5.4.4 J-testi, jatkuvasti vaikuttava voima,

161
5.4.4 J-testi, jatkuvasti vaikuttava voima,
Testin perusteella pyritään selvittämään minkälaisia eroja ilmenee voima - vastavoimaparin
ja systeemi - ympäristö-parin tunnistamisessa.
Esitesti. Esitesti pidettiin H-ryhmälle ennen voiman käsitteen kvantifiointia.
Vuorovaikutuksen käsite oli ollut jo esillä samoin kuin Newtonin lait kvalitatiivisessa
muodossa. M-ryhmän esitesti oli kurssin ensimmäisellä tunnilla. Tehtävän 1a-kohdassa
kehotettiin piirtämään autoon vaikuttavat voimat ja niiden vastavoimat toisiinsa nähden
oikeassa suhteessa. Molemmissa ryhmissä useimmissa kuvioissa voimat ovat
kappaleiden ulkopuolella, ja pelkästään merkintöjen perusteella vektoreista on vaikea
päätellä, onko tarkoitettu voimaa vai auton nopeutta, onko kyseessä voima vai
vastavoima. Tämä sinänsä ei ole yllättävää, sillä peruskurssin oppikirjan perusteella
tässä nimenomaisessa tapauksessa tuskin voi odottaa parempaa tulosta.
Tehtävän1b-kohdassa piti nimetä voimat ja kertoa mistä vuorovaikutuksesta
voimat aiheutuvat. Kummassakaan ryhmässä ei tunnistettu kitkavoimia, joten niitä ei
käsitellä tässä yhteydessä, vaikka testin sanamuoto edellyttäisi edellä mainittujen
voimien tunnistamista. Syy on ilmeinen: peruskurssin oppikirjassa vain parissa
harjoituksessa on maininta kitkasta. Kahden kiinteän kappaleen välisellä
kosketusvuorovaikutuksella on repulsiivinen eli työntävä normaalikomponentti,
tukivuorovaikutus, joka estää kappaleita pääsemästä lähemmäs toisiaan. Tämä
vuorovaikutus aiheuttaa koskettaviin kappaleisiin yhtä suuret ja vastakkaiset
tukivoimat. Seuraavassa on oppilaiden käsityksiä näistä voimista:
H1: ”Auton F > esteen F”, koska este ei liiku minnekään”; H2: ”...auton liikemäärä”;
H3: ”... aiheuttaa auton massa ja nopeus”; H7: ”Liikevoima”; H8: ”Voiman aiheuttaa
maan pinnan kitkavoima”; H9: ”...on autoa kiihdyttävä voima, jonka aiheuttaa
moottori”; H10: ”Johtuu auton ja seinän välisestä vuorovaikutuksesta”; H11: ”..liikeenergian
voima”; H13: ”Auton massan ja kiihtyvyyden aiheuttama voima”; H14: ”
...auton liikemäärä”; H15: ”... aiheuttaa nopeus”; M8: ”Autoa työntävä voima eli
moottorin tekemä työ”; M9: ”Auton moottorista tuleva eteenpäin vievä voima” ; M12:
”Voiman aiheuttaa liikenopeus. Sen vastavoima on suurempi” ; M14: ”Auton liikkeelle
paneva voima. ..(voiman) aiheuttaa auton liikkeellelähtö”.
Seinän aiheuttamaa tukivoimaa kuvataan seuraavasti:
H7: ”Seinän vastavoima”. ”Seinä vastustaa...”; H9: ”...pitää auton esteen ulkopuolella.
On pinnan tukivoima”; H10: ”Johtuu auton ja seinän välisestä vuorovaikutuksesta”;

162
H13: ”Esteen massan aiheuttama voima”; H14: ”… on auton liikemäärä”;
H15: ”... lienee eräänlainen tukivoima, jolla este vastustaa törmäystä”; M3: ”Auto
pysähtyy: Seinän potentiaalienergia vastaanottaa auton liike-energian” ;
M4: ” Potentiaalienergia”…;
M6: ”Auton vauhti ja massa aiheuttaa eräänlaisen voiman. Kun tämä voima törmää
kiinteään esteeseen syntyy vastavoima, joka työntää auton heittäen pois seinästä”;
M7: ”...törmäyksestä aiheutuva energia”.
Testin vastausten ja näiden muutamien esimerkkien perusteella voidaan todeta,
että voiman ja energian käsitteet ovat vielä eriytymättömät(vrt. Viennot 1979, 208;
Kurki-Suonio ym. 1991, 104). Lisäksi voiman ajatellaan liittyvän liikkeeseen,
nopeuteen, kiihtyvyyteen, massaan jne. Peruskurssin vaikutus oppilaan ajatteluun on
ollut minimaalinen. Opetus ei ole pystynyt muuttamaan ennakkokäsityksiä, ja
vuorovaikutuksen käsite on jäänyt täysin hämäräksi.
Painovoiman eli painon pitäisi olla kaikille tuttu aihe. Edelleen käytetään termiä
maan vetovoima, vaikka sitä ei esiinny käytetyssä oppikirjassa. Vastavoimat puuttuvat
kahta lukuun ottamatta kokonaan molempien ryhmien kuvioista. Näissäkin kahdessa
tapauksessa vastavoimana oli tienpinnan tukivoima. Nimeä paino tai auton paino käytti
H-ryhmässä vain 2 ja M-ryhmässä 4 oppilasta. Vuorovaikutuksen käsitettä käytti vain
3 oppilasta, vaikka se tulee esille Fotoni 1:ssä. Mistä painovoima aiheutuu, siitä
seuraavassa muutama selitys:
M1: ” Maan vetovoima, aiheutuu maapallon pyörimisestä”; M3: ”...maan vetovoima
aiheutuu auton painosta”; M9: ”… maan sisällä olevista magneettisista aineista, jotka
vetävät autoa maata kohti”.
Tien pinnan tukivoima ja sen vastavoima muodostavat seuraavan
tutkimuskohteen.10 (67 %) oppilasta H-ryhmästä ja 5 (36 %) M-ryhmästä osasi nimetä
voiman oikein. Vain muutama selosti, mistä voima aiheutuu:
H7: ”…koska maa vetää autoa puoleensa täytyy asvaltilla olla tukivoima”; H10: ”...
johtuu gravitaatiovuorovaikutuksesta”; H11: ”Pinnan tukivoiman aiheuttaa auton ja
maan pinnan vuorovaikutus”; H14: (tukivoiman) ”... ansiosta auto ei syöksy maapallon
ytimeen”; M3: ”...maan pinnasta aiheutuva vastavoima”; M5: ”Pinta kannattelee
autoa”; M8: ” Maan vetovoiman vastavoima”; M9: ”Johtuu pinnan kovuudesta”;
M13: ”. ..autoa tien pinnalla pitävä voima”.
Tehtävä 2 on mielenkiintoinen, sillä sen fysikaalinen konteksti on sama kuin
peruskurssin kirjassa Fotoni 1:ssä sivulla 91 esimerkki 3:ssa, jossa kukkamaljakko on

163
pöydällä. Kuviossa on voimat, niiden vastavoimat sekä oikeat nimet. Samalla sivulla
olevassa kappaleessa on selostettu etä- ja kosketusvuorovaikutukset ja niihin liittyvät
voimat, paino- ja tukivoima. Paino aiheutuu gravitaatiovuorovaikutuksesta ja
tukivoima kosketusvuorovaikutuksesta. Periaatteessa esimerkin perusteella olisi pitänyt
pystyä ratkaisemaan testin tehtävä 2 oikein. Mutta kuten jälkitestissä ilmeni oikean,
terminologian omaksuminen näyttää olevan vaikeaa.
Kuvio oli oikein piirretty H-ryhmässä 5:llä (33 %) ja M-ryhmässä 4:llä (29 %)
oppilaalla. Muilla oli samat virheet kuin tehtävässä 1: voimien kiinnitys oli väärä, tai
sitä ei ollut ollenkaan. Molemmissa ryhmissä painovoiman nimi oli oikein vain
kahdella ja vastavoima puuttui kaikilta muilta paitsi M-ryhmässä kahdelta oppilaalta,
joilla vastavoimana oli ”pöydän vastus”. Mikä sitten voimat aiheuttaa?
H1: ”… maan vetovoima vetää”; H8: ”… gravitaatiovuorovaikutus”; H9: ”...maan
laatikkoa puoleensa vetävä voima”; H13: ”...laatikon massan ja maan vetovoiman
aiheuttama voima”; M1: ”...maapallon pyörimisestä”;
M9: ”...johtuu... magneettisista metalleista… magneettikenttä”.
Tukivoiman nimen olivat H-ryhmässä tienneet kaikki ja M-ryhmässä
kuusi (43 %) oppilasta. Vastavoiman oli merkinnyt H-ryhmässä kaksi ja M-ryhmässä
ei kukaan. Vuorovaikutuksen aiheuttajaa ei ollut H-ryhmässä maininnut kukaan, ja
vain kaksi mainintaa oli tukivoiman tehtävästä. Seuraavassa on muutamia muita
mainintoja:
H9: ”...että laatikko pysyy pöydällä ei mene sen läpi”; H14: ”... estää laatikkoa
tippumasta”; M1: ”...aiheutuu laatikon massasta”; M2: ”...pöytä estää laatikkoa
tippumasta..”; M5: ”...pöytä kannattelee laatikkoa…”; M6: ”...pöytä aiheuttaa
laatikolle vastavoiman”; M9: ”... aiheutuu pöydän pinnan materiaaleista”; M11: ” ...
materiaalien lujuus ja kestävyys”; M13: ”...laatikkoa ja pöytää lattian pinnalla pitävä
voima”.
Käsitys, että pöydän kannen tehtävä on estää kappale putoamasta, esiintyy jo
Minstrellin tutkimuksessa (1982). Esitestin perusteella tehtävissä 1 ja 2
vuorovaikutuksen aiheuttajaa etä- tai kosketusvuorovaikutusta ei tunnistettu, voiman ja
vastavoiman käsite oli edelleen epäselvä sekä voimien nimeäminen tukivoimaa lukuun
ottamatta horjuvaa. Voimakuvion piirtäminen ei onnistunut. Peruskurssilla ei näytä
olleen suurtakaan vaikutusta oppilaan käsityksiin vuorovaikutuksesta ja sen
symmetriasta.

164
Esitestin tehtävän 3a tuissa olevat lenkit estivät magneetteja kiinnittymästä
toisiinsa. Magneettien välisen vuorovaikutuksen ovat oikein kuvanneet vektoreilla 3 H-
ryhmän sekä 2 M-ryhmän oppilasta. Lenkin kohdistama jännitysvoima on oikein vain
yhdellä H-ryhmän sekä kahdella M-ryhmän oppilaista. Täysin oikea kuvio on yhdellä
M-ryhmän oppilaalla. Mielenkiintoinen havainto on se, että molemmissa ryhmissä
voimat ovat kaikissa kuvioissa Newtonin III lain mukaisesti symmetriset vaikkakin
kuvio muuten voi olla väärin.
Magneettiin kohdistuvia vuorovaikutuksia oli kaksi: sähkömagneettinen eli
magneettinen vuorovaikutus ja kosketusvuorovaikutus. Vastaavat voimat olivat
magneettinen voima ja lenkin kohdistama jännitysvoima. H-ryhmässä 8 (53 %)
oppilasta ei nimennyt magneettista voimaa ollenkaan. Vuorovaikutuksen lajin nimesi
oikein 6 (40 %) oppilasta. Muiden käsitys näkyy seuraavista vastauksista:
H1: ”...etelänapa vetää toisen pohjoisnapaa puoleensa”; H2: ”…magneettien vetovoima”;
H9: ” ... aiheuttaa toisen magneetin N–napa”; H14: ”...magnetismi”.
M-ryhmässä 8 oppilasta (57 %) ei nimennyt voimaa ollenkaan eikä yksikään
oppilas maininnut sähkömagneettista vuorovaikutusta. Seuraavassa on ko. ryhmän
vastauksia:
M1: ” Erimerkkisten varausten aiheuttama vetovoima”; M5: ”... magneettien voima”.
M13: ”... magneettien toisiaan vetävä voima”; M1: ”... erimerkkiset varaukset vetävät
toisiaan”; M2: ” ...Erimerkkiset navat vetävät toisia puoleensa”; M7: ” ... vetävät toisia
puoleensa”. Positiivinen ja negatiivinen kenttä ”; M8: ”... voimat aiheuttaa maapallo,
joka on magnetoinut ko. magneetit” (Selostus maapallon magneettisuuden
synnystä); M11: ” ... aiheuttaa elektronien ja protonien epätasapaino”;
M12: ”...magneettiset vetovoimat”.
Kosketusvuorovaikutus oli jäänyt oppilaille molemmissa ryhmissä täysin
vieraaksi. Jännitysvoiman tilalla mainittiin ”kumilangan tukivoima”, ”lenkkien
voima”, ”jousien voima”, ”voima, jolla lenkit vastustavat magneetteja” ja ”lenkin
tukivoima”. Tehtävän 3a tulos poikkeaa muista sikäli, että termi magneettinen
vuorovaikutus esiintyi useammin kuin gravitaatiovuorovaikutus, mutta vain toisella
ryhmällä. Muuten ryhmät eivät poikkea merkittävästi toisistaan.
Tehtävät 3b ja 4 käsittelivät systeemin kiihtyvyyttä. Liitteissä 12 ja 13 on
koottuna esitestin tulokset. Tehtävässä 3b H-ryhmässä kahta lukuun ottamatta kaikki
väittävät, että magneetti A kiihtyy, mutta syyt ovat moninaiset: vetäminen,
kiihtyminen, lenkin antama kiihtyvyys, pyrkiminen, lähteminen jne. Vain yhden

165
mielestä kiihtyvyyden syy on sähkömagneettisen vuorovaikutuksen aiheuttama voima.
Samaan syyhyn päätyivät kaksi M-ryhmän oppilasta ja kolmea lukuun ottamatta
pääteltiin systeemin kiihtyvän syiden ollessa samoja kuin vertailuryhmällä.
Tehtävässä 4 systeemin muodostavat molemmat magneetit. Newtonin III lain
mukaan voima ja vastavoima vaikuttavat eri kappaleisiin. Jos ne ovat systeemin
sisäisiä, niin ne kumoavat toisensa kuten tehtävässä 4. Näin ollen systeemi ei kiihdy.
H-ryhmässä kiihtymisen syynä oli vuorovaikutuksen riippuvuus etäisyydestä,
pyrkimys yhteen, saman voiman vaikutukseen kumpaankin kappaleeseen tai
systeemiin. Systeemi ei kiihdy, koska kappaleiden kiihtyvyydet kumoavat toisensa,
liikemäärä säilyy tai molemmat liikkuvat toisiaan kohti. Vain parilla oli aavistus siitä,
että kyse voisi olla magneettien välisestä voimavaikutuksesta. Ei-vastauksia oli 10
kappaletta.
M-ryhmässä vastaukset jakautuivat lähes tasan. Toisin kuin H-ryhmällä
kiihtyvyyden syynä useimmilla oli magneettinen vetovoima. Systeemi ei kiihtynyt, jos
kiihtyvyyksien summa oli nolla, kiihdyttävät voimat suuntautuivat vastakkaisiin
suuntiin ja niiden summa oli nolla tai jos kappaleiden kulkema matka oli yhtä pitkä,
joten systeemi pysyi paikallaan. Näistä vastauksista voisi päätellä, että osa oli
hahmottanut tilannetta oikein. Mutta tämänkään ryhmän vastauksissa ei perusteena
käytetty Newtonin III lakia.
Esitesti osoitti, että oppilaiden käsitys voimista ja niiden alkuperästä on edelleen
epäselvä. Päätelmiä hallitsevat ennakkokäsitykset, jotka näyttävät liittävän voiman
energiaan, nopeuteen, massaan, liikemäärään, moottorin voimaan jne. (Vrt. Kurki-
Suonio ym.1992, 104). Seuraavassa tarkastellaan jälkitestin tuloksia.
Jälkitesti. J-jälkitesti pidettiin kurssikokeen yhteydessä FCI-voimakäsitystestin
jälkeen. Molemmilla ryhmillä testi muodosti osan kurssikoetta, ja testiin oli varattu
aikaa 35 minuuttia, minkä jälkeen vastauspaperit kerättiin pois. Suoritus arvosteltiin
tietyn asteikon mukaan. H-ryhmä saattoi kärsiä testin ajankohdasta, sillä fysiikan koe
oli koeviikon viimeisenä päivänä. Tärkeää on huomata, että I-, J- ja FCI-jälkitestit on
tehty kurssin lopussa, jolloin testien tuloksia voidaan verrata ja tehdä johtopäätöksiä
ymmärtämisen tasosta ja oppimisen laadusta.
Esi- ja jälkitestissä tehtävät 1 ovat samankaltaisia, joten niiden kesken voidaan
tehdä vertailuja. Jälkitestin tehtävässä 1 oli piirrettävä seinään törmäävään palloon
törmäyshetkellä vaikuttavat voimat ja niiden vastavoimat. Tehtävä on sikäli
yksinkertainen, että palloon vaikuttavat vain painovoima ja seinän tukivoima.

166
Yksi tärkeimmistä seikoista dynamiikassa on oikean voimakuvion piirtäminen,
mitä myös korostettiin kurssin aikana. Lisäksi oleellisia seikkoja voisivat olla kyky
selostaa voiman ja vastavoiman kohdistuminen oikein, käyttää oikeita termejä ja
perustella symmetria Newtonin kolmannella lailla. H-ryhmästä 4 (27 %) oppilasta osasi
piirtää oikein pallon ja seinän välistä vuorovaikutusta kuvaavat voimat ja 7 (47%) tiesi
pallon maapalloon kohdistuvan vastavoiman. Täysin oikeita kuvioita oli neljä. M-
ryhmässä ei ollut yhtään täysin oikeata kuviota ja vain kahdella oli painovoiman
vastavoima oikein. Pelkkien kuvioiden perusteella ryhmien välillä ei ole oleellisia eroja.
Sanalliset perustelut on luokiteltu taulukossa 35.
TAULUKKO 35. J-jälkitesti. Tehtävä 1, pallon törmäys seinään. Vastausten
lukumäärät.
H-ryhmä
M-ryhmä
Voima ja vastavoima selostettu
oikein
21 14
Voimien nimet oikein 11 19
Symmetrian perustelu Newtonin
III lailla
20 9
Yhteensä 52 42
Ryhmät poikkeavat toisistaan tilastollisesti melkein merkitsevästi (χ 2 = 6,718, df
= 2, p = 0,0348). M-ryhmä oli parempi vain oikeiden termien käytössä.
Tehtäviä 2 ei vertailtu, koska osalle oppilaista näytti jääneen epäselväksi,
kuuluiko ketju taakkaan vai ei.
Liitteissä 14 ja 15 on jälkitestin tehtävien 3b ja 4 yhteenvedot. Tehtävän kuva on
Fotoni 1:ssä sivulla 91, eli sen pitäisi olla tuttu sekä kirjasta että oppilaan
arkikokemusten perusteella. Osa oppilaista on todennäköisesti tutustunut
omakohtaisesti skeittilautaan. Tehtävässä oli sanottu, että lauta oli herkästi liikkuva,
joten vierimisvastusta ei tarvinnut ottaa huomioon, mutta kylläkin pojan kenkien ja
laudan välinen kitka. Lisäksi täytyi olettaa, että vetonaru oli massaton ja venymätön.
Narua koskevia idealisointeja oli H-ryhmässä 4 (27 %) ja M-ryhmässä 2 (14 %).
Oppikirjassa Fotoni 4 on sivulla 104 selkeästi esitetty langan osuus vuorovaikutuksen
välittäjänä. Oppitunnilla käsiteltiin systeemikaavioiden sekä kotitehtävien yhteydessä
langan ja kappaleen välistä vuorovaikutusta. Edellisen perusteella periaatteessa poikaan

167
kohdistui kaksi vaakasuoraa voimaa: narun jännitys sekä kenkien ja laudan välinen
lepokitka. Lepokitka kytki pojan lautaan ja esti häntä liikkumasta laudan suhteen.
Tehtävän 3b tarkastelu osoittaa, että Newtonin II lain idean oli sisäistänyt H-
ryhmässä 5 (33 %) ja M-ryhmässä 2 (14 %) oppilasta. Kahden H-ryhmän ja kolmen M-
ryhmän oppilaan vastaus oli tulkinnanvarainen. Tehtävässä 4 H-ryhmässä oli 9 (60 %)
ja M-ryhmässä 6 (43 %) oikeaa vastausta; tosin osalta jäi mainitsematta, että systeemin
sisäiset vuorovaikutukset eivät vaikuta sen kiihtyvyyteen. Mutta on otettava huomioon,
että kysymyksessä on lukion toisen vuosikurssin oppilaat, joten aivan täydellisiä
vastauksia ei saa. Lisäksi aikapula saattoi vaivata, mikä osaltaan vaikuttaa vastausten
täydellisyyteen. Jos tulosta tehtävän 4 osalta verrataan liitteeseen 13, ero on
huomattava. H-ryhmässä kyllä-vastaukset ovat poistuneet yhtä rajatapausta lukuun
ottamatta ja perustelut nojaavat fysiikan lakeihin. M-ryhmässä muutos ei ole niin selvä,
ja viisi oppilasta on edelleen sitä mieltä, että systeemi kiihtyy.
Edellisen perusteella H-ryhmä näyttäisi paremmin omaksuneen systeemi –
ympäristö-idean ja osaavan soveltaa Newtonin II lakia johdonmukaisesti. Ero
lähestymistapojen välillä ei ole kuitenkaan tilastollisesti merkitsevä (χ 2 = 0,859, df = 1,
p = 0,354 ).
5.4.5 Yhteenveto oppilaille suoritetusta kyselystä
Sekä Hestenes että Kurki-Suoniot korostavat sosiaalisen vuorovaikutuksen merkitystä.
Tässä tutkimuksessa sovellettiin vuorovaikutteista opetusmallia, ja oppilaiden antama
palaute kertoo jotakin mallin toimivuudesta. Seuraavassa on koottuna kaikkien
kokeiluun osallistuneiden oppilaiden vastaukset siinä muodossa, kuin ne olivat
vastuslomakkeissa. Näin tehdään siksi, että opettajan mieltymykset eivät pääse
vaikuttamaan vastausten valintaan. Ensimmäinen kysymys koski omaa käsitystä siitä,
mitä on opittu.
Kysymys 1: Kolme tärkeintä asiaa, jotka opin tällä kurssilla. Perustelu.
H1: ”Newtonin lait , oikea perustelu fysiikan tehtävissä, piirtämään voimat voimakaavioon
oikein: voimat vaikuttavat selkeästi johonkin kappaleeseen eivätkä leijaile ilmassa”.
H2: ”Newtonin kolme lakia, koska ne selittävät arkipäivän asioita”.
H3: ”Newtonin I, II, ja III laki. Newtonin lait ovat kaiken mekaniikan oppimisen kivijalka”.
H4: ”Käsitteiden merkitys selveni, esim. mikä massa on ja mistä se on saatu. Kuvaajien
tulkinta ja sen miten kuvaajan pisteistä saadaan muutettua toinen kuvaaja, esim. vt –
koord. at – koord. Mekaniikan perusteet!”.

168
H5: ”1. ajattelemaan erilailla vuorovaikutuksia”.
H6: ”Newtonin lait ja niiden sovellukset. Nämähän ovat mekaniikassa aika keskeisiä
asioita ja niistä voi johtaa selityksen monille ilmiöille”.
H7: ”Newtonin lait: Ne ovat tärkeitä asioita mekaniikassa. Systeemikaavio: osaa
hahmottaa voimat paremmin”.
H8. ”Newtonin mekaniikan peruspiirteet ja lait. Opin ymmärtämään käsitteen voima
paremmin. Opin perustelemaan vastaukseni kohtuullisesti”.
H9: ”Voiman ja vastavoiman laki, mitä suurempi massa niin sitä suurempi hitaus ja
voiman komponentteihin jako”.
H10: ”Newtonin lait, lattia vaikuttaa minuun yhtä suurella voimalla kuin minä lattiaan.
Mekaniikan perusteet, jatko-opinnoissa vaaditaan esim. mekaniikan toisella kurssilla”.
H11: ”Voima ei ole kiinni kappaleessa, Newtonin lait ja niiden käyttö. Voimien
”liittäminen” kappaleisiin”.
H12: ”Voiman ja vastavoiman laki. Sitä kerrattiin niin paljon, että se oli pakko oppia”.
H13: ”Newtonin lait ovat ainakin tärkeät, koska niitä tarvitaan laskuissa. Törmäykset,
koska niistä voi olla hyötyä.?? Voima – asiat”.
H14: ”Voima ja vastavoima: onhan se hyvä tietää liikemäärän säilyminen. Liikemäärän
säilyminen ( perustelu kuten edellä). Kitka: onhan se hyvä tietää miksi auto menee
ojaan”.
H15: ”Voiman ja vastavoiman laki: Kumosi varsin varmanoloiset ennakkokäsitykset.
Newtonin lait: Erittäin tärkeä yleissivistävä asia. Kalteva taso: vektorit tuli mukavasti
kerrattua samalla”.
M1: ”Voiman ja vastavoiman laki, liikemäärän säilymislaki ja voimien resultantti, koska ne
ovat keskeisiä asioita mekaniikassa”.
M2: ”Voiman ja vastavoiman laki. sitä niin paljon jauhettiin, että luultavasti tajusin. Ja kai
se tärkeä oli, kun sitä niin paljon käsiteltiin. Systeemikaaviot”.
M3: ”Kappaleiden toisiinsa kohdistama voima on aina yhtä suuri riippumatta kappaleiden
kiihtyvyydestä tms. Voiman jakaminen komponentteihin. Kappale kaltevalla tasolla.
Nämä asia on joko uusia tai sellaisia, jotka ovat olleet epäselviä”.
M4: ”Newtonin lait, liikemäärä ja impulssi; törmäykset, kappaleeseen vaikuttavat voimat”.
M5: ”Voiman ja vastavoiman laki. Kalteva taso. Pinnan tukivoima. Em. en tiennyt
aikaisemmin mitään”.
M6: ”Newtonin toinen laki, Newtonin kolmas laki, Newtonin ensimmäinen laki”.
M7: ”NI, NII, NIII”
M8: ”Kytketyt kappaleet: pystyy hyödyntämään laajemmin Newtonin lakeja. Newtonin lait:
Tässä kurssissa sai tarkempaa tietoa, joka auttaa laskuissa. Liikemäärän säilymislaki:
Näppärä apuväline, kun tutkitaan törmäystilanteita”.
M9: ”Newtonin lait, käyttämään ilmatyynyrataa, ´ilman työtä ei tule tulosta´ ( Viittaa
opettajan lausumaan!)”.

169
M10: ”Systeemikaavio, koska aikaisemmin en osannut piirtää kakkia kappaleeseen
kohdistuvia voimia kunnolla. Liikeyhtälön kirjoittaminen, koska sitä tarvitsee kaikissa
laskuissa. Tulkitsemaan kuvaajia, ne eivät olekaan itsestään selvyyksiä”.
M11: ”1. Newtonin lait. En niitä ennen tätä kurssia vielä täysin hallinnut. 2.
Systeemikaaviot: helpottivat tehtävien ratkaisemista. 3. Itse tekemällä oppii
parhaiten”.
M12: ”N II tuli opittua uudestaan. Oli päässyt unohtumaan . N III lakia oppi käyttämään
paremmin ja samoin N I lakia”.
M13: ”1. Että vaikka pää täyttyykin fysiikasta maalaisjärkeä ei saa unohtaa. 2. Kahden
kappaleen vuorovaikutuksessa molemmat kohdistavat toisiinsa yhtä suuren voiman”.
M14: ”Voimat ja vastavoimat. Ymmärsin voiman ja kiihtyvyyden ja massan yhteyden ja
liikemäärän säilymislain. Tärkeitä asioita, jotka olivat ennen hieman epäselviä”.
Edellä olevat kommentit ovat positiivisia. Oppilaiden omat käsitykset
osaamisestaan lienevät hieman liian hyviä. Varsinkin taito soveltaa opittua
laskutehtäviin osoittautui puutteelliseksi. Mutta myönteinen mielikuva on tärkeä
lähtökohta seuraaville kursseille. Seuraavaksi kysyttiin, mikä kurssilla oli hyvää.
H1: ”Kurssi oli sisällöltään monipuolinen ja mielenkiintoinen. opettaja opetti hyvin, tehtiin
sopivasti havainnollistavia demoja”.
H2: ”Ei ollut liikaa kotitehtäviä, demot”.
H3: ”Melko mielenkiintoinen, oppi paljon, demonstraatiot (niiden avulla viimeistään uskoo,
että asia on niin kuin se on). Rihvelitauluun laskeminen”.
H4: ”Ryhmäpohdiskelut ja rihvelitaulutyöt”.
H5: ”Ryhmätyöt, demot”.
H6: ”Esimerkit ja demonstraatiot”.
H7: ”Demonstraatiot, ryhmätyöskentely(ehkä voisi olla enemmän), monisteet, opetustyyli
(opettaja puhu erittäin paljon), kurssisuunnitelma (siitä näkyi tehtävät, testit..)”.
H8: ”Kurssisuunnitelma, demot, selkeä opetus”.
H9: ”Avoin ilmapiiri. Kysyä sai vapaasti”.
H10: ”Demot ja mielenkiintoinen opetus, muutenkin mielenkiintoinen kurssi”.
H11: ”Demot, asioiden perusteellinen käsitteleminen ja kertaaminen tarvittaessa”.
H12: ”Opettaminen, tajusin asioita paremmin kuin muissa kursseissa. Demot, ne
selvensivät asioita paljon”.
H13: ”Se ainakin, että tehtiin paljon demoja. Aikaisemmilla kursseilla niitä ei tehty.
Muutenkin tunneille oli ihan mukava tulla”.
H14: ”Opetus (visualisointi), kaavojen johtaminen selvästi”.
H15: ”Demot, testien avulla opeteltavien asioiden määrittäminen ja opetus yleensäkin”.
M1: ”Aktiivinen opetus”.
M2: ”Kurssilla oli paljon demonstraatioita ja se on hyvä asia. Myös ryhmän kanssa
laskeminen rihvelitauluun oli hyvä juttu, kun ryhmissä sai pohtia asioita”.

170
M3: ”Tunteja ei ollut pelkästään kaksoistunteina, ryhmä oli sopivan pieni, asiat esitettiin
käytännön esimerkein”.
M4: ”Mielenkiintoiset opettajan esittämät demot”.
M5: ”Paljon havainnollista materiaalia”.
M6: ”Ilmapiiri”.
M7: ”Hyvä opetus ”.
M8: ”Edettiin melko johdonmukaisesti ja lisättiin uudet tiedot edellisten jatkoksi”.
M9: ”Demot, laskut olivat myös sopivan haastavia”.
M10: ”Ryhmän koko oli paras mahdollinen. Viisi kolmen hengen ryhmää oli todella hyvä
idea, se auttoi oppimaan. Apua sai, jos itse halusi. Monisteet ja demonstraatiot olivat
hyviä ja selventäviä”.
M11: ”Useat erilaiset kokeet eli demot, joita oli kiva ja kehittävä värkätä”. Pienet
oppiryhmät ovat todella hyviä”.
M12: ”Opetus oli tarkkaa ja yksityiskohtaista”.
M13: ”Ilmatyynyratakokeet ja käytännön esimerkit”.
M14: ”Opettajan kannustaminen/innostuminen”.
Edellä olevia kommentteja tutkimuksen tekijä on jäävi arvioimaan. Opetuksessa
on aina korjaamisen varaa. Niinpä seuraavassa oppilaat esittävät toivomuksen
”Muuttaisin seuraavaa”:
H1: ”Opetuksessa ei tarvitse muuttaa mitään, sillä tämän parempaa opetusta ei voi olla.
Syy miksi en kuitenkaan menesty kurssilla kovinkaan hyvin on se, että fysiikka on
erittäin vaikeaa ja sitä pitäisi lukea paljon, mutta minulla ei ole aikaa lukea sitä niin
paljon kuin pitäisi. Lisäksi minulla ei ole ollenkaan käytännön fysiikan tietoutta ja
muutenkin pohjatietoni on aika nollassa. Ehkä jos tämäkin kurssi olisi ollut jossakin
toisessa ( helpommassa) jaksossa, olisi ollut enemmän aikaa panostaa myös
fysiikkaan”.
H2: -
H3: ”Opettajan käsitys siitä, että lukion valinnut opiskelija ei tee mitään muuta kuin läksyjä
tekee muutakin”.
H4: ”Enemmän peruslaskutehtäviä, kun tuntuu, että kokeeseen mennään tekemättä ??? (ei
saa selvää käsialasta) vaikka olenkin tehnyt kaikki kotitehtävät”.
H5: ”Omaa opiskelua”.
H6: ”Eipä sitä muutettavaa pahemmin ole”.
H7: ”Kotitehtävät voisi paremmin tarkastaa, käydä läpi”.
H8: -, H9: - , H10: - .
H11. ”Demoja voisi ehkä hieman karsia ja lisätä peruslaskemista”.
H12. –

171
H13. ”Itse en ainakaan osaa hahmottaa laskuihin käytettäviä kaavoja yms. Laskuja voisi
käydä yhdessä enemmän läpi. Tunneilla tajusi asiat, mutta kun kotona yritti tehdä
laskuja, niin ei oikein osannut. Itse olisin voinut lukea enemmän kotona”.
H14: ”Ryhmätyöskentelyä”.
H15: ”Testien oikeita vastauksia voisi käydä läpi, ainakin vähän tunnilla laskemista, opetus
voisi kulkea vähän enemmän kirjan mukaan”.
M1: ”Monisteita saisi ehkä olla vähemmän”.
M2: ” En osaa sanoa olisiko kurssia voinut muuttaa jotenkin. Varmaan eniten omaa
panostusta haluaisin muuttaa”.
M3: ”Laskuharjoituksia ja kaavojen käyttöä saisi olla enemmän. Periaatteen
ymmärtäminen on tietenkin tärkeää mutta ilman oikeaa laskutekniikkaa asia jää
irralliseksi ja puolittaiseksi”.
M4: ”Ei mitään muutettavaa”.
M5. ”Enemmän aikaa kirjan tehtäville. Harjoiteltiin liian vähän kurssilla koetehtävien
kaltaisia laskuja”.
M6: -
M7: ”Vähemmän läksyjä”.
M8: ”Asiat etenivät välillä liiankin lujaa, mutta se oli varmasti koeviikon syy. kotitehtäviksi
pitäisi saada sellaisia tehtäviä kuin kokeessa tai testissä on. Kirjan tehtävät poikkeavat
mielestäni huomattavasti niistä”
M9: ”Enemmän omatoimisia tutkimuksia”.
M10: ”Kertaustestejä oli vain yksi. Niitä olisi voinut olla enemmän, koska testiä varten olisi
ollut ´pakko´opetella asiat”.
M11: ”Laskutehtävät tulisi tarkistaa kaikki huolellisesti, mutta ymmärrän, ettei tähän ole
aina aikaa”.
M12: ”Muutamia kertoja laskea esimerkit loppuun asti eli vähän matikkaa mukaan.
Tunnilla vielä muistaa asiat täysin niin se voisi auttaa muistamaan paremmin”.
M13: ”Opiskelutahtia voisi vähän hiljentää”.
M14: ”Demonstraatioita ja kokeita saisi olla vieläkin enemmän, mutta se on kyllä
oikeastaan mahdotonta, koska silloin ei kerittäisi käydä teoriaa”.
Olen liittänyt nämä oppilaiden vastaukset kokonaisuudessaan itse tekstin
yhteyteen, sillä katson niiden osaltaan lisäävän tutkimuksen luotettavuutta.
Vuorovaikutteisuus näyttäisi lisäävän oppilaiden kiinnostusta ja positiivisia asenteita
oppiainetta kohtaan. Etenkin demonstraatiot tuntuivat tärkeiltä. Ehkä siihen oli syynä
se, että tässä opetusmallissa oppilasryhmä sai esittää oman ennusteensa, ennen kuin koe
tehtiin. Tällä tavalla voitiin lisätä oppilaiden osallistumista tunnin tapahtumiin.
Häkkilän ym. tutkimuksessa (1998, 96 - 99) oli mm. abiturienttien
lähettämiä terveisiä tuleville fysiikan opettajille. Niissä korostettiin arkielämän

172
esimerkkien käyttämistä ja oppilaiden osallistumista demonstraatioiden
tekemiseen; myös aikaa kysymysten tekoon ja keskusteluihin. Pojat pitivät
tärkeänä opettajan aineen hallintaa ja sitä, että asiat selitetään mielenkiintoisesti ja
perusteellisesti. Oppilaat eivät arvosta, jos ” kirjaa kopioidaan taululle” tai kuten
eräs toteaa ”Kirjan lukeminen ei ole opetusta”. Tyttöjen vastauksissa korostui
tarve ymmärtää asiat, pelkkä laskeminen ei tyydyttänyt. Edellä mainitussa
tutkimuksessa eräs oppilas on mielestäni osunut asian ytimeen: opettajan ”täytyy
omata rautaiset hermot, hiukan kärsivällisyyttä ja kykyä toimia äärimmäisen
rasittavissa tilanteissa (emt., 99). Rasittaviksi oppilas määritteli tilanteen, jossa
”opettajan täytyy vielä kolmannenkin kerran selittää sama asia, kun se ei millään
meinaa aueta oppilaille” (emt., 99). Oppilaiden esittämät muutosehdotukset
olivat asiallisia.