Fysiikan opiskelijoiden matemaattiset haasteet Jyväskylän yliopistossa

Tässä tutkielmassa tarkastellaan fysiikan opiskelijoiden matemaattisia valmiuksia ja haasteita Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksella. Matemaattiset haasteet ovat yleisiä fysiikan opinnoissa oppiaineen vahvan matemaattisuuden takia. Tarkoituksena on selvittää, millä tavoin matemaattiset haasteet ilmenevät fysiikan opinnoissa. Tutkimus koostuu kahdesta mielipiteitä mittaavasta kyselystä, jotka järjestetään kahdella fysiikan kurssilla. Näitä kursseja, FYSA2010 Sähkömagnetismi ja FYSA2020 Mekaniikka, on pidetty matemaattisesti vaikeina muun muassa siksi, että kursseilla käytetään vektoricalculusta, differentiaaliyhtälöitä ja lineaarialgebraa. Tutkimusaineisto on määrällinen, jonka lisäksi kerätään myös sanallisia vastauksia laadulliseksi aineistoksi. Tutkimuksen ensimmäinen kysely toimi kuin pilottitutkimuksena, jossa etsittiin yleisemmin matemaattisiin haasteisiin liittyviä tekijöitä. Toisessa kyselyssä perehdyttiin ensimmäisen kyselyn esille nostamiin kohtiin. Matemaattisten haasteiden havaittiin johtuvan monesta seikasta. Haasteisiin liittyy esimerkiksi esitietokurssien vaihteleva osaaminen ja kurssien asiasisältöjen muistaminen myöhemmin. Matematiikan kursseilla opitun teorian soveltaminen fysiikan käyttötarkoituksissa koettiin myös haastavaksi. Lisäksi symboliset erot oppiaineiden välillä sekä fysiikan opintojen nopea eteneminen matematiikan kannalta havaittiin aineistosta. Huomattiin myös, että opiskelijat käyttävät erittäin vähän heille suunnattuja opiskelun apuvälineitä.