Mikrobiologian opetus ja sen tutkimuksellisuus yläkoulussa | Teaching microbiology and inquiry-based methods in lower secondary school

Mikrobiologian opetus sisältyy yläkoulussa biologian oppiaineeseen ja moniin Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden (POPS) biologian sisältötavoitteisiin. Mikrobiologian opetuksessa tutkimuksellisuus ja kokeellinen työskentely ovat perinteisesti olleet suuressa roolissa ja tutkimuksellisuutta painotetaan myös POPS:ssa. Tässä tutkimuksessa tutkittiin kyselytutkimuksen avulla sitä, millaista mikrobiologian opetus ja sen tutkimuksellisuus yläkoulussa on. Tutkimuskysymykset olivat 1. Mitä mikrobiryhmiä biologian opettaja käsittelee opetuksessaan yläkoulussa ja minkä biologian teemojen yhteydessä? 2. Millä menetelmillä mikrobiologiaa opetetaan? 3. Kuinka paljon mikrobiologian opetus sisältää tutkimuksellisuutta ja eroaako sen määrä alueellisesti? 4. Millaista tutkimuksellinen opetus on? ja 5. Mitkä asiat rajoittavat tutkimuksellisuuden järjestämistä opetuksessa? Kysely toteutettiin verkkokyselynä, johon vastasi 36 yläkoulun biologian opettajaa eri puolilta Suomea. Kyselyn vastaukset analysoitiin pääasiassa laadullisella sisällönanalyysilla, jota tukemaan tehtiin määrällistä ja alueellista analyysia. Tutkimuksen tulosten mukaan eri mikrobiryhmät käsitellään opetuksessa kattavasti, mutta arkeonit saattavat jäädä muita vähemmälle huomiolle. Mikrobiologiaa käsitellään hyvin eri teemojen yhteydessä, mutta elämän kehityksen ja evoluution yhteydessä vähiten. Opetusmenetelmät ovat monipuolisia ja opetuksessa tehdään mielikuvituksellisesti erilaisia kokeellisia töitä. Tutkimuksellisuutta mikrobiologian opetuksessa hyödyntää 97,2 % opettajista eikä sen määrä juurikaan vaihtele alueellisesti. Eniten mikrobiologian opetuksessa käytetään strukturoitua tutkimuksellisuutta, ja suurin osa opettajista pitää tutkimuksellisuutta osana opetusta tärkeänä. Tutkimuksellisuuden määrää opetuksessa rajoittavat eniten ajanpuute, opetusryhmien suuri koko ja heterogeenisuus sekä työtilojen ja -välineiden puute. Tuloksista voitiin päätellä, että mikrobiologian opetus yläkoulussa on monipuolista ja tutkimuksellisuus yleistä, mutta sitä rajoittaa moni seikka. Ratkaisuja näihin haasteisiin voisivat olla esimerkiksi virtuaaliset oppimisympäristöt, paremmat oppimateriaalit tai yliopistoyhteistyö, joka on tällä hetkellä vähäistä. Aiheesta ei ole vielä tehty muuta tutkimusta Suomessa, ja jatkotutkimuksena voisi tutkia esimerkiksi tutkimuksellisuuden vaikutusta mikrobiologian oppimistuloksiin, opettajien minäpystyvyyttä tai sitä, kuinka aineenopettajakoulutus vastaa näihin tässä tutkimuksessa esitettyihin haasteisiin.

Microbiology is included in the subject of biology in lower secondary school as part of the National Core Curriculum for Basic Education (POPS). Microbiology teaching has traditionally relied on inquiry-based methods and practical work, where inquiry is highlighted in POPS. In this study, a survey of teachers investigated microbiology teaching and inquiry-based methods in lower secondary school. The study focused on these areas: 1. What groups of microbes are mentioned and in what biological contexts? 2. What methods are used in teaching microbiology? 3. How much are inquiry-based methods used and does the amount vary regionally? 4. What type of inquiry-based teaching is used? and 5. What are the potential limitations in delivering inquiry-based teaching? The data were collected by an online survey for biology teachers in lower secondary schools around Finland and 36 responses were received. The data were analyzed mainly by qualitative content analysis which was supported by quantitative and regional analysis. According to the results, the coverage of microbial diversity is wide in biology teaching but Archea may receive less attention. Microbiology is taught well in many biological contexts but least in the context of evolution and development of life. The teaching methods are diverse, and many different practical activities are carried out. Inquiry-based methods were utilized by 97.2% of teachers and the amount does not vary regionally. Structured inquiry is used the most in microbiology teaching and the majority of the teachers found inquiry-based methods valuable. The amount of inquiry is limited by a lack of time, size and heterogeneity of the student groups, lack of equipment and workspace. The results indicated that the teaching of microbiology in lower secondary school is diverse and inquiry-based methods are common, but limitations were expressed. Solutions in response to these concerns could be, for instance, virtual activities, improved learning materials and more collaboration between universities and schools which is now poor. There are so far no other published studies about this in Finland. In the future, it would be interesting to study further how inquiry-based methods and the teacher’s self-efficacy and own training in these areas affect the outcomes of microbiology education. Such research could then be used to improve teacher education to address the limitations presented in this thesis.