Kognitiivisen kuormitusteorian soveltaminen yliopisto-opiskelijoiden oskilloskooppityöhön
Siekkinen, Akseli (2019-03-14)
Kognitiivisen kuormitusteorian soveltaminen yliopisto-opiskelijoiden oskilloskooppityöhön
(14.03.2019)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201903259880
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201903259880
Tiivistelmä
Tässä tutkielmassa sovelletaan kognitiivista kuormitusteoriaa Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitoksen oskilloskooppityöhön, joka on fysiikan opiskelijoiden ensimmäisenä opiskeluvuotena suoritettava harjoitustyö. Kuormitusteorian mukaan ihmisen työmuistin kapasiteetti on rajallinen ja tämän vuoksi työmuistin turhaa kuormitusta tulee välttää.
Epäolennainen kognitiivinen kuorma käsittää opiskelumateriaalin ja ohjeiden tuomaa ylimääräistä työmuistin rasitusta. Oskilloskooppityön epäolennaista kognitiivista kuormaa vähennettiin minimoimalla jakaantunutta huomioita, vähentämällä keino-päämäärä-analyysiä, tavoitteettomuusvaikutuksella sekä esimerkkitehtävien avulla.
Uudistetusta työohjeesta ja selostuspohjasta kerättiin vanhemmilta fysiikan opiskelijoilta palautetta (N=10) palautelomakkeella, joka koostui väittämistä Likert-asteikolla sekä sanallisista kysymyksistä. Vanhempien opiskelijoiden palautteen perusteella työohje ja selostuspohja korjattiin lopulliseksi versioksi. Lopullinen versio työohjeesta ja selostuspohjasta otettiin käyttöön 2018 syksyllä Fysiikan harjoitustyöt IA kurssilla. Uudet opiskelijat suorittivat harjoitustyön pareittain ja antoivat palautetta (N=33) samalla palautelomakkeella kuin vanhemmat opiskelijat.
Avoimen palautteen mukaan 27,3 % uusista opiskelijoista kokee oskilloskoopin käytön olleen vaikeinta harjoitustyössä. Kuitenkin ≥ 90 % uusista ja vanhoista opiskelijoista kokee saavuttaneensa ainakin osittain harjoitustyön oppimistavoitteet sekä oppineensa käyttämään oskilloskooppia. Harjoitustyö ei ole liian haastava eikä se sisällä merkittävästi epäolennaista kognitiivista kuormaa, koska yli 75 % opiskelijoista piti työohjeita selkeinä. Vapaassa palautteessa uusista opiskelijoista 42,4 % antoi harjoitustyölle positiivista palautetta. Helpoimpana osuutena harjoitustyössä opiskelijat pitivät virtapiirikytkentöjen tekemistä sekä yleismittarin käyttämistä, mikä selittyy lukion sähköopin kurssien keskeisien sisältöjen avulla.
Uusien opiskelijoiden palautteesta nousi esille, että opiskelijat kokevat harjoitustyön työlääksi ja melko pitkäksi. Joitakin opiskelijoita turhauttaa erityisesti se, kun he joutuvat odottamaan, että harjoitustyöosaston ohjaaja varmistaa kytkentöjen oikeellisuuden. Opiskelijoiden sanallisen palautteen perusteella työ ''Puolijohdediodin kynnysjännitteen määrittäminen'' kaipaa vielä parantamista. Opiskelijoilla on vaikeuksia määrittää kynnysjännitettä sekä vaikeuksia vastata kysymykseen ''Minkä takia tulostettu kuvaaja on ylösalaisin?''.
Epäolennainen kognitiivinen kuorma käsittää opiskelumateriaalin ja ohjeiden tuomaa ylimääräistä työmuistin rasitusta. Oskilloskooppityön epäolennaista kognitiivista kuormaa vähennettiin minimoimalla jakaantunutta huomioita, vähentämällä keino-päämäärä-analyysiä, tavoitteettomuusvaikutuksella sekä esimerkkitehtävien avulla.
Uudistetusta työohjeesta ja selostuspohjasta kerättiin vanhemmilta fysiikan opiskelijoilta palautetta (N=10) palautelomakkeella, joka koostui väittämistä Likert-asteikolla sekä sanallisista kysymyksistä. Vanhempien opiskelijoiden palautteen perusteella työohje ja selostuspohja korjattiin lopulliseksi versioksi. Lopullinen versio työohjeesta ja selostuspohjasta otettiin käyttöön 2018 syksyllä Fysiikan harjoitustyöt IA kurssilla. Uudet opiskelijat suorittivat harjoitustyön pareittain ja antoivat palautetta (N=33) samalla palautelomakkeella kuin vanhemmat opiskelijat.
Avoimen palautteen mukaan 27,3 % uusista opiskelijoista kokee oskilloskoopin käytön olleen vaikeinta harjoitustyössä. Kuitenkin ≥ 90 % uusista ja vanhoista opiskelijoista kokee saavuttaneensa ainakin osittain harjoitustyön oppimistavoitteet sekä oppineensa käyttämään oskilloskooppia. Harjoitustyö ei ole liian haastava eikä se sisällä merkittävästi epäolennaista kognitiivista kuormaa, koska yli 75 % opiskelijoista piti työohjeita selkeinä. Vapaassa palautteessa uusista opiskelijoista 42,4 % antoi harjoitustyölle positiivista palautetta. Helpoimpana osuutena harjoitustyössä opiskelijat pitivät virtapiirikytkentöjen tekemistä sekä yleismittarin käyttämistä, mikä selittyy lukion sähköopin kurssien keskeisien sisältöjen avulla.
Uusien opiskelijoiden palautteesta nousi esille, että opiskelijat kokevat harjoitustyön työlääksi ja melko pitkäksi. Joitakin opiskelijoita turhauttaa erityisesti se, kun he joutuvat odottamaan, että harjoitustyöosaston ohjaaja varmistaa kytkentöjen oikeellisuuden. Opiskelijoiden sanallisen palautteen perusteella työ ''Puolijohdediodin kynnysjännitteen määrittäminen'' kaipaa vielä parantamista. Opiskelijoilla on vaikeuksia määrittää kynnysjännitettä sekä vaikeuksia vastata kysymykseen ''Minkä takia tulostettu kuvaaja on ylösalaisin?''.