Suomalaisten nuorten kiinnostus luonnontieteisiin on hiipuman päin. Koululaisten luonnontieteellisten aineiden Pisa-pisteet laskivat vuosina 2006–2018 yli seitsemällä prosentilla, ja hakijamäärät yliopistojen matematiikan, fysiikan ja kemian opintoihin ovat vähentyneet jyrkästi.
Jyväskylän yliopiston normaalikoulun mikä opettaja Hannu Moilanen näkee tilanteen omassa työssään: fysiikan laitoksella aloituspaikkoja on jäänyt täyttämättä ja opetusharjoittelijoiden määrä on vähentynyt.
– Jollei suunta muutu, niin pian voi olla vaikea löytää kouluihin innostavia ja luonnontieteiden opiskeluun motivoivia tiedeopettajia, Moilanen varoittaa.
Hän uskoo, että koulun vanhentuneet opetusmenetelmät ovat ainakin osasyy mielenkiinnoin heikkenemiseen. Fysiikan oppilastyöt on tehty samalla tavalla vuosikymmenestä toiseen; esimeriksi kitkaa on tutkittu pulpetin päällä liikuteltavilla vaunuilla.
– Kehollinen kokemus on todistetusti tehokas tapa painaa asiat mieleen. Kitkan käsite konkretisoituu yläkoululaiselle paljon paremmin villasukat jalassa lattialla luistelemalla kuin pulpetin ääressä istumalla.
Moilanen kehitti väitöstutkimustaan varten työtapoja, joissa fysiikan ilmiöitä opitaan omaa kehoa liikuttamalla. Osassa työtavoista hyödynnettiin mobiili- ja sensoriteknologiaa, kuten tabletteja, älykelloja ja stressimittareita. Tutkimukseen osallistui yli kuusisataa 13–17-vuotiasta lukiolaista ja peruskoululaista.
– Yli 80 prosenttia oppilaista piti kehoa hyödyntäviä työtapoja mielekkäämpinä kuin perinteisiä luokassa tehtäviä fysiikan oppilastöitä. Ikä, sukupuoli tai fysiikan arvosana eivät vaikuttaneet suhtautumiseen, Moilanen kertoo.
Lämpötilan noustessa vielä tästäkin valssi vaihtuu breakdanceksi.
Otetaan esimerkki fysiikan lämpöopista ja aineen eri olomuodoista. Niitä voi Moilaseen mukaan opiskella jumppasalissa, jossa oppilaista tulee toviksi vesimolekyylejä.
– Liikkeelle lähdetään absoluuttisesta nollapisteestä, jossa ei ole lämpöliikettä. Paikallaan seisova oppilasryhmä nostaa kädet ylös: nyrkit ovat vesimolekyylin kaksi vetyatomia, pää on happiatomi. Opettaja toimii esitanssijana.
Lämpötilan alkaessa nousta atomit alkavat värähdellä eli pää ja nyrkit alkavat heilahdella. Lämpötilan jatkaessa nousuaan myös molekyylin atomisidokset alkavat värähdellä, mikä näkyy käsivarsien letkahteluna. Moilasen mukaan meno muistuttaa tässä vaiheessa Parkinsonin taudin oireilla höystettyä zumbaa.
Jään sulaessa vedeksi molekyylit alkavat pyöriä toistensa ympäri. Mukaan tulevat valssiaskeleet: oppilaat pyörähtelevät toistensa ohi. Lämpötilan noustessa vielä tästäkin valssi vaihtuu breakdanceksi.
– Lopulta vesi muuttuu vesihöyryksi ja molekyylien liike kaoottiseksi. Oppilaat säntäilevät sinne tänne zumbaa tanssien. Tämän jälkeen palataan luokkaan ja mietitään yhdessä, miten tuo kaikki liittyi päivän aiheeseen.
Meno on hurjaa, mutta Moilanen korostaa, että kehollinen oppimien on aivan yhtä järjestelmällistä kuin perinteinenkin.
– Kokeellisuus on ollut mukana fysiikan opetuksessa aina, tällä kertaa koevälineenä vain on oppilaan oma keho. Kehollisuus on yksi osa työkalupakkia. Myös perinteiset opettajavetoiset menetelmät ovat tallella.
Väitös
Kehon hyödyntämisen mahdollisuudet luonnontieteiden oppimisessa. Jyväskylän yliopisto 2020.