Oppimisteoria ja tutkimus: Syväsukellus oppimiseen

Teoria ja tutkimus ovat olennainen osa oppimisen tutkimusta. Tässä osiossa käsitellään teorian yleisiä tehtäviä sekä tutkimusprosessin keskeisiä näkökohtia.

Teoria on tieteellisesti hyväksyttävä joukko periaatteita, jotka tarjotaan ilmiön selittämiseksi. Teoriat tarjoavat kehyksiä ympäristöhavaintojen tulkitsemiseen ja toimivat siltoina tutkimuksen ja koulutuksen välillä (Suppes, 1974). Tutkimustuloksia voidaan organisoida ja systemaattisesti yhdistää teorioihin. Ilman teorioita ihmiset voisivat pitää tutkimustuloksia epäjärjestyksessä olevina tietokokoelmina, koska tutkijoilla ja käytännön toimijoilla ei olisi kattavia kehyksiä, joihin tiedot voitaisiin yhdistää. Vaikka tutkijat saavat tuloksia, jotka eivät näytä olevan suoraan yhteydessä teorioihin, heidän on silti yritettävä ymmärtää tietoja ja selvittää, tukeeko data teoreettisia ennusteita.

Teoriat heijastavat ympäristön ilmiöitä ja synnyttävät uutta tutkimusta hypoteesien eli olettamusten kautta, jotka voidaan empiirisesti testata. Hypoteesit voidaan usein ilmaista jos-niin-lauseina: “Jos teen X, niin Y:n pitäisi tapahtua”, missä X ja Y voisivat olla esimerkiksi tapahtumia kuten “kiitetään oppilaita heidän edistymisestään oppimisessa” ja “parannetaan heidän itseluottamustaan ja saavutuksiaan”. Näin ollen voisimme testata hypoteesia: “Jos kiitämme oppilaita, kun he edistyvät oppimisessa, heidän pitäisi osoittaa korkeampaa itseluottamusta ja saavutuksia kuin oppilaat, joita ei kiitetä heidän edistymisestään.” Teoria vahvistuu, kun tiedot tukevat hypoteeseja. Teorioita voidaan joutua tarkistamaan, jos tiedot eivät tue hypoteeseja.

Tutkijat tutkivat usein alueita, joilla on vain vähän teoriaa ohjaamassa heitä. Siinä tapauksessa he muotoilevat tutkimustavoitteita tai vastattavia kysymyksiä. Riippumatta siitä, testaavatko tutkijat hypoteeseja vai tutkivatko he kysymyksiä, heidän on määriteltävä tutkimusolosuhteet mahdollisimman tarkasti. Koska tutkimus muodostaa perustan teorian kehittämiselle ja sillä on tärkeitä vaikutuksia opetukseen, seuraavassa osiossa tarkastellaan tutkimustyyppejä ja tutkimuksen suoritusprosessia.

Johdanto

Tutkimusolosuhteiden määrittämiseksi meidän on vastattava esimerkiksi seuraaviin kysymyksiin: Ketkä osallistuvat? Missä tutkimus suoritetaan? Mitä menetelmiä käytetään? Mitä muuttujia ja tuloksia arvioidaan?

Meidän on määriteltävä tarkasti tutkimamme ilmiöt. Tarjoamme käsitteelliset määritelmät ilmiöille ja määrittelemme ne myös operationaalisesti eli niiden operaatioiden, instrumenttien ja menettelytapojen avulla, joita käytämme ilmiöiden mittaamiseen. Esimerkiksi voisimme määritellä itseään pitämisen tehokkaana (käsitellään luvussa 4) käsitteellisesti omana kykynä oppia tai suorittaa tehtävä ja operationaalisesti määrittämällä, miten arvioimme itseään pitämistä tehokkaana tutkimuksessamme (esim. pistemäärä 30 kohdan kyselylomakkeessa). Sen lisäksi, että määrittelemme operationaalisesti tutkimamme ilmiöt, meidän on oltava tarkkoja noudattamastamme menettelystä. Ihannetapauksessa määrittelemme olosuhteet niin tarkasti, että kuvauksen luettuaan toinen tutkija voisi toistaa tutkimuksemme.

Oppimista tutkivat tutkimukset käyttävät erilaisia paradigmoja (malleja). Seuraavat kappaleet kuvaavat korrelatiivisia, kokeellisia ja kvalitatiivisia paradigmoja, minkä jälkeen käsitellään laboratorio- ja kenttätutkimuksia.

Korrelatiivinen tutkimus.

Korrelatiivinen tutkimus käsittelee muuttujien välillä olevien suhteiden tutkimista. Tutkija saattaa olettaa, että itseään pitäminen tehokkaana korreloi positiivisesti (liittyy) saavutuksiin siten, että mitä korkeampi opiskelijoiden itsensä tehokkaana pitäminen on, sitä paremmin he menestyvät. Tämän suhteen testaamiseksi tutkija saattaa mitata opiskelijoiden itsensä tehokkaana pitämistä matemaattisten ongelmien ratkaisemisessa ja arvioida sitten, kuinka hyvin he todella ratkaisevat ongelmat. Tutkija voisi tilastollisesti korreloida itsensä tehokkaana pitämisen ja saavutuspisteet määrittääkseen suhteen suunnan (positiivinen, negatiivinen) ja sen voimakkuuden (korkea, keskitasoinen, matala).

Korrelatiivinen tutkimus auttaa selventämään muuttujien välisiä suhteita. Korrelatiiviset havainnot viittaavat usein suuntiin jatkotutkimuksille. Jos tutkija saisi korkean positiivisen korrelaation itsensä tehokkaana pitämisen ja saavutusten välillä, seuraava tutkimus voisi olla koe, jossa yritetään nostaa opiskelijoiden itsensä tehokkaana pitämistä oppimisessa ja selvittää, tuottaako tällainen nousu korkeampia saavutuksia.

Korrelatiivisen tutkimuksen rajoitus on, että se ei voi tunnistaa syy- ja seuraussuhteita. Positiivinen korrelaatio itsensä tehokkaana pitämisen ja saavutusten välillä voisi tarkoittaa, että (a) itsensä tehokkaana pitäminen vaikuttaa saavutuksiin, (b) saavutukset vaikuttavat itsensä tehokkaana pitämiseen, (c) itsensä tehokkaana pitäminen ja saavutukset vaikuttavat toisiinsa tai (d) itsensä tehokkaana pitämiseen ja saavutuksiin vaikuttavat muut, mittaamattomat muuttujat (esim. vanhemmat, opettajat). Syy- ja seuraussuhteen määrittämiseksi tarvitaan kokeellinen tutkimus.

Kokeellinen tutkimus.

Kokeellisessa tutkimuksessa tutkija muuttaa yhtä tai useampaa (riippumatonta) muuttujaa ja määrittää vaikutukset muihin (riippuviin) muuttujiin. Kokeellinen tutkija voisi muodostaa kaksi opiskelijaryhmää, nostaa järjestelmällisesti itsensä tehokkaana pitämistä uskomuksia yhdessä ryhmässä ja ei toisessa ryhmässä ja arvioida saavutuksia kahdessa ryhmässä. Jos ensimmäinen ryhmä suoriutuu paremmin, tutkija saattaa päätellä, että itsensä tehokkaana pitäminen vaikuttaa saavutuksiin. Vaikka tutkija muuttaa muuttujia määrittääkseen niiden vaikutukset tuloksiin, hänen on pidettävä vakiona muita muuttujia, jotka voivat mahdollisesti vaikuttaa tuloksiin (esim. oppimisolosuhteet).

Kokeellinen tutkimus voi selventää syy-seuraussuhteita, mikä auttaa meitä ymmärtämään oppimisen luonteen. Samalla kokeellinen tutkimus on usein suppea. Tutkijat tyypillisesti tutkivat vain muutamaa muuttujaa ja yrittävät minimoida muiden vaikutukset, mikä on vaikeaa ja usein epärealistista. Luokkahuoneet ja muut oppimisympäristöt ovat monimutkaisia paikkoja, joissa monet tekijät toimivat samanaikaisesti. Väittää, että yksi tai kaksi muuttujaa aiheuttavat tuloksia, saattaa korostaa niiden merkitystä liikaa. On tarpeen toistaa kokeita ja tutkia muita muuttujia, jotta vaikutukset ymmärretään paremmin.

Kvalitatiivinen tutkimus.

Kvalitatiivista tutkimusparadigmaa luonnehtii intensiivinen tutkimus, tapahtumien kuvaukset ja merkitysten tulkinta. Käytettyjä teorioita ja menetelmiä kutsutaan eri nimityksillä, kuten kvalitatiivinen, etnografinen, osallistuva havainnointi, fenomenologinen, konstruktivistinen ja tulkitseva (Erickson, 1986).

Kvalitatiivinen tutkimus on erityisen hyödyllistä, kun tutkijat ovat kiinnostuneita tapahtumien rakenteesta pikemminkin kuin niiden yleisestä jakaumasta, kun yksilöiden merkitykset ja näkökulmat ovat tärkeitä, kun varsinaiset kokeet ovat epäkäytännöllisiä tai epäeettisiä ja kun halutaan etsiä uusia mahdollisia syy-yhteyksiä, joita kokeelliset menetelmät eivät ole löytäneet (Erickson, 1986). Tutkimus on vaihtelevaa ja voi vaihdella yksittäisten oppituntien sisäisten sanallisten ja sanattomien vuorovaikutusten analyyseista syvällisiin havaintoihin ja haastatteluihin pidemmän ajanjakson aikana. Menetelmiin voi sisältyä havaintoja, olemassa olevien tietojen käyttöä, haastatteluja ja ääneen ajattelu -protokollia (eli osallistujat puhuvat ääneen suorittaessaan tehtäviä). Tätä lähestymistapaa ei luonnehtii menetelmän valinta: kaikkia edellä mainittuja menetelmiä voitaisiin käyttää korrelatiivisissa tai kokeellisissa tutkimuksissa - vaan pikemminkin tietojen analyysin ja tulkinnan syvyys ja laatu.

Kvalitatiivinen tutkija saattaa olla utelias siitä, miten itsensä tehokkaana pitäminen edistää taitojen kehittymistä ajan myötä. Hän saattaa työskennellä pienen opiskelijaryhmän kanssa useita kuukausia. Havaintojen, haastattelujen ja muiden tiedonkeruumuotojen avulla tutkija saattaa tutkia, miten opiskelijoiden itsensä tehokkaana pitäminen oppimisessa muuttuu suhteessa taitojen tarkentumiseen lukemisessa, kirjoittamisessa ja matematiikassa.

Kvalitatiivinen tutkimus tuottaa runsaasti tietolähteitä, jotka ovat intensiivisempiä ja perusteellisempia kuin ne, joita tyypillisesti saadaan korrelatiivisessa tai kokeellisessa tutkimuksessa. Tämä malli voi myös herättää uusia kysymyksiä ja tuoreita näkökulmia vanhoihin kysymyksiin, jotka perinteisiltä menetelmiltä usein jäävät huomaamatta. Mahdollinen rajoitus on, että kvalitatiivisiin tutkimuksiin osallistuu tyypillisesti vain muutama osallistuja, jotka eivät välttämättä edusta suurempaa opiskelija- tai opettajapopulaatiota. Tämä rajoittaa havaintojen yleistettävyyttä tutkimuskontekstin ulkopuolelle. Toinen rajoitus on, että tiedonkeruu, analyysi ja tulkinta voivat olla aikaa vieviä ja siksi epäkäytännöllisiä opiskelijoille, jotka haluavat valmistua, ja professoreille, jotka haluavat rakentaa julkaisuluetteloaan! Siitä huolimatta tutkimusmallina tämä paradigma tarjoaa hyödyllisen lähestymistavan tietojen hankkimiseen, joita ei tyypillisesti kerätä muilla menetelmillä.

Laboratorio- ja kenttätutkimus.

Laboratoriotutkimus suoritetaan kontrolloiduissa olosuhteissa, kun taas kenttätutkimus suoritetaan siellä, missä osallistujat asuvat, työskentelevät tai käyvät koulua. 1900-luvun alkupuoliskolla suurin osa oppimistutkimuksesta tehtiin eläimillä laboratorioissa. Nykyään suurin osa oppimistutkimuksesta tehdään ihmisillä, ja suuri osa tehdään kenttäympäristöissä. Mitä tahansa edellä mainittua tutkimusmallia (kokeellinen, korrelatiivinen, kvalitatiivinen) voidaan soveltaa laboratoriossa tai kentällä.

Laboratoriot tarjoavat korkean asteen kontrollin ulkoisten tekijöiden suhteen, jotka voivat vaikuttaa tuloksiin, kuten puhelimien soiminen, ihmisten puhe, ikkunat, joista katsella ulos, ja muut huoneessa olevat henkilöt, jotka eivät ole osa tutkimusta. Valoa, ääntä ja lämpötilaa voidaan säädellä. Laboratorioissa tutkijat voivat myös jättää laitteistonsa asennettuna pitkiksi ajoiksi ja kaikki materiaalit ovat välittömästi heidän käytettävissään.

Tällainen kontrolli ei ole mahdollista kentällä. Koulut ovat meluisia, ja usein on vaikea löytää tilaa työskennellä. On lukuisia häiriötekijöitä: Opiskelijat ja opettajat kävelevät ohi, kellot soivat, julkisia kuulutuksia tehdään ja paloharjoituksia pidetään. Huoneet voivat olla liian kirkkaita tai pimeitä, kylmiä tai lämpimiä, ja niitä käytetään muihin tarkoituksiin, joten tutkijoiden on asennettava laitteet joka kerta, kun he työskentelevät. Tulosten tulkinta näiden häiriötekijöiden valossa voi olla ongelma.

Kenttätutkimuksen etu on, että tulokset ovat erittäin yleistettävissä muihin samankaltaisiin ympäristöihin, koska tutkimukset suoritetaan siellä, missä ihmiset tyypillisesti oppivat. Sitä vastoin laboratoriotulosten yleistäminen kentälle tehdään vähemmällä varmuudella. Laboratoriotutkimus on tuottanut monia tärkeitä oivalluksia oppimisesta, ja tutkijat yrittävät usein toistaa laboratoriossa tehtyjä havaintoja kentällä.

Valitsemmeko laboratorion vai kentän, riippuu sellaisista tekijöistä kuin tutkimuksen tarkoitus, osallistujien saatavuus, kustannukset ja miten käytämme tuloksia. Jos valitsemme laboratorion, saamme kontrollin, mutta menetämme jonkin verran yleistettävyyttä, ja päinvastoin, jos valitsemme kentän. Kentällä tutkijat yrittävät minimoida ulkopuoliset vaikutukset, jotta he voivat olla varmempia, että heidän tuloksensa johtuvat tekijöistä, joita he tutkivat.