Suomen ylioppilastutkinto sähköistyy vaiheittain vuosien 2016 ja 2019 välillä. Matematiikan kokeet sähköistetään kokeista viimeisenä. Mediakeskustelua hallitsevan käsityksen mukaan tekniikka ei ole vielä kehittynyt niin paljon, että sen käyttäminen olisi vaivatonta kokelaalle matematiikan kokeessa. Tutkimuksen mukaan valtaosa lukiolaisista tahtoisi tehdä nimenomaan matematiikan kokeen vielä perinteisin menetelmin. Tämän takia on tärkeää pohtia, mitä tieto- ja viestintätekniikalla on tarjota matematiikan ylioppilaskokeelle sekä myös matematiikan lukio-opetukselle. Olennaista olisi löytää ne työvälineet, jotka ovat välttämättömiä lukiolaiselle matemaattiseen työskentelyyn. Työkalujen tulisi olla sellaisia, että niiden käyttö on lukiolaiselle helppoa ja tehokasta. Ylioppilaskokeessa sallituista ohjelmistoista tässä työssä on valittu tutkittavaksi GeoGebra-niminen dynaaminen matematiikkaohjelmisto.
Työn ensimmäisessä osuudessa perehdytetään lukija ylioppilastutkinnon sähköistämiseen. Läpi käydään Suomen ylioppilaskokeen sähköistämisen aikataulua, käyttöön soveltuvan laitteiston ja ohjelmistojen esittelyä sekä erityishuomioita juuri matematiikan sähköistyvään kokeeseen liittyen. Tässä osuudessa esitellään myös muiden eurooppalaisvaltioiden käytäntöjä matematiikan sähköisistä koejärjestelmistä. Ennen varsinaista tutkimusosuutta tutustutetaan lukija käytettävyystutkija Jakob Nielsenin yleiseen käytettävyysteoriaan, jota hyödynnetään työssä myöhemmin.
Varsinaista tutkimusosuutta pohjustetaan määrittelemällä matemaattisten työvälineiden kriteeristö, joka perustuu voimassaolevaan lukion opetussuunnitelman perusteisiin sekä Ylioppilastutkintolautakunnan määräyksiin nykyisessä matematiikan ylioppilaskokeessa. Laaditun kriteeristön osat ovat algebralliset, laskennalliset, graafiset, todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen sekä logiikan työvälineet opetussuunnitelmaan perustuen, minkä lisäksi listaa täydennetään Ylioppilastutkintolautakunnan määräysten nojalla puhtaaksikirjoitusvälineillä, laskimella ja kaavakokoelmalla.
Varsinainen tutkimusosuudessa GeoGebran työalueiden (algebraikkuna, CAS, laskentataulukko, piirtoalue) työvälineitä ja komentoja luodataan edellä mainitun kriteeristön läpi. Tarkoitus on selvittää, miten GeoGebran välineistö soveltuu matematiikan sähköisen ylioppilaskokeen ratkaisemiseen. Ylioppilaskokeen tehtävien pitäisi suoraan pohjautua opetussuunnitelman sisältöön.
GeoGebran käytettävyyttä tutkitaan tarkistelemalla Nielsenin käytettävyyden elinkaaren osatekiijöitä. Lisäksi yhtä Nielsenin edullisen käytettävyyssuunnittelun meneltelmää – heuristista läpikävelyä eli asiantuntijan tekemää ohjelmistotarkastelua – on käytetty ohjelmiston käytettävyysongelmien listaamiseksi. Nielsenin mainitsemista jokaisen ohjelmiston tärkeistä ominaisuuksista on tutkittu käyttäjälle sopivaa kieltä, käyttöohjeita ja tukea sekä yhtenäisyyttä.
Lopuksi pohditaan tieto- ja viestintätekniikan vaikutusta laajemmin lukiomatematiikan opetukseen. Keskeisimpinä tuloksina havaittiin, että GeoGebran työvälineiden avulla on mahdollista ilmaista lähes kaikkia opetussuunnitelman osa-alueita. Suurimmat puutteet ilmenivät kolmiulotteisen avaruuden mallintamisessa ja puhtaaksikirjoittamisessa. GeoGebra ei kuitenkaan ole ainut sallittu työväline ylioppilaskokeessa, joten muiden ohjelmistojen työvälineillä on mahdollista kompensoida puutteita. Yleisesti ottaen GeoGebran käytettävyys oli hyvä. Ajoittain käytettävyysongelmia koitui muun muassa komentojen toimimattomuudesta ja suoritusnopeuden hidastumisesta. Tutkimuksen tuloksia ei voida kuitenkaan suoraan yleistää, sillä tutkimuksessa ei tehty esimerkiksi lainkaan käyttäjätestausta lukiolaisilla.
Tutkimuksen tarkoituksena oli tehdä alustava selvitys siitä, miten GeoGebraa voisi hyödyntää, kun matematiikan ylioppilaskoe tehdään sähköisesti. Tutkimuksen perusteella molemmilla ohjelmilla on mahdollista suorittaa ylioppilaskoe kokonaisuudessaan. Voidaan olettaa, että sähköisen ohjelmiston käyttö matemaattisten tehtävien ratkaisemiseen ja vastauksen muotoilemiseen helpottuu, kun niiden käyttöä harjoitellaan.
