26th IUPAC International Conference on Chemistry Education eli ICCE 2022 järjestettiin kaksi vuotta alkuperäisestä suunnitellusta ajankohdasta (alunperin siis ICCE 2020) Etelä-Afrikassa Kapkaupungissa. IUPAC – International Union of Pure and Applied Chemistry – järjestää kemian opetuksen konferensseja joka toinen vuosi. Tällä kertaa osallistujia oli noin 150, joista puolet oli Afrikasta. Suomesta oli kaksi edustajaa, allekrjoittaneen lisäksi yliopistolehtori Turun yliopistosta.

Konferenssin teemoja olivat:

• Curriculum and Assessment Reform Initiatives
• Effective Instruction in the Online Environment
• Chemistry Teaching and Learning, Pedagogy and Cognition, CTLPC
• Chemistry For Sustainability
• Context and Diversity in Chemistry Education
• Rethinking Laboratory Training Post-COVID-19
• Teacher Education, Teacher Knowledge and Continuous Professional Development

Oma esitykseni kuuluu ryhmään CTLPC.

Maanantai 18.7. – konferenssin avajaiset ja 1.keynote

Ensimmäinen päivän ohjelmaan kuului konferenssin esityksen ja avaussanojen lisäksi ensimmäinen keynote-puheenvuoro, jonka piti professori Elizabeth Mavhunga: Bridging the theory-practice divide in chemistry education through PCK. Mavjunga esitteli kehittelemäänsä ajatusta ”Topic Specific Pedagogical Content knowledge” (TSPCK) – käsitteestä, mikä edustaa erästä jatkumoa Shulmannin rakentamalla viitekehykselle pedagogisesta sisältötiedosta (PCK, pedagogical content knowledge). Yleisön motivoimiseksi hän nosti esille Webb -avaruusteleskoopin tuomia uusia kemian mielenkiinnon kohteita ja tutkimusdataa – planeetat ja niiden kemialliset koostumukset (astrokemiaa!).

Aihespesifinen PCK (TSPCK) lähestyy Shulmanin lanseeraamaa PCK:ta (pedagoginen sisältötieto) yhdessä sen osa-alueessa jäsentäen sitä tarkemmin. Shulman oli aiemmin huomannut, että opettajan aineenhallinnan ja pedagogisten taitojen välistä puuttui jotain, mikä vaikutti niin oppijoiden motivaatioon, erilaisten oppijoiden huomioimiseen ja yleensäkin opetuksen tuloksiin (tutustu tarkemmin PCK-käsitteeseen, siitä on jo kohtuudella suomenkielistäkin tutkimusta). Shulman toteaa, että tutkimukset ovat osoittaneet, ettei opettajan hyvällä aineenhallinnalla ja tai pedagogisella osaamisella ole suoraa yhteyttä oppijan oppimiseen ja oppimistuloksiin. Shulmanin ajattelua Mavhunga tarkentaa teeman tai aiheen käsittelyn kohdalla nostamalla esiin viisi osa-aluetta, joiden hallinnalla on hänen mielestään merkitystä oppimiseen:

• oppijoiden aiempi tieto (tai sen tunnistaminen)
• opetussuunnitelman merkitys
• mitä on vaikea opettaa (käsitteiden tai prosessien oppiminen)
• erilaiset esitysmuodot (erilaisten lähestymistapojen hyödyntäminen)
• opetusstrategiat (mm. digitaalisten laitteiden ja ohjelmien hyödyntäminen

Suomessa on pitkään juuri ainedidaktinen tutkimus ja opetus kärsinyt veren vähyyttää – jä se näkyy myös tutkimuksessa. Ja tässä on yksi lähestymistapa, jota voisi (pitäisi hyödyntää). Niin lehtoraatteja että professuureja ja heidän myötä tutkimusryhmiä tarvittaisiin todella nopeasti. Tämä olisi varmasti myös yksi ratkaisu luonnontieteiden ja matematiikan opetuksen oppimistuloksien parantamiseen ja PISA-tuloksien palauttamiseen kymmenen vuoden takaisille tasoille (jos tätä nyt saa mittarina käyttää).

Mavhungan tutkimuksien tuloksia on tietenkin vaikea siirtää sellaisenaan toiseen kontekstiin, mutta jotain viitteitä se antaa, ja ainakin sen, että tämänkaltaiselle tutkimukselle on Suomessa oma paikkansa. Kemian opetus elää oppikirjojen näkökulmasta uuttaa aikaa, kun taas useampi kustantaja ja kirjoittajaryhmä tuottaa oppimateriaaleja. Lähestymistapojen vertailu ja vaikutus niin opetukseen että oppimiseen olivat nyt tärkeitä tutkimuskohteita. Mavhunga omassa tutkimuksessaan ammensi dataa opettajien tuntisuunnitelmista, mikä ei Suomessa välttämättä olisi huono asia toteuttaa, joskin – kuten me opettajat tiedämme – opetuksessa joudutaan tekemään jatkuvasti uusia pedagogisia valintoja, joihin emme olleet välttämättä tuntien valmistelussa osanneet varautua.

Illan vastaanotosta oli tilaisuus keskustella LabSims -nimisen yrityksen edustajan kanssa. LabSims tuottaa mm. pieniä animaatioita kemian ja biokemian käsitteistä, työkaluista ja menetelmistä. Myöhemmin kävin heidän ständillä.

Tiistai 19.7.2022 – Systems thinking

Päivän keynote puheenvuoron otsikko oli: Systems thinking in foundational chemistry: connecting chemistry content to earth and societal systems. Sen piti Thomas Holme, joka on mm. Journal of Chemical Education -lehden päätoimittaja. ”Systems thinking” vie kemian opetusta laajempiin kokonaisuuksiin ja yhteiskunnassa merkityksellisiin asioihin – joihin kemialla voidaan vaikuttaa.

Lähestyminen aloitetaan esim. vesistön tutkimisesta, maatalouden lannoitteiden vaikutuksesta (”fosfaattikemiaa”) jne. IUPAC projekti ”Systems Thinking in Chemistry for Sustainability: Toward 2030 and Beyond” paneutuu mm. siihen, että kemian opetuksessa suuntaudutaan kestävän kehityksen teemoihin (vrt. Agenda 2030) hyödyntänen ”systeemiajattelun” työkaluja. Tässä mm. käsitekarttatekniikkaa (SOCME (system-oriented concept map extension, kuva alla) viedään eteenpäin tavalla jossa käsitteitä kootaan suurempien kokonaisuuksien pilveen (jolla on yhteiskunnallista tai järjestelmiin liittyvää merkitystä). Omalla tavallaan kyse on kontekstuaalisen lähestymistavan korostamisesta, yhteiskuntaorientoituneiden ”ohjaavien kysymysten” (kuten tiedekäytäntölähtöisessa opetuksessa asia ilmaistaan) hakemisesta ja niihin vastaamisesta kemian näkökulmasta. Lisää tietoja: Systems Thinking for Education and Nature Sustainability – IUPAC | International Union of Pure and Applied Chemistry

Tiistai 19.7.2022 – Stoikiometrian opetusta uudella tavalla

Teemaistunnossa mielenkiinto kohdistui stoikiometrian opetuksen kehittämiseen, Angela Stott esitteli yksiköiden käsittelyyn petustuvan lähestymistavan stoikiometrian opetukseen. Hän on omissa tutkimuksissaan huomannut, että stoikiometrian laskuissa on hurjasti parantamisen varaa opettajien osaamisessa. Ja tietenkin on niin, että jos opettaja ei osaa, on vaikeaa saada myös oppijat hallitsemaan stoikiometrisia laskuja. Angela Sottt julkaisee tiedeopetukseen liittyvää sivustoa osoitteessa: https://www.learnscience.co.za/ . Hän on julkaissut kaksi artikkelia tästä teemasta.

Keskiviikko 20.7.2022 – Excursiopäivä – Canal Walk

Koska itse olen ollut aiemmin ainakin kaksi kertaa Kapkaupungissa lähdin itse omiin kohteisiin (viinitilat ja Table Mountain, Waterfront käyty) ja valitsin Canal Walk -ostoskeskuksen alueineen. Alla myös kuva hotellin terassilta, Kapkaupungin keskustaa ja TableMountain (”Pöytävuori”).

Päivää hyödynsin myös konferenssin postereiden läpikäyntiin. Ne koostuivat hyvinkin erilaisista tutkimuksista kemian opetukseen liittyen. Tässä eräs, jossa oli raportoitu COVID-ajan opetusta.

Torstai 21.7.2022 – mm. oma esitys

Päivä alkoi keynote-puheenvuorolla, jonka piti Ozcan Gulacar: Empowering and inspiring the future generation: Uncovering relevancy and meaning in chemistry education. Gulacar pohti mm. tutkimuksen ja opetuksen lähestymistapoja.

Omassa teemaistunnossa esiteltiin mm. oppijoiden kirjoittamistaitoihin paneutuvaa projektia. Opiskelijoille järjestettiin oma kirjoittamisen kurssi, jossa lopputuloksena oli tieteellinen artikkeli.

Omassa esityksessä esittelin 3D-mallintamisen käyttöä eri lukion kemian opetuksen teemoissa.

Kuten omassakin esityksessä nostin esille yhtenä mallintamisen perusteluna Johnstonen kolmion eri tasojen huomioimisen opetuksessa. Kyseinen ”kolmio” oli hyvin useassa esityksessä yhtenä viitekehyksenä, mikä kertookin sen tärkeästä roolista opetuksen suunnittelussa ja toteutuksessa.

Torstai 21.7.2022 – LabSims

Jo aiemmin mainittu LabSims oli tutustumisen arvoinen. Heidän sivustoon kannattaa tutustua, tässä muutama kuvakaappaus ko. sivuilta. Osoite on www.labsims.com.

Perjantai 22.7.2022 – Konferenssin päätöspäivä

Päätöspäivän yksi pyydetty puheenuvoro koski hybridi- ja monimuoto-opetusta. Teemasta oli muitakin (afrikkal.) esityksiä, mutta afrikkalaisen kontekstin huomioiden anti ei suomalaiselle kemian opetukselle ollut merkittävä.

PhET-simulaatioiden käyttö tuli esille monessa esityksessä, myöhemmin kuulin, että niitä ollaan kääntämässä myös Eletelä-Afrikassa puhuttaville kielille, mikä tietenkin tuo niille merkittävästi lisää käyttäjiä.

Kokonaisuudessaan konferenssi oli mielenkiintoinen kokemus, hyvin moni oli tietenkin kiinnostunut Suomen koulujärjestelmästä ja kemian opetuksesta. Suosittelen.