Matematiikan sähköisten kokeiden kehitys : Tausta ja nykytilanne

Abstract

Päättökokeet ovat yksi yleisimmistä arviointimuodoista, erityisesti matematiikan osalta, mikä korostaa niiden pysyvää merkitystä arvioinninsuunnittelussa. Nykypäivänä myös sähköisten kokeiden käyttö on merkittävästi yleistynyt niin perusopetuksessa, toisen asteen koulutuksessa ja korkeakoulutuksen parissa. Tämän yleistymisen myötä myös asenteet sähköisiä kokeita kohtaan ja sähköisten kokeiden hyödyntämismenetelmät ovat kehittyneet. Luonnontieteiden osalta tässä kehityksessä kuitenkin vielä nähdään puutteita.

Tämä työ keskittyy tarkastelemaan sähköisiä matematiikan kokeita useammasta eri näkökulmasta. Työssä esitellään sähköisten kokeiden yleistymisen taustaa erityisesti yliopistoissa ja avataan sen tilannetta tällä hetkellä kokeen laatimisen ja sähköisiin kokeisiin kohdistuvien mielipiteiden kannalta. Työn tutkimuksessa analysoidaan jatkuvan opiskelun vaikutusta sähköisen matematiikan kokeen tuloksiin ja osallistujien mielipiteitä erityisesti sähköisten kokeiden hyödyistä ja haitoista. Työssä esitellään kirjallisuuskatsauksena kattava malli loppukokeen laatimisen teoreettisesta puolesta ja annetaan käytetylle teoreettiselle viitekehykselle kehitysehdotuksia tutkimuksen tulosten perusteella.

Tutkimus toteutettiin Tampereen yliopistossa Diskreetti matematiikka MATH.MA.210 syksyn 2023 -opintojaksolla. Opintojakson teoriasta inspiroituneena, tutkimuksessa myös esitellään modulaariaritmetiikan perusteet. Tutkimusta varten laadittiin kurssille sähköinen päättökoe EXAM-järjestelmässä käyttäen tentissä hyödyksi esimerkiksi STACK-lisäosaa automaattitarkisteisten tehtävien laatimiseen. Kokeen tuloksia arvioidaan määrällisenä tutkimuksena verraten niitä opiskelijoiden suorittamiin laskuharjoituspistemääriin kurssin aikana. Toinen tutkimuksen puoli selvittää laadullisen tutkimuksen avulla osallistujien sähköisten kokeiden kokemuksen taustaa ja pohjustaa heidän mielipiteitään myös tähän kokemukseen. Tutkimus myös vertaa mielipiteiden analyyseja aikaisempiin samankaltaisiin tutkimuksiin, jolloin sähköiset kokeet olivat paljon uudempi ilmiö.

Tutkimustuloksissa nähtiin, että jatkuvalla opiskelulla oli korrelaatiota EXAM-tenttiosaamisen kanssa. Mielipiteiden osalta huomattiin, että vahva kokemus sähköisistä kokeista auttaa opiskelijoiden kokeentekokynnyksessä ja sähköisten tehtävien vastaamisessa, kun eri matemaattiset ohjelmistot ovat jo tuttuja. Myös kurssien aikainen valmennus sähköisten apuvälineiden käyttöön on ratkaiseva osa opiskelijoiden positiivisiin mielipiteisiin sähköisistä kokeista. Aikaisempien tutkimuksien vertailussa huomattiin, että mielipiteissä on nähty pientä positiivista muutosta.

Tutkimuksen tulosten perusteella annettiin kehitysehdotuksia sähköisen kokeen laatimiseen ja järjestämiseen sekä kurssin vastuuopettajien että yliopistojen hallinnollisen puolen kannalta.

Final exams are one of the most used assessment methods, especially in the context of mathematics, highlighting their continued significance in assessment. In recent years, the use of electronic exams has significantly increased in all levels of Finnish education. With this rise in use, attitudes and utilization methods of electronic exams have also evolved. Although shortcomings in this development are still observed, particularly in the field of natural sciences.

This study focuses on examining electronic mathematics exams from several perspectives. It introduces the background of the electronic exam evolution in universities, and discusses their current status from the perspectives of exam preparation and students' opinions about electronic exams. The research analyzes the impact of continuous learning on the results of electronic mathematics exams and participants' opinions, especially regarding the benefits and drawbacks of electronic exams. Additionally, it presents a comprehensive literature review model on the theoretical aspects of composing exams and provides development suggestions for the theoretical framework based on the research findings.

The research was conducted at Tampere University during the fall 2023 semester in the Discrete Mathematics course MATH.MA.210. Inspired by the theory of the course, the study also introduces the basics of modular arithmetic. For the research, an electronic final exam was prepared using the EXAM-system, utilizing the "STACK" plugin for exam exercises that were graded automatically. The exam results are evaluated quantitatively by comparing them with the students' scores on the course's exercise sets. The qualitative aspect of the research explores participants' background experiences with electronic exams and compares their opinions on this experience. The research also compares opinion analyses with previous similar studies when electronic exams were a much newer phenomenon.

The research findings revealed a correlation between continuous learning and performance in the electronic exam. Regarding opinions, it was observed that a strong experience with electronic exams aids students in overcoming the threshold of electronic exam taking and responding to electronic exercises, particularly when various mathematical software tools are already familiar to the student. Additionally, in-course training on the use of electronic aids is a crucial part of students' positive opinions on electronic exams. A comparison with previous studies showed a slight positive change in opinions over time.

Based on the research findings, development suggestions were provided for the creation and organization of electronic exams for teachers and university administrative staff alike.