Kehittämistutkimus: Solukalvon sähköinen aktiivisuus lukion biologian opetuksessa : opetusmateriaali biologian aineenopettajien käyttöön

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202110263919
Title: Kehittämistutkimus: Solukalvon sähköinen aktiivisuus lukion biologian opetuksessa : opetusmateriaali biologian aineenopettajien käyttöön
Author: Luoto, Senni
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2021
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202110263919
http://hdl.handle.net/10138/335691
Thesis level: master's thesis
Degree program: Neurotieteen maisteriohjelma
Master's Programme in Neuroscience
Magisterprogrammet i neurovetenskap
Specialisation: Biologian opettaja
Teacher in Biology
Lärare i biologi
Abstract: Kalvojännitteen syntyyn ja sen muutoksiin liittyvät prosessit mielletään usein haastaviksi aiheiksi oppia ja opettaa. Aiheen opetuksesta ja oppimisesta lukiossa ei juurikaan ole tehty tutkimusta, mutta aiemmat tutkimukset yliopisto-opiskelijoilla ovat osoittaneet, että haasteita esiintyy erityisesti lepokalvojännitteen muodostumisen ymmärtämisessä. Aihetta käsitellään suomalaisissa lukiossa pääasiassa ihmisen biologian kontekstissa vapaavalintaisella kurssilla 4 (LOPS 2015) tai 5 (LOPS 2019) ja aihe onkin yksi ihmisen biologian kurssin keskeisistä sisällöistä oppia ja ymmärtää. Kalvojännitteen synty ja sen muutokset on kuvattu suomenkielisissä lukion biologian oppikirjoissa usein yksinkertais-tetusti ja ajoittain virheellisesti. Tämä saattaa johtaa virhekäsitysten syntymiseen, jolloin opiskeltavaa aihetta ei opita riittävällä tasolla. Siksi tämän maisterintutkielman tavoitteena on selvittää, miten solukalvon sähköistä aktiivisuutta opetetaan suomenkielisissä lukioissa ja millaisia virhekäsityksiä opiskelijoilla aiheesta esiintyy. Näiden tulosten pohjal-ta luodaan kehittämistuotos eli opetusmateriaali biologian aineenopettajien käyttöön, jolla voidaan tukea solukalvon sähköisen aktiivisuuden opetusta ja oppimista. Tutkimusmenetelmänä tutkimuksessa käytettiin kehittämistutkimusta, jossa yhdisteltiin teoreettisen ja empiirisen ongelma-analyysin periaatteita. Teoreettisen ongelma-analyysin kautta pyrittiin kartoittamaan lukio-opetuksen kannalta solukalvon sähköiseen toimintaan liittyvät keskeisimmät seikat, joihin monet virhekäsitykset liittyvät, sekä tarkastelemaan niitä eri näkökulmista. Tämä toteutettiin aiemman tutkimuskirjallisuuden avulla. Empiirisessä ongelma-analyysissä tarkasteltiin sekä lukion biologian oppikirjoja (N=3) että kevään 2021 biologian ylioppilaskoevastauksia (N=400) hermosolun aktiopotentiaalin kulkuun liittyen. Molempia aineistoja analysoitiin laadullisen sisällönanalyysin periaatteiden mukaisesti. Teoreettisesta ja empiirisestä ongelma-analyysistä saatujen tulosten perusteella kehitettiin opetusmateriaalin ensimmäinen versio. Opetusmateriaali luetutettiin läpi maisterintutkielman ohjaajilla ja opetusmateriaalia kehitettiin heiltä saatujen kommenttien perusteella. Jatkokehittämisen tuloksena syntyi opetusmateriaalin toinen ja virallinen versio. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että solukalvon sähköinen aktiivisuus on haastava aihe sekä opetuksen että oppimi-sen näkökulmasta. Lukion biologian oppikirjoissa esiintyi epätarkkoja kohtia solukalvon sähköiseen aktiivisuuteen liit-tyen ja nämä epätarkkuudet näkyivät opiskelijoiden ylioppilaskokeen vastauksissa yleisinä virhekäsityksinä. Erityisesti esiin nousi virheellinen käsitys natrium-kaliumpumpun ioneja ”palauttavasta” vaikutuksesta aktiopotentiaalin jälkeen. Toinen yleinen virhekäsitys oli, että uusi aktiopotentiaali on mahdollinen vasta kun kalvojännite on hyperpolarisaation jälkeen palautunut lepotilaan. Tulosten perusteella voidaan todeta, että ainakin osa opiskelijoiden virhekäsityksistä on lähtöisin oppikirjoista eikä näitä virhekäsityksiä ole pystytty korjaamaan opettajan toimesta opetustilanteessa. Ylioppi-laskokeessa tehtävään vastanneista opiskelijoista 11,3 % ei osannut vastata tehtävän ensimmäiseen kysymykseen ollenkaan. Vastauksista, joissa opiskelija oli vähintään välttävällä tasolla onnistunut vastaamaan kysymykseen (N=381), 92,4 % sisälsi yhden tai useamman virhekäsityksen. Virhekäsitysten karsimiseksi paras keino on estää niiden syntyminen. Siksi tämän tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että lukion uuden opetussuunnitelman biologian oppikirjat tulisi päivittää sellaisiksi, että virheellistä käsitystä ei pääse syntymään. Tämä ei kuitenkaan pelkästään riitä, vaan myös lukion biologian opettajien tulisi luopua vanhoista opetusdioistaan ja varmistaa, että he opettavat aihetta nykytiedon valossa oikein. Tässä apuna toimii tämän tutkimuksen osana kehitetty opetusmateriaali solukalvon sähköisestä aktiivisuudesta hermosolun aktiopotentiaalin kontekstissa. Jotta opetusmateriaalin toimivuutta ja opiskelijoiden käsitteellistä muutosta voidaan arvioida, jatkotutkimukset ai-heesta ovat tarpeellisia.
Subject: kehittämistutkimus
kalvojännite
aktiopotentiaali
opetus
oppiminen
opetussuunnitelma
virhekäsitys
kehittämistutkimus
kalvojännite
aktiopotentiaali
opetus
oppiminen
opetussuunnitelma
virhekäsitys


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record