Cultivating life science university teachers’ pedagogical expertise: The evolution of professional vision and pedagogical conceptual understanding during university pedagogy training

Neea Heinonen, väitöskirjatutkija, kasvatustieteiden osasto, Helsingin yliopisto
neea.j.heinonen@helsinki.fi

Taustaltani olen biologian aineenopettaja, sekä aktiivinen luontoharrastaja. Olen vuosien varrella tottunut tarkkailemaan ympäristöäni niin luokkahuoneessa kuin metsäpoluilla. Minua onkin aina kiehtonut, miten havainnoimme ympäristöämme ja miten havaintomme rakentuvat: mitä huomaamme, mitä jää huomaamatta – ja ennen kaikkea, miksi. Tämä havainnoinnin maailma johdatti minut tutkimukseni äärelle: Miten opettaja kykenee havaitsemaan ja tulkitsemaan, mitä opetus-oppimistilanteessa todella tapahtuu? Millainen havainto puolestaan on pedagogisesti merkityksellinen – ja miksi?

Kuvittele itsesi luentosaliin. Luentosali on täynnä opiskelijoita. Lounas alkaa lähestyä ja tunnelma on käsinkosketeltavan levoton. Osa opiskelijoista selaa puhelimiaan, osa keskustelee kavereidensa kanssa. Yksi opiskelija nostaa kätensä epäröiden. Toinen vilkaisee kelloa kolmannen kerran. Yksi ei sano mitään, mutta ilme kertoo, että jokin opettajan puheesta ei ole ehkä mennyt perille. Samanaikaisesti opettaja jatkaa luentoaan ja teknologia temppuilee. Opettajan on kaiken tämän keskellä kyettävä havainnoimaan, mitä kaikkea luentosalissa tapahtuu – ja ennen kaikkea, mikä näistä havainnoista on pedagogisesti merkityksellistä, etenkin opiskelijoiden oppimisen tukemisen kannalta.

Tässä kohtaa haluan jakaa teille vertauksen, joka on kulkenut mielessäni koko tutkimusprosessin ajan – ja joka liittyy rakkaaseen harrastukseeni, lintujen tarkkailuun. Kun aloitin lintuharrastuksen, saatoin seisoa tuntikausia metsässä tai lintutornilla ja nähdä vain ”lintuja”. Sitten opin erottamaan värit, liikkeet, äänet. Opin, että nopea pyrähdys ryteikköisessä kuusikossa voi paljastaa peukaloisen – tai että tietty ääni kertoo varoituksesta. Kokeneempi lintuharrastaja ei ainoastaan tunnista lajia, vaan pystyy jopa päättelemään linnun pesäpaikan, reviirin tai käyttäytymisen tarkoituksen. Jopa linnun käyttäytymisen ennakointi on mahdollista.

Aivan samoin opettaja voi katsoa opiskelijaa luokassa ja nähdä ”hiljaisen oppilaan” – tai vaihtoehtoisesti: tunnistaa keskittymisen, epävarmuuden tai pohdinnan. Kyse ei ole vain katseesta, vaan katseen laadusta. Siitä, mitä tiedämme ja miten tulkitsemme sitä, mitä näemme. Havainnointi ei siis ole passiivista katsomista – se on aktiivista valintaa, joko tietoista tai tiedostamatonta. Tämä valinta perustuu tietoon, kokemukseen ja ennen kaikkea vallitseviin käsityksiin. Sekä opettaja että lintuharrastaja oppivat havaitsemaan heidän näkökulmastaan merkityksellisiä tilanteita sitä paremmin, mitä enemmän he heitä ympäröivästä ympäristöstä tai ilmiöstä ymmärtävät.

Tämän väitöskirjan keskiössä on yliopisto-opettajien pedagogisen asiantuntijuuden kehittyminen – erityisesti tilannekohtainen asiantuntijahavainnointi eli englanniksi professional vision sekä sen taustalla vaikuttavat että siihen kytköksissä olevat käsitykset oppimisesta ja opettamisesta. Kysymys ei siis ole vain siitä, mitä opettaja opetus-oppimistilanteessa tekee, vaan ennen kaikkea siitä, mitä hän havaitsee, miten hän havaitsemansa tilanteet tulkitsee, mitä seurauksia näillä on opettajan toiminnalle ja mitä hän ylipäänsä ajattelee opetuksesta ja oppimisesta sekä mitä seurauksia näillä käsityksillä hänen toimintaansa on.

Opettajien asiantuntijahavainnointia on tutkittu pitkään alemmilla luokka-asteilla, kuten alakoulussa, yläkoulussa ja toisella asteella, mutta yliopisto-opettajien kykyä havaita ja tulkita pedagogisesti merkittäviä tilanteita ei ole juurikaan ennen tätä tutkittu.

Yliopistoissa elämäntieteiden – kuten biologian tai farmasian – opettajilla on usein vahva oman alansa tieteellinen tausta, mutta pedagogista koulutusta heillä, kuten muidenkin alojen yliopisto-opettajilla, on vaihtelevasti. Alemmista luokka-asteista poiketen Suomessa yliopisto-opettajilta ei vaadita pakollista pedagogista koulutusta, vaan pedagoginen osaaminen on vapaaehtoisuuden varassa. Tämä tekeekin yliopisto-opettajista todella uniikin opettajaryhmän, sillä vaikka esimerkiksi jokaiselta väitöskirjatutkijalta vaaditaan työajasta 5 % opetukseen, ei keneltäkään heistä vaadita pedagogista koulutusta tähän työhön. Usein myös ajatellaan, että hyvä tutkija on automaattisesti myös hyvä opettaja, mutta käytännössä opettaminen vaatii aivan omanlaisiaan taitoja ja ennen kaikkea: kykyä havaita opetustilanteessa merkityksellisiä asioita ja tulkita niitä opiskelijan oppimisen näkökulmasta niin, että sitä tuetaan parhaalla mahdollisella tavalla.

Edellä mainitut syyt korostavat väitöstutkimukseni tarvetta: on tärkeää tutkia yliopisto-opettajia, mutta myös tieteenalaspesifi näkökulma tuo uutta tietoa asiantuntijahavainnoinnista ja sen kehittymisestä. Aiemmat tieteenalakohtaiset tutkimukset ovat keskittyneet mm. matematiikan ja fysiikan kontekstiin, mutta elämäntieteet ovat loistaneet poissaolollaan.

Tutkimukseni ytimessä oli kysymys: miten yliopisto-opettajat havaitsevat ja tulkitsevat opetus-oppimistilanteita – ja voiko tätä asiantuntijahavainnointia kehittää pedagogisella koulutuksella? Lisäksi olin kiinnostunut siitä, kuinka opettajien omat käsitykset oppimisesta ja opettamisesta ohjaavat heidän havainnointi- ja tulkintataitojaan ja kuinka nämä käsitykset kehittyvät pedagogisen koulutuksen aikana.

Tässä väitöskirjassa asiantuntijahavainnointi tarkoittaa opettajan kykyä tunnistaa opetustilanteessa pedagogisesti olennaisia tapahtumia ja ilmiöitä – kuten opiskelijoiden osallistumista, virhekäsityksiä tai vuorovaikutusta. Mutta havainnointi yksin ei riitä: tärkeää on myös tulkinta – mitä opettaja ajattelee näkemästään ja miten hän reagoi siihen. Aiemmin näitä kahta asiantuntijahavainnoinnin osaa on tutkittu lähinnä yhteen liitettynä kokonaisuutena, mutta oma tutkimukseni tunnistaa niiden kehittyvän mahdollisesti eri tahtiin ja siksi keskityn niihin erillisinä asiantuntijahavainnoinnin ulottuvuuksina.

Tärkeässä roolissa ovat myös opettajien käsitykset oppimisesta ja opettamisesta. Näihin sisältyy niin tutkittuun tietoon perustuvia vallitsevia näkemyksiä kuten esimerkiksi oppimisen konstruktivistinen luonne, oppilaan aktiivinen rooli tiedon rakentajana tai vuorovaikutuksen merkitys oppimisessa, kuin myös niin sanottuja virhekäsityksiä, kuten esimerkiksi ajatus siitä, että oppiminen on pelkkää tiedon siirtoa opettajalta oppijalle tai että meillä jokaisella olisi tietty erityinen oppimistyyli, jolla opimme parhaiten. Niinpä, eikö olekin shokeeraavaa kuulla, ettet olekaan auditiivinen, kinesteettinen tai visuaalinen oppija, vaikka esimerkiksi yläkoulussa tehty kysely opon tunnilla saattoi näin väittääkin. Tämä onkin yksi klassisimpia virhekäsityksiä, joita myös yliopisto-opettajilla edelleen on, jonka myös omat tutkimukseni ovat nyt todistaneet. Haastankin myös teidät yleisössä pohtimaan omia käsityksiänne oppimisesta ja opettamisesta.

***

Väitöstutkimukseni koostui kolmesta empiirisestä osatutkimuksesta ja yhteensä sadankahdenkymmenenseitsemän yliopisto-opettajan aineistosta. Väitöskirjassa käytettiin monimenetelmällistä eli mixed-methods lähestymistapaa yhdistäen kvantitatiivisia ja kvalitatiivisia tutkimusmenetelmiä. Osallistujina oli Helsingin yliopiston elämän­tieteiden eri aloilta tulevia yliopisto-opettajia, jotka osallistuivat viiden opintopisteen laajuisille autenttisille yliopistopedagogiikan peruskursseille vuosina 2020–2021.

Pääasiallisena tutkimusinstrumenttina hyödynnettiin noin kahdentoista minuutin pituista videota, jossa oli viisitoista ennalta määriteltyä pedagogisesti merkityksellistä tilannetta. Video kuvasi tyypillistä opetus-oppimistilannetta yliopistokontekstissa. Opettajia oli ohjeistettu pysäyttämään video aina, kun he näkivät siinä jotain oppimisen tai opettamisen kannalta merkittävää. Näitä merkintöjä täydennettiin joko kirjallisen tehtävän tai suullisen haastattelun avulla. Toisessa osatutkimuksessa videon katselun ohella hyödynnettiin lisäksi katseenseurantamenetelmää, jonka avulla pystyttiin seuraamaan opettajien silmänliikkeitä ja mittaamaan tarkasti, mihin opettajien huomio kohdistui videota katsoessa. Toinen merkittävä tutkimusinstrumentti oli kyselylomake, jolla kartoitettiin opettajien käsityksiä oppimisesta ja opettamisesta sekä heidän mahdollisia virhekäsityksiään. Kaikki osatutkimukset noudattivat alkumittaus loppumittaus asetelmaa, jolloin sekä videon tulkintatehtävä että kyselylomake toteutettiin identtisinä ennen pedagogista koulutusta ja sen jälkeen. Tämä yhdistelmä tarjosi laajan ja syvällisen kuvan opettajien asiantuntijahavainnoinnin ja pedagogisen käsitteellisen ymmärryksen tilasta ja mahdollisesta kehittymisestä.

Seuraavaksi esittelen lyhyesti osatutkimusteni päätulokset.

Ensimmäisessä osatutkimuksessa verrattiin tulevien opettajien, kuten väitöskirjatutkijoiden ja nykyisten tiedekunnan opettajien, kuten pysyvässä tehtävässä olevien lehtoreiden asiantuntijahavainnoinnin kehittymistä sekä käsityksiä opettamisesta ja oppimisesta lyhyen pedagogisen koulutuksen aikana hyödyntäen luokkahuonevideon tulkintatehtävää ja kyselylomaketta. Tulevilla opettajilla ei ollut aiempaa opetuskokemusta, kun taas pysyvässä tehtävässä olevien opettajien opetuskokemus vaihteli muutamasta vuodesta useamman vuosikymmenen kokemukseen. Tutkimus paljasti, että tulevien opettajien kyky havaita ja tulkita pedagogisesti merkityksellisiä vuorovaikutustilanteita luokkahuonevideolla oli rajallinen nykyisiin tiedekunnan opettajiin verrattuna. Tutkimuksessa havaittiin myös, että tulevilla opettajilla oli enemmän ajankohtaisesta tutkimustiedosta poikkeavia virhekäsityksiä opettamisesta ja oppimisesta nykyisen tiedekunnan opettajiin verrattuna. Molempien opettajaryhmien asiantuntijahavainnointi kehittyi koulutuksen seurauksena ja tulkintakyvyt kehittyivät havainnointikykyä enemmän. Kiinnostavaa kuitenkin oli, että tulevien opettajien havainnointikyky jäi pedagogisesta koulutuksesta huolimatta nykyisten opettajien tuloksia alhaisemmiksi ja heillä oli yhä verrattain paljon virhekäsityksiä koulutuksen jälkeenkin. Ero ei tosin ollut tilastollisesti merkitsevä.

Toisessa osatutkimuksessa tutkittiin yliopisto-opettajien havainnointi- ja tulkintataitojen yhteyttä heidän käsityksiinsä opettamisesta ja oppimisesta erityisesti luokkahuonetilanteissa, joissa useat samanaikaiset tapahtumat kilpailevat opettajan huomiosta. Luokkahuonevideotehtävän yhteydessä hyödynnettiin lisäksi kyselylomaketta ja katseenseurantamenetelmää. Toinen osatutkimus toikin menetelmällisesti uutta näkökulmaa katseenseurantamenetelmän avulla, sillä sen avulla pystyimme tarkastelemaan konkreettisesti, miten opettajien käsitykset näkyvät heidän visuaalisessa tarkkaavaisuudessaan opetus-oppimistilanteessa, jossa useat eri tekijät kilpailevat opettajan huomiosta samanaikaisesti. Silmänliikeaineisto osoitti, että opettajat, joilla oli tutkimustiedosta poikkeavia käsityksiä oppimisesta ja opettamisesta sekä useita virhekäsityksiä, kiinnittivät videolla huomiota erityisesti opettajaan ja hänen toimintaansa. Sen sijaan opettajat, joilla oli tutkimustiedon mukaisia konstruktivistisia käsityksiä oppimisesta ja opettamisesta, kiinnittivät enemmän huomiota opiskelijoihin ja heidän toimintaansa.

Tämä tulos viittaa siihen, että pedagoginen käsitteellinen ymmärrys suuntaa konkreettisesti katsetta – se vaikuttaa siihen, mitä opettaja näkee tärkeänä. Tämä viittaa siihen, että pedagoginen käsitteellinen ymmärrys ei ole vain ajatusrakennelma – se ohjaa hyvin konkreettisesti myös sitä, mihin katseemme opetus-oppimistilanteessa kiinnittyy ja mitä pidämme pedagogisesti merkityksellisenä.

Henkilökohtaisesti tämä osatutkimus on ollut minulle ehkä kaikkein kiehtovin – ei vain kiinnostavan tutkimusmenetelmänsä vuoksi, vaan siksi, että se liittyy suoraan myös omaan taustaani biologina ja lintuharrastajana.

Lintujen tarkkailussa – aivan kuten opetus-oppimistilanteen tarkkailussa – ei riitä, että näkee jotain. Pitää havaita oikeita asioita, tunnistaa mitä on nähty ja ymmärtää, mitä se tarkoittaa.

Alkuun metsässä silmä tavoittaa vain liikettä, väriä tai ääntä, mutta ajan ja kokemuksen myötä oppii erottamaan yksityiskohtia, tekemään tulkintoja ja ennakoimaan tapahtumia.
Aivan samalla tavalla opettaja voi katsoa luokkahuoneessa opiskelijaa, joka on hiljaa. Aluksi se voi näyttää vain passiivisuudelta. Mutta opettaja, jolla on pedagogista silmää ja ymmärrystä, saattaa havaita pieniä eleitä, keskittymisen tai epäröinnin merkkejä – ja tulkita, että nyt tämä opiskelija tarvitsee lisää aikaa, kannustusta tai ehkä uudenlaisen selityksen. Parhaimmillaan hän voi myös ennakoida mitä siitä seuraa, jos hän ei reagoi tilanteeseen. Opettajankin ”katseen laatu” muuttuu ymmärryksen ja kokemuksen karttuessa – ja juuri tämä asiantuntijahavainnoinnin kehittyminen tekee opettajan pedagogisesta asiantuntijuudesta jatkuvasti kehittyvän ja merkityksellisen.

Molemmissa tilanteissa katse ei ole sattumanvarainen. Se rakentuu aiemmasta kokemuksesta, tietopohjasta ja käsityksistä – ja se kehittyy ajan ja harjoittelun myötä. Ja aivan kuten lintuharrastajan riemu on havaita jotain harvinaista tai ymmärtää uudenlainen käyttäytyminen, opettajankin ilo syntyy usein siitä hetkestä, kun huomaa jotain opiskelijan oppimisen kannalta tärkeää, jota ei olisi aiemmin huomannut, mutta jonka seurauksena näkee opiskelijan oppimisen riemun. Tällaiset hetket ovat sekä lintuharrastajalle että opettajalle arvokkaimpia. Ja ehkä juuri siksi tämä tutkimus tuntui eniten omalta.

Kolmannessa osatutkimuksessa tarkasteltiin suuremmalla otannalla yliopisto-opettajien havainnointi- ja tulkintataitojen sekä käsitysten kehittymistä lyhyen pedagogisen koulutuksen aikana keskittyen erityisesti asiantuntijahavainnoinnin ja käsitysten väliseen suhteeseen ennen ja jälkeen pedagogisen koulutuksen. Tutkimus osoitti laadukkaampien ennakkokäsitysten olevan yhteydessä parempiin havainnointitaitoihin. Nämä opettajat osoittivat suurempaa kehitystä luokkahuonedynamiikan tulkinnassa myös koulutuksen jälkeen. Lisäksi käsitysten siirtyminen kohti konstruktivistisia näkemyksiä ja virhekäsitysten väheneminen oli ilmeistä koulutuksen jälkeen. Tulokset vahvistivat, että pedagoginen koulutus paransi molempia asiantuntijahavainnoinnin ulottuvuuksia, mutta erityisesti tulkintataidot kehittyivät merkittävästi. Käsitysten kehittyminen opiskelijalähtöisemmiksi näkyi erityisesti niillä opettajilla, joilla oli alun perinkin vallitsevan oppimistutkimuksen mukaan kehittyneempiä käsityksiä. Tämä tutkimus korostaa, että asiantuntijahavainnoinnin syvällinen kehittyminen edellyttää myös pedagogista käsitteellistä ymmärrystä ja että koulutuksen mahdollistama kehitys on suurempaa, kun opettajan käsitykset ovat lähtökohtaisesti vallitsevan oppimistutkimuksen mukaisia. Tämä tulos on tärkeä, sillä se muistuttaa, että pedagogisessa koulutuksessa tulee ottaa huomioon opettajien lähtötaso, jotta kehitys olisi mahdollisimman tehokasta. Tärkeä havainto oli myös se, että havainnointi ja tulkinta kehittyivät eri tahtiin. Tämä kertoo siitä, että näitä taitoja on syytä tarkastella erillisinä asiantuntijahavainnoinnin ulottuvuuksina – ja tukea opettajia kummassakin osa-alueessa.

Nämä väitöskirjani tutkimuslöydökset tukevat aiempaa tutkimusta asiantuntijahavainnoinnin ja oppimiseen ja opettamiseen liittyvien käsitysten yhteydestä, mutta tuovat uutta tarkkuutta visuaalisen tarkkaavaisuuden näkökulmasta sekä korostavat pedagogisen käsitteellisen ymmärryksen merkitystä asiantuntijahavainnoinnin kehittymisen tukena. Näin voimme entistä paremmin suunnitella pedagogisia koulutuksia, jotka tukevat opettajien ammatillista kehitystä kokonaisvaltaisesti ja yksilöllisesti, erityisesti tieteenalaspesifistä näkökulmasta.

Mitä tästä kaikesta voidaan lopulta päätellä?

Ensinnäkin: yliopisto-opettajien asiantuntijahavainnointi on kehitettävissä, mutta se ei tapahdu itsestään eikä tyhjiössä. Pelkkä kokemus ei takaa pedagogista osaamista – tarvitaan koulutusta, reflektointia ja tukea.

Toiseksi: opettajien käsitykset oppimisesta ja opettamisesta vaikuttavat syvästi siihen, miten he toimivat luokkahuoneessa – jopa siihen, mihin heidän katseensa kiinnittyy. Tiedostamattomat uskomukset ja käsitykset voivat ohjata opetuskäytäntöjä huomaamattamme.

Kolmanneksi: pedagoginen koulutus on erityisen tehokasta, kun se kohtaa opettajan omat lähtökohdat ja käsitykset. Koulutusta tulisi siis suunnitella joustavasti ja yksilöllisesti – ei ”yksi koko sopii kaikille” -mallilla.

Lintuja tarkkaillessa ei koskaan tule valmiiksi – aina voi oppia lisää ja tunnistaa uusia lajeja. Samalla tavalla opettajana toimiminen on jatkuvaa pedagogisen asiantuntijuuden kasvua, sisältäen pedagogisen käsitteellisen ymmärryksen kasvua, havainnointia ja tulkintaa. Lintuharrastaja ja opettaja tosin eroavat siinä, että siinä missä lintuharrastaja pyrkii olemaan mahdollisimman pitkälle vain tarkkailija, opettajan tulee tehdä aktiivisesti valintoja ja tarkkailla ”lennossa” niiden vaikutuksia tehden korjausliikkeitä.

Toivon, että tämä väitöskirja osaltaan lisää ymmärrystä siitä, kuinka tärkeää on tukea yliopisto-opettajia – ei vain oman tieteenalansa sisällön asiantuntijoina, vaan myös opiskelijoiden oppimisen tukijoina. Yliopistot ovat keskellä opetuskulttuurin murrosta. Opetukselta odotetaan yhä enemmän opiskelijakeskeisyyttä, vuorovaikutteisuutta ja sen myötä yliopisto-opettajilta pedagogista asiantuntijuutta. Kuitenkin monilla yliopisto-opettajilla pedagoginen koulutus on vähäistä, vaikka opetuksen laatu on keskeinen osa yliopiston perustehtävää. Poliittisten päätösten myötä tulevaisuuden ryhmäkoot ovat kasvussa kaikilla kouluasteilla, myös yliopistoissa. Entistä suuremmat ryhmäkoot ja yhä heterogeenisempi tausta haastavat yliopisto-opettajien asiantuntijahavainnointia yhä vain enemmän ja enemmän. Näistä syistä pedagoginen koulutus on merkittävässä osassa yliopisto-opettajien pedagogisen asiantuntijuuden kehittymisen tukena.

Väitöskirjani osoittaa, että opettajan katse ei ole koskaan neutraali. Se mitä näemme – tai jätämme huomaamatta – muokkaa sitä, miten opetamme. Ja se, miten opetamme, vaikuttaa siihen, miten opiskelijat oppivat. Toivon, että tämä väitöskirja osaltaan lisää ymmärrystä siitä, kuinka tärkeää on tukea yliopisto-opettajia heidän pedagogisen asiantuntijuutensa tukemisessa, sillä he kouluttavat uuden sukupolven tutkijoita ja asiantuntijoita, ratkomaan globaaleja ongelmia, kuten ilmastonmuutosta ja biodiversiteetin köyhtymistä.

Kirjoittaja väitteli filosofian tohtoriksi 30.5.2025 Helsingin yliopiston kasvatustieteellisestä tiedekunnasta. Väitöskirja verkossa: http://hdl.handle.net/10138/595168