i
Pro gradu -tutkielma Kesäkuu 2016
Fysiikan ja matematiikan laitos Itä-Suomen yliopisto
Fysiikan opettajankoulutuksen nykytilan arviointi
Markku Haaranen
ii
Markku Haaranen Fysiikan opettajankoulutuksen nykytilan arviointi, 72 sivua
Itä-Suomen yliopisto Fysiikan koulutusohjelma Fysiikan aineenopettajakoulutus Työn ohjaajat FT Pekka. E. Hirvonen
FM Mika Hirvonen
Tiivistelmä
Tutkielmassa selvitetään opettajien kokemuksia opettajankoulutuksen tarjoamista opinnoista sekä niistä saatujen tietojen merkityksestä työelämän kannalta. Tutkielmassa muodostettu kysely väittämineen pohjautuu kolmen eri teorian mukaisiin opettajuutta koskeviin osa-alueisiin. Sekä Shulmanin PCK-teoria, että siihen perustuvat TCPK- ja MKT-malli muodostavat tutkielman teoreettisen viitekehyksen, joka on laajennettu koskemaan fysiikan opetusta.
Tutkielman kysely toteutettiin e-lomakkeen avulla. Kyselyssä pyydettiin arvioimaan, kuinka hyvät pohjatiedot ja taidot fysiikan ja matematiikan puolelta, vuosina 2008 – 2016, valmistuneet opettajat ovat oman kokemuksensa puolesta opettajankoulutukselta saaneet.
Tämän lisäksi keräsimme myös tietoa, kuinka merkittävänä opettajat pitivät kyselyssä esitettyjä aihe-alueita opettajan työssä.
Tutkimukseen osallistui 39 opettajaa. Tutkimustulokset mukailevat Koposen, ym.
(2016b) aikaisempaa MKT-mallin mukaista tutkimusta, jossa opettajankoulutuksen tarjoamat tiedot yleiseen matematiikkaan koettiin hyviksi, mutta opettamisesta, oppimisesta ja opetussuunnitelmasta saadut tiedot koettiin heikommiksi. Tässä tutkimuksessa tulosten mukaan parhaimmat tiedot ja taidot koettiin saaduiksi yleiseen fysiikan tietoon sekä fysiikan rakennetta koskevaan tietoon. Heikoiten tietoja ja taitoja koulutuksen puolelta koettiin saaduiksi erityiseen fysiikan tietoon, opetusta koskevaan
iii
tietoon, oppimista koskevaan tietoon sekä opetussuunnitelmaa koskevaan tietoon, joka koettiin heikoimmaksi. Merkittävimpänä osa-alueena opetustyön kannalta koettiin opetusta koskevat tiedot ja taidot. Tutkimuksen kysely löytyy kokonaisuudessaan liitteessä B.
iv
Esipuhe
Pro gradu –työn tekeminen on ollut mielenkiintoinen, haastava, mutta samalla myös avartava kokemus. Tutkielmaa tehdessä olen pohtinut opettamista ja opettajuutta entistä syvällisemmin sekä monipuolisemmin. Olen samalla peilannut tutkielmissa vastaan tulleita opettamista koskevia näkökulmia omaan henkilökohtaiseen kuvaani opettajuudesta. Opettajakoulutus on antanut minulle hyvät lähtökohdat tuleviin työelämän haasteisiin.
Tahdonkin kiittää Pekka Hirvosta sekä Mika Koposta mielekkäästä aiheesta sekä asiantuntevasta ohjaamisesta pro gradu -työni parissa. Haluan myös kiittää Martti Mäkistä opintojeni ohjaamisesta. Iso kiitos tuesta yliopisto-opiskelujeni aikana kuuluu perheelleni, opiskelukavereilleni sekä muille ystävilleni.
Joensuussa 21. kesäkuuta 2016 Markku Haaranen
v
Sisältö
1 Johdanto 1
2 Teoreettinen viitekehys 5
2.1 Shulmanin PCK-malli 5
2.2 TPCK 7
2.3 MKT 11
2.4 Fysiikan opettajakoulutuksen tarkastelu MKT-mallin pohjalta 14
2.4.1 Yleinen fysiikan sisältötieto 15
2.4.2 Erityinen fysiikan sisältötieto 16
2.4.3 Fysiikan rakenteellinen tieto 16
2.4.4 Opetusta koskeva tieto 17
2.4.5 Oppimista koskeva tieto 17
2.4.6 Opetussuunnitelmaa koskeva tieto 17
3 Tutkimuksen toteutus 18
3.1 Tutkimuksen viitekehys 18
3.2 Fysiikan aineenopettajan opintokokonaisuudet 21
3.3 Opettajan pedagogiset opinnot 26
3.4 Kohderyhmä 29
3.5 Analysointi 30
4 Tulokset 32
4.1 Kyselyn tulokset 32
vi
Pohdinta 53
5.1 Kyselyn tulosten luotettavuus tarkastelu 53
5.2 Tulosten tarkastelu 54
Viitteet 64
1
1 Johdanto
Koulun uudistumisen myötä niin opetus kuin oppiminen ovat muuttuneet vuosien saatossa. Erilaiset opetusmenetelmät, oppimisympäristöt ja oppimisen arvioinnit ovat uudistuneet ja monipuolistuneet. Kurssien uudistamisen myötä myös erilaiset opetusta tukevat TVT-välineet ovat ottaneet paikkansa osana opetusta ja oppimista. Näin ollen on hyvä aika tarkastella vastaako aineenopettajakoulutus alati uudistuvan koulutusjärjestelmän haasteita.
Vuoden 2016 syksystä alkaen Suomen lukiot ottavat käyttöönsä uuden opetussuunnitelman LOPS 2016. Opetussuunnitelmauudistuksen myötä lukiofysiikan kurssit uudistuvat. Uudet kurssit ovat: Fysiikka luonnontieteenä (FY1), Lämpö (FY2), Sähkö (FY3), Voima ja liike (FY4), Jaksollinen liike ja aallot (FY5), Sähkömagnetismi (FY6) ja Aine ja säteily (FY7).
Vanhan opetussuunnitelman mukaan tällä hetkellä lukioissa käsitellään: Fysiikka luonnontieteenä (FY 1), jossa tarkastellaan fysiikan merkitystä nyky-yhteiskunnassa ja käsitellään keskeisimpiä mekaniikan osa-alueita sekä vuorovaikutuksia. Fysiikan toisella kurssilla Lämpö (FY 2) käsitellään lämpöoppiin liittyviä fysiikan ilmiöitä. Kurssilla kolme Aallot (FY 3) fysiikan opinnot koostuvat pääosin aaltofysiikan ja optiikan ilmiöistä sekä niiden teoriasta. Kurssilla neljä Liike (FY 4) tarkastellaan liikettä mekaniikan avulla.
2
Kurssilla Pyöriminen ja gravitaatio (FY 5) jatketaan liikkeen tarkastelua ja laajennetaan tarkastelu pyörimisliikkeeseen ja tutustutaan muun muassa gravitaatiovuorovaikutukseen paremmin. Sähköoppia tarkastellaan kurssilla (FY 6) Sähkö. Kurssilla (FY 7) tarkastellaan sähkömagnetismia ja kurssi 8 Aine ja säteily (FY 8) käsittelee erilaisia säteilyfysiikan ilmiöitä. (LOPS, 2004)
Uuden voimaan tulevan opetussuunnitelman mukaan vanha fysiikan kurssi (FY 5) Pyöriminen ja gravitaatio sisällytetään osittain uuteen (FY 1) ja (FY 4 ja FY 5). Myös Vanhemman opetussuunnitelman mukainen Sähkökurssi (FY 6) käydään uuden opetussuunnitelman mukaan kurssilla (FY 3) Sähkö.
Lukion opetussuunnitelman luonnoksessa (LOPS, 2015) nousevat esille, että koulutus pyrkii kohti ohjaavaa opettamista ja itsenäistä opiskelua. Opetuksen tukena on enenevissä määrin erilaisia tieto- ja viestintäteknologiaan liittyviä opetus- ja opiskeluvälineitä sekä niihin ladattavia sovelluksia. Lisäksi uuden opetussuunnitelman pyrkimyksenä on lisätä yhteistyötä eri oppiaineiden kanssa. ”Menetelmällisillä ratkaisuilla voidaan rakentaa kokonaisuuksien hallintaa ja oppiainerajat ylittävää osaamista - - Lukion opetus- ja opiskelumenetelmien tarkoituksena on edistää opiskelijoiden aktiivista työskentelyä ja yhteistyötaitojen kehittymistä. Opiskelijoita ohjataan suunnittelemaan opiskeluaan, arvioimaan toiminta- ja työskentelytaitojaan sekä ottamaan vastuuta omasta oppimisestaan. Heitä ohjataan myös käyttämään monipuolisesti tieto- ja viestintäteknologiaa.” (LOPS, 2015)
Uudistuksen myötä opiskelijoiden arviointi muuttuu entistä monipuolisemmaksi.
Formatiivista ja summatiivista arviointia painotetaan aiempaa enemmän, joten opettajien on arvioitava oppimista useasta eri näkökulmasta. Opetussuunnitelma uudistuksesta esiin nousevat erilaiset itse-arvioinnit ja vertaisarvioinnit, jotka ovat merkittävässä kasvussa oppimisen tukena.(LOPS, 2015)
3
Uusien innovatiivisten TVT-teknologioiden käyttö on ollut jo pitkään keskeisenä kehityksen kohteena koulutusjärjestelmissä ympäri Suomen (Kankaanranta & Puhakka, 2008). Jyväskylän yliopiston julkaistussa SITES-tutkimuksessa (2006) kansallisen tietoyhteiskuntastrategian tavoitteeksi asetettiin: ”Opettajien tietoyhteiskuntaosaamisen halutaan vuonna 2015 olevan huippuluokkaa ja tieto- ja viestintätekniikan osa monimuoto-opetusta kaikilla kouluasteilla. Peruskoulutuksen tavoitteeksi asetetaan se, että koko nuorisoikäluokalle luodaan hyvät valmiudet hyödyntää ja soveltaa tieto- ja viestintätekniikan tarjoamia mahdollisuuksia. Suomalaisen peruskoulun halutaan olevan avoin ja verkostoitunut sekä maailmankuulu oppimistuloksistaan” (Kankaanranta &
Puhakka, 2008). Suunta teknologian käytöstä kouluissa on myös sama tänä päivänä.
Jyväskylän SITES-tutkimuksessa (2006) nostettiin esille oppimisympäristöjen merkitys opetuksessa. Kansallisen innovaatiostrategian keskeisimpiä kehityskohtia olivatkin juuri kyseiset uudet oppimisympäristöt: ”Yksi päätoimenpiteistä kohdistetaan laajasti innovatiivisuuteen kannustavan oppimisympäristön kehittämiseen. Tavoitteena on luoda huipputasoinen oppimisen kehitysympäristö, joka tähtää kansainväliseksi edelläkävijäksi sekä opetuksen sisällöllisten menetelmien että teknisten välineiden kehityksessä.”(
Kankaanranta & Puhakka, 2008). Oppimisympäristöjen merkitys on otettu huomioon myös LOPS 2016. Opetussuunnitelma uudistuksen myötä oppimisen tarkastelu on painottunut enenevissä määrin teknologian käyttöön sekä niitä tukeviin monipuolisiin oppimisympäristöihin. Luokkahuone ei yksistään ole paikka, jossa oppimista tapahtuu, erilaiset etätyöt, ryhmätyöprojektit ja muu luokkahuoneen ulkopuolella tapahtuva oppiminen on nousemassa enenevissä määrin esille opetuksessa. Erilaiset e- oppimisympäristöt ovat myös kasvattamassa suosiotaan. (Kankaanranta, Mikkonen &
Vähähyyppä, 2012)
Tutkielmassa selvitetään vuosina 2008–2016 valmistuneiden fysiikan ja matematiikan puolelta valmistuneiden opettajien kokemuksia saamastaan opettajankoulutuksesta.
Opettajien kokemuksia tarkasteltiin e-lomakkeella muodostetun kyselyn avulla.
4
Kyselytutkimus koskien fysiikan opettajankoulutusta on muodostettu Shulmanin PCK- teorian sekä sen pohjalta kehitettyjen MKT- ja TPCK-mallien pohjalta. Kyselyllä kerättiin tietoa, kuinka hyvät tiedot ja taidot opettajat kokivat koulutukselta saaneensa, ja kuinka merkittäväksi he kokivat saamansa tiedot opetustyön kannalta. Tuloksia tarkastellaan muun muassa seuraavien kysymyksien avulla:
1) Mihin opettajuuden osa-alueisiin vastaajat kokivat saaneensa opettajankoulutukselta parhaimmat ja mihin heikoimmat tiedot?
2) Mitkä osa-alueet vastaajat kokivat merkittävimpinä opetustyön kannalta?
3) Millaisia eroja vastauksissa ilmeni pää- ja sivuainevastaajien kesken?
Kyselyn teoriataustaan paneudutaan paremmin seuraavassa luvussa.
5
2 Teoreettinen viitekehys
Aineenopettajakoulutuksen tehtävä on kouluttaa opettajia. Koulutuksen tarkoituksena on antaa valmiudet toimia opettajan ammatissa. (Koponen, Asikainen, Viholainen &
Hirvonen, 2016a) Opettaja tarvitsee ammattiinsa monenlaisia tietoja ja taitoja, joita tarkastellaan tässä luvussa kolmen erilaisen opettajan tietoutta koskevan mallin pohjalta.
Näitä kolmea mallia mukaillen tarkastelu on laajennettu koskemaan fysiikan opetusta.
2.1 Shulmanin PCK-malli
Shulman (1986, 1987) on tarkastellut opettajan työtä ja tutkinut sitä, millaista tietoutta opettaja työssään tarvitsee. Hänen mukaansa opettaja tarvitsee ammatissaan kuutta eri opettamista koskevaa tietoutta (Asikainen & Hirvonen, 2010). Opettajan tietous voidaan Shulmanin (1987) mukaan jakaa (1) Opetettavan aineen sisältötietoon (content knowledge), (2) pedagogiseen sisältötietoon (pedagogical content knowledge), (3) yleiseen pedagogiseen tietoon (general pedagogical knowledge), (4) Opetussuunnitelma tietoon (curricular knowledge), (5) tietouteen opetuksen tarkoituksista ja päämääristä sekä (knowledge of educational ends, purposes and values), (6) kontekstuaaliseen tietoon (knowledge of educational contexts) (Shulman, 1987).
6
Opettaja on oman opetettavan aineensa erityisosaaja. Aineen sisältötiedolla viitataan opettajan oman aineensa hallintaan, toisin sanoen siihen, kuinka hyvin hän tuntee opetettavan aineensa (Asikainen & Hirvonen 2010). Opettajalla on hyvä olla enemmän tietoa omasta aineestaan kuin opetus sitä edellyttää. Ei pelkästään riitä, että opettajan tuntee keskeiset asiat ja opettaa ne, vaan hänen on hyvä tietää, miksi asia on merkittävä ja miten se linkittyy muihin tietoihin. Erilaisten asioiden linkittäminen toisiinsa on merkittävää isompien kokonaisuuksien ymmärtämisen kannalta. (Shulman, 1986) Pedagoginen sisältö tieto viittaa siihen, että opettaja tuntee pedagogiikan sisältöä, jota hän hyödyntää opetuksessa. Tähän kuuluvat niin välineiden kuin tiedon sekä taidon käyttö, joka edesauttaa oppimista. Näitä ovat muun muassa monipuoliset esitystavat, esimerkit, selitykset, demonstraatiota. Opettajan olisi hyvä esittää opettava asia niitä esitystapoja hyväksi käyttäen, jotka ovat oppilaille helposti lähestyttäviä ja ymmärrettäviä.
Pedagoginen sisältötieto pitää sisällään opettajan kyvyn tuntea ja tunnistaa, miksi joku aihealue on vaikea oppia ja millaisia ennakkokäsityksiä oppilailla voi aikaisempien tietojensa puolesta aiheesta olla. Opettajan hyvä pedagoginen sisältötieto mahdollistaa virhekäsitysten tunnistamisen ja niiden ennalta ehkäisyn. (Shulman, 1986)
Yleisellä pedagogisella tiedolla viitataan vastaavasti oikeanlaisiin toimintatapoihin, joilla edesautetaan oppimista. Näitä ovat muun muassa ohjaukseen, luokan hallintaan ja erilaisiin kysymysstrategioihin liittyvät toiminnat. Toimintatapojen keskeinen tehtävä on edesauttaa oppimista ja tukea oppimista edesauttavaa keskustelua. (Asikainen &
Hirvonen, 2010)
Opetussuunnitelma tiedolla tarkoitetaan tuntemusta voimassa olevasta opetussuunnitelmasta. Opettajan on hyvä tuntea opetussuunnitelmassa esitetyt opetukselle asetetut tavoitteet sekä toimintaperiaatteet ja käytännön toimet, joilla asetetut tavoitteet täytetään (Shulman, 1986). Opetussuunnitelmassa esitetään myös erilaisia
7
työkaluja opetuksen tukemiseksi. Näitä ovat muun muassa erilaiset opetusvälineet.
(Koponen, Asikainen, Viholainen & Hirvonen, 2016a)
Opetuksen päämäärillä ja tarkoituksilla tarkoitetaan, niitä historiallisia, ideologisia sekä filosofisia syitä koulutukselle, joiden varaan nykyinen koulutusjärjestelmä rakentuu (Ball, Hoover, Phelps & Phelps, 2008).
Kontekstuaalinen tietokäsitys on laaja. Opettajan on valittava tilanteeseen sopivat työskentelymenetelmät. Jotkin tilanteet sopivat paremmin pienryhmässä työskentelyyn, kuten erilaiset kouluprojektit ja toisaalta joskus on taas käytännöllisempää toimia koko luokalla. Kontekstuaaliseen tietokäsitykseen sisältyvät myös opettajan tuntemus koulupiirin hallinnollisista sekä taloudellisista asioista yhteiskunnallisella tasolla. (Ball ym., 2008)
PCK-malli on suosittu ja paljon käytetty, kun tutkitaan opettajan toimintaa sekä opettajan työssä tarvittavia tietoja. Shulmanin artikkelit: Those who understand: knowledge growth in teaching (1986) ja Foundations of the new reform (1987) antavat yhteensä yli 27000 viittausta, joten teoria on laajasti huomioitu (22.4.2016).
Shulmanin PCK-malliin on viitattu paljon ja monet ovat laajentaneet tarkastelun koskemaan muita opetuksen osa-alueita. Seuraavassa luvussa keskitytään tarkastelemaan Shulmanin PCK-mallin pohjalta muodostettua teknologian opetukseen viittaavaa TPCK- mallia.
2.2 TPCK
TVT-teknologia on helpottanut tiedon hakemista ja sen käyttöä paikasta riippumatta.
Enää kirjasto ja kirjastossa sijaitseva tietokone eivät ole ainoita tiedon lähteitä vaan kehittyneet TVT-laitteet ovat vieneet tiedon hakemisen ja käytön aivan uudelle tasolle.
Suuri osa tiedoista on käden ulottuvilla. Rajattoman tiedon määrän vuoksi koulutuksessa
8
eräiksi entistä merkittävimmiksi haasteiksi on nousemassa medialukutaito ja kriittinen ajattelu (Kankaanranta, Mikkonen & Vähähyyppä, 2012). Uudessa opetussuunnitelmassa painotetaan entistä enemmän erilaisten TVT-välineiden käyttämistä opetuksen tukena:
”Opiskelijoita ohjataan hyödyntämään digitaalisia opiskeluympäristöjä, oppimateriaaleja ja työvälineitä eri muodossa esitetyn informaation hankintaan ja arviointiin sekä uuden tiedon tuottamiseen ja jakamiseen”(LOPS, 2015).
Aikaisemmissa tutkimuksissa on saatu merkittävää näyttöä siitä, että TVT-välineiden käyttö opetuksen tukena on kasvattanut oppilaiden opiskelumotivaatiota. (Kankaanranta
& Puhakka, 2008) Kuitenkin opettajat ovat uusien haasteiden edessä, kun jatkuvasti muuttuvat ja kehittyvät opetusvälineet ovat saavuttaneet merkittävän paikan osana opetusta (Koehler & Mishra, 2009). Useissa korkeakouluissa verkko-oppimista on käytetty jo pitkään ja paljon. Tästä huolimatta opetuksen suunta on entistä enemmän menossa teknologiapainotteisemmaksi. Tänä päivänä suurimpina haasteina opetukseen tarkoitetussa teknologian käytössä ja verkko-opetuksessa nähdään oppitunneilla käytettävissä oleva rajattu aika sekä opettajien riittämätön koulutus opetusteknologian käyttöön. (Kullaslahti, 2011)
TVT-latteiden käyttö opetuksessa on monimutkainen ilmiö. Useiden TVT-laitteiden ensisijainen tarkoitus ei ole opetuskäyttö (Koehler & Mishra, 2009). Kuitenkin TVT- laitteet ovat moniulotteisia ja niiden käyttöä sovelletaan enenevissä määrin opetuksessa.
TVT-laitteiden käyttö edellyttää itse laitteen sekä niihin ladattavien sovellusten tuntemista. Haasteiksi koetaan ensisijaisesti, että kouluissa on jo käytössä paljon erilaisia TVT-välineitä, mutta opettajat eivät ole saaneet riittävästi koulutusta niiden käyttöön (Kim C. M., Kim, M. K., Lee, Spectos, & DeMeester, 2013). Lisää haasteita tuovat jatkuvasti markkinoille ilmestyvät uudet laitteet sekä niissä sovellettavan teknologian nopea kehitys (Kullaslahti, 2011).
9
Vaikka erilaiset opetuskäyttöön valmistetut älypuhelimien ja tabletti-tietokoneiden sovellukset ovat lisänneet muun muassa oppilaiden motivaatiota opiskella, aivan mutkatonta niiden opetuskäyttö ei ole. Erilaiset laitteille ladattavat sovellukset ovat usein monien erivalmistajien valmistamia, joiden takia ne usein sisältävät erilaisia rajoitteita.
Muun muassa näiden seikkojen takia on niitä hankala pitää pääsääntöisenä opetusvälineenä. Osa syynä voidaan pitää myös sitä, että sovellukset ovat vielä melko uusia ja ne harvoin soveltuvat useamman kuin yhden aiheen tarkasteluun. (Koehler &
Mishra, 2009) Mikäli oppitunti on rakennettu siten, että siellä keskitytään tarkastelemaan vain osaa suuremmasta kokonaisuudesta, on mahdollista löytää sopiva sovellus tiettyjen tehtävätyyppien tekemiseen. (Koehler & Mishra, 2009)
Vaikka teknologian käyttö kouluissa on lisääntynyt, on sen järkevä integrointi opetukseen vielä etsimässä omaa paikkaansa (Mishra, Koehler & Henriksen, 2010). Huolimatta siitä, että teknologialla on valtavat mahdollisuudet niin opetuksessa, kuin muuallakin osa- alueilla nyky-yhteiskunnassa, nähdään sen käyttö jopa eräänlaisena taakkana ja kuormittavana tekijänä. (Mishra, Koehler & Henriksen, 2010)
Kansainvälisistä tutkimuksista ilmenee, että tietokoneiden lisääntynyt opetuskäyttö on kasvattanut epätasapainoa oppilainen tietotekniikan taidoissa. Jotta suunta ei olisi pysyvä, olisi opettajakoulutuksessa panostettava tietotekniikan ohjaukseen (OECD, 2015a).
Tutkimukset puoltavat, että laajamittainen tietotekniikan käyttö ilman järkevää integrointia opetukseen ei lisää oppimistuloksia. Kun taas kohtuullinen, perusteltu opetuskäyttö tutkimusten mukaan parantaa oppimistuloksia. (OECD, 2015b)
TPCK (Technological Pedagogical Content Knowledge) tai TPACK on Shulmanin (1986, 1987) PCK – teoriaan pohjautuva malli, joka tarkastelee opettajan tarvitsemaa tietoutta teknologian opetuskäytössä. Mallia pidetään käyttökelpoisena, kun tarkastellaan opettajan tarvitsemaa tietoutta teknologian käytössä ja kuinka teknologian opetuskäyttö vaikuttaa opetustoimintaan. (Lin, Tsai, Chai & Lee, 2013). Mallin mukaan opettajan tulee
10
tuntea: (1) opetettavan aineen sisältö, (2) siihen liittyvä pedagogiikka sekä (3) käytössään oleva teknologia. Näiden kolmen yhdistelmä mahdollistaa teknologian mielekkään käytön opetuksessa. (Koehler & Mishra, 2009)
TPACK-malli on pohja, jonka osa-alueiden tietoja opettajalla olisi hyvä olla opettaessaan teknologian avulla. Pelkästään käytössä olevien opetusvälineiden tunteminen ei yksistään riitä. Opettajalta vaaditaan opetustyössään pedagogisia taitoja, joilla teknologiaa voidaan käyttää konstruktiivisesti ainesisältöjen oppimisessa. Opetusteknologian avulla voidaan parhaillaan esittää asioita siten, että uusien virhekäsitysten määrä vähenee. Tämän lisäksi, kun opettaja tuntee opetettavan ainesisällön hyvin voi teknologian käytöllä olla mahdollisuus helpottaa vaikeiksi koettuja aihealueita. Jotta tämä olisi mahdollista, opettajan olisi tunnettava oppilaan aikaisempia tietoja ja taitoja niin teknologian käytöstä kuin ainesisällöistäkin. Opettajalla tulee olla tietoa siitä, kuinka opetusteknologian avulla voidaan vahvistaa näitä aikaisemmin opittuja tietoja ja luoda mahdollisuus oppia uutta.
(Koehler & Mishra, 2009)
Mikään aikaisemmin esitetty osa-alue (aineen sisällönhallinta, pedagogiikka ja teknologian tuntemus) ei TPACK-mallin mukaan toimi itsenäisesti, eikä kaikkia kolmea osa-aluetta ole mielekästä käyttää jokaisessa tilanteessa samalla tavalla. Parhaillaan teknologian käyttö osana opetusta on, kun painopiste eri osa-alueiden välillä muuttuu.
(Koehler & Mishra, 2009)
Seuraavassa luvussa Shulmanin PCK-mallin tarkastelu on laajennettu koskemaan matematiikan opettamista.
11
2.3 MKT
Shulmanin (1986, 1987) opettamista koskevan PCK – mallin pohjalta Ball ja hänen työyhteisönsä on kehitellyt oppiaineita koskevan mallin MKT-mallin (Mathematical Knowledge for Teaching). MKT-mallin mukaan opettajan tarvitsemat tiedot voidaan jakaa kahteen tarkasteltavaan osaan: Aineenhallintaan liittyvään tietoon, eli matemaattiseen sisältötietoon (Mathematical Content Knowledge) sekä pedagogisiin sisältötietoihin (Pedagogical Content Knowledge). Nämä molemmat kategoriat pitävät sisällään kolme eri osa-aluetta koskien matemaattisia tietoja sekä pedagogisia tietoja.
(Koponen, Asikainen, Viholainen & Hirvonen, 2015a). Matemaattinen sisältötieto koostuu:
(1) Yleisestä matemaattisesta tiedosta (Common Content Knowledge, (2) matematiikan rakenteesta (Horizon Content Knowledge, (3) matematiikan erityistiedoista (Specialized Content Knowledge). Vastaavasti matematiikan opetusta koskevia tietoja tarkastellaan (4) Oppimisen näkökulmasta (Knowledge of Content and Students) ja (5) Opettamisen näkökulmasta (Knowledge of Content and Teaching). Näiden lisäksi MKT-mallin mukaan opettaja tarvitsee työssään (6) Opetussuunnitelman tuntemusta (Knowledge of Content and Curriculum). (Koponen ym., 2015a)
Ballin (2008) mukaan matematiikanopettajan on hyvä tuntea opetettava aineensa hyvin.
Opettajan olisi hyvä tuntea opetettavan aineensa oppimateriaalit sekä osattava käyttää matematiikan terminologiaa ja käsitteistöä täsmällisesti. Opettajan olisi tunnettava matematiikan määritelmät sekä niiden keskeiset tulokset. Lisäksi opettajan on tunnistettava niin oppikirjojen sisältämät virheelliset määritelmät kuin myös oppilaiden mahdolliset virhekäsitykset sekä väärinymmärrykset. MKT-mallin mukaan edellä mainitut ominaisuudet ajatellaan sisältyvän opettajan yleiseen matemaattiseen tietouteen.
(Ball ym., 2008)
12
Jotta opettajan olisi mahdollista auttaa oppilasta muodostamaan kokonaisvaltainen käsitys matematiikasta, on opettajan tunnettava matematiikan rakenteita. Toisin sanoen opettajan olisi hyvä tuntea luokka-asteesta riippumatta, kuinka eri käsitteet ja määritelmät kytkeytyvät toisiinsa muodostaen suurempia osa-alueita ja kokonaisuuksia. (Koponen ym., 2015a).
Opettajan erityiseen matemaattiseen tietoon lukeutuvat muun muassa opettajan kyky muodostaa oppilaan pohjatietojen ja kykyjen mukaisia tehtäviä, käyttää oppilaille helposti lähestyttäviä esimerkkejä sekä esitystapoja. Tilanteesta riippuen opettajan olisi hyvä osata tarkastella matematiikkaa riittävän monipuolisesti. Opettajan olisi hyvä esimerkiksi tuntea ja kyettävä purkamaan matematiikassa esiintyviä monimuotoisia käsitteitä ja toimintoja pienempiin osiin sekä muodostaa näistä oppilaille helpommin lähestyttävä ja ymmärrettävä esitys, joka on silti täsmällinen. (Ball ym., 2008) Opettajan matematiikan erityistietous korostuu oppilaita arvioitaessa, jolloin opettajalta vaaditaan kykyä arvioida oppilaan oppimista. (Koponen ym., 2015a).
Opettaminen itsessään on monen edellä mainittujen tietojen ja taitojen yhteistyön tulos.
Kuitenkin hyvien oppimistuloksien aikaansaamiseksi opettajan tukena ovat erilaiset oppimisteoriat sekä erilaiset opettamista koskevat esitystavat opetustilanteissa (esim.
ongelmalähtöinen opettaminen, ohjaavaopetus). Näiden edellä mainittujen asioiden käyttöön opettaja tarvitsee oppimista koskevaa tietoutta. Tämän lisäksi opetuksen mielekkyyden kannalta opettajan olisi hyvä tuntea, millaiset esimerkit oppilaat kokevat mielenkiintoisina. (Ball ym., 2008) Erityisesti tieto oppimisesta on esillä opetustilanteissa, joissa opettaja on vuorovaikutuksessa oppilaiden kanssa. (Koponen ym., 2015a).
Se, mitä esitetään ja mitkä jätetään oppilaan itsensä keksittäviksi, ovat esimerkkejä opettamista koskevasta tiedosta. Opetustilanteessa opettajan rooli voi vaihdella tilanteen
13
mukaan opettajasta keskustelun ohjaajaksi. Opettajan olisi hyvä kyetä muokkaamaan opetustaan sen mukaan, onko kyseessä yksilötöitä tai ryhmätöitä. (Koponen ym., 2015a).
Jokaiselle oppiaineelle on määritelty sisällöt sekä niiden tavoitteet. Näitä varten opettajan on tunnettava opetussuunnitelma, jota jokaiset oppinaineet omakohtaisesti noudattavat.
Näiden lisäksi opetussuunnitelma tietoa tarvitaan kun opettaja valitsee muun muassa oppikirjoja ja erilaisia opetusvälineitä opetuksensa tueksi. (Koponen ym., 2015a) Opetussuunnitelmassa on usein esitetty kursseille osaamisen tavoitteet. Opettajan olisi syytä tuntea nämä tavoitteet sekä toteuttaa opetustaan niin, että nämä tavoitteet täyttyisivät. (Koponen ym., 2015a)
Koposen, Asikaisen, Viholaisen ja Hirvosen (2016b) tekemässä tutkimuksessa selvitettiin muun muassa, miten hyvät tiedot Joensuusta valmistuneet matematiikan opettajat ovat kokeneet saaneensa opettajankoulutuksesta. Tuloksia tarkasteltiin MKT-mallin kuuden varsin erilaisen tiedonlajin näkökulmasta. MKT-mallin avulla tutkittiin esimerkiksi, minkä tyyppiseen tietoon valmistuneiden opettajien kokema osaaminen painottuu.
Tutkimustulosten mukaan aineenopettajakoulutukselta saamat tiedot ja taidot vaihtelivat teorian eri osa-alueittain. Kyselyyn vastanneet henkilöt kokivat, että saivat laitokselta vahvemmat lähtökohdat esimerkiksi yleiseen matemaattiseen tietouteen kuin puhtaaseen matemaattiseen tietouteen tai pedagogiseen tietouteen. (Koponen ym., 2016b) Tutkimuksesta selvisi myös, että mitä laajempi opetussuunnitelma matematiikassa on, sitä paremman käsityksen tulevat opettajat saivat oppimistaan aineen sisältötiedoista (Koponen ym., 2016b). Vastaavanlaista suuntaa vastauksissa ei ilmennyt pedagogisten sisältötietojen kanssa. Tällaisella tarkastelulla voidaan saada tietoa opettajien koulutukseen liittyvistä kokemuksista, jonka pohjalta voidaan arvioida opettajankoulutuksen nykytilaa ja verrata sitä koulujen tarpeisiin. (Koponen ym., 2016b) Tämän tutkielman tarkoituksena on määrittää opettajankoulutuksen nykytilaa fysiikan opettajankoulutuksen näkökulmasta ja tarkastella, kuinka hyvin opettajankoulutuksen
14
antamat tiedot ja taidot vastaavat koulumaailman tarpeita. Koponen, ym., (2016b) on saanut tutkimuksessaan merkittävää tietoa opettajien mielipiteistä koskien opettajankoulutusta. Fysiikan puolelta opetuksen tarkastelua ovat tutkineet muun muassa Asikainen ja Hirvonen. He ovat tutkineet aikaisemmin opettamista Shulmanin (1986, 1987) PCK-teoriaan pohjautuvien osa-alueiden näkökulmasta. Kuitenkin vastaavanlaista teoriaan pohjatutuvaan opettajan tietoja ja taitoja sekä niiden merkittävyyttä opetustyön kannalta koskevaa tutkimusta ei ole aikaisemmin Itä-Suomen yliopistossa fysiikan opettamisen näkökulmasta tehty. Fysiikan opettajankoulutuksen nykytilaa voidaan tarkastella vastaavanlaisella MKT-mallin mukaisella tarkastelulla. Seuraavassa luvussa tarkastellaan kuinka MKT-mallia voidaan soveltaa fysiikan opettajankoulutuksessa.
2.4 Fysiikan opettajakoulutuksen tarkastelu MKT-mallin pohjalta
Yläkoulussa fysiikan opetus on ilmiökeskeisempää ja opetuksen pääpaino on pyrkiä ymmärtämään fysiikkaa erilaisten luonnonilmiöiden kautta. Matematiikan merkitys fysiikan opinnoissa kuitenkin kasvaa kouluasteittain. (Asikainen & Hirvonen, 2010) Itä- Suomen yliopistossa luonnontieteiden opettajaksi opiskelevat suorittavat yleisesti ainakin sekä matematiikan, että fysiikan perus- ja aineopinnot pääaineesta riippumatta. Fysiikan ja matematiikan opetus noudattavat molemmat samoja käytänteitä. Molempien aineiden opetuksessa on osana teoriaa, oikeanlaiseen päättelyyn ja ajatteluun ohjaavaa opetusta sekä tehtävien harjoittelua. Lisäksi, koska molemmat ovat matemaattisia aineita ja molemmat aineet tukevat ja kehittävät niin matemaattista ajattelua kuin loogista päättelyä, on mielekästä laajentaa MKT-mallin mukainen tarkastelu koskemaan fysiikan opetusta.
MKT-mallia on tutkittu ja käytetty paljon, kun tarkastellaan opettajan tarvitsemaa tietoutta. Itä-Suomen yliopistoissa matematiikan puolelta MKT-mallia on tutkinut Koponen, Asikainen, Viholainen sekä Hirvonen. (2016a & 2016b)
15
MTK-malli on matematiikan kontekstiin tarkoitettu malli, jossa tarkastellaan matematiikan opetusta. Tästä huolimatta kyselyn tulosten perusteella MKT-mallia voidaan soveltaa fysiikan opettamisen tutkimiseen, kun huomioidaan fysiikan opetuksen ja oppimisen kannalta keskeisimmät osa-alueet, muun muassa kokeellinen työskentely.
Fysiikka on kokeellinen luonnontiede, ja kokeellisuus on opetuksessa keskeistä ja tärkeässä osassa (Asikainen, Hirvonen, Nivalainen & Sormunen 2010). Vaikka MKT- mallissa ei ole selvää osa-aluetta, johon kokeellisuus kuuluisi, voidaan se kuitenkin sisällyttää Shulmanin (1986, 1987) mukaiseen PCK-malliin. Oppilastyöt ja opettajajohtoiset demonstraatiot ovat merkittävä osa fysiikan opetusta, joten kokeellisuus voidaan ajatella sisältyvän opettajan yleiseen fysiikan tietouteen. (Asikainen & Hirvonen, 2010)
PCK-mallia, ja siitä muodostettua MKT-mallia on molempia käytetty paljon, kun tarkastellaan opettajan tietoutta ja kykyä opettaa. Tämän lisäksi PCK-mallin avulla on mahdollista selvittää oppilaiden yleisimpiä virhekäsityksiä ja ennakkoluuloja. On mahdollista, että PCK-mallilla näyttäisi olevan merkittävä rooli luonnontieteiden opetuksen tarkastelussa. (Van Driel, Verloop & De Vos, 1998) Myös oppilaan ennakkokäsitykset ja ymmärrys malleista ovat merkittävässä roolissa, kun pyritään ymmärtämään oppilaan päättelyä ja fysiikan oppimista. (Asikainen & Hirvonen, 2010) Fysiikan opettajan voidaan MKT-mallin pohjalta ajatella tarvitsevan työssään fysiikan aineensisältötietoa (fysiikan sisältötieto) sekä opettamista koskevaa tietoutta (pedagoginen sisältötieto). Nämä kaksi kokonaisuutta jaetaan molemmat kolmeen pienenpään kategoriaan, kuten MKT-mallissa on edellä esitetty. Seuraavien lukujen aikana esitetään fysiikan opettajan tarvitsemia tietoja MKT-mallin pohjalta.
2.4.1 Yleinen fysiikan sisältötieto
Fysiikan opettajan on hyvä tuntea opetettavan aineensa sisällöt. Näitä ovat muun muassa opetussuunnitelmaan kuuluvat fysiikan ainekokonaisuudet. Vastaavalla tavalla fysiikan
16
opettajan olisi hyvä tuntea fysiikassa käytettävää terminologiaa ja pyrkiä käyttämään sitä täsmällisesti. Lisäksi fysiikan opettajan olisi hyvä oppia havaitsemaan ja tulkitsemaan oppilaiden mahdollisia virheellisiä vastauksia sekä pyrittävä korjaamaan niitä. Koska fysiikka on kokeellinen luonnontiede, voidaan kouluissa tehtävien opettajajohtoisten demonstraatioiden ja oppilastöiden ajatella kuuluvaksi yleiseen fysiikan sisältötietoon.
2.4.2 Erityinen fysiikan sisältötieto
Fysiikan opettajan olisi syytä tuntea oppiaineensa paremmin, mitä oppikirjoissa esitetään osatakseen kiinnittää huomioita vääriin päätelmiin tai ajatteluun (Ball ym., 2008).
Opettaja joutuu käyttämään tehtävän yhteyteen sidottuja monipuolisia esimerkkejä niin motivaation herättämisen kuin oppimisen tukemiseksi. Opettajan olisi pyrittävä tuntemaan, millaisia ennakkotietoja oppilaalla on, ja laadittava tehtävät opiskelijoiden tason mukaan. Erityinen fysiikan sisältötieto korostuu oppilaiden tehtävien tai kokeiden tekemisessä ja vastaustausten analysoinnissa.
2.4.3 Fysiikan rakenteellinen tieto
Fysiikan opettajan olisi tunnettava fysiikan rakenteita, jotta hänen on mahdollista edesauttaa oppilaitaan muodostamaan riittävän kokonaisvaltainen kuva fysiikasta.
Opettajan olisi hyvä tuntea fysiikan tiedon rakennetta, toisin sanoen sitä, miten ja mistä osasista fysiikan tieto koostuu (havainnot tai ilmiöt, kokeellisuus, teoria, suurempi kokonaisuus) ja kuinka fysiikan eri käsitteet riippuvat toisistaan. Opettajan on hyvä tuntea myös mallien rakennetta. MKT-mallissa painotettiin myös käsitteiden käyttöä sekä niiden täsmentymistä luokka-asteelta toiselle siirryttäessä. (Koponen ym., 2015a)
Kuten MKT-mallissa myös fysiikan opettaja tarvitsee pedagogista sisältötietoa ammatissaan. Pedagogiseen sisältötietoon kuuluvat seuraavissa luvuissa esitetyt tiedot sekä taidot.
17
2.4.4 Opetusta koskeva tieto
Opettajan on oppitunteja suunnitellessaan käytettävä opetusta koskevaa tietouttaan.
Hänen tulee tilanteen mukaan osata vaihtaa rooliaan luokkahuoneessa (kuuntelija, puhuja, ohjaaja, opettaja). Vastaavalla tavalla opettajan tulee suunnitella opetusmenetelmänsä erilaisiin opetustilanteisiin sopivalla tavalla, mitä välineitä hän oppitunnilla tarvitsee, vai onko kyseessä ryhmätyöt, yksilöopetus tai kenties projekti.
Myös tuntien suunnittelu ja asioiden esittämisjärjestys vaativat opetusta koskevaa tietoutta.
2.4.5 Oppimista koskeva tieto
Oppimista koskevan tiedon tukena ovat erilaiset oppimisteoriat sekä oppimiskäytänteet.
Toiset oppivat kun kirjoitetaan, toiset kuuntelemalla, osa molemmilla ja toiset oppivat parhaiten tekemällä. Joillekin taas sopivat erilaiset ongelmalähtöiset tilanteet tai oppimisympäristöt. Kaikki oppimista edistävä toiminta ja tieto katsotaan oppimista koskevaksi tiedoksi tai taidoksi. (Ball ym., 2008) Oppimista koskeva tietous korostuu, kun arvioidaan oppilaan oppimista tai fysiikan päättelykykyä sekä ajattelua. Erittäin keskeisenä oppimista koskevana tietona pidetään myös oppilaan kiinnostuksen herättämistä fysiikkaa ja luonnontieteitä kohtaan (Asikainen & Hirvonen, 2010).
2.4.6 Opetussuunnitelmaa koskeva tieto
Perus- ja lukiokoulutus noudattavat opetussuunnitelmia. Koulutuksen sisällöt, mahdolliset kurssikohtaiset oppimistavoitteet ja muu koulutukseen liittyvä on esitetty opetussuunnitelmissa. Opettajan olisi hyvä tuntea sekä yleinen valtakunnallinen opetussuunnitelma että mahdolliset koulukohtaiset opetussuunnitelmat. Tätä tietoa tarvitaan, jotta opettaja voi osaltaan arvioida, kuinka koulutus toteutetaan niin, että mahdolliset kurssi kohtaiset opetuksen tavoitteet saavutetaan. Lisäksi opettajat valitsevat käyttöönsä erilaisia opetusvälineitä kuten oppikirjoja ja TVT-laitteita opetuksensa tueksi.
18
3 Tutkimuksen toteutus
Itä-Suomen yliopiston aineenopettaja koulutuksen nykytilaa tarkastellaan MKT-malliin pohjautuvan kyselyn avulla. Kysely on sekä kvantitatiivinen, että myös kvalitatiivinen, koska tarkoituksena oli saada tietoa opettajien omakohtaisia kokemuksia saamastaan opettajankoulutuksesta sekä siitä, kuinka hyvin koulutus vastaa työelämää. Jotta kyselyltä saataisiin mahdollisimman paljon omaan kokemuksiin pohjautuvaa tietoa, kysely järjestettiin vuosina 2008–2016 valmistuneille luonnontieteiden opettajille. Kysely järjestettiin e-lomakkeella, jonka osoite ja saateviesti lähetettiin vastaajille multimediaviestillä.
3.1 Tutkimuksen viitekehys
Väittämien rakentaminen aloitettiin muodostamalla MKT-malliin pohjautuvat kuusi opettajan tietoutta koskevaa osa-aluetta fysiikan opettamisen näkökulmasta. Jako suoritettiin Excel-pohjaa hyväksi käyttäen. Kun teorian pohja oli valmis, väittämät koottiin teorian kuuden osa-alueen mukaan siten, että jokaista kategoriaa tarkasteltiin useammalla väittämällä. Väittämiä laadittiin silmällä pitäen sitä, minkälaiset tiedot tai taidot opettaja saa aineenopettajakoulutuksesta, ja mitkä ovat työelämän vaatimukset.
19
Väittämät ovat monivalintaväittämiä, joissa valittiin sopivin vaihtoehto viidestä.
Laadultaan väittämät olivat arviointiin perustuvia siten, että opettajan oli valittava asteikolta 1-5 (Heikot-Erinomaiset) väittämän paikkansapitävyys. Kyselyssä opettajia pyydettiin arvioimaan, kuinka hyvät tiedot tai taidot opettajat kokivat saaneensa opettajankoulutukselta. Jotta vastaukset olivat mahdollisimman tarkkoja ja keskittyivät pelkästään tarkastelemaan opettajankoulutusta, rajattiin työelämässä opitut tiedot ja taidot kyselyn ulkopuolelle. Tämän lisäksi jokaisen väittämän yhteyteen kysyimme vastaajilta, kuinka merkittävänä he kokivat kyseisen osa-alueen opettajan työn kannalta. Väittämien merkittävyyttä tarkasteltiin myös asteikolla 1-5. Fysiikan ainesisältöä koskevat tietoudet (3 eri kategoriaan) kartoitettiin seuraavan jaon avulla:
Yleistä fysiikan sisältötietoutta koskevia väittämiä lähdettiin rakentamaan siten, että lukion opetussuunnitelman perusteista tarkasteltiin ensin, mitä kaikkea ainesisältöä opettajan tulee lukion kursseilla hallita. Tämän jälkeen tarkasteltiin, millaisia fysiikan aiheita fysiikan ja matematiikan laitoksen kurssit sisältävät. Näistä otettiin keskeisimmät fysiikan sisällöt ja muodostettiin väittämiä. Keskeisimpinä aihealueina pidettiin muun muassa mekaniikkaa, lämpö- ja termofysiikkaa, aaltofysiikkaa ja optiikkaa, sähköoppia, sähkömagnetismia sekä kvantti- ja atomifysiikkaa.
Erityistä fysiikan tietoutta tarkasteltiin lähinnä yleisen fysiikan tietouden ulkopuolelta.
Tätä osa-aluetta koskevia tietoja selvitettiin muun muassa kysymällä fysiikan eri sovelluksista ja energiatuotannosta, fysiikan yhteiskunnallisesta merkityksestä sekä fysiikan historiasta. Erityistä fysiikan tietoutta tarkasteltiin myös kokeiden suunnitteluun ja koevastausten analysointiin liittyvien väittämien avulla.
Fysiikan rakennetta koskevaa tietoutta selvitettiin kyselemällä muun muassa fysiikan tiedon rakenteesta ja rakentumisesta sekä mallien rakenteesta. Fysiikan rakenteita tarkasteltiin myös fysiikan käsitteisiin liittyvien väittämien avulla.
20
Pedagogista sisältötietoutta (3 eri kategoriaa) tarkasteltiin opettamiseen, oppimiseen ja opetussuunnitelmaan liittyvien väittämien avulla:
Opettamista koskevia tietoja sekä taitoja selvitettiin väittämillä, joissa kysyttiin opettajien kokemuksia muun muassa oppituntien suunnittelusta, oppituntien pitämisestä sekä erilaisista toimintatavoista. Opetusta koskevaan tietoon sisältyivät myös väittämät, jotka tarkastelivat opettajien saamia tietoja luokan hallinnasta ja eriyttämisestä.
Oppimista koskeva tieto on ehkä opettajan ammatin haastavimpia osioita. Ennen oppilaat arvosteltiin usein pelkän kurssin loputtua loppukokeen avulla. Uuden opetussuunnitelman myötä arvostelu on muuttumassa. Oppilaat on saatava arvosteltua monipuolisesti, tasa-arvoisesti ja oppimista tarkastellaan usealta eri näkökulmalta erilaisten itse- ja vertaisarviointien myötä. (LOPS, 2015) Oppimista koskevaa tietoutta selvitettiin muun muassa oppijan aikaisempien tietojen sekä taitojen tuntemisella ja sillä, miten saadaan etsittyä kaikista oleellisimmat asiat oppitunneille kaikesta siitä tiedosta, mitä oppikirjat nykyään sisältävät. Näiden lisäksi selvitettiin tietoja ja taitoja muun muassa oppijan tason huomioimisesta, erilaisista oppimisympäristöistä ja oppimistavoista. Merkittävimpiä oppimiseen liittyviä tietoja ja taitoja ovat enenevissä määrin motivaation herättäminen oppiainetta kohtaan sekä sen ylläpito.
Viimeinen osa-alue käsittelee opetussuunnitelman tuntemista. Lukiokoulutukset, kuten peruskoulun järjestämät koulutukset perustuvat pitkälti opetussuunnitelmiin, jonka mukaan koulukohtaiset kurssitarjonnat, oppikirjat ja opetukset järjestetään (Opetushallitus, 2016). Yleisen opetussuunnitelman sekä koulukohtaisten opetussuunnitelmien tunteminen on keskeistä opettajan työssä. Koulutuksesta saatua opetussuunnitelma tietoutta selvitettiin muun muassa opetussuunnitelmaa, oppikirjoja sekä erilaisia TVT-välineiden opetuskäyttöä koskevien väittämien avulla. Kysely on kokonaisuudessaan liitteessä B.
21
Kyselyyn tarvittavien henkilöiden yhteystiedot saatiin yliopiston opintopalveluista.
Ennen yhteystietojen saamista, tuli kuitenkin täyttää erillinen opiskelijatietojenluovutushakemus. Hankaluuksia kyselyn järjestämisessä tuotti se, että valmistuneiden opettajien sähköpostiosoitteet olivat suurelta osin vanhentuneita.
Kuitenkin yhteystiedoissa oli melkein kaikkien puhelinnumero, niinpä linkki kyselyyn saatekirjeineen lähetettiin multimediaviestin avulla. Kysely lähetettiin 172 henkilölle, joista oli 45 fysiikka pääaineena valmistuneita ja 121 oli matematiikka pääaineena valmistuneita. Kyselyyn osallistui N = 39, joista fysiikka pääaineena valmistuneita oli 26 ja matematiikka pääaineena valmistuneita 13.
3.2 Fysiikan aineenopettajan opintokokonaisuudet
Itä-Suomen yliopiston Joensuun kampuksen Fysiikan aineenopettajalinjan koulutukseen kuuluvat fysiikan peruskurssit, aineopinnot sekä syventävät opinnot. Fysiikan perusopinnot käsittelevät lukiosta tuttuja fysiikan osa-alueita. Peruskurssit on esitetty taulukossa 1. Kurssikirjana fysiikan peruskursseilla käytetään Knight, R. D: Physics for Scientists and Engineers, 3. painosta. Aineopintojen kurssikirjat ovat kurssikohtaiset.
Fysiikan perus- ja aineopintoihin sisältyvien luentokurssien lisäksi jokaiselle kurssille on omat harjoitusryhmänsä, joissa käydään läpi luennolla käytyjä asioita. Käytäntö on, että luentojen yhteyteen luennoitsija tai harjoitusryhmän pitäjä tekee tehtäviä, joita opiskelijat tekevät itsenäisesti. Nämä tehtävät käydään läpi yhteisesti harjoitusryhmissä. Alla olevat kurssit sekä kurssien sisällöt on otettu Itä-Suomen yliopiston kurssipalvelimesta weboodi.
Fysiikan perusopinnot on esitetty taulukossa 1. Fysiikan peruskurssilla I käydään läpi seuraavat fysiikan osa-alueet: ”Yksi- ja kaksiulotteisen liikkeen kinematiikkaa. Newtonin liikelait, työ, energia ja liikemäärä. Jäykän kappaleen pyöriminen. Newtonin gravitaatiolaki, nestefysiikka.”
22
Fysiikan peruskurssi II koostuu lähinnä lämpöfysiikasta sekä kurssilla sivutaan hieman aaltoliikkeen fysiikkaa: ”aineen perusominaisuudet, työ, lämpö ja termodynamiikan 1.
pääsääntö, harmoninen värähdysliike, etenevä aaltoliike”.
Fysiikan peruskurssilla III luennoidaan sähköopista. Kurssin sisältö koostuu:
”Sähkökenttä, potentiaali ja kapasitanssi. Sähkövirta, resistanssi ja tasavirtapiirit.
Magneettikenttä ja sähkömagneettinen induktio. Vaihtovirtapiirit”.
Fysiikan peruskurssilla IV käydään läpi aaltojen fysiikkaa ja sivutaan kvanttimekaniikkaa: ”Aaltojen yhteisvaikutus (superpositio), interferenssi ja diffraktio, heijastuminen ja taittuminen, optiset laitteet, kvanttifysiikan perusteet.”
Fysiikan peruskurssien (I-IV) lisäksi Fysiikan perusopinnot sisältävät Fysiikan perustyöt.
Fysiikan perustöiden tarkoituksena on perehdyttää opiskelija tieteelliseen raportointiin ja harjoitella fysiikassa käytettävien perusmittalaitteiden käyttöä. Fysiikan perustöissä suoritetaan kymmenen työtä, jotka koostuvat Fysiikan peruskursseilla (I-IV) käytyihin teorioihin.
Taulukko 1 Aineenopettajan fysiikan perusopinnot sekä niiden opintopistemäärät.
Kurssi Opintopisteet
Fysiikan peruskurssi I 5
Fysiikan peruskurssi II 4
Fysiikan peruskurssi III 5
Fysiikan peruskurssi IV 5
Fysiikan perustyöt 6
23
Fysiikan aineopinnot muodostavat opetuksellisen jatkumon Fysiikan peruskursseille.
Fysiikan aineopinnot on esitetty taulukossa 2. Fysiikan aineopintojen tarkoituksena on syventyä fysiikan peruskursseilla käytyihin asioihin.
Kurssilla Fysiikan matemaattiset menetelmät käydään läpi Fysiikan aineopinnoissa tarvittavia matematiikan työkaluja: ” Vektorilaskennan perusteet. Differentiaali- ja integraalilaskennan perusteet ja sovellukset. Matriisilaskentaa. Kompleksiluvut.
Sarjateorian alkeet. Ensimmäisen ja toisen kertaluvun differentiaaliyhtälöiden ominaisuuksia.”
Mekaniikan kurssilla tarkastellaan liikettä hieman syvällisemmin: ” Hiukkasjoukon kinematiikkaa ja dynamiikkaa kolmessa dimensiossa sekä jäykän kappaleen mekaniikkaa. Konservatiiviset voimakentät ja potentiaali. Johdatus Lagrangen ja Hamiltonin liikeyhtälöihin.”
Termofysiikan kurssilla perehdytään lämpöoppiin. Kurssi pitää sisällään: ” Tilanyhtälöt ja ensimmäinen pääsääntö, tasajakoperiaate ja vapausasteet, kuljetusilmiöt, toisen pääsäännön tilastollinen tarkastelu, termodynaamisen identiteetin tekijät, lämpövoimakoneet, kylmäkoneet ja matalat lämpötilat.”
Sähkömagnetismin kurssilla käsitellään sähköoppia: ” Staattinen sähkökenttä, potentiaali, sähkökentän energia, sähkökenttä eristeessä, staattinen magneettikenttä, magneettikentän energia, magneettiset materiaalit, sähkömagneettinen induktio, vaihtovirta, puolijohteet.”
Fotoniikan kurssilla perehdytään valon ominaisuuksiin. Kurssi koostuu: ”Valon sähkömagneettinen malli, valon eteneminen, polarisaatio, interferenssi ja diffraktio.”
Kvantti- ja atomifysiikassa perehdytään kvanttimekaniikan ilmiöihin: ” Sähkömagneettisen säteilyn hiukkasmainen käyttäytyminen, aineen aaltomainen
24
käyttäytyminen, sidottujen tilojen yksinkertaiset tapaukset, esimerkkejä vapaista tiloista, atomin kvantittuminen.”
Lisäksi luentokurssien ohella on kaksi käytännön kurssia: Aineopintojen laboratoriotyöt I ja Kokeellisen koulufysiikan kurssi. Aineopintojen laboratoriotyöt I pitävät sisällään kymmenen erilaista työtä, jotka ovat sidottu luentokursseilla käytyihin teorioihin.
Kokeellisen koulufysiikan kurssilla perehdytään kouluissa esitettyihin fysiikan oppilastöihin ja opettajien esittämiin fysiikan demonstraatioihin.
Fysiikan perus- ja aineopinnot ovat osa alempaa korkeakoulututkintoa (luonnontieteiden kandidaatti) näiden lisäksi tutkinto pitää sisällään vielä kandidaatin tutkielman. Fysiikan opintojen ulkopuolelta tulevat opinnot kuten yleis-, kieli- ja viestintä-, sivuaineopinnot täydentävät luonnontieteiden kandidaatin tutkintopistemäärän.
Taulukko 2 Fysiikan aineenopettajan aineopinnot sekä niiden opintopistemäärät.
Kurssi Opintopisteet
Fysiikan matemaattiset menetelmät 4
Mekaniikka 4
Termofysiikka 4
Sähkömagnetismi 4
Fotoniikka 4
Kvantti- ja atomifysiikka 4
Aineopintojen laboratoriotyöt I 5
25
Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille 2 Kokeellisen koulufysiikan kurssi 4 Fysiikan kandidaatintutkielman kypsyysnäyte 0 Fysiikan kandidaatintutkielma 10
Fysiikan syventävät opinnot ovat suunnattu joko opettajille tai tutkijoille. Fysiikan opettajakoulutukseen kuuluvat myös kaksi vapaasti valittavaa tutkijapuolen fysiikan kurssia. Näitä ovat muun muassa, kvanttimekaniikka, materiaalifysiikka, värioppi ja niin edelleen. Opettajille suunnatut syventävät opinnot on esitetty taulukossa 3.
Taulukko 3 Fysiikan syventävät opinnot sekä niiden opintopistemäärät.
Kurssi Opintopisteet
Fysiikan historia 5
Fysiikka rakenteellisena tieteenä 5
Fysiikan ymmärtämisen ongelmat 5
Käsitteellisen fysiikan kurssi opettajille 5
Vapaa valinnaiset syventävän kurssit (2kpl) kurssikohtainen
Syventävien laboratoriotyöt 3
Syventävien mittausmenetelmä kurssi 2
26
Pro gradu -tutkielma 20
3.3 Opettajan pedagogiset opinnot
Opettajan pedagogiset opinnot on jaettu, kuten edellä, myös perus- ja aineopintoihin.
Näitä opintoja on yhteensä 60 op (perusopinnot 25op ja aineopinnot 35op). Lisäksi Opettajan pedagogiset opinnot pitävät sisällään 4 eri opetusharjoittelua, joista yksi tehdään muualla kuin harjoitteluun ennalta suunnatulla koululla. Harjoittelukouluna Joensuussa toimii Normaalikoulu. Vuoden 2015 aikana opettajan pedagogiset opinnot uudistuivat, joten kurssikohtaisia muutoksia on tullut kurssien nimeen kuin niiden sisältöihinkin. Kuitenkin periaatteeltaan kurssit käsittelevät samoja asioita kuten aikaisemminkin. Opettajan pedagogiset perusopinnot on esitetty taulukossa 4 ja pedagogiset aineopinnot on esitetty taulukossa 5.
Taulukko 4 Opettajan pedagogiset perusopinnot sekä niiden opintopistemäärät.
Kurssi Opintopisteet
Ohjauksen kirjallisuus 2
Kasvatus ja sen tutkimus 5
Kehitys- ja kasvatuspsykologian perusteet A-osa 3 Erilaisuuden pedagogiset haasteet kasvatus- ja opetustyössä 4 Pedagogisia näkökulmia tieto- ja viestintäteknologian opetuskäyttöön 3
27
Oppimisen ja opetuksen perusteet, yhteinen osa 3 Oppimisen ja opetuksen perusteet, eriytyvä osa 2
Orientoiva harjoittelu 3
Opettajan pedagogisissa opinnoissa keskitytään tarkastelemaan muun muassa keskeisimpiä oppimisteorioita sekä tutustumaan ensimmäistä kertaa opettajana toimimiseen orientoivan harjoittelun merkeissä. Orientoivan harjoittelun yhteydessä on Oppimisen ja opetuksen yhteinen sekä eriytyvä osa, joiden tarkoitus on tukea harjoittelua.
Näiden lisäksi perusopinnoissa tutustutaan erilaisiin oppijoihin kurssilla Erilaisuuden pedagogiset haasteet kasvatus- ja opetustyössä, sekä tutustutaan erilaisiin opetustyössä käytettäviin teknologioihin kurssilla Pedagogisia näkökulmia tieto- ja viestintäteknologian opetuskäyttöön.
Taulukko 5 Opettajan pedagogiset aineopinnot sekä niiden opintopistemäärät.
Kurssi Opintopisteet
Tutkiva opettajuus moninaisissa ympäristöissä 3
Tutkiva opettajuus (H3) 7
Opettajan ammatillinen vuorovaikutus osaaminen 3
Työelämäharjoittelu (H4) 5
Ainepedagoginen tutkimuspraktikum 3
Opetushallinto ja johtaminen 2
28
Opetushallinto ja johtaminen, seminaari 1
Ainepedagogiikan perusteet 3
Pedagoginen etiikka 3
Perusharjoittelu 5
Opettajan pedagogisilla aineopinnoilla syvennytään tarkastelemaan opetusta ja oppimista perusopintoja syvällisemmin. Lisäksi aineopintojen kursseilla tutustutaan myös koulumaailman hallinnollisiin asioihin kurssilla Opetushallinto ja johtaminen. Opetusta tarkastellaan myös etiikan näkökulmasta. Pedagogisen etiikan -kurssilla keskustellaan haastavista tilanteista, joita kouluissa on mahdollista kohdata sekä siitä, kuinka toimia kyseisissä tilanteissa.
Uudistuneet kurssit Työelämä harjoittelu (H4) ja tutkiva opettajuus (H3) vastaavat aikaisempia kursseja Soveltava harjoittelu (H4) ja Syventävä harjoittelu (H3).
Perusharjoittelun yhteyteen suoritettiin kurssi ainepedagogiikan perusteet, joka oli tarkoitettu harjoittelun tueksi. Ainepedagogiikan perusteet -kurssilla muun muassa suoritettiin motivoiva oppilastyö, joka toteutettiin harjoittelun aikana harjoittelukoulussa.
Myös työelämä harjoittelun yhteyteen oli suotavaa käydä kurssi Ainepedagoginen tutkimuspraktikum. Kurssilla suunniteltiin tutkimus jostakin keskeisestä kouluihin liittyvästä asiasta, jota tarkasteltiin harjoittelun aikana. Keskeisiä tutkimusaiheita olivat muun muassa, opetuksen motivointi, uudet sähköiset ylioppilaskirjoitukset, sekä ylipäätänsä TVT:n käyttö opetuksessa.
29
3.4 Kohderyhmä
Kyselyn kohteeksi haluttiin vastavalmistuneita tai muutaman vuoden työelämässä olleita fysiikan ja matematiikan opettajia. Niinpä kohderyhmäksi valittiin vuosina 2008–2016 valmistuneet fysiikan sekä matematiikan opettajat. Syy kohteelle oli se, että he ovat juuri (tai vähän aikaa sitten) valmistuneet ja heillä on vielä olemassa käsitys Itä-Suomen yliopiston tarjoamasta opettajankoulutuksesta. Matematiikan pääaineopiskelijat valittiin mukaan kyselyyn, koska Itä-Suomen yliopiston fysiikan ja matematiikan laitoksella opettajaopiskelijat opiskelevat yleensä molemmat aineet, joten tutkimuksen kannalta valinta oli järkevä. Ainoastaan vaihtelua tulee fysiikan ja matematiikan opiskelijoille syventävissä opinnoissa, jolloin syventävät opinnot valitaan usein pääaineen mukaan.
Taulukko 6 Vastaajien taustatiedot.
Tiedot Fysiikka Matematiikka
Kohderyhmä 45 121
Vastanneiden lukumäärä 26 (58 %) 13 (11 %) Työkokemus
Alle 2 vuotta 6 (23 %) 5 (38 %)
2-5 vuotta 9 (35 %) 7 (54 %)
Yli 5 vuotta 11 (42 %) 1 (8 %)
Opinnot
Perus- ja aineopinnot 24 (92 %) 13 (100 %)
30
Syventävät opinnot 24 (92 %) 0 (0 %)
Valmistumisvuosi
2008–2010 11 (42 %) 1 (8 %)
2011–2013 8 (31 %) 6 (46 %)
2014–2016 7 (27 %) 6 (46 %)
Kysely lähetettiin 172 henkilölle, joista 45 oli fysiikka pääaineena valmistuneita ja 121 matematiikka pääaineena valmistuneita. Itä-Suomen yliopiston fysiikan ja matematiikan laitokselle töihin jääneet valmistuneet opettajat eivät vastanneet kyselyyn, eivätkä kuulu varsinaiseen kohderyhmään. Heistä kyselyyn osallistui 39 henkilöä. Vastaajista (26) 67
% oli opiskellut fysiikkaa ja vastaavasti (13) 33 % matematiikkaa pääaineena. Vastaajista matematiikka pääaineena valmistuneet opettajat eivät olleet suorittaneet lainkaan fysiikan syventäviä opintoja.
3.5 Analysointi
Kyselyssä valmistuneet opettajat valitsivat mielestänsä väittämiä parhaiten kuvaavan vaihtoehdon. Väittämiä tarkasteltiin kahdesta eri näkökulmasta: 1) Arvioi, kuinka hyvät tiedot/taidot opettajan koulutus antoi seuraavista aiheista? 2) Mikä on kyseisen osaamisalueen merkitys opetustyön kannalta? Opettajakoulutukselta saamia tietoja ja taitoja koskevat väittämät asetettiin asteikolle: 1 = ei lainkaan, 2 = heikot, 3 = keskinkertaiset, 4 = hyvät, 5 = erinomaiset. Vastaavasti väittämissä esitettyjen aiheiden merkityksellisyyttä opetustyön kannalta tarkasteltiin myös asteikolla: 1 = ei ollenkaan merkittävä, 2 = jossain määrin merkittävää, 3 = merkittävää, 4 = erittäin merkittävää, 5 = en osaa sanoa.
31
E-lomakkeena muodostetun kyselyn teknisen puolen vuoksi molempia arvosteluasteikkoja tuli olla sama lukumäärä (1-5), ja koska merkittävyyttä ei ole mielekästä tarkastella näin tiheällä jaolla, on suhde tietojen ja taitojen sekä merkittävyyden välillä hieman erilainen. Väittämien sisältävien aiheiden merkittävyyttä opetustyön kannalta tarkasteltiin asteikolla 1-4. Väittämien arvoissa valinta ”5 = en osaa sanoa”, otettiin pois keskiarvon laskemisessa, koska tieto ei tuo lisäarvoa tutkimukseen ja vääristää näin ollen keskiarvoa merkittävyyden tarkastelussa.
Tulosten vertailun vuoksi molemmat asteikot skaalattiin välille 0–1. Siten, että tietojen ja taitojen määrityksessä asteikko oli: ei lainkaan = 0, heikot = 0,25, keskinkertaiset = 0,5, hyvät = 0,75 ja erinomaiset = 1. Vastaavasti merkitystä opetustyön kannalta määritettäessä käytettiin arvoja: ei ollenkaan merkittävä = 0, jossain määrin merkittävä = 0,33, merkittävä = 0,66 ja erittäin merkittävä = 1.
Väittämistä laskettiin erikseen fysiikan opettajien (Fysiikka tieto (KA)) vastausten keskiarvo sekä matematiikan opettajien (Matematiikka tieto (KA)) vastausten keskiarvo, jolloin mahdolliset eroavaisuudet pääaineiden välillä saatiin esille. Myös molempien pääaineiden kokemat väittämien merkitykset opetustyön kannalta analysoitiin vastaavalla tavalla.
Tämän jälkeen väittämät jaettiin teorian mukaisiin osa-alueisiin ja tuloksista muodostettiin kuvaajat. Kuvaajat on muodostettu siten, että tiedot ja taidot sekä aihe- alueiden merkitys on esitetty samassa kuvaajassa. Vastauksista saadaan tietoa, millaiset tiedot ja taidot opettajat ovat saaneet opettajuutta koskevilta osa-alueilta ja vastaavasti mitkä osa-alueet opettajat kokivat työnsä kannalta merkitykselliseksi. Kuvaajat on esitetty seuraavassa luvussa. Lopuksi osa-alueet koottiin teorian mukaiseksi kokonaisuudeksi, josta voidaan tarkastella, onko jokin osa-alue opettajan koulutuksessa vahvempi kuin toinen.
32
4 Tulokset
Tässä luvussa esitetään kyselystä saadut tulokset. Tulokset on jaettu MKT-mallin mukaiseen kuuteen osa-alueeseen, joita tarkastellaan ensiksi omina osinaan. Tulokset on skaalattu asteikolle 0-1 ja tuloksista on laskettu keskiarvot erikseen matematiikan (N=13) ja fysiikan opettajille (N=26). Keskiarvot sekä opettajien kokema aiheen merkitys opetustyön kannalta on esitetty kuvissa 1-6. Tuloksissa on myös esitetty merkittävimmät poikkeamat keskiarvoista. Myöhemmin luvussa 4.1 opettajuuden osa-alueet on koottu yhteen, jotta voidaan tarkastella, mikä tai mitkä opettamista koskevista MKT-teoriaan pohjautuvista osa-alueista eroaa eniten muista ja minkä opettajat kokevat merkityksellisenä opetustyön kannalta.
4.1 Kyselyn tulokset
Kuvassa 1 on esitetty yleistä fysiikan tietoutta koskevien väittämien tulokset. Tuloksista havaitaan, että opettajat kokevat opettajankoulutukselta saatavat fysiikan kurssit merkittävinä ja opettajankoulutuksen tarjoamat tiedot ja taidot koettiin puhtaiden fysiikan kurssien osalta hyviksi tai keskinkertaisiksi. Tulosten mukaan merkittävimmiksi aihealueiksi opetustyön kannalta koettiin fysiikan käsitteet sekä niiden käyttö, mekaniikan tunteminen, lämpöoppi, sähköoppi ja virheellisten vastausten tunnistaminen.
33
Vastaavasti tulosten mukaan parhaimmat tiedot ja taidot koettiin saaduiksi fysiikan formaaleihin merkintätapoihin, fysiikan käsitteisiin sekä niiden käyttöön, mekaniikasta, fysiikan kokeellisten mittauksien tarkkuudesta sekä muun muassa lämpöopista/termofysiikasta.
Kun tarkastellaan pääaineiden välisiä vastauksia koulutukselta saatuihin tietoihin ja taitoihin, havaitaan näiden välillä selviä eroavaisuuksia. Tässä osiossa tulosten mukaan fysiikka pääaineena valmistuneet ovat kokeneet saaneensa keskimäärin paremmat tiedot ja taidot väittämissä käsiteltyihin osa-alueisiin. Selkeimmät erot vastausten välillä koskevat seuraavia osa-alueita: fysiikan käsitteiden käyttöä, mekaniikkaa, fysiikan mallinnusta ja malliluonnetta, aaltofysiikkaa, sähköoppia, sähkömagnetismia sekä säteilyfysiikkaa.
Osa-alueiden merkityksestä opetustyön kannalta tarkasteltaessa eroja pääaineiden välillä löytyy eniten fysiikan käsitteiden käytössä ja mekaniikassa, fysiikan mallintamisessa, sähkömagnetismissa, säteilyfysiikassa, energian tuotannossa ja virheellisten vastausten tunnistamisessa. Tulosten mukaan fysiikan formaaleihin merkintätapoihin, mittaustarkkuuteen, kvantti- ja atomifysiikkaan sekä säteilyfysiikkaan fysiikan ja matematiikan pääaineopettajat kokivat saaneensa koulutukselta keskimäärin hyvät tai keskinkertaiset tiedot, näiden osa-alueiden merkitys opetustyössä koettiin merkittäväksi.
Sähköoppi koettiin erittäin merkittävänä opetustyössä, kun taas vastausten mukaan opettajakoulutukselta fysiikan puolelta valmistuneet kokivat saaneensa hyvät tiedot ja vastaavasti matematiikan puolelta valmistuneet keskinkertaiset tiedot kyseiseen aihe- alueeseen. Myös muun muassa energian tuotanto koettiin merkittävänä, ja vastaajat kokivat koulutuksen tarjoavan keskinkertaiset tai jopa heikot tiedot ja taidot kyseiseen aiheeseen. Opetustyössä opettaja kohtaa oppilaiden virheellisiä vastauksia ja näihin valmistautuminen ja näiden tunnistaminen kyselyn mukaan koettiin merkittäväksi.
Tulosten mukaan fysiikan puolelta valmistuneet kokivat saaneensa oppilaiden
34
virheellisien vastauksien tunnistamineen keskinkertaiset tiedot, kun taas matematiikan puolelta valmistuneet kokivat saaneensa heikot tiedot.
Kuva 1 Yleisen fysiikan tieto (CCK). Opettajankoulutuksessa tarjottavat tiedot ja taidot, sekä opettajien kokema aiheen merkitys opetustyön kannalta.
Fysiikka pääaineena valmistuneiden opettajien vastauksissa koskien kokemuksia opettajankoulutuksen tarjoamista tiedoista ja taidoista sisälsi yhteensä 2 tyhjää ja yhden
”en osaa sanoa” -vastauksen. Vastaavasti matematiikka pääaineena valmistuneiden opettajien vastauksissa oli tietoja ja taitoja koskevissa väittämissä 3 ”en osaa sanoa” – vastausta. Merkittävyyden tarkastelussa opetustyön kannalta yleisen fysiikan aihe-aluetta koskevien väittämien vastauksissa oli yhteensä 29 tyhjää ja 3 ”en osaa sanoa” -vastausta.
Fysiikka pääaineena valmistuneiden vastauksissa oli 8 tyhjää ja yksi ”en osaa sanoa” –
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Fysiikan formaaleista merkintätavoista Fysiikan käsitteistä ja niiden käytöstä Mekaniikasta Fysiikan mittaustarkkuudesta Lämpöopista/termofysiikasta Fysiikan malleista ja malliluonteesta Aaltofysiikasta/optiikasta Sähköopista Fysiikan eri aihe-alueista yleisesti Sähkömagnetismista Fysiikan eri esitysmuodoista Kvantti- ja atomifysiikasta Säteilyfysiikasta Energian tuotannosta Virheellisien vastauksien tunnistamisesta
Fysiikka tieto (KA) Matematiikka tieto (KA)
Fysiikka merkitys opetustyön kannalta (KA) Matematiikka merkitys opetustyön kannalta (KA)
