AIVOT LIIKKEELLE! LISÄÄ LIIKETTÄ- TEHOKKAAMPAA OPPIMISTA 15.11.2018 Hannu Moilanen Projektitutkija, fysiikan ja kemian opettaja, opettajan kouluttaja Jyväskylän yliopisto
Kuinka väsynyt olet?
SORMILEIKKI?
Hillman ym. 2009
Näyttelijän oppimistekniikoita -voisiko näitä hyödyntää koulussa? Liikkeen käyttö (keho, sijanti näyttämöllä) Rytmi, musiikki Ääneen lukeminen, eri äänen painot TUNNE Seela Sella: Käytän kehoa, liikettä ja elekieltä. Ne auttavat muistamaan.
HIPPOCRATES 470-360 ekr Käveleminen on ihmisen parasta lääkettä
VOISIKO LIIKE OLLA LÄÄKE MYÖS OPPIMISEEN?
MUUTOS AIVOISSA KÄYNNISSÄ? Ihmiset avaavat kännykän keskimäärin näytön 28 päivässä, milleniaalit 9 kertaa tunnissa. 40 prosenttia tästä availusta on pakonomaista. Keskimäärin lapset saavat ensimmäisen älypuhelimen 10-vuotiaana, joka aiheuttaa pitkäkestoisia muutoksia kehittyviin lapsen aivoihin. Kännykkäaddikteilla aivokemia on muuttunut (mm. GABA-pitoisuudet korkealla) ja aivot ovat ylivirittyneessä tilassa -> todennäkyisyys ahdistua ja masentua kasvaa. Radiological Society of North America. (2017, November 30). Smartphone addiction creates imbalance in brain, study suggests. ScienceDaily
Kirjallisuutta: mm. Wilson ym. 2007. "Attention During Lectures: Beyond Ten Minutes". Teaching of Psychology
Mikään opetusmenetelmä ole toista parempi, vaan ne tukevat toisiaan (Kupias 2001 ; Mykrä & Hätönen 2010)
VAI ONKO NÄIN?
Lecture Reading Audiovisual Demonstration Discussion group Practice by doing Teach others Average Retention Rate 5% 10% 20% 30% 50% 75% 80%
MITÄ OPPIMINEN ON? JYU. Since 1863. 17
Aivoissa on noin 100 miljardia hermosolua Jokainen neuroni voi muodostaa noin 10000 kytkentää Rajaton mahdollisuus erilaisten kytkentöjen muodostumiseen JYU. Since 1863. 18
Tiedon katsotaan siirtyvät ihmisen työmuistista säilömuistiin, vain ja ainoastaan silloin jos sitä on käsitelty riittävän syvällisesti, toistettu tarpeeksi (tiedon kertaus) usein tai mikäli siihen liittyy voimakkaita tunteita.
Liikunta virittää aivot sellaisiksi, että on helpompi oppia JYU. Since 1863. 20
Neurons that fire together wire together -> Fyysinen aktiivisuus on tehokas keino vahvistaa yhteyksiä aivojen eri alueiden välillä JYU. Since 1863. 23
Hippokampus kasvaa->hippokampuksessa syntyy liikunnan aikana uusia hermosoluja Vahvistaa etuotsalohkoa Kasvattaa aivoturson ja harmaata alueen määrää - >muisti paranee Nopeuttaa aivojen eri välisten alueiden viestintää, valkoisen alueen määrä kasvaa Burzynska, A. Ym. (2014) Chaddock, C ym. (2010) Chaddock-Heyman, L. Ym. (2014) JYU. Since 1863. 24
NELJÄ SYYTÄ LIIKUNNALLISTAA OPETUSTA: 1. Säännöllinen liikunta muokkaa aivojen rakennetta- >oppimiskyky kasvaa 2. Ennen oppimistilannetta tehty liikunta virkistää ja parantaa keskittymiskykyä 3. Liike yhdistettynä oppimiseen tehostaa oppimista 4. OPISKELUMOTIVAATIO KASVAA->Oppilaat kokevat liikunnallistavat työtavat mielekkäiksi- >positiivisten emootioiden vaikutus oppimiseen
Mieleenpainuvia hetkiä lukion fysiikan tunneilta Mennään pois luokasta->paikkamuisti Käytetään kehoa-> Kehollinen tunne -> keho muisti Yhdessä tekeminen->tunnemuisti
Näyttelijän oppimistekniikoita -voisiko näitä hyödyntää koulussa? Liikkeen käyttö (keho, sijanti näyttämöllä) Rytmi, musiikki Ääneen lukeminen, eri äänen painot TUNNE Seela Sella: Käytän kehoa, liikettä ja elekieltä. Ne auttavat muistamaan.
KETKÄ VOISIVAT HYÖTYÄ KEHOLLISISTA TYÖTAVOISTA?
Fysiikkaa liikkuen yläkoulu: Tekoälyn avulla löydettiin kolme oppilasprofiilia: 1. Positiivisesti kehollisiin työtapoihin suhtautuvien tunne-kehollisten oppilaiden ryhmä (n=201), 2. Kiireellä kyselyyn vastaajien ryhmä positiivisesti työtapoihin suhtautujien ryhmä (n=99) 3. Negatiivisesti uusiin työtapoihin suhtautuneiden ryhmä (n = 22).
80,9 % oppilaista koki, että työpajan oppilastyöt tuntuivat mielekkäämmiltä kuin perinteiset luokassa tehdyt fysiikan oppilastyöt eikä oppilaiden työpajan kokemisessa tapahtunut muutoksia vuosien välillä. Sukupuolella tai fysiikan kouluarvosanalla ollut vaikutusta suhtautumisessa työtapohin.
Detecting pupils opinions on learning physics bodily by unsupervised machine learning Hannu Moilanen, Sami Äyrämö, Marja Kankaanranta, University of Jyväskylä, Finland
Fysiikan opiskelua oman kehon liikkeen avulla We found three distinct groups of students: 1. Motivated learners with a positive attitude towards the new assignment and ipads (n = 43 ) 2. Students who disliked the use of technology and preferred traditional calculating (n = 11) 3. Students with the most negative attitude towards assignments and technology and who left mostly empty answers (n = 8).
Lisää hyviä syitä liikkua Stressinsietokyky paranee (manteli tumake kaasuttaa, hippokampus jarruttaa, etuotsalohko, lapsenvahti-neuronit) Nopeuttaa aivojen eri välisten alueiden viestintää Parantaa lyhyt- ja pitkäkestoista muistia Hidastaa aivojen vanhenemista Lisää luovuutta (GABA alas, luovuus ylös)
JA VIELÄ KERTAUKSENA LIIKUNTA pitää kunnossa verisuonistoa, joka on aivosolujen elinehto voi pysäyttää valtimotaudin etenemisen ja suonien kalkkeutumisen laskee verenpainetta vähentää haitallisen kolesterolia määrää, lisää hyvää kolesterolia pitää verensokerin tasapainossa kiihdyttää uusien aivosolujen syntyä parantaa työmuistia jumppaa aivojen tiedonkäsittelylle tärkeitä alueita eli älyät paremmin lisää stressinsietokykyä lisää mielihyvän kokemuksia selkeyttää ajatuksia Uni tulee illalla paremmin
MITEN LISÄTÄ KESKITTYMISKYKYÄ?
Mitä ADHD on? Jokainen meistä on enemmän tai vähemmän ADHD->ADHD-suurimmalla osalla geeneissä Uteliaisuus, tutkijaluonne ja kyky reagoida ympäristön ärsykkeisiin on ollut aikoinaan edellytys henkiinjäämiselle ADHD ja dopamiini? Liikunta lisää dopamiinia ja vähentää aivokuoren hälyä JYU. Since 1863. 38
DOPAMIINI- OPPIMISBUUSTERI Auttaa mm. muistamaan, oppimaan, motivoitumaan, suunnittelemaan, tekemään päätöksiä, prosessoimaan kieltä. Vaikuttanut olelleelisesti ihmisaivojen kehitykseen (Souza ym. 2017, Science) Miten dopamiinin tuotantoa voisi buustata oppitunnilla? JYU. Since 1863. 39
HAASTE NUORTEN AIVOJEN KANSSA: -STRESSI/TUNNEAIVOT VALMIINA noin 17- vuotiaana - JÄRKIAIVOT(etuotsalohko) valmistuu vasta n. 25- vuotiaana JYU. Since 1863. 41
OPETUKSEN LIIKUNNALLISTAMISEN ERI TASOT
Taso 1 Pylly irti penkistä 20 min välein ->Tavoitteena vireystilan aktivointi ja istumisen katkaiseminen Lyhyet välijumpat (Sprintgame, Gonoodle) Lyhyt 1-2 minuutin kävely esim. koulun pihalla ja takaisin luokkaan Aivot narikkaan harjoitukset lyhyet esim. rentoutus- ja hengitysharjoitukset Opiskelu eri tasoissa. Seisoessaan lapset oppivat ja keskittyvät paremmin->otsalohkon aktivoituminen (Mehta 2015).
TASO 2 Opiskelu ja liike tapahtuvat samanaikaisesti
VÄHÄN KEMI AA
Monivalintakysymyksiä A) Kyykky B) Kädet ylös C) Sivutaivutus D) Lantio pyörii
The Titanic was powered by A. Thousands of hamsters running inside little wheels B. The third class passengers rowing C. 16 giant steam boilers D.The crew members threw stowaways off the stern all at once
Mikä on paineen SI-yksikkö? A.GAGGAL B.SKEIDAL C.GÖNTSÄL D.PASCAL
TASO 3 Keholla oppiminen
Kehollisen oppimisen tutkittuja hyötyjä: 1. Abstraktit käsitteet voivat konkretisoitua kehollisen oppimisen avulla (esim. Hayes & Kraemer 2017). 2. Kognitiivisen kuorman vähentyminen->työmuistia vapautuu itse ongelman ratkaisuun (esim. Swaller 1988, Goldin-Meadow ym. 2001, 3. Kun sekä eri aistit ja keho osallistuvat oppimisprosessiin voi syntyä entistä pysyvämpiä muistijälkiä (Esim. Kontra ym. 2015, Abrahamson ym. 2012)
KOKEILLAAN KEHOLLA OPPIMISTA! AINEEN OLOMUODOT
Miten luoda merkityksellinen oppimiskokemus? 1.TARKKAVAI- SUUS OPPIMIS- YMPÄRIS- TÖ 2. MOTIVAATIO- RIKO RUTIINI! TYÖ- KALU OPETUS- MENE- TELMÄ 3. ERI AISTIT KÄYTTÖÖN 4. TUNNE
CHI ym. 1989
Merkityksellisen oppimiskokemuksen kemiaa (Fabritius&Hagemann 2017) Parhaat edellytykset flow -kokemuksen syntymiseen on, kun kokemus on samanaikaisesti Hauska Sopivan haastava/stressaava Palkitseva Oppija altistuu jollekin uudelle Tällöin aivoihin syntyy sopiva cocktail dopamiinia, noradrenaliinia ja asetyylikoliinia
Mikä oli mieleenpainuvin hetki kurssilla? OPPIMISKOKEMUS: Kehollisuus, yhdessätekeminen, oppimisympäristö. TUNNE
65% tänä vuonna koulunsa aloittavista lapsista päätyy ammatteihin, joita ei ole vielä olemassa. World Economic Forum 2016:The Future of Jobs Employment, Skills and Workforce Strategy for the Fourth Industrial Revolution
TEKNOLOGIA JA OPETUKSEN LIIKUNNALLISTAMINEN
T VT:n m a hd o l l i su u d et l i i k u n n a n l i sääm i sek si Mo bi i l i l a i t t ei d en k äyt t ö m a hd o l l i st a a l i i k k u va n o ppi m i sen, j o ssa oppimater iaal i t, t i et o j a t yö k al ut o vat aina o ppi l a a n m u k a n a Uu si l l a l a n g at t o m i l l a m o bi i l a i t t ei l l a j a tied o n k er u u j är j est el m i l l ä o pet u st a ei en ää t ar vi t se si t o a l u o k k a hu o n eeseen
Oppi l a i d en f yysi n en ak t i i vi su u s l i sään t yy Mo bi i l ioppiminen m a hdoll istaa o ppi m i spr o sessi n, j o ssa o ppi l a s t o i m i i i t se ak t i i vi sen t i ed o n ha n k k ij a n a j a so vel t aj a n a. Mo bi i l i o ppi m i sen avu l l a vo i d a a n vä hen t ää si i r t o va i k ut u k sen o n g el m a a. Epäm u o d o l l i n en o ppi m i sym pär i st ö t ar j o a a o pt i m a al i si a ha a st ei t a, pal j o n vi r i k k ei t ä j a m a hd o l l i su u d en k o k ea a ut o n o m i a n t u n t ei t a, ed i st ää o ppi m i sen k a n n al t a su o t u i sa n m o t i va at i o n sy n t yä (Dec i & Rya n 1994 )
TEKNOGIAVINKKEJÄ LIIKUNTA- BREIKKEIHIN X-breikki GoNoodle Sprint game
LIIKUNNALLISTAVAN OPETUKSEN UUDET TRENDIT AR
VR
Tehtävä 1. a) askelten määr ä k eskimäär in päivässä: b) liikutut kilometr it k eskimäär in päivässä: c) kokonaiskulutus testi jakson aikana (kcal, J): d) kuinka paljon v oita pitäisi syödä, että saisi kyseisen ener gia määr än: e) entäpä sok er ia: f) entäpä kuinka monta kananmunaa: g) keskimäär äinen päivittäinen ener giankulutus: h) er i ur heilulajien k eskimäär äisiä tehoja ja kuinka kauan sitä pitäisi har r astaa päivässä, että kuluttaisi päivittäisen ener giankulutuk sen ver r an: Tehtävä 2. a) kuinka suur i lihak sen poikkipinta-alapitäisi olla leuanv edon tekemisek si
JOITAKIN TULOKSIA: 100% opiskelijoista koki, että kun kurssin mittausdata on oman kehon tuottamaa, se tekee ilmiön opiskelun mielenkiintoisemmaksi (n=24) 87,5% opiskelijoista koki, että kun kurssin asioita opiskellaan oman kehon suureita mitaten, opiskeltavat asiat jäävät paremmin mieleen Firstbeatin hyvinvointimittaus oli mielestäni hyödyllinen 78,4% mielestä (n=148) Firstbeatin hyvinvointimittausten ja siitä saatujen tulosten avulla voin parantaa henkilökohtaista hyvinvointiani ->66,5% samaa mieltä (n=161)
Yhteenveto Lyhytkin liikunta (2 min) buustaa aivojen oppimisen kannalta tärkeiden välittäjäaineiden (dopamiini, serotoniini ja hermokasvutekijän vapautumista Kehon käyttö oppimisessa vaikuttaa syntyvän muistijäljen pysyvyyteen Liikunta ja ulkoilu vaikuttaa positiivisesti aivojen rakenteeseen, lisää luovuutta ja parantavat unta - >unen aikana aivot tekevät töitä ja siirtävät päivän aikana opittuja asioita pitkäkestoiseen muistiin
LOPUKSI
Yhteystiedot hannu.moilanen@jyu.fi www.jyu.fi