Kokemuksia kemian perusteet 2-opintojakson flippauksesta

Kerron tässä tänä syksynä (2016) pidetyt kemian perusteet 2-opintojakson flippauskokemuksista. Yleisesti ottaen kokeilu onnistui erittäin hyvin. Opiskelijapalaute oli pääosin positiivista ja erityisesti oppimistulokset olivat hyviä. Yllätyin todella positiivisesti, miten erinomaisesti opiskelijat menestyivät tentissä. Oppimistulokset olivat selvästi parempia kuin v. 2015. 67% opiskelijoista menestyi tentissä erinomaisesti saaden arvosanan 4-5/5 kun v. 2015 vastaava luku oli 37%. Hylätyn suorituksen sai vain 7% (v. 2015 25 %) tenttiin osallistuneista. Pyrin laatimaan tentin saman tasoiseksi kuin v. 2015 ja aiemmin kurssilla, jotta tulos olisi vertailukelpoinen. Opiskelijat saivat ennakko- ja kotitehtävistä maksimissaan 10 lisäpistettä tenttiin ja ne opiskelijat, jotka menestyivät tentissä, olivat myös kaikkein ahkerimpia tehtävien tekemisessä, mikä selittää osaltaan hyvää tenttimenestystä.

Suurin syy hyviin oppimistuloksiin lienee kuitenkin siinä, että opiskelijat tekivät runsaasti erilaisia tehtäviä kurssin kuluessa: ensin ennakkotehtäviä ennen kontaktiopetustuntia, sitten kontaktitunnilla tehtiin hieman vaativampia tehtäviä Learning Catalytics -sovelluksen avulla ja näiden lisäksi opiskelijat tekivät vielä ryhmissä kotitehtäviä. Käänteisen opetusmenetelmän tuomaa parempaa oppimistulosta verrattuna perinteiseen luentokurssiin kuvaa hyvin tämä opiskelijan kommentti: ”Mielestäni luentovideot olivat erittäin hyödyllisiä oman oppimiseni kannalta. Samaten ryhmässä tehtävät kotitehtävät olivat hyödyllisiä, sillä meillä koko ryhmä oli aktiivisesti mukana tehtävien tekemisessä. Osallistuin kurssille aiemmin 2014, jolloin kurssi oli kuten perinteiset luentokurssit yleensä ovat. Tällöin oppimistulokseni jäivätkin huomattavasti heikommiksi ja kurssin suorittaminen jäi oikeastaan lopulta hieman kesken. Eli aiempaan opetusmenetelmään verraten tämä uusi menetelmä on mielestäni paljon parempi.”

Vaikka joillakin oli ennakkoluuloja, oli käänteinen oppiminen kuitenkin myönteinen kokemus: ”Ennakkoluuloista huolimatta käänteinen työskentely osottautui erittäin hyödylliseksi kemiassa. Asiat jäivät paremmin mieleen, ja niitä oppi jopa ymmärtämään ulkoaopettelun sijaan. Kurssilla käytetyt opetusmenetelmät olivat erittäin onnistuneita, toivottavasti vastaavia kursseja pidetään jatkossakin.”

 V. 2016 ja 2015 lopputenttien arvosanajakaumat

Hyvä tenttimenestys osoittaa, että opiskelijat ovat oppineet asiat jo kurssin aikana, joten lopputentin tarpeellisuus tulee kyseenalaiseksi. Seuraava askel kurssin kehittämisessä voisi olla siirtyminen jatkuvaan arviointiin, jossa arviointi perustuu opiskelijan kurssin kuluessa eri oppimistehtävistä keräämiin pisteisiin. Jos vielä kontaktiluentoaktiivisuuden mittaamiseen saadaan hyvä työkalu (Learning Catalytics on tähän erinomainen, mutta kallis), niin olen valmis luopumaan lopputentistä.

Laadin opiskelijapalautekyselyn Moodlen palaute-aktiviteetilla.  Valittavasti vain n. 25% (50/200) opiskelijoista vastasi kyselyyn. Opiskelijapalaute oli kokonaisuudessaan positiivista ja kannustavaa, mm. opiskelijat kokivat, että ymmärrys opetettavasta aiheesta lisääntyi. Opintojakson työmäärä oli 78% opiskelijan mielestä sopiva ja 22% opiskelijan mielestä liian suuri. Opiskelijat kokema kuormitus väheni verrattuna vuoteen 2015, jolloin 42% opiskelijoista koki työmäärän liian suureksi. Olin siis onnistunut vähentämään opintojakson kuormitusta jakamalla kontaktiluennot pidemmälle aikajaksolle, vähentämällä videoluentojen määrää ja tiivistämällä niitä lyhyemmiksi niin, että niissä   esitetään vain kaikkein tärkein sisältö. Toisaalta, olin lisännyt kurssille uutena oppimistehtävänä ryhmissä tehtävät kotitehtävät, minkä olisi pitänyt lisätä kuormittavuutta, mutta ilmeisesti opiskelijat eivät kokeneetkaan sitä niin kuormittavaksi.  

Yli 80% opiskelijoista koki, että opetusvideot ja ennakkotehtävät tukivat opiskelua. Sain ennakkotehtävistä ja opetusvideoista paljon myönteistä palautetta. Tässä opiskelijoiden kommentteja: ”Erittäin hyviä videoluentoja, joissa selitettiin asiat erinomaisesti, selkeästi. Oli hyvä kun sai tarvittaessa aina kerrata videopätkistä asiaa mitä pääsi unohtumaan. Itse en luennoille päässyt, mutta silti kaikki tarvittava materiaali tuli selkeänä perille. Kiitos!”, ”Ennakkotehtävät olivat loistava keino pysyä kurssin tahdissa ja testata omaa oppimista!” ”Ennakkotehtävät. Niiden avulla aiheeseen tuli tutustuttua kunnolla jo ennen luentoa ja luennosta sai enemmän irti.”

 Ryhmissä tehtävät kotitehtävät onnistuivat mielestäni todella hyvin. Lähes kaikki ryhmät (n. 50 4. hengen ryhmää) palauttivat kotitehtävät ja tehtäviin oli vastattu erittäin hyvin. Opiskelijapalautteen perusteella vain yli puolet opiskelijoista koki, että kotitehtävien tekeminen ryhmissä tuki oppimista. Sain ryhmätehtävistä palautetta, että ryhmätyö toimi hyvin, kuten eräs opiskelija kuvaa:   ”Kotitehtävien ryhmässä tekeminen toimi hyvin ja ryhmässä tehtävien pohtiminen vahvisti oppimista.”  Myös ryhmätyön ongelmia tuotiin esille: ”Kotitehtävien ryhmäjako ei toiminut, sillä kemian harjoitustyöt olivat ryhmäläisillä eri päivinä, jolloin tehtävien yhdessä tekeminen oli haastavaa aikataulullisesti. Ryhmät olisi voinut jakaa esim. harjoitusryhmien mukaan”; ”Osa opiskelijoista on saanut lisäpisteet, vaikka ei ole ollut ryhmässä paikalla, eikä ole tehnyt tehtäviä. Näin isossa opiskelijajoukossa ryhmätyöt tuottavat vaikeuksia. Kehitysideana se, että jokainen tekisi yksin kotitehtävät, kuvaisi ne moodleen ja niistä lisäpisteitä osaamisen mukaan. Muuten kotitehtävät olivat erinomaisia! Tarpeeksi haastavina ne valmensivat tenttiin”.

Osa opiskelijoista ei siis kokenut mitään etua ryhmätyöskentelystä, vaan olisi tehnyt tehtävät mieluummin yksin: ”Kotitehtävät eivät mielestäni vaadi ryhmiä, vaan niistä saisi enemmän irti yksin tehtynä”; ”Antaisin mahdollisuuden tehdä kotitehtävät joko ryhmässä tai yksin. Oma ryhmäni ei ainakaan toiminut, sillä kaikki eivät osallistuneet kunnolla kotitehtävien tekoon, joten kaikki halukkaat eivät saa lisäpisteitä.” Se, että kaikki eivät osallistu ryhmätyöskentelyyn ja olivat ns. vapaamatkustajia, oli kyllä tiedossa, ja jonkin verran jouduin järjestämään ryhmiä uudelleen, kun ryhmätyöskentely ei joillekin aikataulu- ym. muiden syiden takia sopinut. Kokonaisuutena pidän ryhmissä tehtäviä kotitehtäviä erinomaisena lisänä kurssille, vaikka kotitehtävien tarkistaminen massakurssilla on kuormittavaa (n. 5×50 = 250 kotitehtävää). Ryhmät palauttivat kotitehtävät Moodlen palautuskansioon kuvina tai pdf-tiedostoina, josta kävin ne arvioimassa silmämääräisesti: jos tehtävistä > 80% oli oikein, ryhmä sai 1p/kotitehtävä ja 0,5p jos >50% oli oikein. Seuraavalla kerralla pitänee vielä enemmän motivoida kaikkia sitoutumaan ryhmätyöskentelyyn ja näkemään vuorovaikutuksessa tapahtuvan oppimisen hyödyt.

Luennoilla käytetty Learning Catalytics (LC) -sovellus toimi paremmin kuin v. 2015 käytetty Socrative ja suurin osa opiskelijoista koki, että LC tuki oppimista. Tästä osoituksena opiskelijoiden myönteisiä kommentteja: ”Tykkäsin learning catalyticksillä luennoilla tehdyistä tehtävistä, sillä ne avasivat monia asioita kurssin aikana, mutta kuitenkin siten että kannustivat omaan ajatteluun ja päättelyyn. Erityisen hyvä oli että sai itse ensin miettiä tehtävää hyvän aikaa, ja sitten käydään vielä opettajan johdolla epäselvät läpi”; “Learning Catalytics tehtävien tekeminen ja niiden yhdessä käyminen/selittäminen luennoitsijan johdolla auttoi ymmärtämään teorian käytännössä. Ilmapiiri kontaktiluennoilla oli hyvä!”.

Muutaman opiskelijan mielestä LC:n käyttöön meni liikaa aikaa ”Luennoilla menee todella paljon aikaa hukkaan learning catalyticsia käytettäessä. Ensin kysymyksen aloittamisessa ja sen jälkeen vastauksia odoteltaessa”; ”Luennoilla voisi ehkä olla enemmän sisältöä. Jotenkin tuntui että varsinkin Catalytics-tehtävien aikana oli välillä liikaa tyhjää, jolloin porukka alkoi keskustella enemmän, josta taas seurasi hälisevä ilmapiiri. Vaikka teinkin tehtäviä muiden kanssa, en henkilökohtaisesti pidä puheensorinasta oppimistilanteessa.” Eräs opiskelija mainitsi, ettei hänellä ollut laitetta, jolla LC toimii: ”Luennoilla ei otettu huomioon sitä, että kaikilla ei ole mahdollisuutta ottaa mukaan laitetta, jolla Learning Catalytics. Vaikka teknologian käyttö onkin itsestään selvää ja lähes kaikilla on tarvittava laitteisto, esimerkiksi minulla ei ollut ja koin luento-opetuksen hyvin eriarvoistavaksi ja turhauttavaksi. Varmastikin tämä on edelleen pienenevä ongelma vastaisuudessa, mutta olisi hyvä kuitenkin ottaa huomioon myös ne opiskelijat, joilla on vanha puhelin eikä toivoakaan tabletista yms.” Mielestäni Learning Catalytic- toimi parhaiten, silloin kun käsittelimme haastavaa tehtävää, jota opiskelijat yrittivät ensin ratkaista yksin, sitten parettain tai pienissä ryhmissä, ja lopuksi tehtävä käytiin opettajan johdolla perusteellisesti läpi.   

 Lähes 60% vastaajista koki, että opintojaksolla käytetyt opetusmenetelmät edistivät oppimista paremmin kuin perinteinen luento-opetus (v. 2015 vain 24%).

Huomattavasti parempi tulos selittyy monista parannuksista, kuten siitä, että kurssin tiiviistä aikataulua onnistuttiin väljentämään niin, että opiskelijat ehtivät paremmin paneutua käsiteltävään aiheeseen ja ennakkotehtäviin. Videoluentoja vähennettiin ja tiivistettiin noin tuntiin/luentokerta. Lisäksi luennoilla käytetty Socrative-sovellus vaihdettiin Learning Catalytic-sovellukseen, joka oli monipuolisempi ja toimi nopeammin kuin Socrative. Ryhmissä tehtävät kotitehtävät uutena tehtävämuotona oli myös onnistunut kokeilu.

Kokonaisuudessaan opintojakso onnistui paljon paremmin kuin ajattelin. Opintojakson aikana opiskelijat todella opiskelivat aktiivisesti ja tekivät huomattavan paljon erilaisia oppimistehtäviä, mikä näytti tehostavan oppimista merkittävästi. Learning Catalytics-sovellus teki oppimistilanteesta interaktiivisen ja vastauksien analysointi yhdessä opiskelijoiden kanssa syvensi oppimista.

Learning Catalytics - interaktiivinen opiskelijapalautetyökalu

Syksy on ollut niin kiireinen, että vasta nyt on aikaa kirjoittaa Learning Catalytics (LC)-sovellusksesta, jota käytin kemian perusteet 2 (KP2)-opintojaksolla. LC on interaktiivinen opiskelijapalautetyökalu, jonka avulla on mahdollista saada reaaliaikaisia palautetta opiskelijoiden osaamisesta. Se antaa opettajalle käsityksen siitä, mitä opiskelijat osaavat ja missä heillä on vaikeuksia tai väärinymmärryksiä ja siten vaikeimmat asiat voidaan ottaa tarkempaa käsittelyyn luennolla. LC on työkalu, jolla voidaan aktivoida opiskelijoita ja parantaa vuorovaikutusta. Sovelsin luennoilla vertaisohjaus- eli peer instruction –menetelmää, jossa opiskelijat ensin vastasivat Learning Catalytics –sovelluksella esitettyyn kysymykseen ensin itsenäisesti ja sen jälkeen, jos kysymys osoittautui haastavaksi, kysymyksestä keskusteltiin vielä pareittain tai pienissä ryhmissä. Osallistuin myös itse keskusteluihin. Tavoitteena oli vertaiskeskustelun aikaansaaminen, mikä tutkitusti tehostaa oppimista.  Käsitykseni mukaan opiskelijat (ainakin suurin osa) tulivat luennoille valmistautuneina eli he olivat katsoneet videoluennot ja tehneet niihin liittyvät ennakkotehtävät.

LC –sovellus on mielestäni toimi hyvin ja sillä oli mahdollista esittää monipuolisemmin erilaisia kysymys- ja tehtävätyyppejä kuin esimerkiksi Socrativella. Erilaisten valinta- ja sanallisten tehtävien lisäksi sillä voi kysyä erilaisia piirtämistehtäviä. Itse käytin paljon Image upload -tehtäviä, joihin opiskelijat vastaavat ottamalla omasta vastauksestaan (esim. piirroksestaan) kuvan ja lähettämällä sen LC- sovellukseen, josta näen opiskelijoiden vastaukset reaaliaikaisesti. Kierrän myös opiskelijoiden joukossa keskustelemassa ja antamassa vihjeitä, mikäli kysymys on ollut haastava. Tehtävien ja kysymysten laatiminen sovelluksella on helppoa ja lisäksi käytettävissä on laaja kirjasto Pearsonin omia ja muiden opettajien järjestelmään tallentamia tehtäviä ja kysymyksiä. Ainakin orgaanisesta kemiasta oli käytettävissä laaja kysymyskirjasto.

Learning Catalytics-sovelluksen kysymystyyppejä.

Esimerkki Learning Catalytics -kysymyksestä ja sen vastausjakaumasta.

LC-sovellukseen opiskelijoiden on ensin rekisteröidyttävä. Rekisteröitymisen jälkeen sovelluksen käyttäminen on helppoa. Oppitunnin alussa opiskelija kirjautuu sessioon numerokoodilla, jolloin sovellus kysyy istumapaikkaa luentosalissa. Olen luonut karttapohjat käyttämistäni luentosaleista, johon opiskelija merkitsee missä kohtaa hän istuu ja tämä mahdollistaa sen, että sovellus ryhmäyttää opiskelijat niin, että kysymykseen eri tavoin vastanneet muodostavat ryhmän. Ajatuksena on, että opiskelija, joka on juuri äsken oppinut opittavan asian tai vastannut oikein kysymykseen, pystyy vakuuttamaan opiskelijatoverin ja selittämään opittavan asian usein paremmin kuin opettaja. Tätä automaattista ryhmäyttämistoimintoa käytin muutamia kertoja, mutta suuresta luentosalista oli vaikea havaita, miten hyvin ryhmäyttäminen käytännössä onnistui.

Kuva opiskelijoiden vastauksista SN100 luentosalista

Miinusta verrattuna esim. Socrativeen sovelluksessa on tarpeeton pop-up-ikkuna, joka ilmestyy aina kun kysymys esitetään opiskelijoille. Lisäksi luentotilanteessa pitää olla kaksi päätelaitetta, joista toisella näytän videotykillä opiskelijan näkymän ja toisella seuraan opiskelijoiden vastauksia. Se, että opiskelijoiden on rekisteröidyttävä järjestelmään, hankaloitti sovelluksen käyttöönottoa alussa, mutta toisaalta se mahdollistaa opiskelijoiden reaaliaikaisen automaattisen arvioinnin. Sovellus soveltuisi yhdeksi oppimisen arviointityökaluksi muiden oppimistehtävien (ennakkotehtävät, kotitehtävät) lisäksi eli arviointi perustuisi opiskelijan eri oppimistehtävistä keräämiin pisteisiin ja niillä voitaisiin korvata perinteinen lopputentti kokonaan.

Learning Catalytics on kaupallinen sovellus ja se maksaa lukuvuodessa $12-20/opiskelija. Yhden opintojakson tarpeisiin sovellus on liian kallis, mutta jos sitä käytetään useilla opintojaksoilla, voi hankinta olla perusteltu.

.