Olet täällä

Vuorovaikutuskaavion käytön vaikutus voimakäsitteen oppimiseen lukion mekaniikan opetusjaksoilla

Mäkynen, Asko
978-951-39-5647-9; 0075-4625
Jyväskylän yliopisto.
Jyväskylä studies in education, psychology and social research (496)
2014

Voima on keskeinen käsite klassisessa fysiikassa. Opiskelijoilla on kuitenkin vaikeuksia voimakäsitteen ja Newtonin lakien oppimisessa. He tuntuvat ajattelevan, että voima olisi kappaleen sisäinen tai hankittu ominaisuus. Tällä virheellisellä käsityksellä voi olla oppilaan koulufysiikan ymmärtämiselle haitallisia vaikutuksia muissakin aihealueissa kuin vain mekaniikassa.

Ongelman ratkaisemiseksi on esitetty, että voimakäsite tulisi opettaa nimenomaan vuorovaikutuksesta syntyneenä. Asko Mäkysen väitöksessä lukiolaisia opetettiin käyttämään vuorovaikutuskaaviota, jolla havainnollistetaan fysikaalisessa tilanteessa vaikuttavia kappaleita ja niiden välisiä vuorovaikutuksia.

Väitöstutkimus kuuluu fysiikan opetuksen tutkimuksen alueelle.
- Pidän tärkeänä fysiikan opetuksen ja oppimisen tutkimusta, sillä fysiikkaa pidetään vaikeana oppia, lukion matematiikan ja fysiikan lehtorina toimiva Asko Mäkynen toteaa.

Vuorovaikutusten tunnistaminen auttaa ymmärtämisessä

Tutkimukseen osallistui viisi opetusryhmää viidestä lukiosta. Kouluista kolme oli ns. transferkouluja, joissa voima ja Newtonin lait opetettiin Mäkysen laatiman opetussuunnitelman pohjalta. Siinä painotettiin vuorovaikutuskaavioiden käyttöä.

Kaksi vertailukoulujen opettajaa opetti vastaavat kaksi mekaniikan opetusjaksoa oman suunnitelmansa ja oppikirjan avulla. Kaikissa kouluissa käytettiin samaa oppikirjaa, jossa esitellään vuorovaikutuskaavion käyttö. Oppimista mitattiin opetuksen eri vaiheissa kysytyillä testitehtävillä.

Tutkimuksessa löydettiin yhteydet, joiden mukaan vuorovaikutuskaavioiden käytöllä on toisaalta vaikutusta kappaleen voimakuvion muodostamisen osaamiseen ja toisaalta sillä on yhteys myös Newtonin kolmannen lain oppimiseen. Vuorovaikutuskaavion yhteys voimakuvioon oli voimakkaampi transferkouluissa, joissa vuorovaikutuskaavioita käytettiin opetuksessa useammin kuin vertailukouluissa.

Arkiajattelusta kohti syvällisempää oppimista

Voimakäsitteen oppimisen vaikeudet ovat luonteeltaan samanlaiset jo ala-asteelta yliopistotasolle saakka. Tähän syynä on, että voimakäsite ymmärretään vahvasti arkiajattelun eikä newtonilaisen ajattelun pohjalta. Koska opetuksen toteutus onnistui transferlukioissa, pitäisi vuorovaikutuskaavion kaltaisen välineen huolellisella ja tehokkaalla käytöllä olla positiivisia vaikutuksia oppimistuloksiin voimakäsitteen opetuksessa myös muissa oppilaitoksissa.

Tutkimuksen tulokset tarjoavat mahdollisesti uusia ajatuksia opettajien koulutukseen, oppikirjojen tekijöille ja opetussuunnitelman laatijoille. Opetuksessa tulisi painottaa vuorovaikutuskäsitettä ja Newtonin kolmatta lakia, jotta voiman ei enää ajateltaisi olevan kappaleen ominaisuus.

 

10,00 €
Varasto: 
10