Reetta Kyynäräisen kemian alan väitöstyö tutki, miten yliopisto-opiskelijat reagoivat tekemiinsä virheisiin, ja millaisia tunteita virheiden tekeminen opiskelijoissa herättää.
Tutkijalla ovat tuoreessa muistissa omatkin virheet ensimmäiseltä yliopiston laboratoriotyökurssilta. Kyynäräinen aloitti matemaattisten aineiden opettajaopintonsa Turun yliopiston kemian laitoksella syksyllä 2021.
Kyynäräisen tehtävänä oli mitata energiajuoman kofeiinipitoisuus. Kun hän oli parinsa kanssa huolellisesti uuttanut kofeiininäytteen liuoksesta, tapahtui virhe. Laboratorion kemikaalijätteeseen päätyikin mitattavaksi tarkoitettu näyteliuos, eikä kofeiininsa menettänyt energiajuoma.
– Ei auttanut kuin aloittaa koko homma alusta.
Väitöstyössään Kyynäräinen analysoi 3 000 vastaavanlaista oppimistilannetta vuosien 2023–2024 kemian laboratoriotyökursseilla. Käytössä oli uudenlainen tiedonkeruumenetelmä, jossa opiskelijat raportoivat kulloisetkin tuntemuksensa useaan otteeseen 3–4 tuntia kestävän laboratoriotyöskentelyn aikana.
– Mietin, että työskentelyn aikana tehdyt virheet voisivat olla kiinnostava näkökulma gradussa.
Työn ohjaaja piti ajatusta mielenkiintoisena, mutta epäili, että virheitä tuskin syntyy niin paljon, että tilastoanalyysillä niistä saisi paljoakaan irti.
Virheiden massiivinen määrä yllätti
Heti kun aineiston keruu oli päässyt vauhtiin, ohjaaja totesi skeptisyytensä olleen turhaa. Jo parin viikon datan keruun jälkeen Kyynäräinen päätti, että erinomaisen kiinnostavalta näyttävä graduaihe taitaakin laajentua väitöskirjaksi.
Gradun, ja myöhemmin väitöstyön yllättävin havainto oli virheiden massiivinen määrä. Opiskelijat raportoivat virheitä lähes joka kolmannessa laboratoriotyörupeamassaan. Niitä edeltävissä ennakkotehtävissä virheitä teki kaksi kolmesta vastaajasta.
– Se on todella paljon, varsinkin siihen nähden kuinka varautuneesti virheisiin suhtaudutaan, ja kuinka vähän niistä puhutaan, Kyynäräinen sanoo.
Vastaanottavaisimmillaan opiskelijat ovat hetkinä, jolloin ovat kiinnostuneita käsillä olevasta tehtävästä, tuntevat itsensä siinä taitaviksi sekä kokevat tehtävänsä haastavaksi. Jotkut puhuvat flow-tilasta.
Väitöskirjan ensimmäinen julkaistu tutkimus selvitti, miten virheet vaikuttivat opiskelijoiden sitoutumiseen meneillään olevaan harjoitustyöhön. Virheisiin reagointi oli hyvin yksilöllistä, mutta pitkään niitä ei yleensä harmiteltu. Usein vaikutus oppimistilanteeseen oli positiivinen, ja virhe sai ponnistelemaan kovemmin.
– Virheet voimistivat aktivoivia tunteita ja hetkellistä haastavuuden kokemusta, Kyynäräinen kertoo.
Tunteet pelissä
Väitöskirjan toinen tutkimusjulkaisu, Kyynäräisen oma suosikki, taas selvitti, millaisia tunteita tehdyt virheet opiskelijoissa herättivät. Tunteet ovat tärkeä osa oppimisprosessia, myös tekniikassa ja luonnontieteissä. Myönteiset ja motivoivat tunteet, kuten kiinnostus ja innostus, tukevat oppimista, kun taas voimakas ahdistus, stressi ja epäonnistumisen pelko voivat heikentää sitä.
Tilastoanalyysi paljasti, että tunnereaktiot olivat kovin yksilöllisiä. Virheet aiheuttivat negatiivisia tunteita, mutta usein nekin olivat laadultaan aktivoivia.
– Kiinnostava havainto oli, että virhetilanteissa vertaisapu koettiin positiivisempana ja neutraalimpana kuin opettajan apu.
Jos opettaja tuli hätiin, opiskelijoiden kokemus omasta osaamisesta laski.
Mitä johtopäätöksiä tuloksista voi vetää?
– Virheet kuuluvat väistämättä labratyöskentelyyn. Ne ovat keskeinen osa luonnontiedettä, ja luonnontieteilijäksi kasvamista, Kyynäräinen sanoo.
Kyynäräinen on valmis yleistämään havainnon kaikkeen oppimiseen, ehkäpä kaikkeen elämään. Teemme virheitä jatkuvasti.
– Ihmisillä on taipumuksena selittää ne parhain päin, että näinhän tämän pitikin mennä.
Älä arvostele virheitä
Väitöskirja sisältää pitkän listan suosituksia niin kemian laboratoriokurssin uudistamiseen kuin luonnontieteiden opetukseen.
Kursseilla kannattaa tarjota sopivasti haastavia tehtäviä, yhdistää teoriaa ja käytäntöä sekä antaa opiskelijoille aikaa ajatella ja ratkaista ongelmia ennen opettajan suoraa apua.
Opettajien taas pitäisi analysoida virheitä yhdessä opiskelijoiden kanssa ja korostaa niiden tarjoamia oppimismahdollisuuksia, ei antaa negatiivista palautetta niistä.
– Kun opiskelijat oppivat suhtautumaan virheisiin uteliaasti ja rakentavasti, ne muuttuvat turhautumisen lähteistä uuden oppimisen mahdollistajiksi. Tieteellisessä tutkimuksessakin oivallukset syntyvät usein yrityksen, erehdyksen ja uuden kokeilun myötä, Kyynäräinen toteaa.
Samat opit pätevät myös työelämässä, pohtii Kyynäräinen. Tehty virhe voi joskus osoittautua onnekkaaksi sattumaksi, joka on historian kuluessa johtanut esimerkiksi penisilliinin tai pikaliiman keksimiseen.
– Monet uudet innovaatiot ovat syntyneet vahingossa. Huomataan, että jokin asia, mitä ei alun perin oltu tekemässä, toimii.
Entä mikä on virhetutkijan neuvo pomotehtävissä toimiville?
– Olisi hyvä luoda ilmapiiri, missä virheet nähdään ihan positiivisena asiana.
Näin päästään virheiden karttelusta niistä oppimiseen.
– Virheistä ja epäonnistumisista ei pitäisi puhua synonyymeinä.
Tuoreena tutkijatohtorina hän kartoittaa Turun yliopiston uudessa tutkimushankkeessa yläkoulun opiskelijoiden oppimiskokemuksia väitöskirjassa hyviksi todetuin menetelmin.
Datankeruualustana toimii Suomen kouluissa käytössä oleva, Turun yliopistossa kehitetty Ville-oppimisympäristö.
Oppimiskokemuksiaan raportoivat kaikkiaan 250 fysiikan ja kemian opettajan oppilaat ympäri Suomen.
– Pystymme keräämään todella uniikin aiheiston. Sanoisin että tutkimusryhmämme on maailman parhaimmistoa tällaisen laadukkaan tilannekohtaisen datan keräämisessä.
Tulevaisuuden haaveena Kyynäräisellä oma tutkimusryhmä.
– Olisi hienoa päästä kehittämään uudenlaista tutkimussuuntaa, joka yhdistäisi näitä omia osaamisalueita, luonnontieteiden opetusta, kasvatuspsykologiaa ja oppimisanalytiikkaa.
Reilussa vuodessa tohtoriksi
Tutkija Reetta Kyynäräisen LinkedIn-profiili on 25-vuotiaalle varsin vaikuttava. FM, Matemaattisten aineiden opettaja, työkokemusta lukiossa ja yläkoulun opettajana, myyjänä sekä uimavalmentajana.
Uusin sulka hattuun on filosofian tohtori. Huhtikuisen väitöstilaisuuden vastaväittäjänä toimi projektioppimisen asiantuntija, yhdysvaltalaisprofessori Joseph Krajcik. Hän suositti lausunnossaan työlle arvosanaa kiittäen hyväksytty, mutta niitä ei enää Turun yliopistossa harmi kyllä jaeta.
Kyynäräisen väitöskirjatutkimuksen rahoitti valtakunnallinen EDUCA-Doc-tohtorikoulutuspilotti, joka tarjoilee päätoimista rahoitusta kolmessa vuodessa tohtoriksi valmistuville. Kyynäräinen oli ensimmäinen pilottiohjelmasta valmistunut. Hänen tohtoriopintonsa veivät vain vuoden ja kolme kuukautta.
– Rahoitus antoi mahdollisuuden keskittyä tutkimuksen tekemiseen, ja minulla oli tosi hyvät ohjaajat, selittää Kyynäräinen vauhdikasta valmistumistaan.
Reetta Kyynäräisen tie filosofian tohtoriksi
2001. Reetta Kyynäräinen syntyy Montrealissa, Kanadassa. – Lääkäri-isäni teki tuolloin postdoc-jaksoa Montrealissa.
2014. – Olen aina tykännyt tosi paljon matemaattisista aineista. Yläkoulussa innostuin fysiikasta ja varsinkin kemiasta.
– Ajattelin, että opettajuudessa yhdistyisi ihmisläheisyys ja oma intohimo matemaattisia aineita kohtaan. Äitini on kieltenopettaja.
2017. Lukioon Turun Kerttulin lukion urheilulinjalle.
2020. Biotekniikan opintoja suunnitteleva Kyynäräinen pääsee ylioppilaaksi.
2021. Päätyy opiskelemaan matemaattisten aineiden opettajaksi Turun yliopiston kemian laitokselle.
2024. Valmistuu maisteriksi.
Tammikuu 2025. Aloittaa kansallisen tohtorikoulutuspilotin rahoittamat tohtoriopinnot, tutkimus on jatkoa graduaiheelle.
Huhtikuu 2026. Kyynäräisen väitöstyö ”Moments of Mistakes: Students' Affective Responses in an Undergraduate Chemistry Laboratory Course” hyväksytään Turun yliopistossa.