Pål's fysikkside.


Cumulus, haugsky - godværssky, som i løpet av noen timer utvikler seg til cumulonimbus, bygesky. Etter hvert får den en velutviklet "ambolt" og gir heftig regn med lyn og torden. Skyers fødsel - vekst - liv - død er eksempel på vannets fysikk i alle tre faser.
 

På denne siden vil all min informasjon om fysikk komme i løpet av høsten 2000.

Til Pål's Naturfag 3 side

Tilbake til Pål's hjemmeside

Til fysikkundervisningen på Naturfag 1, 2 og 3 har jeg skrevet en bok:

FYSIKK FOR LÆRERE. Faglige og didaktiske kommentarer til "Fysikk på roterommet"
Kolon 1997 nr.7, HiO-notat 1997 nr.36, ISBN 82-579-0099-0

Forord
Denne boka er laget som student- og lærerveiledning til Helmut Ormestad og Otto Øgrim: FYSIKK PÅ ROTEROMMET, leker og forsøk i skole og barnehage. Ormestad og Øgrim kaller ofte leker og forsøk for gjøringer. I sitt forord (OØ:3) skriver de bl.a.:

Vi håper gjøringene kan gi opplevelse og impulser. Forståelsen kan godt komme seinere. ... Dette er en kokebok med et par hundre oppskrifter ... [med] korte teoretiske kommentarer som vi har satt inn noen steder. I løpet av de årene boka til Ormestad og Øgrim har vært brukt ved allmennlærerutdanninga ved Høgskolen i Oslo, har studentene følt at de får et vell av gode idéer og impulser, mens de ikke alltid forstår hvorfor ting skjer. Som forordet viser, hadde ikke Ormestad og Øgrim til hensikt å skrive lærebok for lærerutdanninga. Denne boka følger Ormestad og Øgrim fra kapittel til kapittel. Hensikten er å gi både faglige og didaktiske kommentarer innen hvert emne. Det tas utgangspunkt i fagdidaktisk forskning og noen utvalgte gjøringer. Det fører for langt å kommentere alle. Imidlertid tror jeg at studenter og lærere selv eller i fellesskap bør kunne klare å analysere de øvrige gjøringene når de har studert teorien i denne boka. Det er også en del oppgaver til hvert kapittel. Noen er ment som utfordringer og støtte i fysikkstudiet, andre er oppgaver som bør besvares skriftlig under mottoet: Klart skrevet er klart tenkt! Det er ingen fasit til oppgavene. Det skyldes for det første at mange oppgaver ikke har et presist, kortfattet fasitsvar. For det andre tror jeg at brukere gjennom undervisning, selvstudier og kollokvier bør kunne finne svarene selv.

En viktig egenart ved faget fysikk er at mange teorier kan formuleres meget presist. Ofte kan de formuleres så presist at de kan gis et matematisk uttrykk - som en formel eller en regneregel. Det gjør fysikere i stand til å beregne hva som vil skje i et forsøk før eksperimentet utføres. Det ville være å øve vold på faget å underslå dette faktum. På den andre siden har mange allmennlærerstudenter lite sans for matematikk og formler. Denne boka kan brukes stort sett uten matematikk. Kompromisset er at det i de fleste kapitlene er et avsnitt med litt matematikk. Selv om beregningene og regneoppgavene ikke utføres, bør alle kjenne de definisjonene og måleenhetene som hører til det aktuelle emnet.

Oktober 1997, Pål J. Kirkeby Hansen

Innhold: Lys, Lyd, Luft, Vann, Mekanikk, Elektrisitet

Innledning

Albert Einstein og Leopold Infeld beskriver i sin klassiker The Evolution of Physics, sitt syn på hva naturvitenskapelig kunnskap er og hvordan den utvikles:

Science is not just a collection of laws, a catalogue of unrelated facts. It is a creation of the human mind, with its freely invented ideas and concepts. Physical theories try to form a picture of reality and to establish its connections with the wide world of sense impressions. Den naturvitenskapelige forskningsmetoden kan kort beskrives som metoden der forskeren har en eller annen forestilling (idea) om det som skal undersøkes - en hypotese. Slike hypoteser kommer vanligvis ikke som en plutselig innskytelse. De er ofte resultat av solid kunnskap i fagfeltete og nøye observasjoner av forholdet som studeres. Den videre undersøkelsen, som i fysikken kan være et eksperiment, skal sette hypotesen på prøve. Selv om undersøkelsen får et positivt utfall, kan en ikke dermed si at hypotesen er bevist. (Husk at ett motbevis kan forkaste en teori som er bekreftetet tusen ganger!) Etter hvert danner et sett med hypoteser som ikke er forkastet, grunnlaget for hele teorier. Einsteins egen relativitetsteori, som ikke tas opp i denne boka, er et eksempel. Videre forskning vil være å lage nye dristige hypoteser og nye eksperimenter som skal sette hypotesene på prøve. Det er bakgrunnen for Einsteins påstand om fysikk (og annen naturvitenskapelig teori): "It is a creation of the human mind, with its freely invented ideas and concepts." Mange teorier i fysikk har overlevet i århundrer til tross for at de stadig settes på prøve. Teoriene er ikke dermed bevises. De er bare den til enhver tid beste picture of reality.

Du og elevene dine kan arbeide med gjøringer i fysikk etter mønster av den naturvitenskapelige metoden. Ofte har elevene egne forestillinger (hypoteser) om fysiske årsaksforhold. Kanskje har de også egene forslag til gjøringer som kan teste hypotesen. Hvis ikke tror jeg dere vil finne en eller flere gjøringer hos Ormestad og Øgrim som kan benyttes. Et sentralt spørsmål før gjøringen utføres er: Hva tror du vil skje? Skjer det noe annet enn antatt, er det viktig å diskutere hvorfor.

De fagdidaktiske kommentarene i boka er inspirert av læringspsykolgen David P. Ausubels hovedtese:

If I had to reduce all of educational psychology to just one principle, I would say this: The most important single factor influencing learning is what the learner already knows. Ascertain this and teach him accordingly. Denne tesen rommer mye av konstruktivismens grunnidé om undervisning. I EKNA-rapportene, som vil bli hyppig sitert i denne boka, er samme idé formulert som tre generelle råd om undervisning: Utgå från eleven i stället för läromedlen, men utan att tappa målet ur siktet.

Introducera begrepp och tankesätt planmässigt men i takt med elevernas förmåga att fatta.

Introducerande begrepp måste användas, många gånger och i många olika situationer.

 Hvert kapittel innledes med noen resultatene fra fagdidaktisk forskning. Det er ment som en generell introduksjon til "what the learner already knows" og metoder til å finne det ut. En lærer som skal undervise et emne, kan selv foreta en slik systematisk diagnostisk undersøkelse i sin klasse. Andre ganger vil noen raske spørsmål i klasserommet være nok til å se "hvor landet ligger". Generell og spesiell kunnskap om elevenes ideer og forestillinger gjør det mulig å "utgå från eleven" dvs. "what the learner already knows" i undervisningen. Ofte viser diagnostiske undersøkelser at elevene har alternative forestillinger (også kalt hverdagsforestillinger, på engelsk kalt alternative frameworks, misconceptions). I slike tilfeller blir lærerens oppgave å tilrettelegge gjøringer og lærestoff på en slik måte at elevene etterhvert forkaster sine alternative forestillinger og utvikler adekvate forestillinger og ideer dvs. slike som ikke er i konflikt med akseptert naturvitenskapelig kunnskap.

Gjøringer i fysikk skal dessuten fungere som introduksjon av nye begreper og tenkemåter. Det er viktig å velge gjøringer som gir begrepene innhold. Solid begrepsforståelse er grunnlag for videre progresjon i faget. Når elevene begynner å bli fortrolig med begrepene i et fagområde, er det viktig å få muligheter til å anvende disse begrepene många gånger och i många olika situationer. Det har vist seg effektfullt å tenke som Einstein: "to establish its connections with the wide world of sense impressions." På elevenes nivå vil det si å bruke fysikkbegrepene på dagliglivets fysikk slik de støter på faget ute i naturen, i byen, i heimen, på sjøen osv. Det kan være motiverende å studere samspillet mellom fysikk, teknologi og samfunnet.
 
 

Tilbake til Pål's hjemmeside