tutkielma.pdf, 350 kB - Helsinki.fi

puvuus, joka voidaan esittää numeerisesti, graafisesti ja usein, mutta ei aina, algebrallisenalausekkeena. Kvantifiointi antaa suureen suppean perusmääritelmän.Edellistä esimerkkiä jatkaaksemme: ”Tiheyden määrittelee aineen homogeenisuuslaki,jonka mukaan tiettyä ainetta olevan kappaleen massa on verrannollinen kappaleentilavuuteen. Sen perusteella homogeenisen aineen tiiviysastetta esittää aineelle ominaineninvariantti, tilavuudesta riippumaton suhde m / V, aineen tiheys.” [5, s. 188]3. Strukturoinnissa suure sijoitetaan fysiikan tietorakenteeseen. Näin suure saa teoreettisenmerkityksensä. Teorian avulla voidaan johtaa ennustelausekkeita, joiden avullavoidaan laskea suureen arvoja eri tilanteissa.Esimerkiksi yhtälö ”W = Fs”, ei ole työn määritelmä, koska se ei kerro minkä ilmiönja mitä ominaisuutta työ esittää, eikä kuinka työ mitataan. Kyseessä on ennustelauseke,joka kertoo, että liikkeen suuntaisen vakiovoiman siirtäessä kappaletta tietyn matkanvoiman tekemä työ on yhtä suuri kuin voiman ja siirtymän tulo. Tämän yhtälönmuodostaminen on mahdollista, koska suureen työ merkitys jo tunnetaan.4. Kvantifioinnin vaatimista rajauksista ja idealisoinneista luopuminen yleistääsuureen koskemaan myös niitä tilanteita, joissa se ei ole invariantti. Suure voidaan myösulottaa koskemaan aivan uusia olioita tai ilmiöitä. Samalla sen arvoalue laajenee ja senmittaamiseen on kehitettävä uusia menetelmiä. Yleistyminen voi merkitä myös useidensuureiden yhdentymistä uudeksi kattosuureeksi. Yleistymisprosessissa suure määritelläänyhä uudelleen, yhä yleisempänä ja laajempana käsitteenä. Tämä tekee suureenmäärittelystä avoimen, päättymättömän prosessin.Esimerkiksi suureen tiheys määritelmässä voidaan luopua aineen homogeenisuudenvaatimuksesta. Tällöin tiheys yleistyy jatkuvan aineen pisteittäiseksi tiheydeksi.2.4 Hahmottava lähestymistapaHahmottava lähestymistapa painottaa, konstruktivismin tavoin, oppimisen rakentumistaoppijan omille tiedoille, kokemuksille ja mielikuville. Samalla se korostaa, ettäfysiikan käsitteellisen ja prosessuaalisen rakenteen tulee ohjata oppimisprosessia. Oppiminenon hahmotusprosessi, joka alkaa havainnoista ja ilmiöiden kvalitatiivisestakuvailusta, nousee kvantifioinnin kautta suureiden, lakien ja teorioiden tasoille. Oppijanon hahmotettava merkitykset itse. Fysiikan käsitteistö otetaan käyttöön, jotta voitaisiintäsmällisesti puhua siitä mitä on kokeellisesti havaittu ja mikä jo ymmärretään.Hahmottavaa lähestymistapaa ei voi tiivistää sääntökokoelmaksi. Ensi sijassa semerkitsee empiirisen käsitteenmuodostuksen periaatteen noudattamista. Opetustoimenpiteeton kussakin tilanteessa valittava siten, että ne tukevat oppijan hahmotusprosessia.Se mitä edellä on kirjoitettu fysiikan käsitteenmuodostuksesta, käsitehierarkian rakentumisestaja suureista prosesseina, on osaltaan hahmottavan lähestymistavan kuvailua.[5, s. 264 - 266]Seuraava esimerkki selventänee asiaa. Virtapiiri-ilmiöiden opiskelu alkaa peruskoulussa7. luokalla. Jos opetus alkaa toteamuksella ”sähkövirta on elektronien liikettä johtimessa”,kyseessä on ns. teoreettinen lähestymistapa. Lähtökohdaksi on otettu havaittavanilmiön sijasta sitä selittävä teoreettinen malli. Oppilas ei voi mitenkään havaitaelektroneita tai niiden liikettä johtimessa.Hahmottavan lähestymistavan mukaan opiskelu alkaa virtapiirien hahmottamisellaympäristössä. Lähtökohtana voisi olla yksinkertainen ja konkreettinen ongelma: Kuinka8