time and economic resources to achieve a long-term impact; and collaboration and networking opportunities at the local, regional, national and international levels.

The purpose of this study is to investigate how teachers use different types of discourse to support dialogic argumentation. Dialogic argumentation is a collaborative process in which students construct arguments together and examine arguments presented by their peers. Science teachers can use argumentation as a vehicle to help students gain a working understanding of science content and the nature of science and its practices. Whole-class closing discussions from video-recorded lessons are analyzed to study the discourse used to support argumentation by two physics teachers in lower secondary schools. Analysis of discourse includes coding of communicative approach at the episode level and coding of teacher roles of questioning at the level of speaking turns. Student argumentation is also assessed on the basis of dialogicity and complexity of arguments. Findings characterize different ways of orchestrating argumentative discussions. Authoritative episodes were characterized by the presence of the dispenser role, with teachers retaining ownership over ideas and classroom activities to emphasize the correctness of a justification. Dialogic episodes of classroom interaction showed openness to student perspectives, but teachers’ use of questioning roles revealed different ways of orchestrating argumentative discussions. The moderator role granted ownership of ideas to students to either pursue a single student’s argument in more depth or to directly contrast opposing justifications. Less commonly used were the roles of coach and participant, which teachers used to elicit student justifications in more depth or support students in examining the arguments of their peers. Examination of discourse using multiple frameworks revealed differences in teachers’ values and the impact of the use of teacher questioning roles on student contributions to argumentative discussions.

Maailma muuttuu monimutkaisemmaksi ja vaatii muun muassa STEM*-osaamista ja lukutaitoa oppijoilta, yhteisön jäseniltä ja yhteiskunnilta. Siksi laadukkaalle varhaiselle STEM-koulutukselle tarvitaan laajaa puolustamista. Tässä artikkelissa hahmotellaan, kuinka vaikutusverkostot (joita on muodostettu käsittelemään monimutkaisia sosiaalisia tai ympäristökysymyksiä) voivat edistää varhaisen STEM-koulutuksen kehittämistä ja ammattimaistumista. Sen tavoitteena on tukea alaa kehittäviä oppilaitoksia lisäämään työnsä vaikutusta paremman ja helposti saavutettavan koulutuksen puolesta maailmanlaajuisesti. Tutkittuaan varhaisen STEM-koulutuksen suunniteltuja vaikutuksia nykyisessä kontekstissa esitellään erilaisia verkostotyyppejä ja arvioidaan koulutusorganisaatioiden ja niiden verkostokumppaneiden verkostomaisia lähestymistapoja useissa maissa. Se pohtii verkostojen eri toimintoja ja menestystekijöitä suhteessa kirjoittajien kuuden organisaation verkostoihin omissa maissaan ja analysoi verkostoja mahdollisuuksien ja haasteiden mukaan. Paperi argumentoi verkostoyhteistyön merkityksellisyyden ja verkostojen potentiaalin muutoksen vaikuttajina osoittaen niiden vaikutusta STEM-koulutuksen parantamiseen muuttuvassa maailmassa. Lyhenne "STEM" LUMAa vastaava kansainvälinen lyhenne, joka tarkoittaa tiedettä, teknologiaa, tekniikkaa, tietotekniikkaa ja matematiikkaa. Artikkelissa STEM Education määritellään koulutukseksi, jossa yhdistyvät tieteen, teknologian, (tieto)tekniikan ja matematiikan käsitteet ja menetelmät integroidulla tieteenaloja muuttavalla tavalla. The world is becoming more complex and requires, among other skills, STEM1knowledge and literacy of its learners, community members, and societies alike. Thus, an extensive advocacy for quality early STEM Education is needed. This paper outlines how impact networks (formed to address complex social or environmental issues) can promote the development and professionalisation of early STEM Education. It aims to support field-developing institutions to increase the impact of their work for a better and easily accessible education worldwide. After reviewing the intended impact of early STEM Education in the present context, the paper presentsvarious network types and then assesses the network approaches of educational organisations and their network partners in multiple countries. It reflects on the various functions and success factors of networks in relation to the authors’ six organisations’ networks in their respective countries and analyses the networks according to opportunities and challenges. The paper argues for the relevance of network collaborations and for the potential of networks as agents of change, exemplifying their impact on improving STEM Education in a changing world. The abbreviation “STEM” stands for science, technology, (information) engineering/computer science, and mathematics. We define STEM Education as an education combining science, technology, (information) engineering, and math concepts and methods in an integrated way that transforms the discipline of science. nonPeerReviewed

Teacher professional development programs, including mid- and long-term Science, Technology, Engineering, Art, Math (STEAM) courses, have recently moved from in person learning at university premises to an online environment. Whether it is a temporary change in learning methods caused by the COVID-19 restrictions or whether it will become a new normal is currently under discussion in many teacher training institutions around the world. The aim of this study was to design and implement time- and money-saving synchronous online teacher training format for conducting co-design courses for early childhood teachers in the theme of STEAM integrated learning activities. Based on Tallinn University’s curriculum of in-person training courses on the same topic, with the volume of 40 contact hours, we delivered the content in two different formats: in 11-months (as it used to be in pre-COVID period) and in 4-months, adapted to participants’ needs. We used a self-assessment survey, based on DigCompEdu framework, to assess the increase of digital competences in the two formats. The long-format course had 31 participants and the short-format course had 50 participants. The assessment was based on pre- and post-test and we used structured live video presentations to let participants retrospectively describe their learning experiences. Results indicate that the participants of both courses had improved their digital competences and achieved the learning outcomes set by course content. There was no significant difference in increase of digital competences or the way the course was perceived between participants of both courses. This brings us to the cautious consideration that it is possible to achieve desired outcomes of STEAM courses even in a shorter period when conducting them online compared to the in-person courses. There is a need for further research where results from participants of in-person and online teaching courses are compared.

A growing body of research has recognized the importance of students’ having active roles in feedback processes. Feedback literacy refers to students’ understandings of and participation in feedback processes, and research on students’ feedback literacy has so far focused on higher education; secondary schools have not received attention. This case study investigates secondary students’ feedback literacy and its development in the context of formative peer assessment. From various data sources, three categories of students’ feedback literacy were identified, and criteria for the levels of literacy in each category were created. The criteria were used in the coding of seventh- and eighth-grade students’ skills. The results show that students were able to develop their feedback literacy skills. Thus, secondary school students should be introduced to feedback literacy via, for example, formative peer assessment. peerReviewed

Alkemiasta lähtemällä voidaan seurata vuosituhansia jatkunutta kehitystä, joka jatkuu aina 1920-luvulla kehitettyyn kvanttimekaniikkaan asti. Siinä ei ole kuitenkaan kysymys aatehistoriallisesta jatkumosta, sillä luonnontieteiden syntyminen oli mutkikas vuoropuhelu.

Artikkeli tarkastelee tiedepääomaa, luonnontieteen osaamista ja siihen liittyvää koulutuspoliittista keskustelua. Suomalaisessa yhteiskunnassa tavoitellaan koulutuksellista tasa-arvoa. Sosioekonominen tausta vaikuttaa kuitenkin yhä enemmän yksilön koulutusvalintoihin, koulutukseen sijoittumiseen ja koulumenestykseen esimerkiksi luonnontieteissä. Maksimaalisen edun tavoittaminen koulutusjärjestelmän tarjoamista vaihtoehdoista edellyttää yhä useammin yksilöltä vahvaan sosioekonomiseen ja sivistykselliseen taustaan liittyvää osaamista, jota Bourdieu kuvaa kulttuurisena ja sosiaalisena pääomana. Artikkeli soveltaa Archerin kehittelemää tiedepääoman käsitettä (vrt. Bourdieun pääoma-käsite) kuvaamaan luonnontieteen osaamista ja sen uusiutumisen mekanismeja. Käsite tarjoaa kriittisen näkökulman luonnontieteellisen osaamisen tarkasteluun suomalaisessa koulutuksessa.

In this paper, we offer three examples from our research projects on both technological and pedagogical innovations to illustrate the impact of rapid technology changes on research. Members of our research team both developed and used technology applications in their research projects, utilizing design-based research (DBR). During the experiments, we encountered new challenges by the end of the research cycle due to updates in technologies. Although we had an idea of how to redesign the project for the next cycle based on the analyses of data, we noticed that we needed to not only redesign our approaches based on the research results but the changes in technologies were so rapid that materials and pedagogies needed to be altered as well. In our article, we propose an additional aspect to be considered in DBR while researching technology integration or innovative technologies. Moreover, the rapid change in technology raises further challenges to teachers’ professional development and the integration of those innovative technologies in classrooms. We anticipate our work to contribute to the development of technology resources and related pedagogies as well as the refinement of research methodologies in technology environments. Our contributions for the development of technology resources and refinement of research methods in technology-supported learning environments should, among other things, contribute to a less complex and at the same time more sustainable integration of pedagogical innovations into scientific and school practices. peerReviewed

Differenzierung ist ein wichtiges Unterrichtsprinzip. Konzepte zur Leistungsdifferenzierung existieren jedoch hauptsächlich für inhaltliche Kompetenzen, Lesen, Schreiben und mathematische Kompetenzen. Differenzierung in Bezug auf prozedurale Kompetenzen wie Hypothesen aufstellen, Experimente planen, Experimente durchführen und Schlussfolgerungen ziehen wurden bisher kaum entwickelt. Dabei kann eine Kombination von Diagnostik und Scaffolding die Differenzierung beim Vermitteln prozeduraler Kompetenzen sehr gut unterstützen. Im Buch wird für diesen Zweck ein Differenzierungstool für die Sekundarstufe zum Experimentieren im Sinne von Inquiry-based Learning (Forschendes Lernen) für die Fächer Biologie, Chemie und Physik vorgestellt und mit Beispielen und Unterrichtsmaterial veranschaulicht. nonPeerReviewed

Tässä tutkielmassa tarkastellaan paleontologi Björn Kurténia esimerkkinä menestyksekkäästä suomalaisesta tiedemiehestä ja tieteen popularisoijasta. Tutkimuskohteena ovat erityisesti Kurténin varhainen tutkijanura, sekä hänen tieto- ja kaunokirjallinen tuotantonsa.

Argumentointi on tunnistettu tärkeäksi koulutuksen tavoitteeksi, minkä vuoksi sitä on painotettu luonnontieteiden opetuksessa. Painotus on avannut lupaavia mahdollisuuksia, mutta myös ongelmia, joiden ymmärtämiseksi tarkastelemme neljää argumentoinnin mallia. Tavoitteena on ymmärtää, millaisella mallilla voitaisiin kattavasti kuvata fysiikan tiedon argumentointia opettajakoulutuksen kontekstissa. Toulmin kuvaa argumentin rakennetta ottamatta kantaa sisältötiedon oikeellisuuteen. Böttcher ja Meisert kuvaavat argumentointia selitysmallien kehittymisen näkökulmasta. Sampson tarkastelee argumentointia koulukokeellisuuden näkökulmasta. Sandoval ja Millwood käsittelevät argumentin käsitteellistä ja episteemistä laatua. Argumentointimallit ovat ansiokkaita, mutta riittämättömiä fysiikan tiedon luonteen kuvaamiseksi. Niistä puuttuu muun muassa fysiikan tiedonmuodostuksen kannalta keskeinen teorialähtöisen päätelmän näkökulma. Fysiikan tiedon argumentointiin tarvitaankin fysiikan tiedon luonteesta kumpuava malli. Argumentation Models in Illustrating Physics Knowledge Abstract Understanding scientific argumentation is an important educational goal. To emphasize argumentation in science class, we need suitable models to illustrate what argumentation is. We review four argumentation models to find perspectives for specifically physics argumentation. Toulmin’s model identifies argumentative moves. Böttcher and Meisert see argumentation as comparing data and explanatory models. Sampson looks at the use of evidence. Sandoval and Millwood study the conceptual and epistemic quality of an argument. Deductive reasoning, which is a relevant part of physics knowledge, is not for example lacking in some argumentation models. Physics argumentation needs a model, which raises from the nature of physics knowledge. Keywords: argumentation, argumentation models, physics

The importance of STEM education is widely recognized. Despite the value of the sector and good associated employment prospects, young students generally lack interest in science and engineering. This is reflected in the difficulty universities experience in recruiting qualified students for STEM subjects, which in turn is reflected in business life and is a factor slowing down countries’ economic development. In Finland, efforts have been made to solve this challenge by launching the LUMA Centre Finland network, which consists of 13 university-related centres promoting STEM issues throughout Finland. This paper describes the network and its objectives, with a special focus on the activities and good practices of the LUMA Centre of Central Ostrobothnia. peerReviewed

Whereas science is fundamentally a result of a dialogic debate, the authoritative approach has been conceived of as a fundamental part of school science. Dialogic interactions encompass the mutual appreciation of different ideas manifested in teacher supportiveness toward students and, in authoritative interactions, the focus is more on the science’s or teacher’s point of view. Whereas dialogic and authoritative interactions have been viewed as oppositional in recent educational research, authoritative interactions could well be the seed for and give strength and meaning to dialogic interactions, and thus, to the overall dialogue. The focus in this study is on the interplay between authoritative and dialogic interactions rather than on the rivalry between them. In other words, we present how both dialogic and authoritative interactions can be essential for teacher orchestration of whole-class discussions. This is achieved through a temporal consideration of the interactions and an in-depth analysis of selected episodes of a case science teacher. Interpretations are complemented with teacher reflections to shed light on the on-the-fly decisions made by the teacher when orchestrating dialogue. Implications for educational research and teacher education are discussed. peerReviewed

Immanuel Kant oli asiantuntija aikansa matemaattisessa fysiikassa, jota hän opetti yliopistossa ja josta hän kirjoitti useita alkuperäisiä tutkielmia esikriittisellä kaudellaan. Vasta luettuaan David Humea Kant oivalsi, ettei fysiikkaa eikä tiedettä ylipäätään voi rakentaa perustamalla sitä yksinomaan havaintoon ja siitä logiikan avulla johtamalla. Tässä Kant oli epäilemättä oikeassa. Välittömän havainnon ja logiikan lisäksi täytyy olla jotakin muuta, mutta mitä?

Despite rapid changes in education, science classrooms will remain central forums where fragmented pieces of information are brought together to construct coherent knowledge as concepts and explanatory scientific storylines. There is limited work stressing the importance of the interplay between how content is communicated through pedagogical link-making and the use of communicative approaches. Even less research addresses the role of coherence in this process. In this study, through exploring three cases of teachers teaching the same topic, we will bring forth differences on how links between past and to be learned scientific knowledge are made. We look at how authorship – whether teacher or students make the links – is related to students cognitively and emotionally engaged with the discussion. Besides revealing differences in these aspects, communicational coherence was found manifesting in different levels in the examples. Based on the findings, we discuss the role of communicational coherence and pedagogical link-making in meaningful learning of science. peerReviewed

nonPeerReviewed

Dynamic representations (e.g., dynamic geometry software GeoGebra for mathematics learning and PhET simulations for science learning) offer excellent opportunities for students to conduct investigations and to formulate explanations for the visualized phenomena. In order for this to be effective, students need guidance, for example, for planning their investigations and reflecting on their actions. One way to support students is by prompting them by using questions that are adapted to the students’ current situation. This chapter focuses on how pre-service teachers provide guidance for students through questioning and by both structuring and problematizing student learning. Data comes from science lessons taught by pre-service primary school teachers and mathematics lessons taught by pre-service subject teachers. The analysis focused on the different question types the pre-service teachers used as well as how their questioning was adapted to students’ situation. The results show how the pre-service teachers used questions both to structure student thinking and to problematize their answers and reasoning. Questioning was not always adapted to the students’ needs. We propose that adapting teacher questioning to student thinking requires balancing between structuring and problematizing and high level of interpretation from the teacher. Teachers’ skills for interpretation are still beyond the skills of software. Implications for teaching with dynamic representations are discussed. peerReviewed

nonPeerReviewed

Environment and society. Concepts and challenges / Magnus Boström & Debra J. Davidson (toim.). Cham, Switzerland : Palgrave Macmillan, 2018.

“Unless we change our ways of producing food, insects as a whole will go down the path of extinction in a few decades.” or “Our work reveals dramatic rates of decline that may lead to the extinction of 40% of the world's insect species over the next few decades.” These are verbatim conclusions of the recent paper by Sánchez-Bayoa and Wyckhuys (2019) in Biological Conservation. Because of fundamental methodological flaws, their conclusions are unsubstantiated. Like noted by The Guardian, the conclusions of the paper were set out in unusually forceful terms for a peer-reviewed scientific paper. The current case has already seen corrections and withdrawals in print and social media. We are concerned that such development is eroding the importance of the biodiversity crisis, making the work of conservationists harder, and undermining the credibility of conservation science.

nonPeerReviewed

nonPeerReviewed

Science education research is, in many ways, involved with exploring relational aspects of diverse elements that affect students’ learning outcomes; at one end, the elements may be concepts to be learned, and at the other end, the relations between students in different types of learning settings and environments and, ultimately, how such elements may interact [...]

Physics teachers have an essential role in forming the attitudes and conceptions of future citizens towards science and technology, as well as in educating the future generations of scientists. Therefore, the physics teacher education must guarantee the best available education to pre-service physics teachers; sound knowledge of physics should be combined with a good understanding of the didactical and pedagogical aspects of teaching and learning. The situation is often that after university physics courses, the pre-service physics teachers’ knowledge is still quite fragmented and incoherent. They also often lack the concept formation perspective to physics knowledge. I discuss here a research-based instructional approach that is developed for pre-service physics teachers for consolidating and organizing their subject matter content knowledge. In the core of the approach, graphical tools are called as didactical reconstructions of processes (DRoP) and structure (DRoS). The idea behind the reconstructions is that “new” physics knowledge is always constructed on the basis of previous knowledge. This leads to a network of quantities and laws, where the experiments and models construct the connections between the physics concepts. Finally, I discuss the implementation of didactical reconstructions in instruction and show that the didactical reconstructions help students to organize and consolidate their knowledge. peerReviewed

TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) on kansainvälinen koulutuksen arvioinnin tutkimusohjelma, jossa joka neljäs vuosi arvioidaan neljäsja kahdeksasluokkalaisten oppilaiden matematiikan ja luonnontieteiden osaamista. Kansainvälinen arviointijärjestö IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement) on johtanut vertailevan arvioinnin tutkimuksia jo 1960-luvulta lähtien. TIMSStutkimusohjelma alkoi vuonna 1995, ja Suomi osallistui tähän tutkimukseen ensimmäisen kerran vuonna 1999. Vuoden 2011 tutkimuskerralla Suomesta arviointiin osallistuivat sekä neljäs- että kahdeksasluokkalaiset oppilaat, mutta viimekertaisessa TIMSS 2015 -arvioinnissa mukana olivat ainoastaan neljännen vuosiluokan oppilaat. Tämänkertaiseen TIMSS 2019 -arviointiin Suomesta osallistuivat jälleen molemmat luokka-asteet. Tutkimukseen osallistuvien maiden määrä on kasvanut tasaisesti kierroksesta toiseen, ja vuoden 2019 tutkimukseen osallistuikin oppilaita jo kaikkiaan 64 maasta. Näiden maiden lisäksi mukana oli 8 erillistä hallinnollista tai kielialuetta. Neljännen vuosiluokan tutkimukseen osallistui 58 maata ja kahdeksannen vuosiluokan tutkimukseen 39 maata. Käsillä oleva julkaisu on TIMSS 2019 -tutkimusten ensitulosten kansallinen raportti perusopetuksen kahdeksannen luokan osalta. Julkaisun alussa kuvataan tiiviisti tutkimusten toteuttamista. Tämän jälkeen kunkin ainealueen arvioinnin tavoitteet, lähestymistavat ja tulokset esitellään omina kokonaisuuksinaan. Lisäksi omat lukunsa muodostavat oppimisen tasa-arvoon liittyvät havainnot, oppilaiden asenteet oppiaineita kohtaan sekä oppimisympäristöihin ja koulujen välisiin eroihin liittyvät seikat. Julkaisun loppuluku kokoaa tutkimuksen keskeiset havainnot ja niistä tehtävät johtopäätökset. Tutkimustulosten esittämistapa on enimmäkseen kuvaileva.

Understanding the intellectual demands of an intended curriculum is crucial as it defines the frames for actual teaching and learning processes and practice during the lessons. In this study, upper-secondary school chemistry curricula contents in Czechia, Finland, and Turkey were analysed, and their objectives were compared using the Revised Bloom’s Taxonomy (RBT). The intellectual demands were examined analysing the action verbs of the three curricula objectives based on their association with the intended cognitive process dimensions in the RBT. The Turkish upper-secondary chemistry curriculum was found to be more structured, detailed, and containing more objectives compared to the Czech and Finnish curricula. The domineering objectives in cognitive demands were Understand (77.2%) and Analyse and Apply (both 7.1%). Conceptual items dominated (59.8%) with Procedural items identified (29.1%). Also, there are five Metacognitive items (3.9%). Czech curriculum, compared to the Finnish and Turkish curricula, does not take modern trends in the field of chemistry into account. The cognitive demands in the Czech curriculum were skewed toward Apply (40%) with Understand and Evaluate accordingly represented by 20%. The Conceptual items dominate with 53.3% occurrence. In the Finnish curriculum, the cognitive demands were skewed toward Apply (47.1%) with Create (23.5%) and Understand (17.6%). Procedural (35.3%) domains predominating, although Metacognitive objectives represent a significant share (23.5%) too. These findings from the contents and intellectual demands of the curricula in each of the three countries have the potential to help teachers and other actors in education to design the interventions and assessments implemented in the classes. Comparing the distribution of the intellectual demands between the countries provides an international reference for educational reforms in hand in many countries. peerReviewed

TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) on kansainvälinen koulutuksen arvioinnin tutkimusohjelma, jossa joka neljäs vuosi arvioidaan neljäs- ja kahdeksasluokkalaisten oppilaiden matematiikan ja luonnontieteiden osaamista. Kansainvälinen arviointijärjestö IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement) on johtanut vertailevan arvioinnin tutkimuksia jo 1960-luvulta lähtien. TIMSS-tutkimusohjelma alkoi vuonna 1995, ja Suomi osallistui tähän tutkimukseen ensimmäisen kerran vuonna 1999. Vuoden 2011 tutkimuskerralla Suomesta arviointiin osallistuivat sekä neljäs- että kahdeksasluokkalaiset oppilaat, mutta edellisen kierroksen TIMSS 2015 -arvioinnissa mukana olivat ainoastaan neljännen vuosiluokan oppilaat. Tämänkertaiseen TIMSS 2019 -arviointiin Suomesta osallistuivat jälleen molemmat luokkaasteet. Tutkimukseen osallistuvien maiden määrä on kasvanut tasaisesti kierroksesta toiseen, ja vuoden 2019 tutkimukseen osallistuikin oppilaita jo kaikkiaan 64 maasta. Näiden maiden lisäksi mukana oli 8 erillistä hallinnollista tai kielialuetta. Neljännen vuosiluokan tutkimukseen osallistui 58 maata ja kahdeksannen vuosiluokan tutkimukseen 39 maata. Käsillä oleva julkaisu on TIMSS 2019 -tutkimusten ensitulosten kansallinen raportti perusopetuksen neljännen vuosiluokan osalta. Julkaisun alussa kuvataan tiiviisti tutkimusten toteuttamista. Tämän jälkeen kunkin ainealueen arvioinnin tavoitteet, lähestymistavat ja tulokset esitellään omina kokonaisuuksinaan. Lisäksi omat lukunsa muodostavat oppimisen tasa-arvoon liittyvät havainnot, oppilaiden asenteet oppiaineita kohtaan sekä oppimisympäristöihin ja koulujen välisiin eroihin liittyvät seikat. Julkaisun loppuluku kokoaa tutkimuksen keskeiset havainnot ja niistä tehtävät johtopäätökset. Tutkimustulosten esittämistapa on enimmäkseen kuvaileva.

A chemistry concept inventory (Chemical Concept Inventory 3.0/CCI 3.0), previously developed for use in Norwegian universities, was tested and evaluated for use in a Finnish university setting. The test, designed to evaluate student knowledge and learning of chemistry concepts, was administered as both pre- and posttest in first year general chemistry courses at the University of Jyväskylä. The results were evaluated using different statistical tests, focusing both on individual item analysis and the entire test. Some individual questions were found to be not discriminating or reliable enough or too difficult, yet the results, as a whole, indicate that the concept inventory is a reliable and discriminating tool that can be used in the Finnish university context.

Tässä tutkimuksessa selvitettiin oppilaiden näkemyksiä luonnontieteiden opettajan auktoriteetista, sen muodostumisesta ja kehittämisestä. Tutkimus pohjautuu fenomenologis-hermeneuttisen tutkimuksen piirteisiin. Oppilaiden (N = 25) näkemyksiä selvitettiin kyselytutkimuksen avulla ja tutkimusaineisto analysoitiin sekä tilastollisen analyysin että aineistolähtöisen sisällönanalyysin keinoin. Tulosten perusteella auktoriteetti liitettiin osaksi opettajan persoonaa ja asiantuntijuutta. Osaltaan auktoriteetin katsottiin tarkoittavan myös vuorovaikutussuhdetta, jossa opettajalla on oppilasta enemmän valtaa. Auktoriteetin koettiin muodostuvan vuorovaikutussuhteessa, jossa merkittäviä tekijöitä olivat opettajan luonne, hyvä aineenhallinta, ryhmänhallintataidot ja opettajan asema. Auktoriteetin kehittämisessä oleellista oli puolestaan ammattitaidon kehittäminen ja opettajapersoonan vahvistaminen. Oppilaat näyttivät arvostavan asiantuntevaa, järjestystä ylläpitävää ja mukavaa opettajaa. This research focuses on students’ (N=25) views about science teacher authority, how it forms and how it can be developed. This research is based on hermeneutic phenomenological approach. A research questionnaire was employed to collect the data including both closed and open questions. The analysis of the collected data employed both statistical as well grounded theory approaches. Based on the research data acquired, the students’ view that teacher’s authority is formed in a collaborative relationship, where the character of the teacher, content knowledge, mastering of group dynamics and status of the teacher are important. Also, in order to develop authority in the classroom, development of context-based skills and teacher personality are favoured. Students appreciate a teacher as an authority when the teacher shows skills in the topic taught, is one who keeps order in the class and still appears nice towards the students. nonPeerReviewed

This research clarifies how a collaborative team teaching model (CTTM) can support both pre-service and in-service teachers’ professional development in using inquiry-based science teaching in primary schools. The data were collected via a questionnaire-based survey approach after inquiry projects implementation at public schools in four Finnish cities. In total, 98 pre-service teachers and 51 inservice class teachers were involved in the research. According to their experiences collaborative team teaching was seen as an adequate teaching approach in primary school science lessons. Both in-service and pre-service teachers experienced inquirybased science teaching enthusiastically and received new ideas, knowledge and skills to carry out inquiries during the school projects. Also, they became more confident to use inquiry-based approach in their teaching. The findings indicate that the CTTM combines pre-service teachers’ professional development and in-service teachers’ expertise and the model successfully support the use of inquiry-based practices in primary school science education. This research clarifies how a collaborative team teaching model (CTTM) can support both pre-service and in-service teachers’ professional development in using inquiry-based science teaching in primary schools. The data were collected via a questionnaire-based survey approach after inquiry projects implementation at public schools in four Finnish cities. In total, 98 pre-service teachers and 51 in-service class teachers were involved in the research. According to their experiences collaborative team teaching was seen as an adequate teaching approach in primary school science lessons. Both in-service and pre-service teachers experienced inquiry-based science teaching enthusiastically and received new ideas, knowledge and skills to carry out inquiries during the school projects. Also, they became more confident to use inquiry-based approach in their teaching. The findings indicate that the CTTM combines pre-service teachers’ professional development and in-service teachers’ expertise and the model successfully support the use of inquiry-based practices in primary school science education.

Nuorten liikkumattomuus ja poikien motivaation hiipuminen luonnontieteitä kohtaan ovat nousseet esille viimeaikaisissa kansallisissa kyselyissä. Uusi perusopetuksen opetussuunnitelma ja Liikkuva koulu-ohjelma pyrkivätkin jalkauttamaan lisää toiminnallisia työtapoja tavallisille oppitunneille, jotta opetuksen kokemuksellisuus ja oppilaiden koulupäivän aikainen fyysinen aktiivisuus lisääntyisi. Liikunnan vaikutusta aivoihin ja oppimiseen on tutkittu laajasti viimeisen kahden vuosikymmenen aikana, mutta liikunnallistavien opetusmenetelmien vaikutuksesta oppilaiden oppimiskokemukseen on vielä vähän tutkimusta suomalaisen tiedeopetuksen kentällä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on kehittää uusia kehon liikettä hyödyntäviä fysiikan opetusmenetelmiä ja tutkia, miten oppilaat kokevat erilaisen tavan opiskella fysiikkaa. Oppilaat osallistuivat vuosina 2016-2018 keskisuomalaisessa koulussa seitsemäsluokkalaisille järjestettyyn kahden tunnin mittaiseen ”Fysiikkaa liikkuen” –työpajaan. Tutkimuksessa selvitettiin, esiintyikö 7. luokkalaisten kokemuksissa suhteessa työpajaan muutoksia vuosien 2016 – 2018 välillä ja oliko uusi opetussuunnitelma ja Liikkuva koulu-ohjelma vaikuttanut liikunnallisten työtapojen käytön lisääntymiseen tiedeopetuksessa oppilaiden näkökulmasta. Lisäksi tutkimuksessa vertailtiin, oliko sukupuolella ja koulumenestyksellä vaikutusta opetusmenetelmien kokemiseen. Tutkimuksessa selvitettiin myös kyselyn avulla työpajaa valvovien opettajien suhtautumista liikunnallistavien työtapojen käyttöön sekä heidän havaintojaan oppilaiden toiminnasta työpajan aikana. Lisäksi menetelmällisenä kysymyksenä tutkittiin, miten oppilaita voidaan kyselylomakkeen vastausten perusteella ryhmitellä eri kategorioihin ei-ohjatun koneoppimisen avulla. Tutkimusaineisto kerättiin sähköisellä kyselyllä “Fysiikkaa liikkuen”-työpajan 300 Ainedidaktisen tutkimusseuran tutkimuksia 15 yhteydessä. Kyselyyn vastasi yhteensä 351 oppilasta, josta poikia oli 47 prosenttia ja tyttöjä 53 prosenttia. Aineisto analysoitiin tilastollisten hypoteesitestien ja klusterianalyysin keinoin. Tulosten mukaan 80,9 % oppilaista koki, että työpajan oppilastyöt tuntuivat mielekkäämmiltä kuin perinteiset luokassa tehdyt fysiikan oppilastyöt eikä oppilaiden työpajan kokemisessa tapahtunut muutoksia vuosien 2016 – 2018 välillä. Liikunnallisten työtapojen käyttö ei ollut lisääntynyt tiedeopetuksessa vuosina 2016-2018. Myöskään tyttöjen ja poikien suhtautumisessa työpajaan ei ilmennyt eroja, eikä oppilaan itseraportoidulla koulumenestyksellä ollut vaikutusta kokemuksiin työpajasta. Vuonna 2018 kyselyyn vastanneista opettajista 62,5 prosenttia koki, että opetuksen liikunnallistamisesta on heille hyötyä omassa oppiaineessaan. Ongelmaksi opettajat kokivat ylimääräisen levottomuuden oppilaissa, mitä työtapojen käyttö aiheuttaa. Klusterianalyysissa aineistosta nousi esille kolme toisistaan eroavaa oppilasryhmää: positiivisesti työpajaan suhtautuvien tunne-kehollisten oppilaiden ryhmä (n=201), kiireellä kyselyyn vastaajien ryhmä (n=99) ja kielteisimmin työpajan sisältöihin suhtautuvien ryhmä (n=45). Tutkimus osoittaa, että oppilaat kokevat keholliset työtavat yhtä positiivisina sukupuolesta tai koulumenestyksestä riippumatta ja näin ollen voisivat motivoida luonnontieteiden opiskeluun poikia ja heikompia oppilaita, joille luonnontieteiden abstraktien käsitteiden opiskelu perinteisin opetusmenetelmin on haastavampaa. Klusterianalyysi voi tarjota opettajalle uusia työkaluja, joilla muodostaa tietoa oppilaista ja opetuksen vaikuttavuudesta. Jotta uudet keholliset opetusmenetelmät leviäisivät kouluihin vielä laajemmin, opettajankoulutuksen tulisi tarjota tuleville opettajille lisää tutkittua tietoa menetelmien hyödyistä, sekä antaa konkreettisia käytännön työkaluja opetuksen liikunnallistamiseen eri oppiaineissa. peerReviewed

nonPeerReviewed

peerReviewed

peerReviewed

Drawing on Eccles’ expectancy-value model of achievement-related choices, we examined how work values predict individual and gender differences in sciences, technology, engineering, and math (STEM) participations in early adulthood (ages of 25/27, 6 or 8 years after postsecondary school), controlling for subjective task values attached to academic subjects in late adolescence (11th grade, age 18). The study examined 1,259 Finnish participants using a person-oriented approach. Results showed that: (a) we could identify four profile groups based on five core work values (society, family, monetary, career prospects, and working with people); (b) work-value profiles predicted young adults actual STEM participation in two fields: math-intensive and life science occupations above and beyond academic task values (e.g., math/science) and background information; (c) work-value profiles also differentiate between those who entered support- vs. professional-level STEM jobs; and (d) gender differences in work value profiles partially explained the differential representation of women across STEM sub-disciplines and the overall underrepresentation of women in STEM fields. peerReviewed

nonPeerReviewed