Menetelmistä

Biologia on luonnontiede, ja siksi tiedon hankinnassa keskeisessä asemassa on tieteellisen kokeen avulla hankittu tutkimustulos. Koejärjestelyt on syytä esittää tarkasti, sillä samoin koejärjestelyin pitäisi jokaisen, joka haluaa toistaa kokeen, päätyä samaan tulokseen. Varsinkin laboratoriossa tehdyt analyysit ovat tällaisia kokeita, mutta myös kenttäkökeet edellyttävät samaa toistettavuuden kriteeriä.

Mitä kaikkea biologian laboratoriotöissä harjoitellaan?

Luonnontieteellisten menetelmien opiskelu on haasteellista, eikä se tapahdu hetkessä. Kokeellisen työskentelyn rajoitteita koulussa ovat paitsi aikapula myös välineistö. Työt on suunniteltava siten, että niissä etsitään oikeasti vastausta johonkin kysymykseen, mutta pääsääntöisesti vastauksen tulee löytyä oppitunnin aikana. Välineet antavat harvoin mahdollisuuden tarkkoihin kvantitatiivisiin mittauksiin. Niinpä työskentelyssä täytyy keskittyä paitsi taitojen opiskeluun, myös kriittisen ajattelun ja oivaltamisen harjaannuttamiseen.
Biologian laboratoriotöissä harjoitellaan

  • laboratoriotyöskentelyn periaatteita: tarkkuutta, varovaisuutta, turvallista työskentelyä jne.
  • havaintojen tekoa
  • havaintojen kirjaamista ja esittämistä
  • tulosten esittämistä piirroksina (erityisesti mikroskopoinnit)
  • taulukkojen tekoa
  • diagrammien piirtämistä
  • käsitteiden syventämistä
  • hypoteesien tekoa
  • tulosten tulkintaa
  • johtopäätösten tekoa.

Kokeellisen työskentelyn vaiheet

  1. ongelman tai kysymyksen muotoilu
  2. kirjallisuuteen (teoriaan) tutustuminen
  3. hypoteesin kirjaaminen
  4. koejärjestelyn suunnittelu (ohjeen tarkastelu)
  5. havaintojen keruu
  6. tutkimustulosten esittäminen
  7. tulosten tulkinta
  8. johtopäätelmien teko

Esimerkkinä hiiva ja taikina

Kysymys tai ongelma:
Miten lämpötila liittyy taikinan nousemiseen?

Kirjallisuuteen tutustuminen:
Etsi oppikirjasta ja muista lähteistä, mitä niissä kerrotaan hiivasta, hiivasoluista ja lämpötilasta.

Koejärjestelyn suunnittelu:
a. Avoin tehtävä: miten voi tutkia tätä ongelmaa?
Suunnittele koejärjestely.
b. Valmis työohje

Hypoteesin muodostaminen:
a. Muodosta laatimasi tutkimussuunnitelman perusteella hypoteesi.
b. Lue työohje ja tee tietojesi perusteella hypoteesi siitä, mitä koejärjestelyssä tapahtuu.

Havaintojen keruu

Tulosten esittäminen
Esitä tulokset piirroksena, taulukkona tai muutoin mahdollisimman havainnollisesti.

Tulosten tulkinta ja johtopäätelmät

  • Vertaa hypoteesiin.
  • Tutustu teoriataustaan.
  • Arvioi virhelähteet
  • Mitä opimme?
  • Miten muutoin voi tutkia?
  • Mitä käytännön hyötyä tästä tiedosta on?

Monet tutkimustulokset saadaan havaintoja tekemällä. Esimerkiksi lajitunnistuksessa tärkeiden tunnistuskohtien kirjaaminen on tärkeää, sillä niiden perusteella voidaan varmistaa mistä lajista on kyse. Havaintopäiväkirjat tai inventointilistat ohjaavat samalla pitkäjänteiseen toimintaan, joka antaa uudenlaista kiinnostusta tehtävään. Molemmista tiedonhankintatavoista on esimerkkejä myös kurssikuvausten yhteydessä.

Koulubiologia ei ole tarkoitettu pelkästään tieteen harjoittamiseksi, ei edes sen alkeismuodoksi. Keskeistä on kuitenkin alun pitäen noudattaa tiettyjä sääntöjä, jotka pätevät myöhemmin tieteenkin harjoittamisessa. Biologian opiskeluun kuuluvat myös menetelmät, jotka yleisemmin liittyvät oppimiseen. Näitä ovat esimerkiksi yhteistoiminnallinen oppiminen, ryhmätyö, roolipelit, suggestopedia ja väittely. Esimerkiksi roolipelit ja väittely sopivat hyvin ympäristöekologiaan ympäristön pilaantumista käsiteltäessä.

Toimiminen ryhmässä ja vuorovaikutustaidot ovat tärkeitä nykyaikaisessa tutkimuksessa, Ryhmätyö ja yhteistoiminnallinen oppiminen lisäävät vastuullisuutta ja toisten mielipiteen kuuntelun taitoa. Näitä ja muita oppimismenetelmiä on syytä käyttää vaihtelevasti. Biologia on oppiaine, jossa elämykset piristävät koulun arkea. Elämysoppimista sopivasti muun työn lomaan sijoitettuna kannattaa kokeilla kaikkien eduksi.

Lisää  käyttökelpoisia menetelmiä saa esimerkiksi teoksesta Finistehankkeen tuottamasta teoksesta Luonnontieteen työtapoja.

Risto Hamari ja Mervi Holopainen