Digitalisaation vaikutus oppimiseen, oppimistilanteisiin ja oppimistuloksiin : DigiVOO-hankkeen väliraportti 2022

DIGITALISAATION VAIKUTUS OPPIMISEEN OPPIMISTILANTEISIIN JA OPPIMISTULOKSIIN DIGIVOO-HANKKEEN VÄLIRAPORTTI 2022 DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti Mari-Pauliina Vainikainen Sanna Oinas Satu Koivuhovi Kukka-Maaria Polso Juho Leinonen Faruk Nazeri Laura Nyman Cristiana Mergianian Natalija Gustavson Esko Lindgren Mikko Asikainen Petri Ihantola Risto Hotulainen 1.4.2022 Kansi ja visuaalinen ilme: Esko Lindgren Julkaisijat: Tampereen yliopisto ja Helsingin yliopisto ISBN 978-952-03-2377-6 (verkkojulkaisu) DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 1 SISÄLLYS Johdanto .................................................................................................................................. 5 1.1 Tutkimuksellista taustaa DigiVOO-hankkeelle ................................................................... 6 1.2 Tämän raportin keskeiset käsitteet .................................................................................... 9 1.3 Tutkimusasetelma ja tutkimuskysymykset ......................................................................... 9 1.4 Lähteet............................................................................................................................ 12 Tutkimusasetelma ja valtakunnallisen seurantatutkimuksen toteutus ..................................... 15 2.1 Systemaattinen kirjallisuuskatsaus .................................................................................. 15 2.2 Aikaisempien tutkimusaineistojen analysointi .................................................................. 16 2.2.1 Valtakunnalliset oppimaan oppimisen arviointiaineistot 2001 ja 2012 ...................... 16 2.2.2 Koronatilanteen vaikutuksia selvittävän tutkimuksen aineistot .................................. 16 2.2.3 PISA-tutkimuksen aineistot ...................................................................................... 17 2.3 Intensiiviaineistot ............................................................................................................ 17 2.4 Digitalisaation vaikutus oppimistuloksiin ja oppimiseen: valtakunnallisen seurantatutkimuksen alkumittauksen toteutus ........................................................................... 18 2.4.1 Tutkimuksen otos ja osallistujat ............................................................................... 18 2.4.2 Oppimistulosten ja oppimisen arviointitehtävät......................................................... 18 2.4.3 Digitaalinen oppiminen............................................................................................. 19 2.4.3.1. Ohjelmointitehtävän rakenne ja pisteitys .............................................................. 19 2.4.3.2. Interaktiivisten ongelmanratkaisutehtävien rakenne ja pisteitys ............................ 20 2.4.4 Ajattelun taidot ja oppimaan oppiminen ................................................................... 22 2.4.4.1. Sanallisen päättelyn tehtävä ................................................................................. 22 2.4.4.2. Matemaattisen ajattelun adaptiivinen testi ............................................................ 22 2.4.4.3. Luokittelevan päättelyn tehtävän rakenne ja pisteitys ........................................... 23 2.4.5 Monilukutaito ........................................................................................................... 24 2.4.6 Äidinkieli ja matematiikka ......................................................................................... 25 2.4.6.1. Äidinkieli ............................................................................................................... 25 2.4.6.2. Matematiikka ........................................................................................................ 26 2.5 Eri osaamistehtävien yhteydet toisiinsa........................................................................... 27 2.6 Lähteet............................................................................................................................ 27 Kansainvälinen kirjallisuuskatsaus ......................................................................................... 29 3.1 Tutkimuskysymykset ja menetelmät ................................................................................ 29 3.1.1 Kirjallisuushaku ........................................................................................................ 30 3.1.2 Julkaisukohtaisten tietojen tallentaminen ................................................................. 32 3.1.3 Tiedon syvyyden tasot ............................................................................................. 33 3.2 Mitä digitaalisella opetuksella tarkoitetaan ...................................................................... 35 DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 2 3.2.1 Millaisia tutkimuskysymyksiä on esitetty?................................................................. 35 3.2.2 Mikä on ollut digitaalista? ......................................................................................... 36 3.3 Missä yhteyksissä digitaalista opetusta on tutkittu........................................................... 36 3.3.1 Oppiaineet ............................................................................................................... 37 3.3.2 Tutkimusten pituus ................................................................................................... 38 3.3.3 Tutkittujen iät ........................................................................................................... 39 3.3.4 Tutkittujen määrät .................................................................................................... 40 3.3.5 Missä maissa tutkimusta on tehty? .......................................................................... 41 3.3.6 Tiedon syvyyden tasot ............................................................................................. 43 3.4 Miten digitaalinen opetus vertautuu tavanomaiseen opetukseen..................................... 43 3.4.1 Mitä riippuvia muuttujia on tutkittu? .......................................................................... 44 3.4.2 Mitä riippumattomia muuttujia on tutkittu? ................................................................ 45 3.4.3 Mitä tilastollisesti merkitseviä eroja digitaalisen ja tavanomaisen opetuksen välillä on havaittu? ................................................................................................................................ 46 3.5 Yhteenveto ..................................................................................................................... 46 3.5.1 Millaisia ovat digitaalisin välinein toteutetut oppimistilanteet? ........................................ 47 3.5.2 Miten digitaalisin välinein toteutetut oppimistilanteet eroavat muista oppimistilanteista? 47 3.5.3 Kirjallisuuskatsauksen rajoitteet .................................................................................... 47 3.6 Lähteet............................................................................................................................ 48 Digitaalisen teknologian käytön yhteys testisuoriutumiseen aiemmissa oppimaan oppimisen arvioinneissa ................................................................................................................................. 49 4.1 Valtakunnalliset oppimaan oppimisen arvioinnit 2001 ja 2012 ......................................... 50 4.2 Yhdeksäsluokkalaisten digitaalisen teknologian käyttö vuosina 2001 ja 2012 ................. 51 4.5 Lähteet............................................................................................................................ 53 Digitalisaatio ja oppiminen koronaepidemian aikana .............................................................. 54 5.1 Aineistot ja mittarit........................................................................................................... 55 5.2 Tulokset .......................................................................................................................... 56 5.3 Pohdinta ......................................................................................................................... 58 5.4 Lähteet............................................................................................................................ 58 Itsearvioidut digitaaliset oppimisen taidot ............................................................................... 59 6.1 Itsearvioitu digitaalinen osaaminen ................................................................................. 60 6.1.1 Itsearvoidut digitaalisen teknologian käytön valmiudet ............................................. 61 6.1.2 Tietoturvallisuus ja tiedonhaku ................................................................................. 62 6.1.3 Turvallinen kommunikointi ....................................................................................... 63 6.2 Itsearvioitu digitaalisten laitteiden perusja edistynyt osaaminen .................................... 63 6.3 Itsearvioitu digitaaliseen teknologiaan kohdistuva innostus ja ahdistus ........................... 65 6.4 Muuttujien välisistä yhteyksistä ....................................................................................... 66 6.5 Monitasoinen tarkastelu .................................................................................................. 66 DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 3 6.6 Lopuksi ........................................................................................................................... 67 6.7 Lähteet............................................................................................................................ 68 Interaktiivinen ongelmanratkaisu ja itsearvioitu digitaalinen osaaminen ................................. 69 7.1 Oppilaiden osaaminen ilman strategian huomioimista ..................................................... 71 7.1.1 Sukupuolierot ongelmanratkaisun oikeiden vastausten määrässä ........................... 72 7.2 Oppilaiden osaaminen ja systemaattisen ongelmanratkaisustrategian käyttö ................. 73 7.2.1 Sukupuolierot interaktiivisessa ongelmanratkaisussa, kun ongelmanratkaisustrategia huomioidaan .......................................................................................................................... 74 7.3 Kokeilujen määrä ja tehtäviin käytetty aika ...................................................................... 75 7.4 Päätelmät ....................................................................................................................... 76 7.5 Lähteet............................................................................................................................ 77 Oppilaiden motivaatio ja suhtautuminen digitaalisvälitteiseen oppimiseen ............................. 78 8.1 Digitaaliset profiilit ja oppilaiden motivaatio ..................................................................... 79 8.1.1 Yläkoululaisten digiprofiilit ........................................................................................ 79 8.1.2 Digiprofiilien tarkastelu sukupuolen ja luokka-asteen mukaan.................................. 80 8.1.3 Onko erilaisen digiprofiilin omaavien oppilaiden motivaatio erilaista? ....................... 80 8.2 Oppiainekohtainen motivaatio ja suhtautuminen digitaalisen teknologian käyttöön ......... 83 8.2.1 Äidinkielen motivaation tarkastelu taustatekijöiden suhteen ..................................... 83 8.2.2 Matematiikan motivaation tarkastelu taustatekijöiden suhteen ................................. 86 8.2.3 Digitaalisen teknologian opetuskäyttöön suhtautuminen taustatekijöiden suhteen ... 88 8.2.4 Yhteenveto sukupuolieroista oppiainekohtaisessa motivaatiossa............................. 90 8.2.5 Oppiainekohtaisen motivaation profiilit ..................................................................... 90 8.3 Yhteenveto ..................................................................................................................... 91 8.4 Lähteet............................................................................................................................ 92 Yhteenveto ja suositukset ...................................................................................................... 93 9.1 Digitalisaation vaikutus oppimiseen ................................................................................ 94 9.2 Digitalisaation vaikutus oppimistilanteisiin ....................................................................... 95 9.3 Digitalisaation vaikutus oppimistuloksiin .......................................................................... 96 9.4 Hankkeen toteuttajat ....................................................................................................... 98 Liite 1: Kansainväliseen kirjallisuuskatsaukseen mukaan valikoituneet julkaisut ........................... 99 DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 4 DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 5 Johdanto Mari-Pauliina Vainikainen, Risto Hotulainen, Satu Koivuhovi, Sanna Oinas, KukkaMaaria Polso ja Juho Leinonen Työja elinympäristöjen kiihtyvä teknologisoituminen on edellyttänyt uutta lähestymistapaa myös oppimiseen (OECD, 2015; Pellegrino & Hilton, 2012). Tulevaisuuden oppimistilanteissa ja työelämässä tarvittavia taitoja on pyritty määrittelemään sekä kansallisesti että kansainvälisesti pitkään, ja 1990-luvulta lähtien on kehitetty monenlaisia laaja-alaisen osaamisen tai tulevaisuuden taitojen malleja, jotka pyrkivät määrittelemään, millaista osaamista koulutusjärjestelmien tulisi oppilaissa kehittää oppiainepohjaisten tietojen ja taitojen hallitsemisen ohella. Tulevaisuuden taitojen mallien kehittämiseen ovat osallistuneet eri tieteenalojen tutkijat, koulutuspolitiikan kehittäjät, kansainväliset organisaatiot ja tulevaisuuden työntekijöitä työllistävät yrityksetkin (Lai & Viering, 2012). Keskusteluissa on oltu melko yksimielisiä siitä, että vahvan oppiainepohjaisen sisältöosaamisen rinnalla tarvitaan yleisempiä valmiuksia toimia muuttuvissa ympäristöissä ja löytää ratkaisuja haastaviin ongelmiin myös oppiainerajat ylittäen ajatellen kriittisesti ja toimien yhteistyössä muiden kanssa. Vaikka mallien välillä on eroavaisuuksiakin, lähes kaikissa malleissa tietoja viestintäteknologinen osaaminen nostetaan erittäin keskeiseen asemaan (Voogt & Roblin, 2012). Jo ennen tulevaisuuden taitojen mallejakin, aina 1970-luvulta lähtien, monissa maissa on pyritty muokkaamaan kansallisia opetuksellisia tavoitteita sellaisiksi, että ne valmistavat lapsia ja nuoria erilaisilla tietoja viestintäteknologian (TVT) -taidoilla, joita on ennustettu tarvittavan työelämässä ja sitä generoivassa tietotaloudessa (OECD, 2015). Suomen perusopetuksen kontekstissa tietoja viestintäteknologiset taidot määriteltiin vuoden 2014 Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteissa yhdeksi seitsemästä laaja-alaisen osaamisen kokonaisuudesta, ja niihin liittyviä tavoitteita on näin ollen kirjattu myös eri oppiaineiden tavoitteiden yhteyteen (Opetushallitus, 2014). Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden uudistus laaja-alaisen osaamisen tavoitteiden määrittelyineen on vain yksi osoitus koulutuksen digitalisaation järjestelmällisestä edistämisestä koko koulutusjärjestelmän tasolla. Sen ohella myös ylioppilaskokeen sähköistyminen, Sipilän hallituksen koulutuksen kehittämiseen kohdistunut kärkihanke ja Uudet Lukutaidot -hanke (https://uudetlukutaidot.fi/) ovat vaikuttaneet suoraan siihen, miten digitaalisuutta koulun arkipäivässä toteutetaan ja minkälainen rooli sillä on. Yhteistä edellä mainituille ohjauksellisille DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 6 toimenpiteille on ollut pyrkimys vastata tietoja viestintäteknologiakehityksen tarpeeseen esimerkiksi oppimisympäristöjen uudistamisen, digitalisaation lisäämisen ja pedagogiikan ”uudenlaisten” mahdollisuuksien hyödyntämisen avulla. Myös hiljattain voimaan tulleet toisen asteen opetussuunnitelmat ohjaavat oppimista entistä voimakkaammin digitalisaation hyödyntämiseen oppimisessa ja kohti kehittyviä TVT-taitoja (Ruhalahti & Kentta, 2017). Koulutuksen digitalisaatiota ja digitaalisen oppimisen erilaisia toteutustapoja on tutkittu Suomessa jo jonkin verran (esim. Hämäläinen ym., 2021) mutta toistaiseksi on saatavilla melko vähän koko Suomen oloihin yleistettävää tutkimustietoa siitä, miten digitalisaatio heijastuu perusopetusikäisten oppilaiden oppimiseen, oppimistuloksiin, oppimismotivaatioon ja oppimistilanteisiin itsessään. Tämän tutkimiseksi alkuvuodesta 2021 käynnistettiin laaja kaksivuotinen DigiVOO-tutkimushanke, jonka tarkoituksena on vastata tähän tarpeeseen neljällä eri tavoin. Ensinnäkin hankkeessa toteutetaan systemaattinen kirjallisuuskatsaus digitaalisen oppimisen tutkimukseen viimeisen kymmenen vuoden ajalta. Hankkeen toinen osa perustuu jo olemassa olevien tutkimusaineistojen analysointiin toisaalta kolmannessa vaiheessa toteutettavan uuden seurantatutkimuksen taustaksi mutta myös sekundääriaineistoihin perustuviin jälkikäteistarkasteluihin koulutuksen digitalisaation aikaisemmista vaiheista Suomessa. Hankkeen kolmannessa ja laajimmassa osassa toteutetaan valtakunnallisesti edustava kvasikokeellinen seurantatutkimus 2021–2022 yläkouluissa ympäri Suomen. Valtakunnallisen aineiston tuottamaa ymmärrystä syvennetään hankkeen neljännessä osassa tekemällä intensiivitutkimuksia hankkeen yhteistyökouluissa. Tässä tutkimusraportissa esitellään DigiVOO-hankkeen ensituloksia hankkeen ollessa noin puolessavälissä. Raportissa kuvataan tutkimuksen etenemisen tilanne kaikkien neljän osa-alueen osalta ja esitellään tähän mennessä saatuja tutkimustuloksia. Koska hanke on vasta puolessavälissä, kaikki neljä osaa eivät saa raportissa yhtä suurta painoarvoa. Tulosten esittely painottuukin toisaalta systemaattiseen kirjallisuuskatsaukseen ja toisaalta valtakunnallisen seurantatutkimuksen alkumittausaineiston ensituloksiin. Raportti sisältää myös kaksi lukua, joissa on hyödynnetty aikaisempia tutkimusaineistoja, toisessa luvussa vuoden 2020 koronatilanteen alkuvaiheista ja toisessa luvussa aina vuoden 2001 valtakunnallisesta yhdeksänsien luokkien oppimaan oppimisen arviointitutkimuksesta alkaen. 1.1 Tutkimuksellista taustaa DigiVOO-hankkeelle DigiVOO-tutkimushanke tarkastelee digitaalisuuden vaikutusta oppimiseen, oppimistuloksiin, oppimismotivaatioon ja oppimistilanteisiin Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteissa määritellyn laaja-alaisen osaamisen tavoitteiden kontekstissa. Laaja-alainen osaaminen määritellään Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteissa tiedoiksi, taidoiksi, tahdoksi, arvoiksi ja asenteiksi, ja ne kuvataan seitsemänä toisiinsa osittain kytkeytyvänä kokonaisuutena. Laajaalaisen osaamisen tavoitekokonaisuudet ovat ajattelu ja oppimaan oppiminen (L1), kulttuurinen osaaminen, vuorovaikutus ja ilmaisu (L2), itsestä huolehtiminen ja arjen taidot (L3), monilukutaito (L4), tietoja viestintäteknologinen osaaminen (L5), työelämätaidot ja yrittäjyys (L6) sekä osallistuminen, vaikuttaminen ja kestävän tulevaisuuden rakentaminen (L7). DigiVOO-hanke keskittyy näistä luonnollisesti vahvimmin tietoja viestintäteknologisen osaamisen kokonaisuuteen, mutta sitä tarkastellaan hankkeen valtakunnallisessa seurantatutkimuksessa paitsi äidinkielen ja matematiikan, myös ajattelun taitojen ja oppimaan oppimisen sekä monilukutaidon kontekstissa. Näillä osa-alueilla hyvin keskeisessä roolissa on muun muassa kriittinen ajattelu, joka voidaan nähdä myös tietoja viestintäteknologisena taitona esimerkiksi arvioitaessa verkosta haettavan tiedon luotettavuutta tai turvallista verkkokäyttäytymistä. Molemmilla osa-alueilla korostetaan lisäksi digitaalisten välineiden merkitystä oppimisessa. Digitaalisuus myös avaa uusia mahdollisuuksia oppilaiden ongelmanratkaisuprosessien tutkimiseen, mikä DigiVOO-hankkeessa on keskeisessä DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 13 Howard, S. K., Ma, J., & Yang, J. (2016). Student rules: Exploring patterns of students’ computer-efficacy and engagement with digital technologies in learning. Computers & Education, 101, 29–42. Hämäläinen, R., Nissinen, K., Mannonen, J., Lämsä, J., Leino, K., & Taajamo, M. (2021). Understanding teaching professionals' digital competence: What do PIAAC and TALIS reveal about technology-related skills, attitudes, and knowledge? Computers in Human Behavior, 117, 106672. https://doi.org/10.1016/j.chb.2020.106672 Karsenti, T., & Fievez, A. (2013). The iPad in education: uses, benefits, and challenges. A survey of, 6057 students and 302 teachers in Quebec, Canada. Preliminary Report of Key Findings. Montreal, QC: CRIFPE. ISBN: 978-2-923808-34-5 Korhonen, T., Tiippana, N., Laakso, N., Meriläinen, M., & Hakkarainen, K. (2020). Growing mind: Sociodigital participation in and out of the school context. Students’ experiences 2019. University of Helsinki. https://doi.org/10.31885/9789515150189 Lai, E.R., & Viering, M. (2012). Assessing 21st century skills: Integrating research findings. National Council on Measurement in Education. Pearson. Lin, G.-Y. (2020). Scripts and mastery goal orientation in face-to-face versus computer-mediated collaborative learning: Influence on performance, affective and motivational outcomes, and social ability. Computers & Education, 143. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2019.103691 OECD (2015). Students, Computers and Learning: Making the Connection. PISA, OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/9789264239555-en. Oinas, S., Asikainen, M., & Vainikainen, M.-P. (2019), Palautteen ja valintojen merkitys sähköisessä arvioinnissa. julkaisussa J Hautamäki, I Rämä & M-P Vainikainen (toim) , Perusopetus, tasa-arvo ja oppimaan oppiminen : Valtakunnallinen arviointitutkimus peruskoulun päättövaiheesta . Kasvatustieteellisiä tutkimuksia, Nro 52 , Helsingin yliopisto, 167-181 Oinas, S., Thuneberg, H., Vainikainen, M.-P., & Hotulainen, R. (2020). Technology-enhanced feedback profiles and their associations with learning and academic well-being indicators in basic education, Contemporary Educational Technology, 12, 2, ep271. https://doi.org/10.30935/cedtech/8202 Opetushallitus (2014). Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteet 2014. Määräykset ja ohjeet 2014:96. Opetushallitus Pellegrino, J. W., & Hilton, M. L. (2012). Education for Life and Work: Developing Transferable Knowledge and Skills in the 21st Century. Committee on defining deeper learning and 21st century skills. Center for Education; Division on Behavioral and Social Sciences and Education; National Research Council. The National Academies press; Washington DC. ISBN 978-0-309-25649-0 Pettersson, F. (2021). Understanding digitalization and educational change in school by means of activity theory and the levels of learning concept. Education and Information Technologies, 26, 187–204. Riconscente, M. M. (2013). Results from a controlled study of the iPad fractions game Motion Math. Games and Culture, 8(4), 186-214. Ruhalahti, S. & Kentta, V. (2017). Ammatillisen koulutuksen digitalisaatio ja työelämäyhteistyö: ”Opeilta ja ohjaajilta löytyy intoa uusille poluille”. Raportit ja selvitykset 2017:18. Opetushallitus. ISBN: 978-952-13-64518 Sahlström, F., Tanner, M., & Olin-Scheller, C. (2019). Smartphones in classrooms: reading, writing and talking in rapidly changing educational spaces. Learning, Culture and Social interaction, 22. https://doi.org/10.1016/j.lcsi.2019.100319 Spiezia, V. (2011). Does computer use increase educational achievements? Student-level evidence from PISA. OECD Journal: Economic Studies, 2010(1), 1-22. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 14 Tanhua-Piiroinen, E., Viteli, J., Syvänen, A., Vuorio, J., Hintikka, K.A. & Sairanen, H. (2016). Perusopetuksen oppimisympäristöjen digitalisaation nykytilanne ja opettajien valmiudet hyödyntää digitaalisia oppimisympäristöjä. Valtioneuvoston selvitysja tutkimustoiminnan julkaisusarja 18/2016. http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-287-252-4 Tanhua-Piiroinen, E., Kaarakainen, S.-S., Kaarakainen, M.-T., Viteli, J. (2020). Digiajan peruskoulu II. Opetusja kulttuuriministeriön julkaisuja 2020:17. http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-263-823-6 Tossavainen, T., & Hirsto, L. (2018). Tablet computers and Finnish primary and lower secondary students' motivation in mathematics. In The Eighth Nordic Conference on Mathematics Education Stockholm, May 30June 2, 2017 (pp. 59-68). Svensk förening för MatematikDidaktisk Forskning-SMDF. Tømte, C., & Hatlevik, O. E. (2011). Gender-differences in self-efficacy ICT related to various ICT-user profiles in Finland and Norway. How do self-efficacy, gender and ICT-user profiles relate to findings from PISA 2006. Computers & Education, 57(1), 1416-1424. Vainikainen, M.-P. & Hautamäki, J. (2018). Selittääkö yrittäminen oppilaiden osaamisessa havaittuja ryhmäeroja? Itsearvioitu yrittäminen, investoitu työaika ja osaamiserot lokitietoanalyysin valossa. Psykologia,53 (2-3), 152-165. van den Beemt, A., Akkerman, S., & Simons, R. (2010). Patterns of interactive media use among contemporary youth. Journal of Computer Assisted Learning, 27, 103–118. doi:10.1111/j.1365-2729.2010.00384.x van Dijk, J. (2005) The deepening divide: Inequality in the Information Society. London. Sage. Vekiri, I. (2010). Socioeconomic differences in elementary students’ ICT beliefs and out-of-school experiences. Computers & Education, 54(4), 941-950. Voogt, J., & Roblin, N. P. (2012). A comparative analysis of international frameworks for 21st century competences: Implications for national curriculum policies. Journal of Curriculum Studies, 44 (3), 299-321. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 15 Tutkimusasetelma ja valtakunnallisen seurantatutkimuksen toteutus Mari-Pauliina Vainikainen, Faruk Nazeri, Laura Nyman, Cristiana Mergianian, Juho Leinonen, Satu Koivuhovi, Natalija Gustavson & Sanna Oinas Tässä luvussa kuvataan DigiVOO-hankkeen toteutus ja hankkeen käytössä olevat tutkimusaineistot. Systemaattisen kirjallisuuskatsauksen ja aikaisempien tutkimusaineistojen analysoinnin osuudet kuvataan tässä vain lyhyesti, sillä niiden osalta myös aineistoja ja analyysimenetelmiä on kuvattu myös tulosluvuissa 3–5. Intensiiviaineistojen keräys puolestaan alkaa vasta kevätlukukaudella 2022, joten tässä luvussa on mahdollista kuvata ainoastaan toteutussuunnitelma niiden osalta. Luvun loppuosa keskittyy DigiVOO-hankkeen uuden valtakunnallisen seurantatutkimuksen tutkimusasetelman, aineistojen ja oppilaiden oppimistuloksia mittaavien tehtävien esittelyyn. Käytetyistä arviointitehtävistä esitetään tässä luvussa kuvailevat tunnusluvut kaikkien arviointitehtävien osalta, vaikka vain osa tehtävistä on ollut käytössä tämän raportin tulosluvuissa 6– 8 esitetyissä ensivaiheen analyyseissa. 2.1 Systemaattinen kirjallisuuskatsaus Kansainvälinen kirjallisuuskatsaus esitellään hankkeen yhteydessä toteutetun kansainvälisen kirjallisuuskatsauksen tuloksia. Tulokset pohjautuvat valmisteilla olevaan artikkeliin (Leinonen ja muut, 2022). Hankkeen tutkimuskysymyksistä kirjallisuuskatsaus liittyy erityisesti kysymykseen “Millaisia ovat digitaalisin välinein toteutetut oppimistilanteet ja miten ne eroavat muista oppimistilanteista?”. Kirjallisuuskatsauksessa tarkastellaan, miten digitaalista opetusta on tutkittu alaja yläkouluikäisten ja lukioikäisten oppilaiden osalta. Kirjallisuuskatsaukseen valittiin artikkeleita, joissa digitaalisia interventioita tai opetustapoja on tutkittu kvasikokeellisella tai aidolla koeasetelmalla. Kirjallisuuskatsaus toteutettiin hakemalla opetusalan tieteellisiä julkaisuja kattavasti sisältävästä ERIC (Proquest) -tietokannasta vertaisarvioituja englanninkielisiä lehtiartikkeleita, jotka oli julkaistu 1.1.2010 ja 21.5.2021 (hakupäivä) välisenä aikana. Haulla löydettiin yhteensä 643 lehtiartikkelia. Sisällyttämiskriteerien (tutkimuksen kohde 5–17-vuotiaat, kvasikokeellinen tai aito koeasetelma) DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 16 perusteella hausta valikoitui 149 julkaisua lopulliseksi artikkelijoukoksi. Tulokset perustuvat näihin 149 artikkeliin, jotka luettiin tutkimusryhmän toimesta. Kirjallisuuskatsauksen tarkempi toteutuskuvaus ja tulokset on esitelty luvussa 3. 2.2 Aikaisempien tutkimusaineistojen analysointi DigiVOO-hankkeessa tarkastellaan digitaalisuuden vaikutusta oppimistuloksiin ja oppimiseen myös takautuvasti jo ennen hanketta kerättyjen tutkimusaineistojen kautta. Osa käytetyistä aineistoista on melko tuoreita ja ne kuvaavat viime vuosien tilannetta ja myöskin koronapandemian aikaista etäopetusta melko tarkkaan. Jossain määrin tarkastelua on kuitenkin mahdollista ulottaa jopa 20 vuoden taakse, sillä hankkeella on käytössä sekä PISA-tutkimuksen aineistot vuodesta 2000 alkaen että oppimaan oppimisen valtakunnalliset arviointiaineistot vuodesta 2001. Alla kuvataan lyhyesti käytössä olevat aineistot. Valtakunnallisten oppimaan oppimisen arviointiaineistojen sekä koronatutkimusaineistojen osalta kuvauksia tarkennetaan luvuissa 4 ja 5, joissa esitellään hankkeen tuloksia näiltä osin. 2.2.1 Valtakunnalliset oppimaan oppimisen arviointiaineistot 2001 ja 2012 Tässä raportissa digitaalisten välineiden käytön ja oppimistulosten yhteyttä tarkastellaan aiempien aineistojen osalta vuonna 2001 ja 2012 toteutettujen oppimaan oppimisen arviointien kautta. Vuoden 2001 satunnaisotannassa oli 82 koulua, joiden yhdeksäsluokkalaiset (N=8765) osallistuivat arviointiin. Vuoden 2012 arvioinnissa otos tehtiin vuoden 2001 otoksen pohjalta, jotta vertailtavuus vuosien välillä olisi mahdollisimman hyvä. Vuonna 2012 mukana otoksessa oli lopulta 82 koulua, joiden yhdeksäsluokkalaiset (N=7800) osallistuivat arviointiin. Kevään 2012 arviointiin osallistuneista kouluista 74 oli samoja kuin vuonna 2001. Arviointi toteutettiin molempina ajankohtina osassa kouluista käyttäen tehtävävihkoja ja osassa kouluista testin tietokoneversiota. Molempina tutkimusvuosina noin puolet arviointiin osallistuneista teki tehtävät painettuun tehtävävihkoon ja puolet käyttäen tietokonetta. Arvioinnissa käytettiin Koulutuksen arviointikeskuksessa kehitettyjä oppimaan oppimisen tehtäväsarjoja, jotka ovat osin vertailukelpoisia alla kuvattujen DigiVOO-hankkeen valtakunnallisessa seurantatutkimuksessa käytettyjen tehtävien kanssa. Osaamistehtävien lisäksi oppilaat täyttivät laajan kyselyn koskien oppimisasenteita, motivaatiota ja koulunkäyntiään yleisemmin. Kyselylomakkeet sisälsivät myös digitaalisten välineiden ja oppilaan käyttämiä tiedonhakumenetelmiä koskevia kysymyksiä, joita käytettiin tämän raportin luvussa 4 esitetyissä analyyseissa. Aineistot ja analyysimenetelmät on kuvattu tarkemmin luvussa 4. 2.2.2 Koronatilanteen vaikutuksia selvittävän tutkimuksen aineistot Digitalisaation vaikutusta oppimiseen DigiVOO-hankkeessa tutkitaan myös hyödyntämällä koronaepidemian aikana kerättyjä aineistoja (Ahtiainen ym. 2021). Perusopetuksen etäopetusta ja hyvinvointia kartoittavia aineistoja on kerätty kolmena ajankohtana yhteistyössä Tampereen ja Helsingin yliopistojen tutkimusryhmien (REAL, NEDIS ja HEA) kanssa. Ensimmäinen aineisto kerättiin toukokuussa 2020, kun koulut avautuivat kahden kuukauden mittaisen etäopetusjakson jälkeen. Toinen aineisto kerättiin loka-marraskuussa 2020, kun suurin osa oppilaista opiskeli lähiopetuksessa. Kolmas aineisto kerättiin huhtikuussa 2021 tilanteessa, jossa osa yläkoululaisista opiskeli etäopetuksessa. Kaikissa kolmessa aineistonkeruussa aineistoa on kerätty oppilailta, opettajilta, rehtoreilta, oppilashuoltohenkilöstöltä ja huoltajilta. Aineistonkeruu toteutettiin lähettämällä jokaiselle Manner-Suomen perusopetuksen rehtorille linkit sähköisiin kyselylomakkeisiin. Vastaukset tallentuivat nimettömästi, mutta ne pystyttiin yhdistämään vastaajan kouluun tilastokeskuksen ID-numeroa hyödyntämällä. ID-numeron avulla aineistoista voidaan DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 17 tarkastella DigiVOO-hankkeen valtakunnallisen aineistoon osuneiden koulujen etäopetuskokemuksia. Aineistot edustavat suomalaisia kouluja noin 40–50 -prosenttisesti ja kuntatasolla noin 70–80 -prosenttisesti ja tarjoavat mahdollisuuden tarkastella digitalisaation kehittymistä etäopetusjaksojen ohessa. Tässä DigiVOO-tutkimuksen väliraportissa luvussa 5 on hyödynnetty ensimmäisen ja kolmannen etäopetuskyselyn oppilasaineistojen (kevät 2020 N= 61 974 ja kevät 2021 N=63 252) havaintoja. Viimeinen etäopetuskokemuksia kartoittava aineistonkeruu on toteutettu helmi-maaliskuussa 2022. DigiVOO-tutkimuksen loppuraportissa on tarkoitus tarkastella eri vastaajaryhmien etäopetuskokemuksia soveltuvin osin kaikkia neljää aineistoa hyödyntäen. 2.2.3 PISA-tutkimuksen aineistot Suomi on osallistunut Programme for International Student Assessment (PISA) - arviointitutkimukseen sen ensimmäisestä kierroksesta lähtien vuodesta 2000. Arviointitutkimuksessa 15-vuotiaat oppilaat tekevät osaamista mittaavia tehtäviä kolmella pysyvällä osa-alueella (lukutaito, matematiikka, luonnontiede) sekä yhdellä vaihtuvalla osa-alueella (esim. ongelmanratkaisu, luova ajattelu). Osaamistehtävien tekemisen lisäksi oppilaat täyttävät kattavat kyselylomakkeet, joilla mitataan muun muassa heidän oppimisasenteitaan ja taustaansa. Myös rehtorit täyttävät kyselylomakkeen koulun käytänteistä. Suomi on osallistunut PISA-tutkimuksessa myös optiona olevaan oppilaiden tietotekniikkataitoja koskevaan kyselyyn, jolla kartoitetaan monipuolisesti oppilaiden digilaitteiden käyttöä ja digitaalisuuteen liittyviä asenteita sekä koulutyöhön että vapaa-aikaan liittyen. DigiVOO-hanke hyödyntää soveltuvilta osin PISAtutkimuksen aineistoja aina ensimmäiseltä arviointikierrokselta saakka tarkastellen digitaalisen oppimisen ja osaamistulosten välistä yhteyttä eri oppilasryhmissä. Aiemmin samoista aineistoista on jo tehty havaintoja digin käytön ja osaamispistemäärien negatiivisesta yhteydestä, mutta on jäänyt epäselväksi, johtuuko korrelaatio digitaalisen oppimisen kielteisestä vaikutuksesta vai siitä, että taustaltaan ja lähtötasoltaan erilaiset oppilaat käyttävät laitteita eri tavoin ja eri tarkoituksiin. Hypoteesina onkin, että keskenään samankaltaisissa oppilasryhmissä digitaalisen teknologian käytön ja oppimistulosten välinen suhde voi ollakin toisenlainen kuin tähän asti PISA-aineistoista on raportoitu. DigiVOO-hankkeen PISA-aineistoja koskeva osuus on tällä hetkellä siinä vaiheessa, että aineistot on hankittu ja niitä käydään läpi vertailukelpoisten osuuksien analysoimiseksi. Etenkin tietotekniikan käyttöä tarkastelevat mittarit ovat vuosien varrella jonkin verran muuttuneet ja etenkin monipuolistuneet, ja parhaillaan tunnistetaan tutkimuskysymyksiä, joihin on mahdollista vastata aina vuodesta 2000 lähtien. Toisaalta PISA-aineistoja koskevan osuuden analyysit tulevat vahvasti keskittymään vuoden 2018 aineistoon, sillä PISA:ssa kerättiin ensimmäistä kertaa vuonna 2018 myös tiedot oppilaiden tuen tarpeesta suomalaisen oppimisen ja koulunkäynnin tuen mallin luokituksen mukaisesti. Näin on mahdollista tarkastella, missä määrin digitaalisuutta käytetään nimenomaan oppimisen ja koulunkäynnin tuen yhtenä keinona. Tämä osaltaan selittäisi myös aiemmissa tutkimuksissa tehtyjä havaintoja digitaalisuuden ja PISA-tulosten negatiivisesta yhteydestä. 2.3 Intensiiviaineistot Digitalisaation vaikutusta erityisesti oppimistilanteisiin tutkitaan keräämällä intensiiviaineistoja kevätlukukauden 2022 aikana. Intensiiviaineistoilla tarkoitetaan 1) koulupäivän aikana oppilaiden käyttämille laitteille tallentuvia lokitietoja, 2) luokkahuoneen videohavainnointeja, 3) oppilaiden ryhmähaastatteluja, 4) aktiivisuusja sykemittauksia yhdistettynä unipäiväkirjan tietoihin ja 5) digilukutaitotestiä. Kutakin intensiiviaineistoa varten on koottu noin 30–60 oppilaan ryhmiä neljästä eri kaupungista Uudeltamaalta, Pirkanmaalta ja Pohjois-Karjalasta. Tutkimustulokset intensiiviaineistojen osalta esitellään DigiVOO-hankkeen loppuraportissa 2022. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 18 2.4 Digitalisaation vaikutus oppimistuloksiin ja oppimiseen: valtakunnallisen seurantatutkimuksen alkumittauksen toteutus Digitalisaation vaikutusta oppimistuloksiin ja oppimiseen tutkitaan DigiVOO-hankkeessa paitsi aiempien tutkimusaineistojen ja tutkimustulosten tarkastelun kautta (ks. Luvut 4–5), erityisesti hankkeen puitteissa lukuvuonna 2021–2022 toteutettavassa valtakunnallisessa seurantatutkimuksessa. Tässä luvussa kuvataan valtakunnallisen seurantatutkimuksen otos, tutkimuksen käynnistäminen sekä arviointitehtävät, joilla arvioitiin oppilaiden oppimistuloksia ja oppimista. Varsinaisten osaamistehtävien lisäksi oppilaat täyttivät myös digitaalista oppimista, motivaatiota ja asenteita sekä taustatietoja monipuolisesti kartoittavia kyselylomakkeita. Näiltä osin mittarit on kuvattu niiden tulosten esittämisen yhteydessä luvuissa 6 ja 8. 2.4.1 Tutkimuksen otos ja osallistujat Lukuvuoden 2021–2022 valtakunnallisen seurantatutkimuksen otokseen valikoitui alun perin 146 koulun 15562 oppilasta. Otos tehtiin Tilastokeskuksessa ositettuna satunnaisotantana siten, että siinä varmistettiin alueellinen, kuntatyypin mukainen ja koulun koon mukainen edustavuus. Koulut oli arvottu kolmeen ryhmään siten, että niistä osallistui joko seitsemäs-, kahdeksastai yhdeksäsluokkalaiset oppilaat. Arviointi koski koulun kaikkia kyseisellä luokka-asteella olevia oppilaita. Arviointiin osallistui lopulta 83 koulun 7745 oppilasta: 3635 tyttöä (47,3 %), 3731 poikaa (48,6 %) ja 313 muunsukupuolista (4,1 %). Tutkimuksesta kieltäytyneistä kouluista suurin osa kertoivat syyksi koronan tuoman työtaakan kouluarkeen. Vaikka kato oli alkuperäiseen otokseen nähden suurta, aineiston edustavuus säilyi kaikkien otoksen pohjana olleiden kriteereiden osalta riittävän hyvänä. Arvioinnista tiedotettiin etukäteen otokseen osuneiden koulujen rehtoreille. Rehtorit tiedottivat edelleen asiasta opettajille, jotka hoitivat käytännön arviointitilanteet luokissa. Kouluille lähetettiin syyskuun puolessavälissä sähköisen arvioinnin edellyttämät kirjautumistunnukset ja verkkoosoitteet. Arvioinnit toteutuivat opettajien johdolla syyskuun lopun ja marraskuun alun välillä. 2.4.2 Oppimistulosten ja oppimisen arviointitehtävät Valtakunnallisessa seurantatutkimuksessa oppilaiden oppimistuloksia ja digitaalisessa tehtäväympäristössä tapahtuvaa oppimista tutkitaan usealla eri osa-alueella. Arviointitehtävien kokonaisuus on rakennettu siten, että ne mittaavat digitaalista osaamista, opetussuunnitelman perusteiden mukaista äidinkielen ja matematiikan osaamista sekä opetussuunnitelman perusteiden laaja-alaisen osaamisen kuvauksissa määriteltyjä ajattelun taitoja ja oppimaan oppimista, monilukutaitoa ja epäsuorasti myös tietotekniikkataitoja. Ajattelun taidot ja oppimaan oppiminen määritellään suomalaisen oppimaan oppimisen viitekehyksen puitteissa oppiainerajat ylittäviksi kognitiivisiksi taidoiksi, haluksi suunnata omaa osaamistaan kohti tehtävän tavoitteita sekä oman oppimisprosessin hallitsemiseksi (ks. Hautamäki ym., 2002; Vainikainen & Hautamäki, 2019; 2020; Vainikainen & Koivuhovi, 2022). Oppiainerajat ylittävät kognitiiviset taidot jäsennetään viitekehyksessä Andreas Demetrioun kehitysteorian mukaisesti siten, että ajattelutaitoja mitataan sanallisen päättelyn, matemaattisen ajattelun, luokittelevan päättelyn ja interaktiivisten ongelmanratkaisutehtävien sisään rakennetun kausaalisen päättelyn kautta. Monilukutaidon tehtävissä puolestaan oppilaiden tehtävänä oli tunnistaa multimodaalisiin teksteihin liittyviä rakenteita, ilmaisukeinoja, sisältöjä ja tarkoitusperiä tarkastellen toisaalta oppilaiden orientaatiota testien suhteen (taktinen, diegeettinen ja semioottinen reaktio) sekä heidän omaksumiaan lukijarooleja (koodin purkaja, merkitysten rakentaja ja tekstikriitikko). DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 19 Arviointitehtävät oli alkumittauksessa jaettu kuuteen noin 15 minuutin tehtäväsarjaan siten, että jokainen tehtäväsarja alkoi taustatietoja, motivaatiota ja asenteita tai digitaalista oppimista koskevalla lyhyehköllä kyselylomakkeella, jota seurasi yksi tai kaksi kognitiivista arviointitehtävää. Käytettävissä olevan testausajan rajallisuudesta johtuen yhden osaamisalueen mittaus kesti kokonaisuudessaan korkeintaan 15 minuuttia, minkä jälkeen oppilaan oli aikakatkaisun jälkeen siirryttävä seuraavaan tehtäväsarjaan. Osa käytetyistä tehtävistä on sellaisia, että niiden tuottama aineisto on suoraan linkitettävissä Helsingin yliopiston Koulutuksen arviointikeskuksen ja Tampereen yliopiston Koulutuksen, arvioinnin ja oppimisen tutkimusryhmä REAL:n aikaisempiin arviointitutkimusaineistoihin. Ohjelmointitehtävä, interaktiiviset ongelmanratkaisutehtävät ja monilukutaidon tehtävät on kehitetty digitaalisen oppimisen mittaamiseksi vasta viime vuosien aikana, jolloin niiden tulokset on tällä hetkellä vertailtavissa ainoastaan Vantaalla samaan aikaan toteutetun oppimaan oppimisen arviointitutkimuksen tuloksiin. 2.4.3 Digitaalinen oppiminen Digitaalista oppimista mitattiin kolmella tehtävällä, ohjelmointitehtävällä ja kahdella interaktiivisella ongelmanratkaisutehtävällä. Tehtävät oli sijoitettu alkumittauksessa eri tehtäväsarjoihin. 2.4.3.1. Ohjelmointitehtävän rakenne ja pisteitys Ohjelmointitehtävässä mitataan keskeisiä ohjelmoinnilliseen ajatteluun sisältyviä taitoja. Ohjelmoinnillinen ajattelu (computational thinking) on nähty olennaiseksi osaksi tehokasta toimijuutta yhä digitaalisemmassa yhteiskunnassa (Kong & Abelson, 2019). Sillä tarkoitetaan ajatteluprosesseja, joita tarvitaan ongelmien tunnistamiseen ja niiden ratkaisujen esittämiseen tavalla, joka voidaan toteuttaa tietokonepohjaisesti (Aho, 2012; Wing, 2008). Siksi sitä voidaan pitää eräänlaisena ongelmanratkaisun muotona. Vaikka on olemassa erilaisia näkökulmia siihen, mitä ohjelmoinnillinen ajattelu pitää sisällään, kirjallisuudessa useimmin käsiteltyjä käsitteitä ja kykyjä ovat abstrahointi (keskittyminen ongelman kannalta olennaisiin yksityiskohtiin yleistämisen mahdollistamiseksi), ongelmanratkaisu, algoritminen ajattelu (ohjeiden kehittäminen tietyn tavoitteen saavuttamiseksi) ja dekompositio (ongelman pilkkominen helpommin ratkaistavissa oleviin osiin) (Kalelioğlu ym., 2016; Selby & Woollard, 2013; Wing, 2006; 2008). Ohjelmoinnillisen ajattelun taidot ovat monipuolisia, sillä niitä voidaan soveltaa ongelmien ratkaisemiseen monissa eri yhteyksissä ja eri aloilla, ei pelkästään ohjelmointiin liittyvissä yhteyksissä (Kong & Abelson, 2019; Wing, 2008). Ohjelmointitehtävässä oli yhteensä 11 huonetta, joissa oli ruudullisella lattialla vaihtelevasti huonekaluja kulkuesteinä. Robotti lähti liikkeelle huoneen jostakin laidasta tai nurkasta ja toisella puolella huonetta lattialla oli nalle, joka robotin piti käydä nostamassa. Robottia ohjatakseen oppilaan piti muodostaa graafisina nappuloina esitetyistä komennoista (askel eteenpäin, käännös oikealle, käännös vasemmalle, nosto) sarja vetämällä ja pudottamalla nappulat komentoriville. Tämän jälkeen komentorivi suoritettiin käynnistysnappulasta, jolloin robotti kulki huoneessa komentorivin määräämän reitin. Törmätessään seinään tai esteeseen robotti hajosi kappaleiksi, kun taas koodin toimiessa ja nallen löytyessä oppilas sai onnistumisestaan välittömän palautteen. Oppilas sai korjata komentoriviään niin monta kertaa kuin halusi. Oikean ratkaisun löytyessä hänelle esitettiin kysymykset siitä, oliko löytynyt reitti lyhin ja olisiko ollut vaihtoehtoisia yhtä lyhyitä reittejä. Tämän jälkeen oppilasta pyydettiin ohjelmoimaan vielä mahdollinen lyhyempi tai yhtä lyhyt reitti. Ohjelmointitehtävä pisteitettiin siten, että oppilas sai yhden pisteen siitä, jos hän onnistui löytämään huoneessa minkä tahansa oikean reitin ja toisen pisteen siitä, että hän ohjelmoi myös lyhyimmän reitin joko suoraan tai siinä vaiheessa, kun sitä erikseen pyydettiin. Tehtävään käytetty aika vaikutti DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 20 pisteitykseen siten, että nopeasti tehtävän oikein ratkaisseet oppilaat ehtivät etenemään testausajan puitteissa kaikkien 11 huoneen läpi, kun taas useampien kokeiluiden kautta hitaammin eteneviltä oppilailta aika loppui ennen kuin he edes ehtivät nähdä kaikkia huoneita ja näin ollen saada niistä pisteitä. Tehtävän kokonaispistemäärä laskettiin siis 22 osiosta (Taulukko 1). Tehtävän reliabiliteetti oli erittäin korkea (α = .96). Kokonaispistemäärä muunnettiin oikein ratkaistujen osioiden prosenttiosuudeksi (max 100 p). Koko tehtävän keskimääräinen ratkaisuprosentti yli koko aineiston oli 60,6 (KH = 27,9). Ohjelmointitehtävän tulokset raportoidaan yksityiskohtaisesti vasta hankkeen loppuraportissa, jolloin eritellään muun muassa luokka-asteiden välisiä mahdollisia eroja. Alkumittauksessa esiintyneitä sukupuolieroja on puolestaan havainnollistettu tämän raportin yhteenvetoluvun 9 kuviossa. Tässä tehtävässä pojat suoriutuivat tilastollisesti merkitsevästi tyttöjä paremmin toisin kuin muissa arviointitehtävissä, joissa sukupuolierot olivat joko päinvastaisia tai niitä ei ollut lainkaan (ks. luku 7). Taulukko 1.Ohjelmointitehtävän eri huoneiden keskimääräiset ratkaisuosuudet luokka-asteittain 7.lk N = 3224 8.lk N = 2293 9.lk N = 2228 KA KH KA KH KA KH Huone 1: mikä tahansa reitti oikein 0,79 0,41 0,86 0,35 0,81 0,39 Huone 1: lyhin reitti oikein 0,76 0,43 0,82 0,38 0,79 0,41 Huone 2: mikä tahansa reitti oikein 0,76 0,43 0,82 0,38 0,77 0,42 Huone 2: lyhin reitti oikein 0,72 0,45 0,79 0,41 0,74 0,44 Huone 3: mikä tahansa reitti oikein 0,72 0,45 0,79 0,41 0,74 0,44 Huone 3: lyhin reitti oikein 0,58 0,49 0,66 0,47 0,63 0,48 Huone 4: mikä tahansa reitti oikein 0,66 0,48 0,73 0,44 0,70 0,46 Huone 4: lyhin reitti oikein 0,62 0,49 0,69 0,46 0,66 0,47 Huone 5: mikä tahansa reitti oikein 0,61 0,49 0,69 0,46 0,67 0,47 Huone 5: lyhin reitti oikein 0,56 0,50 0,63 0,48 0,62 0,48 Huone 6: mikä tahansa reitti oikein 0,53 0,50 0,60 0,49 0,60 0,49 Huone 6: lyhin reitti oikein 0,52 0,50 0,60 0,49 0,60 0,49 Huone 7: mikä tahansa reitti oikein 0,44 0,50 0,53 0,50 0,52 0,50 Huone 7: lyhin reitti oikein 0,42 0,49 0,50 0,50 0,49 0,50 Huone 8: mikä tahansa reitti oikein 0,36 0,48 0,44 0,50 0,45 0,50 Huone 8: lyhin reitti oikein 0,24 0,43 0,30 0,46 0,31 0,46 Huone 9: mikä tahansa reitti oikein 0,29 0,45 0,34 0,47 0,36 0,48 Huone 9: lyhin reitti oikein 0,29 0,45 0,34 0,47 0,36 0,48 Huone 10: mikä tahansa reitti oikein 0,23 0,42 0,28 0,45 0,30 0,46 Huone 10: lyhin reitti oikein 0,22 0,41 0,27 0,44 0,29 0,45 Huone 11: mikä tahansa reitti oikein 0,17 0,38 0,20 0,40 0,23 0,42 Huone 11: lyhin reitti oikein 0,17 0,37 0,20 0,40 0,22 0,42 KA = keskiarvo, KH = keskihajonta 2.4.3.2. Interaktiivisten ongelmanratkaisutehtävien rakenne ja pisteitys Interaktiivisissa ongelmanratkaisutehtävissä oppilaat tutkivat kahdessa eri tehtäväympäristössä kokeilujen kautta eri tekijöiden vaikutusta lopputulokseen. Ensimmäisessä tehtäväympäristössä oppilaat tutkivat aiemmin tuntemattomalle kasville otollisia kasvuolosuhteita säätelemällä valon ja veden määrää sekä maaperän ravinteikkuutta. Toisessa tehtäväympäristössä tavoitteena oli siivota huone mahdollisimman puhtaaksi siihen rakennettavan robotin avulla säätelemällä robotin DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 21 ominaisuuksia ja välineitä. Molemmat tehtävät perustuivat alun perin Piaget’n esittämään formaaliin ajatteluun, ja tehtävissä mitattiin sen kannalta keskeistä muuttujien vaikutusten tunnistamista (Shayer, 1979). Samaa ilmiötä on viimeisen vuosikymmenen aikana tutkittu interaktiivisen ongelmanratkaisun kontekstissa ”vary-one-thing-at-a-time (VOTAT)” -käsitteen kautta, ja tutkimus on usein keskittynyt oppilaiden ongelmanratkaisustrategioiden analysoimiseen arvioinnin lokitietoja hyödyntämällä (Greiff et al., 2016). Yksittäisen muuttujan vaikutuksen eristämiseen perustuvan strategian käyttöä tarkasteltiin myös nyt käytetyissä arviointitehtävissä tehtävien lokitiedoista ja strategian käyttö toimi tehtävien varsinaisten ratkaisuiden ohella tehtävien pisteityskriteereinä. Keksityn Lilakki-kasvin kasvatustehtävä oli vaiheistettu kolmeen osaan siten, että ensimmäisessä osassa oppilas sai tehtäväksi suunnitella koeasetelma, jolla tutkitaan käytetyn kasvualustan ravinteikkuuden merkitystä. Oppilas sai valita kahdesta eri kasvualustasta, mutta samaan aikaan hänen oli myös mahdollista säätää kasvin saaman veden ja valon määrää. Valinnat tehtyään oppilas sai kasvattaa kasvin ja nähdä, mihin lopputulokseen valinnat johtivat. Kokeiluita sai tehdä haluamansa määrän ennen kasvualustaa koskevaan kysymykseen vastaamista. Kokeen toisessa vaiheessa kasvualusta oli vakioitu ja tehtävänä oli tutkia kasville ihanteellista veden määrää. Valon määrän säätäminen onnistui samaan aikaan, vaikka sen tutkiminen oli tavoitteena vasta tehtävän viimeisessä vaiheessa. Tehtävästä oli mahdollista saada kolme pistettä oikeista vastauksista (oikea kasvualusta sekä veden ja valon määrä) ja kolme lokitietoanalyysin perusteella muodostettua pistettä siitä, käyttikö oppilas tutkiessaan systemaattista strategiaa eri muuttujien vaikutuksen tutkimiseksi tehtävän eri vaiheissa. Siivousrobottitehtävässä oppilas sai ainoastaan yhden kokonaistavoitteen: siivota kuvassa näkyvä huone 100-prosenttisen puhtaaksi. Oppilas sai rakentaa tätä tarkoitusta varten robotin, jonka käsien pituutta ja vartalon kokoa saattoi säätää, kumpaakin kolmen vaihtoehdon välillä. Lisäksi robotille sai valita halutessaan siivousvälineitä kahden eri vaihtoehdon väliltä. Halutun yhdistelmän valitsemisen jälkeen robotti käynnistettiin ja siivoustulos näkyi sekä kuvassa että prosenttiosuutena. Pisteitys perustui parhaimpaan siivoustulokseen johtaneiden käsien, vartalon ja välineiden löytymiseen (max 3 p) sekä lokitietoihin siitä, käyttikö oppilas systemaattista strategiaa eri muuttujien vaikutuksen tutkimiseksi (max 1 p). Ongelmanratkaisun kokonaispistemäärä laskettiin oppilaille yhdistämällä molempien tehtävien tulokset (yhteensä 10 osiota, Taulukko 2). Tehtävän reliabiliteetti oli kognitiiviselle testille juuri hyväksyttävä (α = .60). Kokonaispistemäärä muunnettiin oikeiden vastausten prosenttiosuudeksi (max 100 p). Koko tehtävän keskimääräinen ratkaisuprosentti yli koko aineiston oli 62,9 (KH = 21,9). Taulukko 2. Ongelmanratkaisutehtävän osioiden keskimääräiset ratkaisuosuudet luokka-asteittain 7.lk N = 3217 8.lk N = 2284 9.lk N = 2221 KA KH KA KH KA KH Lilakin kasvatus: kasvualusta oikein 0,77 0,42 0,75 0,43 0,76 0,43 Lilakin kasvatus: veden määrä oikein 0,88 0,32 0,89 0,32 0,86 0,34 Lilakin kasvatus: valon määrä oikein 0,92 0,27 0,92 0,27 0,94 0,24 Siivousrobotti: oikea vartalo 0,67 0,47 0,66 0,47 0,72 0,45 Siivousrobotti: oikeat kädet 0,85 0,36 0,84 0,37 0,87 0,34 Siivousrobotti: oikeat välineet 0,77 0,42 0,76 0,43 0,79 0,41 Lilakin kasvualusta: strategian käyttö 0,28 0,45 0,28 0,45 0,29 0,45 Lilakin veden määrä: strategian käyttö 0,30 0,46 0,32 0,47 0,37 0,48 Lilakin valon määrä: strategian käyttö 0,80 0,40 0,84 0,37 0,84 0,37 Siivousrobotti: strategian käyttö 0,61 0,49 0,62 0,49 0,64 0,48 KA = keskiarvo, KH = keskihajonta DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 22 2.4.4 Ajattelun taidot ja oppimaan oppiminen DigiVOO-hankkeen alkumittauksessa oli edellä kuvattujen tehtävien ohella käytössä kolme muuta tehtävää, jotka ovat osa oppimaan oppimisen arviointitehtäväsarjaa. Näistä kaksi, sanallisen päättelyn ja matemaattisen ajattelun tehtävä, ovat olleet käytössä jo viime vuosituhannen lopussa toteutetuissa arvioinneissa, ja niiden osalta DigiVOO-hankkeen uusi aineisto on mahdollista myöhemmin kytkeä esimerkiksi luvussa 4 esiteltyihin valtakunnallisiin oppimaan oppimisen arviointiaineistoihin. 2.4.4.1. Sanallisen päättelyn tehtävä Sanallisen päättelyn tehtävät perustuivat deduktiiviseen päättelyyn, joka tarkoittaa johtopäätösten muodostamista annettujen premissien pohjalta. Jo melko nuoret lapset kykenevät jonkinasteiseen deduktiiviseen päättelyyn, mutta vasta nuoruusiässä oppilaat osaavat käsitellä myös argumentteja, jotka eivät johdakaan aukottomiin johtopäätöksiin sekä analysoida argumenttien kaikki mahdolliset seuraukset (Demetriou ym., 2011). DigiVOO-hankkeen alkumittauksessa käytettiin sanallisen päättelyn mittaamiseen kuutta tehtäväosiota, joissa oppilaille annettiin kaksi virkettä premisseinä ja heidän piti niiden perusteella valita johtopäätökseksi yksi annetusta neljästä vaihtoehdosta. Sanallisen päättelyn kokonaispistemäärä laskettiin oppilaille kuuden osion perusteella (Taulukko 3). Tehtävän reliabiliteetti oli kognitiiviselle testille juuri hyväksyttävä (α = .60). Kokonaispistemäärä muunnettiin oikeiden vastausten prosenttiosuudeksi (max 100 p). Koko tehtävän keskimääräinen ratkaisuprosentti yli koko aineiston oli 37,2 (KH = 26,8). Tehtävässä havaittuja sukupuolieroja tyttöjen eduksi on havainnollistettu luvun 9 yhteenvedon kuviossa. Taulukko 3. Sanallisen päättelytehtävän osioiden keskimääräiset ratkaisuosuudet luokka-asteittain 7.lk N = 3631 8.lk N = 2694 9.lk N = 2610 KA KH KA KH KA KH Sanallinen päättelytehtävä 1 0,20 0,40 0,22 0,41 0,26 0,44 Sanallinen päättelytehtävä 2 0,57 0,50 0,58 0,49 0,64 0,48 Sanallinen päättelytehtävä 3 0,36 0,48 0,37 0,48 0,44 0,50 Sanallinen päättelytehtävä 4 0,30 0,46 0,29 0,45 0,37 0,48 Sanallinen päättelytehtävä 5 0,48 0,50 0,46 0,50 0,54 0,50 Sanallinen päättelytehtävä 6 0,22 0,42 0,25 0,43 0,26 0,44 KA = keskiarvo, KH = keskihajonta 2.4.4.2. Matemaattisen ajattelun adaptiivinen testi Matemaattista ajattelua mitattiin DigiVOO-hankkeessa adaptiivisella testillä, joka pohjautuu oppimaan oppimisen arvioinneissa 1990-luvulta lähtien käytössä olleisiin tehtävätyyppeihin. Ensimmäisen tehtävätyypin (Demetriou ym., 1996) jokaisessa tehtäväosiossa oli yhdestä neljään kirjaimin korvattua aritmeettista operaattoria (esim. 2 a 3 = 6), ja oppilaan tehtävänä oli ratkaista, mitä operaattoria kirjaimet vastasivat. Keksittyjen matemaattisten käsitteiden tehtäväosioissa (Sternberg ym., 2001) määriteltiin ehdollisesti kaksi keksittyä matemaattista käsitettä, lag ja sev (esimerkiksi jos a > b, lag merkitsee vähennyslaskua, muuten kertolaskua jne.). Tämän jälkeen oppilaalle annettiin ratkaistavaksi tehtävä (esimerkiksi paljonko on 4 lag 7 sev 10 lag 3), jossa määritelmiä piti soveltaa. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 29 Kansainvälinen kirjallisuuskatsaus Juho Leinonen, Kukka-Maaria Polso, Risto Hotulainen, Cristiana Mergianian, Natalija Gustavson, Sanna Oinas, Petri Ihantola Tässä luvussa käydään läpi alustavat tulokset kansainvälisestä systemaattisesta kirjallisuuskatsauksesta. Tulokset pohjautuvat valmisteilla olevaan artikkeliin (Leinonen ym., 2022). Hankkeen tutkimuskysymyksistä kirjallisuuskatsaus liittyy erityisesti kysymykseen “Millaisia ovat digitaalisin välinein toteutetut oppimistilanteet ja miten ne eroavat muista oppimistilanteista?”. Tuloksia tulkittaessa tulee ottaa huomioon, että kirjallisuuskatsauksen aineisto on pääosin muualta kuin Suomesta ja tulokset eivät siksi ole välttämättä täysin sovellettavissa suomalaiseen kontekstiin, vaan kuvaavat digitaalisen opetuksen tutkimisesta globaalissa mittakaavassa. Hankkeessa toteutetaan erikseen vastaava suomenkielistä kirjallisuutta käsittelevä kirjallisuuskatsaus, joka valmistuu myöhemmin ja jonka tuloksia raportoidaan hankkeen loppuraportissa. 3.1 Tutkimuskysymykset ja menetelmät Aikaisemmat verkko-opetusta käsittelevät kirjallisuuskatsaukset keskittyvät lähinnä aikuisopiskelijoihin (esim. Sun ja Chen, 2016; Valverde-Berrocoso ym., 2020). DigiVOO-hanke kuitenkin keskittyy digitalisaation vaikutuksiin perusopetuksessa. Hankkeen tavoitteena on tutkia opetuksen digitalisaatiota kolmen osa-alueen ja niihin liittyvien tutkimuskysymysten kautta. Näistä kirjallisuuskatsauksen kannalta relevantein osa-alue on “Digitalisaation vaikutus oppimistilanteisiin” ja sen yhteydessä esitetyt kaksi tutkimuskysymystä: 1) Millaisia ovat digitaalisin välinein toteutetut oppimistilanteet ja 2) miten ne eroavat muista oppimistilanteista? Päätimme lähestyä näitä osa-alueita uuden systemaattisen kirjallisuuskatsauksen avulla, koska olemassa olevien aikuisopiskelijoihin keskittyvien kirjallisuuskatsausten tulokset eivät välttämättä sovellu alaja yläkouluikäisten opetukseen. Uusi kirjallisuuskatsaus tähän aiheeseen liittyen pohjustaa hankkeen muita tutkimusosia ja on lisäksi hyödyllinen muille alan tutkijoille. Rajauduimme kirjallisuuskatsauksessa 5–17-vuotiaita koskeviin digitaalisen opetuksen "hyvyyttä" "tavanomaiseen" DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 30 opetukseen vertaileviin koeasetelmiin. Tässä “tavanomaisella” (englanniksi “treatment as usual”) opetuksella tarkoitamme opetusta, joka on järjestetty tutkimuksen vertailuryhmälle. Näille ryhmille opetus ei usein ole sisältänyt teknologiaa ja mahdollisesti käytetyn teknologian hyödyntäminen ei ole ollut tärkeässä osassa opetusta. “Digitaalisella” opetuksella tarkoitamme opetusta, joka on järjestetty koeryhmälle, joilla opetuksessa on hyödynnetty modernia opetusteknologiaa. Näille ryhmille teknologia on ollut keskeinen opetusta avustava väline. Rajaus vain vertaileviin koeasetelmiin tehtiin, jotta mahdolliset päätelmät digitaalisen ja tavanomaisen opetuksen eroista olisivat mahdollisimman luotettavia, ja jotta mahdollinen kirjallisuuskatsausta seuraava metaanalyysi olisi mahdollisimman helppo tehdä. 3.1.1 Kirjallisuushaku Testasimme monia erilaisia hakulausekkeita ja mietimme haun määrittelemistä seuraavien käytännön haasteiden näkökulmasta: - H1: Digitaaliseen opetukseen viitataan hyvin vaihtelevilla käsitteillä; puhutaan esim. teknologialähtöisestä opetuksesta, verkko-opetuksesta, uusia medioita hyödyntävästä opetuksesta tai mobiilioppimisesta. - H2: Yliopistokontekstiin liittyvien tutkimusten määrä on todella suuri ja tähän liittyviä tuloksia on usein paljon, mutta nämä tulokset eivät välttämättä ole sovellettavissa alaja yläkouluikäisten ja lukioikäisten opetuksessa. - H3: digitaalista opetusta muuhun opetukseen vertailevien tutkimusten määrä on pieni verrattuna esimerkiksi erilaisten uusia verkko-opetussovelluksia teknisestä näkökulmasta ilman evaluaatiota esittelevien tutkimusten ja laadullisten tutkimusten lukumäärään. - H4: Opetuksen "hyvyyden" arviointi on moniulotteista (ks. esim. York ym., 2015). Opetuksen hyvyyttä voi arvioida esimerkiksi oppilaiden akateemisen menestyksen, opinnoissa jatkamisen, taitojen kartuttamisen tai affektiivisten piirteiden kuten tyytyväisyyden tai motivaation kautta. Eri vaihtoehdoista rajauduimme akateemiseen menestykseen ja motivaation. Lopulta päädyimme Taulukossa 9 esitettyyn hakulausekkeeseen, jonka ensimmäinen osa sisältää digitaaliseen opetukseen liittyviä käsitteitä. Toinen ja kolmas osa liittyvät empiirisiin tutkimustuloksiin ja työvälineisiin. Neljäs osa liittyy kirjallisuuskatsaukseen valittuun kohderyhmään eli alaja yläkouluikäisiin ja lukioikäisiin oppilaisiin. Viimeinen hakulauseen osa liittyy julkaisujen tutkimusasetelmaan. Taulukko 9. Konjunktiivisessa normaalimuodossa esitetty hakulauseke ja mihin lausekkeen eri osilla pyrittiin. Hakulausekkeen osat, jotka yhdistettiin keskenään konjuktioilla (AND) Motivaatio (technolog* OR digi* OR web* OR blended OR flipped OR computer* OR *media OR mobile OR internet OR virtual OR augmented) H1 (benefit* OR enhanc* OR impact* OR improv* OR influenc*) H3 (achiev* OR assess* OR education* OR effect* OR exam* OR grade* OR instruct* OR Learn* OR outcome* OR scor* OR test OR motiv*) H4 DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 31 (k-12 or elementary OR primary or middle school or high school or secondary OR junior high OR "grade student*" OR "school student*" OR pupil*) H2 (control OR *experiment* OR pre-test OR post-test) H3 Haku toteutettiin 21.5.2021 ERIC (Proquest) -tietokannassa, joka sisältää kattavasti opetusalan tieteellisiä julkaisuja. Artikkeleita haettiin tietokannasta niiden abstraktien perusteella. Löydetyt artikkelit rajattiin vertaisarvioituihin englanninkielisiin lehtiartikkeleihin, joista oli saatavilla koko teksti ja jotka oli julkaistu 1.1.2010 ja 21.5.2021 (hakupäivä) välisenä aikana. Haulla löydettiin yhteensä 643 lehtiartikkelia. Tässä väliraportissa olemme rajautuneet 643 artikkelista 550 artikkelin satunnaisesti valittuun otokseen, joiden abstraktit luimme ja sisällytimme artikkelin katsaukseemme, mikäli seuraavat ehdot täyttyivät: - Tutkimus käsitteli 5-17 vuotiaita oppilaita. - Tutkimuksessa verrattiin tavanomaista ja digitaalista opetusta kvasikokeellisen koeasetelman tai todellisen koeasetelman avulla. Pelkkä digitaalisen opetuksen tarkastelu alkuja lopputestin avulla ilman vertailuryhmää johti tutkimuksen poiskarsiutumiseen. - Vertailu perustui tilastollisiin menetelmiin ja vertailtava suure liittyi opintomenestykseen tai motivaatioon. Mikäli abstraktin perusteella ei oltu varmoja siitä tulisiko julkaisu sisällyttää katsaukseen, niin päätös tehtiin lukemalla koko artikkeli. Lopulta mukaan valikoitui 149 julkaisua (katso Liite 1 väliraportin lopusta). Kuviossa 1 on esitetty mukaan valikoituneiden julkaisujen vuosittaiset lukumäärät. Julkaisujen lukumäärä on kasvanut suhteellisen tasaisesti vuodesta 2010 vuoteen 2020. Valittujen julkaisujen tyypillisimmät julkaisufoorumit on puolestaan esitetty Taulukossa 10. Kuvio 1. Kirjallisuuskatsauksessa sisällyttämiskriteerit täyttäneiden artikkelien määrä per vuosi. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 32 Taulukko 10. Valittujen julkaisujen julkaisukanavat. Julkaisufoorumin nimi n Educational Technology & Society 16 Journal of Science Education and Technology 9 Educational Technology Research and Development 8 British Journal of Educational Technology 7 Turkish Online Journal of Educational Technology - TOJET 7 International Journal of Instruction 6 Malaysian Online Journal of Educational Technology 6 European Journal of Educational Research 3 Turkish Online Journal of Distance Education 3 14 julkaisufoorumia, joista jokainen esiintyy kahdesti 56 julkaisufoorumia, joista jokainen esiintyy kerran 3.1.2 Julkaisukohtaisten tietojen tallentaminen Artikkelikohtaisten tietojen tallentamiseen käytimme Google Forms -lomaketta, jonka avulla jokaisesta julkaisusta tallennettiin seuraavat tiedot (alkuperäinen lomake oli englanniksi, alla olevat kysymykset on käännetty suomeksi): 1) Kuka tutkijoista kyseisen artikkelin käsitteli 2) Oliko kyseessä digitaalista opetusta ja tavanomaista opetusta verrannut a) Todellinen koeasetelma b) Kvasikokeellinen koeasetelma 3) Konteksti/mitä ainetta opetettiin - vapaa tekstikenttä 4) Kokeen kesto/kuinka pitkään digitaalista ympäristöä käytettiin a) Yksi päivä tai alle b) Joitakin päiviä c) Viikkoja d) Kuukausia e) Puoli vuotta f) Vuosi tai pidempään 5) Ikäryhmä a) 5-12 vuotiaat (luokat 1-6) b) 13-17 vuotiaat (luokat 7-12) 6) Vastaajien ikä tarkemmin, mikäli tiedossa DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 33 7) Artikkelissa mainitut tutkimuskysymykset tai tutkimuksen tavoite 8) Tutkimuskysymykset liittyvät (valitse kaikki, jotka pätevät) a) Suoriutumiseen (achievement) liittyviin eroihin ryhmien välillä b) Sitoutumiseen (engagement) liittyviin eroihin ryhmien välillä c) Motivaatioon liittyviin eroihin ryhmien välillä d) Oppimisstrategioihin liittyviin eroihin ryhmien välillä e) Opiskelijoiden mielipiteisiin f) Opettajien mielipiteisiin g) Opetusmenetelmiin h) Muu, mikä? 9) Mitä digitaalinen opetus oli (valitse sopivat) a) Opetus välitetään digitaalisesti (esim. videoluennot, oppimateriaali verkossa) b) Oppilaat käyttävät digitaalisia työvälineitä (esim. sovelluksia, pelejä, ohjelmistoja) c) Muu, mikä? 10) Onko ryhmien välillä muita huomattavia eroja? Mitä? 11) Artikkelin johtopäätökset 12) Missä tutkimus suoritettiin (esim. missä maassa)? 13) Koeryhmän ja verrokkiryhmän koko 14) Vapaat muuttujat 15) Riippuvat muuttujat 16) Oliko lopputestissä tilastollisesti merkitseviä eroja 17) Oliko esitestissä tilastollisesti merkitseviä eroja 18) Efektikoot 19) Tiedon syvyyden taso vertailuissa Lomakkeen kysymysten 8 ja 9 kategoriat luotiin puolessa välissä aineistonkeruuta aineistolähtöisesti sen hetkisten vastausten perusteella. Alkuperäisessä lomakkeessa molemmat kysymykset olivat avoimia tekstikenttiä. 3.1.3 Tiedon syvyyden tasot Osaamisen kehittymistä kuvaavien mittareiden luokittelussa käytimme seuraavanlaista neliportaista ohjeistusta, joka noudattaa Webbin (Webb, 2006) tiedon syvyyden teoriaa. Tehtävissä vaadittavan tiedon syvyyden viitekehys tarjoaa työkalun arvioida oppilaalle osoitettua ja tavoitteena olevaa tietämisen tai taidon tasoa, jolla oppilaat työskentelevät harjoitellessaan tai ratkaistessaan heille annettuja tehtäviä. On hyvä kuitenkin muistaa, että erilaiset viitekehykset luovat erilaisia merkityksiä samoille sanoille, termeille ja ideoille. Norman Webbin (2006) alkujaan tehtävien kognitiivista vaativuutta kuvaavaa viitekehystä on alun perin käytetty osaamisen standardien ja arvioinnin yhdenmukaisuuden arviointiin. Neljää tietämistä ja taitamista kuvaavaa laadullista kuvausta käytetään luokittelemaan ja tunnistamaan tehtävissä käytettävän ajattelun prosessoinnin tasoa. Ensimmäinen eli alin taso kuvailee tiedon, faktojen ja taitojen muistamisen tai tunnistamisen tason. Tällä tasolla taito (käyttäytyminen, toiminta tai sarja toimintoja) on opittu harjoittelun avulla ja se suoritetaan helposti. Seuraava taso kuvailee taidon tai käsitteiden soveltamisen tason, toiminnan prosessimaisen ymmärtämisen ja käsitteellisen ymmärtämisen. Käsite voi muodostua erilaisista ärsykkeitä, kuten objekteista, tapahtumista tai henkilöistä, joilla on yhteisiä tunnuspiirteitä. Käsitteellinen ymmärtäminen viittaa käsitteiden soveltamiseen ja yhdistämiseen sekä muihin sisältöihin liittyviin ideoihin. Proseduraalinen ymmärrys sisältää tietoa erilaisista taidoista ja suorittamisen eri vaiheista, ja siitä milloin ja miten niitä voitaisiin käyttää sopivasti, ja niiden DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 34 tarkoituksen mukaisesta soveltamisesta. Kolmannella tasolla vaaditaan edistyneempää päättelyä ja analyysiä. Tämän tason arvioinnissa käytettävät tehtävät edellyttävät, että oppilaat ratkaisevat ongelmia ja muodostavat esimerkiksi johtopäätöksiä annetusta aineistosta tai rakentavat tilannekohtaista argumentaatiota muusta esitetystä informaatiosta. Tällä tasolla voidaan rakentaa myös mentaalisia malleja eri representaatioiden välille, ja oppilaat perustelevat vastauksiaan todisteilla tai yhteenvetävät laajemman tekstin. Neljäs taso kuvaa ja sisällyttää tehtävien ratkaisemiseksi syventävää ajattelua mikä edellyttää useiden eri tietolähteiden integroimista ja kykyä esittää tietoa useilla eri tavoilla. Tämän kaltaisten tehtävien ratkaiseminen vaatii selkeästi enemmän ajankäyttöä, johon voi sisältyä aineistonkeruuta, analyysiä, raportin valmistelua ja myös tulosten esittelyä. Taso 1 (muistaminen): Sisältää mieleenpalauttamisen tai aikaisemman perusteella opitun tietämisen tason, kuten faktan, määritelmän, termin tai yksinkertaisen toimenpiteen suorittamisen, kuten myös yksinkertaisen algoritmin toteuttamisen tai yhtälön soveltamisen tason. Muut avainsanat, jotka yhdistävät toiminnan kyseiselle tasolle ovat: tunnistaa, muistaa, havaitsee, käyttää ja mittaa. Verbit kuten ”kuvailee” ja ”selittää” voidaan luokitella eri tasoille riippuen siitä, mitä kuvaillaan ja selitetään. Taso 2 (taito tai käsite): Tällä tasolla ajattelun prosessointi on syvällisempää kuin tasolla yksi ja sisältää muutakin kuin tavanomaisen vastauksen. Ajattelu ja vastaaminen edellyttää vastaajan päätöksentekoa siitä kuinka lähestyä ongelmaa tai tehtävää rutiininmukaisen vastaamisen sijaan. Avainsanat, jotka erityisesti kuvaavat tasoa kaksi, sisältää seuraavia verbejä, kuten luokitella, järjestää, arvioida, tehdä havaintoja, kerätä ja käyttää aineistoa tai vertailla aineistoja. Kaavion, taulukon tai kuvion luominen datasta tai yksinkertaisen kaavion selittäminen kuuluvat tälle tasolle, mutta monimutkaisen kaavion tulkinta sen soveltaminen toiseen ympäristöön voidaan katsoa kuuluvan tasolle kolme. Taso 3 (strateginen ajattelu): Tästä tasosta käytetään nimitystä strateginen ajattelu, koska se edellyttää päättelyä, suunnittelua, todisteiden käyttämistä päättelyn perusteena ja korkeamman tasoista ajattelua kuin kaksi edellistä tasoa. Toiminnan tai vastausten kompleksisuus ei johdu pelkästään useista vastausvaihtoehdoista, vaan siitä, että toiminta ja sen vaiheet sekä vastaus perustellaan. Tämän tason tehtäviä ovat johtopäätösten vetäminen havainnoista, viittaaminen tietolähteeseen tai todisteisiin, loogisten perusteiden esittäminen, ilmiön selittäminen ja ongelman ratkaisu määriteltyjen käsitteiden avulla. Taso 4 (laajennettu ajattelu): Tämä ajattelun taso kuvaa laajennettua ajattelua, joka sisältää pitkäkestoisesti monimutkaista päättelyä, suunnittelua tai kehittyvää ajattelua. Pitkäkestoisuus ei ole kuitenkaan erotteleva tekijä, jos muuten tehtävä on toistuvaa tai se ei sisällä syvällisempää käsitteellistä ymmärrystä. Esimerkiksi, jos oppilas mittaa päivittäin joen lämpötilaa ja piirtää siitä kuvion, on työskentely lähinnä tasoa kaksi vastaavaa. Kuitenkin, jos samainen oppilas suorittaa joen tilan muutosta seuraavan tutkimuksen, jonka yhtenä muuttujana on veden lämpötila, on kyseessä taso neljä. Näin ollen tasolla neljä kognitiiviset vaatimukset ovat korkeita ja työ itsessään monitahoista ja usein useita muuttujia huomioivaa ja niiden välisiä yhteyksiä tarkastelevaa. Tyypillistä on, että oppilas joutuu myös itse valitsemaan vaihtoehtoisista mahdollisuuksista oman lähestymistavan, mikä kertoo siitä, että tehtävää tai ongelmaa voi lähestyä monesta eri suunnasta. Tästä syystä tasolle neljä kuuluu myös eri vaihtoehtojen punnitseminen, analysointi, kritisointi ja oman työn kriittinen tarkastelu. Näiden tasojen lisäksi artikkeleiden arvioitsijan oli mahdollisuus valita vaihtoehto ”epäselvä”, jos intervention toivottua muutosvaikutusta oli vaikea määritellä tai tunnistaa kuvattujen tasojen DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 35 mukaisesti, esimerkiksi jos tutkimuksessa käytettyjä oppilaan taitoja mittaavia mittareita ei oltu esitelty tarpeeksi kattavasti. 3.2 Mitä digitaalisella opetuksella tarkoitetaan Tässä osiossa tutkitaan, mitä digitaalisella opetuksella on tarkoitettu kirjallisuuskatsaukseen valituissa artikkeleissa. Tätä tutkitaan sen kautta, mitä tutkimuskysymyksiä artikkeleissa on esitetty ja mikä artikkeleiden esittelemissä tutkimuksissa on ollut digitaalista. 3.2.1 Millaisia tutkimuskysymyksiä on esitetty? Kuviossa 2 on esitelty, millaisia tutkimuskysymyksiä kirjallisuuskatsauksen artikkeleissa on esitetty. Valtaosassa artikkeleista (84,6 %) tutkittiin digitaalisuuden vaikutuksia suoriutumiseen (esim. koetulos, arvosana). Vajaassa viidesosassa artikkeleista käsiteltiin digitaalisuuden vaikutusta oppimista tai opiskelua tukeviin taitoihin (esim. argumentointi, kriittinen ajattelu; 18,8 %) tai motivaatioon ja minäpystyvyyteen (18,1 %). Vaikutuksia kouluun liittyviin asenteisiin puolestaan tarkasteltiin 12,8 %:ssa tutkimuksista ja oppimisstrategioihin ja osallistumiseen 6,0 %:ssa tutkimuksista. Lisäksi osassa artikkeleista tarkasteltiin digitaalisuutta myös muuten kuin vaikutusten kautta. Useissa tutkimuksissa kartoitettiin oppilaiden näkemyksiä digivälitteisestä työskentelystä tai tietystä digitaalisesta työkalusta (15,4 %). Muita tutkimuskysymyksissä esiin nostettuja teemoja digitaaliseen koulutyöhön ja sen vaikutuksiin liittyen olivat sukupuolierot, eri tasoiset oppilaat, ryhmätyö sekä metodin tai työkalun kehittely. Kuvio 2. Prosenttiosuus artikkeleista, joissa tiettyyn kategoriaan liittyvä tutkimuskysymys oli mukana. Vain yleisimmät kategoriat on visualisoitu. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 36 3.2.2 Mikä on ollut digitaalista? Kuvio 3. Digitaalisiin opetussovelluksiin (esim. oppimispelit, opetusohjelmistot, mobiilisovellukset) ja digitaaliseen formaattiin siirrettyyn tavanomaiseen/perinteiseen opetukseen (esim. videoluennot, opetusmateriaali internetissä) keskittyvien tutkimusten osuudet. Suurimmassa osassa tutkimuksista keskityttiin tarkastelemaan digitaalista opetussovellusta (Kuvio 3). Noin kolmasosassa tutkimuksista digitaalisten opetustyökalujen sijaan oli tutkittu sitä, miten perinteisen opetuksen järjestäminen digitaalisesti vaikuttaa opiskelijoiden suoriutumiseen. Digitaaliset opetussovellukset ovat olleet esimerkiksi oppimispelejä, joita oli tutkittu 14,1 % artikkeleista (esim. Chee ja Tan, 2012 ja Hwang ja muut, 2013). Osassa artikkeleista tarkasteltiin virtuaalista tai laajennettua todellisuutta (VR, AR), joita oli tutkittu 5,4 % artikkeleista (esim. Huang ja muut, 2019 ja Ahmet ja Cavas, 2020). Perinteisen opetuksen järjestäminen digitaalisesti on puolestaan usein sisältänyt esimerkiksi videoluentoja (esim. Olakanmi, 2017) tai digitaalisten oppikirjojen käyttöä (esim. Hwang ja Lai, 2017). Osassa artikkeleista (6,7 %) tutkittiin myös “käänteisen luokkahuoneen” (flipped classroom) käyttöä opetuksessa (esim. Al-Harbi ja Alshumaimeri, 2016 ja Say ja Yildirim, 2020). Käänteisissä luokkahuoneissa osa opetuksesta järjestetään verkossa niin, että oppilaat voivat tutustua materiaaleihin ennen luokkaopetusta, mikä jättää luokkaopetukseen aikaa keskustelulle materiaalista tai esimerkiksi harjoitustehtävien tekemiseen luokassa. 3.3 Missä yhteyksissä digitaalista opetusta on tutkittu Yksi kansainvälisen kirjallisuuskatsauksen päätavoitteista oli tutkia, missä yhteyksissä digitaalista opetusta on tutkittu. Tässä osiossa käsitellään kirjallisuuskatsauksessa löytyneitä artikkeleita tästä näkökulmasta. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 37 3.3.1 Oppiaineet Kuvio 4. Lista oppiaineista, joiden yhteydessä digitaalista opetusta on tutkittu. Kuviossa 4 on visualisoitu, minkä oppiaineiden yhteydessä digitaalista opetusta on tutkittu. Selvästi eniten digitaalista opetusta on tutkittu luonnontieteiden yhteydessä. Seuraavaksi eniten tutkimuksia on suoritettu matematiikan ja kielten (englanti ja äidinkieli) yhteydessä. Kirjallisuuskatsauksessa löytyneiden artikkeleiden perusteella digitaalista opetusta on tutkittu erittäin vähän taideaineiden yhteydessä: vain kuusi tutkimusta oli tutkinut digitaalista opetusta taiteen tai musiikin yhteydessä. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 38 3.3.2 Tutkimusten pituus Kuvio 5. Digitaaliseen opetukseen liittyneiden kirjallisuuskatsauksessa löytyneiden tutkimusten ajallinen pituus. Kuviossa 5 havainnollistetaan, kuinka pitkiä kirjallisuuskatsaukseen valitut tutkimukset ovat olleet ajallisesti. Digitaalista opetusta on tutkittu selvästi eniten muutaman viikon (59 kpl eli 39,6 %) ja muutaman kuukauden (40 kpl eli 26,8 %) pituisten tutkimusten avulla. Sekä ajallisesti pitkiä (yli puoli vuotta) että ajallisesti lyhyitä (muutama päivä tai alle) tutkimuksia on vähemmän: pitkiä 17 kpl (11,4 %) ja lyhyitä 13 kpl (8,7 %). DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 45 3.4.2 Mitä riippumattomia muuttujia on tutkittu? Kirjallisuuskatsauksessa käytettiin yhtenä sisällyttämiskriteerinä sitä, että tutkimuksessa on täytynyt olla erilliset koeja verrokkiryhmät. Tämän takia jokaisessa sisällytetyssä tutkimuksessa yhtenä riippumattomana muuttujana on vähintään se, kuuluuko oppilas koevai verrokkiryhmään. Kuvio 13. Kirjallisuuskatsauksessa löydetyissä artikkeleissa käytetyt riippumattomat muuttujat kategorisoituna. Jotkut tutkimukset ovat tutkineet koeja verrokkiryhmään kuulumisen lisäksi muiden riippumattomien muuttujien vaikutusta digitaalisen opetuksen impaktiin. Kuviossa 13 on visualisoitu kategorisoidut riippumattomat muuttujat, joita oli käytetty vähintään viidessä eri tutkimuksessa. Kuviossa olevien kolmen kategorian (ikä, sukupuoli, esitesti/aiempi osaaminen) lisäksi alle viidessä artikkelissa oli käytetty vanhempien koulutusta, työtä tai oppilaan sosioekonomista asemaa (kolme tutkimusta), oppilaan luokka-astetta (kaksi tutkimusta), oppilaan äidinkieltä (yksi tutkimus) ja oppilaan osallistumista viralliseen opetusohjelmaan kuulumattomaan toimintaan (extracurricular activity, yksi tutkimus). Kuviosta nähdään, että selvästi yleisintä (koeja verrokkiryhmään kuulumisen jälkeen) oli ottaa huomioon oppilaiden aiempi osaaminen: näin tehtiin 83 (55,7 %) tutkimuksista. Yleisimmin tämä oli tehty antamalla oppilaille esitesti, minkä tavoitteena oli varmistaa, että koeja verrokkiryhmien välillä ei ole osaamiseroja ennen digitaalista interventiota. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 46 3.4.3 Mitä tilastollisesti merkitseviä eroja digitaalisen ja tavanomaisen opetuksen välillä on havaittu? Kuvio 14. Kirjallisuuskatsauksessa löydetyissä artikkeleissa 133 (89,3 %) löytyi tilastollisesti merkitsevä ero koeja verrokkiryhmän välillä ja 16 (10,7 %) ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa. Kirjallisuuskatsauksesta löydetyistä 149 tutkimuksesta 133 tutkimuksessa (89,3 %) digitaalisen ja tavanomaisen opetuksen välillä oli havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja (Kuvio 14). Tilastollisesti merkitsevistä tuloksista lähes kaikki (132 tutkimusta) osoittivat vähintään joitain hyötyjä digitaaliseen opetukseen liittyen. Vain yksi tutkimus (Letwinsky ja Berry, 2017) raportoi, että koeryhmään kuuluneet oppilaat pärjäsivät huonommin kuin verrokkiryhmään kuuluneet. Tutkimuksessa evaluoitiin Mathletics-sovelluksen käyttämistä kertolaskun opetteluun. Lisäksi toinen tutkimus (Aktaş ja Akyol, 2020) löysi, että koeryhmään kuuluneiden oppilaiden motivaatio laski verrattuna verrokkiryhmään vastoin tutkijoiden oletusta. Tutkimuksessa selvitettiin digitaalisen kirjoitustyöpajan vaikutusta oppilaiden tarinankirjoitustaitoihin. Vaikka koeryhmän motivaatio laski intervention jälkeen toisin kuin verrokkiryhmän, koeryhmä pärjäsi intervention jälkeen paremmin tarinankirjoittamisessa. 3.5 Yhteenveto Kansainvälisessä kirjallisuuskatsauksessa tarkasteltiin, miten digitaalista opetusta on tutkittu alaja yläkouluikäisten oppilaiden ja lukioikäisten opiskelijoiden osalta. Kirjallisuuskatsaukseen valittiin artikkeleita, joissa jotain digitaalisia interventioita tai opetustapoja on tutkittu kvasikokeellisella tai aidolla koeasetelmalla. Tässä yhteenvedossa raportoimme koosteen tutkimuksen tuloksista ja havainnoista vastaamalla kappaleessa 3.1 esitettyihin hankkeen laajempiin tutkimuskysymyksiin pohjautuviin kahteen kirjallisuuskatsauksen tutkimuskysymykseen: - Millaisia ovat digitaalisin välinein toteutetut oppimistilanteet ja - miten ne eroavat muista oppimistilanteista? DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 47 3.5.1 Millaisia ovat digitaalisin välinein toteutetut oppimistilanteet? Digitaalisin välinein toteutetut oppimistilanteet jakautuvat ylätasolla digitaalisiin opetussovelluksiin (esim. oppimispelit, opetusohjelmistot, mobiilisovellukset) ja digitaaliseen formaattiin siirrettyyn perinteiseen/tavanomaiseen opetukseen (esim. videoluennot, opetusmateriaali internetissä). Tutkimuksessa havaittiin, että ainakin työkaluihin liittyvä tutkimus keskittyy vahvasti STEM-aineisiin. Väkilukuun suhteutettuna digitaaliseen opetukseen liittyvät tutkimukset ovat yleisimpiä PohjoisAmerikassa ja harvinaisimpia Etelä-Amerikassa ja Afrikassa. Tämä saattaa liittyä työkalujen käytön yleisyyteen tai maanosakohtaisiin eroihin julkaisuaktiivisuudessa. Huomionarvoista on, että tutkimusten kesto oli usein vain viikkoja tai kuukausia, joten digitaalisen opetuksen pitkäaikaisempia vaikutuksia (esimerkiksi vuosien yli) on syytä tutkia jatkossa. DigiVOOhanke kokonaisuudessaan edistää tätä tavoitetta, koska siinä verrataan hankkeen yhteydessä kerättäviä aineistoja aiempiin aineistoihin. Erittäin harva kirjallisuuskatsauksessa löydetty tutkimus oli tutkinut digitaalista opetusta alle 9-vuotiailla, minkä takia olisi tärkeää tehdä lisätutkimusta alakoulun ensimmäisten luokkien oppilaiden osalta. Yksi huomattava kirjallisuuskatsauksen tulos on se, että suurin osa kirjallisuuskatsaukseen valituista tutkimuksista on tutkinut digitaalista opetusta tiedon syvyyden tasoilla “muistaminen” ja “taito tai käsite”. Vain harvassa tutkimuksessa on tutkittu opitun soveltamista korkeammalla tiedon syvyyden tasoilla, joissa vaaditaan strategista tai laajennettua ajattelua. Digitaalista opetusta järjestäessä on tärkeää varmistaa, että oppilaat pääsevät harjoittelemaan asioita myös näillä korkeammilla tiedon syvyyden tasoilla, jottei oppiminen jää pinnalliseksi. 3.5.2 Miten digitaalisin välinein toteutetut oppimistilanteet eroavat muista oppimistilanteista? Suurin osa tutkimuksista keskittyi tutkimaan digitaalisen opetuksen vaikutuksia suoriutumiseen (esimerkiksi koetulokseen tai arvosanaan). Tämä voidaan nähdä tutkijoiden hypoteesina siitä, mihin digitaalisen välinein toteutettujen oppimistilanteiden ajatellaan mahdollisesti vaikuttavan, eli tutkimusasetelmissa on ajateltu, että digitaaliset välineet voisivat mahdollisesti vaikuttaa oppilaiden suoriutumiseen. Valtaosassa tutkimuksista löytyi tilastollisesti merkitseviä eroja digitaalisen ja tavanomaisen opetuksen välillä tutkimuksissa tutkituissa mittareissa. Näistä lähes kaikissa digitaalisin välinein toteutettu opetus johti parempiin pisteisiin valituissa mittareissa, esimerkiksi parempiin oppimistuloksiin tai motivaatioon. Yksi mahdollinen selittävä tekijä on julkaisuharha: tulokset, joissa ei löydy tilastollisesti merkitseviä eroja ryhmien välillä, voi olla vaikeampi saada julkaistuksi verrattuna tuloksiin, joissa tilastollisesti merkitseviä eroja löytyy. Lisäksi pitää ottaa huomioon, että väliraportissa ei tutkittu efektikokoja eli sitä, kuinka paljon ryhmät erosivat toisistaan. Tämän takia väliraportin tuloksien perusteella ei voida arvioida sitä, millainen digitaalinen opetus toimii parhaiten vertaillessa erilaisia digitaalisia opetustapoja keskenään. Tätä voidaan tutkia jatkotutkimuksissa meta-analyysin kautta. 3.5.3 Kirjallisuuskatsauksen rajoitteet Tutkimuksen tuloksia tarkastellessa tulee ottaa huomioon myös sen rajoitukset. Kirjallisuuskatsauksen tulosten luotettavuuden kannalta erityisenä haasteena on, että käytetyt hakutermit vaikuttavat suoraan saatuihin tuloksiin: erilaiset hakutermit valitsemalla olisi voitu löytää osittain eri tutkimusartikkelit artikkeleiden hakuvaiheessa. Tämä taas olisi voinut vaikuttaa siihen, mitkä artikkelit päätyivät lopulta sisällytetyiksi tähän kirjallisuuskatsaukseen. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 48 Kirjallisuuskatsauksessa keskityttiin deskriptiiviseen näkökulmaan valittuihin artikkeleihin. Opetuksessa käytettyjen digitaalisten työvälineiden vaikuttavuuden tarkempi analysointi vaatii lisätutkimusta, esimerkiksi efektikokoon keskittyvän meta-analyysin avulla, mihin tämä kirjallisuuskatsaus toimii hyvänä pohjana. 3.6 Lähteet Ahmet, A. C. A. R., and Bulent Cavas. "The Effect of Virtual Reality Enhanced Learning Environment on the 7th-Grade Students' Reading and Writing Skills in English." MOJES: Malaysian Online Journal of Educational Sciences 8.4 (2020): 22-33. Aktaş, Nurhan, and Hayati Akyol. "Effect of Digital Writing Workshop Activities on Writing Motivation and Development of Story Writing Skills." International Journal of Progressive Education 16.3 (2020): 270-287. Al-Harbi, Sarah S., and Yousif A. Alshumaimeri. "The Flipped Classroom Impact in Grammar Class on EFL Saudi Secondary School Students' Performances and Attitudes." English Language Teaching 9.10 (2016): 6080. Chee, Yam San, and Kim Chwee Daniel Tan. "Becoming chemists through game-based inquiry learning: The case of legends of Alkhimia." (2012). Huang, Tien-Chi, Mu-Yen Chen, and Wen-Pao Hsu. "Do learning styles matter? Motivating learners in an augmented geopark." Journal of Educational Technology & Society 22.1 (2019): 70-81. Hwang, Gwo-Jen, et al. "A knowledge engineering approach to developing educational computer games for improving students' differentiating knowledge." British journal of educational technology 44.2 (2013): 183-196. Hwang, Gwo-Jen, and Chiu-Lin Lai. "Facilitating and bridging out-of-class and in-class learning: An interactive e-book-based flipped learning approach for math courses." Journal of Educational Technology & Society 20.1 (2017): 184-197. Letwinsky, Karim Medico, and Michael David Berry. "Technology Integration and the Effect on Mathematics Fact Fluency in the Middle East." Journal of International Education and Leadership 7.1 (2017): n1. Olakanmi, Eunice Eyitayo. "The effects of a flipped classroom model of instruction on students’ performance and attitudes towards chemistry." Journal of Science Education and Technology 26.1 (2017): 127-137. Say, Fuat Serkan, and Fatih Serdar Yildirim. "Flipped Classroom Implementation in Science Teaching." International Online Journal of Education and Teaching 7.2 (2020): 606-620. Sun, Anna, and Xiufang Chen. "Online education and its effective practice: A research review." Journal of Information Technology Education 15 (2016). Valverde-Berrocoso, Jesús, et al. "Trends in educational research about e-learning: A systematic literature review (2009–2018)." Sustainability 12.12 (2020): 5153. Webb, Norman L. "Identifying content for student achievement tests." Handbook of test development (2006): 155-180 Kirjallisuuskatsaukseen sisällytetyt artikkelit on koottu erikseen tämän raportin liitteeseen 1. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 49 Digitaalisen teknologian käytön yhteys testisuoriutumiseen aiemmissa oppimaan oppimisen arvioinneissa Satu Koivuhovi, Natalija Gustavson & Mari-Pauliina Vainikainen Tässä luvussa luodaan katsaus vuosien 2001 ja 2012 valtakunnallisiin oppimaan oppimisen arviointeihin, jotka sisälsivät kysymyksiä oppilaiden tietokoneiden ja internetin käytöstä. Lisäksi kyseiset arvioinnit pitivät sisällään arvioinnin toteuttamiseen liittyviä koeasetelmia, joissa testattiin arviointitavan vaikutusta oppilaan testisuoriutumiseen. 2000-luvun alkuvuosiin sijoittui valtava murros oppimaan oppimisen arviointien toteuttamisessa, kun paperisista testilomakkeista vähitellen siirryttiin tietokonevälitteisiin arviointeihin. Tämän vuoksi tuon ajan arviointeihin sisällytettiin monenlaisia vertailevia koeasetelmia, joiden avulla testattiin testin suorittamisen tavan vaikutusta oppilaan suoriutumiseen testissä. Vuosituhannen alkuvuosien arvioinneissa verkkovälitteinen vastaamistapa vaikutti selvästi oppilaiden testisuoriutumiseen siten, että verkossa tehtävien tekevillä suoriutuminen oli heikompaa kuin paperisen lomakkeen tekevillä oppilailla. Vähitellen tehtävien kehityksen ja oppilaiden tietoteknisten taitojen kehittymisen myötä ero arvioinnin toteutumistavan välillä hävisi ja tänä päivänä kaikki arvioinnit toteutetaankin verkkovälitteisesti. Vuosituhannen alkuvaiheen arvioinneissa raporttiemme perustarkasteluihin kuului testin suorittamistavan vaikutuksen arviointi suhteessa suoriutumiseen (paperi-verkko-vertailu), mutta arvioinneissa ei juuri tarkasteltu muita mahdollisia tekijöitä, jotka olisivat saattaneet vaikuttaa arvioinnin toteutumistavan vaikutuksiin suhteessa suoriutumiseen. Tässä luvussa palaamme vanhojen aineistojen pariin oppilaiden digitaalisen osaamisen ja digitaalisen teknologian käytön näkökulmasta ja tarkastelemme niiden roolia paperija verkkoarvioinneissa suoriutumisessa. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 50 4.1 Valtakunnalliset oppimaan oppimisen arvioinnit 2001 ja 2012 Vuoden 2001 otos muodostettiin satunnaistettuna ryväsotoksena, jossa koulun todennäköisyys osua otokseen riippui sen koosta (yhdeksänsien luokkien määrästä). Vuonna 2001 mukana otoksessa oli lopulta 82 koulua, joiden yhdeksäsluokkalaiset (N=8765) osallistuivat arviointiin. Vastanneista 44,2 % oli tyttöjä ja 55,8 % poikia. Ruotsinkielisissä kouluissa opiskelevien osuus oli 2 prosenttia. Vuoden 2012 arvioinnissa otos tehtiin vuoden 2001 otoksen pohjalta, jotta vertailtavuus vuosien välillä olisi mahdollisimman hyvä. Vuonna 2012 mukana otoksessa oli lopulta 82 koulua, joiden yhdeksäsluokkalaiset (N=7800) osallistuivat arviointiin. Kevään 2012 arviointiin osallistuneista kouluista 74 oli samoja kuin vuonna 2001. Vastanneista 49 % oli tyttöjä ja 51 % poikia. Ruotsinkielisissä kouluissa opiskelevien osuus oli 3,4 %. Kuten vuonna 2001, arviointi toteutettiin osassa kouluista käyttäen tehtävävihkoja ja osassa kouluista testin tietokoneversiota. Molempina tutkimusvuosina noin puolet arviointiin osallistuneista teki tehtävät painettuun tehtävävihkoon ja puolet käyttäen tietokonetta. Lisäksi vuoden 2012 arvioinnissa oli käytössä uusia tehtäviä, joita ei käsitellä tässä luvussa. Tämän luvun analyyseissa on huomioitu ainoastaan ne oppilaat, jotka käyttivät vuoden 2001 tehtäväversiota sillä vuoden 2012 uudessa tehtäväversiossa ei ollut mukana digitaalisen teknologian käyttöä koskevia kysymyksiä (Kuvio 15). 2001 PAPERI versio (2001) VERKKO versio (2001) 2012 PAPERI versio (2012) PAPERI versio (2001) VERKKO versio (2012) Kuvio 15. Arvioinnin toteutukset vuosina 2001 ja 2012 Arvioinnissa käytettiin Koulutuksen arviointikeskuksessa kehitettyjä oppimaan oppimisen tehtäväsarjoja. Tämän luvun analyyseissa käytettiin matemaattisen ajattelutaidon osa-alueeseen kuuluvaa aritmeettisten operaatioiden testiä, jonka pohjalta on sittemmin rakennettu matemaattisen ajattelun adaptiivinen testi. Tämä adaptiivinen testi on käytössä myös DigiVoo-hankkeen valtakunnallisessa seurannassa (ks. Luku 2). Vuosien 2001 ja 2012 arvioinneissa käytetty tehtävä edellyttää peruskoulumatematiikan perustan — aritmeettisten operaatioiden — ymmärtämistä ja soveltamista. Tehtävä (Hidden Arithmetical Operators task) on peräisin Demetrioulta ja kumppaneilta (Demetriou, Pachaury, Metallidou & Kazi, 1996). Jokaisessa osiossa oli yhdestä neljään piilotettua operaatiota (esim. [(5 a 3) b 4 = 6. Tässä tehtävässä kirjaimet a ja b vastaavat lisäämistä (+), vähentämistä (−), kertomista (∙) tai jakamista (÷)]. Osiot pisteytettiin siten, että oikeasta vastauksesta sai yhden pisteen ja väärästä nolla pistettä, ja jokaisessa osiossa olevat operaatiot (1–4 kappaletta) luokiteltiin erikseen. Testissä aritmeettiset operaatiot määrittyvät sen mukaan, minkä arvon tehtävässä käytetyt luvut muodostavat (esimerkiksi jos a _ b, lag merkitsee vähennyslaskua, muuten kertolaskua). DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 51 4.2 Yhdeksäsluokkalaisten digitaalisen teknologian käyttö vuosina 2001 ja 2012 Vuosien 2001 ja 2012 valtakunnallisissa arvioinneissa oppilaiden digitaalisen teknologian käyttöä kysyttin kolmen osion avulla (”Olen usein yhteydessä ihmisiin tietokoneen välityksellä”, ”Käytän tietokonetta usein”, ”Haen paljon tietoa internetistä”). Osioihin vastattiin arvioimalla niiden paikkaansapitävyyttä asteikolla 1-7 (Ei pidä lainkaan paikkaansa – Pitää täysin paikkansa). Näistä osioista laskettiin summamuuttuja ”Digitaalisen teknologian käyttö”, jonka reliabiliteetti oli hyvä (α= .83). Vertailtaessa oppilaiden digitaalisen teknologian käyttöä vuosina 2001 ja 2012 voidaan selvästi havaita oppilaiden digitaalisen teknologian käytön lisääntyminen tarkastellun ajanjakson aikana (Kuvio 16). Kuvio 16. Oppilaiden digitaalisen teknologian käyttö vuosina 2001 ja 2012 Tarkastellessa oppilaiden digitaalisen teknologian käyttöä eri vuosina sukupuolen mukaan (Kuvio 17) voidaan havaita, että vuonna 2001 pojat kertoivat hyödyntävänsä digitaalista teknologiaa tyttöjä enemmän (t=-10.194, p<.001), mutta vuonna 2012 sukupuoliero ei enää ollut tilastollisesti merkitsevä (t=.168, p=867). Kuvio 17. Tyttöjen ja poikien digitaalisen teknologian käyttö vuosina 2001 ja 2012 5,83 4,46 1234567 2012 (n=464) 2001 (n=6075) Digitaalisen teknologian käyttö vuosina 2001 ja 2012 1 2 3 4 5 6 7 2001 2012 Tyttöjen ja poikien digitaalisen teknologin käyttö vuosina 2001 ja 2012 Tyttö Poika DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 52 4.3 Digitaalisen teknologian käytön yhteys testisuoriutumiseen Pääkiinnostuksen kohteena aiempiin aineistoihin kohdistuvissa tarkasteluissa oli tutkia, miten digitaalisen teknologian käyttö ja sukupuoli selittävät paperija verkkoversion tehneiden oppilaiden aritmeettisten operaatioiden testisuorituksessa ollutta eroa vuosien 2001 ja 2012 aineistoissa. Analyysi suoritettiin rakenneyhtälömallina Mplus-ohjelmiston Multiple Group-toiminnon avulla. Analyysissa hyödynnettiin lisäksi ns. bootstrap-komentoa, jonka avulla laskettiin estimaattien luottamusvälit tuhannen replikaatin avulla. Analysoitu malli rakennettiin vaiheittain siten, että ensin katsottiin koko mallin sopivuus aineistoon ilman ryhmien välistä vertailua ja se jälkeen jaettiin ryhmä paperija verkkoversion mukaan, jotta nähtiin, oliko eri vastaamistavalla vaikutusta muuttujien välisiin suhteisiin. Kaiken kaikkiaan malli sopi aineistoon hyvin (RMSEA= .067; CFI=.962; SRMR=.045) (Kuvio 18). Paperija verkkoversion tehneiden oppilaiden suoriutuminen aritmeettisten operaatioiden testissä oli erilaista ja keskiarvoerot suoriutumisessa olivat luottamusvälien perusteella tilastollisesti merkitseviä. Paperiversion täyttäneet oppilaat saivat aritmeettisten operaatioiden testistä keskimäärin 5 pistettä kun verkkoversion suorittaneilla keskimääräinen pistemäärä oli 4.1 pistettä. Koko aineiston tasolla digitaalisen teknologian käyttö ei selittänyt oppilaiden testipistemäärää aritmeettisten operaatioiden testissä, mutta kun aineisto jaettiin arvioinnin suorittamisen tavan mukaisesti paperija verkkoversion tehneisiin, ennusti digitaalisen teknologian käyttö testipistemäärää tilastollisesti merkitsevästi verkossa testin toteuttaneiden ryhmässä (β=.23 p<.000). Toisin sanoen paljon digitaalista teknologiaa käyttävät oppilaat suoriutuivat verkkoversioisesta arviointilomakkeesta muita verkkoversion täyttäneitä paremmin, kun taas paperilomakkeen täyttäneiden oppilaiden testisuoriutumiseen digitaalisen teknologian käytöllä ei ollut merkitystä. Sukupuoli oli tilastollisesti merkitsevä selittäjä oppilaiden testiosaamiselle sekä paperisen että verkkovälitteisen testin tehneillä ja molemmissa ryhmissä tytöt suoriutuivat testistä poikia paremmin. Vastaavasti molemmissa ryhmissä pojat käyttivät digitaalista teknologiaa tyttöjä enemmän. Kuvio 18. Digitaalisen teknologian käytön ja sukupuolen merkitys testisuoriutumisessa paperija verkkoversion tehneiden oppilaiden välillä DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 53 4.4 Yhteenveto Tässä luvussa luotiin katsaus aikaisempiin oppimaan oppimisen valtakunnallisiin arviointeihin ja katsottiin, miltä oppilaiden digitaalisen teknologian käyttö näytti vuosituhannen alussa. Lisäksi tarkasteltiin, miten oppilaiden raportoima tietokoneen ja internetin aktiivinen käyttö selittivät oppilaiden suoriutumista paperija verkkovälitteisessä arvioinnissa. Aiempien aineistojen analyysi muistuttaa, miten ällistyttävän nopea digitalisaation kehitys on ollut. Vanhat oppimaan oppimisen testilomakkeet kertoivat meille paitsi oppilaiden tietokoneen ja internetin käytöstä vuosituhannen alkuvaiheessa, myös siitä, miten erilainen oppilaita ympäröivä todellisuus vielä tuohon aikaan oli. Vanhoissa lomakkeissa kysyttiin yksityiskohtaisia kysymyksiä esimerkiksi tiedon etsimisestä tietokirjoista. Vielä vuonna 2001 reilu 30 % oppilaista kertoi käyttäneensä tietokirjoja ja lehtiä tiedonhakuun, kun kymmenen vuotta myöhemmin vastaavaa lukema oli enää vajaa 20 %. Mikäli kysymys toistettaisiin tänä päivänä, voisi kuvitella lukeman olevan vieläkin vähäisempi, kun taas internetin merkitys tiedon etsimisen lähteenä on kasvanut. Myös oppimaan oppimisen arviointien toteuttamistavassa on tapahtunut huikea murros viimeisten kahden kymmenen vuoden aikana ja vanha kynä-paperi-arviointi on jäänyt historiaan. Verkkovälitteisten arviointien varhaisina vuosina oppilaiden testisuoriutumiseen vaikutti selvästi arvioinnin toteuttamistapa ja verkossa tehtävät tekevillä suoriutuminen oli heikompaa kuin paperisen lomakkeen tekevillä oppilailla. Tässä luvussa loimme katsauksen vanhoihin aineistoihimme ja tarkastelimme, miten oppilaiden digitaalisen teknologian käyttö selitti suoriutumista paperisessa ja verkkovälitteisessä testissä. Päätuloksena totesimme, että oppilaiden digitaalisen teknologian käyttö selitti verkkovälitteisen testin testipistemäärää, kun taas paperitestin suorittaneilla oppilailla digitaalisen teknologian käyttö ei ennustanut testitulosta tilastollisesti merkitsevästi. Näin ollen voidaan päätellä, että vuosituhannen alkuvaiheessa oppilaiden digitaalisen teknologian käyttö avitti oppilaiden siirtymistä verkkovälitteiseen arviointiin ja kenties helpotti testin suorittamista tuoden oppilaille lisäetua muihin nähden. Jatkossa analyyseihin olisi hyvä sisällyttää vielä lisää taustatekijöitä, jotta voitaisiin vielä paremmin katsoa, miten digitaalisen teknologian käyttö heijastui oppilaiden testisuoriutumiseen. 4.5 Lähteet Opiopi valtakunnallinen raportti 2001.Hautamäki, J., Arinen, P., Hautamäki, A., Kupiainen, S., Lindblom, B., Mehtäläinen, J… Scheinin, P. (2003).Oppimaan oppiminen yläasteella 2. Tilanne vuonna 2001 ja muutokset vuodesta 1997. Opetushallitus. Oppimistulosten arviointi 6/2003. Opiopi valtakunnallinen raportti 2012 Hautamäki, J., Kupiainen, S., Marjanen, J., Vainikainen, M.-P., & Hotulainen, R. (2013). Oppimaan oppiminenperuskoulun päättövaiheessa. Tilanne vuonna 2012 ja muutos vuodesta 2001. Helsingin yliopiston opettajankoulutuslaitos. Tutkimuksia 347. Helsinki: Unigrafia. Demetriou, A., Pachaury, A., Metallidou, Y., & Kazi, S. (1996). Universals and specificities in the structure and development of quantitative-relational thought: A cross-cultural study in Greece and India. International Journal of Behavioural Development, 19 (2), 255–290. doi:10.1080/016502596385785 DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 54 Digitalisaatio ja oppiminen koronaepidemian aikana Sanna Oinas Digitalisaatiolla tarkoitetaan teknologian saumatonta integroitumista jokapäiväiseen elämäämme. Lähtiessämme selvittämään digitalisaation vaikutusta oppimiseen, on hyväksyttävä tosiasia, että teknologian integroituessa saumattomasti nuorten elämään niin koulussa kuin vapaa-ajalla, voi syyseuraussuhteiden ja koulun selitysosuuden tavoittaminen oppimisprosessissa olla lähes mahdotonta. Tiedetään, että vapaa-ajalla opitut taidot digitaalisten laitteiden ja sovellusten käytössä ja tiedonetsinnässä heijastuvat koulunkäyntiin (Hietajärvi, 2019). Laajassa kansainvälisessä katsauksessa huomautetaan, että digitaalinen opiskelu, koulun ja opettajan toiminta ovat yhteydessä oppilaan digitaalisiin taitoihin vain vähän (Haddon ym. 2019). Vaikka digitalisaation aiheuttamaan muutokseen voi olla vaikeaa päästä käsiksi tutkimuksen avulla, on joitakin johtopäätoksia tehty. Twenge ja kollegat (2021) päättelivät vertaamalla PISA-aineistoja vuodesta 2000 alkaen vuoteen 2018 saakka, että digitalisaatio on lisännyt nuorten kokemaa yksinäisyyttä. He esittävät, että nuorten psyykkinen hyvinvointi koulussa on heikentynyt älypuhelinten ja sosiaalisen median käytön lisäännyttyä (Twenge ym., 2021). Ruotsissa Pettersson (2021) on tarkastellut digitalisaation aikaansaamaa muutosta kouluissa. Tutkimuksen mukaan muutos on vielä ruotsalaiskouluissa alussa, ja opettajat yhä harjoittelevat uusien laitteiden ja oppimisympäristöjen hyödyntämistä (Pettersson, 2021). Pettersonin (2021) mukaan opetuksen järjestäminen ja pedagogiikka tulisi miettiä uudelleen muutoksen aikaansaamiseksi. Suomessa digitalisaatio on muuttanut ainakin opettajien ja oppilaiden välistä kommunikaatiota mahdollistamalla digitaalisen palautteen lähettämisen oppilaille esimerkiksi Wilmatai Helmisovellusta käyttäen (Oinas, Vainikainen & Hotulainen, 2018). On viitteitä siitä, että digitaalinen palaute heijastuu myös oppilaiden käsityksiin oppimisen päämääristä (Oinas ym., 2021) ja herättää kysymään, onko digitalisaatio muuttanut oppilaiden käsityksiä oppimistavoitteista. Halutessamme ymmärtää digitalisaation vaikutusta oppimistilanteisiin, oppimiseen ja oppimistuloksiin, on samalla tarkasteltava muutosta. Millaisen muutoksen digitaaliset laitteet ja ohjelmistot ovat saaneet kouluissa aikaan? Tarkoittaako muutos vain laitteiden ja ohjelmistojen käyttöönottoa vai myös muutossa pedagogissa ja opetuksen järjestämisen tavoissa? Tässä luvussa muutosta tarkastellaan seuraamalla oppilaita, jotka ovat käyneet yläkoulunsa koronaepidemian ohessa. Oppilaat, jotka keväällä 2020 epidemian alkaessa olivat 7.-luokalla ja toisena DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 61 oli syntynyt Suomessa sekä jos oppilaan äidinkieleksi oli ilmoitettu suomi, oppilas luokiteltiin valtaväestöön. Loput oppilaista jätettiin analyysien ulkopuolelle. Vastaajia mukana on kysymyksestä riippuen noin 6880. Opettajien (N=983) vastauksia tarkastellaan sukupuolen ohella myös luokanja aineenopettajaryhmittäin. Tarkastelu aloitetaan yleisiä digitaalisia valmiuksia kartoittavista kysymyksistä. 6.1.1 Itsearvoidut digitaalisen teknologian käytön valmiudet Oppilaiden arvioit omasta digitaalisesta osaamisestaan ovat hyvin myönteisiä. Jokaisen kysymyksen osalta vastauskeskiarvo on arvon kuusi tuntumassa ja myös mediaani on 6, eli yli puolet vastaajista antaa itselleen arvion 7 digitaalisen osaamisen sujuvuudesta, kun oppilaita pyydettiin arvioimaan osaamistaan 7-portaisella asteikolla (1=Täysin eri mieltä, 7=Täysin samaa mieltä). Kahden ensimmäisen kysymyksen ”Osaan käyttää pilvitallennuspalveluita” ja ”Osaan ratkaista yleisiä tietoteknisiä ongelmia” osalta noin kahdeksan prosenttia epäilee osaamistaan arvioidessaan omaa osaamista arvoin 1–3. Luottamus omiin digitaalisiin perustaitoihin on vielä vahvempaa; vain 5 % kuuluu em. vastaajaryhmään. Sukupuolen mukainen tarkastelu osoitti, että ryhmien välillä oli selviä eroja ensimmäisen kuuden kysymyksen suhteen Z=9,00-370,24, p < .001. Pojat arvioivat osaamisensa tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) korkeammalle kuin tytöt kaikkien väittämien osalta ja myös korkeammalle (p < .05) kuin muun sukupuoliset vastaajat väittämän ”Osaan ratkaista yleisiä tietoteknisiä ongelmia” osalta, jossa kyseinen vastaajaryhmä koki osaavansa (p < .01) ratkaista ongelmia paremmin kuin tytöt. Luokka-asteinen tarkastelu osoitti, että väittämiin vastataan hyvin samansuuntaisesti. Tietoteknisten ongelmien Z=10,90, p < .01) ratkaisemisen osalta luokka-asteiden osalta ilmeni seuraavanlainen ero: 8.-luokan oppilaiden vastaukset (KA = 5.72) erosivat tilastollisesti merkitsevästi korkeampina 9.-luokan vastauksiin (KA = 5.56) verrattuna, jotka edustivat alhaisinta keskiarvo-osaamista tässä vertailussa. 9. -luokkalaisten vastaukset olivat hieman varovaisempia kaikkien kysymysten suhteen. Alueellinen tarkastelu osoittaa kaksi tilastollisesti merkitsevää eroa Z=16,21, p <.01: Lapin oppilaiden vastaukset väittämään ”Osaan käyttää pilvitallennuspalveluita” (KA = 5.31) ovat tilastollisesti merkitsevästi alhaisemmat suhteessa muihin AVI-alueisiin. Vastaavasti Z=31,06, p < .001 kolmannen väittämän osalta ”Osaan digitaaliset perustaidot” Länsija Sisä-Suomen vastaukset (KA = 5.81) ovat tilastollisesti merkitsevästi (p < .05) useimpia muita AVI-alueita alhaisemmat. Muita tilastollisesti merkitseviä yksittäisten kysymysten osalta ilmeneviä eroja ei ilmennyt. Opetuskielen mukainen tarkastelu (suomi vs. ruotsi) osoitti, että jokainen väittämä tuotti tilastollisesti merkitsevän (p < .001) eron: kahteen ensimmäiseen väittämään ruotsin kielellä opiskelevat arvioivat osaamisensa sujuvammaksi, kun taas digitaalisten perustaitojen osalta suomenkieliset vastaajat arvioivat osaamisensa sujuvammaksi. Äidin koulutustaustaluokittelun mukainen ryhmävertailu osoitti väittämiin vastaamisen eli koetun sujuvuuden rakentuvan varsin vahvasti äidin koulutustaustan mukaisesti. Jokaisen kysymyksen suhteen ilmeni tilastollisesti merkitseviä eroja Z=41,92-123,78, p < .001. Etenkin äidin peruskoulutasoinen koulutus oli tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) yhteydessä oppilaan heikompiin itsearvioituihin digitaalisiin taitoihin kuin korkeammin koulutettujen äitien lasten arviot. Ammatillisen koulutuksen omaavien äitien lasten arviot olivat puolestaan tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) alhaisempia kuin korkeatai yliopistotaustaisten äitien lasten arviot. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 62 Ulkomaalaistaustaisten osalta tilastollisesti melkein merkitsevä ero ilmeni kysymyksen Z=10.05, p < .05 ”Osaan ratkaista yleisiä tietoteknisiä ongelmia” osalta, joskaan post doc -parivertailu ei tuottanut ryhmien välistä eroa. Opettajien (N=885) vastaukset väittämään ”Oppitunneillani harjoitellaan digitaalisen teknologian perustaitoja (esim. tiedoston jako, tekstinkäsittely, sähköpostin ja internetin käyttö)” osoittavat opettajien opettavan digitaalisia perustaitoja keskimäärin pari kertaa kuukaudessa. Lähes 8 % opettajista ilmoitti ettei koskaan käytä oppitunneilla aikaa perustaitojen harjoitteluun ja lähes 6 % harjoitutti perustaitoja päivittäin. Ajankäyttö ei ollut riippuvainen opettajan koulutustaustasta. Kaikissa opettajaryhmissä (luokanopettajat, erityisopettajat ja aineenopettajat opetettavan oppiaineen mukaisissa ryhmissä) oli opettajia, jotka opettivat perustaitoja päivittäin tai ei lainkaan. Opettajien vastauksissa ei ollut eroa myöskään sukupuolen (699 naista, 248 miestä ja 36 vastaajaa, jotka eivät halunneet ilmoittaa sukupuoltaan) mukaan tarkasteltuna (p > .05). 6.1.2 Tietoturvallisuus ja tiedonhaku Oppilaiden arviot omasta tiedonhakuun ja tietoturvaan liittyvästä osaamisesta olivat myönteisiä, joskin hieman alhaisempia kuin edellä kuvattujen valmiuksien osalta. Ensimmäisen ja kolmannen kysymyksen osalta vastauskeskiarvo oli arvon kuusi tuntumassa. ”Osaan tunnistaa netissä omaan turvallisuuteeni liittyviä riskejä ja välttää niitä (ka = 5,91)”, ”Osaan tarkistaa onko netistä löytämäni tieto paikkansa pitävä” ja ”Osaan valita hakusanat etsiessäni netistä tietoa (ka 5,96)”, kun taas toisen kysymyksen keskiarvo oli 5.61. Sukupuolen mukainen tarkastelu osoitti, että pojat arvioivat osaamisensa tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) korkeammalle kuin tytöt kahden ensiksi mainitun väittämän osalta. Lisäksi muunsukupuoliset vastaajat arvioivat osaamisensa tilastollisesti merkitsevästi (p < .05) korkeammaksi kuin tytöt ensimmäisen väittämän osalta. Luokka-asteinen tarkastelu osoitti, että väittämiin vastataan hyvin samansuuntaisesti kuin digitaalisia valmiuksia kartoittaviin väittämiin. Myös tietoturvallisuus ja tiedonhaku -kysymyksissä 7.- ja 8.- luokkalaisten arviot kaikkien kysymysten osalta olivat hyvin myönteisiä eivätkä ne eronneet tilastollisesti merkitsevästi toisistaan. Sen sijaan jokaisen väittämän osalta 9.-luokkalaisten vastaukset poikkesivat tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) alhaisempina arvoina suhteessa molempiin muihin luokka-asteisiin. Ilmiö voi selittyä minäkäsitystutkimuksen mukaisen havaintojen avulla, joiden mukaan oppilaiden itsearviot näyttävät etenkin nuoruusiässä iän myötä hieman laskevan. Alueellinen tarkastelu osoitti, ettei alueiden välillä ollut tilastollisesti merkitseviä eroja. Opetuskielen mukainen tarkastelu (suomi vs. ruotsi) tuotti tilastollisesti merkitsevän (p < .001) eron: kahteen ensimmäiseen väittämään suomen kielellä opiskelevat arvioivat tietoturvallisuutensa ”Osaan tunnistaa netissä omaan turvallisuuteeni liittyviä riskejä ja välttää niitä” ja etsimänsä tiedon luotettavuuden ”Osaan tarkistaa onko netistä löytämäni tieto paikkansa pitävä” korkeammaksi kuin ruotsin kielellä opiskelevat. Äidin koulutustaustaluokittelun mukainen ryhmävertailu osoitti väittämiin vastaamisen vahvistuvan äidin koulutustaustan mukaisesti. Etenkin äidin peruskoulutasoinen koulutus oli tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) yhteydessä oppilaan heikompiin arvioihin kuin korkeammin koulutettujen äitien lasten arviot. Ammatillisen koulutuksen omaavien äitien lasten arviot olivat puolestaan tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) alhaisempia kuin korkeatai yliopistotaustaisten äitien lasten arviot. Ulkomaalaistaustaisten osalta ei näiden kysymysten osalta ilmennyt eroja. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 63 Opettajia pyydettiin vastaamaan väittämään ”Oppitunneillani ohjaan oppilaita tunnistamaan heidän turvallisuuteensa liittyviä digimaailman riskejä ja välttämään niitä”. Opettajista lähes 9% käytti vaihtoehtoa ”ei koskaan”, lähes 40% ”pari kertaa vuodessa”, noin 30% ”kerran tai kahdesti kuukaudessa”, 14% ”kerran tai kahdesti viikossa” ja noin 4% ”päivittäin”. Vastauksissa ei ollut tilastollista eroa sukupuolen mukaan tarkasteltuna (p > .05). 6.1.3 Turvallinen kommunikointi Oppilaiden kommunikointia kartoitettiin kahdella kysymyksellä: ”Osaan arvioida mitä tietoa voin jakaa netissä” ja ”Osaan huomioida muiden tunteet kommentoidessani netissä”. Molempien kysymysten osalta vastaajat arvioivat toimivansa erittäin sujuvasti, sillä molempien kysymysten keskiarvo oli hieman yli arvon kuusi. Vain kolme prosenttia oppilaista antoi itselleen keskimmäistä vastausarvovaihtoa pienemmän luvun ja noin 8 % arvioi osaamisensa puoliväliin asteikkoa. Yhdeksän kymmenestä oppilaasta arvioi kommunikoinnin sujuvan. Sukupuolen mukaan tarkasteltuna eroavaisuutta ilmeni jälkimmäisen väittämän osalta, jonka mukaan tytöt arvioivat toimintansa tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) sujuvammaksi kuin pojat ja muun sukupuoliset oppilaat. Vuosiluokkatasoinen tarkastelu myötäilee aikaisemmin kuvattua suuntaa: 9.-luokkalaiset arvioivat kriittisimmin omaa sujuvuuttaan ja tämän luokka-asteen arviot molempien kysymysten osalta eroavat tilastollisesti merkitsevästi (p < .01) 7.-luokkalaisten arvioista, jotka olivat kaikkein myönteisimmät. Alueellinen tarkastelu osoittaa, ettei alueiden välillä ole tilastollisesti merkitseviä eroja kyseisten muuttujien suhteen. Opetuskielen mukainen tarkastelu (suomi vs. ruotsi) osoitti, että molemmat väittämät tuottivat tilastollisesti merkitsevän (p < .001 ja p < .05) eron, jonka mukaan suomen kielellä opiskelevat arvioivat kommunikaationsa hieman korkeammaksi kuin ruotsin kielellä opiskelevat. Äidin koulutustaustaluokittelun mukainen ryhmävertailu osoitti väittämiin vastaamisen vahvistuvan äidin koulutustaustan mukaisesti. Etenkin äidin peruskoulutasoinen koulutus oli tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) yhteydessä oppilaan heikompiin arvioihin kuin muiden korkeammin koulutettujen äitien lasten arviot. Ammatillisen koulutuksen omaavien äitien lasten arviot olivat puolestaan tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) alhaisempia kuin ylioppilas ja korkeatai yliopistotaustaisten äitien lasten arviot. Ulkomaalaistaustaisten osalta tilastollisesti merkitsevä Z=12.08, p < .01 ero ilmeni kysymyksen ”Osaan huomioida toisten tunteet kommunikoidessani netissä osalta”, joka osoitti valtaväestön ja 2. sukupolven arvioivan taitojaan paremmaksi (p < .01) kuin 1. sukupolven vastaajat. 6.2 Itsearvioitu digitaalisten laitteiden perusja edistynyt osaaminen Seuraavaksi tarkasteltiin Growing Mind -hankkeessa esiteltyjen (Korhonen ym., 2020) kysymysten tuottamaa tietoa oppilaiden itsearvioimasta digitaalisesta perusja edistyneemmästä osaamisesta. Aihealueen 13 kysymystä sopivat hyvin faktorianalyysiin (KMO=.92 ja Bartlett`s p < .05) ja kysymykset faktoroituivat ennakko-oletuksen mukaisesti kahdelle faktorille, joiden avulla voitiin selittää 64,57 % kysymysten vaihtelusta. Faktoroinnin perusteella muodostetut summamuuttujat ”Digitaalinen perusosaaminen” (6 kysymystä, alpha = .86) ja ”Digitaalinen edistynyt osaaminen” (7 kysymystä, alpha = .93) toimivat erittäin luotettavasti. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 64 Perustaitojen osalta vastausten keskiarvo oli 3,21, kun taas edistyneiden taitojen osalta 2,13. Arvot ovat verraten alhaisia 7-portaisella asteikolla, mikä kertonee siitä, että tarkemmin erilaisten digitaalisten teknologioiden osaamiseen, kuten sovellusten käyttöön kohdennettuihin vastauksiin vastataan varovaisemmin kuin yleisiin osaamisväittämiin, ja jälkimmäisen osa-alueen eli erityisten digitaalisten teknologiasovellusten käyttö näyttää olevan vain osalle oppilaista tuttua. Sukupuolittainen tarkastelu osoitti sekä itsearvioidun perusosaamisen F(2, 6838) = 27,04, p < .001 että edistyneemmän osaamisen F(2, 6383) = 180,71 tuottavan ryhmien välille eroja. Perusosaamisen tarkastelu osoitti, että tytöillä (ka = 3.13) oli tilastollisesti merkitsevästi vähemmän myönteiset arviot perustaitojen suhteen kuin pojilla (ka = 3,36). Edistyneemmän osaamisen osalta pojilla oli myönteisimmät arviot (2,45) ja nämä arviot erosivat tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) tyttöjen arvioista (ka = 1,81) ja muun sukupuolisten arvioista (ka = 2,15). Kahden viimeksi mainitun ryhmän välillä oli myös tilastollisesti merkitsevä (p < .01) ero. Digitaalisen teknologian perusF(2, 6888) = 55,83 ja edistyneemmän osaamisen (F(2, 6888) = 17,01 itsearvioinnit laskivat lineaarisesti luokka-asteen mukaan molempien muuttujien suhteen ja jokainen luokka-aste erosi digilaitteiden perusosaamisen arvioiden mukaan tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) toisistaan (7.lk = 3,40; 8.lk = 3,26; 9. lk = 3,00) ja edistyneemmän osaamisen osalta lukuun ottamatta tilastollisesti ei-merkitsevää eroa 7.- ja 8. -luokan välillä (7.lk = 2,22; 8.lk = 2,16; 9. lk = 1,96). Alueellinen tarkastelu osoitti joitakin alueellisia eroja sekä digitaalisen teknologian perusosaamisen F(5, 6828), p < .001 että edistyneemmän osaamisen F(5, 6802), p < .001 suhteen. Huomio kiinnittyi Lounais-Suomen oppilaiden huomattavasti muita korkeampiin arvoihin molempien edellä mainittujen muuttujien suhteen (ka = 3,61 ja 3,21) ja samalla Lapin oppilaiden muita alueita alhaisempiin arvoihin (ka = 2,91 ja 1,95). Muiden alueiden oppilaiden vastaukset sijoittuvat digitaalisen teknologian peruskäytön osalta välille 3,05 - 3,30 ja edistyneemmän osaamisen osalta välille 2,01 – 2,19. Opetuskielen mukainen tarkastelu (suomi vs. ruotsi) osoitti, että molemmat muuttujat t(6889)=6,72 ja t(6881)=4,01 tuottivat tilastollisesti merkitsevän (p < .001) eron, jonka mukaan ruotsin kielellä opiskelevat arvioivat digitaalisen teknologiaosaamisensa korkeammaksi molempien muuttujien suhteen kuin suomen kielellä opiskelevat. Äidin koulutustaustaluokittelun mukainen ryhmävertailu perustaitojen osalta ei osoittanut tilastollisesti merkitseviä vastaajaryhmien välisiä eroja. Digitaalisen teknologian edistyneempää osaamista kartoittavan muuttujan osalta F(4, 6828) = 7,12, p < .001 eroja ilmeni. Äidin peruskoulutasoisen koulutuksen omaavat oppilaat arvioivat tämän muuttujan osalta osaamisensa korkeammaksi (2,37) kuin muiden korkeamman äidin koulutuksen omaavien oppilaiden vastaukset, jotka vaihtelivat välillä 2,03 – 2,10. Ulkomaalaistaustaisuuden tarkastelun perusteella sekä digitaalisen teknologian perusF(3, 6888) = 7,94 ja edistyneemmän osaamisen F(3, 6888) = 13,77 itsearvioinnit tuottivat ryhmien välille eroja. Post hoc Tukey osoitti perustaitojen osalta, että 1.- (ka = 3,52) ja 2.-sukupolvi (ka = 3,63) arvioi taitonsa korkeammalle kuin valtaväestö (ka = 3,22). Myös 2,5 sukupolven arviot (ka =3,26) erosi tilastollisesti merkitsevästi (p < .01) 1. sukupolven arvioista. Edistyneempien taitojen osalta erot olivat vastaavat eli 1.- ja 2.sukupolven ulkomaalaistaustaisten vastaukset (ka = 2,57 ja 2,61) erosivat tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) valtaväestön ja 2,5 sukupolven vastauksista, joiden molempien keskiarvo oli 2,11. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 65 6.3 Itsearvioitu digitaaliseen teknologiaan kohdistuva innostus ja ahdistus Digitaalisen teknologian käyttöönottoon ja käyttöön saattaa sisältyä toisille oppilaille lisäarvoa, jonka voidaan olettaa ilmenevän myönteisyytenä teknologiaa ja digitaalisia laitteita kohtaan. Tätä aihealuetta kartoitettiin kolmella kysymyksellä: ”Opiskelu digilaitteilla on minusta innostavaa”, ”Kiinnostukseni herää, kun opetuksessa käytetään digilaitteita” ja ”Digilaiteiden käyttö opetuksessa kyllästyttää minua” (viimeinen on käänteisesti koodattava kysymys). Kyseiset muuttujat kartoittivat samaa ilmiötä, sillä alpha-kertoimeksi muodostui hyväksyttävä α = .67. Yleisesti ottaen tämän muuttujan arvot olivat maltilliset 4,22 (kh = 1,41). Lähes viidesosa vastaajista kuuluu oppilasjoukkoon, jonka arviot ovat alle arvon kolme. Suurta innostusta digitaalisen teknologian käyttö ei näyttänyt kyseisten kysymysten mukaan tuottavan, vaan lisäarvo tullee käyttötarkoituksen mielekkyydestä. Sukupuolen mukainen tarkastelu osoitti, että pojat ilmaisivat voimakkaimmin digitaalisiin laitteisiin liittyvää innostusta (ka = 4,65) ja he erosivat tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) tyttöjen (ka = 3,81) ilmoittamasta innostuksesta, joka oli matalimmalla tasolla tässä vertailussa. Myös muun sukupuolisten ilmoittama innostus (ka = 3,95) oli tilastollisesti merkitsevästi alhaisempaa kuin pojilla. Digitaalisiin laitteisiin liittyvä innostus laski lineaarisesti luokka-asteen mukaisesti ja jokainen luokkaaste erosi tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) toisistaan (7.lk = 4,40; 8.lk = 4,22; 9. lk = 3,96). Digitaaliseen teknologiaan kohdistuvassa innostuksessa ei ilmennyt tilastollisesti merkitseviä eroja AVI-alueiden, opetuskielen, äidin koulutustaustan eikä myöskään ulkomaalaistaustaisuuden osalta. Digitaalisten laitteiden käyttöönottoon ja käyttöön voi liittyä myös negatiivisia tunteita, jotka todennäköisesti haittaavat erilaisilla laitteilla tapahtuvaa oppimista. Tätä aihealuetta kartoitettiin kolmella kysymyksellä: ”Digilaitteiden käyttö opetuksessa ahdistaa minua”, ”Digilaitteiden käyttö opetuksessa on minusta stressaavaa” ja ”Minua hermostuttaa, jos opetuksessa käytetään paljon digilaitteita”. Kyseiset muuttujat kartoittivat hyvin samaa ilmiötä, sillä kolmen väittämän yhdistäminen summamuuttujaksi muodostui alpha-kertoimeksi α = .89. Yleisesti ottaen tämän muuttujan arvot olivat, kuten toivoa saattaa, alhaisia keskiarvon ollessa 2,66 (kh = 1,51). Jonkunlaista kitkaa laitteiden käyttö näytti kuitenkin osalle oppilaista tuottavan, sillä siihen joukkoon, jonka keskiarvo oli noin 4 kuuluu 10% ja sitä korkeampien lukujen eli selkeästi ahdistusta kokevien joukkoon kuului noin 15% oppilaista. Sukupuolen mukainen tarkastelu osoitti, että muunsukupuoliset oppilaat kokivat voimakkaimmin digilaitteisiin liittyvää ahdistusta (ka = 2,96) ja he erosivat tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) poikien (ka = 2,56) ilmoittamasta ahdistuksesta, joka oli matalimmalla tasolla tässä vertailussa. Myös tyttöjen ilmoittama ahdistus (ka = 2,75) oli tilastollisesti merkitsevästi korkeampaa kuin pojilla. Siinä missä aikaisempiin osaamis-, tietoturvaja kommunikointiväittämiin suhtautuminen näytti heikkenevän erityisesti yhdeksännellä luokalla, näytti digiahdistus lisääntyvän tasaisesti vuosiluokalta toiselle siirryttäessä (7.lk = 2,56; 8.lk = 2,66; 9. lk = 2,80) tilastollisen merkitsevän eron (p < .001) muodostuessa 7.- ja 9. -luokan välille. Mielenkiintoisesti alueellinen tarkastelu osoitti, että Etelä-Suomen vastaukset (ka = 2,74) ja 2 (ka = 2,80) erosivat tilastollisesti merkitsevästi Länsija Sisä-Suomen (ka = 2,57) sekä Pohjois-Suomen (ka = 2,51) vastauksista. Opetuskielen mukainen tarkastelu (suomi vs. ruotsi) osoitti, että ruotsin kielellä (ka = 2,97) opiskelevat kokivat tilastollisesti merkitsevästi enemmän (p < .001) digilaitteisiin liittyvää ahdistusta kuin suomen kielellä opiskelevat (ka = 2,62). DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 66 Äidin koulutustaustaluokittelun mukainen ryhmävertailu osoitti tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) korkeamman digitaalisiin laitteisiin liittyvän ahdistuksen olevan erityisesti tyypillistä peruskoulutasoisten äitien lapsille verrattuna kaikkiin muihin korkeammin koulutettuihin huoltajaryhmiin. Muita äidin koulutustaustaan liittyviä eroja ei ilmennyt. Varianssianalyysi F(3, 6888) = 13,77 osoitti, että ryhmien välille on eroja. Tukeyn post hoc -testi osoitti perustaitojen osalta, että 1.- (ka = 3,52) ja 2.-sukupolvi (ka = 3,63) arvioi taitonsa korkeammalle kuin valtaväestö (ka = 3,22). Myös 2,5 sukupolven arviot (ka =3,26) erosi tilastollisesti merkitsevästi (p < .01) 1. sukupolven arvioista. Edistyneempien taitojen osalta erot olivat vastaavat eli 1.- ja 2.sukupolven ulkomaalaistaustaisten vastaukset (ka = 2,57 ja 2,61) erosivat tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) valtaväestön ja 2,5 sukupolven vastauksista, joiden molempien keskiarvo oli 2,11. Ulkomaalaistaustaisuuden tarkastelun perusteella digilaitteiden käyttöön liittyvä ahdistus erosi tilastollisesti merkitsevästi F(3, 6342), p < .001 vastaajaryhmän mukaan. Valtaväestön vastaukset ilmaisivat vähiten digitaalisiin laitteisiin liittyvää ahdistusta (ka = 2,63) ja se erosi tilastollisesti merkitsevästi (p < .001) niin 1. sukupolven (ka = 3,15) kuin 2. sukupolven (ka = 3,06) vastauksista. Myös 2,5 sukupolven vastaukset (ka = 2,74) olivat alhaisempia kuin 1.sukupolven vastaukset. 6.4 Muuttujien välisistä yhteyksistä Seuraavaksi tarkasteltiin edellä tarkastelujen summamuuttujien (4 kpl) välisiä yhteyksiä toisiinsa ja itseraportoituun koulumenestykseen. Luokka-asteen ja sukupuolen mukainen tarkastelu osoitti, että kyseisten muuttujien väliset yhteydet ovat hyvin samansuuntaisia sukupuolesta riippumatta. Tästä syystä kyseisiä yhteyksiä ei esitetä erikseen. Taulukko 12. Itsearvioitujen digitaalista oppimista kartoittavien muuttujien ja koulumenestyksen väliset yhteydet Ka Kh 1234 1. Digilaiteosaaminen (perus) 3.24 1.31 2.Digilaiteosaaminen (edistynyt) 2.13 1.38 .73** 3. Digilaitekiinnostus 4.21 1.41 .11** .08** 4. Digilaiteahdistus 2.66 1.52 .15** .28** -.42** 5. Koulumenestys 8.12 1.03 .09** -.14** .03* .10** **= p < .001; *= p < .05 Taulukko osoittaa, että vahvimmat yhteydet ilmenevät niiden muuttujien välillä, joiden voidaan olettaa olevan toisiinsa yhteydessä, eli digilaiteosaamisten välinen yhteys on vahva r=.73, ja samoin digilaitteisiin liittyvän innostuksen ja ahdistuksen välinen negatiivinen yhteys r=-.42. Mielenkiintoista on se, että digilaitteiden käyttöön liittyvät uskomukset eivät näytä juurikaan olevan yhteydessä koulumenestykseen. 6.5 Monitasoinen tarkastelu Seuraavaksi tarkasteltiin edellä tarkastelujen summamuuttujien avi-alueen, koulun, opetusryhmän ja jäljelle jäävän oppilastason selitysosuuksia. Kuten taulukosta havaitaan aluetasolla ei ole käytännössä lainkaan selitysosuutta kyseisten muuttujien osalta. Koulutason selitysosuus nousee vain kahden muuttujan osalta yli viiden prosentin. Molemmat suuremmat selitysosuudet koskevat itsearvioitua digilaiteosaamisen perusosaamista, mikä tarkoittaa, että joissakin kouluissa tai koulujen DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 67 oppilaanottoalueella näyttää olevan muita kouluja korostuneemmin digitaitojen osaamista tukeva ympäristö. Muuten tulokset kertovat hyvin maltillisista koulujen ja ryhmien välisistä eroista. Taulukko 13. Itsearvioitujen digitaalisen osaamisien ja uskomusten monitasoinen tarkastelu selitysosuuksineen (%) Luokka Alue Koulu Ryhmä Oppilas 1. Digilaiteosaaminen (perus) 71,0 10,0 2,0 87,0 83,0 2,0 95,0 96,0 2,0 92,0 2.Digilaiteosaaminen (edistynyt) 7 3,2 2,7 94,1 86,0 94,0 92,0 2,0 94,0 3. Digilaitekiinnostus 7 3,0 2,0 95,0 81,0 1,0 98,0 91,0 1,0 98,0 4. Digilaiteahdistus 7 1,0 2,0 4,0 93,0 82,0 4,0 96,0 92,0 98,0 6.6 Lopuksi Opettajien vastaukset osoittavat, että joissakin kouluissa käytetään varsin vähän aikaa digitaalisten valmiuksien harjoitteluun. Luokanopettajissa sekä aineenopettajissa kaikissa oppiaineissa oli opettajia, jotka jopa päivittäin käyttivät aikaa oppilaidensa digitaalisten perustaitojen harjoituttamiseen, kun samaan aikaan jokaisessa opettajaryhmässä oli opettajia, jotka eivät koskaan harjoitelleet esimerkiksi internetin käyttöä oppilaidensa kanssa. Tietoturvaan ja riskeihin liittyvää opetusta oli vielä harvemmin. Kun samaan aikaan oppilaiden vastaukset osoittavat heidän kokevan itsensä kyvykkäiksi laitteiden ja ohjelmistojen käytössä voidaan päätellä, että taidot kertyvät koulun ulkopuolella. Tiedetään, että kaikilla huoltajilla ei ole mahdollisuutta tukea digitaalisten perusvalmiuksien oppimista, joten nuoret ovat eriarvoisessa asemassa koulun jättäytyessä roolistaan. Tutkimustieto osoittaa, että taito liikkua digitaalisissa ympäristöissä teknisesti sujuvasti voi lisätä riskejä kohdata ahdistavaa materiaalia tai joutua tietoturvaloukkauksen uhriksi (Livingstone ym. 2021), joten jos riskeihin ei kiinnitetä koulussa huomiota jäävät nuoret kenties kokonaan oman onnensa nojaan. Tyypillisesti käsitykset omasta osaamisesta ja taidoista heikkenevät iän myötä ja ilmiö toistui myös tämän kyselyn kaikkien osioiden vastauksissa. Lisäksi kyselyn vastaukset osoittavat 9.-luokkalaisten hieman voimakkaampaa ahdistusta liittyen digitaalisiin laitteisiin. Jatkossa tulisikin selvittää, johtuuko ahdistus peruskouluaan päättäviin kohdistuvista odotuksista alkaa itsenäisemmin suoriutua digitaalisessa maailmassa. Tulos, jonka mukaan noin 15 % yläkoululaisista ahdistuu digitaalisista laitteista herättää huolta, kuinka nämä nuoret selviytyvät tulevaisuuden opinnoistaan ja työelämästä, jotka enenevässä määrin edellyttävät laitteiden ja sovellusten hallintaa. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 68 6.7 Lähteet Erikson, E., Heath, C., Ljungstrand, P., & Parners, P. (2017). Makerspace in school–consider-ations from a large-scale national testbed. International Journal of Child-Computer Interaction, 16, 9–15. Feenberg, A. (2019). Postdigital or predigital? Postdigital Science and Education. 1, 8–9 Haddon, L., Cino, D., Doyle, M-A., Livingstone, S., Mascheroni, G., & Stoilova, M. (2020). Children's and young people's digital skills: a systematic evidence review. KU Leuven, Leuven: ySKILLS. Kaarakainen, M.-L. (2019). ICT Intentions and Digital Abilities of Future Labor Market Entrants in Finland. Nordic journal of working life studies, 9, 2, 105–127. https://tidsskrift.dk/njwls/index Korhonen, T., Tiippana, N., Laakso, N., Meriläinen, M., & Hakkarainen, K. (2020). Growing mind: Sociodigital participation in and out of the school context. Students’ experiences 2019. University of Helsinki. https://doi.org/10.31885/9789515150189. Livingstone, S., Mascheroni, G., & Stoilova, M. (2021). The outcomes of gaining digital skills for young people’s lives and wellbeing: A systematic evidence review. New media & Society 1–27. Doi: 10.1177/14614448211043189. Pettersson, F. (2021). Understanding digitalization and educational change in school by means of activity theory and the levels of learning concept. Education and Information Technologies, 26, 187–204. Oinas, S. (2020). Technology-enhanced feedback: teachers’ practices, pupils’ perceptions and their relations to learning and academic well-being. Unigrafia, Helsinki. Rumbaut, R. (2007). Ages, Life stages, and Generational Cohorts. Decomposing the Immigrant First and Second Generation in the United States. Teoksessa A. Portes & J. DeWind (toim.), Rethinking Migration. New Theoretical and Empirical Perspectives (s. 342–349). Berghahn Books. Tanhua-Piiroinen, E., Viteli, J., Syvänen, A., Vuorio, J., Hintikka, K.A., & Sairanen, H. (2016). Perusopetuksen oppimisympäristöjen digitalisaation nykytilanne ja opettajien valmiudet hyödyntää digitaalisia oppimisympäristöjä. Valtioneuvoston selvitysja tutkimustoiminnan julkaisusarja 18/2016. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 69 Interaktiivinen ongelmanratkaisu ja itsearvioitu digitaalinen osaaminen Mari-Pauliina Vainikainen Tässä luvussa tarkastellaan oppilaiden toimintaa ja osaamista interaktiivisissa ongelmanratkaisutehtävissä suhteessa heidän itsearvioimaansa digitaaliseen osaamiseen. Ongelmanratkaisulla ja kriittisellä ajattelulla on keskeinen rooli kansainvälisissä laaja-alaisen osaamisen malleissa, ja Suomessa se on melko vahvasti kirjoitettu myös opetussuunnitelmien perusteiden oppiainekohtaisiin tavoitteisiin. Suomalaisen teoreettisen määritelmän mukaan ongelmanratkaisu on keskeinen osa oppimaan oppimista (Hautamäki ym., 2002), ja se näkyy perusopetuksen opetussuunnitelman perusteissa oppiaineiden tavoitteiden ohella nimenomaan ajattelua ja oppimaan oppimista koskevassa osuudessa. Ajattelun ja oppimaan oppimisen ohella ongelmanratkaisulla on keskeinen rooli myös ainakin monilukutaidon ja työelämätaitojen harjoittelussa. Ongelmanratkaisu on määritelty keskeiseksi laaja-alaisen osaamisen ulottuvuudeksi hyvin monissa kansainvälisissä tulevaisuuden taitojen malleissa (Voogt & Roblin, 2012), ja ongelmanratkaisun ja kriittisen ajattelun taitojen vahvistaminen osana jokapäiväistä koulutyötä nähdään tärkeänä väylänä tämän tavoitteen saavuttamiseksi (Lai & Viering, 2012; Voogt & Roblin, 2012). Ongelmanratkaisu voidaan määritellä sarjaksi kognitiivisia prosesseja, joiden tarkoituksena on tavoitteen saavuttaminen tilanteessa, jossa ratkaisua ei ole välittömästi havaittavissa (Mayer & Wittrock, 2006). Ongelmanratkaisija pyrkii tällöin ylittämään esteitä ja toteuttamaan erilaisten strategioiden tai mentaalisten operaatioiden avulla suunnitelmia, jotka kaventavat lähtötilanteen ja tavoitteen välistä kuilua. Mentaalisilla operaatioilla viitataan tässä korkeamman tason ajattelutaitoihin, päättelyn eri muotoihin ja luovaan, vaihtoehtoisten strategioiden kokeilemisen mahdollistavaan ajatteluun (American Psychological Association, 2021). Koulutuksen kontekstissa ongelmanratkaisua on tutkittu sekä oppiainerajat ylittävänä yleisenä taitona (Greiff ym., 2013; 2014) että tiukemmin jollekin tieteenalalle sidottuina erikoistuneempina taitoina (ks. Molnár, Greiff & Csapó, 2013). DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 70 Yleisten ja erikoistuneempien ongelmanratkaisutaitojen erittelyn lisäksi ratkaistavat ongelmat voidaan jakaa hyvin määriteltyihin ja epämääräisesti rajattuihin ongelmiin (Dunbar, 1998). Koulukontekstissa ongelmat ovat usein hyvin määriteltyjä ja rajattuja: oppijan on ratkaistava yhtälö tai suunniteltava kokeellinen asetelma, jonka avulla tutkia jollekin kasville ihanteellisia kasvuolosuhteita – mikä oli toisen DigiVOO-hankkeessa käytetyn interaktiivisen ongelmanratkaisutehtävän konteksti. Epämääräisesti rajattu ongelma voisi taas olla maailmanlaajuisen pandemian hallitseminen: tavoite on selkeästi kaikkien ymmärrettävissä, mutta kenelläkään ei ole suoraa vastausta siihen, mitkä askeleet ottamalla se saavutetaan tai edes mikä tavoite lopulta edes on. Epämääräisten ongelmien ratkaisemisessa korostuukin luovan ajattelun merkitys: ongelman ratkaisijan on kyettävä tarkastelemaan ongelmaa eri näkökulmista ja luovuttava totutuista ratkaisukaavoista löytääkseen uusia, tehokkaampia tapoja toimia. Tämä edellyttää oppijalta avoimuutta uusille ajatuksille ja epävarmuuden sietämistä. Tarkasteltaessa ongelmanratkaisua koulutuksen kontekstissa laaja-alaisena, oppiainerajat ylittävänä taitona perusajatuksena on, että yleisiä ajattelun taitoja tarvitaan nimenomaan silloin, kun oppija kohtaa itselleen tuntemattomia sisältöjä ongelmaympäristössä, jossa lopputulokseen vaikuttavat useat samanaikaiset, toisistaan riippuvat tekijät (Greiff ym., 2013). Ongelmanratkaisua käytetään monissa laaja-alaisen osaamisen malleissa kriittisen ajattelun rinnalla sille lähes synonyymina. Eri teoriataustasta tulevia määritelmiä vertailtaessa (Lai & Viering, 2012) havaitaan, että usein kriittisen ajattelun määritelmä on laajempi, jolloin ongelmanratkaisutaidot nähdään sen osa-alueena. Kuitenkin monissa teorioissa, esimerkiksi suomalaisessa oppimaan oppimisen viitekehyksessä (Hautamäki ym., 2002) sekä ongelmanratkaisu että kriittinen ajattelu toisilleen tavallaan rinnasteisia ja oppimaan oppimisen mallissa ne molemmat ovat tärkeitä oppimaan oppimisen osa-alueita. Kriittinen ajattelu voidaan määritellä uskomuksia ja toimintaa ohjaavaksi älylliseksi prosessiksi, jossa aktiivisesti ja asiantuntevasti käsitteellistetään, sovelletaan, analysoidaan, koostetaan ja/tai arvioidaan tietoa, joka on hankittu tai tuotettu havaintojen, kokemusten, reflektion, päättelyn tai vuorovaikutuksen kautta (Scriven & Paul, 1987). Näin määriteltynä ongelmanratkaisutaito olisi keskeinen osa kriittistä ajattelua, mutta kognitiivisten prosessien ohella kriittisessä ajattelussa aktivoituvat vahvemmin oppijan uskomusjärjestelmät ja niiden tarkastelu suhteessa hankittuun tietoon. Joka tapauksessa sekä ongelmanratkaisu että kriittinen ajattelu edellyttävät oppijalta itsesäätöistä oppimista ja oman oppimisprosessin aktiivista hallintaa, jota harjoitellaan koulukontekstissa aivan alusta lähtien. DigiVOO-hankkeen alkumittauksessa käytettiin kahta interaktiivista ongelmanratkaisuympäristöä. Oppilaat testasivat hypoteeseja dynaamisissa tehtäväympäristöissä, joissa oli mahdollista nähdä välittömästi omien valintojen vaikutus lopputulokseen. Ensimmäisessä tehtäväympäristössä oppilaat tutkivat aiemmin tuntemattomalle kasville otollisia kasvuolosuhteita säätelemällä valon ja veden määrää sekä maaperän ravinteikkuutta. Toisessa tehtäväympäristössä tavoitteena oli siivota huone mahdollisimman puhtaaksi siihen rakennettavan robotin avulla säätelemällä robotin ominaisuuksia ja välineitä. Molemmat tehtävät perustuivat alun perin Piaget’n esittämään formaaliin ajatteluun, ja tehtävissä mitattiin sen kannalta keskeistä muuttujien vaikutusten tunnistamista (Shayer, 1979). Oppilaiden osaamisen arvioinnin näkökulmasta on toki tärkeää, että oppilas löysi kokeilemisen kautta oikeat vastaukset, mutta yhtä lailla merkityksellistä on se, millä tavoin oppilaat tehtäviä lähestyivät ja päätyivät vastauksiinsa. Tehtävissä tehokkain ongelmanratkaisustrategia oli testata systemaattisesti eri tekijöiden vaikutusta tekemällä yhden muutoksen kerrallaan ja katsomalla, mihin lopputulokseen se johtaa. Samaa strategiaa on viimeisen vuosikymmenen aikana tutkittu interaktiivisen ongelmanratkaisun kontekstissa ”vary-one-thing-at-a-time (VOTAT)” -käsitteen kautta, ja tutkimus on tällöin usein keskittynyt oppilaiden ongelmanratkaisustrategioiden analysoimiseen digitaalisen arvioinnin lokitietoja hyödyntämällä (Greiff ym., 2016). Yksittäisen muuttujan vaikutuksen eristämiseen perustuvan strategian käyttöä tarkasteltiin myös nyt käytetyissä arviointitehtävissä tehtävien lokitiedoista ja strategian käyttö toimi tehtävien varsinaisten ratkaisuiden ohella tehtävien pisteityskriteereinä. Oikeisiin vastauksiin saattoi kuitenkin päästä myös DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 77 7.5 Lähteet Dunbar, K. (1998). Problem solving. Teoksessa W. Bechtel, & G. Graham (toim.) A companion to Cognitive Science, 289–298. Blackwell. Goldhammer, F., Naumann, J., Stelter, A., Tóth, K., Rölke, H. & Klieme, E. (2014). The time on task effect in reading and problem solving is moderated by item difficulty and ability: Insights from computer-based largescale assessment. Journal of Educational Psychology, 106 (3), 608–626.https://doi.org/10.1037/a0034716 Greiff, S., Holt, D., & Funke, J. (2013). Perspectives on problem solving in educational assessment: Analytical, interactive, and collaborative problem solving. The Journal of Problem Solving, 5 (2), 71–91. Greiff, S., Wüstenberg, S., Csapó, B., Demetriou, A., Hautamäki, J., Graesser, A. C., & Martin, R. (2014). Domain-general problem solving skills and education in the 21st century. Educational Research Review, 13, 74–83. Greiff, S., Wüstenberg, S., Molnár, G., Fischer, A., Funke, J., & Csapó, B. (2013). Complex Problem Solving in Educational Contexts—Something Beyond g: Concept, Assessment, Measurement Invariance, and Construct Validity. Journal of Educational Psychology, 105 (2), 364–379. Greiff, S., Niepel, C., Scherer, R., & Martin, R. (2016). Understanding students' performance in a computerbased assessment of complex problem solving. An analysis of behavioral data from computer-generated log files. Computers in Human Behavior, 61, 36-46. Halpern, D. F. (2000). Sex Differences in Cognitive Abilities. Third Edition. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates. Hautamäki, J., Arinen, P., Eronen, S., Hautamäki, A., Kupiainen, S., Lindblom, B., Niemivirta, M., Pakaslahti, L., Rantanen, P., Scheinin, P. (2002).Assessing Learning-to-learn: A Framework. National Board of Education, Evaluation 4/2002. Kupiainen, S., Vainikainen, M.P., Marjanen, J., & Hautamäki, J. (2014). The role of time on task in a low stakes assessment of cross-curricular skills. Journal of Educational Psychology, 106(3),627– 638. https://doi.org/10.1037/a0035507 Lai, E.R., & Viering, M. (2012). Assessing 21st century skills: Integrating research findings. National Council on Measurement in Education. Pearson. Mayer, R.E., & Wittrock, M.C. (2006). Problem solving. Teoksessa P.A. Alexander & P.H. Winne Handbook of educational psychology, 287–303. Routledge. Molnár, Gy, Greiff, S., & Csapó, B. (2013). Inductive reasoning, domain specific and complex problem solving: Relations and development. Thinking Skills and Creativity, 9, 35–45. Shayer, M. (1979). Has Piaget's construct of formal operational thinking any utility? British Journal of Educational Psychology, 49, 265–276. Scriven, M., & Paul, R. (1987). Defining Critical Thinking. The Foundation of Critical Thinking. Luettu 28.2.2021 osoitteessa https://www.criticalthinking.org/pages/defining-critical-thinking/766 Vainikainen, M.-P. (2014). Finnish primary school pupilsʼ performance in learning to learn assessments: a longitudinal perspective on educational equity. Department of Teacher education. Research report 360. Unigrafia. Voogt, J., & Roblin, N. P. (2012). A comparative analysis of international frameworks for 21st century competences: Implications for national curriculum policies. Journal of Curriculum Studies, 44 (3), 299–321. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 78 Oppilaiden motivaatio ja suhtautuminen digitaalisvälitteiseen oppimiseen Satu Koivuhovi & Kukka-Maaria Polso Oppimaan oppimisen arvioinneissa mitataan aina paitsi oppilaiden kognitiivisia taitoja eri osa-alueilla myös oppimiseen liittyviä motivationaalisia uskomuksia ja asenteita. Motivationaaliset uskomukset ja oppimisasenteet selittävät sitä, miten oppilas oppimistilanteissa toimii ja mihin toiminta suuntautuu. Oppimaan oppimisen suomalaisessa viitekehyksessä (ks. esim. Hautamäki ym. 2002) motivationaalisia uskomuksia ja asenteita on usein tarkasteltu jakamalla uskomukset ns. oppimista tukeviin ja oppimiselle haitallisiin uskomuksiin. Kaiken kaikkiaan oppimaan oppimisen uskomusmittarit pitävät sisällään useita eri teorioita ja näin ollen lähestymistapa onkin kattava ja sen avulla voidaan monipuolisesti tarkastella oppilaan motivaatiota koulussa. Tässä tutkimuksessa keskiössä on digitalisaation vaikutusten tutkiminen ja näin ollen perinteisten oppimaan oppimisen motivaatiomittareiden lisäksi kyselyihin lisättiin digitaaliseen oppimiseen liittyviä osioita. Testipaketit sisälsivät kuitenkin myös perinteiset oppimaan oppimisen mittarit, jotta digitaalisuuden vaikutuksia motivaatioon voidaan tutkia. Tässä luvussa esittelemme joitakin arvioinnissa käytetyistä mittareista. Koska arvioinnin pääpaino on digitalisaation vaikutuksissa, esitellään tässä motivaatiomittaristoa peilaten sitä digitaalisuutta mitanneisiin osioihin. Luvun ensimmäisessä osassa Satu Koivuhovi on tarkastellut oppilaiden motivaatiota oppilaiden digitaalisen osaamisen ja asenteiden kautta ja luvun toisessa osassa Kukka-Maaria Polso tarkastelee oppilaiden oppiainekohtaista motivaatiota ja suhtautumista digitaalisen teknologian käyttöön opetuksessa. Lähestymistapa koko luvussa on pääasiassa henkilösuuntautunut (person-centered) eli muuttujien välisten suhteiden tarkastelun sijaan on pyritty tunnistamaan digitaalisuuden (luvun ensimmäinen osa) tai motivaation (luvun toinen osa) suhteen erilaisia oppilasryhmiä ja analysoitu, miten ryhmät eroavat toisistaan. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 79 8.1 Digitaaliset profiilit ja oppilaiden motivaatio Tässä luvun ensimmäisessä osassa tarkastellaan oppilaiden suhtautumista digitaalisvälitteiseen oppimiseen ja sen yhteyttä motivaatioon. Valitun henkilösuuntautuneen lähestymistavan mukaisesti ensimmäisenä tutkimustavoitteena oli tarkastella, voidaanko aineistosta tunnistaa digivälitteiseen oppimiseen eri tavoin suhtautuvia oppilaita ja mikäli näitä löydetään, jatkotarkastelujen tavoitteena oli tutkia, miten nämä eri oppilaat eroavat toisistaan tiettyjen taustatekijöiden ja oppimismotivaation suhteen. Tämän ensimmäisen osan kirjoittamista ohjasi kolme tutkimuskysymystä:  Minkälaisia digiprofiileita voidaan tunnistaa tutkitussa oppilasjoukossa?  Onko digiprofiileissa eroa sukupuolittain tai luokkatason mukaan katsottuna?  Onko oppilaiden motivationaalisissa uskomuksissa eroja digiprofiileittain? 8.1.1 Yläkoululaisten digiprofiilit Digitaalisten profiilien tunnistamiseksi käytettiin Mplus-ohjelman latenttia profiilianalyysia (LPA). Profilointi tehtiin neljän digitaalista osaamista ja asenteita mitanneen summamuuttujan pohjalta (ks. lisää luku 6). Ensimmäisenä ulottuvuutena profiloinnissa oli oppilaiden digitaitoja mitannut digitaalisen kompetenssin summamuuttuja (α = ,90), joka koostui kuudesta osiosta. Toisena summamuuttujana profiloinnissa käytettiin ns.digitaalisuuden innostavuuden mittaria (α = ,93), jossa oppilaiden asennetta digitaaliseen koulutyöhön arvioitiin kolmen väittämän avulla. Kolmantena summamuuttujana analyysissa hyödynnettiin ns. digitaalisuuteen panostamista arvioinutta summamuuttujaa (α = ,91), joka koostui neljästä osiosta. Viimeisenä ulottuvuutena profilointiin sisällytettiin digitaalisuuden hyötyä koulutyössä mitannutta kolmesta osiosta koostuvaa summamuuttujaa (α = ,93). Profiilianalyysin avulla aineistosta tunnistettiin lopulta neljä erilaista profiilia (Kuvio 24). Neljän profiilin ratkaisuun päädyttiin vertaamalla eri määrän profiileja sisältävien analyysimallien sopivuutta aineistoon. Mallien sopivuutta arvioitiin erilaisten sopivuuslukujen (AIC, BIC, SABIC), VLMR-testin ja Entropia-arvon avulla sekä tarkastelemalla eri ratkaisujen profiilien tulkinnallisuutta ja ymmärrettävyyttä. Tunnistetuista profiileista suurimman ryhmän muodosti kuviossa näkyvä ”Osaan ja kiinnostaa”- ryhmä, johon profiloinnissa luokiteltiin noin 67 % oppilaista (n = 4633). Kuten voidaan havaita (Kuvio 24), ryhmää kuvasi korkea digitaalinen kompetenssi ja lisäksi vahva innostus ja panostus digitaaliseen työskentelyyn ja oppimiseen sekä vahva ajatus siitä, että digitaalisuus tuo koulutyöhön lisähyötyjä. Seuraavaksi suurimman ryhmän muodosti ”Nojaa…”-ryhmäksi nimetty maltillisten oppilaiden ryhmä, joihin lukeutui noin 18 % (n = 1278) arvioinnissa mukana olleista oppilaista. Nimensä mukaisesti ryhmää kuvastaa neutraali suhtautuminen digitaalisuuteen kaikilla mitatuilla osa-alueilla. Kolmanneksi suurimman ryhmän muodosti ”Osaan, ei kiinnosta”-ryhmä, johon lukeutui noin 14 % oppilaista (n = 955). Ryhmää kuvasi vahva digitaalinen kompetenssi, mutta muutoin asenne digiä kohtaan oli keskimääräistä kielteisempi. Pienimpään ”En osaa, ei kiinnosta”-ryhmään lukeutui vain noin 1 % (n = 70) arviointiin osallistuneista oppilaista ja nimensä mukaisesti ryhmää luonnehtii muita heikompi digitaalinen kompetenssi ja kielteinen näkemys digitaalisuudesta. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 80 Kuvio 24 Tunnistetut neljä digiprofiilia 8.1.2 Digiprofiilien tarkastelu sukupuolen ja luokka-asteen mukaan Kun digiprofiileja katsottiin sukupuolen ja luokka-asteen mukaan, nähtiin, että sukupuoli oli vahvasti yhteydessä digiprofiilin tyyppiin. Korkean digiosaamisen ja innostuneisuuden ”Osaan ja kiinnostaa”- ryhmässä oli selvästi odotettua vähemmän tyttöjä ja pojat olivat siis yliedustettuina tässä suurimmassa ryhmässä. Vastaavasti pienessä ”En osaa, ei kiinnosta”-ryhmässä oli odotettua enemmän poikia ja tytöt olivat aliedustettuina. Sen sijaan korkeaa digiosaamista mutta heikkoa kiinnostusta viestivä ryhmä ”Osaan, ei kiinnosta” oli merkittävän tyttöpainotteinen ja pojat olivat selvästi aliedustettuina. Neutraalissa ”Nojaa”- ryhmässä sukupuoliero ei ollut tilastollisesti merkitsevä. Myös luokka-asteen mukaisissa tarkasteluissa oli jonkin verran luokka-astekohtaisia eroja. Kahden ensimmäisen ryhmän osalta luokka-astekohtaisia eroja ei ollut, mutta kolmannessa (”En osaa, ei kiinnosta”) ja neljännessä (”Osaan, ei kiinnosta”) ryhmässä oli odotettua vähemmän seitsemäsluokkalaisia ja vastaavasti yhdeksäsluokkalaiset olivat yliedustettuina ryhmässä. Tämä voi osaltaan selittyä asenteisiin yleisesti liittyvällä negatiivisella kehityksellä. Useissa tutkimuksissa (ks. esim. Muenks ym., 2018) on havaittu, että iän myötä oppilaiden myönteiset asenteet ja motivationaaliset uskomukset heikkenevät kouluvuosien myötä ja tämänkaltainen yleinen kehitys voisi selittää havaittuja luokka-astekohtaisia eroja digiprofiileissa. 8.1.3 Onko erilaisen digiprofiilin omaavien oppilaiden motivaatio erilaista? Lopuksi tarkasteltiin vielä eri digiprofiileihin sijoittuvien oppilaiden motivaatiota toiminnan kontrolliteorian (action-control theory, ks. esim. Skinner ym. 1988) kautta. Keskiarvovertailut toteutettiin Mplus-ohjelmiston BCH-menetelmällä, joka hyödyntää keskiarvojen vertailuissa Waldin testiä. Toiminnan kontrolliteoria on motivaatioteoria, jossa painotetaan ihmisen psykologista tarvetta pyrkiä kontrolloimaan omaa toimintaansa. Hallinnan ja kontrollin tunteen on katsottu muodostavan pohjan kaikelle motivoituneelle toiminnalle, sillä se tuo toimijalle tunteen siitä, että hän itse toimijana on merkityksellinen ja kykenee vaikuttamaan siihen, mitä tekee ja miten. Keskeistä teoriassa on toimijan (agent) käsitykset itsestään ja omista mahdollisuuksistaan vaikuttaa toimintaansa. Tämän lisäksi teoriassa huomioidaan myös toiminnan tavoitteet (ends) ja tavoitteiden saavuttamiseen liittyvät keinot (means), ja tavoitteellista toimintaa on käsitteellistetty näiden kolmen ulottuvuuden kautta. Keskeistä on toimijalla olevat käsitykset eli uskomukset, jotka koskevat kaikkia toiminnan ulottuvuuksia. Toiminnan kontrolliteorian ensimmäinen komponentti, agenttiuskäsitykset (agency beliefs), viittaavat oppilaiden arvioon itsestään oppijoina eli arvioihin omasta yrittämisestä ja 1 2 3 4 5 6 7 digitaalinen kompetenssi digitaalisuuden innostavuus digitaalisuuteen panostaminen digitaalisuuden hyöty Digiprofiilit "Nojaa…" "Osaan ja kiinnostaa" "En osaa, ei kiinnosta" "Osaan, ei kiinnosta" DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 81 kyvykkyydestä. Teorian toinen komponentti eli kontrolliodotukset (control-expectancy-beliefs) tarkoittaa oppilaan yleistä käsitystä omista vaikutusmahdollisuuksistaan oppimiseen liittyvien tavoitteiden saavuttamisessa. Kolmas komponentti, kausaaliuskomukset (means-ends-beliefs), viittaa oppilaiden yleistyneisiin ajatuksiin yrittämisen, kyvykkyyden, onnen ja opettajien merkityksestä omien tavoitteiden saavuttamisessa. Kuvio 25. Itseä oppijana koskevat käsitykset eri digiprofiileittain Eri digiprofiileihin ryhmitellyt oppilaat erosivat toisistaan omissa käsityksissään itsestään oppijana (yrittämisen agenttiuskäsitys χ2 = 281,856, p < ,000; kyvykkyyden agenttiuskäsitys χ2 = 585,887, p < ,000) (Kuvio 25). Kaiken kaikkiaan erot oppilaiden agenttiuskäsityksissä heijastelivat melko hyvin oppilaiden digiprofiileita. Oppilaat, jotka digiprofiloinnissa ryhmiteltiin digikompetenssiltaan vahvasti osaaviin kahteen ryhmään (”Osaan ja kiinnostaa” sekä ”Osaan, ei kiinnosta”) arvioivat omaa yrittämistä ja kyvykkyyttä selvästi muita myönteisemmin. Nämä ryhmät eivät kummankaan agenttiuskäsityksen osalta eronneet toisistaan, mutta erosivat tilastollisesti merkitsevästi muista kahdesta ryhmästä vahvemmilla uskomuksilla omasta yrittämisestä ja kyvykkyydestä. Vastaavasti pienimään digiprofiiliin ”En osaa, ei kiinnosta” luokitellut oppilaat arvioivat omaa yrittämistään ja kyvykkyyttään muita kielteisemmin ja ero muihin ryhmiin oli tilastollisesti merkitsevä. Neutraaliin ”Nojaa” profiiliin lukeutuvat oppilaat sijoittuivat yrittämistä ja kyvykkyyttä koskevissa arvioissaan edellä mainittujen ryhmien välimaastoon ja ero muihin ryhmiin oli tilastollisesti merkitsevä. Vastaavanlaiset erot ryhmien välillä havaittiin myös oppilaiden kontrolliodotuksissa eli uskossa omiin mahdollisuuksiinsa menestyä koulussa (Kuvio 26). Ryhmien väliset erot olivat kokonaisuudessa tilastollisesti merkitseviä (χ2 = 510,987, p < ,000) ja parittaisissa vertailuissa ainoastaan osaavien kaksi ryhmää eivät eronneet toisistaan uskossa omiin menestymisen mahdollisuuksiin, mutta kaikki muut parittaiset erot olivat tilastollisesti merkitseviä. Kuvio 26. Usko omiin mahdollisuuksiin menestyä eri digiprofiileittain 1 2 3 4 5 6 7 Yrittäminen Kyvykkyys Agenttiuskäsitykset (Agency beliefs) "Nojaa" "Osaan ja kiinnostaa" "En osaa, ei kiinnosta" "Osaan, ei kiinnosta" 1 2 3 4 5 6 7 Menestyminen Kontrolliodotukset (Control expectancy beliefs) "Nojaa" "Osaan ja kiinnostaa" "En osaa, ei kiinnosta" "Osaan, ei kiinnosta" DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 82 Oppilaiden kausaaliuskomukset kertovat tekijöistä, joiden oppilas uskoo vaikuttavan koulumenestyksen taustalla. Näin ollen sillä, uskooko oppilas esimerkiksi vahvasti sattuman merkitykseen onnistumisten selittäjinä vai korostaako hän yrittämisen merkitystä saavutusten taustavaikutteena, on merkitystä sille, miten oppilas oppimistai suoriutumistilanteissa toimii. Kausaalisuskomusten tarkastelu oppilaiden digiprofiilien kautta osoitti, että kausaaliuskomuksista usko yrittämiseen koulumenestyksen selittäjänä heijasteli samankaltaisia eroja digiprofiileittain kuin agenttiusja kontrolliodotuksissa, mutta muutoin digiprofiilien väliset erot olivat hieman monipuolisempia kuin agenttiusja kontrolliodotuksissa (Kuvio 27). Uskossa yrittämiseen erot ryhmien välillä olivat tilastollisesti merkitseviä (χ2 = 316,015, p < ,000) ja parivertailujen perusteella kaikki ryhmät erosivat toisistaan siinä, miten paljon yrittämisen merkitykseen uskottiin. Vahvimmin yrittämistä korosti ”Osaan ja kiinnostaa”-digiprofiiliin lukeutuvat oppilaat ja lähes yhtä vahvasti yrittämisen merkitystä painottivat ”Osaan, ei kiinnosta”-ryhmän oppilaat. Myös ”Nojaa”-ryhmään lukeutuvilla oppilailla usko yrittämiseen keinona menestykseen oli melko vahvaa, kun taas ”En osaa, ei kiinnosta”-ryhmässä yrittämiseen uskottiin vähemmän. Muiden kausaaliuskomusten osalta digiprofiilien väliset erot olivat hieman vaihtelevampia. Uskossa opettajiin (χ2 = 43,814, p < ,000) ja kykyihin (χ2 = 75,117 p < ,000) koulumenestyksen selittäjänä ryhmien väliset erot muotoutuivat siten, että ”Osaan ja kiinnostaa” ja ”Nojaa”-ryhmä uskoivat muita vahvemmin opettajan ja omien kykyjen merkitykseen koulumenestyksen selittäjänä. Ko. ryhmät olivat näiden uskomusten osalta hyvin samankaltaisia eivätkä eronneet toisistaan, mutta erosivat kuitenkin selvästi kahdesta muusta ryhmästä (”Osaan, ei kiinnosta” ja ”En osaa, ei kiinnosta”), jotka puolestaan muistuttivat kyseisten uskomusten osalta toisiaan eivätkä eronneet toisistaan parittaisissa tarkasteluissa. Uskossa sattuman merkitykseen koulumenestyksen selittäjänä ryhmien väliset erot olivat jälleen merkitseviä (χ2 = 274,692, p < ,000). Vahvimmin sattumaan uskoivat ”Nojaa”-ryhmä ja ”En osaa, ei kiinnosta”-ryhmä, jotka eivät eronneet toisistaan tämän uskomuksen osalta. Vähiten sattuman merkitystä korostivat korkean osaamisen ja kiinnostuksen ryhmät, jotka erosivat paitsi toisistaan myös kahdesta edellä mainitusta ryhmästä uskomalla sattumaan koulumenestyksen selittäjänä muita vähemmän. Vähiten sattuman merkitystä korosti ryhmä ”Osaan, ei kiinnosta”. Kuvio 27. Kausaaliuskomukset eri digiprofiileittain 1 2 3 4 5 6 7 Opettajat Sattuma Yrittäminen Kyvyt Kausaaliuskomukset (Means-ends beliefs) "Nojaa" "Osaan ja kiinnostaa" "En osaa, ei kiinnosta" "Osaan, ei kiinnosta" DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 83 8.2 Oppiainekohtainen motivaatio ja suhtautuminen digitaalisen teknologian käyttöön Seuraavaksi oppilaiden motivaation ja digitaalisen teknologian käyttöön suhtautumisen yhteyttä tarkasteltiin oppiainekohtaisesti odotusarvoteoriaan pohjautuen. Odotusarvoteorian mukaan oppiainekohtaiset odotukset, arvostukset ja kustannukset vaikuttavat suoriutumiseen ja valintoihin (Eccles ym., 1983). DigiVOO-hankkeessa keskityttiin näiden motivaatiotekijöiden osalta tarkastelemaan matematiikkaan ja äidinkieleen (/S2-oppiaineeseen) liittyviä uskomuksia. Odotusarvoteoriaan liittyvissä tutkimuksissa odotuksilla viitataan uskomuksiin, joita yksilöllä on omasta pärjäämisestään tai osaamistasostaan (Gaspard ym., 2020). Tässä tutkimuksessa odotuksia tutkittiin minäkäsitysten kautta. Odotusten on todettu olevan yhteydessä erityisesti suoriutumiseen, esimerkiksi koemenestykseen ja arvosanoihin (Marsh ym., 2019). Arvostukset ja kustannukset puolestaan edustavat ulottuvuuksia, joiden kautta voidaan hahmottaa oppiaineen arvoa yksilölle (Linnenbrink-Garcia & Wormington, 2019). Arvostukset kuvaavat oppiaineeseen ja sen opiskeluun liittyviä myönteisiä puolia, kustannukset puolestaan kielteisiä. Tässä tutkimuksessa keskityttiin arvostuksista kiinnostusarvoon (oppiaineesta pitäminen ja sen kiinnostavuus) ja hyötyarvoon koulun kannalta (oppiaineen hyödyllisyys jatkoa ajatellen). Kustannusten osalta tarkasteltiin mahdollisuuskustannuksia (ajankäyttöön liittyvät uhraukset, joita oppiaineessa menestyminen edellyttää). Odotuksia puolestaan tarkasteltiin matematiikan, lukemisen ja kirjoittamisen minäkäsitysten kautta (kokemus omista kyvyistä ja osaamisesta). Näiden lisäksi oppilaiden suhtautumista digitaalisen teknologian opetuskäyttöön tutkittiin kiinnostusarvon, kielteisten tunteiden eli emotionaalisten kustannusten sekä minäkäsityksen kautta. Arvostusten ja kustannusten on todettu olevan yhteydessä opiskeluun liittyviin suunnitelmiin ja valintoihin niin lyhyemmällä kuin pidemmälläkin aikavälillä, esimerkiksi uratavoitteisiin ja opiskelualan valintaan (esim., Gaspard ym., 2020; Wigfield & Cambria, 2010). Seuraavissa alaluvuissa esitellään eroja äidinkielen ja matematiikan motivaatiossa sekä digitaalisen teknologian opetuskäyttöön suhtautumisessa taustatekijöiden suhteen. 8.2.1 Äidinkielen motivaation tarkastelu taustatekijöiden suhteen Äidinkielen kiinnostusarvo: Tyttöjen ja poikien väliset erot ovat tilastollisesti erittäin merkitseviä (p < ,001) kahdeksannella ja yhdeksännellä luokalla ja tilastollisesti merkitseviä (p < ,01) seitsemännellä luokalla. Tyttöjen ja muiden välinen ero on tilastollisesti erittäin merkitsevä seitsemännellä luokalla ja melkein merkitsevä (p < ,05) kahdeksannella luokalla. Poikien ero muihin on tilastollisesti melkein merkitsevä (p < ,05) seitsemännellä luokalla (Kuvio 28). Valtaosa äidinkielen kiinnostusarvossa olleesta vaihtelusta selittyi yksilöiden välisellä vaihtelulla, mutta myös luokalla oli jonkin verran merkitystä siinä, miten kiinnostaviksi oppilaat arvioivat äidinkielen oppiaineen (Taulukko 18). DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 84 Kuvio 28. Äidinkielen kiinnostusarvo sukupuolen mukaan luokka-asteittain Taulukko 18.Äidinkielen kiinnostusarvon selitysosuudet Selitysosuus Alue Koulu Luokka Yksilö 7. luokka 0 % 0 % 3 % 97 % 8. luokka 0 % 2 % 6 % 92 % 9. luokka 0 % 3 % 4 % 93 % Äidinkielen hyötyarvo: Tyttöjen ja poikien väliset erot ovat tilastollisesti erittäin merkitseviä (p < .001) kaikilla luokka-asteilla. Myös tyttöjen ja muiden välillä on tilastollisesti erittäin merkitsevä ero seitsemännellä luokalla ja melkein merkitsevä ero (p < .05) kahdeksannella luokalla (Kuvio 29). Valtaosa äidinkielen hyötyarvossa olleesta vaihtelusta selittyi yksilöiden välisellä vaihtelulla, mutta myös luokalla oli jonkin verran merkitystä siinä, miten kiinnostaviksi oppilaat arvioivat äidinkielen oppiaineen (Taulukko 19). Kuvio 29. Äidinkielen hyötyarvo sukupuolen mukaan luokka-asteittain Taulukko 19.Äidinkielen hyötyarvon selitysosuudet Selitys osuus Alue Koulu Luokka Yksilö 7. luokka 0 % 0 % 4 % 96 % 8. luokka 0 % 1 % 3 % 96 % 9. luokka 0 % 3 % 2 % 95 % 1 2 3 4 5 6 7 7. lk 8. lk 9. lk Äidinkielen kiinnostusarvo Tytöt Pojat Muut 1 2 3 4 5 6 7 7. lk 8. lk 9. lk Äidinkielen hyötyarvo Tytöt Pojat Muut DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 85 Äidinkielen mahdollisuuskustannukset: Tyttöjen ja poikien väliset erot ovat tilastollisesti erittäin merkitseviä (p < .001) kaikilla luokka-asteilla. Tyttöjen ja muiden välillä on tilastollisesti merkitsevä ero (p < .01) kahdeksannella luokalla, kun taas poikien ja muiden välillä ei ole tilastollisesti merkitsevää eroa millään luokka-asteella (Kuvio 30). Valtaosa vaihtelusta oli edelleen yksilötasolla, mutta myös luokalla oli hieman merkitystä ( Taulukko 20). Kuvio 30. Äidinkielen mahdollisuuskustannukset sukupuolen mukaan luokka-asteittain Taulukko 20. Äidinkielen mahdollisuuskustannusten selitysosuudet Selitysosuus Alue Koulu Luokka Yksilö 7. luokka 0 % 0 % 5 % 95 % 8. luokka 1 % 0 % 4 % 95 % 9. luokka 4 % 0 % 3 % 93 % Lukemisen minäkäsitys: Ainoastaan tyttöjen ja poikien ero kahdeksannella luokalla on tilastollisesti melkein merkitsevä (p < .05), muilta osin erot eivät ole tilastollisesti merkitseviä (Kuvio 31). Myös minäkäsityksessä muu kuin yksilötason vaihtelu oli hyvin pientä (Taulukko 21). Kuvio 31. Lukemisen minäkäsitys sukupuolen mukaan luokka-asteittain Taulukko 21. Lukemisen minäkäsityksen selitysosuudet Selitys osuus Alue Koulu Luokka Yksilö 7. luokka 0 % 1 % 2 % 97 % 8. luokka 1 % 0 % 3 % 97 % 9. luokka 2 % 0 % 3 % 96 % 1 2 3 4 5 6 7 7. lk 8. lk 9. lk Äidinkielen mahdollisuuskustannukset Tytöt Pojat Muut 1 2 3 4 5 6 7 7. lk 8. lk 9. lk Lukemisen minäkäsitys Tytöt Pojat Muut DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 86 Kirjoittamisen minäkäsitys: Tyttöjen ja poikien väliset erot ovat tilastollisesti erittäin merkitseviä kahdeksannella ja yhdeksännellä luokalla (Kuvio 32). Suurin osa vaihtelusta oli yksilötasolla (Taulukko 22). Kuvio 32. Kirjoittamisen minäkäsitys sukupuolen mukaan luokka-asteittain Taulukko 22. Kirjoittamisen minäkäsityksen selitysosuudet Selitysosuus Alue Koulu Luokka Yksilö 7. luokka 1 % 0 % 0 % 99 % 8. luokka 2 % 0 % 1 % 97 % 9. luokka 0 % 1 % 2 % 97 % 8.2.2 Matematiikan motivaation tarkastelu taustatekijöiden suhteen Matematiikan kiinnostusarvo: Tyttöjen ja poikien sekä poikien ja muiden väliset erot ovat tilastollisesti erittäin merkitseviä (p < .001) kaikilla luokka-asteilla paitsi yhdeksännellä, jolloin poikien ja muiden välinen ero on tilastollisesti merkitsevä (p < .01) muttei erittäin merkitsevä (Kuvio 33). Valtaosa vaihtelusta oli yksilötasolla, mutta kahdeksannen ja yhdeksännen luokkien osalta myös luokalla oli pientä selitysosuutta (Taulukko 23). Kuvio 33. Matematiikan kiinnostusarvo sukupuolen ja luokka-asteen mukaan Taulukko 23. Matematiikan kiinnostusarvon selitysosuudet Selitysosuus Alue Koulu Luokka Yksilö 7. luokka 1 % 0 % 0 % 99 % 8. luokka 0 % 0 % 5 % 95 % 9. luokka 2 % 0 % 4 % 95 % 1 2 3 4 5 6 7 7. lk 8. lk 9. lk Kirjoittamisen minäkäsitys Tytöt Pojat Muut 1 2 3 4 5 6 7 7. lk 8. lk 9. lk Matematiikan kiinnostusarvo Tytöt Pojat Muut DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 93 Yhteenveto ja suositukset Opetusja kulttuuriministeriön toimeksiannosta toteutettava DigiVOO-tutkimushanke tarkastelee digitaalisuuden vaikutusta oppimiseen, oppimistuloksiin, oppimismotivaatioon ja oppimistilanteisiin. Hankkeen toteuttaa Tampereen ja Helsingin yliopistojen muodostama tutkimuskonsortio. Hankkeessa digitaalisuuden vaikutuksia tarkastellaan toisaalta oppiainepohjaisen opetuksen ja toisaalta Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteissa määritellyn laaja-alaisen osaamisen tavoitteiden kontekstissa. Hanke koostuu neljästä osatutkimuksesta: 1. systemaattinen kirjallisuuskatsaus, 2. aikaisempien tutkimusaineistojen analysointi, 3. valtakunnallinen seurantatutkimus lukuvuonna 2021–2022 ja 4. keväällä 2022 toteutettavat intensiivitutkimukset. Tässä väliraportissa on esitetty ensimmäiset tulokset kolmen ensimmäisen osatutkimuksen osalta. Digitalisaation vaikutusten arvioimiseksi tutkimuksessa hyödynnetään pääsääntöisesti Helsingin yliopiston Koulutuksen arviointikeskuksen keräämiä aineistoja vuodesta 2010 alkaen sekä kerätään uusi valtakunnallisesti edustava, seitsemännet, kahdeksannet ja yhdeksännet luokat kattava seurantatutkimusaineisto lukuvuonna 2021–2022. Aineistot yhdistämällä voidaan verrata, miten oppiminen, oppimistulokset, oppimismotivaatio ja oppimistilanteet ovat kehittyneet eri ajankohtina digitalisaation asteeltaan erilaisissa kouluissa ja ympäristöissä. Tässä yhteenvetoluvussa esitellään kootusti keskeisimmät havainnot ja tulkinnat, jotka on tehty edellisissä luvuissa yksityiskohtaisesti esiteltyjen tulosten pohjalta. Havainnot on ryhmitelty hankkeen kolmen päätutkimuskysymyksen mukaan tarkastellen erikseen digitalisaation vaikutusta oppimiseen, oppimistilanteisiin ja oppimistuloksiin (ks. luku 1). DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 94 9.1 Digitalisaation vaikutus oppimiseen Digitalisaation vaikutusta oppimiseen tarkastellaan tässä väliraportissa oppilaiden itsearvioitujen digitaalisten valmiuksien sekä interaktiivisten tehtäväympäristöjen ja tehtävätyyppien vaikutuksen näkökulmasta. Lisäksi kirjallisuuskatsauksen pohjalta pohditaan, millaiseen oppimiseen kansainvälisessä tutkimuskirjallisuudessa raportoidut digitaaliset oppimistilanteet ohjaavat. Havainto 1: Syksyllä 2021 kerätyn valtakunnallisessa tutkimusaineistossa ei juurikaan havaittu koulujen ja alueiden välisiä eroja oppilaiden itsearvioiduissa digitaalisissa valmiuksissa. Tulokset kertovat myös, että yläkoululaiset oppivat digitaaliset perusvalmiudet lähinnä vapaa-ajalla ja koulussa taitoja harjoitellaan vain satunnaisesti. Noin 14 prosenttia oppilaista koki digitaaliset taitonsa heikoiksi ja tunsi ahdistusta digitaalisten laitteiden käyttöön liittyen. Kouluissa tulisi kiinnittää entistä enemmän huomiota digitaalisten perusvalmiuksien harjoitteluun, jotta kaikki oppilaat voisivat oppia ja opiskella tasa-arvoisesti yhä digitalisoituvammassa yhteiskunnassa. Havainto 2: Hankkeen valtakunnallisessa tutkimuksessa havaittiin, että interaktiiviset, palautetta antavat pelilliset ongelmanratkaisutehtävät mahdollistavat oppilaille epäsystemaattisen kokeilemisen eli yrityksen ja erehdyksen kautta vastausten löytämisen. Vaikka interaktiivisten tehtäväympäristöjen ja simulaatioiden käyttö avaa monenlaisia uusia mahdollisuuksia tutkivaan oppimiseen ja ilmiöiden tarkasteluun, niiden kääntöpuolena saattaa olla se, että niiden avulla oppilas voi myös välttää mentaalisia ponnisteluja ja korkeamman tason ajattelutaitojen käyttöä. Toisaalta pelilliset tehtävät saattavat lisätä sellaisten oppilaiden kiinnostusta tehtäviin, jotka eivät välttämättä muuten niistä innostuisi. Sitä kautta pelilliset oppimisympäristöt voivat siis toimia oppimista tukevana ja sitouttavana tekijänä. Digitalisaation mahdollistamia pelillisiä tehtäviä on hyvä hyödyntää opetuksessa eri oppilasryhmien motivoinnissa, mutta oppimateriaalien ja tehtävien suunnittelussa on otettava huomioon erilaiset - myös pinnalliseen oppimiseen ohjaavat ja ajattelutyötä vähentävät - strategiat, joilla oppilaat voivat tehtäviä lähestyä. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 95 9.2 Digitalisaation vaikutus oppimistilanteisiin Digitalisaation vaikutuksia oppimistilanteisiin tutkittiin DigiVOO-hankkeen ensimmäisen vuoden aikana aiemmin kerättyjen tutkimusaineistojen, hankkeen oman valtakunnallisen tutkimuksen ja kirjallisuuskatsauksen kautta. Havainto 1: Vuonna 2001 ja 2012 kerättyjen oppimaan oppimisen arviointiaineistojen tarkastelu digitalisaation näkökulmasta osoittaa, että tiedon saatavuuden muutos on muuttanut oppimistilanteita. Digitalisaatio mahdollistaa tiedon saatavuuden kaikille niin kotona kuin koulussa ja siten vähentää koulutuksen epätasa-arvoisuutta. Vuoden 2001 arviointitutkimuksissa oppilaille esimerkiksi esitettiin kysymyksiä tietosanakirjojen käytöstä ja sanomalehdistä tiedon lähteenä, ja tuolloin saattoi riippua kotitaustasta, millaisia tiedonlähteitä oppilaalla oli käytettävissään. Tiedon saatavuuden osalta tasa-arvo on lisääntynyt, mutta vastaavasti kriittisen lukutaidon merkitys kasvanut. Havainto 2: DigiVOO-hankkeen valtakunnallisessa tutkimuksessa käytettiin interaktiivisten ongelmanratkaisutehtävien ohella myös oppilaan matemaattisen ajattelutaidon ja päättelykyvyn tasoon sopeutuvia adaptiivisia tehtäviä. Tulokset osoittavat, että osa oppilaista voi suoriutua selvästi yli ikätason odotusten saadessaan itselleen sopivia haasteita. Kun tehtäväympäristö pystyy tarjoamaan oppilaille kohdennetusti sopivantasoisia ja -tyyppisiä harjoitteita, opetuksen eriyttäminen voi helpottua. Lisäksi vertailtaessa valtakunnallisen tutkimuksen aineistoa aiempiin samoilla interaktiivisilla tehtävillä tehtyihin havaintoihin huomattiin, että yritys-erehdysstrategian käyttö systemaattisen hypoteesien tutkimisen sijaan on lisääntynyt digitalisaation myötä. Opettajalla on tärkeä rooli systemaattisen ajatteluja oppimisprosessin tukemisessa myös silloin, kun oppimistilanteessa hyödynnetään digitaalisten tehtäväympäristöjen automaattisesti tarjoamia eriyttämismahdollisuuksia. Havainto 3: Kansainvälisen kirjallisuuskatsauksen perusteella voidaan todeta, että digitaalisin välinein toteutetut oppimistilanteet jakautuvat kahteen pääasialliseen luokkaan: yhtäältä keskitytään digitaalisiin opetussovelluksiin (esim. oppimispelit, opetusohjelmistot, mobiilisovellukset) sekä niiden käyttöön. Toisaalta digitaalisilla oppimistilanteilla viitataan tutkimuskirjallisuudessa myös opetukseen, joka on ainoastaan siirretty digitaaliseen muotoon (esim. videoluennot, opetusmateriaali internetissä). Tulos vahvistaa aiempia havaintoja siitä, että koulutuksen digitalisaatio tarkoittaa usein ainoastaan laitteiden ja sovellusten käyttöönottoa ilman muutosta pedagogiikassa. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 96 9.3 Digitalisaation vaikutus oppimistuloksiin Digitalisaation vaikutusta oppimistuloksiin tarkasteltiin väliraportissa sekä aikaisemmista tutkimusaineistoista että hankkeen valtakunnallisesta tutkimusaineistosta. Havainto 1: Oppimaan oppimisen tulosten tarkastelu vuodesta 2001 alkaen osoittaa, että ainakin digitaalisen arvioinnin alkuaikoina (2001 ja 2012) oppilaat, jotka ovat vapaa-ajallaan opetelleet digitaalisten laitteiden käyttöä, suoriutuivat digitaalisista osaamisarvioinneista paremmin kuin oppilaat, jotka eivät ilmoittaneet digitaalista harrastuneisuutta. Perusopetuksen tulisi varmistaa jokaisen oppilaan digitaaliset valmiudet, jottei suoriutuminen arvioinneissa perustu oppilaan vapaa-ajalla opittuihin taitoihin. Havainto 2: DigiVOO-hankkeen valtakunnallisessa tutkimuksessa havaittiin, että digitaaliset ongelmanratkaisuja ohjelmointitehtävät tuovat esiin poikien osaamisen (Kuvio 40). Tämä voi johtua tehtävien sisältämästä toiminnallisuudesta (interaktiivisuus, palaute, valinnat, adaptiivisuus). Kuvio 40. Sukupuolierot interaktiivisissa ja perinteisissä arviointitehtävissä. Kuviossa on esitetty tehtävien ratkaisuprosentit. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ohjelmointi Ongelmanratkaisu Sanallinen päättely Äidinkieli Matematiikka Interaktiiviset tehtävät Perinteiset arviointitehtävät Tytöt Pojat DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 97 Havainto 3: Hankkeen valtakunnallisella tutkimusaineistolla tehty oppilaiden motivaatioprofiilien tarkastelu osoittaa, että eri tavoin digitaalisen teknologian opetuskäyttöön suhtautuvat oppilaat erosivat toisistaan myös koulunkäyntiin liittyvien motivationaalisten uskomusten suhteen. Vastaavasti oppilaiden erilaiset tavat suhtautua keskeisiin oppiaineisiin heijastuivat digitaalista teknologiaa hyödyntävän oppimisen motivaation eroihin. Oppilaiden suhtautuminen digitaalisen teknologian opetuskäyttöön noudatteli pitkälti samoja linjoja kuin suhtautuminen matematiikkaan ja äidinkieleen. Havainto 4: Valtaosassa hankkeen kirjallisuuskatsauksessa löydetyistä tutkimuksista raportoitiin tilastollisesti merkitseviä eroja digitaalisen ja kussakin tutkimuksessa hieman eri tavoin määritellyn “tavanomaisen” opetuksen välillä. Näistä lähes kaikissa digitaalisin välinein toteutettu opetus johti parempiin pisteisiin valituissa mittareissa, esimerkiksi parempiin oppimistuloksiin tai motivaatioon. Perusopetusikäisillä oppilailla kansainvälisesti tutkitut sovellukset käsittelevät kuitenkin enimmäkseen tiedon toistoon tähtäävää oppimista syvällisen ymmärtämisen sijaan. Vain harvassa tutkimuksessa on tutkittu opitun soveltamista korkeammalla tiedon syvyyden tasoilla, joissa vaaditaan strategista tai laajennettua ajattelua. Digitaalista opetusta järjestäessä on tärkeää varmistaa, että oppilaat pääsevät harjoittelemaan asioita myös näillä korkeammilla tiedon syvyyden tasoilla, jottei oppiminen jää pinnalliseksi. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 98 9.4 Hankkeen toteuttajat Opetusja kulttuuriministeriön tilaaman kaksivuotisen hankkeen toteuttaa Tampereen korkeakoulusäätiön ja Helsingin yliopiston muodostama konsortio, jota johtavat professorit MariPauliina Vainikainen (TAU), Risto Hotulainen (HY) ja apulaisprofessori Petri Ihantola (HY). Professorien johtamat tutkimusryhmät ovat vastaavat tutkimushankkeen toteuttamisesta. Mari-Pauliina Vainikaisen johtaman Koulutuksen, arvioinnin ja oppimisen tutkimusryhmän (REAL) tavoitteena on edistää tieteellistä tietoa koulutuksen arvioinnin eri alueilla. Tutkimusryhmä toteuttaa laajoja arviointija kehittämishankkeita liittyen mm. laaja-alaiseen osaamiseen, oppimisen ja koulunkäynnin tuen järjestelyihin ja koronatilanteen vaikutuksiin perusopetuksessa. Risto Hotulaisen johtama Helsingin yliopiston Koulutuksen arviointikeskus (HEA) tutkii suomalaista koulutusta ja oppimaan oppimisen taitoja. Tutkimus kohdistuu opetukseen, oppimiseen, arviointiin ja koulutusjärjestelmiin sekä näiden kehittämiseen. Petri Ihantolan johtamassa Helsingin yliopiston MOOC-keskuksessa kehitetään vuorovaikutteista opetusteknologiaa ja tutkitaan esimerkiksi miten oppimisympäristöistä kerätyn datan avulla voidaan ymmärtää oppimista ja kehittää opetusta. DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 99 Liite 1: Kansainväliseen kirjallisuuskatsaukseen mukaan valikoituneet julkaisut Olabiyi, Oladiran S.; Awofala, Adeneye O. A. (2019), Effect of Co-Operative Learning Strategy on Senior Secondary School Students' Achievement in Woodwork Technology, Acta Didactica Napocensia Mohammadian, Amir; Saed, Amin; Shahi, Younes (2018), The Effect of Using Video Technology on Improving Reading Comprehension of Iranian Intermediate EFL Learners, Advances in Language and Literary Studies Roschelle, Jeremy; Feng, Mingyu; Murphy, Robert F.; Mason, Craig A. (2016), Online Mathematics Homework Increases Student Achievement, AERA Open Chang, Ben; Lu, Fang-Chen (2018), Social Media Facilitated English Prewriting Activity Design and Evaluation, Asia-Pacific Education Researcher Park, Youngmin; Oh, Rosa (2018), The Effects of Syntactic Enhancement on EFL Reading Fluency for Secondary School Students, Asia-Pacific Education Researcher Nkemakolam, Okwuduba Emmanuel; Chinelo, Offiah Francisca; Jane, Madichie Chinyere (2018), Effect of Computer Simulations on Secondary School Students' Academic Achievement in Chemistry in Anambra State, Asian Journal of Education and Training Hwang, Gwo-Jen; Kuo, Fan-Ray (2011), An Information-Summarising Instruction Strategy for Improving the Web-Based Problem Solving Abilities of Students, Australasian Journal of Educational Technology Hsiao, Hsien-Sheng; Chang, Cheng-Sian; Lin, Chien-Yu; Chang, Chih-Chun; Chen, Jyun-Chen (2014), The Influence of Collaborative Learning Games within Different Devices on Student's Learning Performance and Behaviours, Australasian Journal of Educational Technology Guldberg, Karen; Parsons, Sarah; Porayska-Pomsta, Kaska; Keay-Bright, Wendy (2017), Challenging the Knowledge-Transfer Orthodoxy: Knowledge Co-construction in TechnologyEnhanced Learning for Children with Autism, British Educational Research Journal Hwang, Gwo-Jen; Shi, Yen-Ru; Chu, Hui-Chun (2011), A Concept Map Approach to Developing Collaborative Mindtools for Context-Aware Ubiquitous Learning, British Journal of Educational Technology Bai, Haiyan; Pan, Wei; Hirumi, Astusi; Kebritchi, Mansureh (2012), Assessing the Effectiveness of a 3-D Instructional Game on Improving Mathematics Achievement and Motivation of Middle School Students, British Journal of Educational Technology Hwang, Gwo-Jen; Sung, Han-Yu; Hung, Chun-Ming; Yang, Li-Hsueh; Huang, Iwen (2013), A Knowledge Engineering Approach to Developing Educational Computer Games for Improving Students' Differentiating Knowledge, British Journal of Educational Technology Cheng, Meng-Tzu; Su, TzuFen; Huang, Wei-Yu; Chen, Jhih-Hao (2014), An Educational Game for Learning Human Immunology: What Do Students Learn and How Do They Perceive?, British Journal of Educational Technology Lai, Ah-Fur; Chen, Chih-Hung; Lee, Gon-Yi (2019), An Augmented Reality-Based Learning Approach to Enhancing Students' Science Reading Performances from the Perspective of the Cognitive Load Theory, British Journal of Educational Technology Cui, Jingjing; Yu, Shengquan (2019), Fostering Deeper Learning in a Flipped Classroom: Effects of Knowledge Graphs versus Concept Maps, British Journal of Educational Technology DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 100 McMullen, Jake; Hannula-Sormunen, Minna M.; Kainulainen, Mikko; Kiili, Kristian; Lehtinen, Erno (2019), Moving Mathematics out of the Classroom: Using Mobile Technology to Enhance Spontaneous Focusing on Quantitative Relations, British Journal of Educational Technology Kirvan, Rebecca; Rakes, Christopher R.; Zamora, Regie (2015), Flipping an Algebra Classroom: Analyzing, Modeling, and Solving Systems of Linear Equations, Computers in the Schools Sáez-López, José-Manuel; Sevillano-García, M. Luisa; Pascual-Sevillano, M. Ángeles (2019), Application of the Ubiquitous Game with Augmented Reality in Primary Education, Comunicar: Media Education Research Journal Gambari, Isiaka Amosa; Ezenwa, Victoria Ifeoma; Anyanwu, Romanus Chogozie (2014), Comparative Effects of Two Modes of Computer-Assisted Instructional Package on Solid Geometry Achievement, Contemporary Educational Technology Gambari, Isiaka A.; Gbodi, Bimpe E.; Olakanmi, Eyitao U.; Abalaka, Eneojo N. (2016), Promoting Intrinsic and Extrinsic Motivation among Chemistry Students Using Computer-Assisted Instruction, Contemporary Educational Technology Jong, Morris S. Y. (2015), Does Online Game-Based Learning Work in Formal Education at School? A Case Study of VISOLE, Curriculum Journal Hamzat, Abdulrasaq; Bello, Ganiyu; Abimbola, Isaac Olakanmi (2017), Effects of Computer Animation Instructional Package on Students' Achievement in Practical Biology, Cypriot Journal of Educational Sciences Eden, Sigal; Shamir, Adina; Fershtman, Maayan (2011), The Effect of Using Laptops on the Spelling Skills of Students with Learning Disabilities, Educational Media International Bati, Kaan; Kaptan, Fitnat (2015), The Effect of Modeling Based Science Education on Critical Thinking, Educational Policy Analysis and Strategic Research Fastame, Maria Chiara; Callai, Daniela (2015), Empowering Visuo-Spatial Ability in Primary School: Results from a Follow-Up Study, Educational Psychology in Practice Chen, Hsiang-Ping; Lien, Chi-Jui; Annetta, Len; Lu, Yu-Ling (2010), The Influence of an Educational Computer Game on Children's Cultural Identities, Educational Technology & Society Yu, Pao-Ta; Lai, Yen-Shou; Tsai, Hung-Hsu; Chang, Yuan-Hou (2010), Using a Multimodal Learning System to Support Music Instruction, Educational Technology & Society Samsudin, Khairulanuar; Rafi, Ahmad; Hanif, Abd Samad (2011), Training in Mental Rotation and Spatial Visualization and Its Impact on Orthographic Drawing Performance, Educational Technology & Society Hung, Chun-Ming; Hwang, Gwo-Jen; Huang, Iwen (2012), A Project-Based Digital Storytelling Approach for Improving Students' Learning Motivation, Problem-Solving Competence and Learning Achievement, Educational Technology & Society Chiang, Tosti H. C.; Yang, Stephen J. H.; Hwang, Gwo-Jen (2014), An Augmented Reality-Based Mobile Learning System to Improve Students' Learning Achievements and Motivations in Natural Science Inquiry Activities, Educational Technology & Society Beserra, Vagner; Nussbaum, Miguel; Zeni, Ricardo; Rodriguez, Werner; Wurman, Gabriel (2014), Practising Arithmetic Using Educational Video Games with an Interpersonal Computer, Educational Technology & Society Chen, Cheng-Ping; Shih, Ju-Ling; Ma, Yi-Chun (2014), Using Instructional Pervasive Game for School Children's Cultural Learning, Educational Technology & Society DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 101 Song, Yanjie; Kapur, Manu (2017), How to Flip the Classroom--"Productive Failure or Traditional Flipped Classroom" Pedagogical Design?, Educational Technology & Society Kostaris, Christoforos; Sergis, Stylianos; Sampson, Demetrios G.; Giannakos, Michail N.; Pelliccione, Lina (2017), Investigating the Potential of the Flipped Classroom Model in K-12 ICT Teaching and Learning: An Action Research Study, Educational Technology & Society Pan, Wen Fu (2017), The Effects of Using the Kinect Motion-Sensing Interactive System to Enhance English Learning for Elementary Students, Educational Technology & Society Homer, Ryan; Hew, Khe Foon; Tan, Cheng Yong (2018), Comparing Digital Badges-and-Points with Classroom Token Systems: Effects on Elementary School ESL Students' Classroom Behavior and English Learning, Educational Technology & Society Hwang, Gwo-Jen; Tu, Nien-Ting; Wang, Xiao-Ming (2018), Creating Interactive E-Books through Learning by Design: The Impacts of Guided Peer-Feedback on Students' Learning Achievements and Project Outcomes in Science Courses, Educational Technology & Society Michailidis, Nikolaos; Kapravelos, Efstathios; Tsiatsos, Thrasyvoulos (2018), Interaction Analysis for Supporting Students' Self-Regulation during Blog-Based CSCL Activities, Educational Technology & Society Huang, Tien-Chi; Chen, Mu-Yen; Hsu, Wen-Pao (2019), Do Learning Styles Matter? Motivating Learners in an Augmented Geopark, Educational Technology & Society Purba, Siska Wati Dewi; Hwang, Wu-Yuin; Pao, Shih-Chun; Ma, Zhao-Heng (2019), Investigation of Inquiry Behaviors and Learning Achievement in Authentic Contexts with the Ubiquitous-Physics App, Educational Technology & Society Daradoumis, Thanasis; Arguedas, Marta (2020), Cultivating Students' Reflective Learning in Metacognitive Activities through an Affective Pedagogical Agent, Educational Technology & Society Hwang, Gwo-Jen; Sung, Han-Yu; Hung, Chun-Ming; Huang, Iwen; Tsai, Chin-Chung (2012), Development of a Personalized Educational Computer Game Based on Students' Learning Styles, Educational Technology Research and Development Chu, Hui-Chun; Chang, Shao-Chen (2014), Developing an Educational Computer Game for Migratory Bird Identification Based on a Two-Tier Test Approach, Educational Technology Research and Development Hwang, Gwo-Jen; Hung, Chun-Ming; Chen, Nian-Shing (2014), Improving Learning Achievements, Motivations and Problem-Solving Skills through a Peer Assessment-Based Game Development Approach, Educational Technology Research and Development Huang, Yu-Ning; Hong, Zuway-R. (2016), The Effects of a Flipped English Classroom Intervention on Students' Information and Communication Technology and English Reading Comprehension, Educational Technology Research and Development Huang, Yueh-Min; Shadiev, Rustam; Sun, Ai; Hwang, Wu-Yuin; Liu, Tzu-Yu (2017), A Study of the Cognitive Diffusion Model: Facilitating Students' High Level Cognitive Processes with Authentic Support, Educational Technology Research and Development Ale, Komathi; Loh, Yvonne Ai-Chi; Chib, Arul (2017), Contextualized-OLPC Education Project in Rural India: Measuring Learning Impact and Mediation of Computer Self-Efficacy, Educational Technology Research and Development Lai, Chiu-Lin; Hwang, Gwo-Jen; Tu, Yi-Hsuan (2018), The Effects of Computer-Supported SelfRegulation in Science Inquiry on Learning Outcomes, Learning Processes, and Self-Efficacy, Educational Technology Research and Development DigiVOO-tutkimushankkeen väliraportti | 102 Fabian, Khristin; Topping, Keith J.; Barron, Ian G. (2018), Using Mobile Technologies for Mathematics: Effects on Student Attitudes and Achievement, Educational Technology Research and Development Chee, Yam San; Tan, Kim Chwee Daniel (2012), Becoming Chemists through Game-Based Inquiry Learning: The Case of "Legends of Alkhimia", Electronic Journal of e-Learning Adelabu, Folake Modupe; Makgato, Moses; Ramaligela, Manto Sylvia (2019), The Importance of Dynamic Geometry Computer Software on Learners' Performance in Geometry, Electronic Journal of e-Learning Adegoke, Benson Adesina (2010), Integrating Animations, Narratives and Textual Information for Improving Physics Learning, Electronic Journal of Research in Educational Psychology Breed, Betty; Mentz, Elsa; van der Westhuizen, Gert (2014), A Metacognitive Approach to Pair Programming: Influence on Metacognitive Awareness, Electronic Journal of Research in Educational Psychology Wallace, Duane E.; Bodzin, Alec M. (2017), Developing Scientific Citizenship Identity Using Mobile Learning and Authentic Practice, Electronic Journal of Science Education Lubis, Azmil Hasan; Wangid, Muhammad Nur (2019), Augmented Reality-Assisted Pictorial Storybook: Media to Enhance Discipline Character of Primary School Students, Elementary School Forum (Mimbar Sekolah Dasar) Al-Harbi, Sarah S.; Alshumaimeri, Yousif A. (2016), The Flipped Classroom Impact in Grammar Class on EFL Saudi Secondary School Students' Performances and Attitudes, English Language Teaching Kaman, Safak; Ertem, Ihsan Seyit (2018), The Effect of Digital Texts on Primary Students' Comprehension, Fluency, and Attitude, Eurasian Journal of Educational Research Sarac, Hakan; Tarhan, Devrim (2017), Effect of Multimedia Assisted 7e Learning Model Applications on Academic Achievement and Retention in Students, European Journal of Educational Research Hapsari, Angganingrum Shinta; Hanif, Muhammad; Gunarhadi; Roemintoyo (2019), Motion Graphic Animation Videos to Improve the Learning Outcomes of Elementary School Students, European Journal of Educational Research Altakhayneh, Bahjat (2020), The Impact of Using the LEGO Education Program on Mathematics Achievement of Different Levels of Elementary Students, European Journal of Educational Research Gambari, Amosa Isiaka; Kutigi, Amina Usman; Fagbemi, Patricia O. (2014), Effectiveness of Computer-Assisted Pronunciation Teaching and Verbal Ability on the Achievement of Senior Secondary School Students in Oral English, GIST Education and Learning Research Journal Shensa, Ariel; Phelps-Tschang, Jane; Miller, Elizabeth; Primack, Brian A. (2016), A Randomized Crossover Study of Web-Based Media Literacy to Prevent Smoking, Health Education Research Panjaburees, Patcharin; Triampo, Wannapong; Hwang, Gwo-Jen; Chuedoung, Meechoke; Triampo, Darapond (2013), Development of a Diagnostic and Remedial Learning System Based on an Enhanced Concept--Effect Model, Innovations in Education and Teaching International Situmorang, Manihar; Sitorus, Marham; Hutabarat, Wesly; Situmorang, Zakarias (2015), The Development of Innovative Chemistry Learning Material for Bilingual Senior High School Students in Indonesia, International Education Studies