Veera Kallungin esitys Oulun LUMA-keskus OuLUMA:n järjestämässä Sähköä ilmassa -koulutuskokonaisuudessa.

1. Tasavirtapiirin käsitteiden
mallintaminen
Veera Kallunki
LUMA-keskus ja fysiikan laitos, Helsingin yliopisto
veera.kallunki@helsinki.fi
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 1

2. Abstraktien käsitteiden sähkö
-Voiko sähköä nähdä, kuulla tai tuntea?
-Miten vaikeaksi ja abstraktiksi koettua sähköoppia
voisi oppia kokonaisvaltaisemmin?
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 2

3. Mallit
-ennakkokäsitykset, virhekäsitykset, mentaalimallit,
representaatiot
-Mentaalimallit eli sisäiset representaatiot
-Ilmaistut mallit eli ulkoiset representaatiot
-Opetusmallit
-Tieteelliset mallit
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 3

4. Erilaiset mallit/representaatiot
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 4

5. Sähköä kuvaavia malleja Kuvaus
Yksinapamalli Sähkövirta paristosta
lamppuun, yksi johdin
tarpeellinen
Kaksi virtaa Plus- ja miinusvirrat pariston
navoista, virrat kohtaavat
lampussa
Suljettu virtapiiri Sähkövirta kiertää virtapiirissä,
tekninen malli
Virran kuluminen Sähkövirta kuluu piirissä, osa
virrasta palaa paristoon
Vakiovirta Paristosta aina sama määrä
sähkövirtaa, kaksi lamppua
jakaa sähkövirran, jonka yksi
lamppu saisi
Ohmin malli Sähkövirta säilyy, sähkövirran
voimakkuus riippuu piiristä,
virta syntyy yhtä aikaa
kaikkialla piirissä, kun piiri
suljetaan
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 5

6. www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 6

7. Miten malleja/representaatioita
muutetaan?
-Mallin muuttuminen = oppiminen
-Ikä ja opetus vaikuttavat
-Mallit esille
-Opettajan mallit, tieteelliset mallit?
-Aktiivinen oppija
- Kokeellisuus  kokeiden merkitys, opetuskeskustelu
- Oppilaan oma puhe
-Puhetta aktivoivat työkalut ja työtavat
- Pienryhmä
- Oppilaan maailma  pelit, roolit, leikit (sananselitys,
väitekortit, kytkentäkortit)
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 7

8. Kokeellisuuskeskeinen
representaatioiden kehittyminen
-oppiminen kvalitatiivisella tasolla:
1. empiiriset operaatiot – kokeileminen,
havaitseminen, hahmottaminen ja luonnonilmiöiden
esikvantifiointi
2. mallintavat operaatiot – selittäminen ja päättely
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 8

9. 2.2.2010 9

10. Sähkön oppiminen
pienryhmässä
-Yhteistoiminnallisuus, ryhmäkeskustelu, opettajan
vahva rooli
-Ryhmän koostumus ratkaiseva positiivisen tuloksen
kannalta
heterogeenisyys/homogeenisyys (tyttö/poika,
ryhmän tasoerot)
olennaista positiivisuus
-Tukee oppilaan aktiivista oppimisprosessia
-Fysiikan kieli
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 10

11. Kytkentäkortit ulkoisten
representaatioden paljastajina
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 11

12. Puheen tasot kytkentäkortit vs.
oikeat kytkennät
-Puheen tasot erilaisia kytkentäkorteilla ja oikeilla
kytkennöillä
-Kytkentäkorttien kanssa enemmän ja kauemmin
korkeamman tason puhetta, keskittyminen parempaa,
demokraattisempi tilanne
-Puheen tasot erilaisia eri vaiheissa
pienryhmätyöskentelyä: luova puhe, selittävä puhe (sis.
mallintaminen), ääneen ajattelu, selkeä mielipide,
tekninen puhe, vastaaminen, muu puhe
-Kytkentäkortit auttavat suunnittelemaan opetusta
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 12

13. www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 13

14. www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 14

15. Mallien/representaatioden
kehittyminen
-Koko ryhmän yhteinen käsitys
-Käsityksen muuttuminen opetuskokeilun aikana:
alkuhaastattelu, 3 oppituntia, välihaastattelu, 2
oppituntia
-Representaatioissa sekä teoreettista että empiiristä
mallinnusta
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 15

16. 2.2.2010 16

17. 2.2.2010 17

18. Lähde
Kallunki, V. 2009. A Historical Approach to Children’s
Physics Education : Modelling of DC-circuit
Phenomena in a Small Group. Academic
Dissertation. University of Helsinki.
[http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-4240-9]
www.helsinki.fi/yliopisto 2.2.2010 18