Kiinnostuksen lisääminen matematiikkaa kohtaan
Tiivistelmä
Portugalin opetusministeriö, Portugalin telematiikan opetuskäytön yhdistys ja Altice Foundation ryhtyivät yhteistyöhön, jotta Khan Academyn opetussisisältö saataisiin oppilaiden käyttöön portugalin kielellä. Funchalissa toimiva opettaja on aloittanut tämän alustan käytön omassa koulussaan. Oppilaat voivat opiskella matematiikkaa omaan tahtiin. Opettajat puolestaan voivat toteuttaa formatiivista arviointia sen perusteella, mitkä aiheet tuottavat vaikeuksia kullekin oppilaalle ja luokalle yleensä, sekä käsitellä näitä ongelmakohtia luokassa tai tapaamalla oppilaita yksittäin. Vaikka tapaustutkimuksen aiheena ovat matematiikan yhtälöt 13–14-vuotiaiden taitotasoltaan heterogeenisessä ryhmässä, lähestymistapa soveltuu myös muunikäisille oppilaille ja muihin oppiaineisiin.
Voit ladata tämän artikkelin PDF-muodossa täältä.
Konteksti
Portugalissa on viime aikoina ollut käynnissä opetussuunnitelman uudistamisprosessi sekä siirtyminen kohti formatiivista arviointia. Tämä näkyy viimeaikaisessa lainsäädännössä ja uudessa opetussuunnitelmassa. Vaikka joissakin kouluissa on otettu käyttöön innovatiivisia arviointikäytäntöjä ja myös digiteknologian käyttö on lisääntynyt, näitä käytäntöjä on haasteellista diagnosoida, parantaa, arvioida ja levittää laajemmalle.
Portugalissa opettajien on osallistuttava täydennyskoulutustapahtumiin ja/tai -toimintaan, jotta he voivat edetä urallaan. Heidän odotetaan suorittavan vähintään 50 tuntia koulutusta, josta puolet käsittelee pedagogista ulottuvuutta (esimerkiksi englanninopettajan tulisi valita englannin kielen opetukseen liittyvää täydennyskoulutusta).
Lukuvuonna 2019–2020 Portugalissa alettiin toteuttaa MAIA-hanketta (sivusto portugalinkielinen), jolla haluttiin tukea formatiivista arviointia kouluissa (MAIA tulee sanoista Monitorização, Acompanhamento e Investigação em Avaliação Pedagógica eli pedagogisen arvioinnin seuranta ja tutkimus).
MAIA on kansallinen tutkimushanke, jonka tavoitteena on parantaa oppilaiden oppimisen arviointia ja näin auttaa heitä menestymään paremmin opinnoissaan. Hankkeessa tarkastellaan yleisopetusta ja ammatillisia kursseja alakouluista toiselle asteelle, ja siihen sisältyy luokassa toteutettavia arviointityöpajoja, joissa oppilaat kokeilevat formatiivisen arvioinnin työkaluja ja menetelmiä. Opettajankoulutuskeskusten edustajat parantavat opettajien valmiuksia, niin että nämä osaavat käyttää näitä työkaluja ja menetelmiä oppilaidensa kanssa. Hankkeen seurannasta vastaa ydintiimi, jossa on edustajia Portugalin opetusministeriön koulutuksen pääosastolta, yhdestä korkeakoulusta sekä manner-Portugalin kouluista ja kouluklustereista.
MAIA-hankkeen ensimmäisenä toteutusvuonna opettajankoulutuskeskukset (Centros de Formação de Associações de Escolas, CFAE) järjestivät 88 koulutustyöpajaa, joihin osallistui 1 555 opettajaa: alakoulujen ja toisen asteen oppilaitosten opettajia 275 julkisesta koulusta ja kouluklusterista (klusterien nimitys on ”Agrupamentos de Escolas”, AE). Näiden työpajojen tavoitteena oli parantaa opettajien opetus- ja arviointikäytäntöjä.
Keskustiimi ja osallistuvien koulujen lähistöllä oleva verkosto pyrkivät edistämään MAIA-hankkeen piirissä kansallisesti järjestettyjen työpajojen yhtenäistä linjaa monenlaisten seurantatoimien avulla.
Mathematics and Khan Academy –hanke oli Portugalin opetusministeriön koulutuksen pääosaston ja Portugalin telematiikan opetuskäytön yhdistyksen (EDUCOM) yhteistyöhanke. Kumppanit toteuttivat ensin pilottiprojektin, jossa kokeiltiin Khan Academyn aineistoja ja mukautettiin niitä Portugalin koulujen opetusolosuhteisiin. Khan Academysta luotiin portugalinkielinen versio. Tähän osallistui viisi kouluklusteria (Agrupamentos de Escolas, AE) Portugalin keski- ja länsiosasta. Hanke toteutettiin lukuvuosina 2016–2017 ja 2017–2018, ja sen arvioi Lissabonin Nova-yliopiston luonnontieteiden ja teknologian tiedekuntaan kuuluva koulutuksen ja kehityksen tutkimuksen yksikkö (UIED).
Käytössä olleet digitaaliset työkalut
Khan Academy sisältää ilmaisia verkkotyökaluja ja -aineistoja (videoita, tehtäviä, artikkeleita), joita opiskellaan omaan tahtiin verkossa, usein osana käänteistä opetusta. Alkuperäisen englanninkielisen sisällön on kääntänyt portugalinportugaliksi ja mukauttanut Portugalin opetuskontekstiin Altice Foundation (portugalilainen tietoliikenneyhtiö). Sisällön ovat hyväksyneet Portugalin matematiikan yhdistys, Portugalin fysiikan yhdistys ja Portugalin kemian yhdistys.
Khan Academy kannustaa oppilaita opiskelemaan omaan tahtiin, jotta kukin asia opitaan kunnolla. Tämän ansiosta oppilaat oppivat työskentelemään täysin itsenäisesti. Oppilaat voivat seurata omaa edistymistään selkeän ja motivoivan käyttöliittymän avulla.
Alusta edistää myös formatiivista arviointia. Opettajat voivat esimerkiksi seurata kunkin oppilaan edistymistä tai nähdä, mitkä kysymykset olivat haasteellisimpia koko luokalle. He voivat sitten tavata oppilaita yksittäin tai ryhmissä ja käsitellä vaikeita alueita. He voivat myös antaa kullekin oppilaalle personoituja tehtäväkokonaisuuksia, jotta nämä voivat harjoitella niitä asioita, joita eivät vielä osaa kunnolla.
Dr Ângelo Augusto da Silvan koulu on yksi monista hankkeeseen osallistuneista kouluista. Koulu sijaitsee kauniista luonnosta ja matkailusta tunnetulla Madeiran saarella Santa Luziassa, Funchalissa. Koulu sijaitsee varakkaalla asuinalueella. Se on Funchalin suurimpia kouluja, jossa on oppilaita alakoulusta lukiotasolle saakka. Koulu toimii myös 5. ja 6. luokan opetuksen laadun mittapuuna.
Koulu tarjoaa monipuolista opetusta 5. luokalta 12. luokalle. Se tarjoaa myös CEF-kursseja, jotka ovat Portugalissa vaihtoehtoinen reitti 15 vuotta täyttäneille oppivelvollisuuden suorittamiseen joustavasti tarpeiden mukaan. Koulu on hyvin varusteltu: siellä on laboratorioita, työpajoja, av-luokka, reprografialaitteet, kirjasto, psykologian ja erityisopetuksen luokka, palveluhuoneita, strukturoidun opetuksen yksikkö, musiikkikasvatuksen huoneita, visuaalisen kasvatuksen / teknologiaopetuksen luokat, oppilaiden ja opettajien kahvila, ruokala, hallintopalvelut sekä liikuntatilat ja puutarha.
Saatavilla on monenlaista opetussuunnitelmaa täydentävää toimintaa projekteissa ja kerhoissa, joista saa tietoa luokan ohjaajilta ja koulun sivustolta. Opetussuunnitelmaa rikastava toiminta sisältyy koulun vuosisuunnitelmaan. Tämä on keino edistää kulttuurisia ja yhteiskunnallisia arvoja, terveys-, liikunta- ja taidekasvatusta sekä oppilaiden osallisuutta yhteisössä.
Tutkimus – Khan Academy kouluissa
Khan Academya oli alun perin tarkoitus käyttää käänteisessä opetuksessa ja tarjota oppilaiden oppimisesta dataa, jonka pohjalta opettaja voisi eriyttää opetusta oppilaiden yksilöllisten tarpeiden mukaan. Tutkimukset kuitenkin osoittavat, että sitä voi hyödyntää myös luokassa ilman että opettajan tarvitsee tehdä suuria muutoksia opetuskäytänteisiinsä (esim. Light & Pierson 2014). On myös näyttöä siitä, että Khan Academy voi tukea oppilaiden itsenäistä opiskelua, mutta sen käyttöön tulisi liittyä vuorovaikutus opettajan kanssa kasvokkain, jotta oppilaiden tunnetaidot kehittyvät (esim. Vidergor & Ben-Amram 2020).
Koululla oli haasteena oppilaiden aktiivisuuden ja akateemisen suoriutumisen parantaminen. Matematiikassa oppilailla oli vaikeuksia ongelmanratkaisutehtävissä, kuten yhtälöissä, koska he eivät juuri toimineet itsenäisesti ja näyttivät olevan hieman ahdistuneita. Opettajilla oli haasteena vastuullisuuden, sitoutumisen ja henkilökohtaisen onnistumisen edistäminen sekä eriytettyjen ja joustavien oppimispolkujen kehittäminen. Koulussa on paljon äskettäin muista maista tulleita oppilaita, jotka eivät osaa portugalia, joten koulun haasteena oli opetussuunnitelman mukauttaminen ja oppimisen edistäminen näiden oppilaiden omaan tahtiin sekä heidän kielitaitonsa parantaminen.
Lisähaasteena oli tietosuojasäännösten mukaisten sähköpostitilien luominen oppilaille. Koulu ratkaisi tämän käyttämällä koulun sähköpostia. Lukuvuoden alussa vanhemmat allekirjoittivat lomakkeen, jolla antoivat luvan ilmoittaa lapsensa Khan Academyyn. Hyvin varusteltua luokkahuonetta ei aluksi ollut saatavilla, mutta ongelma ratkaistiin vaihtamalla luokkahuoneita koulun johdon suostumuksella. Tätä nykyä ongelmaa ei ole, koska oppilailla on Digital Manuals -hankkeen ansiosta tabletit, joita varten myös verkkokapasiteettia on vahvistettu.
Khan Academy –alustan käyttämistä ehdotti yksi opettajista, Sónia Luísa Silva, joka kertoi omista käyttökokemuksistaan. Hän esitteli ajatuksen alustan käytöstä koulussa, ja koulun johto ja kollegat kiinnostuivat asiasta. Koulun johto tuki tätä aloitetta, ja myönsi Sónia Silvalle työtunteja projektin luomiseen oppilaiden kanssa sekä luvan käyttää tietokoneluokkia ja TVT-tunneille tarkoitettuja laitteita. Johto tuki häntä myös jaettavan materiaalin hankkimisessa, yhtenäisti vuorovaikutusta kouluyhteisön kanssa sekä tarjosi kannustimia osallistuville oppilaille kunkin lukukauden lopussa.
Aiemmin oppilaat kirjautuivat Khan Academyyn tietokoneella tai älypuhelimella. Nykyään he voivat Digital Manuals -hankkeen ansiosta käyttää tablettia. Kuulokkeet ovat hyödylliset, sillä oppilaat voivat katsoa itsenäisesti videoita häiritsemättä eri tehtävän parissa työskenteleviä. Oppilailla on oltava tili Khan Academyssa ja osattava käyttää sitä. Opettajat voivat tutustua alustaan ja opetella käyttämään sitä itsekseen; siihen ei tarvita erityistä koulutusta, sillä alusta sisältää tukimateriaaliosion.
Opettajilla on tukenaan Altice Foundation, joka vastaa Khan Academyn kääntämisestä portugalinportugaliksi, sisällön mukauttamisesta ja opettajille annettavasta koulutuksesta Portugalissa.
Rehtori suhtautuu digiteknologiaan myönteisesti, ja tietotekniikan opettajat tekevät yhteistyötä Khan Academy -tilien perustamisessa ja perusdigitaitojen opettamisessa oppilaille. TVT-tunnit tukevat tätä, koska niiden aikana oppilailla on mahdollisuus käyttää sekä alustaa että sähköpostia. Myös kotoa voi käyttää digitaalisia aineistoja ja Khan Academya. Vanhemmatkin tukevat tätä menetelmää.
Vanhemmille tiedotetaan Khan Academy -alustasta lukuvuoden alussa ensimmäisessä tapaamisessa luokan ohjaajan kanssa sekä oppilaille jaetulla esitteellä. Vanhempia lähestytään suoraan myös kahdella muulla tavalla: 5. luokan oppilaiden ensimmäisellä vierailulla kouluun pidetään lyhyt esittelyluento (jaetaan tietoa tiloista ja projekteista, joihin voi ilmoittautua), ja myöhemmin vanhemmille järjestetään työpaja, jossa kerrotaan Khan Academyn käytöstä ja autetaan heitä rekisteröitymään alustalle. Vanhempia kannustetaan luomaan tili itselleen, jotta he voivat nähdä viikoittaisen raportin lapsensa edistymisestä ja tarkastella muuta sisältöä, johon voi tutustua yhdessä.
Esimerkkitehtävässä opettaja Sónia Luísa Silva esitteli alustan oppilailleen ja loi oppilaiden tilit lukuvuoden alussa.
Luokassa ei ollut riittävästi tietokoneita, että kaikki oppilaat olisivat voineet työskennellä itsenäisesti. Siksi luokka jaettiin kahteen ryhmään. Toinen ryhmä työskenteli Khan Academy -alustalla 45 minuuttia, ja sillä aikaa toinen ryhmä ratkaisi vihkotehtäviä.
Tunnin alussa opettaja jakaa ohjekortin, jossa on oppilaille tehtävälistat. Ohjekortti sisältää aiheita, tehtäviä, videoita, Khan Academy -alustalla saatavilla olevia artikkeleita jne. Ohjekortti ohjaa oppilaat tärkeimpään sisältöön ja auttaa heitä keskittymään ongelmanratkaisutaitojen kehittämiseen eikä tehtäviin, jotka ovat liian helppoja tai eivät kuulu opetussuunnitelmaan. Oppilaat voivat tehdä tehtävät omaan tahtiinsa.
Kuva 1. Oppilaiden työskentelyä kahdessa ryhmässä: toinen ryhmä työskenteli alustalla ja toinen ryhmä ratkaisi matemaattisia ongelmia vihkoon.
Oppilaat saavat välitöntä palautetta kunkin tehtävän tuloksesta Khan Academyn järjestelmän kautta. Suoritettuaan tehtäväkokonaisuuden he saavat pisteitä, joilla he voivat saada avatareja ja ansaita mitaleja saavutustensa mukaan. Alusta mukautuu oppilaan suoritukseen. Se ei ainoastaan korjaa tehtäviä vaan myös ohjaa oppilaita hyödyllisiin tehtäviin, jotka auttavat heitä suoriutumaan paremmin. Se antaa myös tehtävien vastaukset sekä tarjoaa videoita, joissa sisältö selitetään.
Osa oppilaista ei kyennyt suorittamaan tehtäviä ajallaan, joten määräaikaa jatkettiin, ja he saivat tehdä tehtävät loppuun kotona. Osa pyysi määräajan pidennystä, jotta heillä olisi mahdollisuus kerrata tehtävät ja parantaa suoritustaan.
Khan Academy -alustan käyttö oli hyödyllistä sekä tunnin alussa että lopussa. Alussa sen avulla saatiin selvitettyä siihenastiset tiedot ja niissä olevat puutteet sekä valittua aihesisällöt, joiden osaamista olisi syytä kohentaa. Tunnin lopun tehtävillä voidaan puolestaan lujittaa opittua.
Tutkimus – oppimisanalytiikalla oikea-aikaista tukea oppimiseen
Khan Academyn kaltaisten alustojen perustana olevat oppimisanalytiikan järjestelmät voivat tarjota merkityksellistä pedagogista dataa, jonka avulla voidaan selittää ja ennustaa oppilaan edistymistä kohti oppimistavoitteita ja myös ohjata oppilaita tehtäviin, jotka voivat auttaa heitä korjaamaan mahdollisia oppimisvajeita (Thille & Zimarro 2017). Oppilaat voivat myös kehittää itsearviointivalmiuksia ollessaan vuorovaikutuksessa verkkotehtävien kanssa (Santos, Cook & Hernández-Leon 2015).
Tulokset
Khan Academyyn perustuviin oppitunteihin osallistui 132 oppilasta lukuvuonna 2018–2019, 102 oppilasta lukuvuonna 2019–2020 ja tätä kirjoitettaessa 109 oppilasta lukuvuonna 2020–2021. Koulussa toteutettiin lukuvuonna 2018–2019 kysely, jolla haluttiin selvittää sidosryhmien tyytyväisyyttä. Vastausten mukaan Khan Academyn käyttöä sisältävään hankkeeseen osallistuminen herätti suurta kiinnostusta ja tyytyväisyyttä. Käsitelty aihesisältö koettiin kiinnostavaksi, ja edistystä tapahtui niin oppilaiden sitoutumisessa, osallistumisessa kuin itsenäisyydessäkin.
Myös vanhemmat/huoltajat osallistuivat hankkeeseen. Koska he tunsivat alustan, he seurasivat lastensa suoriutumista (48 % vanhemmista/huoltajista). Lapsensa työskentelyä seuranneista vanhemmista 10 % loi myös itselleen tilin alustalle.
Oppilaiden kokemuksia:
- ”Nyt voin harjoitella ja tehdä virheitä ilman pelkoa ja opin sisällön.”
- ”Saan parempia tuloksia arvioinneistani, koska voin opetella ja tehdä tehtäviä uudelleen.”
- ”KA:ssa on tunteja oppilaiden lisäksi myös vanhemmille, joten olen opiskellut kotona vanhempieni kanssa.”
- ”Oppitunnit ovat hyvin jäsenneltyjä: taidot edistyvät erittäin järjestelmällisesti. Opettajani erittelee taidot selvästi. Ongelman ratkaisemista voi yrittää monta kertaa, mikä antaa varmuutta jatkaa.”
Hankkeen jälkeen tehdyn kyselyn mukaan 68 % oppilaista piti tähän käytettyä aikaa erittäin hyödyllisenä. Vain 16 % oppilaista oli sitä mieltä, että heidän matematiikan osaamisensa ei ollut parantunut. He olivat kuitenkin hankkeen myötä alkaneet pitää matematiikasta enemmän ja opiskella erilaisten tehtävien avulla. Nämä oppilaat sanoivat myös, että he ymmärsivät sisällön paremmin ja pystyivät selvittämään epäselväksi jääneitä asioita videoiden ja artikkelien avulla tarvitsematta pyytää jatkuvasti apua opettajalta. Lopulta he oppivat ymmärtämään moimutkaisempaakin sisältöä.
Päätelmät
Khan Academy –alusta, sen sisältö, pelillisyyden käyttö ja oppilaan edistymisen seurannan helppous edistivät kansalliseen opetussuunnitelmaan liittyvää digitaalista ja formatiivista arviointia. Oppilaat saivat lisää rohkeutta puhua luokassa enemmän ja olivat paljon motivoituneempia, mikä paransi opettajan ja oppilaiden välistä suhdetta. Oppilailla oli aktiivinen rooli esimerkiksi kysymysten laatimisessa luokkatovereilleen (ja opettajalle) vastattavaksi. Khan Academya käyttäneiden oppilaiden vuorovaikutus ikätoverien kanssa oli proaktiivista. Oppilaat eivät myöskään pelänneet enää yhtä paljon virheiden tekemistä.
Opettaja Sónia Silvan tutkimus innovatiivisista käytännöistä johti yhteydenottoon Altice Foundationiin koulutusta varten, ja nyt hän vetää koulutustyöpajoja muille opettajille. Toiset opettajat käyttävät Khan Academya säännöllisesti opetuksessaan antamalla tehtäviä oppilailleen sekä tiedon hankintaa että itsenäistä työskentelyä varten. He käyttävät sitä tavallisilla oppitunneilla tai oppilaiden tukiryhmissä ja ovat laatineet tehtäviä käytettäväksi formatiivisessa arvioinnissa.
Koulussa on äskettäin laajennettu Khan Academyn käyttöä. Madeiran alueella toteutettu Digital Manuals -hanke toi kaikille 5. luokan oppilaille verkko-oppikirjat tableteille ja käyttötuen. Tämän jälkeen heidän matematiikan opettajansa alkoivat käyttää Khan Academya säännöllisesti nähtyään oppilaiden aktiivisuuden ja parantuneet tulokset. Tämä edisti monipuolisia oppimiskokemuksia ja kannusti oppilaita käyttämään Khan Academya opiskelussa.
Jatkossakin koulussa käytetään Khan Academyn digitaalisia resursseja matematiikan opiskelussa, koska se on vaikuttava väline tehokkaaseen palautteeseen ja formatiiviseen arviointiin. Madeiran autonomisen alueen henkilöstönkoulutusosasto on pyytänyt Sónia Silvaa kouluttamaan opettajia ja kertomaan Khan Academyyn liittyvistä kokemuksistaan. Hän järjestää sekä matematiikan että luonnontieteiden työpajoja, nyt kun alustan portugalinkielinen versio on valmis ja sitä on laajennettu muihin aineisiin.