Arvioinnissa käytettävä aineisto perustuu fysiikan ja kemian kokeeseen, opiskelijoi-den taustatietoja ja asenteita mittaavaan kyselyosaan sekä rehtoreille ja opettajille suunnattuihin kyselyihin.
3.3.1 Koetehtävien laadinta ja esitestaus
Opetussuunnitelmien perusteissa opetukselle asetetut tavoitteet ovat laajoja ja ne on esitetty yleisellä tasolla. Tavoitteet on mahdollista toteuttaa monin tavoin, joten yh-teisen kokeen laatimiseen löytyy useita ratkaisuja. Kun opetussuunnitelman perustei-siin perustuvaa arviointia ryhdyttiin suunnittelemaan, siirryttiin yleisistä tavoitteista konkreettisiin koetehtäviin ottamalla tehtävien suunnittelun lähtökohdiksi opetus-suunnitelman perusteissa mainitut yleissivistys sekä luonnontieteellinen ajattelu. Puh-taasti kokeellinen osuus jätettiin pois tämänkertaisesta joukkokokeena järjestetystä arvioinnista.
Arviointiin liittyvä koe oli sama kaikille lukion päättövaiheessa oleville opiskelijoille riippumatta siitä, kuinka paljon fysiikan ja kemian opintoja opiskelija oli sisällyttänyt tutkintoonsa. Kaikki opiskelijat olivat opiskelleet fysiikkaa ja kemiaa peruskoulussa.
Kokeessa painotettiin pakollisten kurssien tavoitteita ja syventävien kurssien tavoit-teita otettiin vain jonkin verran huomioon, koska suurin osa opiskelijoista ei ole va-linnut lukio-opintoihinsa fysiikan ja/tai kemian syventäviä opintoja.
Arviointitilanne poikkesi lukion kurssikokeesta, sillä koealue ei käsitellyt vain tietyn kurssin aihepiiriä, vaan myös aiempien kouluvuosien aikana opittuja tietoja ja perustaitoja. Opiskelijat eivät myöskään erikseen olleet valmentautuneet koetta var-ten. Lisäksi osalla opiskelijoista saattoi olla pitkä aika – jopa kaksi vuotta – viimeises-tä fysiikan ja kemian kurssista. Täsviimeises-tä syysviimeises-tä laadittiin koe, jonka tehviimeises-tävänannot ovat tuttuja. Kokeessa käytettiin erityyppisiä tehtäviä, jotta saataisiin käyttöön sekä suo-raan opiskelijan antamat vastaukset (oikein/väärin-tehtävät ja monivalintatehtävät) että pisteet opiskelijan kirjoittamista vastauksista (joko osittain tai kokonaan avoimet tehtävät).
Tehtävät olivat sellaisia, että ne liittyvät sekä fysiikan ja kemian kouluopetukseen että tavalliseen arkielämään. Tarkoituksena oli, että tehtävien ratkaisuissa korostuu käy-tössä olevan tiedon hyödyntäminen eikä yksinomaan ulkoa osaaminen. Tehtäviin liitetyistä kuvioista ja taulukoista oli mahdollista löytää useiden tehtävien ratkaisut tai ainakin ratkaisua helpottavia tietoja.
Tehtävänlaatijaryhmä laati tavoitteiden pohjalta erilaisia fysiikan ja kemian tehtäviä.
Lisäksi käytettiin hyväksi aiempien Opetushallituksen luonnontieteiden arviointien, ylioppilaskirjoitusten reaalikokeen sekä kansainvälisten arviointien tehtäviä. Tehtävi-en testausta vartTehtävi-en järjestettiin toukokuussa 2001 esikoe neljässä harkinnanvaraisesti
valitussa kooltaan, sijainniltaan ja painotukseltaan erilaisessa lukiossa. Esikokeiluun osallistui yhteensä 211 toisen vuoden opiskelijaa. Koetehtävien lisäksi opiskelijoilta kysyttiin opiskelijoiden taustatietoja sekä heidän käsityksiään kokeesta. Myös koulu-jen fysiikan ja kemian opettajat kommentoivat koetta, koetehtäviä ja kokeen järjeste-lyjä.
Kaikkiaan 178 tehtävää testattiin kolmena eri tehtäväkokonaisuutena. Näistä valittiin lopulliseen kokeeseen 75 tehtävää. Koska kokeeseen osallistujien fysiikan ja kemian opintotaustat poikkesivat suuresti toisistaan, tavoitteena oli tarjota rakenteeltaan ja sisällöltään monipuolisia tehtäviä. Helposti vastattavien tehtävien arveltiin madaltavan kynnystä vastata tehtäviin sekä rohkaisevan myös vähän fysiikkaa ja kemiaa opiskel-leita opiskelijoita paneutumaan ja vastaamaan niihin. Kokeeseen kuuluvien fysiikan ja kemian tehtävien lisäksi opiskelijoilta tiedusteltiin heidän käsitystään kokeen vaikeus-tasosta ja arvioinnin tarpeellisuudesta.– Esikokeeseen ja taustakyselyn tekemiseen oli varattu aikaa kolme tuntia.
Esikokeeseen osallistuneiden opiskelijoiden mielestä tehtävät olivat olleet melko vai-keita, mutta yleisesti ottaen opiskelijat olivat tyytyväisiä tehtäviin. Erään opiskelijan mukaan ”Oli paljon asioita mitä ei tiennyt ja tietenkin mitä ei muistanut, mutta kum-minkin hyvin keskeisiä kysymyksiä, joihin pitäisi osata vastata.” Opiskelijat käyttivät kokeen tekemiseen keskimäärin hieman yli tunnin. Tehtävät vastasivat opiskelijoiden osaamista siinä mielessä, että esikokeiden keskimääräiset ratkaisuprosentit liikkuivat 46–52 %.
3.3.2 Fysiikan ja kemian kokeen rakenne
Fysiikan ja kemian kokeessa oli yksinkertaisia muistitietoon eli alemman tason sovel-tamiseen liittyviä tehtäviä, yleissivistyksellisiä tehtäviä sekä opiskelijoiden tiedon-käsittelytapoihin liittyviä tehtäviä. Kaikkiaan tehtäviä oli 76. Mukana oli myös vaati-vampia tehtäviä useampia fysiikan ja kemian kursseja lukeneita varten (yhteensä yksi-toista). Viimeisenä oli ylimääräinen tehtävä, jonka toteutus oli avoin ja mahdollisti erilaiset lähestymistavat. Tehtävistä 24 oli oikein/väärin-väittämiä (tehtävät 1–24), 31 oli monivalintatehtäviä (tehtävät 25–45 ja 54–63), 5 oli osittain strukturoituja tehtäviä (tehtävät 46, 48, 49, 50 ja 52) sekä 15 tehtävää (tehtävät 47, 51, 53 ja 64–75), joihin opiskelijan tuli itse kirjoittaa vastauksensa. Tehtävät oli järjestetty koevihkoon siten, että alussa oli sarja oikein/väärin-väittämiä, sitten monivalintatehtäviä ja lopussa tuottamistehtäviä. Koevihkoon liittyi myös miellekartta vedestä, johon oli koottu tie-toa vedestä. Osassa kysymyksiä viitattiin tähän miellekarttaan, josta saattoi löytää jopa vastauksen sisältäviä vihjeitä.
Fysiikan tehtävät olivat pääosin mekaniikan sekä lämpöopin ja aaltoliikeopin alueil-ta, kemian tehtävät liittyivät aineiden ominaisuuksiin, aineen rakenteeseen sekä ke-miallisiin reaktioihin (taulukko 5). Periaatteena oli liittää tehtävät jokapäiväiseen elä-mään siten, että pyrittiin varmistamaan niiden ratkaisujen yksikäsitteisyys niin fysii-kan kuin kemiankin fysii-kannalta. Tehtävät ovat liitteenä 10.
29
TAULUKKO 5. Tehtävien fysiikan ja kemian rakenteen mukainen jaottelu.
Kouluille lähetettyä pikapalautetta varten tehtävät luokiteltiin alustavasti oppiaineittain (taulukko 6). Kokeeseen sisältyi fysiikan ja kemian tehtäviä sekä oppiaineiden yhteisiä tehtäviä, joilla tässä tarkoitetaan sellaisia, jotka sisältyvät sekä fysiikan että kemian oppisisältöihin. Esimerkiksi aineiden olomuotoja käsitellään sekä fysiikan että kemian kursseissa. Oppiainejako muotoutui tehtävien laadintavaiheessa. Fysiikan teh-tävien maksimipistemäärä oli 61, kemian 59 ja yhteisten tehteh-tävien 24.
TAULUKKO 6. Tehtävien oppiaineen mukainen jaottelu.
Osa kokeen tehtävistä mittasi fysiikan ja kemian perusosaamista (taulukko 7). Ko-keessa oli 50 tehtävää, jotka sisälsivät perusosaamiseen liittyviä aiheita. Näiden tehtä-vien avulla selvitettiin opiskelijoiden luonnontieteellistä perussivistystä fysiikan ja kemian osalta. Tehtävien luokitellusta keskusteltiin asiantuntija- ja tehtävänlaatija-ryhmän jäsenten lisäksi myös kymmenen muun opetusalan asiantuntijan kanssa. Luo-kittelu tehtiin näiden keskustelujen pohjalta.
TAULUKKO 7. Fysiikan ja kemian perussivistystä mittaavia tehtäviä.
Tehtäviä laadittaessa kiinnitettiin huomiota myös oppiainelähtöisiin osaamis-tavoitteisiin. Tehtäviin haluttiin sisällyttää fysiikan ja kemian opiskelussa tarpeellisia taitoja, kuten ilmiöiden havainnointi ja tunnistus sekä luonnontieteelliseen ajatte-luun sisältyviä elementtejä: käsitteiden hallintaa, merkkikieltä sekä tiedon graafista esittämistä, tulkintaa ja päättelyä (taulukko 8).
TAULUKKO 8. Fysiikkaan ja kemiaan liittyvää luonnontieteellistä ajattelua sisältäviä tehtäviä.
3.3.3 Opiskelijoille suunnattu taustakysely
Sukupuolen, väestöryhmien ja alueellisten erojen selvittämiseksi opiskelijoilta kerät-tiin tiedot sukupuolesta, äidinkielestä ja koulusta. Lisäksi heiltä kysytkerät-tiin perus-opetuksen päättöarvioinnin fysiikan ja kemian arvosanoja sekä sitä, millaisia arvosa-noja he ovat keskimäärin saaneet lukio-opintojensa aikana. Fysiikan ja kemian valin-tojen lisäksi selvitettiin myös heidän matematiikan opintoihinsa liittyviä valintoja.
Taustakyselyllä otettiin selville myös opiskelijoiden valintoihin vaikuttaneita tekijöitä ja heidän käsityksiään fysiikan ja kemian opetuksesta ja opiskelusta.
Opiskelijoiden suhtautumista fysiikkaa ja kemiaa kohtaan mitattiin asennemittarilla, joka koostui useasta Likert-asteikollisesta14 väittämästä, joilla otettiin selville opiske-lijoiden käsityksiä fysiikasta ja kemiasta. Väittämät on koottu pääosin Opetushallituksen kansallisissa sekä IEA:n ja OECD:n kansainvälisissä oppimistulosten arvioinneissa käyttämistä asennekyselyistä. Asennemittarin väittämät ryhmiteltiin sisältöjensä mu-kaan. Väittämät koskivat oppiaineiden kiinnostavuutta, vaikeutta ja hyödyllisyyttä.
Lisäksi pyrittiin tarkentamaan näitä kolmea ulottuvuutta ryhmittelemällä väittämät
31 toisaalta sellaisiin, jotka käsittelivät opiskelijan käsitystä fysiikasta ja kemiasta oppiai-neina ja toisaalta sellaisiin, jotka käsittelivät heidän käsitystään itsestään fysiikan ja kemian oppijana. Kerätty aineisto ei kuitenkaan tukenut näin hienojakoista ryhmitte-lyä. Ainoastaan hyötyulottuvuudelta löytyivät toisaalta oppiaineiden yleistä hyödyl-lisyyttä kuvaavat väittämät ja toisaalta oppiaineiden hyödylhyödyl-lisyyttä jatko-opintojen kannalta kuvaavat väittämät. Taulukossa 9 kuvataan opiskelijoille esitettyjen väittämi-en pääkomponväittämi-enttianalyysiin perustuva ryhmittely.
TAULUKKO 9. Opiskelijoille esitettyjen asenneväittämien ryhmittely. (Väittämistä osa on merkitty tähdellä (*). Näiden väittämien vastausskaala on tulosten käsittelyn yhteydessä käännetty niin, että positiivinen lukuarvo ilmaisee aina myönteistä asennetta tai rakentavampaa vaihtoehtoa.)
3.3.4 Rehtoreille ja opettajille suunnatut kyselyt
Rehtoreiden ja opettajien antamia tietoja käytettiin koulujen fysiikan ja kemian opetus-järjestelyjen kuvaamiseen. Näin saatujen tietojen yhteyttä opiskelijoiden koesuorituksiin ei ole selvitetty, sillä opiskelijoiden opintotaustoja ei ole tältä osin selvitetty. Opiskelijalla on voinut olla useita opettajia lukioaikanaan.
__________
14 Alkuperäinen kyselykaavakkeessa ollut asteikko: 1 = olen täysin eri mieltä, 2 = olen jonkin verran eri mieltä, 3 = kantani on epävarma tai minulla ei ole selvää käsitystä, 4 = olen jonkin verran samaa mieltä, 5 = olen täysin samaa mieltä.
Rehtoreille suunnatulla kyselyllä selvitettiin otoskoulujen toimintaa. Tietoja kerättiin koulujen erityispiirteistä, fysiikan ja kemian opetusjärjestelyistä sekä opetustiloista ja -välineistä. Rehtoreilta kysyttiin myös heidän käsityksistään koulunsa mahdollisuuk-sista tarjota fysiikan ja kemian opettajille täydennyskoulutusta.
Opettajille suunnatulla kyselyllä kerättiin tietoja opettajien työurasta sekä koulun tar-joamista työskentelyedellytyksistä. Lisäksi opettajilta kysyttiin arviointiin liittyvän kokeen tehtävien sopivuudesta suhteessa opetussuunnitelman perusteisiin. Opetta-jilta pyydettiin lisäksi kommentteja kokeeseen liittyvistä järjestelyistä sekä tehtävistä.