Lukiolaisten käsityksiä kasvihuoneilmiöstä ja ilmaston lämpenemisestä
Nousiainen, Viivi (2019)
Nousiainen, Viivi
2019
Teknis-luonnontieteellinen DI-ohjelma - Degree Programme in Science and Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2019-08-29
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-201908022808
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-201908022808
Tiivistelmä
Ilmastonmuutos on pääosin ihmisen aiheuttama ympäristöongelma, joka johtuu kasvihuonekaasujen lisääntyneestä määrästä maapallon ilmakehässä. Yksilöt täytyy saada toimimaan ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi, ja aiemman tutkimuksen mukaan ilmastoystävällistä toimintaa edesauttaa paremmat tiedot ilmaston lämpenemisestä ja kasvihuoneilmiöstä. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää suomalaisten fysiikan ylioppilaskirjoituksissa kirjoittavien abiturienttien käsityksiä kasvihuoneilmiöstä ja ilmaston lämpenemisestä. Vastaavaa tutkimusta ei olla aiemmin tehty, vaikka suomalaisten peruskouluikäisten ja luokanopettajaopiskelijoiden käsityksiä kasvihuoneilmiöstä ja ilmastonmuutoksesta on tutkittu. Lisäksi löytyy useita muissa maissa tehtyjä tutkimuksia eri ikäisten oppilaiden ja opiskelijoiden käsityksistä.
Tutkimuksen aineistona toimi otos kevään 2017 fysiikan ylioppilaskokeen ilmastonmuutokseen liittyvän tehtävän 13 vastauksista. Tehtävässä oli neljä kohtaa, joista ensimmäinen kasvihuoneilmiötä koskeva kysymys oli tämän tutkimuksen kannalta merkittävin. Tutkimuksen otoksena oli 243 vastausta, jotka olivat 19 eri lukion opiskelijoilta. Otos oli noin 5,5 % kaikista tehtävän 13 vastauksista. Analyysimenetelmänä käytettiin sisällönanalyysia, jonka jälkeen aineisto kvantifioitiin. Aiempien tutkimusten mukaan tutkittavien käsitykset kasvihuoneilmiöstä ja ilmaston lämpenemisestä ovat puutteellisia, ja eri ikäisillä oppilailla ja opiskelijoilla esiintyy samankaltaisia virhekäsityksiä. Aiempien tutkimusten avulla tämän työn tutkittaviksi asioiksi muodostuivat kasvihuonekaasuista ja kasvihuoneilmiön lämmittävästä vaikutuksesta ymmärtäminen, kasvihuoneilmiön mekanismin ymmärtäminen sekä kasvihuoneilmiöön ja ilmaston lämpenemiseen liittyvät virhekäsitykset. Aineiston luokittelussa käytettiin apuna Microsoft Excel -ohjelmaa, jossa jokaisen kokelaan kohdalla tarkasteltiin jokaista tutkittavaa asiaa.
Tutkimuksen tuloksista selvisi, että opiskelijoilla oli hyvin heikot tiedot kasvihuoneilmiöstä ja ilmaston lämpenemisestä. Kasvihuoneilmiöllä tiedettiin olevan maapalloa lämmittävä vaikutus, mutta luonnollinen kasvihuoneilmiö sekoitettiin usein voimistuvaan kasvihuoneilmiöön. Kaikki eivät osanneet käyttää termiä kasvihuonekaasut kasvihuoneilmiötä koskevassa kysymyksessä, ja hiilidioksidin tai vesihöyryn lisäksi kasvihuonekaasuista mainittiin lähinnä metaani. Kasvihuoneilmiön mekanismi ymmärrettiin hyvin puutteellisesti, ja useimmiten puhuttiin ainoastaan Auringosta peräisin olevasta säteilystä, joka pääsee maapallolle mutta ei sieltä pois. Säteilyn absorboitumisesta tiedettiin harvoin. Lisäksi opiskelijoilla ilmeni useita virhekäsityksiä. Kasvihuonekaasuihin liittyvät virhekäsitykset sekä kasvihuoneilmiön tai ilmaston lämpenemisen sekoittaminen otsonikatoon ilmenivät usein, sekä joissain vastauksissa kasvihuoneilmiö tai ilmaston lämpeneminen yhdistettiin muihin ympäristöhaittoihin tai vastauksissa ilmeni epäloogisia virhekäsityksiä.
Tutkittavat lukiolaiset olivat saaneet vuoden 2003 lukion opetussuunnitelman ja vuoden 2004 perusopetuksen opetussuunnitelman mukaista opetusta. Opetussuunnitelmien mukaan tutkittavilla olisi pitänyt olla hyvät tiedot kasvihuoneilmiöstä ja ilmaston lämpenemisestä, mutta oppimista saattoi heikentää asioiden opettaminen eri oppiaineiden ja kurssien yhteydessä laajempien kokonaisuuksien sijasta. Nykyisissä opetussuunnitelmissa ilmastonmuutosta korostetaan aiempaa enemmän, mutta asiat ovat edelleen hajallaan eri yhteyksissä. Jatkossa opiskelijoiden ymmärrystä kasvihuoneilmiöstä ja ilmastonmuutoksesta voisi mahdollisesti parantaa opettamalla ilmiöistä oppiainerajat ylittävinä kokonaisuuksina. Asioiden oppimisen kannalta myös opettajien osaaminen on merkittävässä osassa, minkä takia opettajien osaamista olisi hyvä tutkia ja koulutukseen panostaa. Eri kirjasarjojen lähestymistä kasvihuoneilmiöön ja ilmaston lämpenemiseen voisi myös selvittää ja luoda selkeä linja ja ohjeistus siitä, kuinka laajasti ja miten eri luokka-asteilla asioita käsitellään.
Tutkimuksen aineistona toimi otos kevään 2017 fysiikan ylioppilaskokeen ilmastonmuutokseen liittyvän tehtävän 13 vastauksista. Tehtävässä oli neljä kohtaa, joista ensimmäinen kasvihuoneilmiötä koskeva kysymys oli tämän tutkimuksen kannalta merkittävin. Tutkimuksen otoksena oli 243 vastausta, jotka olivat 19 eri lukion opiskelijoilta. Otos oli noin 5,5 % kaikista tehtävän 13 vastauksista. Analyysimenetelmänä käytettiin sisällönanalyysia, jonka jälkeen aineisto kvantifioitiin. Aiempien tutkimusten mukaan tutkittavien käsitykset kasvihuoneilmiöstä ja ilmaston lämpenemisestä ovat puutteellisia, ja eri ikäisillä oppilailla ja opiskelijoilla esiintyy samankaltaisia virhekäsityksiä. Aiempien tutkimusten avulla tämän työn tutkittaviksi asioiksi muodostuivat kasvihuonekaasuista ja kasvihuoneilmiön lämmittävästä vaikutuksesta ymmärtäminen, kasvihuoneilmiön mekanismin ymmärtäminen sekä kasvihuoneilmiöön ja ilmaston lämpenemiseen liittyvät virhekäsitykset. Aineiston luokittelussa käytettiin apuna Microsoft Excel -ohjelmaa, jossa jokaisen kokelaan kohdalla tarkasteltiin jokaista tutkittavaa asiaa.
Tutkimuksen tuloksista selvisi, että opiskelijoilla oli hyvin heikot tiedot kasvihuoneilmiöstä ja ilmaston lämpenemisestä. Kasvihuoneilmiöllä tiedettiin olevan maapalloa lämmittävä vaikutus, mutta luonnollinen kasvihuoneilmiö sekoitettiin usein voimistuvaan kasvihuoneilmiöön. Kaikki eivät osanneet käyttää termiä kasvihuonekaasut kasvihuoneilmiötä koskevassa kysymyksessä, ja hiilidioksidin tai vesihöyryn lisäksi kasvihuonekaasuista mainittiin lähinnä metaani. Kasvihuoneilmiön mekanismi ymmärrettiin hyvin puutteellisesti, ja useimmiten puhuttiin ainoastaan Auringosta peräisin olevasta säteilystä, joka pääsee maapallolle mutta ei sieltä pois. Säteilyn absorboitumisesta tiedettiin harvoin. Lisäksi opiskelijoilla ilmeni useita virhekäsityksiä. Kasvihuonekaasuihin liittyvät virhekäsitykset sekä kasvihuoneilmiön tai ilmaston lämpenemisen sekoittaminen otsonikatoon ilmenivät usein, sekä joissain vastauksissa kasvihuoneilmiö tai ilmaston lämpeneminen yhdistettiin muihin ympäristöhaittoihin tai vastauksissa ilmeni epäloogisia virhekäsityksiä.
Tutkittavat lukiolaiset olivat saaneet vuoden 2003 lukion opetussuunnitelman ja vuoden 2004 perusopetuksen opetussuunnitelman mukaista opetusta. Opetussuunnitelmien mukaan tutkittavilla olisi pitänyt olla hyvät tiedot kasvihuoneilmiöstä ja ilmaston lämpenemisestä, mutta oppimista saattoi heikentää asioiden opettaminen eri oppiaineiden ja kurssien yhteydessä laajempien kokonaisuuksien sijasta. Nykyisissä opetussuunnitelmissa ilmastonmuutosta korostetaan aiempaa enemmän, mutta asiat ovat edelleen hajallaan eri yhteyksissä. Jatkossa opiskelijoiden ymmärrystä kasvihuoneilmiöstä ja ilmastonmuutoksesta voisi mahdollisesti parantaa opettamalla ilmiöistä oppiainerajat ylittävinä kokonaisuuksina. Asioiden oppimisen kannalta myös opettajien osaaminen on merkittävässä osassa, minkä takia opettajien osaamista olisi hyvä tutkia ja koulutukseen panostaa. Eri kirjasarjojen lähestymistä kasvihuoneilmiöön ja ilmaston lämpenemiseen voisi myös selvittää ja luoda selkeä linja ja ohjeistus siitä, kuinka laajasti ja miten eri luokka-asteilla asioita käsitellään.