Virtuaalilaboratoriot edistävät saavutettavaa ja kielitietoista luonnontieteen opetusta

Virtuaalilaboratoriot ovat oppimisympäristöjä, jotka koostuvat 360-panoraamakuvista. Ympäristössä opiskelijat käyvät läpi aktiviteetteja, jotka sisältävät tekstiä, havainnollistavia kuvia ja videoita sekä interaktiivisia kertaustehtäviä. Kemian tekniikan korkeakoulussa virtuaalilaboratorioita on käytetty osana laboratorio-opetusta jo vuodesta 2018. Ne ovat verkossa avoimesti saatavilla kaikille oppilaitoksille.

Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjatutkija Samuel Girmayn projektin tavoitteena on tuoda virtuaalilaboratoriot myös yläkoulun luonnontieteen opetuksen käyttöön. Virtuaalilaboratorioita on pilotoitu osana yläkoulun opetusta Helsingin Merilahden yläkoulussa ja Mikkelin Rantakylän yhteiskoulussa keväällä 2024. "Pilotointivaiheessa huomattiin, että virtuaalilaboratoriot tukevat luonnontieteen opetuksen saavutettavuutta ja kielitietoista opetusta. Luonnontieteen opetuksen saavutettavuudessa on suuria eroja esimerkiksi sen suhteen, mitkä koulut pystyvät järjestämään oppilailleen vierailuja tutkimuslaboratorioihin. Haasteena laboratorio-opetuksen tarjoamiselle kemiassa ovat esimerkiksi turvallisuus ja resurssit," Girmay kertoo.

Maksuttomat virtuaalilaboratoriot laajentavat oppimisen mahdollisuuksia

Virtuaalilaboratorioiden edut eivät rajoitu vain sisällön saavutettavuuteen, vaan ne tukevat myös kielitietoista opetusta. Pilottikouluista saadun palautteen perusteella virtuaalilaboratoriot tukevat erityisesti kielitietoista opetusta. Esimerkiksi maahanmuuttajataustaisten lasten, joiden äidinkieli ei ole suomi, voi olla vaikea pysyä mukana luonnontieteen opetuksessa, jos oppiaineen suomenkielinen termistö ei ole ennestään lainkaan tuttua. Virtuaalisessa laboratorioympäristössä oppilaat saavat tutustua sanastoon ja menetelmiin omassa tahdissaan esimerkiksi ennakkotehtävänä. Virtuaalilaboratoriot voivat myös auttaa oppilaita, joilla on oppimisen haasteita, kuten lukivaikeuksia tai neuropsykiatrisia häiriöitä.

Virtuaalilaboratorioiden monipuoliset oppimismateriaalit - tekstit, kuvat, videot ja mahdollisuus tutkia virtuaalista laboratorioympäristöä - tukevat erilaisten oppijoiden tarpeita ja tarjoavat mahdollisuuden oppia omaan tahtiin. ”Virtuaalilaboratoriot tukevat merkittävästi Aalto-yliopiston kemian tekniikan laboratorio-opetusta, ja Aallossa kehitettyjä AALTOLAB-virtuaalilaboratorioita suoritetaan yli 1000 kertaa vuodessa. Yliopisto- ja lukio-opiskelijoilta saatu opiskelijapalaute virtuaalilaboratorioista on ollut hyvin positiivista. On erittäin hienoa, että virtuaalilaboratorioita voidaan Wihurin säätiön rahoittaman hankkeen myötä tuoda myös yläkoulujen luonnontieteiden opetukseen”, toteaa professori Antti Karttunen Kemian tekniikan korkeakoulusta. 

Maksuttomat, kaikille avoimet virtuaalilaboratoriot tuovat opetukseen myös monipuolisuutta ja auttavat laajemmin hahmottamaan luonnontieteiden opiskelun mahdollisuuksia. Virtuaalilaboratorioita testanneet yläkoulun opettajat ovat kommentoineet, että virtuaalilaboratorio motivoi luonnontieteiden opiskeluun. ”Tarvitsemme tulevaisuudessa yhä enemmän luonnontieteiden asiantuntijoita monenlaisten haasteiden ratkaisemiseen. On ollut hienoa kuulla, kun oppilaat ovat kommentoineet, että tämä on innostanut heitä jatkamaan luonnontieteiden opiskelua”, Girmay sanoo.