Kirsi Kähkönen, FM, laboratoriokoordinaattori, bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta, Helsingin yliopisto
kirsi.z.kahkonen@helsinki.fi
Ilkka Miettinen, FaT, yliopisto-opettaja, farmasian tiedekunta, Helsingin yliopiston Kestävyystieteen instituutti HELSUS
ilkka.miettinen@helsinki.fi
Sanna Kujala, FM, projektisuunnittelija, farmasian tiedekunta, Helsingin yliopisto
sanna.kujala@helsinki.fi
Suvi Nenonen, FT, johtava asiantuntija, tilat ja kiinteistöt, Helsingin yliopisto
suvi.z.nenonen@helsinki.fi
Mia Sivén, FaT, apulaisprofessori, varadekaani (opetus ja digitalisaatio), farmasian tiedekunta, Helsingin yliopiston Kestävyystieteen instituutti HELSUS
mia.siven@helsinki.fi
ViikkiLab on laboratorioturvallisuuteen ja laboratorion toimintatapoihin perehdyttävä virtuaalinen, itseopiskeltava materiaali. Digitaalinen oppimiskokonaisuus syntyi yhteiskehittämishankkeena Helsingin yliopiston Viikin kampuksella usean tiedekunnan jakamasta tarpeesta. Koekäyttäjien palautteen mukaan se on opiskelijoille innostava ja laboratoriohenkilöstölle mukautettava oppimisen ja perehdyttämisen apuväline.
Voimat yhteen
ViikkiLab on syntynyt bio- ja ympäristötieteellisen sekä farmasian tiedekunnan yhteistyönä Helsingin yliopistossa. Tiedekunnissa tunnistettiin, että sekä henkilökunnan että opiskelijoiden laboratorioperehdytyksen toteutustavoissa, yhdenmukaisuudessa ja kattavuudessa on kehitettävää. Kaikkia käyttäjiä palvelevan digitaalisen perehdytysaineiston kehittämisen toivotaan parantavan työturvallisuutta sekä laboratoriotyön laatua ja ehkäisevän virheitä.
Pedagogiset valinnat sekä monialainen yhteistyö
Projektin pedagogisena tavoitteena oli luoda alusta, jossa opiskelijat voivat etukäteen tutustua laboratoriotiloihin ja -käytäntöihin. Tämän toivotaan lievittävän uuteen toimintaympäristöön liittyvää jännitystä, jota laboratorioalojen opiskelijat kokevat etenkin opintojen alkuvaiheessa. Laboratoriojännittämisen on osoitettu olevan yhteydessä opiskelijoiden heikompaan minäpystyvyyteen ja negatiivisempiin oppimisasenteisiin, ja sen hillitseminen voi edistää mutkikkaiden kokonaisuuksien oppimista ja ongelmanratkaisutaitojen kehittymistä (Kurbanoglu & Akim, 2010). Opitun soveltamisen käytännön tilanteissa on todettu tukevan korkeakouluopiskelijoiden minäpystyvyyden kokemusta (van Dinther, Dochy & Segers, 2011), mutta koulutusalalla, jolla opiskelijamäärä on suuri, kuten biotieteissä tai farmasiassa, mahdollisuus tarjota käytännön opetusta on rajallinen ja ennalta tutustumisen merkitys korostunut.
Materiaali tarjoaa riskittömän ympäristön laboratoriotyöturvallisuuteen ja -etikettiin liittyviin asioihin tutustumiselle omaan tahtiin. Virtuaalisten laboratorioiden on todettu lisäävän opiskelumotivaatiota (Huang, Chiu, Liu & Chen, 2011; Shadbad, Bahr, Luse & Hammer, 2023; Wu ym., 2012), ja pelillisen lähestymistavan tavoitteena on sitouttaa opiskelijoita sekä tehdä oppimisesta motivoivaa (Zainuddin, Chu, Shujahat & Perera, 2020).
ViikkiLab on rakennettu yhteiskehittäen eli osallistavalla prosessilla, jossa eri toimijat luovat yhdessä uusia ratkaisuja (Ind & Coates, 2013; Sandström & Nevgi, 2021). ViikkiLabin rakentamisessa on ollut mukana sekä opetuksen että laboratoriotyön asiantuntijoita. Sisällöntuotannossa ovat auttaneet myös työturvallisuusasiantuntijat ja ensiapukouluttajat, ja yliopiston opetusteknologian tukipalveluiden osallistaminen varmisti toteutuksen teknisen laadun (Alsabawy, Cater-Steel & Soar, 2013). Hanke pääsi myös Helsingin yliopiston Oppimisen tilat -projektin pilotiksi, mikä tuki yhteiskehittämisen koordinointia. Moniammatillinen lähestymistapa, jossa eri asiantuntijoita on kuultu kaikissa hankkeen kehityssykleissä, on ollut onnistumisen kannalta ratkaiseva elementti (Ehlen, 2015).
Kehitystyö aloitettiin ideariihellä, jossa opetus-, laboratorio- ja teknologia-alan osaajat tunnistivat, mitä aineistoon pitäisi sisällyttää ja kuinka se tulisi toteuttaa. Keskeiseksi määritellyn sisällön runsaus ohjasi opetusmenetelmien valintoja, ja ulkoisen kognitiivisen kuorman hillitsemiseksi päädyttiin hyödyntämään usean mediatyypin yhdistelmää ja vuorovaikutteisia elementtejä (Klepsch, Schmitz & Seufert, 2017). Tämän jälkeen Kirsi Kähkönen ja Ilkka Miettinen laativat käsikirjoituksen sisällön rakentamiseksi. Käsikirjoitustyön rinnalla järjestettiin aamukahvitapaamisia, jossa jaettiin hyviä käytänteitä ja jo valmiita materiaaleja aineistoon mahdollisesti sisällytettäviksi. Aamukahveilla kävi myös hankkeen ulkopuolisia henkilöitä esittelemässä vastaaviin tarpeisiin kehittämiään ratkaisuja. Lisäksi järjestettiin opetusteknologiatyöpajoja teknisten ratkaisujen pohtimiseksi. Hankkeelle muodostetun ohjausryhmän tapaamisissa katselmoitiin aineistoja ja koordinoitiin materiaalituotantoa, testausta sekä viestintää.
Tekninen toteutus
Perehdytysmateriaali on upotettu ThingLink-alustalle, jossa 360 asteen panoraamoiksi valo- ja videokuvattuihin tiloihin voidaan upottaa mediaa ja vuorovaikutteisia elementtejä (kuva 1). Aineisto sisältää valokuvia ja videoita, lyhyitä tekstikatkelmia ja välitöntä palautetta antavia oppimistehtäviä. Käytössä oli kevyt valo- ja videokuvauskalusto sekä 360°-kamera, ja perehdytystä kuljettavat välijuonnot taltioitiin Helsingin yliopiston Unitube-studiossa.
Kuva 1. ViikkiLabin perehdytyssisältöjä ThingLink-alustalla
Perehdytyksessä on osioita sekä henkilöstölle että opiskelijoille, ja yhteistyötahot voivat luoda uusia moduuleja omien tarpeidensa mukaan. ThingLink on alustana ketterä, ja sen peruskäyttö onnistuu hyvin puolen tunnin perehtymisellä, mikä mahdollistaa sisällöntuotantoon osallistumisen tekniikkaa ennestään tuntemattomilta. ThingLink on integroitu Moodle-oppimisympäristöön hyödyntämällä Learning Tools Interoperability -rajapintaa (LTI), jonka 1.3-spesifikaatioversio mahdollistaa arviointitiedon viennin Moodlen arviointikirjaan ja suoritusten seurannan opettajalle vakiotyökaluin. Samalla perehdytyksessä eteneminen Moodle-alueella voidaan kytkeä ThingLink-harjoitteiden läpäisyyn.
Pilotoitu perehdytys kattaa viisi teemoittain jaoteltua osiota, joista jokainen koostuu laboratoriotiloja ja -välineitä esittelevästä ThingLink-skenaarioista tehtävineen, lyhyestä kertaustentistä Moodlessa sekä vapaaehtoisesta palautekyselystä. Osiot on pelillisyyden hengessä nimetty tasoiksi, ja perehtyjä pääsee seuraavalle tasolle vasta edellisen suoritettuaan. Perehdytysmateriaalin sekaan on piilotettu avaimia, jotka perehtyjän on löydettävä. Löydettyjen avainten avulla perehtyjä voi muodostaa pääsykoodin, jolla pääsee pelissä eteenpäin. Moodle-alueen visuaaliset elementit ohjaavat etenemistä, ja näkyvissä on aina vain kunkin tason suorittamisen kannalta oleellinen aineisto (kuva 2), jotta navigointi olisi mahdollisimman suoraviivaista ja ulkoinen kognitiivinen kuormitus vähäistä (Klepsch ym., 2017). Aiemmin suorittuja tasoja voi palata tutkimaan vapaasti. Kuudes taso sisältää kurssin teemat läpileikkaavan Moodle-loppukuulustelun, jonka hyväksytyn suorituksen jälkeen perehdytys on valmis.
Kuva 2. Kukin Moodleen rakennettu perehdytystaso sisältää interaktiivisen ThingLink-laboratorioympäristön, kertaustehtävän ja vapaaehtoisen palautekyselyn
Perehdytyksen modulaarisuus on ollut yksi kehitystyön päätavoitteista. Osioiden yksinkertainen ja toistuva perusrakenne tekee niistä itsenäisiä kokonaisuuksia, joita voidaan myös rakentaa laajennusosina yksiköiden erityistarpeiden perusteella. Noin 0,5–1,5 tunnin mittaiset tasot voidaan suorittaa yksitellen useamman päivän aikana, tai perehdytys voidaan tehdä yhdeltä istumalta. Aktivoivien ThingLink-sisältöjen vuorottelu yksityiskohtaista palautetta tarjoavien Moodle-tenttien kanssa ylläpitää tasapainoa innostavan oppimisen, jatkuvan oikea-aikaisen palautteen sekä osaamisen perusteellisen varmentamisen välillä.
Kertaustentit on tarkoitettu paitsi etenemisen tarkastuspisteiksi myös kevyempää sisältöä täydentäviksi oppimistehtäviksi: tenttijä saa sekä oikeista että vääristä vastauksista välittömän palautteen ja lisätietoja, joihin tutustuttuaan hän voi yrittää heti korjata vastausta (kuva 3). Jatkuva ja oikea-aikainen palaute on laadukkaan oppimisen kannalta keskeistä, ja perehdytyksen rakenne varmistaa, että opiskelija voi heti hyödyntää palautteen mukauttaakseen toimintaansa ja oppiakseen mahdollisista virheistä (Shute, 2008). Loppukuulustelun kysymykset on kategorisoitu osioittain, jolloin tentti voidaan mukauttaa haluttuun laajuuteen jättämällä jonkin kategorian pois tai lisäämällä kokonaan uuden kysymysjoukon uudelle osiolle.
Kuva 3. Kertaustentin tehtävistä saa välittömän palautteen, jonka perusteella vastausta voi yrittää heti korjata tai täydentää
Pilottiryhmältä saatu palaute
Ennen aineiston julkistamista koekäyttäjät antoivat siitä palautetta. Koekäyttäjiksi valittiin sekä opiskelijoita että yliopistolla työskenteleviä laboratorioalan osaajia. Palautekyselyssä kysyttiin koekäyttäjien kokemusta tekniikan toimivuudesta, aineistojen laadusta sekä oppimiskokemuksesta.
Opiskelijapilotin tulokset olivat erinomaisia. Opiskelijat kokivat aineiston tarpeelliseksi ja oppimista tukevaksi (kuvio 1). He myös kokivat, että aineisto lisäsi heidän itsevarmuuttaan laboratoriossa toimimiseen (kuvio 2). Kehityskohteeksi opiskelijapilotissa nousi materiaalin ohjeistus, jota kehitettiinkin pilotista saatujen huomioiden perusteella.
Kuvio 1. Opiskelijapilotin kyselytutkimuksen tulos oppimiskokemuksesta (ka. = 4,86, n = 7)
Kuvio 2. Opiskelijapilotin kyselytutkimuksen tulos perehdytyksen vaikutuksesta itseluottamukseen laboratoriossa toimimiseen (ka. = 4,86, n = 7)
Laboratorioammattilaiset antoivat sisällöstä sekä kirjallista että suullista palautetta, jonka perusteella aineistoa korjattiin ja täydennettiin. Henkilökunnan jäsenet eivät olleet yhtä innostuneita humoristisesta ja pelillisestä lähestymistavasta kuin opiskelijat. Digitaalinen toimintakulttuuri vaihtelee eri käyttäjäryhmissä, ja sen vuoksi joustavat rakenteet ovat tärkeitä. Koska verkko-oppiminen eroaa huomattavasti lähiopetuksesta, oppiminen on usein mukautettava opiskelijoiden kannalta houkuttelevammaksi ja vuorovaikutteisemmaksi, mikä voi olla haaste perinteiseen opetukseen tottuneille opettajille (Liu & Yu, 2023).
Skaalautuvuus
ViikkiLab on modulaarisena materiaalina helposti skaalattavissa sisällöllisesti, toiminnallisesti ja verkostollisesti. Tämä oli yksi hankkeen lähtökohdista, sillä skaalautuvuus määrittää laajuuden, jolla innovaatiota – tässä tapauksessa opetusmateriaalia – voidaan hyödyntää tehokkaasti koko organisaatiossa (Fixsen, Blase & Fixsen, 2017). ViikkiLabista voidaan esimerkiksi poimia eri yksiköiden käyttöön tarvittavat moduulit, jotka käyttäjät voivat liittää oman kurssinsa Moodle-sivulle. Aineistoa voidaan myös helposti laajentaa, sillä yhteistyökumppanit pystyvät itsenäisesti luomaan uusia moduuleja. Osioita voidaan tarvittaessa suojata salasanalla ja osoittaa esimerkiksi vain henkilöstön käyttöön.
ViikkiLabista voidaan ottaa mallia muustakin kuin laboratorioympäristöistä. Monialaista osaamista hyödyntävä yhteiskehitysprosessi on sellaisenaan käytettävissä muiden vastaavien materiaalien laatimiseen. Onnistumisen avaimena on toiminut kolmikanta: ohjausryhmä, joka seuraa ja tahdistaa kokonaisuuden etenemistä, toteutustiimi, joka tuottaa pedagogisen sisällön tekniseen ratkaisuun ja tukitiimi, joka auttaa parhaiden ratkaisujen etsimisessä ja toteuttamisessa.
Perehdytystä voidaan hyödyntää organisaation rajoja ylittävässä yhteistyössä yli kampusrajojen tai yliopistojen välillä. Tämä mahdollistaa esimerkiksi erikoistuneimpiin tiloihin tutustumisen ja keskitetyn perehdyttämisen. Tällaisia tiloja voivat olla esimerkiksi magneettilaboratoriot tai koe-eläinfasiliteetit. Erikoistuneiden tilojen perehdytysaineiston yhteiskehittäminen ehkäisee siiloutumista ja vähentää päällekkäistä työtä sekä resurssien käyttöä.
Lopuksi
ViikkiLab osoittautui toimivaksi, moniammatilliseksi yhteistyöhankkeeksi, ja laaja-alaisen asiantuntijuuden yhdistäminen tuotti innostavan oppimisen sekä perehdyttämisen virtuaaliympäristön. Kokonaisuus on herättänyt kiinnostusta myös yliopiston henkilöstöjohtamisen palveluissa, joiden työturvallisuus- ja perehdyttämistoimintoihin ViikkiLab voisi olla arvokas lisä. Pedagoginen pilotti ylitti täten paitsi tiedekuntarajoja myös yliopistohallinnollisia tasoja.
Rahoitus
ViikkiLab hankkeen toteuttamiseksi on käytetty Helsingin Opettajien akatemian rahoitusta (Sivén 2020‒2023).
Lähteet
Alsabawy, Y. A., Cater-steel, A. & Soar, J. (2013). IT infrastructure services as a requirement for e-learning system success. Computers & Education, 69, 431–451.
https://doi.org/10.1016/j.compedu.2013.07.035
van Dinther, M., Dochy, F. & Segers, M. (2011). Factors affecting students’ self-efficacy in higher education. Educational Research Review, 6(2), 95–108.
https://doi.org/10.1016/j.edurev.2010.10.003
Ehlen, C. G. J. M. (2015). Co-creation of innovation: Investment with and in social capital. Studies on collaboration between education – industry – government (väitöskirja). Maastricht: Open Universiteit.
https://research.ou.nl/ws/portalfiles/portal/935731/E-book+Dissertatie+Corry+Ehlen.pdf
Fixsen, D. L., Blase, K. A. & Fixsen, A. A. (2017). Scaling effective innovations. Criminology & Public Policy, 16(2), 487–499.
https://doi.org/10.1111/1745-9133.12288
Huang, Y.-M., Chiu, P.-S., Liu, T.-C. & Chen, T.-S. (2011). The design and implementation of a meaningful learning-based evaluation method for ubiquitous learning. Computers & Education, 57(4), 2291–2302.
https://doi.org/10.1016/j.compedu.2011.05.023
Ind, N. & Coates, N. (2013). The meaning of co-creation. European Business Review, 25(1), 86–95.
https://doi.org/10.1108/09555341311287754
Klepsch, M., Schmitz, F. & Seufert, T. (2017). Development and validation of two instruments measuring intrinsic, extraneous, and germane cognitive load. Frontiers in Psychology, 8, 1997.
https://doi.org/10.3389/fpsyg.2017.01997
Kurbanoglu, N. I. & Akim, A. (2010). The relationships between university students’ chemistry laboratory anxiety, attitudes, and self-efficacy beliefs. Australian Journal of Teacher Education, 35(8), 4.
https://doi.org/10.14221/ajte.2010v35n8.4
Liu, M. & Yu, D. (2023). Towards intelligent E-learning systems. Education and Information Technologies, 28(7), 7845–7876.
https://doi.org/10.1007/s10639-022-11479-6
Sandström, N. & Nevgi, A. (toim.). (2021). Digirikastetut oppimismaisemat: Opas kampusten oppimisympäristöjen uudistamiseen. Helsingin yliopisto.
https://digirikastetut.fi
Shadbad, F., Bahr, G., Luse, A. & Hammer, B. (2023). Inclusion of gamification elements in the context of virtual lab environments to increase educational value. AIS Transactions on Human-Computer Interaction, 15(2), 224–246.
https://doi.org/10.17705/1thci.00189
Shute, V. J. (2008). Focus on formative feedback. Review of Educational Research, 78(1), 153–189.
https://doi.org/10.3102/0034654307313795
Wu, W.-H., Wu, Y.-C. J., Chen, C.-Y., Kao, H.-Y., Lin, C.-H. & Huang, S.-H. (2012). Review of trends from mobile learning studies: A meta-analysis. Computers & Education, 59(2), 817–827.
https://doi.org/10.1016/j.compedu.2012.03.016
Zainuddin, Z., Chu, S. K. W., Shujahat, M. & Perere, C. J. (2020). The impact of gamification on learning and instruction: A systematic review of empirical evidence. Educational Research Review, 30, 100326.
https://doi.org/10.1016/j.edurev.2020.100326