Developing mathematical problem-solving skills in primary school by using visual representations on heuristics

Abstract Developing students’ skills in solving mathematical problems and supporting creative mathematical thinking have been important topics of Finnish National Core Curricula 2004 and 2014. To foster these skills, students should be provided with rich, meaningful problem-solving tasks already in primary school. Teachers have a crucial role in equipping students with a variety of tools for solving diverse mathematical problems. This can be challenging if the instruction is based solely on tasks presented in mathematics textbooks. The aim of this study was to map whether a teaching approach, which focuses on teaching general heuristics for mathematical problem-solving by providing visual tools called Problem-solving Keys, would improve students’ performance in tasks and skills in justifying their reasoning. To map students’ problem-solving skills and strategies, data from 25 fifth graders’ pre-tests and post-tests with non-routine mathematical tasks were analysed. The results indicate that the teaching approach, which emphasized finding different approaches to solve mathematical problems had the potential for improving students’ performance in a problem-solving test and skills, but also in explaining their thinking in tasks. The findings of this research suggest that teachers could support the development of problem-solving strategies by fostering classroom discussions and using for example a visual heuristics tool called Problem-solving Keys

Teachers’ perceptions of consumer education in primary schools in Finland

Abstract Operating in today’s markets is challenging due to information overload and an expanding choice of products. Children also encounter these complex markets at an early age. Providing consumer education in schools is an excellent opportunity to enhance their ability to think critically and increase their awareness. However, it would be a mistake to ignore the interconnections between consumer education and entrepreneurship education, since active and innovative people are also a prerequisite for future development. Taking advantage of the opportunity to provide consumer education in schools requires teachers to be familiar with consumer issues. This article aims to discuss the perceptions and experiences that primary school teachers in Finland have regarding children’s consumer education in schools. This study was conducted using the phenomenographic qualitative method to analyse data from teacher interviews. The analysis revealed a set of categories that describes the various ways the participants perceive and experience children’s consumer education in schools. These categories include themes, actors, teaching methods and the challenges and expectations teachers relate to children’s consumer education. The findings of this study are worth exploring when planning how to support teachers’ consumer educational competences for a sustainable future. The authors consider that this article is especially valuable for curriculum planners, educators, consumer organisations and parents’ associations, because it shed light on teachers’ perspectives about consumer education

Tapaustutkimus omaopettajaohjauksen tarpeista osana holistisen ohjausmallin mukaista ohjausverkostoa korkeakoulussa

Tiivistelmä Korkeakouluohjausta on tärkeää kehittää ja pitää ajan tasalla niin opiskelijan menestymisen kuin nykyajan yksilön ohjaustarpeiden ja muuttuneen tietoyhteiskunnan vaatimien keskeisten työelämätarpeidenkin näkökulmasta. Sosiodynaaminen ohjaus yhtenä vallitsevana ohjausteoriana korostaa ohjauksen merkitystä yksilön kehittymiseen keskittyvänä toimintana, ihmisen kuitenkin väistämättä määrittäessään itseään myös työuransa kautta. Tässä intensiivisessä tapaustutkimuksessa kartoitettiin tarpeita toimivalle omaopettajaohjaukselle osana opiskelijakeskeistä holistista ohjausverkostoa, huomioiden useamman eri ohjaustahon ja opiskelijoiden kokemuksen yksilöhaastatteluiden avulla. Puolistruktruroidut teemahaastattelut analysoitiin induktiivista sisällönanalyysiä hyödyntäen. Tulokset osoittavat monenlaisia opiskelijan ohjaukseen suoraan, mutta myös välillisesti, kohdistuvia tarpeita. Iso osa välillisistä tarpeista liittyy opiskelijan ohjausverkostoon. Tulosten paljastamiin opiskelijakeskeisen holistisen ohjauskäytännön tuomiin kipukohtiin esitetään keinoja niin onnistuneen omaopettajatoiminnan kuin koko ohjaussysteemin toiminnan edistämiseksi holistista ohjausmallia hyödynnettäessä.Abstract Various needs for counselling of each individual in this post-modern information society highlight the importance of academic guidance. Sociodynamic counselling, as one of the prevalent counselling theories, emphasizes the role of guidance in individual’s development, recalling also that we are always defining ourselves not only through our personal, but also e.g. through our working life. Throughout this intensive case study, we examined the criteria for high-level tutor teacher action as part of a student-centred holistic guidance system. By utilizing individual interviews, not only the perspectives of students’ and tutor teachers’ but also perspectives of other guidance services as part of the whole guidance system were considered. These semi-structured interviews were analysed by inductive content analysis. The results show various criteria, affecting directly to the high-level guidance of the student. They also show such important criteria that affect the quality of student guidance indirectly. Several of these indirect criteria focus on the guidance system. Throughout the results and revealed challenges of this study, suggestions for development are introduced

STEAM k(O)ulussa

Abstract The aim of STEAM K(O)ulussa is to bring together and make visible the expertise of STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics) in Oulu. The publication was written and delivered in cooperation with STEAM schools in the Oulu region, the university’s teacher training and the OpenDigiTaito project funded by the Ministry of Education and Culture. School teachers, principals, pupils, teacher trainers, university students and learning scientists have participated in the writing process. This publication paints a picture of what STEAM expertise in Oulu is like at the moment, in the early 2020s, and what kind of visions for the future the STEAM experts in Oulu have. In Oulu schools, STEAM has strong traditions and roots. There is an active steam school community (steaminoulu.fi) in Oulu to improve the quality of STEAM teaching and learning through STEM in early childhood, primary and upper secondary education. There are currently more than 30 schools involved in the community, some of which have been working with STEAM for a long time, and some are just getting started. In this publication, both pioneers and beginners can be heard. The publication offers a wide range of perspectives and practical examples for implementing STEAM pedagogy at different school levels. This book is written for teachers, teacher trainers, researchers, students, library professionals and anyone interested in STEAM and STEAM pedagogy. We hope that the book will contribute to answering the current question of what STEAM is and why it is important and timely to implement it.Tiivistelmä STEAM (k)Oulussa -julkaisun tavoitteena on koota yhteen ja tehdä näkyväksi oululaista STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics) -osaamista. Teos on kirjoitettu ja toimitettu Oulun alueen STEAM-koulujen, opettajankoulutuksen sekä Opetus- ja kulttuuriministeriön rahoittaman OpenDigiTaito-hankkeen yhteistyönä. Osallisina ovat olleet niin koulujen opettajat, rehtorit, oppilaat, opettajankouluttajat, yliopisto-opiskelijat kuin oppimisen tutkijat. Tässä julkaisussa piirtyy kuva siitä, millaista on oululainen STEAM-osaaminen tällä hetkellä, 2020-luvun alkupuolella, ja millaisia tulevaisuuden visioita oululaisilla STEAM-osaajilla on. Oulun kouluissa STEAM-toiminnalla on vahvat perinteet ja juuret. Oulussa toimii aktiivinen STEAM-koulujen yhteisö (steaminoulu.fi), jonka tarkoituksena on kehittää STEAM-opetuksen laatua ja STEAMin kautta tapahtuvaa oppimista niin varhaiskasvatuksessa, perusopetuksessa kuin lukioissakin. Tällä hetkellä yhteisössä on mukana yli 30 koulua, joista osa on toiminut STEAMin parissa jo pitkään, ja osa on vasta käynnistelemässä toimintaansa. Tässä julkaisussa ääneen pääsevät niin alan pioneerit kuin vasta-alkajatkin. Julkaisu tarjoaa monipuolisesti näkökulmia ja käytännön esimerkkejä STEAM-pedagogiikan toteuttamiseen eri kouluasteilla. Tämä kirja on kirjoitettu opettajille, opettajankouluttajille, tutkijoille, opiskelijoille, kirjastoalan ammattilaisille ja kaikille STEAMista ja STEAM-pedagogiikasta kiinnostuneille. Toivomme kirjan vastaavan omalta osaltaan ajankohtaiseen kysymykseen siitä, mitä STEAM on, ja miksi sen toteuttaminen on tärkeää ja ajankohtaista.Sisällysluettelo Abstract Tiivistelmä Sisällysluettelo I STEAMin pedagogiset perusteet Essi Vuopala, Jussi Näykki & Sari Harmoinen II STEAM historian lyhyt oppimäärä STEAMin höyryävä historia: Teknologiakasvatuksen alkujuurilta nykypäivään Jari Laru Teknologiakasvatuksesta STEAMiin Jussi Näykki, Essi Vuopala, Arto Hietapelto, Jouni Karsikas & Markus Packalén III STEAM opettajankoulutuksessa STEAM mahdollisuus laaja-alaiseen tiedeosaamiseen Sari Harmoinen STEAMia käsityön keinoin opettajaopiskelijoille ja kentän opettajille Minna Vastimo IV STEAM konkretisoituu koulujen arjessa Hintan koulu — Muotoilukasvatuksen edelläkävijä Henna Hassinen & Maikki Paukkunen Lintulammen koulu —Teknosta STEAMiin Paula Honkala & Reetta Tuoma Rajakylän koulu — Aallonharjalla alusta lähtien Emmiina Ikonen, Minna Annola & Ella Määttä Oulujoen koulu — Oulujoella osataan Marjut Auno & Merja Niemi STEAM-kulttuuria luomassa — Kuinka koulumme aloittaa STEAM-toiminnan Jari Leinonen Fab Lab oppimisympäristönä Henri Sironen & Joona Jääskeläinen Kirjoittaja

University students’ readiness for social activity in climate actions

Abstract In this study, the authors analyze how students from the University of Oulu (N=1585) reflect on their possibilities to affect climate matters through social activity. The data was collected with an online survey in the autumn of 2019 and was analyzed with quantitative and qualitative methods. Readiness for climate actions in social activity was moderately low and lower than in other climate actions considered in the survey. The following categories were identified to explain readiness for social activity: Emotional Expressions, Trustworthy Information, Individual Freedom, Societal Responsibility, and Us Against the World-mindset. Some of the possibilities for climate actions suggested by students include developing and exporting Finnish innovations and expertise, leading by example, receiving and distributing reliable information, making decisions and regulations on a societal level, providing economical support for environmental organizations, and affecting personal actions

Learning enhancing emotions predict student retention:multilevel emotions of Finnish university physics students in and outside learning situations

Abstract Research on student retention in higher education (HE) physics could benefit by studying emotions in the context of engagement and learning. However, popular retention theories include only a narrow selection of emotions, creating a need to look elsewhere. In this study, we borrow the lens of an affective engagement model, the framework of an optimal learning moment, which has rarely been used in HE research so far. It defines situational engagement and three categories of learning enhancing, detracting, or accelerating emotions via twelve singular situational emotions. These twelve emotions in learning and other situations form intensive longitudinal data collected from twenty students using the experience sampling method (ESM) during their first two months of studying physics in a Finnish university. A twolevel hierarchical dataset consisting of ESM measures (N₁ = 440) and student records (N₂ = 20), with gender as a background factor, are analyzed in two steps: first with hierarchical linear modeling, followed by multinomial logistic regression, giving results on both levels of the hierarchy, which is quite uncommon still. The results show how situational engagement and learning situations are separately connected to situational emotions and, further, how especially the learning enhancing emotions connect to success in courses (passing, grades) and first year student retention, surpassing the effect of course success

Intersectional gender-responsibility in STEM:co-creating sustainable arctic knowledge production

Abstract In this article, insights about a global gender equality promotion instruments in science, technology, engineering and mathematics (STEM) are considered in the Arctic context to provide a gender-responsible view for the Arctic Yearbook 2020’s Climate Change and the Arctic: Global Origins, Regional Responsibilities theme. The paper’s intersectional and genderresponsible approach addresses the diversity of people living in the Arctic in consideration of co-creating sustainable and responsible futures. Currently, gender perspectives are hardly integrated into the research processes, and horizontal and vertical gender segregation as well as diverse exclusions persist in science and technology in addition to disciplinary silos. In relation to this challenge, this article introduces one of the most recent global actions and policies to improve gender-responsibility in science and technology, namely the SAGA (STEM and Gender Advancement) tools, and elaborates their affordances in the context of Arctic knowledge production. Responsibility and sustainability demands that we rethink our interrelatedness and interdependency with the world in relation to knowledge production processes, as global and local citizens, with the capabilities for problem-defining and problem-solving. Thus we frame the main challenge as to advance multidisciplinary research affordances, co-creating the understanding and cultivation of our imagination in an aim to relate with care to sustainability and responsibility in and about the Arctic through knowledge production

Lukion ainevalinnat ja tasa-arvo:raportti on Oulun yliopiston kontribuutio Naisjärjestöjen keskusliiton ja tasa-arvoasiain neuvottelukunnan ”Sata tasa-arvotekoa” -hankkeessa

Tiivistelmä Suomen koulutusjärjestelmässä yläkoululaisten ja lukiolaisten valinnat vaikuttavat ratkaisevasti heidän mahdollisuuksiinsa päästä yliopistoihin, ammattikorkeakouluihin ja myöhemmin työelämään. Oulun yliopistossa tehdään tutkimusta lukiolaisten ainevalintojen merkityksestä yliopistojen opiskelijavalinnassa. Tutkimus koskee edustavasti kaikkia Suomen yliopistoja. Tämä raportti tarkastelee lukion ainevalintojen merkitystä yleensä, mutta nostaa esille koulutusalojen ja lukion oppiaineiden sukupuolittumista ja tämän sukupuolittumisen vaikutuksia yliopistojen opiskelijavalinnassa. Lukio on kokonaisuutena naisvaltainen: vuosien 2013–15 ylioppilaista 57 % oli naisia ja naiset ovat ylioppilaskokeessa myös arvosanoiltaan keskimäärin miehiä parempia, poikkeuksina pitkä englanti ja pitkä matematiikka. Kielivalinnat ovat naisvaltaisia, joskin äidinkielten ja pitkän englannin osalta vain samassa määrin kuin lukiokoulutus yleensä. Valinta pitkän ja lyhyen matematiikan välillä on tärkeä sukupuolittumisen näkökulmasta. Matematiikan valinta saa laajemman merkityksen, koska se ohjaa myös ylioppilaiden reaaliainevalintoja. Matematiikka ja reaaliaineet yhdessä taas profiloivat sekä yliopistojen koulutusaloja että niiden opiskelijavalintaa. Reaaliaineista fysiikka on hyvin miesvaltainen, kun taas terveystieto, psykologia, uskonto ja biologia ovat hyvin naisvaltaisia. Yliopistojen koulutusalat ovat erilaisia työelämän näkökulmasta katsottuna. Miesvaltaisuus on suurimmillaan tekniikassa, kauppatieteissä ja luonnontieteissä, jotka ovat suuria aloja ja johtavat usein elinkeinoelämän palvelukseen. Monet naisvaltaisimmista aloista taas kouluttavat lähinnä julkiselle sektorille. Työelämän sukupuolittumiseen liittyvät näkökulmat, kuten palkka- ja urakehitys sekä työllistyminen ovat yhteydessä koulutusalaan ja edelleen lukion ainevalintoihin, mutta ne eivät ole tämän työn tutkimuskohde. Tässä esiteltävä tasa-arvoteko on raportti ”Lukion ainevalinnat ja tasa-arvo”. Taustalla on työryhmä, johon kuuluvat Oulun yliopiston professorit Jouni Pursiainen (kemia, Oulun yliopiston LUMA-keskus), Jarmo Rusanen (maantiede), Hanni Muukkonen (kasvatuspsykologia) sekä koulutusdekaani Sari Harmoinen (kasvatustieteet). Myös tohtorikoulutettavat Satu Kaleva ja Jenni Kunnari toivat hyviä näkökulmia mukaan raporttiin. Tutkimus alleviivaa niitä koulutuspolkujen tienhaaroja ja valintoja, jotka johtavat yliopistoissa eri koulutusaloille ja myöhemmin eriyttävät myös työelämää. Ei ole meidän tehtävämme kertoa nuorille mihin heidän tulisi pyrkiä henkilökohtaisessa elämässään. Sen sijaan piirrämme karttaa, jonka avulla matka tavoitetta kohti helpottuu. Toivomme, että tieto vaihtoehtoisista päämääristä ja niihin johtavista poluista helpottaisi valintojen tekemistä. Valinnoilla on myös tasa-arvoulottuvuus

Omaopettajaohjauksen merkityksiä ja kyseenalaistamisia kiinnittymisen viitekehyksessä

Tiivistelmä Yliopisto-opiskelijoiden omaopettajaohjaus on oppiaineen asiantuntijan ohjauksellista, kiinnittymiseen tähtäävää vuorovaikutusta opiskelijan kanssa. Tämänkaltaisen ohjauksen merkitysten tutkimuksessa opiskelijoiden näkökulma on vallitseva ja merkitysten kyseenalaistaminen vähän tutkittu aihe. Ohjauksessa syntyvät merkitykset konstruoidaan yhteisesti, jolloin myös ohjaajan näkökulma on tärkeä. Artikkeli esittelee tutkimuksen omaopettajien näkökulmasta omaopettajaohjauksen merkityksiin, niiden kyseenalaistamisiin sekä kyseenalaistamisten lähteisiin holistisessa kiinnittymisen mallissa. Kahdeksan fysiikan omaopettajan puolistrukturoidun haastattelun aineisto- ja teorialähteisen analyysin yhdistelmänä syntyi kaksitoista omaopettajaohjauksen merkitystä ja viisi kyseenalaistamista. Valitussa kiinnittymisen mallissa ne liittyivät pääasiassa yliopiston rakenteellisiin vaikutteisiin, yliopiston ja opiskelijan sosiopsykologisiin vaikutteisiin, sekä opiskelijan behavioristiseen kiinnittymiseen. Tulosten mukaiset omaopettajaohjauksen merkitykset rajautuvat alueille, joilla valitun mallin mukaan on vaikutusta opiskelijan kiinnittymiseen. Kiinnittymiseen mahdollisesti vaikuttavia osa-alueita jäi myös merkitysten ulkopuolelle, mikä nostetaan esiin pohdinnassa. Kyseenalaistamisia tutkimalla löydettiin merkitysten ristiriitoja, joiden kautta päästään kiinni omaopettajaohjauksen kehittämiseen kiinnittymistä tukevaksi, kiinnittymisen kritiikki huomioiden.Abstract Tutor teaching of university students is an engagement aiming counceling interaction between a professional of a discipline and a student. In previous studies about the meanings of similar counceling the perspective of the student seems dominant and the questioning of the meanings seems lacking. As the meanings of counceling are constructed together, the perspective of the councelor is important as well. In this article, the meanings of tutor teaching, the questioning of these meanings and the sources of the questionings are being examined, from the perspective of tutor teachers within a holistic model of engagement. Semistructured interviews of eight university physics tutor teachers were analyzed with inductive and deductive content analysis, resulting in twelve categories of meanings and five of questionings. Within the chosen model of engagement, they were mostly connected to structural influences of university, the sociopsychological influences of university and student, and the behavioral engagement of the student. The resulting meanings of tutor teaching were limited to sections, which according to the chosen model affect student engagement. Some engagement effective sections were left outside the meanings, which is brought up in the discussion. By examining the questionings, conflicts of meanings were found, through which the development of tutor teaching towards better supporting engagement is commented, acknowledging the critique of engagement

Miten suunnittelen fysiikan ja kemian oppitunnin?:kahden esimerkillisen opettajan puheen tarkastelua

Tiivistelmä Etnografisessa tutkimuksessa tarkastelimme kahden esimerkillisen fysiikan ja kemian opettajan käytänteitä ja erityisesti selittävän puheen roolia heidän opetuksessaan. Molempien opettajien opetuksen korkea taso oli näkynyt sekä oppimistuloksissa että oppilaiden myönteisissä asenteissa fysiikan ja kemian opiskelua kohtaan. Molemmat opettajat olivat löytäneet vahvuuksiensa mukaisen lähestymistavan opetukseen. Toisen opettajan tunnit olivat strukturoidumpia. Tällä opettajalla oli taito selittää asiat selvästi ja mielenkiintoisesti. Toinen opettaja puolestaan antoi oppilaille enemmän valinnanvapautta sekä tuki aktiivisesti itsenäistä työskentelyä. Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden mukaan oppilaan tulisi osata kuvata ja selittää ilmiöitä fysiikan ja kemian keskeisten käsitteiden avulla. Seurattujen opettajien antamat selittämisen mallit tukivat oppilaiden kykyä keskustella käsitteistä sekä kertoa missä ilmiöt havaitaan, mitä käsitteitä niihin liittyy ja mitä sovelluksia niillä on. Tutkimuksen opettajat vaikuttivatkin oppilaan oppimiseen ja motivaatioon hyvällä selittämistaidollaan. Selittämällä opettajat nostivat esille esimerkiksi kokeellisen tutkimuksen vaiheita sekä laittoivat oppilaat huomaamaan käsitteen muodostuksen kannalta oleelliset asiat. Selittäminen sisälsi käsitteiden sitomisen koululaisten omaan maailmaan ja myös yhteiskuntaan. Oppilaat saivat myös käsityksen tiedon rakenteesta ja riippuvuussuhteista. Tämä edellytti toimivaa vuorovaikutusta, hyvää opettaja–oppilas-suhdetta. Yksi oleellisimmista huomioista oli se, että molemmat opettajat rakensivat opetustyylinsä persoonallisten ominaisuuksiensa mukaan. Selittämisen merkitys näkyi pitemmällä aikavälillä myös oppilaskeskeisessä opetuksessa, jossa opettaja pääasiassa ohjaa oppilaita itsenäiseen toimintaan. Oppituntien kokonaisvaltainen havainnointi vahvistaa tutkimuksia opettajan oikea-aikaisen ohjaavan roolin merkityksestä oppimiselle kokeellisessa työskentelyssä. Kun opettajat ohjaavat oppimista sensitiivisessä vuorovaikutuksessa oppilaisiin, he luovat hyviä suhteita oppilaisiin ja edesauttavat oppimista sekä antavat myös esimerkkejä selittämisestä. Tämä edellyttää tuntiaktiviteettien lisäksi oppitunnin vuorovaikutuksen suunnittelua tavoitteiden pohjalta.Abstract This ethnographical study focused on the practices of two highly effective Finnish comprehensive school science teachers, and especially on the role of teachers’ explanations during classroom interactions. The way teachers explained science and inquiry offered the students a model for explanations. Both teachers focused on explaining ideas and concepts as well guided students on making observations and inferences during inquiry tasks. Through this guidance, teachers supported the development of conceptual understanding about scientific models and theories, as well as understanding about the process of scientific inquiry and the interplay of science, technology and society. Both observed teachers had found an approach, which suited their strengths very well. The other used a method, in which students were more involved in providing the explanations, while the paid a closer attention to the way she explained and clarified ideas and concepts. The approaches of both teachers were based on the mutual respect and trust between the teacher and her students. It enabled the teachers to recognize the educational needs of the students and provide the right guidance at the right time. According to the observations of classroom practice as well as the teachers’ interviews, this mutual respect and trust was perhaps the most crucial factor supporting student engagement and learning