Matematiikan peruskäsitteet: MOOC-opintojakson rakentaminen kehittämistutkimuksena
Hyötylä, Alissa (2026)
2026
Teknis-luonnontieteellinen DI-ohjelma - Master's Programme in Science and Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
Hyväksymispäivämäärä
2026-05-29
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202605296544
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202605296544
Tiivistelmä
Matemaattisen osaamisen tason lasku on ollut huolenaiheena usealla koulutustasolla jo vuosia. Yliopistotasolla huoli matemaattisen osaamisen laskemisesta on yhteinen Suomen eri yliopistojen välillä, ja ongelmaan etsitään ratkaisua kehityshankkeiden kautta. Tutkielman tavoitteena on osana MaTech-hanketta luoda ensimmäinen versio yliopistomatematiikkaan valmistavasta MOOC-opintojaksosta ja tehdä kehittämistutkimusta opintojakson kehittämistä varten. MOOC-opintojakson on oltava osallistujamäärältään rajoittamaton, toteutuksen on oltava avoin ja suoritettavissa kokonaan verkossa sekä sen on oltava opetussuunnitelman mukainen opintojakso. Opintojakso on luotu Moodlepohjaiselle DigiCampus-oppimisalustalle, johon on kesän 2025 aikana tehty sekä kirjallisia materiaaleja että automaattitarkasteisia STACK-verkkotehtäviä. Opintojakso on ensimmäistä kertaa käynnissä lukuvuonna 2025–2026.
Työssä tutkitaan, miten opiskelijoiden kokemukset muuttuvat opintojakson aikana ja miten materiaaleja voisi opintojakson tuleville toteutuksille kehittää. Opintojaksosta kerättiin myös palautetta MaTech-hankkeeseen kuuluvien yliopistojen opetushenkilöstöltä.
Teoreettisena viitekehyksenä käytetään työmuistin kognitiivista kuormitusteoriaa sekä verkko-opintojaksojen hyötyjä ja haasteita. Työmuistin kognitiivisen kuormitusteorian avulla oppimisalustasta on tavoitteena tehdä mahdollisimman selkeä ja vähentää työmuistin tarpeetonta kuormitusta. Työmuistia voi kuormittaa matematiikan opintojakson kontekstissa esimerkiksi epäjohdonmukainen käsitteiden käyttö, ristiriitaiset ohjeistukset ja eriävien merkintöjen käyttö.
Tutkimustulokset osoittivat, että opintojaksoon oltiin pääsääntöisesti tyytyväisiä, ja suurimmat kehityskohteet koettiin olevan sekä kirjallisen materiaalin että tehtävien laajuudessa. Sekä opetushenkilöstö että opiskelijat toivoivat, että kirjallista materiaalia olisi ollut enemmän ja olisi sisältänyt matemaattisen tekstin lisäksi myös kevyempää, aiheeseen johdattelevaa, tekstiä. Suoritusmerkinnän saamiseen edellyttävien tehtävien lukumäärä koettiin pääosin sopivaksi, mutta oppimisalustalle toivottiin enemmän lisätehtäviä, joita voisi hyödyntää harjoitellakseen lisää yksittäistä aihealuetta. Aihealuekohtaisten kyselyiden vastausten tilastollista merkitsevyyttä tutkittiin Durbin-Conover -testillä ja Friedmanin testillä.
MOOC-opintojakson opiskelijat kokivat positiivisena erityisesti sen, että opintojakson suorittamisen sai aikatauluttaa vapaasti itselleen parhaiten sopivaksi. Negatiivisia tunteita MOOC-opintojaksolla opiskelijoissa herätti muun muassa tietotekniset ongelmat, kuten epäselviksi jääneiden asioiden selvittäminen sähköisesti tai automaattitarkasteisten tehtävien toimimattomuus. Opintojaksoa kehitetään muun muassa tämän tutkimuksen tulosten pohjalta. The decreasing level of mathematical competence has been a concern at several levels of education for years. The concern applies also to universities all around Finland and solutions are sought for example through development projects. The goal of this thesis as a part of national MaTech-project is to create first version of a MOOC-course that prepares students to university mathematics. MOOC stands for Massive Open Online Course and according to the principals of a MOOC-course it must be unlimited in number of participants, the implementation must be open and fully online, and it must be a curriculum-specific course. The course has been created to DigiCampus which is a Moodle-based platform. During the summer of 2025, both written materials and automated STACK-exercises have been made for the course. The course is running for the first time in the academic year 2025-2026.
The thesis examines how students' experiences change during the course and how materials could be developed for future implementations of the course. The feedback was also collected from the teaching staff of the universities involved in the MaTech-project. The theoretical framework used in this thesis are the cognitive load theory of working memory and the benefits and challenges of online courses. With cognitive load theory, the goal is to make the learning platform as clear as possible and reduce the unnecessary load on working memory. In the context of the research the unnecessary load includes inconsistent use of concepts, conflicting guidelines and the use of divergent indications.
The research results showed that the course was generally satisfied, and the greatest areas of development were felt to be in the scope of both written material and online exercises. Both the teaching staff and the students wished that there had been more written material and that it would have included not only mathematical text but also introductory text on the subjects. The number of tasks required to get the credits from the course was mainly felt to be appropriate, but more additional tasks were desired for the learning platform, which could be utilized to practice more on a single subject. The statistical significance of responses to questionnaires in different subject areas was studied using the Durbin-Conover test and the Friedman test.
MOOC-students were particularly positive about the fact that they were free to schedule the completion of the course to suit themselves best. Negative emotions in the MOOC were aroused by information technology problems, such as resolving unclear issues electronically or the inactivity of automated exercises. The course will be developed based on the results of this research, among other things.
Työssä tutkitaan, miten opiskelijoiden kokemukset muuttuvat opintojakson aikana ja miten materiaaleja voisi opintojakson tuleville toteutuksille kehittää. Opintojaksosta kerättiin myös palautetta MaTech-hankkeeseen kuuluvien yliopistojen opetushenkilöstöltä.
Teoreettisena viitekehyksenä käytetään työmuistin kognitiivista kuormitusteoriaa sekä verkko-opintojaksojen hyötyjä ja haasteita. Työmuistin kognitiivisen kuormitusteorian avulla oppimisalustasta on tavoitteena tehdä mahdollisimman selkeä ja vähentää työmuistin tarpeetonta kuormitusta. Työmuistia voi kuormittaa matematiikan opintojakson kontekstissa esimerkiksi epäjohdonmukainen käsitteiden käyttö, ristiriitaiset ohjeistukset ja eriävien merkintöjen käyttö.
Tutkimustulokset osoittivat, että opintojaksoon oltiin pääsääntöisesti tyytyväisiä, ja suurimmat kehityskohteet koettiin olevan sekä kirjallisen materiaalin että tehtävien laajuudessa. Sekä opetushenkilöstö että opiskelijat toivoivat, että kirjallista materiaalia olisi ollut enemmän ja olisi sisältänyt matemaattisen tekstin lisäksi myös kevyempää, aiheeseen johdattelevaa, tekstiä. Suoritusmerkinnän saamiseen edellyttävien tehtävien lukumäärä koettiin pääosin sopivaksi, mutta oppimisalustalle toivottiin enemmän lisätehtäviä, joita voisi hyödyntää harjoitellakseen lisää yksittäistä aihealuetta. Aihealuekohtaisten kyselyiden vastausten tilastollista merkitsevyyttä tutkittiin Durbin-Conover -testillä ja Friedmanin testillä.
MOOC-opintojakson opiskelijat kokivat positiivisena erityisesti sen, että opintojakson suorittamisen sai aikatauluttaa vapaasti itselleen parhaiten sopivaksi. Negatiivisia tunteita MOOC-opintojaksolla opiskelijoissa herätti muun muassa tietotekniset ongelmat, kuten epäselviksi jääneiden asioiden selvittäminen sähköisesti tai automaattitarkasteisten tehtävien toimimattomuus. Opintojaksoa kehitetään muun muassa tämän tutkimuksen tulosten pohjalta.
The thesis examines how students' experiences change during the course and how materials could be developed for future implementations of the course. The feedback was also collected from the teaching staff of the universities involved in the MaTech-project. The theoretical framework used in this thesis are the cognitive load theory of working memory and the benefits and challenges of online courses. With cognitive load theory, the goal is to make the learning platform as clear as possible and reduce the unnecessary load on working memory. In the context of the research the unnecessary load includes inconsistent use of concepts, conflicting guidelines and the use of divergent indications.
The research results showed that the course was generally satisfied, and the greatest areas of development were felt to be in the scope of both written material and online exercises. Both the teaching staff and the students wished that there had been more written material and that it would have included not only mathematical text but also introductory text on the subjects. The number of tasks required to get the credits from the course was mainly felt to be appropriate, but more additional tasks were desired for the learning platform, which could be utilized to practice more on a single subject. The statistical significance of responses to questionnaires in different subject areas was studied using the Durbin-Conover test and the Friedman test.
MOOC-students were particularly positive about the fact that they were free to schedule the completion of the course to suit themselves best. Negative emotions in the MOOC were aroused by information technology problems, such as resolving unclear issues electronically or the inactivity of automated exercises. The course will be developed based on the results of this research, among other things.