Browsing by discipline "Fysiikan opettajan koulutus"
Now showing items 41-44 of 44
-
(2016)Tässä tutkimuksessa käsitellään oppilaiden mekaniikan käsitteellistä osaamista. Tarkemmin osaamista tarkastellaan yläasteikäisten keskuudessa. Erityisesti tarkasteluun on otettu Newtonin liikelakien ymmärtäminen. Teoriaosuudessa tarkastellaan fysiikan opetuksen merkitystä, fysiikan tavoitteita kouluaineena, fysiikkaan liittyviä ennakkokokäsityksiä, fysiikan käsitteiden väärin ymmärryksiä, sekä oppimisvaikeuksia yleisesti. Perusopetuslaki ja opetussuunnitelma antavat fysiikan opetukselle raamit, joten edellä mainittuja asioita peilataan näiden kautta. Peruskoulun mekaniikkaan liittyviä käsitteitä ja termejä käsitellään sillä tasolla, kuin ne voidaan peruskoulussa ottaa esille. Tutkimuksen keskeinen osa on kyselytutkimus. Kysely suoritettiin kahdessa Uudenmaan koulussa syksyllä 2015. Kyselyyn osallistui 148 oppilasta, jotka olivat peruskoulun 7.-9. luokalla. oppilasryhmiä oli 15. Kysymykset liittyivät mekaniikan käsitteelliseen osaamiseen. Newtonin liikelait ovat koulufysiikassa mekaniikan opetuksessa keskeisessä osassa. Tästä syystä kysymyksissä on keskitytty nimenomaan Newtonin liikelakien ymmärtämiseen. Kyselyssä kysyttiin myös oppilaiden parhaaksi havaitsemiaan oppimistapoja, sekä tuen tarvetta fysiikan opiskelussa. Tutkimuksessa saatujen tulosten perusteella oppilaat osaavat löytää monivalintatehtävistä helposti oikean ratkaisun. Avoimiin kysymyksiin vastaaminen on heikompaa. Oppilaat vastaavat näihin kysymyksiin vaillinaisesti, virheellisesti ja käyttävät oppimiaan fysiikan termejä väärissä yhteyksissä. Oppilaat nimesivät parhaiksi oppimismenetelmiksi kokeellisten töiden tekemisen sekä opettajan opetuksen kuuntelemisen. Tähän tutkimukseen osallistuvien oppilaiden tuen tarve oli kovin vähäistä.
-
(2017)Tämän tutkimuksessa tarkastellaan yliopisto-opiskelijoiden käsityksiä kvanttifysiikan ontologisesta rakenteesta ja taipumuksia jäsentää kvanttifysiikan käsitteellistä ainesta. Opiskelijoiden käsityksiä kvanttifysiikasta hahmotettiin opiskelijoiden ilmaisemien kvanttiolio-ontologioiden kuvauksien kriittisen arvioinnin kautta. Fysiikan opetuksen tutkimuksessa ollaan kiinnostuneita siitä, millä tavalla opiskelijat jäsentävät fysiikan erilaiset käsitteelliset kokonaisuudet ja millaisia nämä kokonaisuudet ovat laadultaan. Fysiikan opetuksen järjestelyjä on kritisoitu siitä, että ne kiinnittävät paljon huomiota fysiikan laskennalliseen puoleen, kun taas käsitteellisten ymmärryksen tukeminen jää vähemmälle huomiolle. Aiemmat tutkimukset osoittavat tämän taipumuksen vaivaavan erityisesti kvanttifysiikan opetuksen järjestämistä. Opiskelijoiden käsityksiä kvanttifysiikan ontologisesta sisällöstä arvioidaan Balibarin ja Levý-Leblondin esittämän fysiikan ontologisten ominaisuuksien kategorisaatioiden mukaan. Opiskelijoiden käsityksiä kvanttiolio-ontologioista verrataan muutamaan Kiddin esittämään historiallis-tieteelliseen –malliin. Opiskelijoiden mallien mielekkyyttä edelleen arvioidaan suhteessa näihin tunnettuihin malleihin. Tutkimus toteutettiin verkkokyselytutkimuksena fysiikkaa pää -ja sivuaineena opiskeleville henkilöille eri opintojen eri vaiheissa. Kysely teetettiin opiskelijoille, jotka suorittivat perus -ja aineopintotason kvanttifysiikan kursseja. Vastaajista valtaosa oli matemaattisia luonnontieteitä pääaineena opiskelevia. Analysoitujen vastausten lukumäärä oli 143. Aineiston analyysissä hyödynnettiin ontologisten ominaisuuksien mielekkyyttä mittaavia erityisiä operationalisoituja tunnuslukuja. Aineiston analyysissä hyödynnettiin eksploratiivista ja konfirmatorista faktorianalyysiä perinteisen tunnuslukuanalyysin tukena. Tutkimus osoittaa opiskelijoiden olevaan kykeneviä tunnistamaan historiallis-tieteellistä kvanttiolio-ontologia –malleista ainoastaan klassisen fysiikan hiukkasontologian. Tämän lisäksi merkittävä enemmistö opiskelijoista ei osoittanut kykenevänsä soveltamaan muita opetuksessa käytettäviä kvanttiolio-ontologia –malleja johdonmukaisesti. Tämän lisäksi tutkimus osoittaa suurimman osan opiskelijoista ymmärtävän ambivalentisti tiettyjä kvanttifysiikan ontologisia ominaisuuksia, joista merkittävimmät ovat olion lokaalius ja olemassaolo ontologisina kategorioina. Myös tietyt kvanttifysiikan käsitteet, erityisesti Heisenbergin epätarkkuusperiaate, eivät jäsentyneet mielekkäänä osana opiskelijoiden ilmaisemaa kuvaa kvanttifysiikan ontologisesta rakenteesta.
-
(2013)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.
-
(2016)Määrittelin Bloomin uudistettua taksonomiaa ohjeena pitäen luokitteluperusteet ylioppilastutkinnon fysiikan koetehtäville. Niiden avulla määritin kullekin kevään 2006–2015 ylioppilastutkinnon fysiikan koetehtävälle sen hyväksyttävästi vastaamisessa vaadittavat tiedon- ja sen käsittelyntasot eli Bloomin luokat. Koetehtävät painottuivat ymmärtää-tasolle ja pelkästään muistaa-tason tehtäviä oli hyvin vähän. Koetehtävien vaikeuden arvioimiseen käytin klusterianalyysiä. Syöttötietona oli tehtävän pistejakauma ja siihen vastaamatta jättäneiden lukumäärä. Klusterien tulkitsin edustavan kolmea vaikeusastetta: helpot, helpohkot ja vaikeat. Vaikeusasteen ja Bloomin luokan yhteyttä tutkin Fisherin tarkalla testillä. Tuloksista kävi ilmi, että korkeimpien Bloomin luokkien tehtävät kuuluivat vaikeat-klusteriin. Lisäksi tutkin alustavasti vaikeat-klusterin osajoukkoa, jonka tehtävissä ilmeni ei-toivottuja ominaisuuksia.
Now showing items 41-44 of 44