KUOMA -projektioppimisen oppimisympäristön suunnitteluperusteista

Elokuu 1997

Teemu Leinonen
Tampereen teknillinen korkeakoulu,
DMI/Hypermedialaboratorio
tel: (03) 365 2174
fax: (03) 365 3549
email: teemu.leinonen@cc.tut.fi



SISÄLLYS:

1. Johdanto

2. Oppiminen ja opetus

3. Informaatio, vuorovaikutus ja toiminta tietoverkkoperusteisessa oppimisympäristössä

4. KUOMA - projektioppimisen oppimisympäristö

5. Lopuksi

6. Lähteet


1. Johdanto

Tämän artikkelin tarkoitus on kuvata ETÄKAMU projektin KUOMA -pilotissa suunnitellun tietoverkkoperusteisen projektioppimisen oppimisympäristön suunnittelussa tehtyjä pedagogisia ja teknisiä valintoja sekä kuvata tehtyjen valintojen pohjalta rakennettava oppimisympäristö. KUOMA -oppimisympäristön suunnittelu on edennyt siten, että ensiksi on valittu tietty oppimisteoreettinen näkemys johon perustuen on pyritty löytämään parhaat mahdolliset tekniset ratkaisut.

Artikkelin alussa kuvailen yleisesti käsitystäni oppimisesta ja opetuksesta. Sen jälkeen esitän oppimisympäristön suunnittelun perustaksi tehtyjä oppimisteoreettisia valintoja sekä Yrjö Engeströmin (1988) esittämän täydellisen oppimisprosessin mallin, jota tulisi voida toteuttaa myös suunnitellun oppimisympäristön puitteissa. Lopuksi esittelen pääpiirteittäin KUOMA -projektioppimisen oppimisympäristön.


2. Oppiminen ja opetus

Jatkuvasti kasvavan informaatiotulvan aikakaudella on syytä pysähtyä pohtimaan oppimisen ja opetuksen käsitteiden eroja ja suhdetta toisiinsa. Hirsjärven mukaan 'Oppimisella tarkoitetaan sellaisia käyttäytymisessä havaittavia pysyviä muutoksia, jotka jollakin tavalla ovat ensisijaisesti olion ja ympäristön vuorovaikutuksesta syntyneitä joko siten, että ympäristö systemaattisesti opetuksen avulla pyrkii muuttamaan käyttäytymistä tai siten, että ympäristön vaikutus on tahatonta.' (Hirsjärvi 1982, 136) Ensinnäkin voidaan todeta, että oppimista tapahtuu kaikkialla missä olemme vuorovaikutuksessa ympäristömme kanssa, ts. kohtaamme informaatiota. Toiseksi on kuitenkin syytä muistaa, että oppimista on eri tasoista, erilaista ja merkitykseltään vaihtelevaa. Oppimisen tasoon ja luonteeseen, eli yksilön kohtaaman informaation vaikutukseen hänen käyttäytymiselleen, vaikuttavat monet eri seikat - ilmeisimpänä ulkoisista tekijöistä riippuva ja/tai sisällöllinen, oppiaineksesta lähtöisin heräävä, motivaatio. Jatkuvan informaatiotulvan pahimpana riskinä voidaankin pitää sitä, että sen kohtaamisessa oppiminen jää alhaisimmalle mahdolliselle tasolle: 'olion' käyttäytymisessä havaittavat pysyvät muutokset ovat lähinnä 'olion' kokema 'informaatioähky', informaation liikatarjonta, joka osaltaan johtaa informaation arvon alenemiseen, stressiin ja kyllästymiseen (Marie ref. Heinonen 1997, 17).

Tietoverkkojen tulo osaksi suomalaista arkipäivää on epäilemättä lisäämässä yksilöiden mahdollisuutta kohdata informaatiota. Motivoituneelle itseopiskelijalle esimerkiksi Internet tarjoaa jo nyt esteettömän pääsyn valtavaan joukkoon uusia informaatiolähteitä jotka sisältävät myös useita uusia tehokkaita informaation hakutapoja. Voidaankin väittää, että tulevaisuudessa ahkera ja motivoitunut itseopiskelija voi tietoverkkojen välityksellä saavuttaa käyttäytymisessään huomattavia pysyviä muutoksia: oppia kieliä, matematiikkaa, sosiaalisia taitoja jne. Toisin sanoen tietoverkko tarjoaa jo sinällään oppimiselle lisäarvoa aivan kuten aikoinaan teki kirjapainotaidon keksiminen tai koko maan kattavan kirjastolaitoksen perustaminen. Näin ollen oppimisen kannalta tietoverkkojen kautta tavoitettavien palveluiden kehittämisessä ensimmäisellä sijalla on luoda luotettavia 'tietopankkeja', digitaalisia kirjastoja ja tiedonhakumenetelmiä oppimisen ja opettamisen tueksi. Tässä kehitystyössä avainasemassa voidaan kuitenkin nähdä olevan paremminkin informaatikkojen ja tietotekniikan ammattilaisten kuin pedagogien.

Oppimisen problematiikasta voimme siirtyä pohtimaan kysymystä opettamisesta ja opetuksesta. Siinä missä oppiminen sisältää kaiken yksilön käyttäytymistä muuttavan vuorovaikutuksen hänen ympäristönsä kanssa, on opetus aina systemaattista, tavoitteisesti etenevää vaikuttamista. Näin ollen opettaminen on ensisijaisesti oppimisen ohjaamista. Jotta oppimista voidaan ohjata täytyy oppijan ja ohjaajan jakaa samat tavoitteet, eli heidän tulee jakaa pyrkimys muuttaa oppijan käyttäytymistä, ajatusrakenteita, käsitystä maailmasta, jne. Näihin tavoitteisiin oppija ja oppimisen ohjaaja voivat sitoutua eri tavoin - niin pakolla kuin yhteisymmärryksen tavoittamisellakin.

Tietotekniikan ja tietoverkkojen voidaan olettaa antavan tuskin mitään uutta tälle opettamisen ja opetuksen peruslähtökohdalle. Oppimisen ja opetuksen näkökulmasta tietotekniikka ja tietoverkot ovatkin ensisijaisesti oppimisessa ja opetuksessa käytettäviä työ- ja viestintävälineitä siinä missä kynä, paperi, taulu, kirja, äänite, video, sanomalehti, radio ja televisio. Pedagogien tehtävänä tulisikin olla pohtia lähinnä sitä miten tietotekniikkaa ja tietoverkkoja voidaan käyttää tehokkaimmin opetusvälineenä oppimisen ohjaamisessa ja mitä mahdollisuuksia ne kenties tarjoavat oppimisen ja opetuksen organisointimuodoille: lähiopetukselle, ohjatulle itseopiskelulle, etäopetukselle ja monimuoto-opetukselle.

Myös tutkimukset teknologian käytöstä oppimisen välineenä ('learning with technology') ja toisaalta oppiaineksen välittäjänä ('learning from technology') osoittavat, että edellisellä lähestymistavalla on saavutettu huomattavasti parempia oppimistuloksia (yhteenveto tutkimuksista Reeves 1997, 87). Tällä tavalla myös uuden teknologian käytöstä opetuksessa on todettu ihmistieteissä jo vuosituhansia tiedetty totuus, että ihminen pääsääntöisesti oppii paremmin systemaattisessa vuorovaikutteisessa opetuksessa yhdessä muiden oppijoiden kanssa kuin yksin oppimateriaalia - tekstejä, kuvia, ääniä, videoita tai multimediaa - tutkimalla.


3. Informaatio, vuorovaikutus ja toiminta tietoverkkoperusteisessa oppimisympäristössä

Aivan kuten kaikessa opetustoiminnassa, myös tietoverkkoavusteisessa opetuksessa tulee informaation varastoinnin, siirron, muokkaamisen ja tuottamisen palvella itse oppimisprosessia. Oppimisprosessin ohjaamiseksi voimme puolestaan valita erilaisia oppimisteoreettisia lähestymistapoja. KUOMA -pilotin oppimisympäristön suunnittelun oppimisteoreettiseksi perustaksi on valittu oppija- ja ongelmakeskeisyys sekä kognitiivinen ja toiminnanteoreettinen oppimiskäsitys. Lisäksi suunnitellun avainasemassa on ollut pyrkimys edistää sekä yhteistoiminnallista oppimista että opettamista. Tietoverkkojen opetukselle ja oppimiselle antama lisäarvo liittyykin lähinnä niiden yhteistoiminnalliselle oppimiselle tarjoamiin mahdollisuuksiin. Enää opetuksen ei tarvitse rajoittua luokkahuoneen seinien sisälle vaan yhteistoiminnallisuutta voidaan helposti lisätä niin eri koulujen oppilaiden ja opettajien kuin myös ulkopuolisten asiantuntijoiden kanssa.

KUOMA -pilotin oppimisympäristön suunnittelussa on tietoisesti pyritty rikkomaan perinteistä opettajakeskeistä opetusmuotoa ja pyritty oppija- ja ongelmakeskeisyyteen. KUOMA -pilotissa suunniteltua oppimisympäristöä hyödyntävällä tietoverkkoavusteisella opintojaksolla opintojen tavoitteet tulisikin asettaa oppijan omasta kokemusmaailmasta käsin siten, että koko oppimisympäristö tukisi oppilaan ongelmanratkaisua. Näin ollen myös KUOMA -oppimisympäristöön sijoitettava oppiaines tulisi koota niistä lähtökohdista, joiden uskotaan tukevan oppilaan ongelmanratkaisun etenemistä.

Koska tavoitteena on oppija- ja ongelmakeskeisyys on KUOMA -pilotin oppimisympäristössä toteutettavaksi opintomuodoksi valittu projekti. Projektiopiskelun ohjaamisessa tulee tavoitella oppilaiden omien ajattelu- ja toimintatapojen muuttamista, itsetiedostamisen kehittymistä ja toiminnallisuutta. KUOMA -pilotissa suunnitellussa oppimisympäristössä toteutettavalle opintojaksolle osallistuvien opettajien ja oppilaiden tulee näin ollen voida itse yhdessä suunnitella melko vapaasti oma opinto-ohjelmansa, toteuttaa projektinsa yhteistoiminnallisesti ja arvioida yhdessä opintojakson onnistuminen. KUOMA -pilotin projektioppimisen oppimisympäristössä toimivien opettajien rooliksi muodostuukin täten toimia lähinnä resurssihenkilöinä ja asiantuntijoina jotka tarkkailevat oppilaiden projektin etenemistä ja antavat oppilaille tarvittaessa 'rakennustelineitä' heidän ongelmanratkaisunsa tueksi.

Kognitiivisen oppimisteorian ihmiskuvan mukaan yksilöt suuntautuvat tietoisesti ja tavoitteisesti ympäristöönsä, josta hankkivat informaatiota toimintansa perustaksi. Valikoidessaan ja tulkitessaan ympäristössään kohtaamaa informaatiota yksilöt rakentavat todellisuudesta sisäisiä malleja, jota puolestaan joutuvat koetukselle heidän kohdatessaan uutta informaatiota. Toisin sanoen ihminen jäsentää ja tulkitsee uutta informaatiota vertaamalla esitettyä uutta mallia todellisuudesta aikaisempaan sisäiseen malliinsa. Näin ollen tavoitteellisesti etenevän opettamisen tehtävä on ensisijaisesti kehittää oppijan sisäisiä malleja. Tällöin korostuu erityisesti todellisuuden rakenteiden oppiminen, joka puolestaan merkitsee yleisten periaatteiden ja merkitysyhteyksien ymmärtämistä - teorian omaksumista. Tällaisella syväoppimisella puolestaan katsotaan saavutettavan opitun laaja siirtovaikutus ja hidas unohtaminen.

Toimintateoreettisen oppimisteorian mukaan korkeatasoisen oppimisen saavuttamisen edellytys on oppijan tiedollisen ristiriidan herääminen. Tällä tarkoitetaan ristiriitaa, joka syntyy oppijan verratessa aikaisempaa sisäistä malliaan uudesta informaatiosta rakentuvaan malliin. Kohdatessaan uuden mallin oppija tiedostaa aikaisemman sisäisen mallinsa virheelliseksi tai riittämättömäksi ratkaisemaan esiin nousseita (tai asetettuja) ongelmia ja motivoituu opiskelemaan. Näin ollen opetuksen tärkein motivointikeino on oppiaineksen kannalta mielekkään tiedollisen ristiriidan virittäminen. Opettajan yhdeksi tärkeimmistä tehtävistä muodostuukin jäsentää oppimistavoitteita ja -sisältöjä niin että ne synnyttävät sellaisia ristiriitoja, joihin oppimisprosessin aikana saadaan ratkaisuja.

Engeströmin (1988) täydellinen oppimisprosessi perustuu kognitiivisesta psykologiasta johdetulle oppimisteorialle. Täydellisessä oppimisprosessissa opittava asia omaksutaan niin että asian yleinen periaate ymmärretään itsenäisesti siten, että opittua voidaan soveltaa useisiin eri tehtäviin. Engeströmin täydellinen oppimisprosessi jakaantuu kuuteen osa-alueeseen jotka ovat:

Enemmän kuin informaation varastoinnille, muokkaamiselle ja tuottamiselle Engeströmin malli asettaa vaatimuksia tarjottavan informaation luonteelle ja laadulle. Ensinnäkin opetettavan sisällön tulisi olla laajasti soveltamiskelpoisia periaatteita ja tietorakenteita. Toiseksi esitetyn sisällön tulisi olla hyvin jäsentynyttä, selittävää ja pohdintaa vaativaa. Tällaista informaatiota voidaan kutsua myös teoreettiseksi tiedoksi.

Engeströmin mallin mukaan suunnitellussa tietoverkkoavusteisessa opintojaksossa on ensiarvoisen tärkeää, että opintojaksolla esitettävä informaatio eli oppiaines voidaan esittää oppijalle oppimisprosessin kannalta mielekkäässä vaiheessa. Näin ollen voidaankin väittää, että täysin vapaa 'liikkuminen' avoimessa oppimisympäristössä ei takaa parasta mahdollista oppimista vaan myös tietoverkkoavusteisessa oppimisympäristössä opettajan, oppimisen ohjaajan, tulee kontrolloida oppimisprosessin etenemistä rakentamalla opittavasta mielekäs juoni.

Tietoverkkoavusteisen oppimisympäristön suunnittelussa tulisikin kiinnittää huomiota niiden työvälineiden suunniteluun, joiden avulla opettaja voi 'paloitella' tietoverkkovälitteisesti tarjottavan oppisisällön oppimisprosessin kannalta mielekkäiksi kokonaisuuksiksi. Valmista oppimateriaalia ei Engeströmin mallin mukaisessa oppimisprosessissa itseasiassa tarvita läheskään niin paljon kuin perinteisemmän näkemyksen mukaisesti toteutetussa opetuksessa, vaan oppimisprosessin ohjaajan tuottama tai valikoima alkuperäinen oppimateriaali tulee ensisijaisesti sitoutua vain oppimisprosessin motivoitumis -osatekijään. Näin valmiin oppimateriaalin tehtävä on herättää oppijan tiedollinen ristiriita ja osoittaa hänen sisäisen mallinsa riittämättömyys ratkaista esiin nousseita ongelmia. Tärkeämpää kuin alkuperäisen oppimateriaalin määrä onkin juuri sen motivoivuus. Opettajan tulee kuitenkin joka tapauksessa olla valmistautunut tarjoamaan oppimisprosessin edetessä oppijoille uusia 'rakennustelineitä' (informaatiota) joiden avulla oppija voi konstruoida uuden tiedollisen mallin. Toisin sanoen opettajan tulee olla opettamansa asian asiantuntija.

Tietoverkkoperusteisen oppimisympäristön ja siihen sisälletyn oppimateriaalin alistamista oppimisprosessille voidaan perustella myös kasvavan informaatiotulvan ja informaation saatavuuden paranemisen näkökulmasta. Voidaan nimittäin olettaa, että jo lähitulevaisuudessa lähes kaikki 'informaatio' on melko yksinkertaisesti jokaisen länsimaisen ihmisen käytettävissä ja saatavissa tietoverkkojen välityksellä 'globaaleista hakuteoksista'. Näin ollen ei enää, jos koskaan on ollutkaan, ole mielekästä opetella yksittäisiä asioita, vaan tarvittaessa jotakin tiettyä informaatiota se voidaan vaivattomasti hakea tietoverkkojen välityksellä. Jotta 'tietopankeista' ja digitaalisista kirjastoista haettu informaatio olisi ymmärrettävää, tulee meidän kuitenkin edelleen kehittää ja oppia rakenteita ja teorioita joihin 'hakuteoksista' haettu tieto voidaan sijoittaa.

Täydellisen oppimisprosessin näkökulmasta tietoverkkoperusteisen oppimisympäristön tulee taata myös oppilaille mielekkäitä välineitä informaation muokkaamiseen ja tuottamiseen. Engeströmin mallia mukaillen voidaan suunnitella oppimisympäristö, jossa oppija voi erilaisin työvälinein esittää orientoitumisensa, sisäistämisensä, ulkoistamisensa, arvioinnin ja kontrollin oppimisprosessinsa ohjaajalle eli opettajalle. Näiden oppimisprosessin osatekijöiden esittämiseen ja kuvaamisen voidaan käyttää tietoverkkojen välityksellä toimivia ohjelmistoja, kuten ryhmätyöohjelmistoja, ilmoitustauluja, chat ja IRC -sovelluksia, käsitekaavioiden rakentamiseen suunniteltuja ohjelmia, mindmap - piirustusohjelmia, jne. Olennaista käytettävissä ohjelmistoissa on, että niitä käytetään ns. kognitiivisina välineinä siten, että oppilas pystyy jäsentämään niiden avulla ajatteluaansa ja oppimaansa. Toivottavaa olisi myös se, että käytettävät 'ajattelun apuvälineet' toimisivat reaaliajassa (on-line), jolloin oppija ei tarvitse omalle PC-koneelleen muita ohjelmia kuin jonkin yleisen www-selaimen. Myös kaikki oppilaan tuottama informaatio - oppimisprosessin etenemisen eri vaiheiden kuvaaminen ja esittäminen - tulisi voida tallentaa suoraan palvelimelle. Näin puolestaan opettaja voi palvelimelta jatkuvasti ('on-line') seurata ja ohjata oppimisprosessin etenemistä. Samoin opettajan tarjotessaan oppilaille uutta informaatiota oppimisprosessin tueksi tulisi se voida tallentaa suoraan palvelimelle oppilaiden saataville.


4. KUOMA - projektioppimisen oppimisympäristö

KUOMA -pilotissa suunnitellun oppimisympäristön metafora on rakennus, jossa toimii oppimiskeskus. Rakennus koostu neljästä tilasta jotka ovat: mediakeskus, studio, kokoushuone ja galleria. Rakennuksessa toimivilla asiantuntijoilla, oppilailla ja vierailijoilla on erilaiset 'kulkuluvat'. Asiantuntijoilla on vapaa pääsy kaikkiin rakennuksen tiloihin kun taas opiskelijat pääsevät vain mediakeskukseen, studioon ja galleriaan. Näin ollen asiantuntijoille jää oma kokoushuone johon opiskelijat eivät pääse. Vierailijat puolestaan pääsevät vain mediakeskukseen ja galleriaan. Tilat ovat yhteydessä toisiinsa siten, että jokaisesta tilasta on suora yhteys toisiin tiloihin (kts. kuva 1).

Kuva 1. Oppimiskeskusrakennuksen pohjapiirustus ja 'kulkuluvat'

KUOMA -projektioppimisen oppimisympäristöä hyödyntävällä opintojaksolla opettajien lisäksi asiantuntijoiksi voidaan nimetä myös muita opiskeltavan oppisisällöin tai oppimisen asiantuntijoita itse koulutusta järjestävän organisaation ulkopuolelta. Näin ollen jokaista opintojaksoa varten voidaan rakentaa oma asiantuntijaverkosto palvelemaan opiskelijoiden oppimista. Koulutusta järjestävän tahon ulkopuoliset asiantuntijat voivat toimia myös opettajien täydennyskouluttajina.

Seuraavassa kuvailen KUOMA -oppimisympäristön jokaisen erillisen tilan, esitän tilalle asetetut tavoitteet oppimisen näkökulmasta sekä mahdolliset tekniset ratkaisut. Esitetyt tekniset ratkaisut tilojen toteuttamiseksi ovat toistaiseksi alustavia.


4. 1. Mediakeskus

Kuvaus:

Tavoite: Toteutus: Lukuoikeudet: Kirjoitusoikeudet:


4. 2. Studio

Kuvaus:

Tavoite: Toteutus:


4. 3. Kokoushuone

Kuvaus:

Tavoite: Toteutus: Lukuoikeudet: Kirjoitusoikeudet:


4. 4. Galleria

Kuvaus:

Tavoite: Toteutus: Lukuoikeudet: Kirjoitusoikeudet:


5. Lopuksi

KUOMA -oppimisympäristön suunnittelussa on pyritty rakentamaan tietoverkkovälitteisesti tavoitettava oppimisympäristö joka tarjoaa mahdollisuuden toteuttaa hyvää tavoitteellista projektiopiskelua siten, että siinä toteutuu Engeströmin esittämä täydellinen oppimisprosessi. Tämä ei tietenkään tarkoita sitä ettei KUOMA -oppimisympäristössä voisi toteuttaa myös muunlaista oppimista - niin hyvää kuin huonoakin. Toteutettaessa oppimista ja opettamista onkin syytä muistaa, että oppiminen ja opettaminen sisältävät aina valtavan määrän inhimillistä 'prosessointia' ja tiedonsiirtoa jossa tunnetusti erilaisten virheiden syntymisen mahdollisuus on hyvin suuri.


6. Lähteet:

Engestöm, Yrjö 1988: Perustietoa opetuksesta. Valtionvarainministeriö - valtion painatuskeskus, Helsinki.

Heinonen, Olli-Pekka 1997: Sähköiset viestimet itsenäisessä Suomessa - Suomi 80 vuotta teoksessa 'Entäs nyt tietoyhteiskunta? - Interaktiivinen teknologia koulutuksessa'. Konferenssijulkaisu.

Hirsjärvi, Sirkka (toim.) 1982: Kasvatustieteen käsitteistö. Otava.

Reeves, Thomas C. 1997: The Internet and Multimedia in Teaching and Learning: Cognitive Tools for the 21st Century teoksessa 'Entäs nyt tietoyhteiskunta? - Interaktiivinen teknologia koulutuksessa'. Konferenssijulkaisu.