Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Master's theses

Recent Submissions

  • Kokko, Laura (2024)
    Tämän tutkielman tavoitteena oli selvittää, millaisia virheitä ylioppilaskokelaat tyypillisimmin tekivät matematiikan ylioppilaskokeiden yhtälönratkaisun tehtävissä vuosina 2019–2022. Lisäksi tarkoituksena oli pohtia, miten tyypillisimmät virheet voitaisiin ottaa huomioon matematiikan opetuksessa. Tutkimuksen toteutusta varten valittiin viisi yhtälönratkaisun tehtävää. Tehtäviä valittiin sekä lyhyen että pitkän oppimäärän ylioppilaskokeista. Tutkielma alkaa teoriaosuudella, jonka alussa käydään läpi matemaattista ajattelua sekä matematiikan osaamista, mittaamista ja kehittämistä. Tämän jälkeen esitellään virheiden ja virhekäsitysten teoriaa. Teoriaosuuden lopussa tarkastellaan yhtälöiden opetusta Suomessa perusopetuksen ja lukion opetussuunnitelmien avulla. Tutkimuksessa käydään läpi ja analysoidaan viisi tutkielmaan valikoitua matematiikan ylioppilaskokeen tehtävää. Analysoinnissa keskitytään tarkastelemaan opiskelijoiden ratkaisuja, joista tunnistetaan ja luokitellaan tyypillisimmin esiintyneitä virhetyyppejä. Lopuksi pohditaan tapoja, joilla yhtälönratkaisun opetuksessa voitaisiin huomioida opiskelijoilla tyypillisimmin esiintyneitä virhetyyppejä.
  • Ahtonen, Jenni (2024)
    Tämä maisterintutkielma sisältää opetusmateriaalin Platonin kappaleita koskevan sisällön opettamiseen. Opetusmateriaali pohjautuu 5E-opetusmalliin, joka esitellään osana tutkielmaa. Tämän lisäksi siinä käydään läpi Platonin kappaleisiin liittyvää teoriaa sekä tarjotaan lisätietoa van Hielen teoriasta, joka on aviopari Dina van Hiele-Geldofin ja Pierre van Hielen kehittämä teoria geometrisen ajattelun kehittymisestä. Van Hielen teorian mukaan geometrisen ajattelun kehittyminen sisältää viisi toisistaan erillistä tasoa alkaen tasolta yksi, jolta se etenee yksi kerrallaan ylemmille tasoille. Van Hielen teoriaa on tutkittu laajasti ja useat tutkimukset pitävät sitä pätevänä. 5E-opetusmalli on Yhdysvalloissa 1980-luvulla luonnontieteiden ja terveystieteiden opetukseen kehitetty opetusmalli, joka pohjautuu konstruktivistiseen oppimiskäsitykseen ja liittyy tutkivaan oppimiseen. Konstruktivistisen oppimiskäsityksen mukaan oppiminen on seurausta oppijan aktiivisesta toiminnasta, jossa hyödynnetään aikaisempaa tietoa ja kokemuksia. Tutkiva matematiikan oppiminen puolestaan tarkoittaa sellaisten vuorovaikutuksellisten opetusmenetelmien hyödyntämistä, joissa käytetään tehtäviä, joihin oppilaille ei ole annettu valmiita ratkaisumenetelmiä. 5E-petusmalli sisältää viisi eri vaihetta: kiinnostuminen, tutkiminen, selittäminen, syventäminen ja arvioiminen, jotka toistetaan peräkkäin opetuksen aikana. Kiinnostumisen vaiheen tarkoituksena on herättää oppijan kiinnostus ja motivaatio opiskeltavaan aiheeseen. Tutkimisen vaiheessa oppilaat ratkaisevat tehtävää, jossa he hyödyntävät aikaisempia tietojaan ja hankkivat uutta tietoa opiskeltavaan aiheeseen liittyen. Selittämisen vaiheessa oppilaat selittävät ratkaisunsa tehtävään ja syventämisen vaiheessa oppimista syvennetään ja laajennetaan soveltavien tai syventävien tehtävien muodossa. Viimeisessä arvioimisen vaiheessa arvioidaan, miten hyvin oppimistavoitteet toteutuivat. 5E-opetusmalli soveltuu yksittäisten oppituntien tai isompien opetuskokonaisuuksien opetukseen. Tutkimustulosten mukaan opetusmallin avulla voidaan parantaa oppimistuloksia ja lisätä oppilaiden asenteita ja kiinnostusta luonnontieteitä ja matematiikkaa kohtaan. Platonin kappaleet ovat säännöllisiä monitahokkaita, joita on viisi kappaletta: tetraedri, kuutio, oktaedri, ikosaedri ja dodekaedri. Säännöllinen monitahokas on monitahokas, joka on kupera, sen tahkot ovat säännöllisiä yhteneviä monikulmioita ja sen jokaisesta kärjestä lähtee yhtä monta tahkoa. Todistuksessa, jossa todistetaan, että niitä on täsmälleen viisi, hyödynnetään Eulerin kaavaa kuperille monitahokkaille. Tutkielman lopussa esitellään Platonin kappaleisiin liittyvä opetusmateriaali, joka on suunniteltu 5E-opetusmalliin pohjautuen. Opetusmateriaalin tavoitteena on tuottaa lisämateriaalia lukiokoulutukseen. Aiheen käsittely aloitetaan kertaamalla jo ennestään tuttuja geometrian käsitteitä, josta hiljalleen edetään kohti todistusta, jossa todistetaan, että Platonin kappaleita on viisi. Opetusmateriaali sisältää neljä oppituntia ja tuntisuunnitelmat jokaiselle oppitunnille, joista jokainen noudattaa 5E-opetusmallin vaiheita. Tuntisuunnitelmien lisäksi opetusmateriaalissa esitellään kunkin oppitunnin tavoitteet, sisällöt ja tunneilla hyödynnettävät tehtävät.
  • Hietanen, Sara (2024)
    Kun suoraa ympyräkartiota leikataan tasolla, muodostuu tasokäyriä, joita kutsutaan kartioleikkauksiksi. Tässä maisterintutkielmassa tutustutaan kartioleikkauksiin sekä tutkitaan niiden esiintymistä koulumaailmassa. Tutkielma keskittyy surkastumattomiin kartioleikkauksiin eli ellipsiin, paraabeliin ja hyperbeliin. Jokainen surkastumaton kartioleikkaus esitellään täsmällisesti omassa luvussaan keskeisimpien määritelmien ja lauseiden kautta. Teoriaa havainnollistetaan kuvin ja esimerkein. Kartioleikkauksia tarkastellaan standardimuodon, parametriesityksen ja napakoordinaattiesityksen kautta. Perusopetuksen ja lukion opetussuunnitelman perusteissa surkastumattomista kartioleikkauksista mainitaan ympyrä ja paraabeli. Kartioleikkauksia voi havainnollistaa opetuksessa kontekstuaalisuutta, GeoGebraa, lisättyä todellisuutta ja matematiikkavälineitä hyödyntäen. Vuosina 2019–2024 matematiikan lyhyen oppimäärän ylioppilaskokeissa oli joitakin tehtäviä kartioleikkauksista, kun taas pitkän matematiikan ylioppilaskokeissa kartioleikkaustehtäviä oli lähes jokaisessa. Kevään 2021 ylioppilaskoe oli ainoa pitkän matematiikan koe, jossa ei esiintynyt yhtäkään tehtävää kartioleikkauksista. Kartioleikkaustehtäviä esiintyi kaikissa ylioppilaskokeen osissa, ja niistä oli sekä perustehtäviä että soveltavia tehtäviä.
  • Haaro, Niko (2024)
    Globaalin digitalisaation myötä myös Suomessa päätettiin toteuttaa ylioppilaskirjoitusten digitalisoiminen 2010-luvulla. Prosessi kesti monta vuotta, minkä tuloksena kaikki ylioppilaskokeet pystyttiin suorittamaan ensimmäisen kerran digitaalisina vuonna 2019. Kemian ylioppilaskoe järjestettiin ensimmäisen kerran digitaalisessa muodossa vuoden 2018 syksyllä. Tässä tutkielmassa käsitellään digitalisoitumisen vaikutusta kemian ylioppilaskoetehtäviin. Tutkimusaineistona käytettiin kahdeksaa ylioppilaskoetta, joista neljä oli järjestetty ennen ylioppilaskokeiden digitalisoitumista ja neljä digitalisoitumisen jälkeen. Tutkimuksella oli kaksi tavoitetta. Ensimmäisenä tavoitteena oli selvittää, kuinka paljon eri tehtävätyyppien esiintyminen kemian ylioppilaskokeissa oli muuttunut ylioppilaskokeiden digitalisoitumisen myötä. Toinen tavoite oli selvittää, miten kemian ylioppilaskokeiden tehtävät sijoittuivat uudistetun Bloomin taksonomian mukaiseen taksonomiataulukkoon ennen ja jälkeen ylioppilaskokeiden digitalisoitumisen. Tutkimuksessa hyödynnettiin tutkimuskirjallisuudesta löydettyjä malleja, joiden avulla koetehtävät luokiteltiin. Käytetyt mallit olivat tehtävätyyppien luokittelumalli ja uudistetun Bloomin taksonomian mukainen taksonomiataulukko. Tehtävätyyppien luokittelumalli jakoi kemian koetehtävät useaan eri luokkaan, joiden pääluokat olivat valintatehtävät ja tuottamistehtävät. Taksonomiataulukko koostui tiedon ja kognitiivisen prosessin dimensioista, jotka muodostivat yhteensä 24 eri yhdistelmäluokkaa. Tutkimustulosten mukaan tehtävätyyppien esiintyminen muuttui useissa eri tehtävätyyppien luokissa. Monivalintatehtävien esiintymismäärät kasvoivat eniten, kun taas symbolisten tehtävien määrät laskivat eniten. Taksonomiataulukossa koetehtävät luokittuivat yhteensä seitsemään yhdistelmäluokkaan. Luokan Arvioida-Menetelmätieto tehtävien esiintymiset laskivat eniten ja luokan Luoda-Menetelmätieto tehtävien esiintymiset kasvoivat eniten. Koska täysin digitaalista ylioppilastutkintoa on järjestetty vasta viisi vuotta, on tärkeää tutkia lisää digitalisoitumisen aiheuttamia vaikutuksia, joita se tuo mukanaan ylioppilaskokeisiin ja kemian opetukseen. Tästä syystä jatkotutkimusmahdollisuudeksi esitetään vastaavan tutkimuksen tekemistä kemian ylioppilaskokeista, jotka on toteutettu uudemman opetussuunnitelman ajanjaksolla.
  • Tuoresjärvi, Tarja (2024)
    Kemian opetuksen yhtenä suurimpana haasteena on viimeisen 20 vuoden ajan pidetty sitä, että nuoret eivät koe kemian opiskelua heidän oman elämänsä näkökulmasta merkitykselliseksi. Keskeisinä syinä tähän opetusalalla vallitsevaan ongelmaan on esitetty liian laajaksi paisuneita opetussuunnitelmia, irrallisiksi kokonaisuuksiksi jääneitä oppiainesisältöjä, opiskeltavien asioiden riittämätöntä painotusta opetuksessa sekä tiedon siirrettävyyteen liittyviä haasteita. Nämä haasteet ovat johtaneet siihen, että nuoret sitoutuvat heikosti kemian opiskeluun. Yleisesti kuitenkin tiedetään, että kemiaa tarvitaan tulevaisuuden haasteiden ratkaisemisessa. Tämän takia on tärkeää, että kemian tietojen ja taitojen osaaminen säilyy ja siirtyy yhteiskunnassa sukupolvelta toiselle. Tämän maisterintutkielman aiheena on kehittämistutkimus beetakaroteenin (β-karoteeni) eristämisestä ja analysoimisesta. Tutkielman tavoitteena on kehittää lukio-opetukseen soveltuvaa opetusmateriaalia, jossa hyödynnetään luonnonaineen eristämisen kontekstia. Tutkimuksen avulla vastataan seuraaviin kysymyksiin: 1. Miten β-karoteenia voidaan hyödyntää kemian kokeellisissa töissä? 2. Miten vitamiineja/β-karoteenia on käsitelty lukion kemian opetukseen suunnatuissa opetusmateriaaleissa? 3. Millaisia mahdollisuuksia ja haasteita β-karoteenin eristämistä ja analysoimista käsittelevään projektityöhön liittyy kemian opettajien mielestä? Kehittämistutkimus toteutettiin yksiosaisen kehittämissyklin mukaisesti. Tutkielman teoreettisessa ongelma analyysissä tarkasteltiin ensin β-karoteenin kemiaa ja tutustuttiin erilaisten opetusmenetelmien haasteisiin ja mahdollisuuksiin opetuksessa. Empiirisessä ongelma-analyysissä tutkimuksen tarve perusteltiin tarveanalyysin avulla. Tarkasteltavina oppimateriaaleina tutkimuksessa toimivat neljän lukion kemian oppikirjasarjan mukaiset oppikirjat sekä kolme kemian opetusalan tieteellistä julkaisua. Empiirisen ongelma-analyysin jälkeen tutkielmassa siirryttiin opetusmateriaalin kehittämiseen. Tutkielman lopussa kehittämistuotoksen haasteita ja mahdollisuuksia opetuksessa kartoitettiin haastattelemalla yhteensä viittä kemian opettajaa. Tutkimuksen teoreettisessa ongelma-analyysissä havaittiin, että β-karoteeni soveltuu aiheena lukion kemian opetussuunnitelman perusteissa asetettujen keskeisten sisältöjen opiskeluun. Keskeisiä sisältöjä joihin β-karoteenin käsittely voidaan opetuksessa yhdistää ovat liukoisuus, orgaaninen kemia sekä aineiden erotus- ja analyysimenetelmät. Oppikirja-analyysin lähtöoletuksena oli se, että vitamiinien esiasteisiin lukeutuvaa β-karoteenia ei käsitellä paljon lukion kemian oppikirjoissa. Tämän vuoksi tutkimuksessa tarkasteltiin laajemmin, miten vitamiinien aihealuetta on käsitelty lukion kemian oppikirjoissa. Tutkimuksessa havaittiin, että vitamiineja käsiteltiin määrällisesti eniten kirjojen tehtävä- ja teoriaosioiden yhteydessä. Kokeellisten töiden yhteydessä vitamiinien käsittely oli oppikirjoissa huomattavasti vähäisempää. Empiirisen ongelma-analyysin pohjalta tutkimuksessa nähtiin tarve kehittää sellaista opetusmateriaalia, joissa vitamiinien aihealuetta hyödynnetään myös kokeellisissa töissä. Kehitetyn opetusmateriaalin mahdollisuuksina nähtiin muun muassa yhteyksien luominen, monialainen yhteistyö ja kemian tutkimuksessa käytettävien modernien tutkimusmenetelmien esitteleminen oppilaille. Opetusmateriaalin käyttöön liittyviä haasteita olivat resursseihin, työturvallisuutteen ja aikaan liittyvät seikat. Tutkimuksen johtopäätöksenä on se, että vitamiinien aihealuetta käsittelevää opetusmateriaalia on tarpeellista kehittää lisää tulevaisuudessa. Vitamiinit ovat oppilaiden arkielämästä tuttuja yhdisteitä, joita voidaan hyödyntää uusien kemian käsitteiden opiskelussa. Lisäksi aikaisempien tutkimusten perusteella tiedetään, että ihmisen biologiaan liittyvät aiheet kiinnostavat sekä tyttöjä että poikia.