JultikaUniversity of Oulu repository

Tutkielman aiheena on neulanreikäilmiön tutkiminen oppilastyönä. Neulanreikäilmiö on fysikaalinen ilmiö, joka tarjoaa mielenkiintoisen ja monipuolisen aiheen opiskelijoille suunnatulle laboratoriotyölle. Neulanreikäilmiö ei ole opiskelijoille välttämättä tuttu ilmiö, vaikka sen saa helposti näkyviin yksinkertaisilla laitteilla. Ilmiön näkee helposti myös luonnossa, esimerkiksi aurinko voi kuvautua jonkin pienen reiän läpi vastakkaiselle pinnalle. Tutkimuksen kohteena on neulanreikäilmiön opettaminen opetuslaboratoriossa ja neulanreikäilmiötä käsittelevän laboratoriotyön kehittäminen. Tutkimuksen tarkoituksena on kehittää neulanreikäilmiötä käsittelevä laboratoriotyö, jota olisi mahdollista käyttää sekä lukiossa että yliopistossa. Tutkimuksen tärkeimpänä kirjallisena aineistona on American Assosiation of Physics Teachersin artikkeli Goals of the Introductory Physics Laboratory, joka esittää suositeltavia tavoitteita opetuslaboratoriotyön suunnittelemiselle ja toteuttamiselle. Näitä tavoitteita sovelletaan laboratoriotyön kehittämisessä, ja niiden kautta arvioidaan laboratoriotyön toimivuutta ja onnistumista. Tutkimuksen kokeellisena aineistona on työn suorittaminen erikseen kahden opiskelijan kanssa, ja tästä tehdyt muistiinpanot sekä opiskelijoilta tulevat kommentit ja vastaukset laboratoriotyötä koskeviin kysymyksiin. Laboratoriotyön kehittäminen onnistui kohtalaisen hyvin. Työstä muodostui yhdelle opiskelijalle suunnattu kokonaisuus. Laboratoriotyö jakautuu sekä kvalitatiivista havainnointia sisältävään neulanreikähuoneen osioon, että kvalitatiivista havainnointia ja kvantitatiivista mittausta sisältävään digitaalisen neulanreikäkameran osioon. Laboratoriotyöstä tehdään mittauspöytäkirja, joka on samalla työselostus. Digitaalisen neulanreikäkameran osion mittauksista osa ei toteutunut halutulla tavalla, ja tätä osiota on mahdollista ja tarpeellista kehittää eteenpäin. Myös neulanreikähuoneen osioon on mahdollista löytää lisää tapoja neulanreikäilmiön havainnollistamiseen. Tutkimuksessa havaittiin että neulanreikäilmiö on mielekäs aihe opiskelijoille suunnatulle laboratoriotyölle. Laboratoriotyötä tehneille opiskelijoille neulanreikäilmiö ei ollut entuudestaan kovin tuttu. Opiskelijoiden mielestä neulanreikäilmiö on mielenkiintoinen. Opiskelijat kokivat että laboratoriotyö antoi uusia näkökulmia neulanreikäilmiöön, ja esimerkiksi valonsäteiden suoraviivaiseen kulkuun. Neulanreikäilmiö tarjoaa monipuolisesti mahdollisuuksia neulanreikäilmiöön liittyvien osa-alueiden havainnollistamiselle ja tutkimiselle. Esimerkiksi diffraktiota voisi hyvällä koejärjestelyllä tutkia neulanreikäilmiön avulla syvällisemmin. Jotta kehitettyä laboratoriotyötä voi käyttää tehokkaasti oppilastyönä opetuslaboratoriossa, sitä pitää vielä hioa ja testata lisää. Joihinkin laboratoriotyössä ilmenneisiin ongelmakohtiin pitää myös löytää ratkaisu. Tämän tutkimuksen perusteella neulanreikäilmiö on mielekäs ja hyödyllinen aihe opiskelijoille suunnatulle laboratoriotyölle, ja on aihetta kehittää sitä eteenpäin.