Fysiikan laitoksella opettajankoulutus ja opetuksen tutkimus liittyvät kiinteästi yhteen. Tutkimuksemme painopisteet ovat fysiikan käsitteiden ja käsiterakenteiden oppiminen, opettajankoulutus, fysiikan korkeakouluopetus sekä koulun ulkopuoliset oppimisympäristöt.
Opettajankoulutusyksiön tutkijat tekevät yhteistyötä kotimaisten ja ulkomaisten yliopistojen ja korkeakoulujen tutkijoiden ja tutkimusryhmien kanssa. Teemme myös tiivistä yhteistyötä laitoksen opetushenkilökunnan kanssa fysiikan perus- ja aineopintokurssien kehittämisessä.
Tutkimuksen painopisteet:
Fysiikan käsitteiden ja käsiterakenteiden oppiminen
Ismo Koponen, Maija Nousiainen, Tommi Kokkonen ja Elina Palmgren
Tutkimuksen kohteena ovat tieteellisten käsitteiden ja niistä muodostuvien käsiterakenteiden oppimiseen vaikuttavat kognitiiviset ja sosiodynaamiset tekijät. Empiirinen tutkimus kohdentuu yliopistotasoiseen fysiikan oppimiseen ja opetukseen, sen edellyttämiin ja siinä ilmeneviin kognitiivisiin prosesseihin ja ryhmässä toteutuviin argumentaation ja kommunikaation muotoihin. Teoreettinen tutkimus keskittyy mallintamaan empiirisesti havaittuja ilmiöitä ja niihin vaikuttavia tekijöitä. Mallintamisessa hyödynnetään kompleksisten systeemeiden ja verkkoteorian menetelmiä.
- Koponen, I. & Nousiainen, M. (2013). Pre-service Physics Teachers’ Understanding of the Relational Structure of Physics Concepts: Organising Subject Content for Purposes of Teaching. International Journal of Science and Mathematics Education, 11(2), 325–357.
Fysiikan yliopisto-opetus
Inkeri Kontro, Ari Hämäläinen
Fysiikan opetuksen tutkimus Helsingin yliopistossa (Physics Education Research, PER) painottuu fysiikan perus- ja aineopetuksen tutkimusperustaiseen kehittämiseen. Opetuksen muutosten ja uudistusten vaikutusta opiskelijoiden käsittelliseen osaamiseen, asenteisiin ja opintojen keskenjättöön on seurattu järjestelmällisesti jo useiden vuosien ajan. Laaja tutkimusaineisto antaa tukevan selkärangan käytännön kehitystyölle sekä mahdollisuuksia uusiin avauksiin fysiikan opetuksen tutkimuksessa.
- Hendolin, I. (2011). Do Lecture Demonstrations Support Problem Solving? In A. Lindell, A-L. Kähkönen & J. Viiri (Eds.), Electronic Proceedings of the GIREP-EPEC 2011 Conference. JYFL Research Report no. 10/2012, University of Jyväskylä.
Kokeet opetuksessa
Ari Hämäläinen
Tutkimus kehittää kokeellisuuteen perustuvaa käsitteenmuodostusta fysiikan opetuksessa. Lähtökohtana on oletus että jokaisella fysiikan käsitteellä on empiirinen pohja, joten jokainen käsitteenmuodostuksen askel on voitava perustella kokeellisesti. Tutkimus kattaa ilmiöitä ja ominaisuuksia havainnollistavat kvalitatiiviset kokeet, suureita ja lakeja kvantifioivat kokeet, sekä lakeja testaavat ennustetyyppiset kokeet. Tärkeänä osa-alueena on tietokoneavusteisen mittauksen ja tulostenkäsittelyn hyödyntäminen.
- Mäntylä, T. & Hämäläinen, A. (2015). Obtaining Laws Through Quantifying Experiments: Justifications of Pre-service Physics Teachers in the Case of Electric Current, Voltage and Resistance. Science & Education, 10.1007/s11191-015-9752-z