Lisätyn todellisuuden käyttö kemian opetuksessa ja sen hyödyt kognitiivisen kuorman vähentämisessä
Niini, Pihla (2026-01-28)
Lisätyn todellisuuden käyttö kemian opetuksessa ja sen hyödyt kognitiivisen kuorman vähentämisessä
(28.01.2026)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026020210689
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026020210689
Tiivistelmä
Kemian opetus ja oppiminen on haastavaa oppiaineen abstraktin luonteen takia. Kemia pitää sisällään paljon mikro- ja makrotason ilmiöitä sekä erilaista symboliikkaa, jotka kaikki pitäisi osata yhdistää toisiinsa parhaan oppimistuloksen saavuttamiseksi.
Oppimisen aikana uusia asioita työstetään ensin työmuistissa tarvittavan usein, jonka jälkeen opitut asiat siirtyvät pitkäkestoiseen muistiin, josta ne voidaan myöhemmin noutaa tarvittaessa. Työmuisti jakaantuu kahteen vastaanottavaan yksikköön, fonologiseen kehään ja visuospatiaaliseen lehtiöön, joista molemmat ovat erikoistuneet eri muodossa vastaanotettavan tiedon käsittelyyn. Työmuistin kapasiteetti on kuitenkin rajallinen ja oppimisen aikana työmuistiin kohdistuvaa kuormitusta kutsutaan kognitiiviseksi kuormaksi. Kognitiivisen kuorman muotoja ovat yleinen, sisäinen ja ulkoinen, joista jälkimmäinen tarkoittaa oppimateriaalien läpikäymiseen kuluvasta työstä aiheutuvaa kuormaa.
Työmuistiin kohdistuvaa ulkoista kuormitusta pystytään kuitenkin vähentämään hyödyntämällä työmuistin molempia vastaanottavia yksiköitä ja suunnittelemalla oppimateriaalit visuaaliselta sisällöltään monipuolisemmiksi. On tutkittu, että tekstin ja videon yhdistäminen helpottavat aiheen ymmärtämistä ja oppimista.
Teknologian kehittyessä on suunniteltu työkalu, lisätty todellisuus, joka mahdollistaa erilaisten visuaalisten apuvälineiden yhdistämisen samaan työkaluun. Lisätyn todellisuuden avulla oppikirjojen sisältöihin pystytään lisäämään käytettävän AR-sovelluksen avulla kuvia, animaatioita ja 3D-kuvia, joiden kanssa opiskelijat voivat olla vuorovaikutuksessa pyörittäen ja zoomaillen.
Tutkimusten mukaan lisätty todellisuus on vaikuttanut positiivisesti vähentämällä opiskelijoiden ulkoisen kuorman määrää kemian opiskelussa. Tutkimukset osoittavat, että lisättyä todellisuutta pystytään käyttämään monipuolisesti erilasten ja -tasoisten aiheiden käsittelyssä, kuten esimerkiksi stereokemiassa ja laboratoriotyöskentelyssä. Lisätyn todellisuuden käyttö osana kemian opetusta vaatii kuitenkin vielä lisätutkimusta, erityisesti missä ja miten sen hyödyt saadaan parhaiten esille
Oppimisen aikana uusia asioita työstetään ensin työmuistissa tarvittavan usein, jonka jälkeen opitut asiat siirtyvät pitkäkestoiseen muistiin, josta ne voidaan myöhemmin noutaa tarvittaessa. Työmuisti jakaantuu kahteen vastaanottavaan yksikköön, fonologiseen kehään ja visuospatiaaliseen lehtiöön, joista molemmat ovat erikoistuneet eri muodossa vastaanotettavan tiedon käsittelyyn. Työmuistin kapasiteetti on kuitenkin rajallinen ja oppimisen aikana työmuistiin kohdistuvaa kuormitusta kutsutaan kognitiiviseksi kuormaksi. Kognitiivisen kuorman muotoja ovat yleinen, sisäinen ja ulkoinen, joista jälkimmäinen tarkoittaa oppimateriaalien läpikäymiseen kuluvasta työstä aiheutuvaa kuormaa.
Työmuistiin kohdistuvaa ulkoista kuormitusta pystytään kuitenkin vähentämään hyödyntämällä työmuistin molempia vastaanottavia yksiköitä ja suunnittelemalla oppimateriaalit visuaaliselta sisällöltään monipuolisemmiksi. On tutkittu, että tekstin ja videon yhdistäminen helpottavat aiheen ymmärtämistä ja oppimista.
Teknologian kehittyessä on suunniteltu työkalu, lisätty todellisuus, joka mahdollistaa erilaisten visuaalisten apuvälineiden yhdistämisen samaan työkaluun. Lisätyn todellisuuden avulla oppikirjojen sisältöihin pystytään lisäämään käytettävän AR-sovelluksen avulla kuvia, animaatioita ja 3D-kuvia, joiden kanssa opiskelijat voivat olla vuorovaikutuksessa pyörittäen ja zoomaillen.
Tutkimusten mukaan lisätty todellisuus on vaikuttanut positiivisesti vähentämällä opiskelijoiden ulkoisen kuorman määrää kemian opiskelussa. Tutkimukset osoittavat, että lisättyä todellisuutta pystytään käyttämään monipuolisesti erilasten ja -tasoisten aiheiden käsittelyssä, kuten esimerkiksi stereokemiassa ja laboratoriotyöskentelyssä. Lisätyn todellisuuden käyttö osana kemian opetusta vaatii kuitenkin vielä lisätutkimusta, erityisesti missä ja miten sen hyödyt saadaan parhaiten esille