Helsingin yliopisto
Ilona Södervikin tutkimus virhekäsityksistä
Ilona Södervikin väitöstutkimuksessa tutkittiin, miten yliopisto-opiskelijat ymmärtävät keskeisiä biologian käsitteitä ja miten käsitykset muuttuvat erilaisten opiskelumateriaalien lukemisen jälkeen. Kohderyhmänä olivat lääketieteen opiskelijat ja luokanopettajaopiskelijat, joiden opinnoissa biologian käsitteet ovat erittäin merkityksellisiä. Tutkimus keskittyi käsitteelliseen muutokseen sekä tiedeoppimiseen ja opetukseen. Aiemmin on tutkittu erityisesti peruskouluikäisten oppilaiden käsityksiä, ja havaittu, että oppilailla on ennen opetusta runsaasti käsityksiä opetettavista aiheista, mutta niihin liittyy usein virheellisyyttä. Ennakkokäsityksiä on vaikea muuttaa ja ne voivat vaikeuttaa oppimista.
Tutkimuksen otos
Osallistujat olivat suomea äidinkielenään puhuvia yliopisto-opiskelijoita kahdesta eri koulutusohjelmasta: lääketieteen ja opettajakoulutuksen. Aineisto kerättiin vuosien 2008 ja 2012 välillä. Kaikissa tutkimuksissa osallistuminen oli vapaaehtoista. Tutkimuksessa I osallistujia oli 18 ja tutkimuksessa II oli 91 osallistujaa, jotka olivat toisen vuoden opettajiksi opiskelevia yhdestä suomalaisesta yliopistosta vuosina 2008-2009. Tutkimuksissa III, IV ja V osallistujat olivat lääketieteen opiskelijoita yhdestä suomalaisesta yliopistosta.
Tutkimuksessa III (N=60) osallistujat olivat ensimmäisen vuoden lääketieteen opiskelijoita vuonna 2008. Yhtä ryhmää lääketieteen opiskelijoista seurattiin ensimmäisten vuosien ajan tutkimuksessa IV (N=119) ja tutkimuksessa V 2009-2011. Lisäksi oli kontrolliryhmä, joka koostui 13 erikoistuvasta lääkäristä yhdestä suomalaisesta yliopistosairaalasta tutkimuksessa V vuonna 2012.
Tutkimusongelma ja tutkimuskysymykset
Tutkimuksessa selvitettiin luokanopettajaopiskelijoiden käsityksiä fotosynteesin ja lääketieteen opiskelijoiden käsityksiä verenkiertoelimistön sisältöalueista. Lisäksi tutkittiin miten selittävän tekstin ja törmäyttävän tekstin lukeminen vaikuttaa käsitysten muuttumiseen ja millainen yhteys käsityksillä lääketieteen sisällöistä on kliiniseen päättelyyn.
Tutkimuksen aineisto ja aineistonhankinnan instrumentit
Väitöskirjatutkimus koostui viidestä tutkimuksesta, joita kuvaamme seuraavaksi tarkemmin.
Tutkimus I
Otos
18 toisen vuoden luokanopettajaopiskelijaa
Tavoitteet
Ensimmäisessä tutkimuksessa haluttiin selvittää:
- Millaisia käsityksiä fotosynteesistä luokanopettajaopiskelijoilla on
- Miten käsitykset muuttuvat, kun he lukevat oppikirjamaisen selittävän tekstin
- Millaisia oppimistavoitteita luokanopiskelijoilla on koskien fotosynteesiä
Menetelmät
Aineistona toimi testi, jonka avulla kartoitettiin opiskelijoiden tietämystä fotosynteesistä. Opiskelijat saivat itse muotoilla kirjallisesti vastauksensa testissä esitettyihin kysymyksiin. Testejä oli kaksi, ennen ja jälkeen selittävän tekstin lukemisen ja testit olivat täsmälleen samanlaisia. Lisäksi opiskelijoita pyydettiin kirjoittamaan ylös asioita, joita he haluaisivat oppia fotosynteesiin liittyen. Tutkimuksen aineistot analysoitiin kvalitatiivisilla ja kvantitatiivisilla menetelmillä. Lisäksi muodostettiin käsitekarttatyökalu, jonka avulla analysoitiin ja pisteytettiin opiskelijoiden fotosynteesin systemaattinen ymmärrys.
Tutkimus II
Otos
91 toisen vuoden luokanopettajaopiskelijaa
Tavoitteet
- Saada vielä syvempi ymmärrys opiskelijoiden fotosynteesin virhekäsityksistä systeemisellä tasolla sekä
- Tutkia tukeeko törmäyttävä teksti oppimista paremmin kuin selittävä teksti.
Menetelmät
Ensimmäisen tutkimuksen tavoin tässäkin tutkimuksessa opiskelijat osallistuivat kahteen testiin, mutta testien välissä puolet tutkittavista luki selittävän ja puolet törmäyttävän tekstin. Aineiston analyysiin käytettiin kvalitatiivisia ja kvantitatiivisia menetelmiä ja käsitekarttatyökalua.
Tutkimus III
Otos
60 ensimmäisen vuoden lääketieteenopiskelijaa
Tavoitteet
Aiemmissa tutkimuksissa on selvinnyt opiskelijoilla olevan virhekäsityksiä keskeisissä biologian käsitteissä, kuten verenkiertoelimistön toiminnassa. Kuitenkin yliopisto-opiskelijoiden virhekäsityksiä koskevia tutkimuksia on tehty suhteellisen vähän. Kolmannessa tutkimuksessa oli tarkoitus selvittää, onko lääketieteenopiskelijoilla virhekäsityksiä verenkieltoelimistön sisältöalueista.
Menetelmät
Tutkimuksen aineisto muodostui tutkittavilta kerätystä testistä, jossa tehtävänä oli piirtää ja selittää sydän- ja verenkiertojärjestelmä sekä miten veri virtaa siinä. Opiskelijoiden vastaukset jaettiin ryhmiin: tieteellinen tai naiivi. Naiivit näkemykset jaettiin vielä niin ikään kahteen ryhmään: mallit, joissa on tosiasiavirheitä ja mallit, joissa on virhekäsityksiä tai vakavia puutoksia. Aineisto analysoitiin kvalitatiivisin ja kvantitatiivisin menetelmin.
Tutkimus IV
Neljäs tutkimus oli jatkotutkimus, joka toteutettiin vuosina 2009-2010.
Otos
119 suomalaisen yliopiston ensimmäisen ja toisen vuoden lääketieteen opiskelijaa
Tavoitteet
Tutkimuksessa tarkasteltiin lääketieteen opiskelijoiden biolääketieteellistä osaamista ja sydän- ja verenkiertojärjestelmän tuntemusta. Tutkimus on jatkoa aikaisemmalle tutkimukselle (tutkimus III:lle), jonka tulokset osoittivat, että aloittelevilla lääketieteen opiskelijoilla on usein ennakkotietämys lääketieteellisestä sisällöstä ja, että tämän tyyppiset käsitykset voivat olla este oppimiselle.
Menetelmät
Neljäs tutkimus koostui kahdesta osasta. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa ensimmäisen vuoden lääketieteen opiskelijat osallistuivat testiin, joka koostui piirustustehtävästä ja monivalintakysymyksistä, jotka koskivat sydän- ja verenkiertojärjestelmää. Seuraavana lukuvuonna tutkimus jatkui, jolloin opiskelijat vastasivat kahteen kysymykseen kirjallisesti. Kysymykset koskivat suonikohjuja ja jalkojen turvotusta. Tutkimuksessa pyrittiin selvittämään, oliko sydän- ja verenkiertojärjestelmän ymmärtämisessä tapahtunut muutosta. Molempina vuosia saadut tiedot analysoitiin kvantitatiivisesti hyödyntäen käsitekarttatyökalua. Valittu tapa mahdollisti kumpanakin vuonna saadun tiedon vertailun keskenään.
Tutkimus V
Otos
33 kolmannen vuoden lääkäriopiskelijaa, joita seurattiin vuosien 2009-2011 ajan. Lisäksi oli kontrolliryhmä, joka koostui 13 erikoistuvasta lääkäristä.
Tavoitteet
Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää mitä silmänliiketutkimus paljastaa, kun lääkäriopiskelijat ja erikoistuvat lääkärit lukevat potilaskirjoitusta sekä onko biomedikaalinen ymmärrys yhteydessä onnistumiseen oikean diagnoosin antamisessa.
Menetelmät
Tutkittavat lukivat tutkimusryhmän laatiman ja kahden sydänlääkärin arvioiman potilaskertomuksen. Tekstiä lukiessa tutkittavien silmänliikkeitä tutkittiin Tobii T60XL Eye Tracker –laitteella. Potilaskertomukseen liittyen oli myös kysymyksiä, joihin lääkäriopiskelijat vastasivat kirjallisesti ja erikoistuvat lääkärit suullisesti, työajan säästämiseksi. Oppilaiden tämänhetkistä biomedikaalista tietoa koskien verenkiertojärjestelmää selvitettiin monivalintatestin avulla, ja aineistona käytettiin myös aiempien tutkimusten tuloksia kyseisten oppilaiden biomedikaalisesta tiedosta. Opiskelijat jaettiin kahteen ryhmään vastauksiensa perusteella: oikea diagnoosi tai väärä diagnoosi. Silmänliiketutkimuksen tietoja analysoitiin Tobii Studio eye-tracking –ohjelmistolla sekä ei-parametrisellä tilastollisella analyysillä. Tutkimuksessa käytettiin myös taustamuuttujina opiskelijoiden pääsykokeiden tuloksia sekä pitkittäistietoja siitä, kuinka opiskelijoiden verenkiertojärjestelmän biomedikaalinen ymmärrys oli kehittynyt.
Arviointi
Tutkimuksessa on pyritty selvittämään ilmiölähtöisesti opiskelijoiden käsityksiä fotosynteesistä ja verenkiertojärjestelmästä sekä käsityksissä tapahtuvaa muutosta eri opetusmateriaalien lukemisen jälkeen.
Tutkimuksessa on selvitetty biologian sisältöjen ymmärrystä melko suurilla otoksilla ja monipuolisilla menetelmillä. Tutkimuksissa käytettiin kvantitatiivisia ja kvalitatiivisia tutkimusmenetelmiä, mikä tekee tutkimuksista monipuolisempia. Saadaan erilaista informaatiota aineistosta. Lisäksi on käytetty sekä pitkittäis- että poikittaistutkimusta. Tutkimus on tuonut uutta tietoa tutkimuskysymyksiin.
Pitäisikö edelleen selvittää muidenkin keskeisten käsitteiden ymmärtämistä näillä opiskelijoilla ja myös muiden alojen opiskelijoilla eri käsitteiden ymmärtämistä? Olisi mielenkiintoista tietää muidenkin tulevien akateemisten ammattilaisten käsitteiden ymmärtämistä. Miten se vaikuttaa ammattilaisten uskottavuuteen, jos heillä on virheellisiä käsityksiä alansa termeistä?
-Virhekäsitykset