Fysiikan ylioppilaskokelaiden käsityksiä hiilidioksidin roolista ilmastonmuutoksessa

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202004071724
Title: Fysiikan ylioppilaskokelaiden käsityksiä hiilidioksidin roolista ilmastonmuutoksessa
Author: Joensuu, Johanna
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202004071724
http://hdl.handle.net/10138/313999
Thesis level: master's thesis
Discipline: Fysiikan opettajan koulutus
Abstract: Tiivistelmä – Referat – Abstract Ilmastonmuutos on monimutkainen ja monitieteinen ilmiö, johon liittyy lukematon määrä osittain huonosti tunnettuja vuorovaikutuksia ja takaisinkytkentöjä. Ilmiön ymmärtäminen vaatii huomattavan käsiteviidakon hallitsemista ainakin jollakin tasolla. Koulun merkitys oppijoiden maailmankuvan muokkaajana on keskeinen, mutta suomalaisia tutkimustuloksia koulutien aikana muodostuneista käsityksistä ilmastonmuutoksesta on vähän. Konstruktiivisen oppimiskäsityksen mukaan yksilöt kehittävät ymmärrystään aktiivisesti, olemassa olevien ajatusmalliensa pohjalle. Ihmisellä voi olla tietystä aiheesta samaan aikaan myös useita vaihtoehtoisia käsityksiä. ”Virheellisten” käsitysten erottaminen ”oikeista” ei siis ole yksiselitteistä. Opetuksen tuloksena voi joskus olla kahden perspektiivin tilanne, jossa uusi aines otetaan aikaisempien ideoiden rinnalle. Lähihistoriassa sekä luonnontieteiden tutkimus että opetus ovat olleet näkökulmaltaan reduktionistisia: ajatellaan, että monimutkaiset systeemit voidaan ymmärtää analysoimalla niiden yksinkertaisempia komponentteja. Tästä näkökulmasta maailman voi selittää lineaaristen syy-seuraussuhteiden avulla niin, että luonnosta tulee deterministinen ja ennustettava. Reduktionistinen ajattelu on johtanut huomattavaan tiedon lisääntymiseen, mutta globaalien, monimutkaisten ja kokonaisvaltaisten ongelmien, kuten ilmastonmuutoksen, tarkasteluun lähestymistapa ei riitä. Sen rinnalle tarvittaisiin systeemiajattelua, ajattelutapaa, jossa pyritään selittämään, ymmärtämään ja tulkitseman monimutkaisia ja dynaamisia systeemejä. Maapallon ilmasto muuttuu ja on muuttunut aina. Teollisen aikakauden alettua muutos on kuitenkin ollut ennennäkemättömän nopeaa. On epätodennäköistä, että mitkään ilmastoon vaikuttavista luonnollisista sykleistä selittäisivät havaittua trendiä. Fossiilisten polttoaineiden käytön lisääntyminen on kasvattanut ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuutta. Tästä on seurannut ilmakehän ja sen seurauksena myös merien ja maa-alueiden lämpenemistä. Ilmastonmuutosta on käsitelty luonnontieteiden oppitunneilla jo vuosia. Suomalaisten lukion opetussuunnitelman perusteiden yleisissä tavoitteissa mainitaan tietoisuuden kehittäminen ihmisten toiminnan vaikutuksesta maailman tilaan, halu ja kyky toimia demokraattisessa yhteiskunnassa vastuullisesti sekä yhteisenä aihekokonaisuutena kestävä kehitys. Ilmastonmuutos mainitaan erikseen kuitenkin vain oppiainekohtaisissa opetussuunnitelman perusteissa, maantiedon kohdalla. Oppijoiden käsityksiä ilmastonmuutoksesta on tutkittu paljon eri puolilla maailmaa. Ajasta, paikasta ja kouluasteesta riippumatta esiin nousevat samat virhekäsitykset. Näistä yleisin on ns. otsoniaukkoteoria, johon liittyy usein ajatus siitä, että CO2 (tai yleisemmin kasvihuonekaasut) tuhoavat otsonikerrosta. Lisäksi CO2 rinnastui usein ilmansaasteisiin. Toinen virhekäsitysten kokonaisuus liittyy lyhyt- ja pitkäaaltoiseen säteilyyn, joiden erot eivät vaikuta olevan opiskelijoiden ajatusmalleissa minkäänlaisessa roolissa. Myös kasvihuonekaasujen jakaumasta ilmakehässä on usein havaittu vääriä käsityksiä; tyypillisesti niiden ajatellaan muodostavan kerroksen, joka vangitsee ja/tai heijastaa lämpöä. Keväällä 2017 fysiikan ylioppilaskokeessa oli ilmastonmuutokseen liittyvä jokeritehtävä, jonka c-kohdassa piti pohtia syitä siihen, että ilmakehän kohonnut CO2-pitoisuus muuttaa ilmastoa. Tämän työn tutkimusongelmana oli selvittää, millaisia käsityksiä kokelailla oli CO2:n roolista ilmastonmuutoksessa. Tutkimukseen poimittiin 19 lukion abiturienttien kaikki vastaukset. Tutkimusmenetelmänä käytettiin temaattista analyysiä. Tutkimuksessa havaittiin, että fysiikan ylioppilaskokelaiden ymmärrys ilmastonmuutoksen fysikaalisista perusteista on vaihtelevan tasoista. Virheellisistä käsityksistä yleisimpiä olivat muissakin tutkimuksissa havaitut ajatukset, että CO2 heijastaa sähkömagneettista säteilyä, muodostaa ilmakehään kerroksen tai rajapinnan ja tuhoaa otsonikerrosta. Saadut tulokset sopivat yhteen myös oppikirjojen puutteita käsittelevien tulosten ja toisaalta suomalaisten oppikirjojen esitystavan kanssa. Ilmastonmuutos ja saastuminen on tyypillisesti opiskeltu samassa yhteydessä, jolloin niihin liittyvät käsitteet ja mekanismit sekoittuvat helposti. Oppimateriaalin tapa kuvittaa kasvihuoneilmiötä näkyy selkeästi opiskelijoiden vastauksissa ja niihin liitetyissä piirroksissa. Luonnontieteiden opetuksen traditiot eivät myöskään todennäköisesti tue systemaattisen ajattelun kehitystä.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Progradu_Joensuu.pdf 1.680Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record