Avoimet tehtävät

Fysiikan oppimiseen liittyy runsaasti toisistaan näennäisesti irrallisia faktoja ja teorioita. Tehokkaan oppimisen kannalta ei kuitenkaan ole järkevää opetella ulkomuistiin irrallisia tieto-olioita, sillä tällä tavalla muodostetaan vertailuskeemoja, joiden soveltaminen erilaisissa ongelmanratkaisutilanteissa ei ole tehokasta tai edes välttämättä mahdollista. Opettajan tehtävänä on edesauttaa oppilaan tietorakenteiden muodostamista. Asiantuntijan tietotason muodostamiseksi onkin pyrittävä sellaiseen opetukseen, missä oppilas rakentaa mieleensä skeemoja, jotka ovat runsaasti ristiinkytkettyjä ja joiden liittyvyys on vahvaa. Tässä tutkielmassa käytetään kasvatustieteellistä teoriaa fysiikan harjoitustehtävien muodostamiseen. Tutkielman tavoitteena on selvittää kasvatustieteellistä teoriaa skeeman muodostuksesta, esittää sellaisia työkaluja, jotka soveltuvat tehtävien muodostamiseen ja soveltaa näitä fysiikan perusopintokurssien tasoa vastaavien harjoitustehtävien suunnittelussa. Tutkielmaa varten valmistettut tehtävät ovat luonteeltaan avoimia, sillä tällaisten tehtävien on osoitettu toimivan tehokkaasti skeeman muodostamiseen. Lisäksi suoritetaan analyysiä muodostetuista harjoitustehtävistä, jossa arvioidaan totetuvatko tehtävälle esitetyt tavoitteet. Valitut työkalut soveltuvat hyvin harjoitustehtävien muodostamisen avuksi, sekä niiden analysoimiseen. Erityisesti sellaiset tehtävät, joiden ratkaisemiseen on käytettävä reflektiivistä abstrahointia, ovat tehokkaita skeeman muodostamisen kannalta. Tällöin muodostetaan runsaasti ristiinkytkeytyneitä skeemoja.