STEM-opetuksen uusia tuulia ja tutkimusta

Työpaikkavarjostus, vihreän kaupungin suunnittelu, paneelikeskustelu sekä SWOT-analyysi – miten nämä liittyvät toisiinsa ja STEM-opetukseen? Itä-Suomen yliopisto on toteuttanut vuosien 2021–2023 aikana Erasmus+ -hanketta, jossa tuotettiin neljässä eri maassa STEM-aiheisia opetusmoduuleja. Sisältöjen tarkoituksena oli edistää luonnontieteissä STEM-opetusta eri oppiasteilla. Kahdeksan tunnin mittaisten moduulien sisällöt rantautuivat myös Suomeen sekä erityisesti Pohjois-Karjalaan.

STEM-opetuksen kulmakivet

Erityisesti luonnontieteitä integroivaan, eli eheyttävään opetukseen tarkoitettu STEM-lähestymistapa kokoaa yhteen luonnontieteet (Science), teknologian (Technology), tekniikan tai insinööritieteet (Engineering) sekä matematiikan (Mathematics). Tarkoituksena on edistää oppiaineiden integraatiolla tietoja ja taitoja, joita tarvitaan arjessa tai työelämässä, kuten teollisuuden parissa. Leung ja muut (2020) korostavatkin STEM-opetuksen olevan rajoja ylittävää opetusta, jossa keskeisesti ovat läsnä vuorovaikutuksen ja ongelmanratkaisun lisäksi käytännön tekeminen sekä itse tilanteessa oppiminen (kuva 1).

Vetovoimaa luonnontieteiden opettamiseen?

Luonnontieteiden opetuksen vetovoiman vähennettyä myös alan opiskelijamäärät ovat pudonneet viime vuosien aikana selkeästi. Esimerkiksi Itä-Suomen yliopistossa luonnontieteiden aineenopettajien kiintiöpaikkoja ei ole saatu täyteen uusista opiskelijoista enää moneen vuoteen. Sama tilanne on ollut myös muissa kumppanuusmaissa, jolloin hankkeen keskeisin tavoite oli helppo asettaa.

Hankkeen tavoitteena olikin saavuttaa eri maista yhteensä yli 200 osallistujaa, jotka olisivat potentiaalisia luonnontieteiden opettamisesta kiinnostuneita. Tavoitteeseen päästiin reilusti, sillä osallistujia arvioitiin toukokuussa 2023 olleen yhteensä yli 500 henkilöä. Mukana hankkeessa oli Suomen lisäksi Viro, Kroatia sekä Portugali. 

Opetusmoduuleihin osallistuivat Joensuusta esimerkiksi Joensuun Lyseon lukio, Pielisjoen peruskoulu, Karelia Ammattikorkeakoulu, sekä Joensuun kaupungin työllisyyspalvelun Ohjaamon ja Itä-Suomen yliopiston opettajankoulutuksen opiskelijoita. Kaiken kaikkiaan Suomessa osallistujia oli hieman yli 80 henkilöä ja ikähaarukkaakin oli 15–58-vuotta. 

Millaisia sisältöjä kehitettiin?

Keskeisimmiksi sisällöiksi valikoitui viisi STEM laaja-alaista taitotavoitetta (kuva 2). Viestintä-, tutkimus-, ajattelu-, sosiaaliset sekä itsensä johtamisen taidot muodostivat luontevasti hankkeeseen neljä opetusmoduulia. Perinteinen käsitys siitä, että STEM olisi käsillä tehtävää, monitieteistä työtä sai hankkeessa siis uuden näkökulman, kun sen sisällöt keskittyivät aiempaa enemmän myös ajatteluprosesseihin. 

Suomessa kehitetty moduuli 1 keskittyi viestintä- ja vuorovaikutustaitojen edistämiseen, johon tuotettiin muun muassa opetuksellisia menetelmiä rokotekasvatuksesta keskusteluun ja pohdintaan. Virolaisten moduulissa 2 osallistujat pääsivät harjoittelemaan työpaikkavarjostusta eri yrityksissä sekä pohtimaan, mikä on tieteen rooli eri ammattilaisten toimenkuvassa.

Moduulin 3 tuottivat portugalaiset opettajat. Moduulin sisällöt keskittyvät harjaannuttamaan kestävän elämäntavan periaatteita sekä toteuttamaan vihreää kaupunkisuunnittelua. Neljännessä moduulissa kroatialaisten asiantuntemus itsensä johtamisesta tuotti mielenkiintoisia itsearviointityökaluja, joiden avulla on mahdollista tunnistaa omia vahvuusalueita sekä kehittämiskohteita, että edistää omia työllistymismahdollisuuksia.

Mitä havaittiin?

Kaikkia osallistujia pyydettiin vastaamaan alku- ja loppukyselyyn ennen kunkin moduulin toteutusta. Näin saimme sekä palautetta opetuksen sisällöissä onnistumisesta että tutkimusaineistoa opetuksen vaikuttavuudesta.

Suomessa toteutettu moduuli 1 opettajaopiskelijoille keräsi alla olevia vastauksia. Kolmeen avokysymykseen annetut vastaukset kuvastavat opiskelijoiden ymmärtäneen STEM-opetuksen perusteet edeltänyttä tilannetta paremmin sekä liittäneen viestintätaitojen eri näkökulmat vahvasti osaksi STEM-opetusta. Myös henkilökohtaisten taitojen edistyminen, joita työelämässä tarvitaan, kuten yhteisopettajuus tai eheyttävän opetuksen toteuttaminen näyttäytyivät vastauksissa selkeästi.

Taulukot 1–3. Opettajaopiskelijoiden vastauksia opeistaan moduulista 1.

Kokemuksia Erasmus-hankkeesta

Hankemuotona Erasmus+ on opettajien väliseen vuorovaikutuksen ja tietysti vierailuihin sopiva rahoituskanava. Erilaisten opetusinterventioiden suunnittelu, toteutus ja arviointi olivat resurssien puolesta mahdollisia rahoituksen turvin. Kansainväliset kontaktit kantavat tässäkin varmasti pitkälle ja mahdollistavat jatkossakin kansainväliset yhteistyön. 

Itselleni tämä oli ensimmäinen Erasmus-hanke, eikä se jää varmasti viimeiseksi. Vaikkakin suuren ennakkotyön tekivät muut hankkeen hakemisessa, jäi itselle mukavin vaihe – toteutuksessa ennätti tavata paljon opettajia sekä oppilaita eri kouluasteilta. Uusien sisältöjen kokeileminen ja palautteen keräämisen sekä sen analysointi olivat mielekkäitä työtehtäviä myös oman ammatillisen kasvun näkökulmasta. 

Materiaalit jakoon nettiin sekä ilmaiselle MOOC-kurssialustalle

Hanke päättyy syksyllä 2023 ja materiaalit ladata Moodle-alustalle. Hankkeen verkkosivuille https://highfliers.eu tulevat ohjeet kurssialustalle pääsystä sekä monipuolista materiaalia opetuksen toteuttamiseksi. Rohkaisemme tutustumaan materiaaleihin sekä kokeilemaan niitä matalalla kynnyksellä vaikkei STEM-opetus olisikaan aiemmin tuttua.