Fysiikka mielletään helposti teoreettiseksi oppiaineeksi, vaikka se onkin lähtökohdiltaan kokeellinen tieteenala. Kokeellisen toiminnan järjestäminen luokkahuoneessa voi kuitenkin olla haastavaa, etenkin modernin fysiikan aihepiirissä. Avoin hiukkasfysiikan tutkimusdata mahdollistaa kokeellisuuden ja aidon tutkimuksen tekemisen hiukkasfysiikan parissa. Hyödyntämällä tutkivan oppimisen pedagogiikkaa voidaan tiedonkäsittelytaidot, yhteistyötaidot ja hiukkasfysiikka yhdistää luokkahuoneessa toteutettavaksi toiminnaksi.
Tutkielma toteutettiin kehittämistutkimuksena, joka muodostui kahdesta kehittämissyklistä. Tutkimuksen kehittämisvaiheisiin sisältyivät Masterclass-tapahtuman yhteydessä suoritettu tapaustutkimus sekä fysiikan lukio-opettajille suunnattu kyselytutkimus. Kyselytutkimuksen avulla pyrittiin selvittämään fysiikan lukio-opettajien suhtautumista avoimen hiukkasfysiikan tutkimusdatan opetuskäyttöä kohtaan.
Opettajakyselyn tulosten perusteella avoin hiukkasfysiikan tutkimusdata soveltuisi hyvin lukio-opiskeluun. Aihe-alue kiinnosti selkeästi opettajia ja aiheen uskottiin kiinnostavan myös opiskelijoita. Suurin osa (80,3%) olisi valmis hyödyntämään opetuksessaan avointa hiukkasfysiikan tutkimusdataa. Opetusta kehitettäessä tulisi opettajien kokemusten perusteella huomioida ajankäytölliset rajoitteet, tietotekniset rajoitteet, opiskelijoiden erilaiset taito-, tieto- ja motivaatiotasot, opettajan tietotason asettamat haasteet, materiaalin hyvä ohjeistus sekä opetuksen keskittyminen ydinainekseen. Lisäkoulutukselle ja etenkin suomenkieliselle tukimateriaalille olisi tutkimuksen perusteella tarvetta. Avoin hiukkasfysiikan tutkimusdata soveltuisi opettajien mielestä hyödynnettäväksi useallakin eri fysiikan kurssilla ja muutamalla pitkän matematiikan kurssilla. Aikataulullisten resurssien rajallisuus rajoittaisi aiheen parissa käytettävän ajan Aine ja säteily -kurssilla vajaaseen kahteen oppituntiin. Fysiikan koulukohtaisilla kursseilla opettajat olisivat valmiita käyttämään aiheen parissa jopa noin kahdeksan oppituntia.
Riittävillä tuki- ja ohjaustoimilla sekä suomenkielisen, luokkatilanteeseen soveltuvan materiaalin kehittämisellä avointa hiukkasfysiikan tutkimusdataa olisi mahdollista hyödyntää laajemminkin lukioiden matemaattis-luonnontieteellisillä kursseilla. Aihe voisi osaltaan edesauttaa fysiikan opiskelijoiden lukumäärän lisäämistä sekä opiskelijoiden sukupuolten välisen jakauman tasoittamista.
Tutkimuksen tuloksena syntyi visioita avoimen hiukkasfysiikan tutkimusdatan hyödyntämisestä opetuksessa. Kehittämisen tuloksena muotoiltiin didaktinen rekonstruktio avoimen hiukkasfysiikan tutkimusdatan opetuskäytöllisestä hyödyntämisestä käyttäen esimerkkinä avointa, hiukkastutkimuskeskus Cernin CMS-kokeesta saatavaa tutkimusdataa. Tutkimuksen kautta saatiin myös tietoa fysiikan lukio-opettajien suhtautumisesta hiukkasfysiikkaan, tietoa hiukkasfysiikan opetuksesta lukioissa sekä tietoa opiskelijoiden suhtautumisesta informaaliin hiukkasfysiikan opetukseen Masterclass –tapahtuman yhteydessä.
