4.3.2016

Peleistä helpotusta matematiikan oppimisvaikeuksiin?

Matematiikan merkitys yhteiskunnassamme on kasvanut ja matemaattisia taitoja tarvitaan yhä useammassa työssä. Akatemiatutkija Kristian Kiili tutkii, miten oppimispelejä voidaan hyödyntää matematiikan opetuksessa ja sen suunnittelussa.

”Murto- ja desimaalilukujen oppiminen peruskoulussa on tärkeää, koska niiden ymmärtäminen helpottaa haastavampien matemaattisten asioiden omaksumista. Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että peruskoulun jälkeen monella nuorella on murto- ja desimaalilukuihin liittyviä virheellisiä käsityksiä. Siksi on tärkeää kehittää tehokkaampia matematiikan opetusmenetelmiä.”

Pelien avulla uusia menetelmiä pystytään testaamaan kohtuullisen nopeasti.

”Pyrin tutkimuksessani selvittämään, miten matematiikan sisällöt voidaan yhdistää peleihin mahdollisimman huomaamattomasti ja miten oppimispeleistä saadaan tehokkaita ja hauskoja.”

Pelien avulla testattuja menetelmiä voidaan hyödyntää paitsi opetuksessa, myös oppikirjojen sisältöjen suunnittelussa ja opetussuunnitelmatyössä. Oppimispelien tuottajat taas voivat kehittää Kiilin ryhmän tutkimustulosten avulla entistä koukuttavampia oppimispelejä.

Murto- ja desimaalilukuihin liittyvät oppimisvaikeudet kiinnostavat

Kiilin mukaan oppimispelejä voidaan hyödyntää myös oppimisen arvioinnissa ja matematiikkaan liittyvien virhekäsitysten tunnistamisessa. Hänen tutkimuksensa keskittyy erityisesti murto- ja desimaalilukuihin liittyviin oppimisvaikeuksiin.

”Olen mallintanut uusimmasta tutkimustiedosta pelimekaniikkoja. Selvitän, miten nämä mekaniikat ja niihin liittyvät opetusmenetelmät toimivat käytännössä. Samalla tutkin kehollisen vuorovaikutuksen hyödyllisyyttä matematiikan oppimisessa. Lisäksi mallinnan pelikäyttäytymisen perusteella, miten eri ikäisten oppilaiden rationaalilukukäsitykset kehittyvät. Minua kiinnostaa myös, voidaanko pelillisillä ratkaisuilla vähentää matematiikan oppimiseen liittyvää ahdistusta.”

Opettajasta tutkijaksi

Kiili valmistui luokanopettajaksi Turun yliopiston Rauman opettajankoulutuslaitokselta vuonna 2001.

”Kiinnostuin tutkijan työstä gradua tehdessäni.Luokanopettajaksi valmistuttuani hakeuduinkin töihin tutkijaksi. Tutkimus vei mukanaan, enkä ole koskaan toiminut luokanopettajana.”

Kiili toteaa nauttivansa haastavista ongelmista, joiden ratkaisuun vaaditaan luovia ja joskus hullujakin ideoita.

”Erityisesti innostun, kun pääsen testaamaan teoreettisia ajatuksiani käytännössä. Ennen yliopisto-opintoja työskentelin betonilattioiden parissa ja välillä minua on kiehtonut paluu fyysisempään työhön. Tutkimus ja pelien parissa työskentely on vienyt kuitenkin voiton!”

Pelatessa syntyy flow

Maisteriksi valmistuttuaan Kiili sai jatko-opinto-oikeuden Tampereen teknillisestä yliopistosta. Hän teki väitöskirjansa tekniikan alalta.

”Väitöskirjani liittyi oppimispelien suunnitteluun, minua kiinnosti etenkin pelatessa syntyvä flow-kokemus. Flow-kokemuksessa pelaaja keskittyy täysin pelin ongelmien ratkaisemiseen eivätkä mitkään ulkoiset tekijät häiritse pelaamista. Olet varmaan joskus uppoutunut pelaamiseen täysin? Silloin tavoitteet ovat selkeitä, haaste tuntuu sopivalta, pelaaminen sujuu hyvin, aika kuluu nopeasti, murheet unohtuvat ja pelaaminen tuottaa hyvän olon tunteen. Flow:ssa ihminen oppii asioita tehokkaasti, joten se kannattaa huomioida esimerkiksi oppimispelien suunnittelussa.”

Väiteltyään Kiili työskenteli professori Jari Multisillan tutkimusryhmässä (Advanced Multimedia Center, ACM) Porin yksikössä. Vuonna 2009 Kiili sai Suomen Akatemialta tutkijatohtorirahoituksen. Multisillan siirryttyä Cicero Learning -verkoston johtajaksi Kiili ryhtyi vetämään AMC:n tutkimusryhmää.

”Tutkimusryhmälläni on sen jälkeen ollut useita oppimispeleihin liittyviä hankkeita, ja vuonna 2015 päätimmekin muuttaa ryhmämme nimen TUT Game Labiksi.”

Vierailevana tutkijana Stanfordin yliopistossa

Kiili on vieraillut Stanfordin yliopistossa kolmeen otteeseen. Vuosina 2009 ja 2013 hänen tutkijavierailunsa kestivät muutaman kuukauden. Lukuvuonna 2014–2015 hän vietti Stanfordissa lähes vuoden.

Viimeisin vierailu liittyi Akatemian rahoittamaan projektiin.

”Työskentelin Stanfordissa erityisesti Keith Devlinin kanssa. Keith on arvostettu matemaatikko, joka on kiinnostunut matematiikan lisäksi peleistä. Tutkimme Keithin kanssa matematiikan pelien oppimisvaikutuksia ja pelien käyttökelpoisuutta arviointityökaluina.”

Kiili kertoo tutkijavierailunsa olleen avartava kokemus: ”Opin vierailun aikana todella paljon etenkin tutkimustulosten soveltamisesta käytäntöön.Tutkijoilla on usein taipumus tavoitella liian täydellistä tuotetta, jossa kaikki tutkimustulokset on huomioitu. Silloin on suuri vaara, että tuote ei valmistu ikinä ja se jää pöytälaatikkoon pölyttymään. Esimerkiksi oppimispeli tulisi nähdä palveluna, josta julkaistaan mahdollisimman nopeasti ensimmäinen versio ja peliä kehitetään jatkuvasti tutkimustulosten perusteella.”

Vierailunsa aikana Kiili muun muassa testasi murtolukuihin liittyvää peliä eräässä kalifornialaisessa koulussa.

”Yllätyin muutaman oppilaan palavasta halusta saavuttaa pelissä huippupisteet. Yksi oppilaista esimerkiksi piirteli mustalla tussilla pelaamista helpottavia apuviivoja tabletin reunoihin. Tämä oli minulle hyödyllinen huomio, koska lopulta päädyimme toteuttamaan samantyyppisen ominaisuuden itse peliin.”

Työrintamalla luvassa

Kiilillä on luvassa kiireinen vuosi.

”Olemme juuri saaneet tutkimusryhmäni kanssa uuden matematiikan oppimispelin valmiiksi ja luvassa on pelin testaamista Suomessa ja ulkomailla. Alustavasti testaamisesta on sovittu Saksassa, Virossa, Italiassa, ja Yhdysvalloisa. Pyrimme keräämän pelin avulla laajan aineiston, jonka analysoin ja kirjoitan tutkimustuloksista tieteellisiä julkaisuja. Pyrimme myös parantamaan peliämme tulosten perusteella. Yhteistyö Stanfordin yliopiston kanssa jatkuu ja vierailen tänäkin vuonna ainakin kerran Kaliforniassa.”

Teksti: Terhi Loukiainen
Kuvat: Kristian Kiili

Viimeksi muokattu 4.3.2016

Tietysti.fi on Suomen Akatemian sivusto, joka kertoo yleistajuisesti Akatemian rahoittamasta tutkimuksesta sekä tieteestä ja tutkimuksesta yleensä. Sivuille kootaan muun muassa tutkijahaastatteluita, tieteen yleisötapahtumia, tiedeuutisia ja tutkimuksesta kertovia taustajuttuja.

Seuraa meitä:

Ota yhteyttä

Suomen Akatemian viestintä
terhi.loukiainen@aka.fi

Lisätietoja Suomen Akatemiasta www.aka.fi