Simulaatioiden käytöstä lukion fysikaalisessa ja geometrisessa optiikassa

Abstract

Tässä Pro gradu -tutkielmassa tutkittiin simulaatioiden käyttämistä fysikaalisen ja geometrisen optiikan opetuksessa ja oppimisessa. Tutkimuksessa haluttiin selvittää, voidaanko simulaatioiden avulla tukea fysikaalisen ja geometrisen optiikan oppimista. Tutkittavaksi valittiin kolme optiikan simulaatiota, joista yksi käsitteli fysikaalista optiikkaa ja kaksi geometrista optiikkaa.

Tutkimuksessa selvisi, että simulaatioiden avulla voidaan ehkäistä joidenkin tavallisten virhekäsityksien muodostumista. Lisäksi havaittiin, että simulaatiot ovat joissain tapauksissa kokeellista työskentelyä nopeampi ja tehokkaampi opetusmenetelmä. Simulaatioissa eri muuttujien vaikutusta ilmiöihin voidaan tutkia helposti, ja muutoksien vaikutukset ovat välittömästi nähtävissä. Simulaatiot tarjoavat myös visuaalisen mallin niille ilmiössä tapahtuville asioille, joita ei kokeellisessa työskentelyssä voida nähdä.

Tutkimuksessa ilmeni myös opettajan vastuu työtavan valinnassa ja simulaation käytön opastuksessa. Simulaatioilla voidaan edesauttaa virheellisten käsitysten syntymistä, jos niiden käyttö ei ole tarkoituksenmukaista tai niiden rajoitteista ja niiden tarjoamasta mallista ei keskustella riittävästi.