ºÚÁÏÍø

Kemian ja materiaalitieteen laitos

Pedagoginen tutkimus

Pedagogisen tutkimuksemme tarkoituksena on kehittää innovatiivisia ja tehokkaita lähestymistapoja kemian tekniikan opiskelijoiden oppimisen ja hyvinvoinnin parantamiseksi.
Opiskelijoita luentosalissa katsomassa seinällä olevaa jaksollista järjestelmää, kannettavat tietokoneet edessään.

Pedagogiset tutkimusalueemme

  • Virtuaalilaboratoriot kemiantekniikan opetusta varten ().
  • Uudenlaiset opetus- ja arviointimenetelmät kemian ja materiaalitieteen alalla.
  • Opiskelijoiden hyvinvointi ja oppiminen kemiantekniikan aloilla.

Napsauta alla olevaa nuolta, niin saat lisätietoja kustakin osa-alueesta:

Aalto_University_Squad_students_May-2023_by_Aleksi_Poutanen_4754.jpg
Henkilö EEG-mittauslakki päässä istuu tietokoneen ääressä ja katsoo virtuaalista käytävää näytöllä.
A table with red paper, sticky notes, markers, scissors and tape, featuring words like 'Sustainability' and 'Nanomaterial'.

Virtuaalilaboratoriot

Virtuaalilaboratoriot edustavat keskeistä teknologiaa, joka auttaa meitä torjumaan perinteisiin laboratorioihin liittyviä korkeita kustannuksia, rajallisia resursseja sekä ajallisia paineita, jotka ovat johtaneet opiskelijoiden laboratoriotuntien vähenemiseen. Tarjoamme maksuttomia ja avoimesti saatavilla olevia virtuaalilaboratoriokoulutuksia yliopisto-, lukio- ja yläkoulutason kemian ja biologian opetukseen. Virtuaalilaboratorioitamme käyttää vuosittain yli 1300 opiskelijaa.​

  • Tutkimme 360° virtuaalilaboratorioympäristön vaikutusta bio- ja kemiantekniikan opetukseen.​
  • Käytämme pedagogisia, psykologisia ja neurologisia mittauksia tutkiaksemme virtuaalilaboratorioympäristöjen vaikutuksia opiskelijoiden oppimiseen, kokemuksiin ja emotiootioihin.​
  • Tutkimuksemme on osoittanut, että virtuaalilaboratoriot parantavat oppimista ja vähentävät jännitystä ja ahdistusta laboratoriotyöskentelyä kohtaan.

Virtuaalilaboratoriot ovat saatavilla

A person wearing an EEG cap sits at a computer, viewing a display with a virtual corridor.
Pöytä, jossa on punaista paperia, muistilappuja, tusseja, sakset ja teippiä, lappuihin on kirjoitettu sanoja kuten 'kestävyys' ja 'nanomateriaali'.
Aalto_University_Squad_students_May-2023_by_Aleksi_Poutanen_4754.jpg

Uudenlaiset opetus- ja arviointimenetelmät

STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics)-alojen kasvava opiskelijamäärä lisää painetta yliopiston opetushenkilöstölle vähentää opettajan ja opiskelijan välistä vuorovaikutusta ja turvautua tehottomiin oppimiskäytänteisiin, kuten massaluentoihin. Vastataksemme 70–200 opiskelijan ryhmien moninaisiin oppimistarpeisiin kehitämme opetustamme jatkuvasti ideoimalla uusia oppimis- ja arviointimenetelmiä.

  • Tutkimme, miten innovatiiviset opetusmenetelmät, kuten ohjattu tutkiva oppiminen ja käänteinen oppiminen, vaikuttavat oppimiseen, minäpystyvyyteen, motivaatioon ja opiskelijoiden käsityksiin opetus-oppimisympäristöstä.
  • Selvitämme myös, miten modernit arviointimenetelmät, kuten vertais- ja itsearviointi, vaikuttavat esimerkiksi oppimistuloksiin ja opiskelijan kokemuksiin.
  • Tuloksemme osoittavat, että jopa silloin, kun ohjattu tutkiva oppiminen ja käänteinen oppiminen skaalataan suuriin ryhmiin, ne silti parantavat oppimista ja opiskelijan kokemuksia.
A table with red paper, sticky notes, markers, scissors and tape, featuring words like 'Sustainability' and 'Nanomaterial'.
Aalto_University_Squad_students_May-2023_by_Aleksi_Poutanen_4754.jpg
A person wearing an EEG cap sits at a computer, viewing a display with a virtual corridor.

Opiskelijoiden hyvinvointi ja oppiminen

Opiskelijoiden hyvinvoinnista on tullut keskeinen tutkimusaihe, kun tietoisuus opiskelijoiden uupumuksen yleisyydestä on lisääntynyt. Ottamalla käyttöön opiskelijalähtöisiä opetustapoja, pyrimme hillitsemään uupumuksen lisääntymistä.

  • Tutkimme, miten opiskelijoiden hyvinvointi ja uupumus liittyvät kurssitasolla oppimiseen, oppimistapoihin sekä käsityksiin opetuksesta ja arvioinnista.
  • Hyödynnämme kehittyneitä tilastollisia menetelmiä, kuten latenttiprofiilianalyysiä ja lineaarisia sekamalleja, analysoidaksemme kemiantekniikan opiskelijoiden pitkittäiskyselyaineistoa.
  • Tuloksemme osoittavat, että reflektoimatonta oppimistapaa käyttävät opiskelijat kokevat keskimäärin enemmän opiskeluun liittyvää uupumusta.

Projektit

  • Influence of primetime learning and collaborative teaching on student and teacher self-efficacy in quantum mechanics, 2025 - ongoing 
  • Virtuaalilaboratoriot luonnontieteiden kielitietoiseen opetukseen yläkouluissa, Henkilökohtainen apuraha, Jenny ja Antti Wihurin rahasto, 2025 – 2026 (link ) 
  • NEURO-VR: Exploring Cognitive Dynamics: Effect of 360Ëš Virtual Laboratory Environments on Learning, Cognitive load, Emotional impact and Visual attention., Aalto Networking Platform Task Force, 2024 – 2026 
  • Apurahatutkijoiden laboratoriotyöturvallisuuden parantaminen virtuaalilaboratorioiden avulla, Apuraha, Maatalousyrittäjien eläkelaitos Mela, 2024 – 2025 
  • Virtuaalilaboratoriot kemian opetukseen lukioissa, 2020 – ongoing 
  • AALTOLAB, Online Hydrid Lab, 2020 (link ) 
  • Laboratory education virtualization, Online Hydrid Lab, 2019 (link ) 
  • Factors impacting student learning in chemical thermodynamics 2019 – ongoing 
  • A!Ole seed funding for the development of the chemical thermodynamics course at Aalto, 2019-2020 
  • A!Ole project funding for the development of a quantum chemistry bachelor’s course at Aalto, 2020-2021 
  • Funding from University of Helsinki, Tampere University and Aalto university (20 k€) for the collaborative development of peer assistant education videos, 2021 
  • Virtual Materials Chemistry Laborato

³Û³ó³Ù±ð¾±²õ³Ù²âötahot

  • Cognitive Neuroscience Research Team, Department of Neuroscience and Biomedical Engineering, Aalto University
  • Teacher Services, Aalto University (link here)
  • UNITE! University Alliance
  • Technical University of Munich
  • Philipps-Universität Marburg, Department of Chemistry
  • Università degli Studi di Torino, Department of Chemistry
  • Merilahden peruskoulu, Helsinki
  • Rantakylän yhtenäiskoulu, Mikkeli
  • Otaniemen lukio, Espoo
  • University of Helsinki, Centre for University Teaching and Learning (HYPE)

°¿±è¾±²Ô²Ôä³Ù±ð³Ù²âö³Ù

  • Lammi, R.-L. (2026). Opiskelijoiden vaihtoehtoiset käsitykset termodynamiikan ensimmäisestä ja toisesta pääsäännöstä, Bachelor's thesis, Aalto University, School of Chemical Engineering, Available  
  • Tuominen, E. (2025). Miten opettaa ongelmanratkaisua tekniikassa?, Bachelor's thesis, Aalto University, School of Chemical Engineering, Available  
  • Cardoso, L. (2025). Cognitive load analysis in a virtual laboratory online learning environment. Bachelor's thesis, Aalto University, School of Chemical Engineering, Available:
  • Auvinen, S. (2024). Ryhmädynamiikan vaikutus oppimistuloksiin laboratoriotyöskentelyssä, Bachelor's thesis, Aalto University, School of Chemical Engineering, Available  
  • Viitaharju, P. (2024). Applications of virtual laboratories in chemical engineering education, Doctoral thesis. Aalto University, School of Chemical Engineering, Available:

Palkinnot

  • Aalto University's Open Science Award 2024: AALTOLAB Team (Samuel Girmay, Jarno Linnera, Minna-Hanna Nieminen, Kirsi Yliniemi, Antti Karttunen)
  • Aalto CHEM Educational action of the year 2020: AALTOLAB Team (Panu Viitaharju, Samuel Girmay, Minna-Hanna Nieminen, Kirsi Yliniemi, Antti Karttunen)
     


 

Julkaisuja

Samuel Girmay, Kirsi Yliniemi, Minna Nieminen, Jarno Linnera, Antti J. Karttunen

Panu Viitaharju, Minna Nieminen, Jarno Linnera, Kirsi Yliniemi, Antti J. Karttunen

Susi Lehtola*, Antti J. Karttunen

Panu Viitaharju, Kirsi Yliniemi, Minna Nieminen, Antti J. Karttunen

Lauri J. Partanen*, Viivi Virtanen, Henna Asikainen, Liisa Myyry

Lauri J. Partanen, Liisa Myyry, Henna Asikainen

Lauri J. Partanen

Lauri Partanen

Girmay, S.; Mangayil, R.; Viskari, H.; Karttunen, A. J.

Girmay, S.; Yliniemi, K.; Nieminen, M.; Vilhunen, A.; Karttunen, A. J

Girmay, S.; Schönach, P.; Wilson, B.; Karttunen, A. J.; Yliniemi, K. J.

Girmay, S.; Mendoza-Franco, G.; Cardoso, L.; Jääskeläinen, I. P.; Kauppinen, T.; Nygren, A.; Sclearuca, M.; Sjöholm, T.; Karttunen, A. J.
  • ±Êä¾±±¹¾±³Ù±ð³Ù³Ù²â:
  • Julkaistu:
Jaa
URL kopioitu