Fysiikan opiskelussa käytettävät käsitekartat ja niiden rakenteen tutkimus statistisen fysiikan verkosto- ja graafiteorian menetelmin

Käsitekarttoja käytetään nykyisin varsin laajasti tiedon esittämisen, opetuksen ja oppimisen apuvälineinä. Käsitekartta on luonteeltaan verkostomainen esitys käsitteiden välisistä suhteista, ja ne verkostoteorian näkökulmasta ne voidaan nähdä myös tiettyä tarkoitusta varten suunniteltuina verkostorakenteina. Tätä näkökulmaa on toistaiseksi sovellettu huomattavan vähän käsitekarttojen analysoinnissa ja kehittämisessä. Tässä tutkimushankkeessa tavoitteena on kehittää fysiikan tietoa esittävien käsitekarttojen analysointia varten
matemaattiseen verkostoteoriaan nojautuva menetelmä, joka myös hyödyntää statistisen fysiikan näkökulmaa verkostoihin. Tutkimushankkeen käytännöllisenä päämääränä on fysiikan opettajan koulutuksen kehittäminen.
Fysiikan opettajankoulutuksen keskeisimpiä tavoitteita on kehittää opettajaopiskelijoiden fysiikan tiedon ja
tietorakenteen hallintaa kokonaisvaltaisella ja jäsentyneellä tavalla. Fysiikan tietorakennetta voidaan monessa
suhteessa pitää järjestettynä tietorakenteena, jolle tyypillinen piirre on käsitteiden suuri klusteroituvuus ja rakenteen
hierarkkisuus. Tämän rakenteen näkyväksi tekeminen on ymmärrettävästi hyödyllistä oppimisen ja opiskelun
kannalta. Tämän vuoksi rakenteiden esittäminen graafisesti voi toimia opiskelua ja oppimista tukevana
metakognitiivisena työvälineenä.