Opiskelija käyttää uutta oppiessaan jo olemassa olevia käsityksiään oppimisen pohjana. Tämä takia opetuksessa tulisi huomioida opiskelijoiden käsitykset. Nämä käsitykset eivät yleensä ole yhteneviä tieteellisten käsitteiden kanssa. Oikein suunnatulla opetuksella nämä käsitykset voidaan saada kuitenkin lähenemään yleisesti hyväksyttyjä tieteellisiä käsitteitä.
Tässä tutkimuksessa haluttiin selvittää yliopisto-opiskelijoiden käsityksiä tasavirtapiireistä ja erityisesti jännitteestä ja sähkövirrasta, sekä näiden käsitysten rakenteista. Tutkimuskysymyksiä oli neljä. 1. Millaisia selittäviä malleja voidaan havaita? 2. Millaisia kausaalisia suhteita voidaan tunnistaa? 3. Millaisia käsitteitä ja millä nimillä niitä voidaan tunnistaa? 4. Mitä ominaisuuksia opiskelijat liittävät käsitteisiin?
Tutkimuksen aineisto kerättiin tutkimushaastattelun keinoin. Haastattelut toteutettiin noin kolmen hengen ryhmissä ja haastattelijoita oli kaksi. Haastateltavat olivat fysiikkaa sivuaineenaan opiskelevia opettajaopiskelijoita (N=20) sekä sähkömagnetismin peruskurssilaisia (N=11). Haastattelu oli avoimen ja teemahaastattelun välimuoto. Siinä oli tutoriaalitehtävistä koostuva runko, mutta haastattelijoilla ei ollut valmiita kysymyksiä, vaan haastattelu eteni opiskelijoiden selitysten mukana. Tutoriaalitehtävissä opiskelijoita pyydettiin laittamaan kytkentäkaavioin esitettyjen virtapiirien lamput kirkkausjärjestykseen. He saivat ensin pohtia ratkaisujaan itsenäisesti ja sitten selittivät ajattelunsa muulle ryhmälle. Tämän jälkeen he rakensivat virtapiirit ja vertasivat ennusteitaan havaintoihin.
Videoidut haastattelut litteroitiin ja aineiston laadullinen analyysi suoritettiin aineistolähtöisesti. Aineistosta poimittiin opiskelijoiden käyttämät käsitteet ja niihin liitetyt ominaisuudet. Lisäksi tunnistettiin käsitteiden välisiä eritasoisia kausaalisuhteita. Aineistosta löytyi myös eksemplaarinomaisten yksinkertaisten mallien luokka sekä käsitteitä rajoittavia skeemoja. Näin puretusta aineistosta löydettiin kuusi eritasoista selitysmallia ensimmäiseen haastattelutehtävään liittyen. Havaittiin, että mitä kehittyneempi selitysmalli oli, sitä paremmin käsitteet jännite ja sähkövirta olivat eriytyneet. Lisäksi edistyneemmissä selitysmalleissa esiintyi enemmän käsitteiden välisiä kausaalisuhteita.
