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

Browsing by master's degree program "Magisterprogrammet för ämneslärare i matematik, fysik och kemi"

Sort by: Order: Results:

  • Väli-Torala, Venla (2023)
    Tavoitteet. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää inkluusion vaikutusta työrauhaan ja oppimistuloksiin perustuen yläkoulun opettajien kokemuksiin matematiikan opetuksessa. Inkluusio on viime aikoina puhuttanut paljon koulumaailmassa ja mediassa, sitä tutkitaan ja siitä kerätään kokemuksia, tietääksemme onko inklusiivinen koulu oikea kehityssuunta suomalaisessa peruskoulujärjestelmässä. Julkinen mielipide ja omat kokemukseni aiheesta olivat pääosin negatiivisia, joten hypoteesina oli, että inkluusio heikentää oppimistuloksia ja työrauhaa luokissa. Inkluusion perimmäinen ajatus tasa-arvoisesta ja yhdenvertaisesta koulumaailmasta on arvokas ja nykyinen kehitys pohjaa kansainvälisiin sopimuksiin. Nykyinen malli ei kuitenkaan nähdäkseni ole ainoa tapa toteuttaa inklusiivista opetusta. Aiempia tutkimuksia on inkluusiosta, muttei niinkään matematiikan opetukseen liittyen. Menetelmät. Tutkimukseen osallistui 47 luokkien 7.–9. matemaattisten aineiden opettajaa ympäri Suomea. Aineistoa kerättiin opettajille teetetyn kyselytutkimuksen avulla. Kysely sisälsi taustatietojen lisäksi sekä monivalinta- että vapaa teksti -kysymyksiä. Aineistoa analysoitiin pääosin laadullisesti, mutta joitain ilmiöitä kuvattiin myös määrällisin menetelmin. Analyysi on fenomenografinen, koska siinä paneuduttiin nimenomaan opettajien omiin kokemuksiin. Tulokset ja johtopäätökset. Suurin osa kyselyyn vastanneista opettajista oli sitä mieltä, että inkluusio on vaikuttanut negatiivisesti sekä oppimistuloksiin että työrauhaan luokissa. Monet avoimet vastaukset kuitenkin korostivat haasteiden johtuvan pääosin resurssien puutteesta. Opettajien vastaukset tukivat hyvin tutkimuksen hypoteesia. Johtopäätöksenä voidaan todeta inkluusion olevan vielä keskeneräinen kehityssuunta suomalaisessa koulujärjestelmässä ja sen toteutus ja resursointi vaatii vielä kehittämistä. Toisaalta on myös syytä pohtia, miten inkluusio saadaan parhaiten toimimaan ja onko siihen kuluvat resurssit yhteiskunnallisesti järkevää käyttää, vai olisiko oppilaidenkin kannalta tasa-arvoisempaa ja yhdenvertaisempaa varmistaa kaikille mahdollisimman hyvät oppimistulokset ja työrauha.
  • Salminen Seppo (2022)
    Opinnäytteessä pohditaan, voisiko lukion sähkömagnetismin opetuksen yhteyteen kytkeä pienoissähkömoottorin kokeellista tutkimista. Ajatuksena on, että tällainen didaktinen rekonstruktio auttaisi sähkömagnetismin aihepiirin tavoitteiden saavuttamisessa. Pienoissähkömoottori poikkeaa fysiikan opiskeluun käytetyistä koe-, havainnollistamis- ja muista apuvälineistä siten, että se on reaalimaailmassa yleinen olemassa oleva sähkömagnetismiin perustuva tekninen sovellus. Sen kokeellinen tutkiminen tuo toisenlaisen, eräässä mielessä autenttisen näkökulman sähkömagneettisten ilmiöiden ilmenemiseen ympäristössämme. Tämä näkökulma voisi toimia opiskelijalle vahvistavana elementtinä aihepiirin käsitteiden omaksumisessa. On eri asia tehdä empiiristä tutkimista varta vasten siihen suunnitelluilla koevälineillä, kuin aidolla reaalimaailman teknisellä sovelluksella. Pienoissähkömoottorista saa käsityksen siitä, miten sähkömagnetismia sovelletaan käytännössä. Lukion opetussuunnitelman perusteet 2019 määrittelevät lukion kurssimoduulin 7, Sähkömagnetismi ja valo, keskeiset sisällöt. Sähkömagnetismin osalta keskeiset sisällöt ovat kaikki enemmän tai vähemmän läsnä pienoissähkömoottorin toiminnan periaatteissa. Tämä tarjoaa hyvän lähtökohdan opinnäytteen pohdinnalle. Sähkömagnetismin aihepiiri käydään vaiheittain läpi ja moottorin tutkiminen kytketään jokaiseen vaiheeseen siihen soveltuvalla tavalla. Induktioilmiön suhteen hyödynnetään pienoissähkömoottorin sitä ominaisuutta, että se toimii akselistaan pyörittämällä myös generaattorina. Sähkömagneettinen säteily ja valo aihepiirinä ei sisälly opinnäytteeseen. Oppimisteoreettisena viitekehyksenä opinnäytteessä on hahmottava lähestymistapa. Sähkömagnetismin kurssin sisällöllisen etenemisen runkona käytetään Galilei 7 –oppikirjaa vuodelta 1996. Kirja sopii tehtäväänsä hyvin erityisesti sen vuoksi, että se on konstruoitu hahmottavan lähestymistavan periaatteiden mukaisesti. Kirjan sisältö on pieniä yksityiskohtia lukuunottamatta relevantti iästään huolimatta. Opinnäytteen johtopäätöksissä todetaan, että pienoissähkömoottorin tutkimisen kytkeminen kurssin yhteyteen on realistinen ajatus. Tutkiminen on käytännössä toteutettavissa tavanomaisessa luokkahuoneympäristössä, eikä siihen pääosin tarvita erityisvälineitä. Moottorit ovat edullisia, joten kustannukset eivät ole esteenä. On perusteltua ajatella, että tutkimisen myötä opiskelijat saavat sähkömagnetismin ilmiöihin ja käsitteisiin toisen näkökulman, jolla on oppimista vahvistava rooli. Ongelmiksi tunnistetaan moottorin eräiden ominaisuuksien havainnollistamisen tekninen järjestäminen, sekä mahdollisesti opettajien valmius didaktisen rekonstruktion toteuttamiseen käytännössä.
  • Korhonen, Suvi (2023)
    yhteiskunnalle, joiden monipuoliset molekyylirakenteet mahdollistavat niiden kehittämisen ja käytön eri sovellus- ja käyttökohteissa. Niitä pyritään hyödyntämään yhteiskunnan toiminnassa yhä enemmän kestävän kehityksen merkityksen korostumisen myötä. Tämän vuoksi uusiutuvia luonnonvaroja tulisi tuoda myös osaksi kemian opetusta. Tässä tutkielmassa käsitellään uusiutuvia luonnonvaroja kiinnostuksen ja kestävyyskasvatuksen näkökulmasta. Kiinnostus on monimutkainen ilmiö, jonka on todettu olevan merkityksellinen oppimisessa. Sen laskusta ollaan kemian oppiaineessa huolestuneita, jonka vuoksi se valikoitui tutkimuksen yhdeksi kontekstiksi. Tehdyn määrällisen pilottitutkimuksen tavoitteena oli tehdä kyselylomake aiheen yhteyteen ja testata sen toimivuutta sekä saada alustavia tuloksia sille asetettuihin tutkimuskysymyksiin. Kyselylomakkeessa mitattiin uusiutuvan limoneenin yhteyttä tilannekohtaisen kiinnostuksen heräämiseen kemiaa kohtaan, uusiutuvien luonnonvarojen kiinnostuskohteita sekä uusiutuvien luonnonvarojen yhteyttä kestävyyskasvatuksen toteutumiseen. Määrällinen pilottitutkimus suoritettiin lukio-opiskelijoille, jotka tulivat vierailemaan Helsingin yliopiston kemianluokka Gadoliniin helmikuussa 2023. Käytetty tutkimusmenetelmä oli määrällinen pilottitutkimus, joka koostui ennakkomateriaalista ja kyselylomakkeesta. Vastauksia saatiin yhteensä 11 ja ne analysointiin kvantitatiivisesti SPSS-ohjelmiston avulla. Pilottitutkimuksesta saatujen alustavien tulosten mukaan uusiutuvien luonnonvarojen, kuten limoneenin käytöllä kemian opetuksessa voidaan herättää tilannekohtaista kiinnostusta kemiaa kohtaan. Opiskelijoita kiinnostaa useat eri näkökulmat uusiutuvissa luonnonvaroissa, kuten niiden soveltaminen kemian avulla, esiintyminen omassa ympäristössä sekä niiden mahdollisuus ympäristöystävällisempään toimintaan. Alustavat tulokset myös osoittavat, että uusiutuvien luonnonvarojen käytöllä voidaan tukea kestävyyskasvatuksen toteutumista. Tehdyn pilottitutkimuksen perusteella laadittu kyselylomake oli toimiva instrumentti mittaamaan haluttuja muuttujia. Jatkokehitysehdotuksena on kartoittaa kyselylomakkeessa vielä kattavammin tutkimukseen osallistuvien taustamuuttujia sekä muokata sen väittämiä vastaamaan monipuolisemmin valittuihin näkökulmiin esimerkiksi lisäämällä tai muokkaamalla niitä vieläkin ymmärrettävämpään muotoon. Tulevaisuudessa laaditun kyselylomakkeen yhteyteen voitaisiin kehittää jokin ennakkotehtävä konkretisoimaan paremmin kyselylomakkeen sisältöjä tai sitä voitaisiin muokata muihinkin konteksteihin, kuten tutkimaan tarkemmin tiettyä luonnonainetta.
  • Kaplas, Birgitta (2024)
    Tämän tutkielman tavoitteena oli selvittää, millaisia virhekäsityksiä lukion pitkän matematiikan opiskelijoilla on funktion derivoituvuudesta ja jatkuvuudesta. Aihetta tutkittiin ylioppilaskoetehtävien ratkaisuista. Tutkielmaan valittiin neljä koetehtävää vuosilta 2020–2022, jotka käsittelivät derivaattaa sekä pisteessä derivoituvuutta ja jatkuvuutta. Tutkielma kuvailee tehtävissä esiintyneitä virhekäsityksiä sekä pohtii mahdollisia syitä virhekäsityksien muodostumiselle. Virhekäsitysten taustalla voi olla heikko konseptuaalinen ymmärrys. Kun opiskelijalla on huono konseptuaalinen ymmärrys, saattaa hänen osaamisensa perustua vain ulkoa opittuihin prosesseihin. Jos opiskelijan osaaminen perustuu vain muistiin, virheitä syntyy helposti, ja opiskelijan on hankala havaita niitä itse. Myös oikeiden sääntöjen yleistäminen uusiin tilanteisiin on useiden virheiden taustalla. Tutkielman teoreettisessa taustassa määritellään, mitä virhekäsityksellä tarkoitetaan. Virhekäsitysten syitä tarkastellaan proseduraalisen ja konseptuaalisen ymmärryksen, representaatioiden ja opiskelijan käsitekuvan näkökulmasta. Tutkielman teoreettisessa pohjassa esitellään lisäksi aikaisempia tutkimuksia aiheesta. Tutkielmassa käytetty aineisto koostui Ylioppilaslautakunnan kokoamasta korpusaineistosta, joka sisältää kokelasratkaisuja ja pistetilastoja vuosien 2019–2020 ylioppilaskokeista. Tämän tutkielman käyttöön saatiin korpusaineistosta 100 koeratkaisua jokaiseen tutkielmaan valittuun neljään koetehtävään. Ratkaisut analysoitiin aineistolähtöisellä sisällönanalyysillä, jossa aineistosta etsittiin opiskelijoiden tekemät virheet. Opiskelijoiden virheistä haettiin yhtäläisyyksiä, joiden perusteella mahdolliset virhekäsitykset luokiteltiin. Tutkielmassa yleisin virhe jatkuvuuden osoittamisessa oli, että opiskelijat tutkivat vain raja-arvon olemassaoloa. Virhe voi syntyä, jos opiskelijat käsittelevät raja-arvoa vain sijoituksena, jolloin raja-arvo vastaa funktion arvoa, mistä seuraa, että funktion arvo jätetään tarkastamatta. Erotusosamäärän raja-arvoa laskettaessa suora sijoitus johti opiskelijoita tuloksiin, joissa derivoituva funktio on derivoitumaton. Lisäksi tutkielmassa havaittiin, että osalla opiskelijoista on virhekäsitys, jossa funktio ei ole derivoituva, jos funktion derivaatta on nolla. Osa opiskelijoista uskoi, että funktion jatkuvuudesta seuraisi funktion derivoituvuus, kun taas osa opiskelijoista väitti epäjatkuvaa funktiota derivoituvaksi. Monet tutkielmassa löydetyt virhekäsitykset esiintyivät myös aikaisemmissa tutkimuksissa. Tutkimustulosten pohjalta opettajien on mahdollista kehittää omaa opetustaan. Kun opettaja tuntee opiskelijoiden yleisimpiä virhekäsityksiä, hän tunnistaa ne nopeammin ja pystyy tarjoamaan tukea näiden korjaamiseen. Virhekäsitykset voivat vaikuttaa uuden tiedon oppimiseen, joten niiden nopea korjaaminen helpottaa opiskelua. Tutkielman tulosten pohjalta voitaisiin suunnitella oppitunteja, jotka pyrkisivät minimoimaan yleiset virhekäsitykset. Mielenkiintoinen jatkotutkimusidea olisi tutkia, millaisia virheitä opiskelijat tekevät, jos opetus on suunniteltu tunnettujen virhekäsitysten pohjalta.
  • 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.
  • Olander, Amanda (2022)
    Enligt såväl läroplanen för grundskolan som gymnasiet hör problemlösning till en av förmågorna som ska läras ut (Läroplanen, 2014, 2019). Ju mera studeranden själva får pröva, göra och förstå vid problemlösning desto mera givande blir processen. Motivationen för matematik ökar (Lambdin, 2003) och lärandet blir långsiktigt (Läroplanen, 2019). Detta lade grunden till denna avhandling. I avhandlingen har jag använt mig av Pólyas problemlösningsmodell från år 1973 för att ge en inblick i problemlösning i praktiken. Modellen består av fyra steg: Förstå problemet, göra upp en plan, genomförandet av planen samt reflektering över lösningen. Avhandlingens matematiska del behandlar fyra delområden i sannolikhetslära i gymnasiet. Klassisk sannolikhet, kombinatorik, statistisk sannolikhet och betingad sannolikhet behandlas med exempel, tabeller och figurer. I slutet av detta kapitel behandlas sannolikhetslärans icke-intuitiva karaktär och vanliga missuppfattningar i sannolikhetslära tas upp på basen av tidigare forskning och teori. På basen av sannolikhetslärans karaktär och missuppfattningar presenteras möjligheter att motverka dessa och underlätta undervisningen i sannolikhetslära med hjälp av problemlösning och kommentarer i följande kapitel. I avhandlingens sista kapitel presenteras fyra problem i sannolikhetslära, ett problem för varje delområde i sannolikhetslära. Problemen diskuteras med hjälp av Pólyas problemlösningsmodell och modellösningar med figurer och tabeller presenteras för varje problem.
  • Lassila, Elina (2021)
    Pro gradu -tutkielma käsittelee pystyvyyden tunteen ilmaisuja Helsingin yliopiston Johdatus yliopistomatematiikkaan -kurssin kurssipalautteissa. Tutkielmassa esitellään pystyvyyden tunteen teoriaa ja tutkimusta. Aineiston analyysi tarjoaa mielenkiintoisen näkymän suomalaisten yliopisto- opiskelijoiden matemaattiseen pystyvyyden tunteeseen. Teoreettinen viitekehys on Albert Banduran sosiaalisen oppimisen teoriaan (Social learning theory) kuuluva pystyvyyden tunteen teoria (Self-efficacy theory). Pystyvyyden tunteella tarkoitetaan yksilön käsitystä itsestään oppijana niin kykyjen, selviytymisen kuin ennakko-odotustenkin suhteen. Korkean pystyvyyden tunteen on todettu edistävän kaikenlaista oppimista, joten se tarjoaa hyödyllistä tietoa myös matematiikan oppimisen ja opettamisen näkökulmasta. Johdatus yliopistomatematiikkaan -kurssipalautteessa (syksy 2018) kartoitettiin matematiikan oppimiseen liittyvää pystyvyyden tunnetta. Palauteaineistossa oli 286 vastaajaa. Suurin osa kurssin opiskelijoista oli opintojen alkuvaiheessa. Tutkielmassa hahmotellaan pystyvyyden tunteen syntyä ja ilmaisuja opiskelijoiden vastausten perusteella. Millaisia pystyvyyden tunteen ilmaisuja palautteista löytyi? Mitä pystyvyyden tunteen teorialla on annettavanaan erityisesti matematiikan opiskelemisen ja opettamisen näkökulmasta? Tutkimustuloksena nousi esille vastaajien melko korkea pystyvyyden tunteen taso. Pystyvyyden tunteen ilmaisuja oli löydettävissä erityisesti ensimmäisen vuoden tietojenkäsittelytieteen opiskelijoiden vastauksista. Yli puolet opiskelijoista kertoi kurssin vaikuttaneen positiivisesti matemaattiseen kiinnostukseen. Kurssilla tarjottu ohjaus keräsi runsaasti positiivista palautetta ja oli tukena oppimisessa.
  • Koskamo, Riku (2021)
    Suomalaisessa opetuksessa oppikirjalla on ollut perinteisesti keskeinen asema, ja niitä enenemissä määrin tukevat tai korvaavat sähköiset oppimateriaalit. Fysiikan oppikirjoissa esiintyy luontevana osana erilaisia representaatioita, koska fysiikassa representaatioilla voidaan välittää tietoa tehokkaasti ja tukea päättelyä. Erilaiset representaatiot korostavat eri osia niiden kohteesta, jonka vuoksi useammasta representaatiosta koostuvaa kokonaisuutta, monirepresentaatiota, voidaan hyödyntää oppimisen tehostamiseksi. Monirepresentaatioissa olennaista on representaatioiden välinen suhde eli pedagoginen funktio ja niiden hyödyntäminen edellyttää opiskelijalta aikaa ja ponnistelua. Oppimateriaalien keskeisen aseman sekä representaatioiden ja monirepresentaatioiden oppimista tukevan vaikutuksen vuoksi tässä tutkielmassa selvitettiin, minkälaisia representaatioita käytössä olevissa lukion fysiikan sähköisissä oppimateriaaleissa on, muodostavatko representaatiot monirepresentaatioita ja mitkä ovat kyseisten monirepresentaatioiden pedagogiset funktiot. Tutkitut representaatiot liittyivät sähkömagnetismiin. Tutkimusmenetelmänä oli laadullinen sisällönanalyysi, jossa tarkastelun kohteena olivat erikseen yksittäisten representaatioiden rakenteet ja monirepresentaatioiden pedagogiset funktiot. Tavoitteena oli tulosten ja johtopäätösten valossa selvittää, olisiko oppimateriaaleissa kehittämisen varaa representaatioiden suhteen ja kuinka opettajan on kiinnitettävä oppimateriaalien representaatioihin huomiota suunnitellessaan opetustaan ja siinä käytettäviä muita materiaaleja. Tutkielman yksi keskeinen havainto oli se, että oppimateriaaleissa esiintyy erilaisia pedagogisia funktioita toteuttavia monirepresentaatioita. Kuitenkaan oppimateriaalit eivät selkeästi ohjaa lukijaa tulkitsemaan representaatioita monirepresentaatioina, eikä varsinkaan sitä, millä tavalla näiden representaatioiden välistä suhdetta tulisi tulkita. Yksi esimerkki tavasta korjata edellä mainittua puutetta on oppimateriaalien sähköisyyden suurempi hyödyntäminen esimerkiksi representaatioiden välistä yhteyttä korostavilla simulaatioilla. Oppimateriaalien tuottamisessa tulisi harkita, minkälaisia representaatioita esitetään ja mihin suuntaan niiden tulkitsemista ohjataan. Opettaja voi omassa opetuksessaan kiinnittää huomiota oppimateriaalien representaatioihin ja täydentää niitä omilla materiaaleilla tai selventää niiden merkitystä opiskelijoille oppimisen tukemiseksi.
  • Lindqvist, Simon (2022)
    Hösten 2021 togs en ny läroplan i bruk för gymnasierna i Finland. Till innehållet i studieavsnittet MAA11 Talteori och algoritmer hör programmering av enkla algoritmer, någonting som är nytt för gymnasiets matematikundervisning. Mera specifikt listas sorteringsalgoritmer som en del av innehållet, vilket leder till nya möjligheter och utmaningar. I den här pro gradu-avhandlingen presenteras och jämförs olika sorteringsalgoritmer, med målet att få en bättre bild av hurudant innehåll som lämpar sig för studieavsnittet MAA11. Sorteringsalgoritmerna är en viktig del av datavetenskapen, och de har en central roll i lärandet av programmering då de innehåller många viktiga allmänna koncept och strukturer. Vid programmeringen av sorteringsalgoritmerna uppstår ändå många utmaningar, även då det gäller de enklaste algoritmerna. En del algoritmers korrekthet kan vara svåra att begripa, och en del algoritmer är svåra att koda. Det finns inte så mycket forskning kring ämnet i Finland [1], och den största delen av forskningen om programmeringsundervisningen handlar om undervisningen på högskolor. Då läroplanen uppger väldigt lite information om ett väldigt brett ämne är det svårt för lärare att avgöra vad som borde behandlas. Det skulle därför behövas mera forskning, information och material om ämnet.
  • Hao, Ersha (2021)
    Olen hyvin kiinnostunut tasogeometristen tehtävien todistamisesta, ja luulen, että se on erittäin tärkeää opiskelijoiden loogisen ajattelukyvyn kasvattamiseksi. Maisterintutkielmani tarkoituksena on esitellä joitain tasogeometrisia lauseita, jotka ovat mielestäni erittäin mielenkiintoisia ja hyödyllisiä. Nämä lauseet eivät sisälly lukion oppikirjoihin, mutta vaikeuden ja soveltamisen näkökulmasta ne sopivat hyvin lukiolaisille, jotka haluavat oppia enemmän tasogeometriasta. Se sopii myös lukion matematiikan opettajille ja tietysti niille, jotka ovat kiinnostuneita tasogeometriasta. Haluaisin samalla näyttää lukijoille myös tasogeometrian ongelmien ratkaisutaitoni ja kokemukseni. Tässä prosessissa keskityn ongelmien ajatteluprosessiin, toisin sanoen siihen, kuinka löytää hyödyllistä tietoa, kuinka valita vastaava tai sopiva lause tai kaava ongelman ratkaisemiseksi. Nämä ajatteluprosessit ovat arvokkain osa maisterintutkielmaani. Tärkeimmät maisterintutkielmassani esitetyt lauseet ovat Menelaoksen lause, Cevan lause, Perhoslause ja Morleyn lause. Lisäksi myös näiden lauseiden lemmat ja sovellukset. Valitsin näihin liittyen tyypillisiä, hieman vaikeampia tehtäviä. Todistukset koostuvat vain lukion tasogeometrian tiedoista. Tiedämme, että monilla tehtävillä voi olla useita ratkaisuja. Kun voimme analysoida ja käsitellä ongelmia useista näkökulmista, kokemuksemme kasvaa edelleen, ja ongelmien käsittely on entistä helpompaa. Toivon, että lukijat voivat löytää hyödyllistä tietoa tai kokemuksia maisterintutkielmastani.
  • Nylund, Hanna (2022)
    Derivatan är ett mycket viktigt begrepp inom matematiken, men det är samtidigt ett begrepp som inte alltid är helt lätt för studerande att lära sig. I denna avhandling har jag studerat den forskning som finns kring svårigheter med inlärningen av derivatan och samlat de vanligaste problemen. Det som forskningen visar är att differenskvoten, och speciellt gränsvärdet av differenskvoten, är något som många studerande har svårigheter med. Många studerande är också osäkra på kopplingen mellan kontinuitet och deriverbarhet och är ovilliga att använda differenskvoten för att undersöka deriverbarheten. Ytterligare ett problem är att vissa studerande har bristfälliga kunskaper om mera grundläggande koncept, som exempelvis funktionsbegreppet, och därför saknar en stadig grund att bygga vidare på. För att försöka underlätta inlärningen av derivatan föreslår forskare att man i undervisningen borde fokusera på derivatans koppling till företeelser i verkliga livet, så att de studerande kan dra nytta av egna erfarenheter av till exempel hastighet och acceleration. Undervisningen borde också ha ett undersökande perspektiv så att de studerande delvis själva får upptäcka varför de olika begreppen behövs och är definierade på det sätt de är. Förutom detta bör det sättas stor vikt vid att de studerande utvecklar en relationell förståelse för derivatan. Slutligen innehåller denna avhandling en serie uppgifter på temat derivata, vars syfte är att angripa några av de problemområden som identifierats och samtidigt dra nytta av de utvecklingsförslag som förts fram. Förhoppningen är att detta material, använt som komplement till den vanliga undervisningen, skulle kunna bredda och fördjupa gymnasiestuderandes förståelse av derivatan.
  • Silander, Kristian (2020)
    Lähes kaikki arjen ilmiöt ja tapahtumat liittyvät jollakin tavalla kemiaan. Makroskooppisella tasolla kemialliset reaktiot, kuten palamisreaktio ja suolan liukeneminen veteen, tai aineen olomuodonmuutokset, kuten jään sulaminen, tuntuvat usein itsestään selviltä. Niiden selittäminen ja ymmärtäminen submikroskooppisella ja abstraktilla tasolla on silti monelle erittäin hankalaa. Draamassa oppilaat voivat esittää esimerkiksi hiukkasia kemiallisissa ilmiöissä ja tapahtumissa, jolloin he muuntavat abstraktit käsitteet ja submikroskooppisen tason ihmisen aistein havaittavalle tasolle. Dramatisointiin liittyy myös vahvat luomisen, tulkitsemisen, tekemisen ja kokemisen tunteet, jotka tehostavat dramatisoinnissa syntyviä assosiaatioita ja muistijälkiä. Oppilaat kokevat draamamuotoiset opetusmenetelmät kiinnostavina ja motivoivina. Draaman soveltuvuutta opetusmenetelmänä onkin tutkittu jo monen vuosikymmenen ajan, mutta siitä huolimatta draamaa käytetään melko harvoin opetustilanteissa. Viime vuosina oppilaiden hiipuva kiinnostus ja motivaatio koulua ja luonnontieteitä kohtaan on aiheuttanut suurta huolta. Mahdollista ratkaisua etsitään draaman lisäksi pelillistämisestä, joka on viimeisimpinä vuosina opetusta käsittelevässä kirjallisuudessa esiin noussut termi. Pelillistäessä opetuksen monia perinteisiä osa-alueita, kuten luentoihin osallistumista, tehtävien tekemistä ja/tai oppimispäiväkirjojen palauttamista, muutetaan pisteytettäväksi arvomerkinnöin palkittavaksi peliksi, minkä on havaittu kohentavan oppilaiden kiinnostusta ja motivaatiota. Tässä työssä tehtiin systemaattinen analyysi draamaa ja pelillistämistä koskevasta kirjallisuudesta luonnontieteiden opetuksen näkökulmasta. Draaman ja pelillistämisen ajatellaan tukevan ja syventävän oppimista, mutta missä määrin aihetta käsittelevä kirjallisuus tukee väitteitä? Kirjallisuuden systemaattisen analyysi hakuprosesseineen ja tuloksineen esitellään ja niistä keskustellaan. Systemaattisessa analyysissä hyväksytyt artikkelit kategorisoidaan ja ryhmitetään niiden aiheen, opetusmetodin ja tutkimuskysymyksen perusteella, jonka jälkeen ryhmittymiä verrataan toisiinsa. Analyysistä käy ilmi, että lähes kaikissa julkaisuissa draamamuotoisen opetusmenetelmä oli oppilaiden mieleen ja sillä saatiin positiivisia oppimistuloksia. Draaman “hyvyyttä” on kuitenkin vaikea osoittaa tilastollisesti. Sitä vastoin kvalitatiivista ja deskriptiivistä näyttöä löytyy oppimiselle, käsitteiden hallinnalle ja muillekin hyödyille, kuten oppilaiden kiinnostuksen, motivaation ja osallisuuden lisäämiselle sekä sosiaalisten taitojen karttumiselle. Vaikka pelillistäminen on uusi nostetta kokeva ja draama hyväksi todettu opetusmenetelmä, on draamamuotoisten opetusmenetelmien pelillistäminen harvinaista. Yhdistelmän potentiaalia olisi syytä tutkia lähemmin.
  • Sinikallio, Veera (2020)
    Yhä useampi tukea tarvitseva oppilas opiskelee ikäluokkansa mukaisesti tavallisessa luokassa, joka tarkoittaa, että myös luonnontiedeopetusta annetaan hyvin heterogeeniselle oppilasryhmälle. Perinteiset opetusmenetelmät eivät huomio oppilaiden tuen tarpeita, jonka vuoksi tarvitaan vaihtoehtoisia tapoja opettaa luonnontieteitä kiinnostavalla, ymmärrettävällä ja innostavalla tavalla samalla kannustaen oppilaita hakeutumaan luonnontieteellisiin jatko-opintoihin. Tämän maisterintutkielman tavoitteena oli esitellä projektioppiminen yhtenä vaihtoehtoisena opetusmenetelmänä heterogeenisen oppilasryhmän sekä etenkin tukea tarvitsevien oppilaiden luonnontiedeopetukseen ja samalla tutkia erityisopettajien sekä erityisopetusta saavien oppilaiden kokemuksia projektioppimisesta. Tutkimus on laadullinen tapaustutkimus, jossa aineistona käsitellään LUMA-keskus Suomen StarT-hankkeessa mukana olleiden neljän oppilaan ja kahden opettajan kokemuksia projektioppimisesta. Vastauksia analysoitiin laadullisen sisällönanalyysin menetelmin hyödyntämällä teoriaohjaavaa analyysiä, jossa aiempi tutkimustieto on otettu ohjaamaan päättelyä. Tutkimusta ohjasi kolme tutkimuskysymystä 1) Millaisia asioita opettajan tulee ottaa huomioon toteutettaessa projektioppimista osana tukea tarvitsevien oppilaiden luonnontiedeopetusta? 2) Millaista hyötyä projektioppiminen mahdollistaa tukea tarvitsevien oppilaiden luonnontiedeopetuksessa? 3) Millaisena oppilaat kokevat projektioppimisen? Tutkimuksen otoskoko jäi hyvin pieneksi kevään 2020 poikkeustilan johdosta, minkä vuoksi tuloksista ei voida tehdä yleistäviä päätelmiä. Tutkimuksen tulokset kuitenkin antavat viitteitä siitä, että projektioppimisen käyttö osana tukea tarvitsevien oppilaiden luonnontiedeopetusta mahdollistaa suuria hyötyjä niin opettajan, kuin oppilaan näkökulmasta. Oppilaiden kokemukset projektioppimisesta olivat hyvin positiivisia. Opettajat puolestaan olivat yksimielisiä siitä, että projektioppiminen huomioi erinomaisesti erilaiset oppijat sen toiminallisuuden ja monipuolisuuden vuoksi. Aihe kaipaa kuitenkin vielä jatkotutkimusta pitkittäisellä aikavälillä niin opettajien, kuin oppilaiden näkökulmasta.
  • Saarinen, Laura (2021)
    Nuorten kiinnostus luonnontieteitä kohtaan on ollut jo pitkään laskussa. Non-formaaleilla oppimisympäristöillä on tutkimusten mukaan positiivinen vaikutus lasten ja nuorten kiinnostukseen luonnontieteitä kohtaan. Aiemmissa tutkimuksissa on havaittu, että varhaislapsuudessa koetut kiinnostusta herättävät kokemukset tukevat myöhempää kiinnostuksen kehittymistä. Tiedejuhlissa lapset ovat iältään 5-11 vuotiaita, joten ne tarjoavat hyvän mahdollisuuden tutkia erityisesti nuorempien lasten kiinnostuksen kehittymistä. Tiedejuhlat ovat non-formaalioppimisympäristö. Niitä ei kuitenkaan ole aiemmin tutkittu. Teoreettisessa viitekehyksessä tarkastellaan non-formaaleja oppimisympäristöjä ja kiinnostusta. Non-formaaleista oppimisympäristöistä käytetään esimerkkeinä tiedekerhoja ja tiedeleirejä. Kiinnostuksesta käsitellään kiinnostuksen kehittymistä ja painotetaan tilannekohtaisen kiinnostuksen herättämistä. Lisäksi käsitellään vanhempien vaikutusta lasten kiinnostukseen luonnontieteitä kohtaan. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, millaisia mahdollisuuksia tiedejuhlat tarjoavat kiinnostuksen tukemiselle. Tähän tavoitteeseen pyrittiin vastaamaan kolmen tutkimuskysymyksen avulla. Nämä tutkimuskysymykset olivat 1) Millaiset aktiviteetit olivat lasten mielestä kiinnostavia? 2) Mitkä ovat tiedejuhlien parhaat puolet ja kehittämiskohteet vanhempien mielestä? 3) Miksi perheet valitsevat tiedejuhlat? Tutkimuksen aineisto kerättiin lapsilta ryhmähaastattelulla ja vanhemmilta kyselylomakkeella. Aineisto koostuu 27:sta tiedejuhlasta. Aineisto analysoitiin aineistolähtöisellä sisällöanalyysillä. Tiedejuhliin liittyvät ilmiöt ovat hyvin samansuuntaisia kuin tiedeleirien ja tiedekerhojen. Vanhemmat ja lapset pitivät eniten tiedejuhlien laboratorio-osuudesta ja siitä, että lapset saivat tehdä itse paljon. Myös ohjaajan roolia pidettiin tärkeänä. Lasten mielestä kiinnostavimmat aktiviteetit sisälsivät paljon tilannekohtaista kiinnostusta lisääviä tekijöitä kuten yllätyksellisyyttä ja valinnan vapautta. Tiedejuhlien havaittiin kokonaisuudessaan sisältävän paljon tilannekohtaista kiinnostusta lisääviä tekijöitä. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta tiedejuhlien herättävän lapsissa tilannekohtaista kiinnostusta. Kehityskohteita vanhemmat eivät nimenneet kuin muutamia. Tästä voidaan päätellä tiedejuhlien olevan jo tällä hetkellä onnistunut konsepti. Tiedejuhlien valintaperusteista esille nousivat erilainen ja kiinnostava ohjelma. Lisäksi vanhemmat toivat esille halun tukea lapsen omaa kiinnostusta luonnontieteitä kohtaan. Tämä tutkimus toi esille paljon tiedejuhliin liittyviä ilmiöitä, joita on mahdollista tutkia tarkemmin tulevissa tutkimuksissa. Jatkotutkimusten tekeminen aiheesta olisi tärkeää aiheen merkittävyyden takia.
  • Vuorinen, Panu (2022)
    Tutkimuksessa perehdyttiin ns. tieteen luonteen asemaan osana lukion fysiikan opetusta. Tieteen luonteella viitataan tieteen historiallisiin, sosiologisiin ja filosofisiin näkökantoihin. Tieteen luonne voidaan tiivistää ns. tieteellisen tiedon luonteen konsensusnäkemyksen mukaisesti kahdeksaan teemaan. Teemat kuvaavat tieteen luonteen eri ominaisuuksia ja antavat näkemyksen siitä, miten tieteellinen tieto rakentuu. Työssä tehdään yhteenveto siitä, mitkä luonnontieteen konsensusnäkemyksen mukaiset teemat tulevat esille lukion fysiikan opetussuunnitelmassa 2019 ja missä yhteydessä. Eri teemojen esiintymisestä tehdään kooste, jossa tiivistetään mitkä teemoista esiintyvät eniten ja mitkä vähiten. Teemojen esiintymisessä huomattiin suuria eroja niin yleisesti kuin kurssikohtaisestikin. Eniten teemoista esille tuli tieteen sosiaalinen ja kulttuurinen yhteys, joka esiintyi seitsemässä kahdeksasta kurssista. Tämän lisäksi koko fysiikan opetussuunnitelma voidaan nähdä rakennettuna kyseisen teeman ympärille: Opetussuunnitelma tuo esille toistuvasti yhteiskunnan, ympäristön, teknologian ja tulevaisuuden tärkeyden. Tämä antaa oppiaineelle selkeän suunnan ja yrittää liittää kaukaiselta tuntuvat teorian opiskelijan elämään. Tutkimuksessa tuli esille, että tieteen sosiaalisen ja kulttuurisen yhteyden lisäksi myös muiden teemojen sisällyttäminen opetukseen on tärkeää. Kun työn tulokset rinnastetaan tutkimuskirjallisuudessa esitettyihin näkemyksiin ja aiheesta tehtyihin tutkimuksiin, on selvää, että LOPS 2019 jättää tieteen luonteen painotuksen selvästi vähemmäksi kuin kirjallisuudessa suositellaan.
  • Soittu, Veikko (2022)
    Fysiikka on kokeellinen luonnontiede ja käsityksemme maailmankuvasta pohjautuu pitkälle kokeellisesti tutkittuun tietoon. Fysiikan opetuksen eräänä tavoitteena on puolestaan rakentaa käsitys fysiikasta luonnontieteenä. Kokeelliset havainnot eivät ole tärkeitä pelkästään tieteen kannalta, muttamyös oppimisen näkökulmasta. Etäopetuksen aikana kokeellisen työskentelyn mahdollisuudet ovathyvin rajalliset. Opetaja voi näyttää deomonstraatioita tai joissakin tapauksissa oppilaat voivat tutkia ilmiöitä kokeellisesti myös kotona. Opetuksen maksuttomuus ja työturvallisuus asettavat lisäähaasteita järjestää kokeellista työskentelyä etänä.Tietokonesimulaatiot ovat olleet opetuksessa käytössä reilun parin vuosikymmenen verran. Tietokoneiden kehittyessä, niiden käyttökohteet ovat samalla monipuolistuneet. Laskemisen lisäksi niitävoidaan käyttää data-analyysiin sekä erilaisiin visuaalisiin simulaatioihin. Tietokonesimulaatiot tarjoavat opiskelijalle vaihtoehtoisia tapoja oppia fysiikaa: opiskelija pääsee tutkimaan ilmiöitä, joidenhavainnointi saattaa olla lähes mahdotonta laboratorio-olosuhteissa. Sähkömagnetismin tapauksessa tietokonesimulaatioiden avulla opiskelija voi hidastaa ajan kulkua, tutkia silmälle näkymättömiä tapahtumia tai soveltaa aiemmin opittua tietoa rakentamalla monimutkaisempia koejärjestelyjä. Opinnäytetyön tavoitteena on selvittää kirjallisuuskatsauksen avulla tietokonesimulaatioiden mahdollisuutta korvata todellinen koe etäopetuksen aikana. Opinnäytetyössä keskustellaan tämän aiheen pohjalta neljä kokeellista työtä, joihin pyritään löytämään ratkaisuja havainnollistaa ilmiöt mahdollisimman selkeällä tavalla.Opinnäytetyön tutkimusmenetelmänä on käytetty kirjallisuuskatsausta. Teoriatausta nojautuu kir-jallisuudessa esiintyvään tutkittuun tietoon ja se antaa lähtökohdat varsinaisten simulaatioidentarkastelulle. Opetussuunnitelman sisältö asettaa tietyt rajat: mitä ilmiöitä halutaan tarkastellaja mitkä ovat oppimistavoitteet. Teoriataustasta löytyy kirjallisuus, jonka pohjalta tietokonesimulaatioiden erilaisia käyttömahdollisuuksia, etuja ja haasteita tiedetään olevan aikaisempien tutkimusten pohjalta. Kirjallisuudessa esiintyvät tutkimustulokset viittaavat yhtä selkeästi tietokonesimulaatioiden, kuin kokeellisen työskentelyn hyödyllisyyteen oppimistulosten parantamiseksi. Tässäopinnäytetyössä pyritään selvittämään näiden kahden risteystä: millä tavoilla tietokonesimulaatiovoi korvata todellisen kokeen ja auttaa opiskelijaa hahmottamaan parhaalla mahdollisella tavallatarkasteltavaa ilmiötä.
  • Hannukkala, Karoliina (2021)
    Tavoitteet. Tutkimuksen tavoitteena on kartoittaa ja analysoida vuosina 2007–2021 järjestettyjen pitkän sekä lyhyen matematiikan ylioppilaskokeissa esiintyneiden tilasto- ja todennäköisyyslaskennan tehtävien muutosta. Tutkimuksen erityiset kiinnepisteet ovat tilasto- ja todennäköisyyslaskennan tehtävissä hyödynnetyt ratkaisumenetelmät, tehtävien osaamistasoluokitukset sekä tehtäväkohtaiset pistejakaumat. Osaamistasoluokituksessa tukeudutaan Bloomin taksonomiaan. Tarkastelu jaetaan kolmeen aikajänteeseen matematiikan ylioppilaskokeessa ja sen järjestämistavassa tapahtuneisiin muutoksiin perustuen. Aikajänteet ovat 2007–2011 (perinteinen paperikoe), 2012–2018 (symbolisten laskimet sallittuja) ja 2019–2021 (kokeen toteutus kokonaan digitaalinen). Menetelmät. Tutkimuksessa on käytetty kvantitatiivisia menetelmiä. Ratkaisumenetelmien, osaamistasojen ja pistejakaumien analysoinnissa on kaikissa hyödynnetty määrällisiä menetelmiä. Tulokset ja johtopäätökset. Tilastojen ja todennäköisyyslaskennan ylioppilaskoetehtävät peräänkuuluttavat sekä pitkässä että lyhyessä oppimäärässä laajasti erilaisten ratkaisumenetelmien hallintaa. Erityisen huomion kiinnittää lyhyen oppimäärän ylioppilaskokeiden taulukkolaskentaa vaativien tilasto- ja todennäköisyysaiheisten tehtävien suuri suhteellinen osuus viimeisellä tarkastelujänteellä 2019–2021. Pitkän matematiikan ylioppilaskokeen tilasto- ja todennäköisyysaiheisten tehtävien osaamistasovaade on vuosien saatossa kasvanut huomattavasti. Samaan aikaan suhteellinen tehtäväkohtainen pistemäärä on laskenut. Lyhyen oppimäärän tilasto- ja todennäköisyysaiheisten tehtävien osaamistasovaade on kasvanut hiukan, ja samanaikaisesti tehtäväkohtaiset pistemäärät ovat pysyneet suhteellisen tasaisina
  • Ranta, Tommi (2021)
    Tämän maisterintutkielman tavoitteena on tutustuttaa lukija todennäköisyyslaskennan paradokseihin. Tutkielman alussa kerrotaan yleisesti todennäköisyyslaskennan paradokseista, jonka jälkeen esitetään neljä klassista todennäköisyyslaskennan paradoksia ratkaisuineen. Tutkielman lopussa pohditaan, miten todennäköisyyslaskennan paradoksit tukevat matematiikan opetusta sekä suomalaisten opetussuunnitelmien (peruskoulu ja lukio) että aihetta koskevien tieteellisten julkaisujen näkökulmasta.
  • Sinisalo, Arttu (2023)
    Tässä maisterintutkielmassa tutkitaan mitä vaikutuksia ylioppilaskokeiden siirtymisellä sähköiseen muotoon on ollut lukion pitkässä ja lyhyessä matematiikassa todennäköisyyslaskennan osalta. Tarkastelemme pitkän ja lyhyen matematiikan oppikirjoja, ylioppilaskokeiden tehtäviä ja pistejakaumia sekä ylioppilaskokelaiden suorituksia. Tutkielman katsauksessa lukion todennäköisyyslaskennan oppikirjoihin huomataan että sähköisyys ei ole niissä vielä yleistä. Lyhyen matematiikan oppikirjoissa tilastolaskennan tehtävissä sähköisyyttä hyödynnetään erityisesti tilastolaskennan tehtävissä mutta muuten se on varsin vähäistä. Pitkässä matematiikassa sähköisyyttä hyödyntäviä tehtäviä ei ole lähes lainkaan. Tutkielmassa käydään läpi tarkasti vuosien 2016-2021 matematiikan ylioppilaskokeiden todennäköisyyslaskennan tehtävät. Tehtäviä analysoidaan määrällisesti ja laadullisesti. Laadullista analysointia varten tehtävät kategorisoidaan tehtävän vaikeuden, sekä tehtävätyypin mukaan. Analysoinnista käy ilmi, että pitkässä matematiikassa tehtävien vaikeustaso ei ole muuttunut. Käy myös ilmi että helpommista tehtävistä saadaan nykyään vähemmän pisteitä kuin perinteisten ylioppilaskokeiden aikana, ja vaikeita tehtäviä valitaan nykyään enemmän ja niistä saadaan enemmän pisteitä. Vastaavasti lyhyessä matematiikassa tehtävät ovat helpompia kuin ennen ja niistä saadaan enemmän pisteitä, ja niitä valitaan yhtä paljon kuin ennenkin. Analysoinnista käy myös ilmi että ylioppilaskokeiden yleisimmät tehtävätyypit ovat muuttuneet. Pitkässä matematiikassa yleisin tehtävätyyppi on muuttunut kombinatoriikan tehtävistä muun todennäköisyyslaskennan tehtäviin ja lyhyessä matematiikassa vastaava muutos on tapahtunut muun todennäköisyyslaskennan tehtävistä tilastolaskennan tehtäviin. Tutkimuksessa myös tarkastellaan ylioppilaskirjoituksiin osallistuvien kokelaiden suorituksia. Sekä pitkässä että lyhyessä matematiikassa tyyppivirheet eivät ole muuttuneet lähes yhtään. Pitkässä matematiikassa yleisimmät virheet ovat kombinaatioiden laskeminen, binomikerroin sekä binomitodennäköisyys. Lyhyen matematiikan osalta yleisimmät virheet ovat koskeneet keskilukujen ja frekvenssin määritelmiä sekä riippumattomien tapahtumien todennäköisyyksien ja binomijakauman laskemista.
  • Mosorin, Hanna Josefina (2024)
    Vektorit kuuluvat lukion pitkän matematiikan opetussuunnitelmaan ja ylioppilaskirjoituksissa on ollut yksi vektoreihin liittyvä tehtävä ainakin vuosina 2019–2022. Tutkielmassa pyrittiin selvittämään, millaisia virheitä vektoritehtävissä tyypillisimmin tehdään ja minkä tasoista osaamista lukiolaiset osoittavat vektoritehtävissä. Matematiikan tehtävissä vaadittavaa osaamisen tasoa voidaan arvioida Joutsenlahden kolmiportaisella mallilla, jota on käytetty tutkielmassa analysoitujen tehtävien vaativuuden arvioimiseen. Tehtävissä suoriutumista on tarkasteltu vertaamalla osaamista lukion opetussuunnitelman vektorikurssiin. Yksinkertaisiin vektorioperaatioihin liittyviä virhekäsityksiä tutkittaessa on havaittu, että opiskelijoilla voi olla vaikeuksia erottaa vektori ja lukuarvo eikä vektorin matemaattista esitystapaa välttämättä ymmärretä. Vaikeudet pistetulon laskemisessa ovat myös tavallisia. Tutkimuksessa analysoitiin ja luokiteltiin ylioppilaskokeen A-osan neljän vektoritehtävän 100 vastauksesta virheet, jotta havaittaisiin tyypillisiä, usein toistuvia virheitä. Tutkimuksen keskeisimpien tulosten perusteella virheitä tehdään tyypillisesti vektorien komponenttiesityksessä ja vektoreihin liittyvissä merkinnöissä sekä pistetulon laskemisessa. Lisäksi neliöjuureen ja toiseen potenssiin liittyvät laskuvirheet ovat yleisiä. Tulosten perusteella näyttäisi siltä, että virheet johtuvat usein vektorin käsitteen ja komponenttiesityksen vaillinaisesta ymmärtämisestä sekä rutiinin puutteesta vektoritehtävissä. Vaikeammat vektoreihin liittyvät tehtävät epäonnistuvat, jos perustaidoissa on puutteita.