Käsitekartat tutkimusaineistona

Nimikkotutkimuksemme käsittelee fysiikanopettajaopiskelijoiden fysiikan käsitteiden koherenssia eli yhtenäisyyttä. Tutkimuksessamme kerrotaan, että fysiikanopettajilla tulisi olla hyvä käsitys fysiikan käsitteiden suhteesta toisiinsa, jotta opetus olisi järjestelmällistä ja loogista. Tutkimuksen aineistona käytettiin fysiikanopettajaoppilaiden luomia käsitekarttoja, joiden tarkoituksena oli vahvistaa opiskelijoiden tiedon rakennetta, jotta heille syntyisi parempi käsitys käsitteiden ja lakien välisistä yhteyksistä. Käsitekartat hyödyntävät siis opiskelijoiden omaa oppimista sekä karttoja tulkitsemalla heidän opettamistaan.

Tutkimuksen aineisto on kerätty vuonna 2009 keväällä fysiikan laitoksella kurssilla, jolla on käsitelty sähkömagnetismia, siihen liittyviä käsitteitä ja lakeja. Kurssia on opettanut nimikkotutkijamme Maija Nousiainen, joten hän on itse kerännyt aineiston tutkimusta varten. Kurssi on ollut sivuaineopiskelijoiden aineopintokurssi, jolloin opiskelijat ovat olleet kolmannella tai neljännellä vuosikurssilla. Tutkimukseen otettiin mukaan kuusi opiskelijaa eli tutkimuksessa on ollut mukana kuusi käsitekarttaa. Käsitekartat ovat rakennettu siitä näkökulmasta, kuinka tulevat opettajat (eli opiskelijat) käsittivät käsitteet ja lait sähkömagnetismin välillä ensimmäisen vuoden yliopistotasolla, sekä kuinka he ymmärsivät konseptien ja lakien yhteyttä. Käsitekarttoihin otettavien käsitteiden määrä rajattiin (34 kappaletta), mutta opiskelijat saivat esitellä linkkejä käsitteiden välillä niin monta kuin he kokivat tarpeelliseksi. Käsitekartoissa yhteydet esitettiin erilaisilla rakenteilla, joita olivat syklit, rykelmät ja kolmikulmiot.

Tutkimuksessamme tutkimuskysymyksiä oli kaksi ja ne olivat:

  1. Kuinka tärkeät yhteydet käsitteiden välillä voidaan esittää käsitekartoilla?
  2. Kuinka tällaisia käsitekarttoja voidaan analysoida paljastamaan eroja käsitteellisen koherenssin tasolla?

Käsittelemme tässä vain ensimmäistä tutkimuskysymystä, toinen liittyy käsitekarttojen analysointiin, joten emme ota sitä vielä mukaan. Käsitekarttoja on luotu tutkimuksessa uudella metodilla, jossa yhteydet on esitetty solmu-yhteys-solmu rakenteella. Yhteyksiä käsitteiden välillä on merkitty neljällä erilaisella viivalla, joita on kolmea eri paksuutta sekä katkoviiva. Jos yhteys käsitteiden välillä on ollut tärkeä ja merkittävä, on niiden välillä ollut paksu viiva. Heikommat yhteydet taas on merkattu ohuemmilla viivoilla tai jopa katkoviivalla. Jos opiskelijoiden käsitekarttoihin on piirretty linkkejä, jotka eivät liity aiheeseen, opettaja on poistanut ne linkit käsitekartoista.

Käsitekarttoja tutkimalla on helppo havaita mitkä yhteydet ja linkit ovat yhtenäisiä ja selkeitä opiskelijoille, ja missä yhteyksien hahmottamisessa on hajanaisuutta. Näitä yhtenäisyyksiä ja hajanaisuuksia tutkimalla on mahdollista vaikuttaa opetukseen: mihin aihealueisiin tulisi kiinnittää enemmän huomiota ja mitkä aiheet ovat opiskelijoilla jo hyvin halussa. Käsitekartoissa on siis selkeästi nähtävillä opiskelijoiden koherenssin ilmeneminen tai ilmenemättömyys fysiikan käsitteissä, joten tutkittava ilmiö tulee hyvin esille aineistosta.

Käsitekarttojen avulla on helppo selkeyttää aihealueen (tässä sähkömagnetismin) kokonaisuutta ja löytää linkkejä  käsitteiden välillä. Pohdimme kuitenkin ryhmässämme, että tukevatko käsitekartat sellaisten opiskelijoiden oppimista, jotka eivät ole käyttäneet käsitekarttoja apuvälineenä oppimiseen? Onko heidän ollut vaikea rakentaa käsitekarttoja? Lisäksi mietityttää, että miksi tutkimukseen on otettu vain kuusi opiskelijaa. Onko tutkittavat arvottu vai ovatko he olleet vapaaehtoisia? Olisiko useamman käsitekartan tulkitseminen ollut liian työlästä?

physics-concept-map-cmap

Valitettavasti juuri meidän tutkimuksemme aineiston käsitekartoista ei ole kuvia saatavilla, mutta tässä esimerkki millaisen käsitekartan voi saada aikaan fysiikan käsitteistä. Vaikuttaa hieman monimutkaisemmalta kuin ne, joita on itse tullut tehtyä!

– Fysiikan opettajat

6 thoughts on “Käsitekartat tutkimusaineistona

  1. Yllättävää, että tutkimukseen oli otettu vain kuusi henkilöä. Uskoisin kyllä että tuossa ympäristössä laajemman aineiston hankkiminen on kohtalaisen helppoa. Ovatko nuo kuusi henkilöä olleet kaikki, jota tutkimukseen on valittu, vai onko tutkimukseen mahdollisesti valittu enemmänkin opiskeijoita mutta osa on päättänyt olla osallistumatta? Myös otoksen edustavuus mietityttää, onko joukkoon mahdollisesti valikoitunut vaikka motivoituneita tai käsitekarttoihin tottuneita opiskelijoita.

    • Tutkimuksessa ei ainakaan mainita, että siihen olisi valittu enemmän opiskelijoita eli uskoisin, että heitä on ollut vain nämä kuusi kappaletta. Tiedossa ei kylläkään ole kuinka paljon osallistujia kyseisellä kurssilla on ollut, kun kurssi on ollut sivuaineopiskelijoille ja vielä aineopintoja.. Meitä mietityttää ihan samat jutut, täytyykin tentata nimikkotutkijaamme sitten, kun aika koittaa 😉

  2. Onpa monimutkaisen näköinen käsitekartta! Itseäni jäi mietityttämään, auttavatko näin laajat käsitekartat oikeasti asioiden sisäistämistä ja ilmeisesti myös opetuksen suunnittelua/sen pitämistä? Voi tosin olla, että kun opiskelijat itse tekevät nämä mind mapit, niin niiden lukeminen ja hyödyntäminen onnistuu mutkitta. Sijaisella voisi ehkä olla pulmia näiden ratkaisemisessa… 🙂

    • Voi olla, että juurikin fysiikassa noin laajoja käsitekarttoja tarvitaan, että pystyy hahmottamaan ne kaikki yhteydet ja lait sun muut mitä eri käsitteiden välillä on. Fysiikka on itsellekin niin tuntematon aihe, että näyttää todella monimutkaiselta.. Karttoja voi olla ulkopuolisen vähän vaikea alkaa tutkimaan, mutta siellä taitaa olla noita eri värisiä viivoja helpottamassa! 🙂

  3. Kun opiskelija joutuu suhteuttamaan käsitteitä toisiinsa, se on varmaan tehokas tapa jäsentää oppimaansa samalla kun asioiden mieleenpalauttaminen ja kertaaminen vahvistaa muistijälkiä aivoissa.

    Esittelyssä kerrottiin, että jos opiskelijoiden käsitekarttoihin on piirretty linkkejä, jotka eivät liity aiheeseen, opettaja poistaa ne. Jäin miettimään, tapahtuuko sitä usein? Ovatko mahdollisesti poistetut linkit tutkimuksen rajauksen ulkopuolella? Entäpä, jos opiskelijan oman reflektoinnin perusteella nekin linkit liittyisivät itse käsitteiden oppimiseen ja omaan ymmärtämiseen? Voisivatko ns. ylimääräiset linkit myös osaltaan auttaa opettajaa opetuksen oikea-asteisessa kohdentamisessa ja suunnittelussa?

    • Tutkimuksessa ei ole mainittu kuinka paljon linkkejä on täytynyt poistaa. Näissä käsitekartoissa on ollut tietty aihepiiri ja uskoisin, että fysiikassa on hieman selkeämpää mitkä käsitteet ja linkit ovat ns. turhia, joten on helppo havaita mitkä linkit täytyy poistaa. Ja kyllä, poistetut linkit ovat tutkimuksen rajauksen ulkopuolella. Ymmärrän ajatuksesi reflektoinnista, mutta tässä tapauksessa linkit käsitteiden välillä ovat fysiikan lakeja yms. eli ne ovat säännönmukaisia, ja jos siellä sattuu olemaan jotain ylimääräistä niin opiskelija on siinä tapauksessa ymmärtänyt jotain väärin. Toki jos jotkut väärät linkit voivat toimia itselle muistisääntönä niin onhan ne mahdollista vaikka kirjata muualle ylös! Jos samoja ylimääräisiä linkkejä toistuu opiskelijoilla niin varmasti siitä on opettajalle hyötyä, kun hän näkee minkä asian yhteydessä on hajanaisuutta tai väärinymmärrystä, ja täten voi kehittää juurikin niiden asioiden opetusta.

Leave a Reply to Jutta/Tutkijat paljaana Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *