Lukiolaisten taustakäsityksistä ja tehtävien esitystapojen hallinnasta mekaniikassa

Abstract

Oppilaiden vaikeudet fysiikassa voivat liittyä käsitteellisen ymmärtämisen lisäksi esimerkiksi tehtävän esitysmuotoon eli representaatioon: sisällöltään samanlaisiin kysymyksiin, jotka ilmaistaan eri representaatioilla, saatetaan vastata eri tavalla. Tutkielmassa pyrin selvittämään, millaista esitystapoihin liittyvää epäjohdonmukaisuutta oppilaiden ajattelussa on ja millaisia syitä tällaiseen erilaiseen vastaamiseen eri esitysmuodoilla mahdollisesti voi olla.

Tutkin kymmenen lukiolaisen käsityksiä peruskinematiikasta, Newtonin laeista ja painovoimasta monivalintakokeella, joka on laadittu erityisesti representationaalisen koherenssin (esitystapojen ymmärtämisen johdonmukaisuuden) selvittämiseen. Perehdyin opiskelijoiden ajatteluun sekä testivastauksia tutkimalla että opiskelijoita haastattelemalla. Tarkastelin taustalla esiintyviä virhekäsityksiä kohtalaisesti mutta painotin representaatioiden hallinnan selvittämistä.

Opiskelijoilla esiintyi yleisesti tunnettuja virhekäsityksiä liikkeestä ja voimista. Esimerkiksi osa oli ymmärtänyt väärin Newtonin kolmannen lain, osa erimassaisten kappaleiden putoamisen ja osa molemmat. Muitakin, erikoisempia harhaluuloja ilmaantui. Muutamat ymmärsivät asiat erittäin hyvin, mutta kaikilla kuitenkin oli joitakin ongelmia. Representaatioihin liittyviä seikkoja kävi toki myös ilmi, ei kuitenkaan niin paljon ja helposti kuin oli odotettu.

Opiskelijat esimerkiksi lukivat sanallisia vaihtoehtoja huolimattomasti tai eivät osanneet tulkita graafisia kuvaajia. Käytetty monivalintatesti vaikuttaa melko luotettavalta, sillä kovin paljon ei ollut väärin perustein valittuja oikeita vaihtoehtoja tai oikein perustein valittuja vääriä vaihtoehtoja.