Uusinta tutkimustietoa matematiikan ja luonnontieteiden opetuksesta 31.10.-1.11.

Matematiikan ja luonnontieteiden opetuksen tutkimuspäivät pidetään Itä-Suomen yliopiston Joensuun kampuksella 31.10.-1.1.2024. Tutkimuspäivillä on luvassa kutsuluentoja, keskustelupaneeli ja paljon esitelmiä matematiikan ja luonnontieteiden opetuksen tutkijoiden tuoreimmista tutkimuksista. Tutkimuspäiville voivat osallistua tutkijoiden, opettajankouluttajien ja jatko-opiskelijoiden rinnalla aineenopettajat, muut opettajat ja opetusalaa opiskelevat sekä muutkin aiheesta kiinnostuneet. 

Tänä vuonna tutkimuspäivien ohjelmasta lähetetään verkossa suorana lähetyksenä kutsuluentoja sekä Matematiikan opetuksen kansalliskomitean keskustelupaneeli teknologian roolista matematiikan opetuksessa (ilmoittautumislinkki jutun lopussa).

Tutkimuspäivät ja siihen liittyvä julkaisu

Matematiikan ja luonnontieteiden opetuksen tutkimusseura (Finnish Mathematics and Science Research Association, FMSERA) ry on vuonna 1983 perustettu yhdistys, joka järjestää vuosittain Matematiikan ja luonnontieteiden opetuksen tutkimuspäivät yhdessä paikallisen yliopiston jonkun yksikön kanssa. Tutkimuspäiviä on järjestetty säännöllisesti 1990-luvun alkupuolelta lähtien, ja niitä on järjestetään vuorotellen eri matemaattisten aineiden opettajankoulutusta tarjoavissa yliopistoissa. Kaksipäiväisillä tutkimuspäivillä tuodaan esiin matematiikan ja luonnontieteiden oppimisen ja opetuksen alan ajankohtaista tutkimusta. Ohjelman rungon muodostavat pienryhmäsessiot, joissa keskustelun alustuksena toimivat osanottajien lyhyet esitelmät. Seminaarin ohjelmassa on myös muutamia ulkomaisten ja kotimaisten tutkijoiden pitämiä kutsuluentoja. Tutkimuspäivillä toisiaan tapaavat alan tutkijat, opettajankouluttajat ja jatko-opiskelijat sekä opetuksen ja oppimisen tutkimuksesta kiinnostuneet opettajat.

Tutkimuspäivien esitelmien pohjalta on vuosien varrella julkaistu lukuisia vertaisarvioituja tieteellisiä artikkeleita. Aiemmin julkaisukanavana toimi tutkimuspäivien oma painettu vuosijulkaisu, mutta nykyään artikkelit julkaistaan FMSERA-journal -lehdessä, joka on suomalainen matematiikan ja luonnontieteiden opetuksen ja oppimisen tutkimusta julkaiseva JUFO-luokiteltu tieteellinen lehti. Sen taustalla on niin ikään Matematiikan ja luonnontieteiden opetuksen tutkimusseura ry. Lehden artikkelit ovat avoimesti ja maksutta luettavissa netissä. Pääosa artikkeleista on suomen- tai englanninkielisiä, mutta myös ruotsiksi julkaiseminen on mahdollista. 

Tutkimuspäivien ohjelma 2024

Tutkimuspäivät vuonna 2024 alkavat torstaina 31.10. klo 9 teemaryhmien kokoontumisilla ja varsinainen ohjelma starttaa klo 12. Luvassa ovat tiiviit esitysten, kutsuluentojen ja keskustelupaneelin täyttämät päivät. Ohjelma päättyy perjantaina 1.11. klo 14.30.

Kutsuluennot

Professori Markku Hannula ja vanhempi yliopistonlehtori Maija Nousiainen Helsingin yliopistosta pitävät tämän vuoden kutsuluennot. Luennot lähetetään suorana verkossa. 

Markku Hannulan esitelmän otsikko on Suomalaisten matematiikan opettajien didaktisen sanaston erityispiirteet kymmenen maan vertailevassa tutkimuksessa.. Hannula kertoo kielen olevan yksi keskeinen ajattelun työkalu. Kansainvälisessä Lexicon-projektissa tutkittiin matematiikan opettajien käyttämää ainedidaktista terminologiaa kymmenessä maassa. Hannulan esitelmässä vertaillaan suomalaista sanastoa muiden maiden sanastoihin ja selvitetään suomalaisen sanaston eroja ja yhtäläisyyksiä muiden maiden sanastoon. Tämän vertailun pohjalta pohditaan suomalaisen opetusajattelun ominaispiirteitä.

Maija Nousiaisen esitelmän otsikkona on Fotoni ja aaltohiukkasdualismi fysiikan opetuksessa eilen ja nyt. Esitelmä käsittelee fotonien aaltohiukkasdualismin kahta roolia kvanttifysiikan opetuksessa: yhtäältä valon kvanttikäyttäytymisen käsitteellinen ymmärtämistä ja toisaalta kvanttioptiikan ja siihen perustuvan kvanttiteknologian oppimista. Eräs didaktisesti toimiva ratkaisu voisi olla aaltohiukkasdualismin korostaminen käytännön kokeiden ja tulosten tulkinnassa. Eli niin sanottu historiallinen aaltohiukkasdualismi voidaan ottaa opetuksen ja oppimisen lähtökohdaksi, jos näkökulmana on kokeellisten tulosten tarkastelu. Siinä kuitenkin olennaista on, että fotonin käsite viittaa sähkömagneettisen kentän kvantisoituun tilaan. Tällä tavoin käytännön kokeet voivat rakentaa siltaa nykyaikaiseen ymmärrykseen kvantitatiivisesta aaltohiukkasdualismista, joka viittaa lomittuneiden fotonitilojen matemaattiseen rakenteeseen. Tällainen lähestymistapa voisi toimia opiskelun lähtökohtana, jos tavoitteena on omaksua nykyaikainen, fotonitiloihin viittaava käsitys kvantitatiivisesta aaltohiukkadualismista.

Matematiikan opetuksen kansalliskomitean järjestämä keskustelupaneeli

Matematiikan opetuksen kansalliskomitean järjestämä paneeli teknologian merkityksestä matematiikan opetuksessa ja oppimisessa pidetään to 31.10. klo 15.45-17.15. Paneeli lähetetään myös suorana verkossa.

Miksi teknologian rooli matematiikassa on kiinnostava teema?

Matematiikka on perinteisesti nähty kynän ja paperin tai ehkä korkeintaan viivaimien, harppien ja astemittojen yhteistyönä. Opettaja on kirjoittanut kirskuvalla liidulla taululle teoriaa ja esimerkkejä ja oppilaat ovat laskeneet sivutolkulla vihkoihinsa kaikessa hiljaisuudessa. Paljon on muuttunut viime vuosikymmeninä sitten Ojalan laskuopin ja teknologian kehityttyä suurin harppauksin. Ensin laskimet, sitten graafiset laskimet ja lopulta tietokoneet ovat vyöryneet luokkahuoneisiin ja muuttaneet toimintatapojamme ja jopa tapaamme ajatella, mitä on matematiikan opiskelu. Miten opetukseen vaikuttavat CAS-laskenta, dynaamiset ja interaktiiviset havainnollistukset, digitaaliset oppimateriaalit ja sähköiset kokeet? 

Kuten usein uudistuksissa, on digiaikaan siirtymisessäkin paljon mahdollisuuksia, mutta toisaalta myös sulattelemista ja uutta opittavaa. Onko digi kirosana vai jotain mitä väistämättä tarvitsemme? Ei kaikkea vanhaa toki tarvitsekaan unohtaa, mutta tietokoneet ovat osa nyky-yhteiskuntaa ja ehkä niitä kannattaa oppia hyödyntämään? Vai miten on, voiko niistä olla enemmän haittaa kuin hyötyä? Voivatko esimerkiksi nopeammat havainnollistukset Geogebralla avata uusia mahdollisuuksia? Vai meneekö oppilaiden pää sekaisin ja perusasiat unohtuvat? Kuluuko oppilaiden ja opettajien aika tietokoneohjelmistojen käyttämisen opetteluun? Mitä hyötyä teknologiasta on matematiikan oppimiselle? Entä voiko teknologia olla syypää laskuun matematiikan osaamistasossa? Paneelikeskustelussa pohditaan, mikä on teknologian rooli matematiikan opetuksessa nyt ja tulevaisuudessa.  

Panelistien esittely

Keskustelupanellin osallistujat kertovat seuraavassa lyhyen esittelynsä ja jotain suhteestaan keskustelun teemaan ”matematiikka ja teknologia”. Paneelin puheenjohtajana toimii yliopistonlehtori Kerkko Luosto Tampereen yliopistosta.

Päivi Portaankorva-Koivisto

Työskentelen Helsingin yliopiston kasvatustieteellisessä tiedekunnassa matematiikan didaktiikan yliopistonlehtorina ja opetan myös tietotekniikan didaktiikkaa. Suhteeni teknologian käyttöön matematiikan opetuksessa on kahtalainen. Arvostan tutkivaa oppimista, ja teknologia antaa siihen mainiot mahdollisuudet. Toisaalta teknologia sallii monimutkaisempien ja abstraktimpien matematiikan kohteiden menetelmällisen tutkimisen, jolloin käsitteellinen ymmärrys saattaa jäädä sen jalkoihin. Jos matematiikan tehtävissä ei ennätetä pohtia, mitä saatiin aikaiseksi, mitä tulos tarkoittaa tai mitä hyötyä siitä on, teknologia ei ehkä ollutkaan enää ymmärryksen tukena.

Sanni Suominen

Työskentelen digipedagogina ammatillisessa koulutuksessa, ja taustaltani olen matemaattis-luonnontieteellisten aineiden opettaja. Viime vuosina olen päivätöideni ohessa tehnyt väitöstutkimusta ammatillisen koulutuksen pakollisen matematiikan yksilölliset oppimispolut mahdollistavasta verkko-opetuksesta, ja väittelin aiheesta keväällä Itä-Suomen yliopistossa. Seuraava tutkimusprojektini keskittyy vuorovaikutuksen ja tekoälypohjaisten ratkaisujen hyödyntämiseen verkko-opetuksessa ja -opiskelussa. Teknologia on minulle ennen kaikkea työkalu, joka tarkoituksenmukaisesti hyödynnettynä voi tehdä opetuksesta, opiskelusta ja oppimisesta entistä yksilöllisempää ja saavutettavampaa.

Marika Toivola

Teen väitöstutkimusta käänteisestä oppimisesta Helsingin yliopistossa ja työskentelen Satakunnan ammattikorkeakoulussa (SAMK) insinöörimatematiikan ja -fysiikan lehtorina. Insinööreille itse matematiikka ei ole tärkeää, mutta matemaattisen identiteetin ja itseohjautuvuuden kehittyminen ovat välttämättömiä työssä menestymiselle. Teknologia vapauttaa minut opettajana matematiikan substanssiosaamisen opettamisesta, mikä antaa opetuksessa tilaa työelämässä tärkeämpien taitojen oppimiselle ja tarjoaa samalla keinoja vastata merkittäviin osaamattomuusongelmiin.

Timo Tossavainen

Toimin Luulajan teknillisen yliopiston matematiikan ja luonnontieteiden didaktiikan professorina. Tutkimukseni liittyy muun muassa matematiikan käsitteelliseen tietoon, motivaatioon, opiskelutapoihin ja teknologian käyttöön opetuksessa. Olen myös Suomen tietokirjailijat ry:n puheenjohtaja.

Pekka Vienonen

Olen Pyhäselän lukion apulaisrehtori ja opetan matematiikkaa ja fysiikkaa yläkoulussa ja lukiossa. Ylioppilaskokeen sähköistymisen alkuajoista asti olen ollut laatimassa matematiikan sähköisiä tehtäviä ja digitaalisia oppimateriaaleja lukioasteelle. Teknologian hyödyntäminen matematiikan opetuksessa ja oppimisessa on intohimoinen harrastukseni. Tietojen ja taitojen testaamisessa sähköinen koe automaattisesti tarkistuvine tehtävineen on ylivoimainen nopeudessaan ja objektiivisuudessaan.

Matematiikan opetuksen kansalliskomitea

Keskustelupaneelin järjestää Matematiikan opetuksen kansalliskomitea (FiCMI). FiCMI on kansainvälisen matematiikan edistämisen järjestön ICMI:n (International Commission on Mathematics Instruction) suomalainen jäsen. Matematiikan opetuksen kansalliskomitean toiminta tapahtuu Suomen tiedeakatemiain puitteissa. Jäseninä on edustajia matematiikan opetukseen liittyviltä tahoilta kuten eri kouluasteilta, MAOLista ja opetushallituksesta. FiCMI toimii linkkinä kansainväliseen ICMI:n toimintaan sekä järjestää pienimuotoista omaa toimintaa Suomessa sekä pitää verkkokolumnia Dimensio-lehdessä.

Ilmoittautuminen tutkimuspäivien etäosuuksiin

Pysyttele matematiikan ja luonnontieteiden opetuksen tutkimuksen aallonharjalla! Tule mukaan kuuntelemaan keskustelupaneelia ja valittuja luentoja verkossa!

Kutsuesitelmiin ja keskustelupaneeliin ilmoittautuminen

Keskustelupaneeli to 31.10. klo 15.45-17.15 Matematiikan opetuksen kansalliskomitean järjestämä paneelikeskustelu ”Teknologian merkitys matematiikan opetuksessa ja oppimisessa”

Kutsuluennot pe 1.11. – Klo 10-11 Maija Nousiainen, Helsingin yliopisto: Fotoni ja aaltohiukkasdualismi fysiikan opetuksessa eilen ja nyt – Klo 11-12 Markku Hannula, Helsingin yliopisto: Suomalaisten matematiikan opettajien didaktisen sanaston erityispiirteet kymmenen maan vertailevassa tutkimuksessa

Lisätietolinkkejä

Matematiikan ja luonnontieteiden opetuksen tutkimuspäivien nettisivut: https://sites.uef.fi/mlpaivat2024/

Tietoa keskustelupaneelista: https://sites.uef.fi/mlpaivat2024/paneelikeskustelu-teknologian-merkitys-matematiikan-opetuksessa-ja-oppimisessa/

Keskustelupaneelin järjestäjänä toimiva Matematiikan opetuksen kansalliskomitea https://www.problemsolving.fi/ficmi/ ja komitean kolumnit https://dimensiolehti.fi/category/kolumni/

Tutustu aiempien päivien esitelmiin pohjautuviin artikkeleihin maksutta verkossa! Tutkimuspäivien julkaisuista ja FMSERA-lehden jutuista löytyy mielenkiintoisia lyhyehköjä tutkimusartikkeleita suomeksi, ruotsiksi ja englanniksi: https://fmsera.seura.info/julkaisut/