1 JOHDANTO TUTKIELMAN LÄHTÖKOHDAT, TAVOITTEET JA KOHTEET Lähtökohdat ja tavoitteet Kohteet 5 3 ADVANCE ORGANIZER PERIAATE 7 3.

Transkriptio

1 1 1 JOHDANTO TUTKIELMAN LÄHTÖKOHDAT, TAVOITTEET JA KOHTEET Lähtökohdat ja tavoitteet Kohteet 5 3 ADVANCE ORGANIZER PERIAATE Taustaa Periaatteen oppimispsykologinen perusta Kognitiivinen opetus- ja oppimisajattelu Kognitiivinen rakenne Ausubel in mukaan Mielekästä kielellistä oppimista koskeva assimilaatioteoria Mayer in ja Derry n tulkinnat Ausubel in esijärjestinperiaatteesta Periaatteen tiedollinen ja käsitteellinen perusta Ausubel in tiedonkäsitys Käsitteet ja käsitteenmuodostus Ausubel in ajattelussa Periaatteen tukema oppiminen ja opetus Oppimisen prosessuaalisuus Oppimisen tukeminen Esijärjestimet opetuksessa Esijärjestimien muodostamisen ja kehittämisen näkökohtia Esijärjestimien tyypit Esittävät esijärjestimet Vertailevat esijärjestimet Langan-Fox in, Waycott in ja Albert in esittelemä esijärjestintaksonomia Lineaariset esijärjestimet Teksti (+kuva(i)a) Luettelo/Jäsentely Graafiset esijärjestimet Rakenteinen yleiskatsaus Käsitekartta/Tietokartta/Tietoverkko Matriisi Käsitteellinen malli Kaavio Kuva +kuvateksti Hyvälle esijärjestimelle asetettavat vaatimukset HAHMOTTAVA LÄHESTYMISTAPA Fysiikan käsitteenmuodostus ja käsiterakenne Empiria ja teoria Merkitysten hahmottaminen käsitteiksi Tieteellinen ja teknologinen prosessi Fysiikan hierarkkinen käsiterakenne Fysiikan kieli Suureet prosesseina ja suureiden hierarkia Lähestymistavan tunnusmerkit fysiikan opetuksessa Merkitykset ovat ensin Empiirisen tieteen prosessit opetuksessa Suurehierarkian merkitys opetuksessa... 45

2 5 ADVANCE ORGANIZER PERIAATTEEN JA HAHMOTTAVAN LÄHESTYMISTAVAN SUHTEEN TARKASTELU Kieli Merkitykset ja käsitteet Konstruktivismi Induktio - deduktio Oppilas - opettaja Käsiterakenteet ja kokonaisuudet Yleisarviot Oppikirjatarkastelu/mekaniikka Kvantitatiivinen tarkastelu Kvalitatiivinen tarkastelu ESIMERKKEJÄ ESIJÄRJESTIMISTÄ FYSIIKAN OPETUKSESSA/ MEKANIIKKA Lineaariset esijärjestimet Teksti (+kuva(i)a) Luettelo/Jäsentely Graafiset esijärjestimet Rakenteinen yleiskatsaus Käsitekartta/Tietokartta/Tietoverkko Matriisi Käsitteellinen malli Kaavio Kuva +kuvateksti YHTEENVETO JA POHDINTA. 90 TARKASTELLUT OPPIKIRJAT KIRJALLISUUSLÄHTEET JA VIITTEET LIITTEET 1. Mekaniikan esijärjestimet tarkastelluissa oppikirjoissa sivunumeroviittein. 2. Käsitteet ja periaatteet (myös lait ja teoriat) tarkastelluissa esijärjestimissä. 3. Galilei 3:n esijärjestinkokonaisuuden sivut Fysiikka 3:n esijärjestinkokonaisuuden sivut Voima ja liike 1:n esijärjestinkokonaisuuden sivut Kommentteja ja lainauksia lukuun 3 liittyen. 2

3 3 1 JOHDANTO Ennen kuin johdattelen lukijaa tutkielman varsinaiseen aiheeseen, haluan sanoa muutaman sanan aiheen valinnasta. Sain suoritettua Helsingin yliopiston fysiikan laitoksella didaktisen fysiikan osaston järjestämät fysiikan opettajan suuntautumisvaihtoehdon pakolliset kurssit lukuvuosien ja aikana. Sen jälkeen tuli ajankohtaiseksi aloittaa Pro Gradun tekeminen. Aiheesta minulla ei kuitenkaan ollut siinä vaiheessa minkäänlaista käsitystä. Pohdin kuumeisesti erilaisia mahdollisuuksia sellaisen löytämiseksi. Niinpä tutustuin myös didaktisen fysiikan internetsivuihin, jotka auttoivatkin oleellisesti ongelmani ratkaisussa. Siellä oli nimittäin pitkä lista ehdotelmia Pro Gradujen aiheiksi. Kävin listan läpi ja poimin joukosta muutaman minulle sopivimmalta tuntuvan. Ne mukanani astelin professori Heimo Saarikon työhuoneeseen keskustelemaan lopullisesta valinnasta. Hänen kannustavalla tuellaan graduni aihe selkeni ja saatoin huojentunein mielin palata kotiin. Graduni otsikko on Ausubel in advance organizer periaatteen suhde hahmottavaan lähestymistapaan. Aiheen alkuperäisen idean lienee esittänyt emeritus professori Kaarle Kurki-Suonio. Aiheesta tekee mielenkiintoisen kahteen eri tieteenalaan kuuluvan periaatteen kohtaaminen. Voiko kasvatustieteelliseen tutkimukseen nojaavalla advance organizer periaatteella ja didaktisen fysiikan tutkimukseen nojaavalla hahmottavalla lähestymistavalla olla jotain yhteistä? Tai ovatko ne kenties jopa ristiriidassa keskenään? Molemmat liittyvät kuitenkin läheisesti opettamiseen ja oppimiseen; advance organizer periaate koskee yleisemmin mitä tahansa oppiainetta, hahmottava lähestymistapa erityisesti fysiikanopetusta. Kaarle ja Riitta Kurki-Suonio (1998) ovatkin kuvanneet valaisevasti tällaista vastakkainasettelua : Opettajankoulutuksessa ikiaikaisiin perusteisiin kuuluu ajatus kahdenlaisesta tieteellisyydestä, joita kasvatustiede ja opetettava aine edustavat. Jotta tieto voisi olla arvokasta, sen on oltava sekä rakenteellista että oppilaan omaa. Tässä pelkistyy fysiikan ja kasvatustieteen roolijako. Kasvatustieteen lähtökohta on oppilas, oppimisyhteisö ja ympäristö. Se painottaa oppilaan mielen rakenteita ja tutkii oppilaan omia tietorakenteita, sitä, miten ja millaisilla edellytyksillä ne syntyvät ja kehittyvät, sitä, miten niihin voidaan vaikuttaa ja niin edelleen. Fysiikan opetuksessa ei ole samantekevää, miten ja millaisiksi oppilaan tiedot ja ajattelu rakentuvat. Siinä ei ole kysymys vain oppilaan kasvamisesta sinänsä, vaan se on kasvamista johonkin. Sillä on tavoitteita, jotka ovat lähtöisin fysiikasta itsestään, sen sisällöistä sekä sen tiedolliskäsitteellisistä ja metodis-prosessuaalisista rakenteista. Tämä rakenteellisuus on varsin pitkälti absoluuttista. Käsitteillä on tietyt empiiriset merkitykset ja keskinäiset relaatiot, jotka kuuluvat luonnontieteellisen maailmankuvan perusteisiin, ihmiskunnan sivistyspääomaan. Siten fysiikan opetusta kehittävässä tutkimuksessa ovat väistämättä mukana oppilaan mielen rakenteiden ja oppimisen ongelmien ohella myös fysiikan rakenteellisuudesta nousevat kysymykset. Näitä ajatuksia voidaan pitää myös tämän tutkielman punaisena lankana.

4 4 2 TUTKIELMAN LÄHTÖKOHDAT, TAVOITTEET JA KOHTEET 2.1 Lähtökohdat ja tavoitteet Uusissa lukion opetussuunnitelman perusteissa (ks. lukion opetussuunnitelman perusteet 2003) puhutaan opiskelijan omaa aktiivista tiedonrakentamisprosessia korostavasta oppimiskäsityksestä, jonka mukaan oppilas käsittelee ja tulkitsee vastaanottamaansa informaatiota aiemman tietorakenteensa pohjalta. Opetuksen yleisissä tavoitteissa todetaan muun muassa, että opiskelijalle tulee järjestää mahdollisuus jäsentyneen maailmankuvan muodostamiseen ja hänen tiedonhallintataitojaan tulee kehittää. Fysiikan kohdalla todetaan, että opiskelija oppii tarkastelemaan luonnon rakenteita ja ilmiöitä omien aikaisempien tietojensa ja käsitystensä valossa. Edelleen todetaan, että luonnontieteiden opiskelussa tiedon hankkimiseen käytetään kokeellisia menetelmiä, erilaisia tiedon lähteitä sekä tapoja käsitellä tietoa. Fysiikan opetuksen tavoitteissa mainitaan muun muassa; että opiskelija ymmärtää kokeellisen toiminnan ja teoreettisen pohdiskelun merkityksen luonnontieteellisen tiedon muodostumisessa; että opiskelija hahmottaa fysiikan merkityksen tieteessä; että opiskelija jäsentää käsitystään luonnon rakenteista ja ilmiöistä fysiikan käsitteiden ja periaatteiden avulla. Edellä mainittujen yleisten ja erityisten tavoitteiden saavuttamiseen pyrkivät myös omalta osaltaan vaikuttamaan niin Ausubel in advance organizer periaate (esijärjestin periaate tai pelkkä esijärjestin) kuin Kurki-Suonioiden hahmottava lähestymistapakin. Näiden kahden opetuksellisen strategian suhteen selvittely on puolestaan tämän tutkielman etäisenä tavoitteena. Keskeiseksi pohdittavaksi suhdetarkastelussa nousee kysymys siitä, miten esijärjestinperiaate yleisenä opetuksellisena strategiana projisoituu hahmottavaan lähestymistapaan, joka on kehitelty fysiikan rakenteellisen opetuksen strategiaksi. Jotta suhdetarkastelussa päästään eteenpäin, täytyy pääkysymys projisoitumisesta pilkkoa osiin. Seuraavaksi onkin etsittävä vastauksia kysymyksiin: mikä on esijärjestinperiaate ja mikä on hahmottava lähestymistapa? Näihin kysymyksiin vastaaminen johtaa yhä tarkempiin kysymyksiin niiden ominaisuuksien ja luonteen selvittelyssä. Mikä on esijärjestin? Minkälaisia rakenteita esijärjestin edustaa? Minkälaista opetuksellista lähestymistapaa esijärjestin edustaa? Millaisia tietorakenteita esijärjestimellä voidaan esittää? Millaista tiedon- ja oppimiskäsitystä esijärjestin edustaa? Mikä on käsitteenmuodostuksen rooli esijärjestinperiaatteessa? Mikä on merkitysten merkitys esijärjestinperiaatteessa? Mikä on esijärjestimen tehtävä opetuksessa? Miten esijärjestintä käytetään opetuksessa? Millaisia esijärjestimiä opetuksessa käytetään? Saman sisältöisiin kysymyksiin lähestymistavasta, tietorakenteista/käsiterakenteista, käsitteenmuodostuksesta, merkityksistä, opettajan ja oppilaan rooleista opetus-oppimis - tapahtumassa ym. on haettava vastauksia myös hahmottavan lähestymistavan osalta. Näiden vastausten avulla on mahdollista löytää niin esijärjestinperiaatetta kuin hahmottavaa lähestymistapaa kuvailevat keskeiset elementit. Kun sekä Ausubel in esijärjestinperiaatteesta että Kurki-Suonioiden hahmottavasta lähestymistavasta on luotu tutkielman kannalta riittävän laaja ja tarkka kuva, voidaan esijärjestinperiaatteen projisoitumista hahmottavaan lähestymistapaan tarkastella vielä muutamalla kysymyksellä. Mikä on esijärjestimien asema hahmotusprosessissa? Mikä on esijärjestimien rooli käsitehierarkian eri tasoilla? Kun vielä tarkastellaan kysymystä siitä, mikä on esijärjestimien asema erilaisia lähestymistapoja (yksi kirjoitettu hahmottavan lähestymistavan periaatetta noudattaen) edustavissa lukion fysiikan oppikirjoissa, voitaneen löytää rinnastuksia ja vertailuja hyväksi käyttäen

5 jonkinlainen vastaus esijärjestinperiaatteen ja hahmottavan lähestymistavan suhdetarkasteluun. Pidettäköön samalla tutkielman vähäisenä tavoitteena myös omalta osaltaan edistää koulun fysiikan opetuksessa käytettävien opetusmenetelmien/työtapojen monipuolistamista. Jos ei muuten, niin ainakin tekemällä esijärjestintä tunnetummaksi (ks. esim. Aksela & Juvonen, 21-25) opetuksellisena strategiana. 2.2 Kohteet SIR ISAAC NEWTON sanoi, että jos saavutamme jotakin uutta ja arvokasta, se johtuu siitä, että seisomme meitä ennen tulleen jättiläisen hartioilla (Novak ja Gowin 1993, IX). Tämäkään tutkielma olisi tuskin ollut mahdollinen ilman jo olemassa olleita kylvettyjä tiedon viljavainioita, joiden runsas sato on tarjonnut valmista niitettävää uuden tiedon leivonta-aineiksi. Pidettäköön nyt käsillä olevaa tarkastelua kannattavina pikkujättiläisen olkapäinä David P. Ausubel in esittämää, käsitteiden omaksumisen helpottamiseksi tarkoitettua, advance organizer periaatetta (esijärjestinperiaate) sekä Kaarle ja Riitta Kurki-Suonion rakenteelliseen fysiikan opetukseen kehittelemää hahmottavaa lähestymistapaa. Tutkielma jakaantuu selkeästi neljään osaan, joista yhdessä tutustutaan Ausubel in advance organizer periaatteeseen (2. luku), yhdessä hahmottavaan lähestymistapaan (3. luku), yhdessä keskitytään edellisten suhteeseen (4. luku) ja yhdessä annetaan esimerkkejä eri muotoisista esijärjestimistä mekaniikan opetuksessa käytettäväksi (5. luku). Tutkielman toisessa luvussa käsitellään esijärjestin -periaatteen taustaa, sen oppimispsykologista perustaa sekä tiedollista ja käsitteellistä pohjaa. Huomiota kiinnitetään luonnollisesti myös periaatteen tukemaan oppimiseen ja opetukseen. Niin ikään luodaan lyhyt katsaus Ausubel in esittämään jakoon esittävistä ja vertailevista esijärjestimistä. Ausubel in omaa tyypittelyä esittäviin ja vertaileviin esijärjestimiin, joka perustui pelkästään tekstimuotoisiin esijärjestimiin, ei yleensä kuitenkaan ole pidetty riittävänä tuomaan esiin kaikkia niitä mahdollisuuksia, joita esijärjestimien opetus-käytöllä voitaisiin saavuttaa. Siksi mukaan tarkasteluun on otettu luokittelu, joka kattaa monet ilmaisumuodoltaan erilaiset esijärjestimet. Lopuksi on vielä jäsennelty ne keskeiset tekijät, jotka on yleisesti katsottu hyvän esijärjestimen tunnusmerkeiksi. Alun perin oli kytemässä ajatus myös siitä, että mukaan liitettäisiin esijärjestintutkimuksia käsittelevä osio. Ajatuksesta kuitenkin luovuttiin sen tähden, että tämän tutkielman tarkastelunäkökulman kannalta ei ole tarkoituksenmukaista painottaa advance organizer periaatetta yhtään enempää kuin on tarpeellista. Painopiste tutkielmassa säilynee näin järkevämmin ja paremmin siinä, mihin tutkielman otsikkokin sen asettaa. Kolmannessa luvussa käsittelyn kohteena on hahmottava lähestymistapa, joka käydään läpi perusteellisesti ja pilkuntarkasti sellaisena kuin se Fysiikan merkitykset ja rakenteet kirjassa on esitetty. Perusteluna tälle menettelylle on, että ei ollut mitään tarvetta ruveta uudelleen muotoilemaan kirjan selkeitä lauseita, vaan hahmottava lähestymistapa haluttiin siirtää vain joiltain osin tiivistettynä tämän tutkielman kansien väliin. Näin se yhdessä advance organizer periaatteen yhtenäisen esityksen kanssa parhaiten palvelee tutkielman lukijaa riittävän tarkan kuvan saamiseksi molemmista. Hahmottavan lähestymistavan periaatteita valaistaan tarkastelemalla aluksi fysiikan käsitteenmuodostusta ja käsiterakennetta, jossa empiria, teoria, merkitykset, hahmot ja hahmottaminen, prosessuaalisuus, tiede ja teknologia, käsitehierarkia, fysiikan kieli ja suureet muodostavat lähestymistavan ontologisen ja episteemisen perustan. Toisaalta tarkastellaan näiden tunnusmerkkien ilmenemistä fysiikan opetuksessa, jossa tavoitteena on ymmärtävä oppiminen merkitysten hahmottamisprosessin avulla. 5

6 Neljäs luku muodostaa tutkielman varsinaisen ytimen, jossa tarkastellaan advance organizer periaatteen ja hahmottavan lähestymistavan suhdetta. Vertailujen ja rinnastusten kautta huomio on kohdistettu niihin yhdistäviin ja erottaviin tekijöihin, joita lukujen kaksi ja kolme esitysten perusteella on pystytty tekemään. Hahmottavan lähestymistavan yleisarvion laatimisessa on sovellettu Reino Miettisen ennakkojäsentäjien yleisarvioinnissa käyttämää menetelmää. Lopuksi on kirjatarkastelun avulla pyritty saamaan lisävalaistusta advance organizer periaatteen ja hahmottavan lähestymistavan suhteesta. Kirjatarkasteluun otettiin mukaan lukion fysiikanopetukseen tarkoitetuista kirjasarjoista Galilei (Weilin+Göös), Fysiikka (Kirjayhtymä) ja Lukion fysiikka (Werner Söderström). Näin tähänkin tutkielmaan saatiin empiirinen osuus, jonka merkitystä ei kuitenkaan pidä liikaa painottaa. Tutkielman teon alkuvaiheessa oli vielä mukana ajatus tarkastella kokonaisuudessaan jokainen kirjasarja. Ne olisivat kattaneet lukion fysiikan sekä kaikille yhteisen kurssin että syventävät kurssit. Kirjatarkastelu olisi silloin ollut omana lukunaan tutkielmassa. Työn edetessä kuitenkin huomattiin, että tällainen kirjatarkastelu olisi ollut turhan laaja ja hyödytön tutkielman perusajatuksen esiin kaivamisen kannalta. Niinpä siitä luovuttiin ja yhtä vahvan tiedon saamiseksi todettiin kirjatarkastelun rajaaminen mekaniikan kursseja käsitteleviin kirjoihin riittäväksi. Viidennessä luvussa annetaan esimerkkejä esijärjestimistä toisessa luvussa esitellyn taksonomian mukaisesti. Tätä luokittelua noudattaen jokaisesta esijärjestinmuodosta on ainakin yksi enemmän tai vähemmän edustava esimerkki. Monet niistä on poimittu tarkastelluista oppikirjoista, jokunen muusta kirjallisuudesta, muutama on kaapattu sähköisiltä sivuilta internetistä ja onpa tutkielman tekijäkin yrittänyt kehitellä jonkin esimerkin omista vähäisistä luovuudenrippeistään huolimatta. Useimmat esimerkeistä ovat tyypiltään ausubeliläisiä esittäviä esijärjestimiä. Mukaan on yritetty mahduttaa myös vertailevia esijärjestimiä. Varsinkin niiden kehittelystä tutkielman tekijä on henkisessä vastuussa. Joukossa on mukana yksi fysiikkaa yleisellä tasolla jäsentävä esijärjestin muiden kohdistuessa mekaniikan ja sen eri aihepiirien jäsentämiseen. Tässäkin kohdin alkuperäisenä ajatuksena oli kattaa esimerkeillä myös muut fysiikan osa-alueet, mutta siitä luovuttiin samansuuntaisin perustein kuin mitä tehtiin kirjatarkastelun yhteydessä. Sellaistakin mahdollisuutta pohdittiin, että ensin olisi esitelty fysiikkaa yleisesti jäsentäviä esijärjestimiä, sen jälkeen mekaniikkaa yleisellä tasolla jäsentäviä ja lopuksi mekaniikan eri aihepiirejä sekä tiettyjä aiheita jäsentäviä esijärjestimiä. Tämä vaihtoehto kuitenkin hylättiin sen vuoksi, että se olisi kenties piilottanut toisessa luvussa esitellyn esijärjestintaksonomian, jonka edustama luokittelu haluttiin pitää esillä tässäkin luvussa. 6

7 7 3 ADVANCE ORGANIZER -PERIAATE 3.1 Taustaa David P. Ausubel esitti esijärjestinteoriansa, jonka tarkoitus on edistää oppimista ja parantaa tiedon muistissa säilyttämistä, yli neljä vuosikymmentä sitten. Hän julkaisi vuonna 1960 ensimmäisen esijärjestimiä, niiden merkitystä ja käyttöä opetuksessa koskevan artikkelinsa The Use of Advance Organizers in the Learning and Retention of Meaningful Verbal Material (Ausubel 1960) Illinois in valtionyliopistossa. Jatkettuaan tutkimustaan samassa yliopistossa, Ausubel julkaisi vuonna 1962 toisen artikkelinsa Organizer, general background, and antecedent learning variables in sequential verbal learning (Ausubel & Fitzgerald 1962). Näiden kahden laajaa mielenkiintoa herättäneen tutkimuksensa jälkeen hän julkaisi vuonna 1963 mielekästä kielellistä oppimista käsittelevän merkittäväksi luonnehditun oppimisen psykologiaa tarkastelevan kirjansa The Psychology of Meaningful Verbal Learning (Ausubel 1963). Ausubel in tunnetuin teos Educational Psychology: A Cognitive View (Ausubel 1968) ilmestyi ensin vuonna Siinä hän esitti aikaisempia laajemman katsauksen mielekästä oppimista koskevista ajatuksistaan. Toisena, kokonaan uusittuna laitoksena (Ausubel, Novak & Hanesian) edellä mainittu teos ilmestyi vuonna Häntä voidaan joka tapauksessa pitää kognitiivisesti suuntautuneen opetuksen ja oppimisen teorian tärkeänä tienraivaajana USA:ssa (Engeström 1984, 26). Ausubel in opetusta ja oppimista koskevalla tutkimustyöllä on ollut kolme tärkeää yleistä lähtökohtaa. Ensinnäkin hän on keskittynyt tutkimaan verbaalista, kielen avulla tapahtuvaa oppimista. Toiseksi hän on keskittynyt tutkimaan mielekästä, omakohtaiseen ymmärtämiseen johtavaa oppimista vastakohtana mekaaniselle ulkoa oppimiselle. Ja kolmanneksi hän on keskittynyt tutkimaan oppimista mahdollisimman aidoissa kouluympäristöissä, normaalin kouluopetuksen puitteissa. (Engeström 1984, 26) 3.2 Periaatteen oppimispsykologinen perusta Kognitiivinen opetus- ja oppimisajattelu Psykologiassa käsitteellä kognitio ymmärretään tiedon saamiseen, käsittelyyn ja käyttöön liittyviä prosesseja, tietämistoimintoja, joita ovat muun muassa aistiminen, havainnointi, muistaminen, ajattelu ja päättely. Tietämisen ja oppimisen katsotaan liittyvän kiinteästi toisiinsa. Kognitiivisiin (ajattelun) taitoihin eli tiedon käsittelyn taitoihin katsotaan kuuluviksi myös muun muassa tiedon kerääminen ja järjestäminen, vertailu, luokittelu, sisäistäminen, yleistäminen, johtopäätösten tekeminen, tosiasioiden ja periaatteiden soveltaminen uusissa tilanteissa, mielikuvien käyttäminen, päätöksenteko ja niin edelleen (Lavonen & al. 2001a). Kognitio on psykologiassa yleiskäsite, joka viittaa kaikkiin niihin prosesseihin, jotka liittyvät tietämiseen ja tiedon saamiseen ulkopuolisesta maailmasta (Miettinen 1984, 9). Miettinen toteaa edelleen, että kognitiivinen psykologia käsittää tieteellisenä suuntauksena tai aatevirtauksena psykologian piirissä joukon koulukuntia ja tutkimussuuntia, joita erilaisuudestaan huolimatta yhdistävät keskeiset näkemykset ihmisen toiminnan ja kognitiivisten toimintojen luonteesta. Tälle aatevirtaukselle, kognitivismille, on ominaista ajattelun kehityksen ja mielekkyyden vaatimusten korostaminen (Novak ja Gowin 1993, VI). Kouluhallitus aloitti Suomessa 80-luvun loppupuolella keskustelun koulun tiedonkäsityksestä. Samassa yhteydessä esitettiin opetuksen uudistamista siten, että sen tulisi perustua sellaiselle tieto- ja oppimiskäsitykselle, joka pohjautuisi pääasiassa kognitiiviseen psykologiaan. Sen mukaan oppija konstruoi tietoa ympäristöstä mielikuviensa avulla. Oppimisen perustan muodostaa tarkasteltavasta tai tutkittavasta

8 asiasta syntynyt kokonaisvaltainen ennakkokäsitys, eräänlainen tiedon kehikko, skeema (ks. esim. Bartlett, Neisser). Kognitiivisessa psykologiassa oppimista pidetään toisaalta uusien asioiden liittämisenä skeemassa oleviin vanhoihin tietoihin ja toisaalta koko skeeman muuttamisena tai muuttumisena vastaamaan tietojen lisääntymisen myötä kehittyvää uutta tietämystä. Kognitiivinen lähestymistapa on nykyisessä muodossaan tuonut uuden näkökulman ihmisen toimintaan. Samalla se on muuttanut oppimiskäsitysten perusteita. Lehtinen ym. (1989) pitää näistä näkemyksistä keskeisimpinä 1) käsitystä ihmisestä aktiivisena oman toiminnan ohjaajana, 2) käsitystä toiminnan hierarkkisesta rakentumisesta, 3) käsitystä tiedosta yksilön itsensä konstruoimana, 4) käsitystä tiedosta yleistyneinä sisäisinä malleina ja 4) käsitystä oppimisesta aktiivisena yksilön ja ympäristön välisenä vuorovaikutuksena. Lehtinen toteaa edelleen, että tavoitteiden muotoutumista ja toimintatapojen valintaa määräävät yksilön aiempiin kokemuksiin perustuvat tiedot ja taidot eli niin sanotut tiedolliset skeemat tai sisäiset mallit sekä näiden avulla tehdyt havainnot ulkoisesta maailmasta. Kouluopetuksen tulee kognitiivisen lähestymistavan ajattelun mukaan olla sellaista, että se auttaa oppilasta nousemaan arkiajattelun tasolta kohti tieteellistä ajattelua. Oppilaiden totuudenvastaiset ennakkokäsitykset ympäristön tapahtumista heijastelevat usein arkiajattelulle luonteenomaisia uskomuksia, luuloja ja kuvitelmia. Tieteellinen ajattelu, totuudenetsintä, puolestaan perustuu asioiden monipuoliseen tarkasteluun ja tutkiskeluun. Nouseminen arkiajattelusta tieteelliseen ajatteluun merkitsee useimmiten käytettyjen käsitteiden täsmentymistä ja merkitysten sisällöllistä rikastumista. Opettajan valitsemat kognitiivista opetus- ja oppimisajattelua noudattavat työtavat saavat tärkeän merkityksen koulussa tapahtuvassa opetus-oppimisprosessissa. Oikeilla valinnoilla oppimisesta kehittyy tiedon konstruointiprosessi eikä pelkkä tiedonkaatamistapahtuma, jossa oppilas yksipuolisesti vain vastaanottaa opettajan välittämää tietoa. Suurten tietomäärien oppiminen ulkoa lukemalla jää oppilaalle useimmiten merkityksettömäksi, ellei hän ymmärrä lukemaansa. Oppimisesta tulee lyhytkestoista pintaoppimista, kun sen sijaan tavoitteena tulisi olla oppilaan tietämystä lisäävä ymmärtämiseen tähtäävä pitkäkestoinen syväoppiminen. Kognitiivinen oppimisajattelu korostaa mielensisäisten tapahtumien merkitystä oppimisessa. Se pitää oppimisen ja muistamisen kannalta olennaisen tärkeänä sitä, millaisia jäsentyneitä rakenteita ja kokonaisuuksia tiedot muodostavat ihmisen mielessä. Ajatus oppimisesta taitona liittyy siihen perustavaan kognitiivisen oppimisajattelun ideaan, että oppija itse aktiivisesti konstruoi maailmaa ja sen ilmiöitä koskevaa tietoa. Kognitiivisen oppimiskäsityksen mukaan oppilaalle ei voida antaa tai jakaa tietoa, vaan oppiminen ymmärretään oppilaan omaksi, itseohjautuvaksi kokonaisprosessiksi, jossa mm. opittava sisältö, opetuksen työtapa, oppilaan ominaispiirteet, oppilaan tarpeet ja kokemukset, asenteet ja motivaatio ovat keskenään vuorovaikutuksessa ja vaikuttavat kaikkeen oppimiseen (Lavonen et al. 2001a) Kognitiivinen rakenne Ausubel in mukaan Tärkeä tekijä Ausubel in teoriassa on kognitiivinen rakenne, joka sisältää oppilaan tiedot, käsitykset, odotukset ja muut informaation prosessointiin liittyvät tekijät. Sitä hän on käyttänyt samassa merkityksessä kuin skeemaa (ks. Bartlett). Ausubel itse käyttää käsitettä kognitiivinen rakenne esittämään yksilön sen hetkistä tiettyä tietoainesta ja sitä kuinka hyvin kyseinen tieto on organisoitunut, kuinka selkeää se on ja miten pysyvää tieto on (Ausubel 1963, 27). 8

9 Ausubel rinnasti tavan, jolla tieteellinen tieto järjestyy tietojärjestelmiksi ja tavan, miten ihminen rakentaa omaa tiedon struktuuriaan. Lisäksi hän korosti eri tieteenalojen käsitejärjestelmien muodostavan hierarkkisia rakenteita, joiden huipulla on abstrakteja erityiskäsitteitä ja alapäässä hyvinkin konkreettisia, arkipäivän elämään liittyviä käsitteitä. Oppijan tietorakenne eli kognitiivinen struktuuri onkin Ausubel in oppimisteoriassa keskeisenä käsitteenä. Se on sellaisena tietoa varastoiva, ikään kuin jäsennelty ajatusverkko, jossa uudet asiat liittyvät olemassa olevaan tietoon. Tieto pelkistetään käsitteiksi ja tietorakenne muodostuu oppijalle kartaksi, jonka avulla hän voi ratkaista uusia ongelmia. Tiedon omaksumisen kannalta on tärkeää, että uusi tieto voidaan liittää jo olemassa oleviin käsitteisiin. Jos näin tapahtuu, uusi tieto ankkuroituu oppijan mieleen. Jos sen sijaan uudella ja jo olemassa olevalla tiedolla ei ole yhtymäkohtia tai se koetaan liian ristiriitaiseksi olemassa olevan tietorakenteen kanssa, on uutta tietoa vaikea omaksua. Oppimista ei silloin tapahdu tai se jää pinnalliseksi. Ausubel in mukaan kognitiivisessa rakenteessa hierarkian ylimmällä tasolla ovat yläkäsitteet, keskellä välitason käsitteet ja alimpana spesifiset, suppea-alaiset alatason käsitteet. Kognitiivista rakennetta voidaan siten kuvata hierarkiana, jossa ylimpänä ovat ko. tiedonalan kaikkein yleisimmät ja abstrakteimmat käsitteet (kuva 1). Kognitiivisen rakenteen eri osilla on lukemattomia yhteyksiä muihin kognitiivisiin rakenteisiin (Engeström 1984, 28). 9 ylätason käsite välitason käsite välitason käsite välitason käsite alatason käsite alatason käsite alatason käsite alatason käsite alatason käsite alatason käsite Kuva 1. Ausubel in mukaan tiedot ovat jäsentyneet ihmisen aivoihin hierarkkisessa muodossa. Kognitiivisen rakenteen käsitteellä on keskeinen sija Ausubel in ajattelussa. Hän määrittelee niin mielekkään oppimisen kuin myös merkityksen kognitiivisen rakenteen avulla. Mielekkyys oppimisessa on liitettävyyttä yksilön kognitiiviseen rakenteeseen. Ausubel luonnehtii uuden aineksen liittämistä kognitiiviseen rakenteeseen myös merkityksen luomiseksi. (Miettinen 1995, 79) Ausubel in mukaan tärkein uuden aineksen oppimiseen ja muistamiseen vaikuttava tekijä on oppilaan jo olemassa olevan tiedon rakenne (1963, 26):

10 10 Kulloinenkin kognitiivinen rakenne yksilön tietojen organisaatio, pysyvyys ja selvyys tietyllä asia-alueella jonakin ajankohtana on tärkein tekijä, joka vaikuttaa uuden mielekkään materiaalin oppimiseen ja mielessä pysymiseen ko. asia-alueella Jos kognitiivinen rakenne on vakaa, selvä ja sopivasti organisoitu, syntyy arvokkaita ja yksiselitteisiä merkityksiä, jotka pyrkivät säilyttämään yksilöllisyytensä ja erillisyytensä. Jos toisaalta kognitiivinen rakenne on epävakaa, epämääräinen, huonosti tai kaoottisesti organisoitu, pyrkii tämä ehkäisemään oppimista ja mieleen palauttamista Ausubel painottaa, että oppimisen ja opetuksen tutkimisen pääkysymys on juuri kognitiivisten struktuureiden muodostuminen ja muuttuminen. Mikä sitten määrää kognitiivisen rakenteen? Ausubel illa kognitiivisen rakenteen hierarkkisuutta luovina tekijöinä ovat alistajat ja ankkuroivat ideat, jotka hän määrittelee erityisen korkealla abstraktiotasolla ja selittävyyden asteella oleviksi käsitteiksi ja väittämiksi Mielekästä kielellistä oppimista koskeva assimilaatioteoria Ausubel esitteli teoriansa mielekkäästä oppimisesta ensimmäisen kerran vuonna 1962 artikkelissaan A Subsumption Theory of Meaningful Verbal Learning and Retention (Ausubel 1962). Hänen oppimista koskevan teoriansa lähtökohtana on keskittyminen tutkimaan mielekästä kielellistä oppimista, kielellisessä muodossa esitettyä, tietyn oppiaineen tai tiedon alueen tietoaineksen omaksumista. Teoriansa perusnäkemykset Ausubel esitti vuonna 1963 ilmestyneessä teoksessaan The Psychology of Meaningful Verbal Learning, jossa hän kehitteli edelleen aikaisemmin esittämiään ideoita. (Miettinen 1995, 77) Hänen teoriansa tarkastelee pääasiassa sitä miten oppilaat ymmärtävät, oppivat, organisoivat ja muistavat laajoja, mielekkäitä, kielellisessä muodossa esitettyjä asiakokonaisuuksia (Ausubel 1963, xi). Ausubel puhuu mielekkäästä (merkityksellisestä, tarkoituksenmukaisesta, meaningful) oppimisesta, joka aiheuttaa sarjan muutoksia oppijan kognitiivisessa rakenteessa, muuttaen jo olemassa olevia käsityksiä ja luoden uusia yhteyksiä käsitteiden välille. Ausubel in kiinnostuksen kohteena on alusta asti ollut kouluoppiminen ja sen ongelmat, siis lähinnä sivistyksenä olemassa olevan tiedon systemaattinen välittäminen. (Miettinen 1995) Hänen oppimisteoriansa päätarkoitus on auttaa oppilaita omaksumaan opiskelun kohteena oleva oppiaines (Joyce & Weil 1986, 72). Ausubel in mielekkään oppimisen teoriaa voidaan kuvata nelikenttänä (kuva 2), jonka toisena pääulottuvuutena on toisaalta jatkumo vastaanottava oppiminen keksivä oppiminen (reception learning discovery learning), toisaalta jatkumo mielekäs oppiminen ulkoa oppiminen tai mekaaninen oppiminen (meaningful learning rote learning).

11 11 MIELEKÄS OPPIMINEN tutkimus esijärjestin projektiopiskelu VASTAANOTTAVA OPPIMINEN kyselevä opetus työkirjan täyttö käsitekartta opetuspeli induktiivinen ajattelu luokittelu KEKSIVÄ OPPIMINEN ulkoluku jäljentäminen MEKAANINEN OPPIMINEN/ ULKOA OPPIMINEN Kuva 2. Oppimisen ulottuvuudet Ausubel in mukaan ja työtapoja mielekkään oppimisen nelikentässä. Mielekäs oppiminen tarkoittaa sellaista oppimistoimintaa, missä oppija ymmärtää opittavan asian. Sen vastakohtana on mekaaninen oppiminen, rutiininomainen asioiden ulkoa opettelu. Keksivä oppiminen on parhaimmillaan intuitiivista, luovaa ajattelua, asioiden itsenäistä oivaltamista. Sen vastakohtana voidaan pitää valmiiksi jäsennellyn tiedon omaksumista, vastaanottavaa oppimista, mikä ei Ausubel in mukaan kuitenkaan tarkoita samaa kuin asioiden ulkoa opettelu. Hyvä vastaanottava oppiminen vaatii mielenvireyttä ja tarkkaavaisuutta käsitellyn asian ymmärtämiseksi. Ausubel korostaakin oppijan mielen aktiivisuuden tärkeyttä asioiden luokittelussa ja keskinäisten suhteiden selvittämisessä. Novak (1998, suom. Åhlberg 2002, 71) pitää Ausubel in tärkeänä havaintona eroa ulkoa oppimisen ja mielekkään oppimisen jatkumon välillä ja toisaalta vastaanottavan ja keksivän oppimisen jatkumon välillä. Ausubel on kritisoinut toisen merkittävän amerikkalaisen kognitiivisen psykologian edustajan Jerome Brunerin kannattamaa keksimällä oppimista hitaaksi ja todennut, että tämä ylikorostaa keksivää oppimista oppimisen suotuisimpana muotona samaistaen virheellisesti keksivän ja mielekkään oppimisen. Ausubel in mielestä kaikkien ei tarvitse keksiä uudestaan kaikkia. Ausubel itse painottaa vastakohtana rutiinioppimiselle ja mieleen painamiselle mielekästä vastaanottavaa oppimista kouluoppimisen perustyyppinä, kouluoppimisen pääasiallisena tavoitteena ja pohjana kaikelle mielekkäälle keksivälle oppimiselle. Ausubel ei kuitenkaan väitä, että keksivä oppiminen ei toimisi vaan ennemminkin toteaa keksivän oppimisen olevan tehotonta. Ausubel katsoo mekaanisella ulkoa oppimisella ja mielekkäällä kielen avulla tapahtuvalla oppimisella olevan erilaiset lainalaisuutensa. Jälkimmäiselle on ominaista se, että opetettava materiaali voidaan liittää yksilön aikaisempien tietojen järjestelmään, kognitiiviseen rakenteeseen. Mielekkään kielellisen oppimisen olemus on Ausubel in mukaan uuden tiedon assimilointi, sulauttaminen aikaisempaan kognitiiviseen rakenteeseen. Keskeisellä sijalla tässä sulauttamisessa ovat erityiset alistajat (subsumers), korkealla abstraktiotasolla olevat käsitteet ja periaatteet, jotka parhaimmin jäsentävät tiedon ja ovat omiaan luomaan pysyvän ja selkeän kognitiivisen rakenteen. (Miettinen 1995, 77)

12 Mielekkäässä oppimisessa uusin informaatio liitetään aikaisempiin kognitiivisen rakenteen käsitteisiin. Tavallisesti tämä liittyminen tapahtuu silloin, kun täsmällisemmät, vähemmän kattavat käsitteet liittyvät yleisempiin aikaisemmissa kognitiivisissa rakenteissa oleviin käsitteisiin. Painottaakseen tätä linkitysilmiötä Ausubel (1968) esitteli termin kattava käsite eli yläkäsite (subsuming concept; subsumer). Näiden termien käyttöönoton peruste on kattavien käsitteiden suuri merkitys uuden informaation oppimisessa. Kattavan käsitteen tehtävä mielekkäässä oppimisessa on vuorovaikutteinen. Se helpottaa relevantin informaation kulkua havaintoesteiden läpi ja tarjoaa perustan sille, että vastahavaittu informaatio ja aikaisemmin hankittu tieto liittyvät yhteen. Tämän yhtymisen aikana sekä kattava käsite että varastoitu informaatio muuttuvat hiukan. Tämä vuorovaikutusprosessi uuden opittavan aineksen ja mielessä ennestään olevien käsitteiden eli kattavien yläkäsitteiden (subsumers) välillä on Ausubel in assimilaatioteorian ydin (Novak 1998, suom. Åhlberg 2002, 73). Hänen teoriansa kohdistuu siis ensisijaisesti kognitiiviseen oppimiseen ja tiedon hyödyntämiseen ja käyttöön. Vaikka teoria oppimisesta keskittyy kognitiiviseen (tiedolliseen) oppimiseen, on sillä kuitenkin tärkeä merkitys myös affektiivisen (tunteet) ja motorisen (taidot) oppimisen kannalta. Vuonna 1963 ilmestyneessä kirjassaan Ausubel puolusti vastaanottavan oppimisen ja esittävän opetuksen merkitystä kouluissa välttämättömänä ja tehokkaana, haluten samalla muuttaa opetusta ulkoa oppimisesta kohti mielekästä oppimista (Novak 1998, suom. Åhlberg 2002, 72). Novak ja Gowin (1993, ) esittävät tämän Ausubel in kognitiivisen oppimisteorian peruslähtökohdiksi sen kolme ajatusta: 1) Kognitiivinen rakenne etenee laajoista yleisistä yläkäsitteistä hierarkkisesti organisoituneesti kohti suppeampia konkreettisia käsitteitä. 2) Käsitteet eriytetään asteittaisesti kognitiivisessa rakenteessa, jolloin laaja-alaisemmat käsitteet erotellaan kohteiden tai ilmiöiden säännönmukaisuuksien luonteen mukaan suppea-alaisemmista käsitteistä. 3) Integratiivinen yhteensovittelu tapahtuu, kun kaksi tai useampi käsite mielletään suhteessa uuteen propositionaaliseen merkitykseen tai kun käsitteiden ristiriitaiset merkitykset ratkaistaan. Novakin ja Gowinin (1993, 55) käsityksen mukaan saavutustaso, oppimisen taso, parantuisi miltei jokaisella inhimillisen pyrkimyksen alueella, jos aloitettaisiin keskeisistä käsitteistä ja niiden ymmärtämisestä, ja jos niiden avulla tulkittaisiin ilmiöitä ja kohteita. Ausubel (1968) näkee mielekkään oppimisen teoriassa samanaikaisesti kolme kohdetta: oppimäärän sisältö, oppilas ja opettaja. Opettajan tehtävänä on opetettavan aineksen jäsentäminen käsitehierarkioiden mukaisesti niin, että otetaan huomioon oppilaan tietorakenne ja tavat, joilla oppilas prosessoi tietoa sekä oppiaineksen sisältö. Opettajan kannalta on tärkeää tietää, miten hyvin tieto on oppilaalle jäsentynyt, kuinka selkeää ja miten pysyvää se on. Etenkin luonnontieteiden opetuksessa on tärkeää tiedostaa oppilaan vaihtoehtoiset tietorakenteet ja väärät ennakkokäsitykset opetettavista asioista. Oppilaan tietorakenne on tietoa varastoiva ja prosessoiva. Siinä on oltava jäsenneltyjä ajatusrakennelmia, jotta uudet käsitteet voisivat assimiloitua jo olemassa oleviin käsitteisiin. Novak ja Gowin (1993, 9-12) puolestaan viittaavat opetuksen perustekijöistä kirjoittaessaan Schwabiin, jonka mukaan opetustapahtuma sisältää neljä eri tekijää: opettajan, oppilaan, opetussuunnitelman ja ympäristön, jotka kaikki on otettava opetuksessa huomioon ja esittävät painokkaasti näkemyksensä, joka korostaa opettajien velvollisuutta auttaa oppilaita ymmärtämään tiedon rakennetta ja tuottamista. Mielekäs oppiminen vaatii myös oppilaan omia ponnisteluja: hänen täytyy itse päättää, että hän liittää uuden käsitteen jollakin mielekkäällä tavalla siihen merkitykselliseen tietoon, joka jo on hänen tiedollisessa rakenteessaan (Novak 1998, suom. Åhlberg 2002, 71). 12

13 Mielekkään oppimisen teoria korostaa myös oppiaineen loogista rakennetta ja opettajan merkitystä tämän rakenteen välittäjänä (Lavonen & al. 2001b). Luonnontieteiden opettamisen kannalta Ausubel in teoriassa on mielenkiintoisinta oppiaineen sisältöjen looginen järjestäminen ja opettajan merkitys oppimistilanteessa (Lavonen & al. 2001b). Teoriaa voidaan soveltaa tilanteisiin, joissa opettaja toimii luennoijana tai selittäjänä (Joyce & Weil 1986, 72). Teoria korostaa mielekkyyden osuutta oppimisessa soveltaen jaottelun loogisesta ja psykologisesta johdonmukaisuudesta oppimisen tarkasteluun, mutta teorian mukaan pelkkä oppiaineksen johdonmukaisuus ei kuitenkaan tuota oppimiseen riittävää mielekkyyden elämystä, vaan johdonmukaisuuden täytyy olla myös psyykkisesti elämyksellistä (Novak ja Gowin 1993, VI-VII). Mielekäs oppiminen mahdollistuu, kun oppilas tunnistaa uusia suhteita toisiinsa liittyvien käsitekimppujen välillä, ja mielekäs oppiminen vaatii entisen ja uuden käsitejärjestelmän välisen suhteen tiedostamista (Novak ja Gowin 1993, 114). Ausubel in teorian etuna on pidetty sitä, että se on mahdollistanut monien oppimista koskevien havaintojen eheyttämisen yhdeksi yhtenäiseksi teoriaksi Mayer in ja Derry n tulkinnat Ausubel in esijärjestinperiaatteesta Vaikka Ausubel in (Ausubel 1960; Ausubel ja Fitzgerald 1962) ensimmäiset esijärjestimiä koskeneet tutkimukset olivatkin antaneet lupaavia tuloksia, testeissä esijärjestimiä käyttäneille osallistujille niistä oli ollut vain vähäistä hyötyä siihen nähden mitä muistamista testanneen monivalintakokeen perusteella olisi olettanut. Ausubel in työtä onkin myöhemmin kritisoitu kunnollisen kokeellisen kontrollin puuttumisesta (esimerkiksi siitä, että joillekin tutkittaville testimateriaali oli merkittävästi tutumpaa kuin toisille tutkittaville) sekä ärsykemuuttujien objektiivisen mittaamisen puuttumisesta (Frase 1975; McEneany 1990). Samoin Gagne ja Wiegand (1970) arvostelivat sitä, että Ausubel in esijärjestimissä saattoi olla kyseessä ennemminkin mieleen palauttamisen helpottuminen kuin asioiden sisäistäminen ja tietojen omaksuminen. Lawton ja Wanska (1977) ovat lisäksi korostaneet, että Ausubel in esijärjestimet nostavat esiin niiden omat kognitiiviset rakenteet, joihin uusi tieto kenties liitettäisiin. Heidän mielestään ne eivät toimi kognitiivisen rakenteen ja uuden tiedon välisenä siltana. Oppilaat voivat kuitenkin kaikesta huolimatta käyttää esijärjestimiä uuden tiedon ja olemassa olevien käsitteiden integroimiseen. Edellä esitetty kritiikki on johtanut Ausubel in teorian ja esijärjestimien käytön tarkennuksiin ja laajennuksiin. Näistä modifikaatioista merkittävimmät ovat esittäneet toisaalta Mayer (1979, 1987) ja toisaalta Derry (1984). Mayer in ehdottama assimilaatio-koodaus hypoteesi esijärjestimistä on Ausubel in teoriaa yksinkertaisempi kuvaus oppimisesta. Siinä Mayer esittää, että mielekästä oppimista tapahtuu, kun oppilaassa on havaittavissa seuraavia kognitiivisia piirteitä: (a) tieto ja strategiat ovat säilyneet pitkäkestoisessa muistissa, (b) tarkkaavaisuuden muuttunutta terävyyttä, (c) uudelleenjärjestäytynyttä tietoa työmuistissa niin, että se on yhdenmukaista, (d) jo olemassa olevan tiedon siirtämistä pitkäkestoisesta muistista työmuistiin ja (e) vanhaan tietoon integroitua uutta tietoa. Mayer ehdotti, että esijärjestimet auttavat oppijaa aktivoimaan muistissa jo olemassa olevat ankkuroivat käsitteet sekä rohkaisevat muodostamaan ulkoisia kytkentöjä uuden tiedon ja aiemman tiedon välille. Tässä suhteessa Mayer in esitys eroaa jonkin verran Ausubel in kognitiivisesta alistamisesta (subsumption), koska esijärjestimet helpottavat ennemminkin assimilaatiota kuin uusien kognitiivisten rakenteiden, jonka alle uusi tieto voidaan luokitella, muodostumista. Mayer in assimilaatio-koodaus hypoteesi ottaa huomioon uuden materiaalin aktiivisen integroinnin aiempaan tietoon. 13

14 Derry laajensi Mayer in assimilaatio-koodaus hypoteesia siten, että luettavassa tekstissä esitetyt skeeman kanssa yhdenmukaiset ajatukset assimiloidaan aiemman aktiivisen tiedon kanssa. Uusi ja yhteen sopimaton tieto saa sitten aikaan yksilössä tarpeen muokata tai korjata olemassa olevaa skeemaa. Tästä näkökulmasta katsottuna esijärjestimet toimivat assimilaatio + korjaus -prosessin kautta (Derry 1984, 99). Jos esijärjestin auttaa oppilasta etsimään merkityksellisiä skeemoja, niin itse skeema voidaan kehittää ja sitä voidaan muokata oppilaan ja luettavan tekstin välisessä vuorovaikutustilanteessa. 3.3 Periaatteen tiedollinen ja käsitteellinen perusta Ausubel in tiedonkäsitys Ausubel illa tieto on pääasiallisesti kielellis-käsitteellisessä muodossa, se edustaa jotain tiedon aluetta (oppiaine tai tieteen ala) ja se sulautuu, löytää paikkansa tiedon hierarkkisessa rakenteessa, jossa rakennetta luovina tekijöinä ovat kaikkein abstrakteimmat ja selitysvoimaisimmat käsitteet ja lainalaisuudet (Miettinen 1995, 78). Tieto assimiloidaan, sulautetaan, oppilaan olemassa olevaan tietorakenteeseen, kognitiiviseen struktuuriin. Ausubel kuvailee ihmismieltä informaatiota prosessoivana ja varastoivana järjestelmänä, jota voidaan verrata akateemisten tiedonalojen käsiterakenteisiin (Joyce & Weil 1986, 75). Aivan kuten akateemiset tiedonalat, ihmismielikin on hierarkkisesti organisoitunut käsitejoukko, joka tarjoaa ankkurointikohtia informaatiolle ja ajatuksille toimien samalla niiden varastona (Joyce & Weil 1986, 75). Ausubel in teorian kaikenkattava ajatus on, että tieto on hierarkkisesti järjestäytynyttä. Hän on myös esittänyt, että jokaisella akateemisella tiedonalalla on hierarkkisesti organisoitunut käsiterakenne (Ausubel 1963, 18). Kunkin tiedonalan huipulla on siten joukko hyvin laajoja, abstrakteja käsitteitä, jotka pitävät sisällään konkreettisempia alemman hierarkiatason käsitteitä. Ausubel uskoo, että jokaisen tiedonalan rakenteiset käsitteet voidaan tunnistaa ja opettaa oppilaille, mistä sitten tulee oppilaiden tietojenkäsittelysysteemi. Toisin sanoen käsiterakenteista tulee älyllinen kartta, jota oppilaat voivat käyttää analysoidessaan tiettyjä tietoalueita ja ratkoessaan näiden tietoalueiden ongelmatehtäviä. Tällainen organisoitunut tieto voisi helpottaa uutta oppimista ja luovaa ongelmanratkaisua (Novak 1998, suom. Åhlberg 2002). Ausubel erottaa toisistaan loogisen eli potentiaalisen merkityksen ja psykologisen merkityksen (1968, 223). Opittavalla aineksella on potentiaalista merkitystä, jos se on ei mielivaltaisella tavalla liitettävissä hypoteettiseen, kehittyneen yksilön kognitiiviseen rakenteeseen. Psykologinen merkitys on taas ainutkertainen fenomenaalinen tulos yksilön mielekkäästä oppimisprosessista. (Miettinen 1995, 80) Ausubel ille loogisen merkityksen kriteeri on psykologinen, suhteutettavuus johonkin yksilölliseen kognitiiviseen rakenteeseen. Hän sanoo, etteivät kysymykset asiallisesta ja loogisesta pätevyydestä yksinkertaisesti liity loogisen merkityksen määrittelyyn (1968, 224). Ausubel torjuu näin tietojen ja käsitteiden varsinaisen tietoteoreettisen ulottuvuuden ja korostaa, että tietorakenne on olemukseltaan aina ainutkertainen ja subjektiivinen ilmiö. Tämä käsitys heijastuu itse assimilaatioteoriassa. Kognitiivisen rakenteen sisältö jää toissijaiseksi. Teorian oppimista selittävät käsitteet, kognitiiviset rakennevariaabelit ovat luonteeltaan muodollisia. (Miettinen 1995, 80) 14

15 15 Käsitteet ja käsitteenmuodostus Ausubel in ajattelussa Ausubel in mukaan oppimisen ja opetuksen tutkimisen pääkysymys on juuri kognitiivisten struktuureiden muodostuminen ja muuttuminen. Tämä tapahtuu kahdella tavalla. Lapsuudessa, eritoten ennen kouluikää, käsitteiden muodostuminen tapahtuu induktiivisesti, välittömien kokemusten, esimerkkien vertailun ja niiden yhteisten ominaisuuksien löytämisen kautta. Tämä on päämenetelmä siihen saakka kunnes lapsi on omaksunut noin käsitettä kattavan funktionaalisen sanavaraston. Tämän jälkeen käsitteiden muodostuminen perustuu pääasiassa assimilaation muodossa. Tällä tarkoitetaan uusien käsitemerkitysten omaksumista vastaanottavan oppimisprosessin kautta; oppijalle esitetään käsitteen kriteeriominaisuudet määritelmän tai viitekehyksen avulla (Ausubel & al. 1978, 625). Kun induktiivinen lähestymistapa ohjaa oppilaat keksimään käsitteitä, tarjoavat esijärjestimet käsitteet ja periaatteet oppilaiden käyttöön suoraan (Joyce & Weil 1986, 72) luvun lopussa julkaistussa Ausubel in ja hänen työtoveriensa Kasvatuspsykologiassa yksi luku on omistettu käsitteenmuodostukselle. Siinä esitetty käsitys käsitteenmuodostuksesta on brittiläisen empirismin muotoiluja uskollisesti noudattava kuvaus empiirisestä, luokittelevasta yleistämisestä. Käsitteenmuodostuksen ydinprosessi on Ausubel in mukaan esineiden yhteisten kriteeritunnusmerkkien määrittely (abstrahointi). Näin muodostettujen esineiden luokalle annetaan sopimuksenvarainen, keksitty nimitys, jolla ei ole vastinetta ulkoisessa todellisuudessa (nominalismi). (Miettinen 1995, 79) Käsitteet ovat siis ilmiötä määrittelevien tuntomerkkien kokoelmia. Siksi keskeiseksi muodostuu näiden käsitteiden ja väittämien luonteen tarkastelu. Tähän liittyy Ausubel in varhaisen tuotannon suuri paradoksi. Vaikka käsitteet ovat kognitiivisen rakenteen perustana, ei Ausubel 60-luvun tuotannossaan käsittele lainkaan käsitteenmuodostuksen tai abstrahoinnin luonnetta ja mekanismia. (Miettinen 1995, 79) Ausubel in teoksessa The Psychology of Meaningful Verbal Learning ei ole lainkaan käsitteenmuodostusta tai abstraktiota koskevaa tarkastelua eikä kumpaakaan näistä käsitteistä ole kirjan laajassa asiahakemistossa (Miettinen 1995, huomautus sivun 79 alalaidassa). Ausubel ja hänen työtoverinsa määrittelevät käsitteen seuraavasti (1978, 89): Määrittelemme käsitteet esineiksi, tapahtumiksi, tilanteiksi, ja ominaisuuksiksi, joilla on yhteiset kriteeritunnusmerkit ja joita merkitään tietyssä kulttuurissa jollakin hyväksytyllä merkillä tai symbolilla. Tämän empiristisen tulkinnan mukaan Ausubel pyrkii luonnehtimaan käsitteenmuodostusta kognitiiviseen rakenteeseen assimiloimisena. Käsitteiden luokittelu yhteisten tunnusmerkkien avulla on keskeistä (1978, 99). Miettinen on esittänyt (ks. edellä), ettei Ausubel ole 60-luvun tuotannossaan käsitellyt lainkaan käsitteenmuodostuksen luonnetta. Tähän on kuitenkin todettava, että kirjassaan Edcucational Psychology: A Cognitive View (1968), Ausubel tarkastelee käsitteenmuodostusta keksivän oppimisen (discovery learning) yhteydessä. Käsitteiden hankkimista ja käyttöä käsittelevässä luvussa 15 hän pohtii sekä käsitteiden luonnetta (s. 505) että käsitteenmuodostuksen strategioita (s. 520). Se seikka, että Ausubel pitää vastaanottavaa oppimista kouluoppimisen pääasiallisena muotona eikä keksivää oppimista, jättää kyllä käsitteenmuodostuksen luonteen tarkastelun, pitäessään käsitteitä valmiiksi annettuina, kokonaan pois.

16 Periaatteen tukema oppiminen ja opetus Oppimisen prosessuaalisuus Oppiminen on siis ennen kaikkea uusien käsitteiden assimiloitumista, suhteutumista tai jäsentymistä oppijan kognitiivisiin rakenteisiin (Engeström 1984, 28). Ausubel on kiinnittänyt huomionsa opetusta ja oppimista tutkiessaan ylä-, väli- ja alatason käsitteiden muuttumiseen. Oppiminen tapahtuu hänen mukaansa deduktiivisesti yläkäsitteistä alakäsitteisiin. Tässä prosessissa uudet käsitteet tulevat alistetuiksi jo omaksutuille yläkäsitteille ja samalla tapahtuu omaksutun kognitiivisen rakenteen muuntumista (Engeström 1984, 28). Uusien käsitteiden oikean paikan sijoittumista oppilaan käsiterakenteeseen, niiden alistamista eli subsumointia yläkäsitteiden alle, Ausubel tarkastelee alistaja teoriassaan (subsumption theory). Hän korostaa, että alistaminen koskee olemassa olevien kognitiivisten rakenteiden uudelleenjärjestelyä, ei uusien rakenteiden muodostamista kuten konstruktivistissa teorioissa oletetaan. Ausubel on nostanut esiin neljä prosessia, joilla mielekäs oppiminen hänen mielestään voi tapahtua: 1) Jäljittelevässä alistamisessa (tekijän suomennos, derivative subsumption) kuvaillaan tilannetta, jossa opittava informaatio on jo aiemmin opitun yläkäsitteen uusi tapaus tai esimerkki. Aiemmin opitulla yläkäsitteellä on ominaisuuksia, joiden perusteella kyseinen käsite on saanut merkityksensä. Uudella, opittavaksi aiotulla informaatiolla on yhdenmukaisia ominaisuuksia jo opitun käsitteen kanssa, jolloin uusi tieto kiinnittyy tuttuun yläkäsitteeseen muuttamatta sitä oleellisesti millään tavalla. 2) Suhteuttavassa alistamisessa (tekijän suomennos, correlative subsumption) uusi informaatio poikkeaa joltain ominaisuudeltaan aiemmin opitusta yläkäsitteestä. Mukauttaakseen uuden tiedon aiemmin opittuun, täytyy oppilaan muuttaa tai laajentaa aiemman tiedon merkitystä vastaamaan uutta tietoa. Suhteuttava alistaminen rikastaa ylätason käsitettä laajentaen käsitteen yleisyyttä ja tarkentaen sen merkitystä. 3) Yläkäsitteen oppimisessa (tekijän suomennos, superordinate learning) oppilaalla on jo yksityiskohtaisia tietoja, mutta kattavampi ylemmän tason käsite on vielä tuntematon. Oppiminen etenee käsitehierarkiassa silloin alhaalta ylöspäin induktiivista käsitteenmuodostuksen periaatetta noudattaen. 4) Yhdentävässä oppimisessa (tekijän suomennos, combinatorial learning) on kysymyksessä prosessi, jossa uusi idea johdetaan samalla hierarkiatasolla olevasta, toisesta käsitejoukosta. Ideoita ei siis johdeta ylemmältä tai alemmalta hierarkiatasolta. Tätä oppimisprosessia voidaan pitää analogioiden avulla tapahtuvaksi oppimiseksi. Ausubel in mielekäs oppiminen on ennen kaikkea prosessi, jossa uusi informaatio yhdistyy olennaiseksi osaksi yksilön olemassa olevan tiedon rakennetta (Novak 1998, suom. Åhlberg 2002, 68). Kysymys on uuden informaation sulauttamisesta, assimilaatioprosessista, yksilöllisiin tietorakenteisiin. Ausubel illa on yksiselitteinen käsitys siitä, mikä tässä oppimisprosessissa on ratkaiseva tekijä. Jos minun olisi pelkistettävä koko kasvatuspsykologia vain yhteen periaatteeseen, sanoisin tämän: Tärkein yksittäinen oppimiseen vaikuttava tekijä on se, mitä oppija jo tietää. Ota se selville ja opeta häntä sen mukaisesti. (Ausubel 1968, Ausubel & al. 1978, iv) Toisien sanoen oppimisen kannalta määräävässä asemassa on oppilaan aiemmin omaksuma kognitiivinen rakenne. Oppimisen onnistuminen riippuu siitä, kuinka uudet käsitteet kyetään sulauttamaan ja suhteuttamaan siihen. Näin ollen on tärkeää löytää aikaisemman rakenteen keskeiset yläkäsitteet, subsumoijat (alistajat) aina kulloinkin opetettavan tiedon alalta. (Engeström 1984, 28) Oppimisprosessi etenee Ausubel in mukaan pääsääntöisesti deduktiivisesti, toisin kuin varhainen spontaani käsitteiden muodostaminen. Oppimisessa edetään yläkäsitteistä yksittäistapauksiin, abstrakteista ja yleisistä määritelmistä niiden