OT9: Oppimispelin suunnittelu

Millainen peli on kyseessä? Mitä pelissä tapahtuu?

Peli koostuu allekirjoittaneen gradua varten kehittelemästä lelu-tutkimuslaitteesta (ks. kuva 1) sekä tietokoneohjelmasta, joka esittää kysymyksiä / haasteita / väittämiä vastattavaksi. Ideana on, että oppilaalle esitetään monivalintakysymyksiä, joihin vastatakseen oppilaan täytyy tutkia laitteen sisäistä kappaletta ja/tai tehdä päätelmiä. Kysymykset on jaoteltu tutkivan opetuksen ja oppimisen teemojen mukaisesti:

1. Tutkimuskysymys: Käsitellään laitteelle sopivia tutkimuskohteita ja -kysymyksiä eli mietitään laitteen avulla tutkittavia kappaleen ominaisuuksia.
2. Kartoitetaan jo olemassa olevaa tietoa ja tehdään ennusteita: Mitä tapahtuu (vai tapahtuuko yhtään mitään), jos metallista tehtyä kappaletta ammutaan magneettisella kuulalla. Miten kuula kimpoaa, jos se osuu kappaleen kulmaan? jne.
3. Tutkitaan kappaletta: Onko kappale magneettinen? Onko kappaleessa kulmia? Montako kulmaa kappaleessa on? Ovatko kulmat suoria (90 astetta)? Onko kappale puuta, metallia, jäätelöä, kumia, pyöränkello?
4. Tehdään päätelmiä kappaleesta: Onko kappale neliö / nelikulmio / pyöreä / tämän (kuva) muotoinen? Mitä voi päätellä siitä, että törmäyttämällä saatu aineisto on tämän (kuva) näköinen? Oppilas valitsee mielestään sopivat vaihtoehdot ja perustelee lisäksi tekstikenttään lyhyesti, kuinka päätyi tähän tulokseen.
5. Julkaistaan tiedot (vertaisyhteisön arvioitavaksi): Saatu pistemäärä (ja kuva, nimimerkki, tms.) lähetetään opelle / Facebookiin / luokan nettisivulla tms.

Muita tutkittavia ominaisuuksia voisivat olla kappaleen magneettisuus, sähköinen varaus, elastisuus (vahan, vaahtomuovin, kovan kappaleen kaltainen?), muoto/dimensiot, väri, läpäisykyky, jne.

Pelinomaiset elementit

Pelinomaiseen oppilastyöhön sopivia pelillisiä elementtejä ovat

• nopeasyklinen palaute jokaisen monivalintatehtävän yhdeydessä
• kehityksen (taitojen) seuranta jokaisen teeman yhteydessä
• uuden/yllättävän löytäminen kuuluu keskeisenä osana tutkivan opetuksen didaktiikkaan
• vuorovaikutus toisten "pelaajien" kanssa toteutuu, kun oppilastyö tehdään ryhmissä ja tulokset jaetaan/esitellään myös muille ryhmille
• yhteydet aikaisempaan tietoon/osaamiseen vahvistuvat, kun tehtäviä pyritään ratkomaan senhetkisten tietojen ja kokemusten pohjalta
• edistymistä seurataan visuaalisesti pitämällä ansaitut monivalintatehtäväpisteet (ja opituista taidoista saadut kunniamerkit tms) esillä
• oppilastyön tavoitteet käydään läpi lyhyesti aivan alussa ja lisäksi niitä käydään läpi kunkin teemakokonaisuuden yhteydessä (ennen ja jälkeen), jotta pelaaja tietää varmasti, mitä tavoitteet ovat sekä lyhyellä että pitkällä tähtäimellä, sekä saa ilmoituksen/ymmärtää milloin jokin tavoite on saavutettu
• yrittämisen palkitseminen huomioidaan siten, että vääristä vastauksista ei rankaista vaan annetaan uusi tilaisuus vastata
• tervehenkistä kilvoittelua tulee luonnostaan ryhmien vertaillessa toistensa saamia pisteitä
• narratiivisuus

Pelinomaisuutta hyödyntävä fysiikan oppilastyö on suunniteltu yläkouluun ja lukioon, mutta tehtäviä muuttamalla sitä voidaan käyttää myös niin alakoulussa kuin yliopistossakin.

Oppilastyö tehdään ryhmissä, sillä tutkimuslaitteita on käytettävissä hyvin rajoitettu määrä (ellei tutkimuslaitetta kehitetä halvemmaksi tai helpommin itse tehtäväksi). Lisäksi osa tehtävistä voi olla sen verran haastavia, että ryhmän tukea saatetaan tarvita oikean vastauksen saamiseksi. Ryhmäkeskustelu/-väittely edesauttaa myös oppimista konstruktivisen oppimisteorian mukaisesti.

Mitä fysiikan opetuksen tavoitteita pelillä voidaan saavuttaa?

Yleisesti ottaen tutkivan opetuksen ja oppimisen menetelmät ja tavoitteet vastaavat fysiikan osalta pitkälti lukion opetussuunnitelman perusteita.

Pakollisen ja syventävien fysiikan kurssien opetuksen tavoitteista tämä pelinomainen oppilastyö huomioi seuraavat: opiskelija..

• ymmärtää fysiikan merkityksen luonnon ilmiöiden mallintamisessa
• käyttää fysiikan malleja ennusteiden tekemiseen
• ymmärtää kokeellisen toiminnan ja teoreettisen pohdiskelun merkityksen luonnontieteellisen tiedon muodostumisessa
• pystyy ratkaisemaan luonnontieteiden ja teknologian alaan kuuluvia ongelmia fysiikan lakeja ja käsitteitä luovasti hyväksi käyttäen
• hankkii ja käsittelee tietoa yhdessä muiden opiskelijoiden kanssa asiantuntijayhteisön tapaan
• suunnittelee ja tekee yksinkertaisia mittauksia, kykenee tulkitsemaan ja arvioimaan tuloksia sekä soveltamaan niitä
• hyödyntää erilaisia tietolähteitä tiedonhankinnassa sekä kykenee esittämään ja julkistamaan tietoja monipuolisella tavalla myös teknisiä apuvälineitä käyttäen
• tutustuu moderning fysiikan alkeisiin
• tutustuu fysiikan eri osa-alueisiin liittyvään teknologiaan

Lisäksi kurssikohtaisista tavoitteista tulee huomioiduiksi enemmän tai vähemmän seuraavat: opiskelija..

• ymmärtää, kuinka luonnontieteellinen tieto rakentuu kokeellisen toiminnan ja siihen kytkeytyvän mallintamisen kautta (FY1)
• suunnittelee ja tekee yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita sekä kykenee tulkitsemaan ja arvioimaan kokeellisesti saatua tietoa ja esittämään sitä muille (FY1)
• tulkitsee ja mallintaa kokeellisen työn tuloksia graafisesti (FY1)
• käyttää opiskelun tukena tieto- ja viestintätekniikkaa (FY1)
• ymmärtää liikkeeseen liittyviä ilmiöitä ja käsittelee niitä selittäviä malleja (FY4)
• tutkii etenemisliikkeeseen liittyviä ilmiöitä kokeellisesti ja perehtyy niiden avulla Newtonin lakeihin (FY4)
• ymmärtää säilymislakien merkityksen fysiikassa (FY4)
• ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä (FY6)
• syventää tuntemustaan sähkömagnetismin ilmiöistä (FY7)
• syventää kokonaiskuvaa fysiikan kehityksestä ja sen pätevyysalueesta luonnonilmiöiden tulkitsijana (FY8)

Saavutetaanko pelillä jotain tietoteknisiä tavoitteita?

Tietotekniseltä kannalta katsottuna tavoitteena on tutustuttaa oppilas/opiskelija tietotekniikan käyttöön fysiikan opiskelussa yläkoulusta tai jopa alakoulusta lähtien.