Towards learner-driven science teacher education for sustainability

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-5612-9
Title: Towards learner-driven science teacher education for sustainability
Author: Herranen, Jaana
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Doctoral Programme in School, Education, Society and Culture
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019-12-13
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-5612-9
http://hdl.handle.net/10138/307584
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: As the world is constantly changing, and there are concerns over a sustainable future, educating teachers for sustainability is crucial, as education is one of the most effective means to improve sustainability. Science, such as chemistry, plays a significant role in addressing sustainability issues, because chemistry can contribute to both solving as well as causing the challenges through knowledge and products that chemistry produces. Science and sustainability are inherently connected, as are the discussions over their education. On both these fields, discussions over the role of the students have emerged. In science education there has been a growing interest to educate scientifically literate students who can use scientific thinking in their own lives and in the society. This requires active participation of the students in their own learning. Sustainability education has been advocating transformative learning so that students could take action in their own lives towards sustainability. Moreover, teacher education could be developed in a direction in which the student teachers would be given possibilities to make decisions concerning the learning and teaching methods used and contents chosen, and develop their actioncompetence through active participation. However, in order to reach sustainability, all citizens should be considered as learners, not only students in schools and universities. Discussion over the learners’ roles has led to the using of terms, such as learner-centred and learner-driven learning. What these terms actually entail is, however, not always clear. In science education, learner-driven approaches are usually practiced in the form of open inquiry – an inquiry that starts with the students’ questions. Addressing and using the students’ questions is important in science education, but also in sustainability education to activate learners to think and act for sustainability. The aim of this thesis is to understand the possibilities and challenges of learner-centred and learner-driven science teacher education for sustainability. The research questions are: i) Which possibilities do learner-centred and learner-driven science teacher education for sustainability offer? and ii) What are the challenges for learner-centred and learner-driven science teacher education for sustainability? For this purpose, two types of approaches are studied: inquiry-based education as a typical approach in science teacher education from the point of view of learner-centred and learner-driven inquiry, and sustainability education as a part of science teacher education for sustainability from the viewpoint of learnercentred and learner-driven sustainability education. This is a qualitative multi-method research with one systematic review and three case studies applying grounded theory and discourse analysis. The thesis consists of four articles: i) Inquiry as a context-based practice – A case study of pre-service teachers’ beliefs and implementation of inquiry in contextbased science teaching ii) Student-question-based inquiry in science education, iii) From learner-centred to learner-driven sustainability education, and iv) Challenges and tensions in collaborative planning of a student-led course on sustainability education. Data for the studies was derived from three sources including higher education student groups and peer-reviewed articles. Study I utilised data from five student teachers who participated in a course “inquiry-based chemistry teaching” in 2015. Their beliefs about inquiry were studied by interviewing them, and their implementations of inquiry were studied from their reports. Data in study II consisted of 30 articles reviewed using systematic review. In studies III and IV, the research data consisted of a planning process of higher education students (student teachers and students interested in teaching) who planned and ran a course “sustainable development in education” in 2015. Their planning meetings and two semi-structured interviews were analysed using discourse analysis and grounded theory. As a result, understanding on the differences between learner-centred and learner-driven sustainability education was obtained. This thesis reveals that learner-driven and learnercentred education are different constructs, especially related to the learners’ roles. Studentled planning on sustainability education was studied to be challenging, as the students had to discuss several interrelated issues on sustainability and sustainability education, as well as their own roles and ways to work as a group. However, the challenges in learner-driven approaches can sometimes be viewed as part of the process. In addition, possibilities for learner-centred and learner-driven practices were revealed on how to use students’ questions in inquiries and contexts-based inquiry as a humanistic approach. For science education, a student-question-based inquiry model was created, which the teacher can use to support students in their question asking. The study also revealed challenges related to the ownership of students’ questions. The results from this thesis are relevant when planning teacher education for sustainability. This thesis points out that especially higher education has the potential to involve the students more in teaching by promoting action-competence among students through learner-driven education. Science teacher education could be focusing more on using learner-centred and learner-driven approaches, because the studied higher education students could plan and carry out teaching that mirror central aspects of science and sustainability education. Moreover, in order to be able to use learner-driven approaches, there is a need to use extra-situational knowledge, to improve students’ ownership of their own questions, to redefine expertise, and to work with non-predefined goals and with the whole community.Opettajankoulutus on yksi tärkeimmistä keinoista kestävän tulevaisuuden rakentamisessa. Opetukseen tarvitaan uusia tutkimuspohjaisia kestävyyskasvatuksen malleja. Koska kestävyyshaasteet ovat monimutkaisia, niiden ratkaisemiseksi tarvitaan monitieteellisiä lähestymistapoja. Myös luonnontieteiden opetuksessa voitaisiin huomioida enemmän kestävyyskasvatuksen näkökulmia. Luonnontieteet, kuten kemia voidaan nähdä sekä haasteiden aiheuttajana, että niiden ratkaisijana. Lisäksi kestävyyskasvatusta voitaisiin kehittää oppijoita osallistavaan suuntaan, jossa oppijat saisivat enemmän mahdollisuuksia tehdä omaa opiskelua ja opetusta koskevia päätöksiä. Nämä oppijoita osallistavat ja aktioivat taidot ovat erityisen tärkeitä tuleville opettajille, jotta he pystyvät hyödyntämään osaamistaan tulevassa työssään. Oppijakeskeisiä ja -lähtöisiä oppimismahdollisuuksia on näin ollen tarpeellista kehittää ja tutkia kemian opettajankoulutuksessa. Aiemmissa tutkimuksissa on tutkittu oppijakeskeisiä lähestymistapoja, joissa oppilas huomioidaan eri tavoin opetuksessa. Luonnontieteiden opetuksessa oppijalähtöisyyttä käytetään tyypillisesti avoimessa tutkimuksellisuudessa, joka on oppilaiden kysymyksistä lähtevää tutkimuksellisuutta. On todettu, että opetuksessa voitaisiin hyödyntää nykyistä enemmän oppilaiden kysymyksiä, joten tähän tarvitaan erilaisia malleja. Tutkimuksen päämääränä on ymmärtää, mitä mahdollisuuksia ja haasteita kestävyyteen tähtäävään oppijakeskeiseen ja oppijalähtöiseen luonnontieteiden opettajakoulutukseen liittyy. Tutkimuskysymykset ovat: i) Mitä mahdollisuuksia kestävyyteen tähtäävä oppijakeskeinen ja oppijalähtöinen luonnontieteiden opettajakoulutus tarjoaa? ja ii) Mitkä ovat oppijakeskeisen ja oppijalähtöisen kestävyyteen tähtäävän luonnontieteiden opettajakoulutuksen haasteet? Tutkimus on laadullinen monimenetelmätutkimus, joka koostuu yhdestä systemaattisesta katsauksesta ja kolmesta tapaustutkimuksesta, joissa käytetään grounded theorya ja diskurssianalyysiä. Väitöstutkimus koostuu neljästä artikkelista: i) Inquiry as a context-based practice – A case study of pre-service teachers` beliefs and implementation of inquiry in context-based science teaching ii) Studentquestion-based inquiry in science education, iii) From learner-centred to learner-driven sustainability education, and iv) Challenges and tensions in collaborative planning of a student-led course on sustainability education. Tutkimuskohteena on opiskelijaryhmiä, jotka koostuivat pääosin opettajaopiskelijoista (tutkimukset I, III ja IV) sekä vertaisarvioituja artikkeleita (tutkimus II). Tutkimuksessa I on käytetty tutkimusaineistona viiden kemian opettajaopiskelijan haastatteluja sekä raportteja heidän osallistuttuaan kurssille ”tutkimuksellinen kemian opetus” vuonna 2015. Tutkimuksessa on selvitetty opettajaopiskelijoiden uskomuksia tutkimuksellisuudesta sekä heidän tapojaan toteuttaa kontekstuaalista tutkimuksellisuutta. Tutkimuksessa II on tutkittu 30 vertaisarvioitua artikkelia oppilaiden kysymyslähtöisestä tutkimuksellisuudesta käyttäen tutkimusmenetelmänä systemaattista katsausta. Tutkimuksessa III ja IV on käytetty tutkimusaineistona opiskelijaryhmän taltioitua suunnitteluprosessia heidän suunnitellessaan kurssia ”kestävä kehitys opetuksessa” vuonna 2015. Väitöskirjassa esitetään, että oppijakeskeisen ja oppijalähtöisen kestävän kehityksen opetuksen lähtökohdat ovat erityisesti oppijan roolin näkökulmasta erilaiset. Tulosten perusteella opetuksen suunnittelu voi olla opiskelijoille haastavaa, vaikka toisiaan haasteet voidaan nähdä osana prosessia. Kestävän kehityksen opetuksen kurssia suunnitellessaan opiskelijoiden oli keskusteltava useasta toisiinsa kytkeytyneestä kestävyyden ja kestävyyskasvatuksen näkökulmasta sekä omasta roolistaan ja työskentelystään ryhmänä. Lisäksi oppijakeskeisten ja oppijalähtöisten lähestymistapojen mahdollisuuksiksi havaittiin oppijoiden omien kysymysten käyttö tutkimuksellisuuden lähtökohtana ja humanistinen näkökulma toteuttaa kontekstuaalista tutkimuksellisuutta. Tutkimuksessa kehitettiin myös malli luonnontieteiden opetukseen, joka kuvaa, miten opettaja voi toteuttaa opetuksessaan oppilaiden kysymyksistä lähtevää tutkimuksellisuutta. Tutkimus paljasti myös mallin haasteet liittyen kysymysten omistajuuteen. Tämän väitöskirjan tuloksia voidaan huomioida suunniteltaessa kestävyyteen tähtäävää kemian opettajankoulutusta. Tässä väitöskirjassa esitetään, että erityisesti korkeakouluopetuksessa voidaan osallistaa opiskelijoita tukemalla heidän toimijuuttaan oppijalähtöisten lähestymistapojen kautta. Luonnontieteiden opettajankoulutusta voisi suunnata kohti oppijakeskeisiä ja oppijalähtöisiä lähestymistapoja, koska tutkitut korkeakouluopiskelijat pystyivät suunnittelemaan ja toteuttamaan sellaista opetusta, joka ilmensi tutkimuksellisen luonnontieteiden opetuksen ja kestävän kehityksen opetuksen keskeisiä näkökulmia. Oppijalähtöisyys edellyttää kuitenkin tarvittavan tiedon ja asiantuntijuuden uudelleenarviointia, oppijoiden kysymysten omistajuuden lisäämistä sekä kykyä edetä ennaltamäärittämättömillä tavoitteilla, ja koko yhteisö mukaan ottaen.
Subject: Kemian opetus
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
towardsl.pdf 838.4Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record