Digitaalinen maailma ja kivikauden aivot

Esipuhe

Tämä kirja on opettajille, opiskelijoille ja kaikille niille, jotka ovat kiinnostuneet IT-teknologian vaikutuksesta ihmisen käyttäytymiseen.

Teen rajauksen. Tieto- ja viestintäteknologiaan eli IT-teknologiaan kuuluvat pöytätietokoneet, kannettavat tietokoneet, tabletit, matkapuhelimet ja älypuhelimet. Teknologia ei ole hyvä eikä paha. Seppä takoo puukon, ja sillä voidaan surmata ihminen tai vuolla taideteos. Mutta kokematonta käyttäjää varoitetaan, että terä voi satuttaa. Ei seppää voi syyttää, jos vahinkoja sattuu. Sama koskee IT-teknologiaa. Sen hyödyt riippuvat siitä, miten sitä käytetään. En kirjoita edellä mainitun teknologian hyvistä puolista, niitä kirjoja on aivan tarpeeksi. Sosiaalisen median, lyhyesti somen, puolustajia löytyy aivan riittämiin. Mutta jos somen haitat tuodaan esiin, on jokaisen omalla vastuulla, miten somea käyttää. Sinä päätät, oletko isäntä vai orja. Oletan, että ihmisen tahto on vapaa, mutta tämän kirjan aivoja käsittelevän osan perusteella en ole siitäkään aivan sataprosenttisen varma.

Kirjan keskeinen ajatus on, että aivot ja älyteknologia eivät sovi yhteen. Ihmisaivojen kehittyminen kestää yli kaksikymmentä vuotta, ja aikuisena kaikki kokemamme muuttaa aivoja. Pelko, uteliaisuus ja mielihyvä ohjasivat kivikauden aivoja. Tämä tosiasia ei ole muuttunut. Kaupalliset yritykset ja somemaailma tietävät edellä mainitut tosiseikat. On helppo huijata kivikauden aivoja, kun tietää psykologian tutkimusten perusteella, kuinka se tehdään. Sovellukset koukuttavat opiskelijan muuhun kuin opiskeluun. Tähän voidaan lisätä somemaailmassa ulkopuoliseksi jäämisen pelko. Opettajiin vaikuttavat digiuskovaisten katteettomat lupaukset, jotka koskevat IT-teknologian oppimista edistäviä vaikutuksia. Koulutuksen digitalisaatiovaatimukset saavat päättäjät tekemään hätäisiä päätöksiä, jotka eivät perustu välttämättä tutkittuun tietoon.

Kouluihin IT-teknologia tuli hitaasti, ja sitä opetettiin erillisenä oppiaineena. Nimenä oli ATK eli automaattinen tietojenkäsittely. Fysiikan opettajana työurani viimeisinä vuosina IT-teknologia teki mahdolliseksi sellaisten demonstraatioiden esittämisen animaatioiden muodossa, joiden laitteistoihin koululla ei ollut varaa. Esimerkkinä on hiukkaskiihdytin ja ydinvoimala. Omassa väitöskirjatutkimuksessani ilmatyynyrata ja tietokoneavusteinen mittausjärjestelmä olivat korvaamaton apu newtonilaisen mekaniikan ilmiöiden opiskelussa. Tekniikan avulla voitiin toteuttaa sellaista pedagogiikkaa, jossa ensin pohdittiin ryhmissä mitä ilmiöstä tullaan havaitsemaan demonstraatiossa, ja vasta sitten suoritettiin demonstraatio. Näin voitiin haasta oppilaan ennakkokäsitykset.

Tässä kirjassa tutkijat ja asiantuntijat puhuvat. Tutkimuskirjallisuuden avulla he kertovat IT-teknologian vaikutuksista opiskeluun ja opettamiseen. Lukija voi perehtyä näihin väitteisiin runsaan lähdeaineiston avulla ja päättää, mitä mieltä on asiasta.

Ensimmäisen luvun otsikko Nyt ovat toiset ajat kiteyttää nykyajan väitteen tapahtuneesta muutoksesta. Tässä luvussa on kuvaus tänä päivänä kaikkialla havaittavasta ilmiöstä: ihminen ja käteen kasvanut kännykkä.

Toisessa luvussa käsitellään digitalisaation vaikutuksia. Teinit ja opiskelijat multitaskaavat eli yrittävät samanaikaisesti opiskella ja olla somessa. Mikä vaikutus tällä käyttäytymisellä on opiskelun tehokkuuteen? Koulu ei ole erillinen saareke yhteiskunnassa, ja voidaan jopa väittää, että sen kehittämisessä näkyvät poliittiset intohimot ja ajan muotivirtaukset. Toisen luvun lopussa käsittelen oppimisen ja opetuksen myyttejä. Niiden suurin ongelma on, että uskomusten tueksi löytyy arkielämästä riittävästi todisteita. Jos ostat sähköpyörän, alat nähdä ympärilläsi sähköpyöriä. Aikaisemmin et kiinnittänyt niihin mitään huomiota. Löydämme viitteitä sille, mihin uskomme. Näin näyttää olevan myös opetuksessa. Kysymys on vahvistusvinoumista, jotka tutkimus on osoittanut virheellisiksi tai vähintään harhaanjohtaviksi. Yllättävää on niiden sitkeys. Ne vaikuttavat opettajien ja opetuksen suunnittelijoiden ajatusmaailmaan.

Ensimmäisessä ja toisessa luvussa on kuvattu ilmiöt. Ilmiöiden selittämiseen tarvitaan teoreettinen viitekehys. Se kootaan luvuissa kolme, neljä ja viisi. Viitekehystä sovelletaan luvuissa kuusi ja seitsemän.

Ihminen on biologisen evoluution tulos. Neandertalinihminen ilmaantui noin puolimiljoonaa vuotta sitten ja erosi nykyihmisestä noin 40 000 vuotta sitten. Neandertalinihmisen aivojen tilavuus oli suurempi kuin nykyihmisellä. Sillä oli kyky rakentaa alkeellisia majoja, muokata nahoista vaatteita ja tehdä metsästystä varten keihäitä, mikä edellytti työkalujen valmistusta. Ilmeisesti tällä varhaisella sukulaisellamme oli kyky käsitellä tulta. Tämä kaikki viittaa siihen, että niissä olosuhteissa selviäminen edellytti meidän nykyisen tasomme älykkyyttä. Kolmas luku luo pohjan seitsemännelle luvulle, jossa tutkimustuloksia selitetään aivojen biologisen toiminnan viitekehyksessä. Tästä luvusta voi löytyä selitys myös opiskelijoiden ongelmiin kuten aikaansaamattomuuteen.

Voidaan aiheellisesti kysyä, miten voi olla mahdollista, että aivot synnyttävät sellaisen ilmiön kuin mieli. Eihän aivoissa ole mitään muuta kuin hermosoluja ja niitä yhdistäviä viejähaarakkeita, joissa informaatiota siirtävät sähköinen aktiopotentiaali ja kemialliset välittäjäaineet. Tähän suureen kysymykseen tämä kirja ei anna vastausta, mutta kannattaa silti perehtyä neljänteen lukuun, jossa tutustutaan aivojen tiedonkäsittelyyn eli kognitioon. Tämä edellyttää mielen mallintamista, joka toteutetaan kognitiivisen arkkitehtuurin avulla. Tarkastelenkin standardimallia, jossa kuvataan mallin rakenne ja prosessit. Erityinen huomio tässä kirjassa kohdistuu lukuihin, jotka koskevat tarkkaavaisuutta ja työmuistia. Ne ovat tärkeitä käsitteitä opiskelun että opetuksen kannalta. Tarkkaavaisuus ja työmuistin kapasiteetti asettavat rajat sille, mihin me pystymme. Kun tiedämme, miten ihmisen kognitio nykytietämyksen perusteella toimii, voimme ymmärtää somemaailman ilmiöitä. Neljännen luvun lopussa käsitellään lyhyesti oppimista aivojen muutoksena ja sekä kognitiivisina prosesseina. Perehdytään tarkemmin sekä kuvien että tekstin käyttämiseen opetuksessa. Neljännen luvun käsitteet auttavat ymmärtämään kuudennessa luvussa olevia multitaskauksen kognitiivisia selityksiä.

Viides luku on omistettu tekoälylle, joka on teknologisen evoluution tulos. Joudumme pohtimaan, mitä tarkoittaa älykkyys, ja voiko ihmisäly luoda itseään älykkäämpiä olioita. Teknologia mallintaa hermosolun toimintaa keinotekoisilla neuroneilla, joista voidaan muodostaa konnektionistisia verkkoja. Toisena esimerkkinä laskennallisista malleista on produktiosysteemi. Tänä päivänä oma älypuhelimesi tietää sinusta enemmän kuin läheisesi. Verkon algoritmi on oppinut sinusta.

Luvussa seitsemän esitän aivojen biologiseen toimintaan perustuvan näkemyksen, jonka mukaan pelko, uteliaisuus ja mielihyvä ohjaavat meitä verkkomaailmassa kuten tuhansia vuosia sitten kivikaudella. Aivot ovat kehittyneet niihin olosuhteisiin, eivät jatkuvaan informaatiotulvaan.

Kahdeksas luku on omistettu suomalaisen koulutuksen ongelmille. Koulutus ei ole erillinen saareke, joka toimii erossa muusta maailmasta. Samat ongelmat, jotka tulivat esille tutkimuskirjallisuudessa, koskevat myös suomalaista koululaitosta. Meillä puhutaan tietoyhteiskunnasta, mutta kun seuraa lehdistön kirjoittelua, on perusteltua kysyä, onko sille katetta. Osaaminen heikkenee, mutta milloin päättäjät sen myöntävät? Jos oppilas kuljetetaan yhteiskunnan kustannuksella kouluun ja hänelle annetaan kannettava tietokone, niin vielä ei ole opittu mitään, mutta rahaa on palanut paljon. Pitää palata koulun perustehtävään, tietojen ja taitojen opetukseen. Koulu vastaa opetuksesta ja koti kasvatuksesta....