JultikaUniversity of Oulu repository

Tässä pro gradu -tutkimuksessa tarkastellaan ennakkokäsityksiä ja käsitteellistä muutosta teknologiakasvatuksen kontekstissa yksinkertaiseen virtapiiriin liittyen. Tutkimusongelmina ovat ”Miten ennakkokäsitykset muuttuvat opetuksen aikana?” ja ”Miten käsitteet muuttuvat yksinkertaisen virtapiirin opetuksen myötä?”. Teorian pohjalta on luotu empiirisen tutkimuksen viitekehys. Tutkimuksen kannalta on tärkeää perehtyä käsitteen muodostumisen ja käsitteellisen muutoksen teoriaan, koska ennakkokäsitysten muuttuminen on nimenomaan käsitteellistä muutosta. Ennakkokäsitysten muuttumista ei voi tutkia perehtymättä käsitteelliseen muutokseen. Virheellisten ennakkokäsitysten muuttamista pidetään haastavana. Oppilailla olevat ennakkokäsitykset eli arkikäsitykset saattavat sekoittua tieteellisten käsitysten kanssa. Yksinkertaisen virtapiirin yleisimpinä ennakkokäsityksinä on se, että sähkö kuluu. Yleensä sähköpari ymmärretään sähkövirran antajaksi ja komponentit, kuten lamppu, moottori tai summeri, sähkövirran kuluttajiksi. Komponenttien kaksinapaisuutta ei ymmärretä eikä sen vaikutusta virtapiirin toimintaan. Opettajan tulee kiinnittää huomiota oppilaiden ajatteluprosessiin ja pyytää heitä selittämään ajatuksensa. Ennen varsinaisen opetuksen alkua jokaisen oppilaan käsitykset perusterminologiasta tulisi tarkistaa ja tarvittaessa korjata oikeiksi tieteellisiksi käsitteiksi. Tutkimus on toteutettu fenomenografisena tapaustutkimuksena. Aineisto kerättiin puolistukturoiduilla haastatteluilla, jotka toteutettiin Oulun Normaalikoulun 1.-2.-luokassa. Tutkimukseen osallistui 8 toisen luokan oppilasta. Oppilaat haastateltiin kaksi kertaa kevään 2012 aikana. Haastatteluiden välissä pidettiin osana tutkimusta oleva opetustuokio. Opetustuokion aluksi oppilaiden ennakkokäsitykset kerättiin käsitekartaksi, jota korjattiin ja täydennettiin myöhemmin. Opetus toteutettiin leikin ja konkreettisten sähkösarjan osien avulla. Tutkimuksen tuloksena ilmeni, että opetuksen myötä oppilailla tapahtuneet käsitteelliset muutokset johtivat kohti tieteellisesti oikeaa käsitettä. Eniten käsitteellistä muutosta tapahtui komponenttien nimeämisessä ja tunnistamisessa, virtapiirin toimintaperiaatteen ymmärtämisessä sekä sähköparin kaksinapaisuuden ymmärtämisessä. Ennakkokäsitysten tietämisellä näyttää olevan iso merkitys käsitteellisen muutoksen tapahtumiseen. Tapaustutkimuksen pienen otannan vuoksi tutkimuksen tuloksia ei voida yleistää. Aikaisemmat tutkimukset ovat antaneet samankaltaisia tuloksia. Tästä voidaan päätellä, että vastaavanlaisia tuloksia saisi myös isommalla otannalla. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää arkipäivän opettajan työssä.