Silmänliiketutkimus oppilaiden virhekäsityksistä kinematiikan kuvaajissa - Vuorinen, Valtteri (2018)
Fysiikan opetuksessa käytetään usein kuvaajia opetuksen tukena. Kuvaajien tulkintataidot eivät kuitenkaan ole oppilaille itsestäänselvyys vaan monilla esiintyy virhekäsityksiä. Nämä virhekäsitykset ohjaavat oppilaan käytöstä, kun hän tulkitsee kuvaajaa. Monesti ne saavat oppilaan ymmärtämään tai ratkaisemaan tehtävän väärin. Tässä tutkimuksessa määritettiin virhekäsitysten esiintymistä lukion toisen vuoden opiskelijoiden, kun he työstävät kinematiikan kuvaajia tietokoneella. Tehtävät perustuivat TUG-K tehtäväpatterin uusimpaan versioon [3] ja mittaukset suoritettiin käyttämällä SMI RED250mobile [8] silmänliikekameraa. Kaikkiaan 35 oppilasta osallistui mittauksiin eräässä keskisuomalaisessa lukiossa. Mittaukset suoritettiin kahdessa ryhmässä siten, että eri ryhmien tehtäväjärjestys oli muutettu, jotta voitiin tuottaa lisää tietoa virhekäsitysten esiintymisestä. Saatu data analysoitiin kvantitatiivisesti ja kvalitatiivisesti. Kvantitatiivinen analyysi suoritettiin laskemalla vastausprosentit ja vastausmäärien Khiin-neliötestien tulokset. Lisäksi analysoitaviin kuviin muodostettiin mielenkiinnon alueet (area of interest), jotka tukivat virhekäsitysten tai oikeiden tulkintatapojen ohjaamia katselykäytöksen malleja. Alueet analysoitiin tilastollisesti käyttäen Poissonin jakaumaa. Kvalitatiivinen analyysi suoritettiin muodostamalla datasta lämpökarttoja, joiden avulla tutkittiin oppilaiden katselukäyttäytymistä. Kvalitatiivisellä analyysillä tutkittiin lisäksi oppilaiden virhekäsitysten esiintymisen johdonmukaisuutta. Tutkimuksessa huomattiin, että tehtävien tekojärjestyksellä on huomattava vaikutus virhekäsitysten esiintymiseen. Lisäksi nähtiin, että virhekäsitysten mukainen katselukäytös johtaa vääriin vastauksiin. Suurin osa oppilaista oli johdonmukainen oman vastauskäyttäytymisensä suhteen ja lisäksi he olivat tietoisia omasta käytöksestään.