Energia ja yhteiskunta: opintojakson suunnittelu peruskoulun fysiikan opetukseen

As energy is one of the basic concepts of science, energy education is included in various subjects m the curriculum of lower secondary school. The aim of this study was to design a learning module m which energy issues are dealt with from the perspective of science, technology and society (STS). The chosen research method was Design-based research (DBR), which is characterized by an iterative designing process and artefact development. The objectives of the learning module to be developed were defined on the basis of research literature as well as interviews with teachers. Consequently, energy consumption and production were chosen as the subjects of the learning module, which was carried out using an electronic learning platform. The learning tasks adopted a holistic approach in which energy issues were discussed from the perspective of both individuals and society. Additionally, a total of 35 students from the eighth grade, 7 boys and 28 girls, took part in the experiment testing the learning module. The design and implementation of the learning module were based on an analysis of students' skills and motivation to learn during the experiment. Their skills were then examined by assessing the students' achievements during the study in relation to the intended learning objectives. Students' motivation and interest were assessed in the questionnaire in light of self-determination theory. The results suggest that the students found learning tasks related to their own energy consumption interesting and motivating. In these tasks, students achieved well in comparison with the learning objectives. In contrast, they found society-related tasks to be helpful but not as interesting or motivating. In those types of tasks students' skill levels were on average satisfactory. Another insight gained from the experiment, was the use of an e-learning platform, which was favoured by the students who hoped for more similar learning tasks in physics. As the result of the teaching experiment, some changes to the learning module are proposed. According to this study, the starting point of teaching energy in lower secondary schools should be related to students' everyday life. Moreover, energy education should involve more attitude-, value- and opinion-related issues. Physics education should give students the capability to act and influence society, and therefore energy education should also include social issues. However, the energy structure of society and related environmental, social and economical issues should be planned by taking into account the students' own life experiences. Utilising their personal opinion, values and attitudes provides an opportunity to bring the energy debate in society into the school physics education and thus teach scientific knowledge as well as citizenship skills which are needed in everyday life.Energia on yksi luonnontieteen peruskäsitteistä ja energiaopetus sisältyy perusopetuksen opetussuunnitelmassa useaan eri kohtaan niin aihekokonaisuuksissa kuin eri oppiaineissa. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää yläkoulun fysiikan opetukseen opintojakso, jossa energia-asioita käsitellään luonnontieteen, teknologian ja yhteiskunnan (STS) näkökulmasta. Työssä sovellettiin Design - based research (DBR) - lähestymistapaa, jolle on tyypillistä suunnitteluprosessin iteratiivisuus ja artefaktin kehittäminen. Tutkimuksen alussa määriteltiin tutkimuskirjallisuuden ja opettajien haastattelujen perusteella tavoitteet kehitettävälle opintojaksolle. Opintojakson aiheeksi valittiin energian kulutus ja tuotanto ja opintojakso toteutettiin sähköisellä oppimisalustalla. Opiskelutehtävät muodostavat yhdessä kokonaisuuden, jossa energia-asioita käsitellään niin yksilön kuin yhteiskunnan kannalta. Opintojakson kokeiluun osallistui yhteensä 35 kahdeksasluokkalaista oppilasta, 7 poikaa ja 28 tyttöä. Opintojakson toteutusta arvioitiin analysoimalla oppilaiden osaamista ja motivaatiota opetuskokeilun aikana. Oppilaiden osaamista tutkittiin arvioimalla oppilaiden tekemiä opiskelutehtäviä suhteessa opintojaksolle asetettuihin oppimistavoitteisiin. Oppilaiden motivaatiota ja kiinnostusta arvioitiin itsemääräämismotivaatioteorian kanssa yhteensopivalla kyselylomakkeella. Tulosten mukaan oppilaat kokivat omaan energiankulutukseen liittyvät tehtävät kiinnostaviksi ja motivoiviksi. Oppilaat saavuttivat hyvin näihin tehtäviin liittyvät oppimistavoitteet. Yhteiskuntaan liittyvät tehtävät olivat oppilaiden mielestä hyödyllisiä, mutteivät kovin kiinnostavia ja motivoivia. Oppilaiden osaamistaso näissä tehtävissä jäi keskimäärin tyydyttäväksi. Oppilaiden mielestä sähköisellä oppimisalustalla opiskelu oli mukavaa ja he toivoivat lisää vastaavanlaisia tehtäviä fysiikan opiskeluun. Opetuskokeilun perusteella diplomityössä esitetään muutosehdotuksia, jotka opintojaksoon tulisi tehdä. Tutkimuksen mukaan yläkoulun energiaopetuksen lähtökohtana tulisi olla oppilaan oma arkielämä. Energiaopetuksen tulisi myös sisältää nykyistä enemmän asenteiden, arvojen ja mielipiteen käsittelyä. Fysiikan opetuksen tulisi antaa oppilaille valmiuksia toimia ja vaikuttaa yhteiskunnassa ja tästä syystä energiaopetuksen tulisi sisältää myös yhteiskunnallisten asioiden käsittelyä. Yhteiskunnan energiarakenteen ja siihen liittyvien ympäristöasioiden sekä sosiaalisten ja taloudellisten näkökulmien käsittelyn tulisi tapahtua kuitenkin oppilaan oman elämän kautta. Oppilaan henkilökohtaisen mielipiteen, arvojen ja asenteiden käsittely tarjoaa mahdollisuuden tuoda yhteiskunnassa käytävän energiakeskustelun fysiikan kouluopetukseen ja opettaa luonnontieteellisen tiedon lisäksi myös arkielämän kansalaistaitoja