At læ

re fy

sik

Rapporten At Lære Fysik indeholder en række studier af fysikundervisningen. Teksten spænder fra teoretiskeovervejelser om undervisning i og læring af fysik tildetaljerede case-studier og analyser af elevers holdningertil undervisning og tilegnelse af fysikkens begreber ogmetoder under forskellige betingelser.

De enkelte studier kan læses uafhængigt af hinanden ogbeskæftiger sig bl.a. med- den lærerstyrede klassedialog- det længerevarende gruppearbejde- repræsentationsformer i fysik- eksperimentelt arbejde- begrebsforståelse og overførsel af begreber fra én sam-

menhæng til en anden- konstruktivismeteoriers forskellighed og anvendelighed- sammenhængen mellem erfaring og læring- filosofi og fysiklæring

Uddannelsesstyrelsens temahæfteserie nr.19 - 2001

-Et studium i gymnasieelevers læreprocesser i fysik

At LæreFysik

At LæreFysik

1

At lære fysik– Et studium i gymnasieelevers læreprocesser i fysik

Uddannelsesstyrelsens temahæfteserie nr. 19 - 2001Uddannelsesstyrelsen

Undervisningsministeriet 2001

At lære fysik– Et studium i gymnasielevers læreprocesser i fysikPublikationen indgår i Uddannelsesstyrelsens temahæfteserie somnr. 19 - 2001 og under temaet den pædagogiske proces,undervisnings- og prøveformer.

Redaktion: Jens Dolin, Roskilde Universitet, IMFUFA og Verner Schilling, DIG, Syddansk Universitet.

Forfattere: Henrik Bang, Jytte Bang, Karin Beyer, Jens Dolin, Verner Schilling

Omslag: Kontrapunkt A/S1. udgave, 1. oplag, maj 2001: 1300 stk.

ISBN 87-603-1963-1ISBN (WWW) 87-603-1965-8ISSN 1399-2279Uddannelsesstyrelsens temahæfteserie (Online) 1399-7386

Udgivet af Undervisningsministeriet, Uddannelsesstyrelsen, Området for Gymnasiale uddannelser

Bestilles (UVM 6-278) hos:Undervisningsministeriets forlagStrandgade 100D1401 København KTlf. nr. 3392 5220Fax nr. 3392 5219E-mail: forlag@uvm.dkeller hos boghandlere

Repro og tryk: A-Offset, Holstebro

Trykt med vegetabilske trykfarver på 100 % genbrugspapir

Printed in Denmark 2001

2

541 405

3

Forord

At Lære Fysik er den afsluttende rapport for detprojekt, mange kender under forkortelsen ALF.Rapporten indeholder en række studier af fysik-undervisningen gennemført i to gymnasieklasser iperioden 1996-98. Kapitlerne spænder fra teoreti-ske overvejelser om undervisning i og læring af fy-sik til detaljerede case-studier og analyser af deholdninger, eleverne har til undervisning og til til-egnelse af fysikkens begreber og metoder.

ALF-projektet er gennemført med økonomisk til-skud fra Undervisningsministeriet med det formål– lidt forenklet formuleret – at blive klogere pågymnasieelevernes læreprocesser i fysik. Projektethar derfor i detaljer søgt at belyse en række af devanskeligheder, der gør sig gældende i forbindelsemed fysikundervisning og fysiklæring, de trækved faget og gymnasieundervisningen, som gør fy-sik til et vanskeligt fag for mange elever. Projektetanalyserer pædagogiske teorier og problemer i enfaglig kontekst og i relation til det nuværendegymnasiums rammer. Disse undersøgelser og ana-lyser har givet grundlag for det omfattende ogmangesidige materiale, der offentliggøres i dennerapport.

Rapporten giver ikke endelige løsninger på pro-blemerne, men søger at skabe indsigt i de mangefaktorer, der er i spil i undervisning og læreproces-ser. Den føjer sig ind i den løbende debat om un-ges (manglende) interesse for fysik (og hård natur-videnskab i almindelighed) og giver på såvel detpraktiske som det teoretiske plan nye bidrag til atnuancere og perspektivere debatten. Samtidig ty-deliggør rapporten problemernes kompleksitet ogviser, hvorfor der ikke bare er lette løsninger påproblemerne.

ALF-projektet har især en kvalitativ tilgang til af-dækning af problemfeltet, hvor de nyeste rappor-ter fra det forskningsprojekt, der gennemføres på

Center for Naturfagenes Didaktik ved AarhusUniversitet vedrørende fysikundervisningen igymnasiet, GFII og GFIII, som ligeledes er støttetaf Undervisningsministeriet, primært har enkvantitativ tilgang. De to projekter supplerer der-for hinanden på bedste vis.

Målgruppen for rapporten er såvel fysiklæreresom forskere i fysikdidaktik. Men også lærere, derer generelt interesserede i tilegenelsesproblemer igymnasiet, kan finde inspiration og nyttig viden iALF-rapporten.

Det er håbet, at rapporten sammen med demange andre aktuelle initiativer til faglig ogpædagogisk fornyelse, yderligere vil stimulere ar-bejdet på disse felter og specielt for faget fysik vilbidrage til at styrke den igangværende udviklingog fornyelse af fagligheden, arbejdsformerne ogevalueringsformerne.

Jørgen Balling RasmussenUndervisningsministerietUddannelsesstyrelsenOmrådet for de gymnasiale uddannelser

Maj 2001

4

5

3 Forord

7 Del I Introduktion

9 1. Indledning

13 2. Fremgangsmåde og metodiske overvejelser

23 Del I I Fysikundervisning i to klasser

24 3. Om x-klassen

52 4. Om y-klassen

61 Del I I I Undervisningsformer og læring

63 5. Den lærerstyrede klassedialog

78 6. Det længerevarende gruppearbejde

101 Del IV Fysikkens egenart

103 7. Repræsentat ionsformer i fysik

117 8. Eksperimentelt arbejde i fysik

139 9. Skibsmodel len – en case

171 Del V Teoretiske betragtninger over læring af fysik

173 10. Konstrukt iv ismen – enhed og mangfoldighed

216 11. Dialogisk lær ing i fysik

236 12. Lær ing og kompetence

250 13. Erfaringsproblemet i forbindelse med lær ing

260 14. F i losof i og fysiklær ing

271 Del VI Afrunding

272 15. Konklusion

279 16. Forfatterpræsentat ion

6

Foruden denne introduktion og afslutningenbestår rapporten af fire hoveddele (del II-V) medhvert sit tema og med et varierende antal kapitler.Der er mange forbindelseslinier på kryds og tværsi rapporten, hvoraf en del fremhæves gennem re-ferencer i teksten, og det er derfor ikke nødven-digt at læse kapitlerne i den givne rækkefølge.Tværtimod vil forskellige læsere med forskelligeinteresser og forudsætninger formodentlig fore-trække forskellige veje gennem materialet. Selvom teori og empiri på ingen måde er skarpt ad-skilt, så er vægten af de to ingredienser alligevelforskellig i de forskellige kapitler. Det er derforvort håb, at læseren kan have gavn af de introduk-tioner til hver del, som forsøger at fremdrage re-lationer mellem problemstillinger og angrebsvink-ler i delens enkelte kapitler.Hvert kapitel har en forfatter, som har ansvaretfor den endelige udformning af teksten, og somogså har udført hoveddelen af det arbejde, der lig-ger til grund for kapitlet, (i nogle tilfælde i tætsamarbejde med andre). Desuden er alle dele afrapporten blevet grundigt diskuteret i den sam-lede ALF-gruppe.

Denne del I består af en indledning (kapitel 1) tilhele rapporten, hvor vi fortæller om projektetsproblemstillinger, og de perspektiver, vi har om-lagt på dem.I kapitel 2 gøres der rede for, hvad vi har gjort, oghvilke metodiske overvejelser der ligger bag voresfremgangsmåde. Det sidste bliver dels en diskus-sion af kvalitative contra kvantitative metoder ogdels nogle bud på vores undersøgelsers pålidelig-hed og gyldighed.

Indholdsfortegnelse del I

Kapitel 1. Indledning

Kapitel 2. Fremgangsmåde og metodiskeovervejelserKvalitative og kvantitative metoderHvad har vi gjort?VideooptagelsernePålidelighed og gyldighedTeoriafklaringTolkningerneLitteratur

7

Del IINTRODUKTION

8

Hermed foreligger rapporten for ALF-projektet,som sammenfatter de væsentligste dele af vore re-sultater. Projektets problemstilling blev fra startenformuleret således:

Det er formålet at studere gymnasieelevers lærepro-cesser i fysik med henblik på en uddybet forståelseaf:* hvilke træk ved faget og undervisningstraditio-

nen, der gør fysik til et vanskeligt fag for mangeelever, og

* hvilke former for pædagogisk indsats i bred for-stand, der kan forbedre elevernes udbytte affysikundervisningen.

Det er altså eleverne og deres læreprocesser i fysik,der er i fokus i projektet, men formålet er at dragekonsekvenser for lærerens rolle og undervisningstil-rettelæggelsen.

Med økonomisk støtte fra Undervisningsministe-riet (først og fremmest til delvist frikøb 1996 -98) har vi kunnet følge fysikundervisningen i toklasser på matematisk linies obligatoriske niveau –altså gennem hele 1. og 2.g. Repræsentanter fraALF-gruppen har været tilstede i størstedelen affysiktimerne i de udvalgte klasser, har foretagetobservationer, videooptagelser, interviews mv. Vihar derudover samarbejdet med de to klassers fy-siklærere og har interviewet dem mv. Se mere ommetoder i kapitel 2.

Undervejs i arbejdet er ambitionsniveauet stegetog problemfeltet udvidet i den forstand, at vi haridentificeret flere og flere væsentlige pointer ogsynsvinkler, som kunne og burde bearbejdes udfra vores materiale. Da den egentlige projektperi-ode – og dermed deltagernes (delvise) frikøb fraandet arbejde – udløb i 1998, forelå der storemængder af oplæg om teoretiske spørgsmål ogindsamlet, empirisk materiale, som ikke var fær-

digt bearbejdet. Vi så derfor ingen anden mulig-hed end at fortsætte arbejdet parallelt med andreforpligtelser. En del af vore indsigter og resultaterhar allerede været præsenteret som foredrag vedkonferencer og kurser, og der eksisterer en delyderligere problemstillinger og materiale fra ALF-projektet, som kan indgå i fremtidige publika-tioner.

Hvad der venter læseren

Allerede i ansøgningen til Undervisningsministe-riet havde vi skitseret en bred angrebsvinkel ogfremhævet det kompleks af forhold, der spillerind i elevernes læreprocesser i et vanskeligt fagsom fysik. Vi ville fastholde et helhedssyn på un-dervisning og læring. Vi havde alligevel i de tid-lige faser af arbejdet i gruppen en forestilling om,at vi kunne finde "firkantede" svar og konklusio-ner, hvis blot vi fokuserede på nogle klare spørgs-mål. Undervejs i arbejdsprocessen har vi dog allemåttet udvikle et mere nuanceret syn på bådelæreprocesser og faglighed, og arbejdet (og rap-porten) er derfor præget af en stigende respekt forkompleksiteten af det undersøgte felt.

Læseren skal derfor ikke vente at få serveret ethurtigt overblik over problemerne og klare op-skrifter på, hvordan de overvindes. Hvad vi i ste-det kan tilbyde er en redegørelse for, hvad vi haroplevet i klasserne, og hvilke refleksioner det hargivet anledning til. Teoretiske udgangspunkter hargivet inspiration til overvejelser over eleverneslæreprocesser og lærerens tilrettelæggelse af hhv.undervisningsmiljø og faglige udfordringer. Om-vendt har vore erfaringer fra klasseværelserne ogdiskussionerne med lærere og elever støttet os iudvælgelse og videreudvikling af teoretiske plat-forme. På den måde arbejder vi med et gensidigtberiget forhold mellem teori og empiri.

Det er klart at resultater fra observationer i blot to

9

Kapitel 1 INDLEDNING

Af Karin Beyer

klasseværelser ikke uden videre kan generaliseres.Men på baggrund af vores erfaring i øvrigt, ogden viden der findes om fysikundervisningen igymnasiet, er vi overbevist om, at vi har fat inogle typiske og væsentlige træk. Vore iagttagelserog overvejelser skulle dermed også kunne belyseandre fysiklæreres erfaringer. Det er vort håb, atde vil blive inspiret af rapporten til selv at prøvenye tiltag, til at iagttage eleverne i nyt lys og tilselv at stille diagnoser og dermed evt. forsøge sigmed ændringer i undervisningen på en måde, derer tilpasset situationen og forudsætninger hos defaktiske elever og læreren selv. Vi inviterer medandre ord læseren indenfor i vort refleksionsuni-vers med henblik på at inspirere til, at han ellerhun – meget gerne i samarbejde med en kollega –lettes i sine egne refleksioner og udviklingsarbej-der. Som de fleste ved, og som vi ofte selv har op-levet i ALF-gruppen, så kan man godt blive inspi-reret af læsning, men det, der virkeligt rykker, erat man selv (gen)opdager det, man har læst om.

Da vi behandler mange generelle aspekter af gym-nasieelevers læreprocesser, er det vort håb, at rap-porten også vil kunne interessere andre end fysik-undervisere og fysikdidaktikere.

ALF-perspektivet

Projektets hovedidé er søgt illustreret i neden-stående figur. I centrum står de fulgte undervis-ningsforløb, som søges indfanget og analyseret udfra tre hovedperspektiver. Selv om det under heleforløbet har været klart, at der er sammenhæng ogoverlap mellem de tre, er det undervejs blevet sta-digt tydeligere, at et spørgsmål eller en analyse,der har udgangspunkt i det ene hovedperspektivog forholder sig til konkrete undervisningssekven-ser, vil involvere også de to andre hovedperspekti-ver. Der er altså ikke tale om enten/eller, mennærmere om både/og. Dette fremgår også af despørgsmål/delproblemer, der opstilles nedenfor,som en illustration af delperspektivernes indhold.

Nedenfor følger nogle af de delspørgsmål, som viforfølger i projektet. Nogle af disse lægger op tilmere generelle overvejelser, dvs. afklaring af voressyn på fysikundervisning og -læring, mens andrerummer mere konkrete spørgsmål, som har tættilknytning til vore analyser af de konkrete under-visningssekvenser, interviews mv. I forlængelse afovenstående bemærkninger, skal de tre afsnit ikkeopfattes som adskilte.

Elevernes møde med faget:

Hvad stimulerer til forståelse, erkendelsesspring,hvad udvikler ønskelige kompetencer?Hvad ”tænder” eleverne? Hvad giver blokering,afvisning, ligegyldighed eller engagement, udhol-denhed, insisteren? Hvad betyder undervisnings-stilen, -klimaet, (sam)arbejdsformer? Forholdet tilde andre elever?Hvad er det svære for bestemte elever eller grup-per af elever?

Fag/faglighed:

Hvad er fysik? Hvad er det i gymnasiet? Hvilke indsigter og kompetencer ønskes udviklet?Og hvilke er det realistisk at stræbe efter?“Hvad ønsker læreren, at vi skal gøre nu og hvor-for?” Har elever og lærer samme opfattelse af hvaddet går ud på i fysikundervisningen – lige nu idenne time og på længere sigt?Hvad vil det sige at give en fysisk forklaring?Hvad er det svære? Hvad vil det sige ”at kunne fy-sik”? At en elev er god til fysik? Hvilken rolle spiller: begrebsforståelse? Hvad vildet sige at forstå noget i fysik?

10

Hvilken rolle spiller traditionel opgaveregning ogarbejdet med åbne problemfelter, hvor der krævesproblemformulering og –behandling? Modelfor-ståelse og modelleringskompetence? Eksperimen-telle færdigheder? Forståelse af samspillet mellemteori/model og eksperiment?

Kognition og læring:

Hvordan udvikles, opstår, konstrueres forståelse afbegreber og problemer? En psykologisk belysningaf det kognitive.På hvilken måde er eleven subjekt i sin egen lære-proces?Hvilken betydning spiller elevens fagopfattelse,skoleopfattelse, læringsopfattelse og selvopfattelse?Hvilken betydning har metakognition?

Opbygning af kvalif ikationer i

fysikdidaktik

De grundige indbyrdes diskussioner på baggrundaf mundtlige og skriftlige oplæg har haft stor be-tydning for deltagernes "selvstudium" og gensi-dige "videreuddannelse" inden for fysikkens fag-didaktik og beslægtede discipliner, og vi har dra-get fordel af deltagernes forskellige forudsætnin-ger. Fysikdidaktik er et forskningsfelt med megetfå deltagere i Danmark og det er undtagelsenmere end reglen at man anerkender forskning ifagdidaktik ved de naturvidenskabelige institutterog fakulteter ved danske universiteter. I de øvrigenordiske lande er der en noget større aktivitet, ogi det større udland finder man betydelige institu-tioner, ligesom der findes væsentlige internatio-nale netværk, som vedligeholdes ved regelmæssigekonferencer.

Det er et af ALF-projektets resultater, at delta-gerne har fået et udvidet kendskab det fagdidakti-ske miljø, og at flere nu deltager aktivt i det inter-nationale arbejde. Det indgik i begrundelserne forALF-projektet, at den fysikdidaktiske forskning iDanmark burde støttes og at det ville være megetønskeligt, om flere personer – gerne erfarne gym-nasielærere – kunne gennemføre et ph.d.-forløb ifagdidaktik. Det er derfor glædeligt, at Jens Dolini løbet af 2001 forventes at indlevere sin ph.d.-afhandling til bedømmelse ved IMFUFA, RUC,og at Verner Schilling nu er godt i gang med et

ph.d.-forløb tilknyttet DIG, Syddansk Universiteti Odense.

Deltagernes forudsæ tninger

og indsats

Flertallet af deltagerne i ALF-projektet er fysikeremed mange års erfaring fra undervisning i fagetpå gymnasie- og universitetsniveau. Alle har ogsåtidligere deltaget i større eller mindre udviklings-eller forskningsprojekter i forbindelse med gym-nasiets fysikundervisning. Jytte Bang har deltageti hele ALF-forløbet, dog i mindre grad i observa-tioner og interviews, uden at være frikøbt fra an-dre forpligtelser. Heldigvis har interessen for ALFkunnet forenes med interessen for psykologiskeaspekter af læringen på en måde, der har givethende fortsat ansættelse, senest som lektor, vedKøbenhavns Universitet, Institut for Psykologi.Gitte Ingerslev har i et år deltaget i gruppens ar-bejde for som dansklærer at kunne tilføre grup-pens læringsmæssige og fagdidaktiske diskussioneret humanistisk perspektiv. Af forskellige grundehar to af ALF-gruppens medlemmer gjort enmindre indsats end forudsat. Susanne Stubgaardhavde af skemamæssige årsager ikke mulighed forat forene observationerne i de to udvalgte klassermed sin egen undervisning. Undervejs trak hunsig grundet andet arbejde helt ud af ALF. KarinBeyer har af helbredsmæssige grunde ydet enstærkt begrænset indsats i den sidste halvdel afperioden. Hun har dog, på nær en 3-månedersperiode, deltaget i observationer, interviews, em-piribearbejdning etc. i den ene af de udvalgteklasser, og hun har deltaget aktivt i møder og fag-lige diskussioner, herunder af kapiteludkast.

Jens Dolin og Verner Schilling har trukket detstore læs i den sidste, lange bearbejdningsfase, ogJens Dolin har stået for det store arbejde med re-digering og teknisk færdiggørelse af afhandlingen.

Tak

Vi skylder mange mennesker tak for deres støtteundervejs i projektet. Først og fremmest vil vigerne takke de to associerede lærere og eleverne ide to klasser for at de lod os komme ind i deres"privatliv" i forbindelse med undervisning oglæring i fysik. De accepterede at vi kom snagende

11

med vore spørgsmål og videokamera, og deprøvede at sætte ord på deres forestillinger omlæreprocesser og fysik. Derudover vil vi gernetakke Undervisningsministeriets Gymnasieafde-ling (nu Uddannelsesstyrelsen/Det gymnasialeområde) for økonomisk og anden støtte og forstor tålmodighed. Sidst men ikke mindst vil vi

takke vore familier og nærmeste omgangskreds forderes endnu større tålmodighed og for at de i detstore og hele bar over med os, når ALF-arbejdetstjal den tid, der var tiltænkt privatsfæren.

Roskilde, december 2000

12

Jeg vil i dette afsnit forsøge at beskrive dels hvadvi rent faktisk har gjort og dels hvilke overvejelserder ligger bag (og bagefter).

Projektets meget brede problemformulering, sombåde indeholder henvisninger til den eksisterendepraksis i gymnasiet og refleksioner over denne,lægger op til en kombination af empiriske og teo-retiske undersøgelser. Da vi samtidig ikke inten-derer at udføre en undersøgelse, som kan være re-præsentativ for al fysikundervisning i gymnasiet,men nærmere at afdække nogle karakteristiskeforhold ved den gymnasiale fysikundervisningmed en vis almen forklaringsværdi, vil de kvalita-tive metoder naturligt nok have betydelig størrevægt end de kvantitative.

KVALITATIVE OG KVANTITATIVE

METODER

I litteratur om sociologisk/psykologisk forskningskelnes der ofte skarpt mellem kvantitative ogkvalitative metoder. Quantitas på latin betyderstørrelse, mængde, mens qualitas betyder beskaf-fenhed og egenskab. De to tilgange har derfor for-skellige målsætninger og arbejder med forskelligespørgsmål. Den kvantitative undersøgelse fokuse-rer på størrelsen af et på forhånd afgrænset fæno-men, ofte for at verificere/falsificere en hypotese.Den kvalitative undersøgelse arbejder med at ka-rakterisere, at gestalte, at undersøge beskaffenhe-den af et fænomen, måske så man bliver i stand tilat opstille en hypotese.

Bengt Starrin (1994) morer sig med, på basis afen række forfatteres forskellige opfattelser af kvali-tativ og kvantitativ forskning, at opstille neden-stående liste med kendetegn på de to metoder:

Kvantitativ – Kvalitativ:

Objektiv – subjektivdeduktiv – induktivhård – blødvidenskab – kunstpositivisme – hermeneutikkausal – teleologiskmekanistisk – finalistiskforklaring – forståelsepositivisme – fænomenologimakro – mikrodistance – nærhedekstensiv – intensivkulde – følelserempiristisk – naturalistisktal – ord

En sådan opstilling i to modstillede ordsæt kangive indtryk af to uforenelige tilgange. Der erimidlertid ikke tale om to typer af metoder, somudelukker hinanden, men om at finde den under-søgelsesmåde, der passer bedst til det, man er in-teresseret i at få noget at vide om.Kvantitative undersøgelser arbejder med data derkan kvantificeres, dvs. beskrives ved hjælp af tal.Man vil typisk gennem en kvantitativ registreringforsøge at kortlægge et felt for at finde ud af hvor-dan interessante problemer eller egenskaber forde-ler sig – interessante i den forstand at de vedrørermange personer og derfor er karakteristiske forfeltet. Man kan desuden undersøge, om der ernogle korrelationer mellem de forskellige forde-linger – hvilket ikke skal forveksles med årsags-sammenhænge, det oftest vil kræve en kvalitativundersøgelse at fastlægge. Hvis man spørger nokmennesker, giver kvantitative målemetoder mulig-hed for generaliseringer. Man kan fx have nogleideer om sammenhængen mellem undervisnings-form og elevudbytte, men det er umuligt at sigenoget generelt herom på basis af egne og nogle

13

Kapitel 2FREMGANGSMÅDE OG METODISKEOVERVEJELSER

Af Jens Dolin

kollegaers erfaringer. Hvis man derimod under-søger mange læreres undervisning og deres eleversudbytte heraf, bliver et evt. mønster mere trovær-digt som et generelt billede af feltet. Diskussionenkommer så til gengæld til at dreje sig om målbar-heden af undervisningsform og elevudbytte.

Problemet med de kvantitative opgørelser er, at deikke altid bringer os så langt hvad angår forståelsefor, hvad der sker. Hvorfor virker fx en bestemtundervisning på en bestemt måde? For at forståsådanne sammenhænge er man nødt til at være tilstede og forsøge at finde ud af hvorfor, der skerdet, der sker. Hvilken betydning tillægger de for-skellige involverede bestemte hændelser? Ja, ople-ver de i det hele taget det samme – hvad er deregentlig sket? Selv om 1000 elever fx skriver, at deer glade for fysikøvelser (eller det modsatte), hvader det så et udtryk for? Er de glade for den varia-tion i undervisningen, fysikøvelser giver, og villede derfor være lige så glade for at se en film? Sy-nes de, de lærer mere fysik gennem øvelserne? Oghvad forstår de så ved at lære mere fysik? Osv.De kvalitative metoder forsøger at indfange sva-rene på sådanne spørgsmål. Gennem observatio-ner og interviews vil man kunne få uddybet rele-vante forhold, og man vil kunne fortolke hændel-ser for at finde meninger og årsager. Man vilprøve at forstå de involveredes handlinger – hvader meningen med det vi ser, hvad betyder det forde involverede? Kvalitative undersøgelser baserersig således på en tro på det intentionelle i menne-sket, på at handlingerne er hensigtsmæssige ud fraen eller anden logik. Formålet er ofte at findedenne logik.

En af de kvantitative metoders store fordele, erden højere grad af kontrol af de variables indfly-delse på undersøgelsen og større mulighed for re-produktion. Man arbejder med et stort materiale,fx mange elever og mange besvarelser, så man kanopnå en bestemt grad af repræsentativitet. Mendette opnås altså på bekostning af forståelse for,hvorfor det observerede foregår. Dermed misterman nogle pejlemærker for handling. Man måvide, hvorfor noget sker, for at kunne handle hen-sigtsmæssigt i forhold til det.

I modsætning hertil vil en kvalitativ undersøgelsesresultater i ringere grad kunne kontrolleres ogreproduceres. Man taler fx med en bestemt elev ien bestemt kontekst, og andre elever ville sand-synligvis reagere anderledes. Alligevel kan manvurdere almengyldigheden af sit materiale fx vedat kombinere den opnåede indsigt med denøvrige viden, man har om feltet. Styrken ved kva-litative undersøgelser er så, at man får indsigt i,hvordan og hvorfor nogen føler , tænker og hand-ler, som de gør. En sådan erkendelse kan have enhøj brugsmæssig værdi, idet det er muligt herud-fra at formulere krav til ændret praksis.

Men de to tilgange er vævet meget ind i hinan-den. De kvantitative data kan jo være rammernefor de kvalitative observationer og kendskab hertilvil ofte være en nødvendig forudsætning for enkorrekt tolkning. Desuden kan kvantitative dataafsløre hvilke problemstillinger, der har et om-fang, så de berettiger til en kvalitativ behandling.Omvendt kan en kvalitativ undersøgelse afslørenogle aspekter, som det kan være interessant atundersøge i en større målestok. Vi har da også ivid udstrækning koblet de to. Fx har vi stilletåbne spørgsmål i spørgeskemaerne, som vi senerehar fulgt op i interview, og vi er ved tolkningerneaf videooptagelser gået tilbage og set i spørgeske-maerne, hvad de enkelte elever har svaret påspørgsmål, som kan have betydning for tolk-ningen. Vi har også i afsnit af vores spørgeske-maer spurgt om forhold, som vi har fundet inter-essante på baggrund af kvalitative data.

De forskellige slags viden, de to typer metoder gi-ver, opfattes ofte som havende forskellig status,forskellig grad af “sandhed”. Viden, der udtrykkesi tal, har en høj grad af autoritet over sig. Tal an-ses for objektivt sande, dvs. neutrale og pålideligeog uafhængige af interesser. Kvalitative data er isagens natur oftest personlige udsagn, og de affær-diges derfor ofte som subjektive og partsindlæg.Skellet er imidlertid til en vis grad kunstigt. Allekvantitative data er samlet af mennesker med etbestemt sigte for øje. Nogle informationer er ud-valgt på bekostning af andre, evt. fordi det varmuligt at måle dem, og de præsenteres på en be-stemt måde. Oplysningerne er derfor ikke neu-

14

trale, men repræsenterer nogle synspunkter. Vedde kvalitative data er det mere åbent, hvilke hold-ninger der ligger bag forskellige udsagn, og at derer tale om en tolkning foretaget af bestemte per-soner.

Men det er vigtigt at slå fast, at begge de to til-gange stiller krav til systematik, pålidelighed ogtroværdighed. Også den kvalitativt orienteredeforsker er bundet af det empiriske materiale. Såforskerens subjektivitet spiller ikke en større rolle ikvalitativt orienteret forskning end i kvantitativtorienteret. I begge tilgange skal forskeren træffevalg begrundet i virkeligheden.

HVAD HAR VI GJORT?

Vi har fulgt fysikundervisningen i to klasser gen-nem det obligatoriske niveau i 1. og 2. g. De toklasser er pragmatisk valgt, gennem de lærere,som ALF-gruppens medlemmer havde kendskabtil og som vi mente ville være villige til at indgå iprojektet. Desuden skulle skolerne af transport-mæssige årsager ligge i Hovedstadsregionen, menikke i områder med et meget specielt elevgrund-lag.Tidligt i foråret 1996 fik vi aftaler med en kvinde-lig lærer, T., og en mandlig lærer, T., som beggeskulle starte med en ny 1.g til august. Begge fik60 timer pr. år for det ekstraarbejde deltagelsen iprojektet ville medføre (møder, interview, andreundervisningsformer mm).

Vi har i løbet af de to år vi fulgte klasserne ind-samlet en bred vifte af empiri:

– observationer af klassen og udvalgte grupperunder normalundervisning, udarbejdelse affeltnoter

– videooptagelser af store dele af undervisningen– observationer af arrangerede situationer.

Videooptagelser af situationerne– elevspørgeskemaer– elevinterview (både individuelle og gruppevis)– lærerinterview og lærernes egne nedskrevne

overvejelser– elevmateriale (skriftlige opgaver, prøver, fysik-

rapporter, projektrapporter, dagbøger)

Dette materiale har vi tolket på forskellig vis.Vi har foretaget mange teoretiske overvejelser. Vihar i så stor udstrækning som muligt forsøgt atsammenholde teorierne med vores empiri, så teo-rien enten kunne give en ramme for tolkningerneeller empirien kunne belyse teorierne.Vi har også samarbejdet med de to lærere. De er i etvist omfang blevet inddraget i selve forsknings-processen, idet vi har fortalt om vores tolkninger,og vi har diskuteret dem og deres mulige konse-kvenser for undervisningen. Ansvaret for under-visningen var dog altid lærernes.

VIDEOOPTAGELSERNE

Vi startede forløbene i begge klasser med at præ-sentere os selv og projektet og få elevernes acceptaf og lyst til at deltage. I begge klasser har vi der-efter fulgt størstedelen af timerne i fysik og opta-get de fleste af disse på video. Især i starten optogvi alle timer, mens vi efterhånden, som vi fik etab-leret et mere snævert focus, indskrænkede opta-gelserne til udvalgte perioder.Videooptagelser udgør en central del af denne un-dersøgelse, og jeg vil derfor gøre mest ud af dennemetode.

Det er et centralt spørgsmål, i hvor høj grad vorestilstedeværelse og vores videokameraer påvirkedeeleverne. Det er vores opfattelse, at påvirkningenvar minimal. Efter de første timer i klasserne ind-gik vi som en naturlig og accepteret del af klasse-rumssituationen. En gruppe, der blev optaget,kunne selvfølgelig bruge kameraets tilstedeværelsesom en anledning til en morsom bemærkning,men det afstedkom tydeligvis ikke en vigtigadfærdsændring. Vores videooptagelser kan klassificeres i tre grup-per1:

Video 1: Hele klassen.

Kameraet står fast i et hjørne af klasselokalet ogindfanger den naturlige undervisningssituation.Kameraet fungerer således som den traditionellenotetagende observatør, men mere "objektivt" ogmere "holistisk" idet også den nonverbale kom-

15

1 Baseret på oplæg af Tove Rasmussen på møde den 1/111996. Oplægget tog udgangspunkt i Idit Harel (1991).

munikation indfanges fx i form af nik, hovedry-sten, åndeligt fravær mm. Der er en åben fokuse-ring på klassen som kan vise klassekulturen og en-keltelevers roller i klassesammenhængen. Der erdog også mulighed for at zoome ind på udvalgtehændelser. Der er ingen interaktion mellem klas-sen og kameraføreren, der optræder som Harels"silent observer", dvs vores tilstedeværelse harikke influeret på klassens ageren. Det ligger også iklasseundervisningssituationen, at aktiviteterne erkoncentreret om læreren og lærerens dialoger medenkeltelever, så der er så at sige ikke plads til atinddrage en observatør. Formen kan dokumentere udviklingen i såvelklassens fungeren som i enkeltelevers forholdensig til klasseundervisningen og forholdet mellemeleverne – stemningen i klassen. Desuden indfan-ger den lærer-elevdialogerne.Formens svaghed er at man ikke kommer tæt påindividets læreproces, men man indfanger klasse-rummets betydning og klassedialogen. Rent tek-nisk er det et problem at den indbyggede mikro-fon indfanger hele lydbilledet, hvor der er megetstøj og det ofte er svært at skelne enkeltpersonerstale.

Video 2: Gruppen.

For at komme tættere på læreprocessen følges enenkelt gruppe. Kameraet står fast på gruppen menmed mulighed for at zoome ind på spændendebegivenheder og en ekstern mikrofon står på bor-det så samtalerne i gruppen kommer klart med(dog stadig med nogen baggrundsstøj). Gruppener udvalgt ud fra tidligere observationer, spørge-skemaerne og i samråd med læreren, men udenden selv er klar over sin særstatus. I enkeltetilfælde har vi efter nogen tid sat den i eksperi-mentelle situationer (fx problemløsning, begrebs-læring) så læreprocesserne bedre kunne dokumen-teres fx ved at bede gruppens medlemmer "tænkehøjt", tage runder o.l. Der sker således en didak-tisk fokusering og kameraføreren interagerer af ogtil med gruppen. Kameraet er mere fortolkendeog formen ligger tættest på Harels "note-taking"kamera.

Videokameraet vil her have større indflydelse pådet observerede end ved klasseoptagelserne. Der

er større intimitet i gruppearbejdsorganiseringenog mere rum til kontakt med andre (både eleverfra andre grupper og videoføreren). I de (sjældne)eksperimentelle tilfælde har vi direkte skabtobservationssituationen og påvirker den fx ved atgribe ind og stille spørgsmål.Vi er ikke som ved klasserumsundervisningen "enflue på væggen".

Video 3: Individet .

Dette er en fuldt og åbent iscenesat situation meden personlig fokusering, og der vil således være fuldinteraktion mellem kamerafører og det enkelte in-divid. Formen giver mulighed for at inddrage in-dividets livsverden og den ligger tæt på Harels"holistisk dokumentation".Vi har primært brugt formen ved optagelse afelevinterview foretaget i et særligt lokale for atudelukke fremmed støj og påvirkning. Nogle afdisse interview er kommet ind på elevernes bag-grund og livssituation (i det omfang det ansåssom havende relevans for deres skoleliv), hvilkethar kunnet gøre tolkningen mere solidt funderet(øget dens validitet, et begreb der udfoldes se-nere).Formen kan også anvendes til dokumentation afenkeltindividers lærehandlinger ved at arrangereog optage sådanne. Dette har vi dog ikke gjort. Vihar eksempler på fokusering på enkeltelever i par-arbejde, men eleverne har her ikke været stillet isituationer, hvor de har handlet anderledes end deville have gjort i gruppearbejde.Videokameraet vil have direkte indflydelse på detobserverede og skal inddrages i en tolkning.

Vi har i vores observationer gjort brug af alle treformer, og de har haft mulighed for at supplerehinanden.

Klasseoptagelserne er taget så jævnligt, at det ermuligt at følge udviklingen i klassen og i enkelt-personers ageren. Efterhånden som interessenkoncentrerede sig om udvalgte elever blev disse isærlig grad optaget, så det har været muligt atfølge disse gennem de to år.Tyngden i optagelserne ligger i gruppeoptagel-serne. Det er her det er muligt at gå dybere i en-kelte elevers faglige tilegnelse og i de processer der

16

foregår i grupper og som ofte er rammen om denenkeltes læring.Der er optaget enkeltinterview af eleverne i x-klassen 1.g lige efter efterårsferien og igen vedvalgfagssnakken i februar og igen i efteråret i 2.g,således at det er muligt at følge den enkelte elevsudvikling i holdning til fag, skole, liv. Det er ogsåmuligt at registrere individers refleksioner overderes tilegnelsesproblemer. Der er tilsvarende fo-retaget interview af eleverne i y-klassen.I takt med projektets udvikling er skellet mellemde tre former for videooptagelse delvis opløst.

Teknikken

Rent teknisk har vi anvendt 2 stk Panasonic NV-S90 super VHS-C. Vi optog altså i super-VHSformat på compact-kassetter. Vi gik ret hurtigtover til at anvende ekstern mikrofon, en ShurePrologue, model 16L, som har en cirkulær karak-teristik med kort horisont, hvilket var ideelt tilgruppeoptagelser i klasserum. At optage i superVHS gav en høj teknisk kvalitet, hvilket var enfordel ved senere redigering, men prisen var, at viikke kunne se optagelserne fra kassetten i en al-mindelig videoafspiller, men kun via kameraet. I starten af projektet fik vi derfor overspillet opta-gelserne til betacam, hvorfra vi fik trukket enVHS kopi med tidskode. Vi kunne så se kopienpå vores videoafspillere, og få klippet i en godkvalitet fra betacam båndene. Det var imidlertiden dyr løsning, og da vi desuden ikke havde såstort behov for at redigere bånd, endte vi med selvat tage VHS-kopier af super VHS-C båndene, ogat foretage sammenklipninger selv vha kamera ogvideobåndoptager.

PÅLIDELIGHED OG GYLDIGHED

Det er centralt for en undersøgelse som denne atspørge, i hvor høj grad man kan stole på observa-tionerne og tolkningerne. I hvor høj grad er deudtryk for det, der skete, og kan man stole på vo-res forståelse af det? Denne troværdighed beskrivesved hjælp af begreberne pålidelighed og gyldighed.

Pålideligheden (også kaldet reliabiliteten) af en un-dersøgelsesmetode (og dermed af undersøgelsen)fortæller noget om hvorvidt andre ville få sammeindsigt som os, ville vurdere situationen på sam-

me måde, ville tolke den som os. Begrebet giverisær mening ved kvantitative undersøgelser, fx vedkaraktergivning i forbindelse med eksamen, hvoreksamens pålidelighed kan udtrykkes ved hvor-vidt den enkelte censor giver samme karakter forens præstationer og ved den grad af overensstem-melse der er mellem forskellige censorers karak-tergivning for samme præstationer. Der er tale omundersøgelsens og undersøgelsesmetodens konsi-stens, reproducérbarhed og stabilitet.Begrebet deles ofte op i to dele, nemlig ekstern ogintern pålidelighed.

Ekstern pålidelighed (eller stabilitet) siger nogetom hvorvidt andre forskere ved anvendelse afsamme metodik vil komme frem til samme resul-tat. Forskellige censorer skulle gerne bedømmesamme eksamenspræstation til samme karakter.Ville andre forskere i vores sted få samme indsigt?

Intern pålidelighed handler om undersøgelsesme-todens indre konsistens, dvs at de samme forskereved anvendelse af metoden på et andet objekt –eller på samme objekt til et andet tidspunkt – vilkomme til det samme resultat. Metoden skal såle-des ikke rumme mulighed for indre modsigelser,men give et entydigt resultat for de, der anvenderden. En censor skal kunne bedømme opgaver påsamme måde år efter år, og bedømme niveaumæs-sigt ens besvarelser på samme måde. Resultatetmå ikke være påvirkeligt af undersøgerens humør,hvornår på dagen undersøgelsen foretages, hvemder undersøges osv.

Det er tydeligt, at ovennævnte formuleringer harsvært ved at indfange det der sker, når man som viarbejder med kvalitative metoder. Vi måler ikkepå en situation, men undersøger og tolker den. Viskal så klart og præcist som muligt afdække struk-tur og dynamik i de observerede handlinger. SomJette Fog (1994, s.157) udtrykker det:

Vi har ikke brug for et “mål”, som på forhånd erstemt og beregnet til at kunne måle i alle muligeforskellige situationer. Vi har tværtimod brug for, atvores undersøgelsesmetode hver gang kan indstillespå det fænomens særegenhed, som den skal under-søge.

17

Hvis vi alligevel skal udtale os om vores under-søgelses pålidelighed, kan vi fremdrage følgende:

Vore undersøgelsers eksterne

på l idelighed

Problemet er, at hændelser, som dem vi under-søger, ikke kan gentages; de er enestående og der-for principielt utilgængelige for andre forskeresvurderinger. Men netop ved en videooptagelseindfanges så store dele af feltet, at det er menings-fuldt efterfølgende at tolke på optagelsen. Her bli-ver optagelsesmetodens interne pålidelighed tilgengæld vigtig: At man kan stole på at forskerensoptagelse ikke er anderledes biased af den aktuellesituation end af andre situationer. I det omfangdette er opfyldt, kan man godt tillade sig at sige,at hændelsen gentages, og man kan lade andreforskere komme med deres tolkninger ud frasamme metodik, og dermed vurdere metodenseksterne pålidelighed. Vi har ofte været to observatører i klassen, somsenere har foretaget hver sin tolkning af karak-teristiske klip af det observerede, og disse tolknin-ger er så blevet fremlagt for hele ALF-gruppen. Vihar herigennem opbygget en fælles tolknings-ramme.Kvale (1984) opererer med tre fortolkningsni-veauer til indfangning af den eksterne pålidelig-hed: Selvforståelse, common sense fortolkningerog teoretiske fortolkninger:

• Ved det første fortolkningsniveau vil manundersøge, om de observerede kan bekræfte, atens tolkninger er i overensstemmelse med deresegen opfattelse. Det kan fx ske ved at lade dem seen videosekvens og komme med deres egen opfat-telse af situationen og sammenholde den medobservatørens. Dette har vi gjort i begrænset om-fang.• Ved commen sense fortolkningen kan man fåsine tolkninger bekræftet af andre, der kender deobserverede fx en anden observatør eller klassenslærer. Vi har i vid udstrækning diskuteret vorestolkninger med hinanden og de respektive lærere,således at vi har sikret os mod fejltolkninger pga.manglende kendskab til rammerne og et brederekendskab til eleverne.• Ved den teoretiske fortolkning kan man lade en

kompetent forsker vurdere sin fortolkning. Vi hardiskuteret videosekvenserne med andre forskerebåde på konferenser og seminarer, og har herigen-nem set at vores tolkninger kan forstås og accep-teres af et bredt udsnit af forskermiljøet.

Vore undersøgelsers interne

på l idelighed

Man er altid påvirket af situationen, fordi man eren del af den. Men man kan eksplicitere forhol-dene, observationerne er sket under, og forsøgeherudfra at synliggøre de relationer, der er mellemobservatør og de observerede, og vurdere hvilkenpåvirkning disse har på tolkningerne.Selv om man, i hvert fald i en kvantitativ forsk-ningsmetodik, ofte forsøger at adskille forsker ogforskningsobjekt, så er det et problem, at jo mereinstrumentelt og distanceret forskeren forholdersig til personerne der undersøges, desto mindrefår han/hun at vide. Neutralitet kan tilstræbes,men aktiv holden sig uden for det sociale rumkan af de personer, der er genstand for observa-tion, opfattes som fornærmende og følelseskoldt,og dermed påvirke det observerede felt. Dettegælder naturligvis i høj grad i situationer, hvorman som forsker er tæt på andre personer, fx vedinterview eller ved arrangerede undervisningssitu-ationer. Men også ved videooptagelse af gruppear-bejde er man tæt på hinanden, dele af den sammevirkelighed, og derfor til en vis grad forbundne.Man må derfor som klasserumsforsker finde enmåde at forholde sig til eleverne og lærerne på,som ikke påvirker situationen væsentligt, mensom samtidigt gør at man bliver accepteret somen del af klassens miljø.Vi mener, at vi ret hurtigt blev en del af klassen. Vivar “alferne”, og vi blev tiltalt, og svarede, kendteelevernes navne. Nogle gange spurgte eleverne osom noget, og hvis det ikke influerede på lærerensintentioner, svarede vi. Eleverne kunne fjolle medmikrofonen, men vi følte ikke, de ellers opførte siganderledes, end de ville have gjort uden os.Den interne pålidelighed glider flydende over ibegrebet gyldighed.

Gyldighed

Gyldighed (eller validitet) er et udtryk for i hvorhøj grad man rent faktisk undersøger det man

18

gerne vil undersøge. Altså at ens metodik er an-vendelig til det ønskede formål. Et velkendt ek-sempel på at det ikke altid er tilfældet er eksami-ner som mål for fagligt niveau. Måske måler eneksamen snarere elevens evne til at gå til eksamenend vedkommendes dybereliggende forståelse affaget. For tolkende metoder er gyldighedens koblingmed den interne pålidelighed tydelig. Hvis meto-dikken ikke formår at tage højde for personligeforhold vil disse påvirke hele undersøgelsesfeltet,og dermed undersøgelsesresultatet, så vi ikke kunundersøger et bestemt objekt eller fænomen i sigselv, men fænomenet sådan som det er underpåvirkning af forskeren. Desuden påvirkes forske-rens opfattelse af det observerede af den teoretiskeforforståelse. Det sete afhænger af øjnene der ser.En måde at komme ud over disse forhold på, erved at argumentere for den udførte analyse, såledesat kriterierne for vurderingerne er gjort ekspli-citte. Jette Fog (1994, s.166-170) giver et eksem-pel på en sådan trinvis og systematisk afprøvningaf gyldighed:a) Identifikation af de begreber, der kommer tilsyne i materialet, og en redegørelse for hvorfor deter fornuftigt at fremhæve netop disse træk. Detkan være kriterier, som er udviklet ud fra teoreti-ske betragtninger, og som tilpasses de konkreteforhold.b) Korrespondens, dvs. en dokumentation for hvorudbredte de identificerede træk er i materialet oghvordan de hænger sammen med andre begreber.Dette skal sikre mod en ensidig brug af empirien.c) Det sidste trin drejer sig om koherensen i mate-rialet, dvs den indre logik, som der er mellem deforskellige dele og aspekter af materialet.Ved at følge disse trin kan man sandsynliggøre, atens fortolkninger er dækkende for den observe-rede virkelighed.

En vigtig forudsætning for at kunne foretage dissetrin, er at kende det undersøgte felt godt. GeorgHoman (1966) har med dette udgangspunkt ud-arbejdet nogle retningslinier for hvordan man kanøge et forskningsprojekts validitet. Han opererermed 6 synsvinkler på en undersøgelse, hvor de 5er gengivet her (den 6., konsensus, hører eftermin opfattelse mere under ekstern pålidelighed):

1. Tid. Jo længere tid man opholder sig i dengruppe, man skal studere, jo større er sandsyn-ligheden for at man fortolker sine observationerpå en logisk konsistent måde, at man ikke sprin-ger til en hurtig konklusion. Vi har været mangetimer i de observerede klasser. Vi synes vi kendereleverne lige så godt som man som lærer kendersine elever. Ja, måske bedre, idet vi har studeretdem på video, har interviewet dem, har fået deresholdninger på spørgeskema osv.2. Sted. Jo tættere man rent geografisk er på dem,man skal observere, jo bedre fortolkningsmulig-hed. Ved klasserumsobservationer er man selvføl-gelig i klasserummet, men (geografisk) nærhed vilher også sige at sidde så tæt ved de observerede fxved gruppearbejde, at man kan høre og se detaljer.Ikke alene var vi selv tæt på gruppen, men voresvideokameraer og mikrofoner registrerede alt, derforegik.3. Variation af omstændigheder. For at lære klassenbedre at kende, vil det fx være lærerigt at følgedem over en hel skoledag og se hvordan forskel-lige elever agerer i forskellige fag.4. Sprog. Kendsskab til de observeredes sprog ernødvendig for en korrekt fortolkning. Måske isæri ungdomsgrupper, hvor sprogkoden kan væremeget forskellig fra observatørens. 5. Intimitet. Jo højere grad af intimitet, nærhed ogfortrolighed, man opnår med de observerede, jomere nøjagtige fortolkninger. Intimiteten kan op-nås ved at deltage i "private" arrangementer, dvsarrangementer uden for det normale observati-onsrum fx ekskusioner, teselskaber, klassefestero.l. og her indgå i diskussioner og almindelig sel-skabelighed. Dette har vi kun gjort i meget beg-rænset omfang, men alene den mængde tid, vi hartilbragt blandt eleverne, har givet en vis fortrolig-hed. Vi er blevet kaldt “alferne” af eleverne, oginddraget i deres diskussioner. Faren ved en sådannærhed er, at man mister sin objektivitet, at mangår fra at være observatør til at være deltager. Derkan godt være forekommet sådanne tilfælde.

Sammenhængen mellem

på l idelighed og gyldighed

Der er ikke nogen enkel sammenhæng mellempålidelighed og gyldighed, og det er ikke altidmuligt at skelne mellem dem. Men jeg er enig

19

med Jette Fog i at betragte pålideligheden som enforudsætning for gyldigheden. Selv om vi sikrer osen høj pålidelighed er det helt centralt at fast-holde gyldigheden. Det er ikke nok at andre for-står vores spørgsmål, vi skal være sikre på at vistiller de rigtige spørgsmål, at vi undersøger det vigerne vil.

Overordnet set vil vi mene, at projektets resultaterhar en relativ høj gyldighed. Alle de 5 områder,som Homan opstiller for at øge en undersøgelsesgyldighed, har vi i vid udstrækning dækket. Veddesuden at have en meget forskelligartet empiri,har vi mulighed for at sammenholde de sammeelevers udsagn og ageren – også over tid. Vi kansåledes sammenholde elevers udsagn i interviewsog spørgeskemaundersøgelser med vores observa-tioner, og på den måde undersøge konsistens oginkonsistens mellem elevudsagn og handlinger.

TEORIAFKLARING

Vores teoretiske udgangspunkt har for de fleste igruppen været en relativ bred og upræcis kon-struktivistisk opfattelse af læring og for andre enmere stringent kognitionspsykologisk tilgang. Dethar været en væsentlig del af gruppens arbejde atfå disse synspunkter til at mødes – med hinandenog med empirien. Vi har derfor læst og diskuteretforskellige (især) konstruktivistiske teorier ogkonfronteret dem med hinanden og empirien.Det har i høj grad været en gensidig proces, hvorteorien har givet nye synsvinkler på empirien, oghvor empirien på sin side har afsløret begrænsnin-ger i og stillet krav til de anvendte teorier. Dennevekselvirkende arbejdsform har nuanceret voresteorigrundlag, og tydeliggjort for os, at et så kom-plekst felt, som det vi undersøger, ikke kan rum-mes af én teori. Vi har derfor inddraget en bredvifte af – primært konstruktivistisk orienterede –tilgange, således som det fremgår af de forskelligeafsnit.Fx har vi, for at få indfanget gruppelæreproces-serne, trukket på sociokulturelle tilgange, og herindenfor specielt dialogiske læringsopfattelser.Den kulturhistoriske tradition har derfor fået enrelativ central plads.Teoriafklaringerne har været en central del af vo-res arbejde, netop fordi vi har fokuseret på kvali-

tative aspekter. Vi har afsøgt mulige forståelses-rammer og relateret vores forforståelse og det em-piriske materiale hertil. Derfor har vi i rapportenmedtaget afsnit der tilsyneladende alment disku-terer teoretiske positioner. Disse afsnit er imidler-tid skrevet på baggrund af fælles arbejde med denindsamlede empiri, og vi håber at de kan væremed til at udvikle og fremme andres refleksionerover undervisning og læring i fysik.

TOLKNINGERNE

Vi startede observationerne med et meget bredtfokus. Vi fulgte simpelthen med i timerne, oglærte klasserne og lærerne at kende. Efterhåndendukkede der situationer op, hvor der “skete no-get” rent læringsmæssigt. Det kunne være enklasseundervisningssituation, hvor der tydeligvisikke skete det læreren var interesseret i, eller etgruppearbejde, hvor eleverne syntes at opnå en er-kendelse. Der skete en identifikation i Jette Fogsbetydning. Disse situationer så vi igennem og di-skuterede hvad der skete. Vi valgte nogle eksem-plariske sekvenser, og bearbejdede dem efter føl-gende tretrinsraket:

• Struktureret beskrivelse• Tolkning af udsagn – hvad er de udtryk for?• Indpasning i en teoriramme

Som en del af denne proces diskuterede vi situa-tionernes korrespondens og koherens for at sikregyldigheden af det udvalgte materiale.

En stor del af tolkningerne er foretaget på grund-lag af elevdialoger udskrevet fra videooptagelser.Jeg vil derfor specielt omtale hvilke problemer derer forbundet hermed.

Dialoganalyse af videooptagelser

Dialogens datagrundlag er i første omgang deytringer som lærere og elever frembringer i klasse-rummet, men i overensstemmelse med Bakhtinsdialogbegreb (se kap. 11 ) er det også deres skrift-lige frembringelser samt de overvejelser de gør un-dervejs. At undersøge alle disse data er alene afomfangsmæssige grunde svært, men der knyttersig desuden en række metodiske problemer hertil,som jeg vil fremdrage.

20

Når klasserumsaktiviteterne bliver forskningsdataflyttes de fra den kontekst, hvori de er dannet, tilforskerens sfære. Ved undersøgelser af sproglig/-social/kulturel mening og betydning, som erstærkt kontekstbundet, vil udvælgelsen, præsenta-tionen og den nye kontekst, forskeren bringerdem i, i høj grad påvirke dataenes information ogbetydning. Ved vores analyser gør vi dataene til endel af vores betydningsverden, og de bliver derforogså data om os (Lemke 1998, p.1176).

Dialoganalyse er et forsøg på at finde mønstre viaaggregering af hændelser, som hver især trækkesud af deres kontekst efter nogle bestemte kriterier.Et vigtigt princip for aggregering er covariation:En ændring i kontekst eller et tilbagevendendekarakteristisk træk ved konteksten afføder en be-stemt ændring eller et bestemt udtryk i dialogen.Disse covariationsmønstre kan være svære at fangeud fra et begrænset datamateriale, især hvis manikke ser efter nogle sammenhænge som man påforhånd har valgt at interessere sig for. I sådannetilfælde kan validiteten af ens analyse være megetlille. Vi har startet vores observationer med et me-get åbent fokus, og de mønstre vi fremdrager ervokset frem af mange timers tilstedeværelse i klas-sen, samtaler med elever og lærer, læsning af elev-arbejder, iagttagelse af videooptagelser mm. Her-ved har vi tilstræbt en så høj grad af validitet sommuligt. Men det er stadig vores analyser og voresmeningstilskrivelse, så reliabiliteten er ikke nød-vendigvis meget høj. Vi har dog fremlagt voresanalyser for hinanden og på den måde sikret os, atvi ser de samme hændelser og tilskriver dem densamme tolkning.

Covariation er udtryk for en ændring og en æn-dring sker i forhold til noget, hvorfor sammen-ligning er en central del af dialoganalysen. Følgesfx bestemte elevers adfærdsmønstre er det vigtigtogså at følge andres for at se om disse handler an-derledes eller på samme måde.

Jo mere omfangsrigt materiale man har, jo højeregrad af validitet kan opnås. Videooptagelser –som har udgjort et centralt datamateriale for os –er ekstremt informationsholdigt: Ord, betoninger,intonationer, gestus,... alt er med. Men samtidig

er en bearbejdning nødvendig for at få reduceretkompleksiteten, og dette er netop hvad der skerved analysen. Når en sekvens er fundet interessanter den typisk blevet skrevet ud. Herved sker deren ejendommelig dobbelthed: På den ene side serman hvor mange fyldord, gentagelser, abruptesætninger, pauser, ændringer osv. mundtlig sprogbestår af. Udtryk, som man ikke er opmærksompå når man overværer episoden eller ser videoop-tagelsen, og som i daglig tale virker naturlige,springer i øjnene når de skrives ned. Der er ud-sagn og ytringer som i deres rette, talte kontekster fuldt forståelige og meningsfulde, men somskrevet ned virker nærmest uforståelige. Så tran-skriptionen udvider ens oplevelse af optagelsen.Men på den anden side, og dette er tolknings-mæssigt vigtigere, er det forbløffende hvor lidt afden aktuelle, filmede hændelse, der kommer medpå en udskrift. Ofte har man ved gennemlæsningaf en sådan udskrift svært ved at genkende se-kvensen og forstår næsten ikke hvorfor den var in-teressant og kan ikke lysende klart se de pointersom var tydelige på videobåndet. Udskriftenmangler den intonation som kan afgøre om en yt-ring er et samtykke eller det modsatte, om det ud-tales tøvende eller sikkert, ironisk, fjollende osv.Ved gentagne gennemsyn af videoen kan noget afdette tilføjes udskriften, især pauser, afbrydelsero.l, men jo mere man tilføjer af den slags nonver-bale ytringer jo mere bliver udskriften forskerenstolkning af hændelsen.Det er altså vigtigt at være opmærksom på, hvorstor en del af den sproglige mening der er inter-tekstuel. Den ligger i gestus, attituder, betoninger,i valg af ord og vendinger i relation til den aktivi-tet den indgår i. Den sproglige mening er des-uden som nævnt stærkt kontekstbundet. Mangeytringer giver kun mening hvis man eksplicitererhvilken sammenhæng de indgår i. Der kan væretale om en faglig sammenhæng, en aktuel situationeller en kulturel kontekst: Er eleverne ved at repe-tere et emne eller ved at få det introduceret? Hvader der sket tidligere i forløbet? Er sekvensen sidstpå dagen hvor elever tit er trætte og uoplagte, ernogle bestemte dominerende elever fraværendeel.lign.? Hvordan er klasserumskulturen, hvordantaler læreren normalt til eleverne, hvordan erstemningen, hvilken rolle har bestemte elever?

21

For at kunne tage højde for disse kontekstbindin-ger er det vigtig at alle udsnit af undervisning pla-ceres i den kontekst som er nødvendig for atkunne foretage en valid tolkning.

LITTERATUR

Jette Fog (1994): Med samtalen som udgangspunkt.Akademisk forlag A/S

Idit Harel (1991): The Silent Observer and Holi-stic Note Taker: Using Video for Documentinga Research Project (i Idit Harel and SeymourPapert (ed.): Constructionism. Ablex PublishingCorporation, New Jersey)

Georg Homan (1966) i S.T.Bruyn: The humanperspective in sociology. the methodology of parti-cipant observation. New Jersey: Prentice HallSoviology Series. Her efter Kruuse 1992.

Emil Kruuse (1992): Kvalitative forskningsmeto-der. Dansk psykologisk Forlag

Emil Kruuse (1996): Kvantitative forskningsmeto-der. Dansk psykologisk Forlag, 2.rev.udg.

S.Kvale (1984): Det kvalitative interview (i H.Enderud (red.): Hvad er organisationssociologiskmetode? Den 3die bølge i metodelæren.2.bd.2.udg. Samfundslitteratur)

Lemke, J. L. (1998): Analysing Verbal Data: Prin-ciples, Methods and Problems. InternationalHandbook of Science Education. B. J. Fraser andK. G. Tobin. Dordrecht, Kluwer AcademicPublichers. 2.

Hugh Mehan (1993): Why I Like to Look: Onthe use of Videotape as an Instrument in Edu-cational Research. (i Michael Schratz (ed.):Qualitative Voices in Educational Research. TheFalmer Press)

Tove Arendt Rasmussen (1997): Video mellemsamtale og observation (i Helle Alrø & LoneDirckinck-Holmfeld (red.): Videoobservation.Interpersonel Kommunikation i Organisationernr. 3, Aalborg Universitetsforlag)

Michael Schratz (1993): From CooperativeAction to Collective Self-reflection: ASociodynamic Approach to Educational Rese-arch (i Michael Schratz (ed.): Qualitative Voicesin Educational Research. The Falmer Press)

Bengt Starrin (1995): Kvalitativ analys, Student-litteratur

22

I dette afsnit præsenteres de to klasser, som ALF-projektet har fulgt – et kapitel til hver klasse. For-målet er at vise og diskutere en række forholdvedrørende både elever og lærere, der har betyd-ning for hvorledes undervisningen forløber, ogdermed for hvilken læring, der er mulig.

Elever er forskellige, og klasser er forskellige, ogde to klasser er på ingen måde udvalgte ud fra etrepræsentativitetssynspunkt. Men der afdækkes etfelt af meninger og holdninger, der kan begrebs-sætte de muligheder, problemer, glæder og svag-heder, der set fra elev- og lærerside er forbundetmed fysikundervisningen i gymnasiet.

Gennem interview og spørgeskemaer lader vi ele-ver og lærere komme til orde, og vi prøver at sy-stematisere oplysningerne. Vi spørger lærerne omderes formål med undervisningen og deres syn pålæring og fysik. Vi spørger eleverne om deres op-fattelse af læring, deres holdning til forskellige ar-bejdsformer, hvad de synes er svært ved fysik osv.Herigennem udkrystalliseres nogle problemfelter,som de senere kapitler tager fat på at analysere.

Indholdsfortegnelse del I I

Kapitel 3. X-klassenLærerenEleverneHvad viste observationerne?Slutevalueringen i klassenLærerens slutevalueringOpsummeringLitteratur

Kapitel 4. Y-klassenLærerenEleverneAfrunding

23

Del I IFYSIKUNDERVISNING I TO KLASSER

Jeg vil i dette kapitel gå tæt på en af de klasser, vifulgte. Ved at gennemgå og analysere det materialevi har samlet sammen, vil jeg forsøge at karakteri-sere det læringsmiljø, der er bygget op, og denmåde forskellige elever har formået at udnytte detpå. Kapitlet tjener således som et eksempel på,hvorledes fysikundervisning kan gribes an, oghvorledes den forløber, når elever og lærer har be-stemte opfattelser af fysikfaget og undervisningen.Udgangspunktet er en opfattelse af, at der er entæt sammenhæng mellem de holdninger, mansom lærer har til faget, og de opfattelser, man haraf læring, og så den måde man gennemfører sinundervisning på (Dolin 2000). Man vil som læreri vid udstrækning planlægge og gennemføre sinundervisning i overensstemmelse med detlæringssyn og den fagopfattelse, man har. Der ernaturligvis ikke nogle simple og entydige sam-menhænge mellem holdninger og praksis, og deer langt fra altid bevidste og formulerede. Men såmeget des vigtigere er det at forsøge at afdækkedem.Tilsvarende vil det udbytte, eleverne får af at del-tage i undervisningen, i høj grad afhænge af hvil-ket syn, de har på læring og på det fag, derundervises i. Disse sammenhænge er vigtige for at forstå ele-vers læringsmuligheder i en konkret undervis-ning.

Jeg vil se på hvilket lærings- og fysiksyn lærerenog eleverne i x-klassen har, og hvordan det harudviklet sig. Jeg vil vise, hvorledes undervisnin-gen er bygget op som følge heraf, og hvilkenpåvirkning denne organisering har haft på eleversholdninger og udbytte.Det vil ske via en reflekteret gennemgang af storedele af det empiriske materiale, der er indsamlet.Det drejer sig om et ret omfattende materiale. Videltog i størstedelen af klassens fysiktimer i 1. og2. g og optog en stor del af disse på video. Så ud

over noterne fra klasseobservationerne har vi regi-streret og analyseret videooptagelserne. Vi hardesuden haft adgang til elevernes skriftlige arbej-der, både deres almindelige fysikopgaver, deresøvelsesrapporter, deres projektrapporter og deresfysiktests og skriftlige evalueringer. Dette registre-rende materiale til belysning af den dagligeundervisning, baseret på hændelser som i vidudstrækning har været uafhængige af os, har visuppleret med mere analyserende indsamlinger iform af interviews af læreren og eleverne og spør-geskemaundersøgelser af eleverne, hvor vi altsåsom forskere direkte har gået ind og påvirketsituationerne. Vi har også i enkelte tilfælde arran-geret elev(undervisnings)-situationer, som vi harregistreret.Materialet inddrages i forskellig grad af bearbejd-ning. Mange udsagn bringes uden uddybendekommentarer, idet de i høj grad taler for sig selv.Først gennemgås lærerens holdninger og opfattel-ser, derefter elevernes. Derefter fremdrages noglekarakteristiske træk ved undervisningen, såledessom den har formet sig i denne specifikke klasse,og afslutningsvis bringes klassens og lærerens eva-luering af de to års arbejde.

LÆREREN

Lige i starten af 1g interviewede jeg læreren, T,for at høre om hendes pædagogiske og fagligeholdninger. T havde ikke fået spørgsmålene i for-vejen.

Første interview

Hvad er dine forventninger til klassen, hvad reg-ner du med at opnå med dem, og hvad er dinpædagogiske grundholdning eller holdning tilundervisning og måske også holdning til fysik –og hvordan prøver du at realisere det i praksis?Min pædagogiske grundholdning ... det er nok, atdet drejer sig om at få dem til arbejde så meget sommuligt med tingene selv. Det er sådan det grund-

24

Kapitel 3X-KLASSEN

Af Jens Dolin

læggende i hvert fald. Det er den ene ting, og denanden ting er, at fysik er meget svært, bl.a. fordi derer så mange forskellige discipliner, man skal lære, ogderfor skal det indføres stille og roligt og langsomt.De skal ikke kunne regne en perfekt opgave førstegang, de kan ikke have det hele med, men de skalvide hvilke krav, der er, og de skal også vide, at deikke er færdiguddannet til at lave en besvarelse. Derskal være progression i det på den måde. Det sammemed rapporter og øvelser: Der er nogle småøvelser,hvor formålet simpelthen er at prøve at lære, det erdet de er i gang med nu, bare at optræde i et labora-torium, og så får de nogle strammere og større opga-ver, og så skal de efterhånden, er mit mål, lære atdesigne de forsøg selv, prøve selv at tænke sig om nårde laver forsøgene.Jeg forventer mig i hvert fald at der bliver et meget,meget godt arbejdsklima. Det syntes jeg, at jeg kanmærke på dem, ikke, så det, det har jeg egentlig sto-re forventninger om.

Er det noget du arbejder med aktivt, altså at laveet godt arbejdsklima?Det gør jeg normalt; lader dem tænke over andreting end de strengt faglige, prøve at beskrive hvor-dan de opfatter god undervisning og gode elever oggode lærere og dens slags, ikke, og det vil vi så gøresammen i vores lærerteam i år, både i dansk ogmatematik og fysik. Vi vil gå ind og prøve at disku-tere sådan nogle ting med dem, og så vil vi have desamme rammer for, hvordan man arbejder sammeni grupper, og hvordan man laver projektarbejde ogsådan noget, så vi bruger de samme ord og prøverpå at blive enige om de samme vaner....I starten har jeg bestemt at vi skal lave balloner.Der kommer sådan nogle lette begreber med masse-fylde og sådan noget, og det er sjovt for dem at lavede der heliumballoner og få dem til at flyve. Efterdet vil jeg så gå i gang med at prøve at lære dem atlæse bekendtgørelser; arbejde med det, så de også fåren idé om, hvad der skal foregå. I starten her, der erdet sikkert også mig der kommer til at bestemmehvad vi så kaster os over mest. Det tager lang tid atlære dem at få den indflydelse der, ikke, men ellersvil jeg da sige at princippet for rækkefølgen er egent-lig at de skal, i høj grad, kunne gå ind og præge det,ikke, og kunne se mulighederne i nogle temaer.

Det vil sige du er villig til at lade noget fyldemere end normalt?Ja, klart, helt sikkert, jo mere de kommer til atarbejde med noget de selv interesserer sig for jo bed-re. Det er klart der er nogle grænser for det, mankan ikke lade 28 mennesker stå med hver deresting. Men jeg mener godt der kan være lad os sige 4forskellige temagrupper, som man så prøver at fåsamlet på en eller anden måde. Jeg tænker megetover, at de skal prøve nogle forsøg og prøve nogleting af, prøve nogle formler af og gøre nogle ting førman går ind og docerer teorien, ikke, så det kørerden vej rundt.

Hvad er det der er svært ved at lære fysik?Når man som fysikelev sidder i sådan en 1g så fårman simpelthen væltet så mange krav ud i hovedetlige på en gang, det kan slå mange af pinden, trorjeg. Selv om man rent faktisk godt ved at hvis detder er noget hastighed og det er noget sted og mangør sådan, så kommer der en tid ud og det er egent-lig rigtigt nok, men så får man 17 røde streger, fordider mangler sekunder, og der er ikke sat ordentligtind – det slår mange ud.

De elever der kommer med den forestilling at deikke kan fysik kan du gøre noget ved dem?Ja, det tror jeg egentlig godt. Man bliver jo nødt tilat vise dem, i hvert fald at fysik er sjovt, ikke. Jegstarter med at lade dem gå rundt og lave nogle eks-perimenter, hvor de kan få lov til at prøve nogleting af og få noget ro til det. De skal have nogle suc-ceser, ikke.

Hvor meget går du ind og lærer de enkelte eleverat kende, og hvad betyder det for din undervis-ning?Jeg har stædigt kæmpet mig igennem hver klasse jeghar fået og snakket med dem. Det tager tid at snak-ke med hver enkelt elev, men det betyder utroligmeget for deres forhold til mig. Jeg tager det så opigen i starten af, måske tidligere, hvis der er behovfor det, men ellers i starten af 2g. Snakker med demigen, om hvordan er årsprøven gået og hvad skal vi(i år) og sådan noget, men altså det betyder megetfor dem, men det betyder også utrolig meget for migaltså, at kende dem.

25

Opsummerende kan man sige, at T har en megetbevidst holdning til, hvilken pædagogik hun vilbruge, og at den i meget høj grad går ud på atskabe trygge rammer og et godt arbejdsklima,hvor eleverne får mulighed for selv at formuleresig om fysikken. Fagligt set har T som udgangs-punkt, at fysikken er svær, og at det, der skal dri-ve læreprocessen, skal være elevernes interesse ogmulighed for medbestemmelse samt en bevidstprogression. Progressionen viser sig bl.a. iarbejdssedlerne og i de stigende krav til øvelses-rapporterne

Andet interview

Midt i 1g interviewer jeg igen T for at få uddybethendes fagsyn og læringssyn i lyset af den under-visning, jeg har set indtil da.

Hvad mener du læring er?Det er vel mange ting, men det er vigtigt at manselv bearbejder tingene på en eller anden måde, forat opnå læring. At man selv arbejder aktivt meddet, det syntes jeg, det ser man eksempler på igen ogigen og igen i undervisningen.Så skal man jo kunne anvende det man har lært iandre situationer og kunne, man skal . . ja . en elleranden model fx i fysik, hvornår man har lært nogetom den, det har man vel først når man overhovedetkan overskue at det er en model, på en eller andenmåde, og hvis man så kan, altså man når op på etniveau hvor man kan se at, at det hele i virkelighe-den er modellering og hvordan de adskiller sig frahinanden. Men i første omgang er det vel at kunneanvende sådan en model der.

Er det så også det, der er fysik for dig?Ja, fysik, jamen det er at opstille modeller, derbeskriver virkeligheden og så samtidig også kunnebeskrive modellernes grænser. Det er vel fysik på eneller anden måde. Og så altså selvfølgelig også harman det der store element: at eftervise eksperimen-telt.

Er det sådan så du bevidst tænker, når du nuforbereder dig, at de skal lære denne her model,og hvordan gør de så bedst det?Ja, altså fx inden vi gik i gang med varmelære, derlavede jeg mig selv et begrebsdiagram, for at prøve

at overskue hvad det er for nogle forskellige model-ler, man egentlig skal slå ind på, ikke. Og der harde jo fået introduceret, at der er altså noget, når derer en faseovergang, den hedder model 2, tror jeg, hosdem ikke, og der sker noget, når der er temperatur-ændring, den hedder model 1. Så de hele tiden harfået det introduceret som modeller.

Det vil sige, du bevidst sidder derhjemme og fin-der ud af, hvilke modeller er der i det stof, de harnu?Ja, inden et længere forløb, der bruger jeg lang tidpå først at gennemskue, hvad indeholder alt det heregentlig, og hvad er det jeg synes er vigtigt, som derskal spores ind på, og så laver jeg sådan en løs over-sigt over, hvordan jeg kunne tænke mig, hvad oghvornår skal vi se på den model og den model, oghvornår skal de træne, og de skal også lige huske atkomme ind i nogle dybere anvendelsesopgaver ogsådan noget. Og så princippet om at de skal, stortset, rode med nogle øvelser hver gang af en elleranden art, det tænker jeg jo så også med, sådan ihvert fald så jeg har et rimeligt overblik over, hvadder kunne være af ting, der kunne være interessanteat arbejde med, ikke.

Er det sådan så du laver en tidsplan?Nej ikke detaljeret, det vil jeg ikke sige. Det har jeggjort før hen, men øh, jeg har også udleveret den tileleverne ikke, men det.. . Den går meget hurtigt ivasken fordi, enten arbejder de hurtigere med eteller andet end jeg har tænkt mig, eller også lang-sommere, så skal de hele tiden rettes. Det er selvføl-gelig nemmere at sige, når man har de der 3 timer itræk ikke, at den uge jamen der er fokus på denting, i den uge er der fokus på den ting, det kanman godt, sådan nogenlunde. Vejen gennem varme-læren eller sådan noget tænker jeg mig på den hermåde, ikke, at for det første, andet og tredje osv. ogdet behøver så ikke at være dén torsdag der hedder1., 2. og 3., vel.

Hvad med den pædagogiske tilrettelæggelse?Ja, altså det jeg hele tiden overordnet har i baghove-det, det er eleven i centrum og at jeg ikke skal brugetiden på at tale. Jeg tænker også meget i at der selv-følgelig skal være nogle break af en eller anden art,altså de skal, de skal helst have en eller anden øvelse

26

i hånden og se noget eksperimentelt, ikke. Men deter ikke så besværligt når de grundlæggende sidder ogarbejder sammen i grupper, så er det ikke så besvær-ligt lige den del af det syntes jeg.

Hvad skal der til for at eleverne lærer godt fysik idine timer?De skal i hvert fald, punkt ét: have en positiv ind-stilling til det der foregår, det er utrolig vigtigt. Deter måske i virkeligheden også derfor at jeg stædigtholder ved med at tage det stille og roligt her, fordijeg syntes at der er en positiv stemning i klassen ogjeg vil nødig tabe dem på gulvet her, nu, ved at ræseet eller andet trykværk igennem, og så sige: slam, nuer det ellære og bam, bam, ikke.De skal kunne lide fysik – simpelthen – kunne lideat være der og syntes at der er foregået noget fornuf-tigt. De skal selv føle at de lærer noget, de kan brugedet til et eller andet . . synes jeg.

Det tager lang tid at få frem, ikke, og det hartaget lang tid indtil nu. Er det ikke sådan, atnogle af de elever som godt forstår det, føler atnu sker der ikke nok?Jo, det kunne man måske godt tro, men jeg har heletiden nogle ekstra ting i baghånden vil jeg sige.Altså sidste gang, hvor de læste grafer, hvor jeg tænk-te, der må være nogle der, der kører hurtigt igennemdet der, så de kan få noget ekstra, der var ikke brugfor det. Det kørte egentlig sådan nogenlunde i sam-me tempo, men ellers så havde de fået et eller andetde kunne ... Så enten er de rimelig homogene ellerogså så er de rigtig skrappe nogle utrolig søde og soci-ale mennesker, som går i kast med at lære de andredet. Det tror jeg egentlig nok.De lærer jo meget af, efter min mening i hvert fald,det der med at få det ud over læberne igen ikke, såjeg føler ikke at der foregår tomgang i den forstand,heller ikke hos de dygtige.

Du går meget rundt når du har gruppearbejde ogsnakker lidt med eleverne. Hvad kikker du efternår du sådan går rundt?Jamen, jeg står og kikker ved en gruppe og ser omder foregår nogle diskussioner der har noget medemnet at gøre, ikke, og jeg blander mig ikke hvis derforegår en ordentlig diskussion. Men de ignorerermig jo som regel ikke. Hvis jeg står der, så finder de

et eller andet de alligevel lige havde og skulle spørgeom, ikke, så de bestemmer sådan set selv, hvad devil tale med mig om. Jeg blander mig som regelikke, jo altså, det har jeg nok svært ved at lægge afmig og det skal man nok heller ikke helt. Hvis mankommer ind til en gruppe der er dybt inde i endiskussion om lancierkjolen eller sådan noget, så gården jo som regel i stå af sig selv når man står der ogkikker lidt på dem. Det bryder jeg mig ikke såmeget om de skal diskutere, men det er jo ikke særlighyppigt lige i den klasse dér, vil jeg så sige, ogomvendt skal de altså – de arbejder jo utrolig inten-sivt, så det er heller ikke sådan at jeg farer over demmed galde hvis det foregår, men prøver sådan at ...gelejde dem lidt tilbage, ja.

Den måde du underviser på, er det noget der harændret sig gennem årene?Ja, meget, helt sikkert. Den store ændring skete dajeg begyndte for alvor at spekulere over naturfags-undervisning og var med i de der UVD-forsøg, ikke,der kørte, hvor det jo blev utrolig indlysende at deter spild af tid for alle, efter min mening, at lærerenstår og taler. Jeg var simpelthen, jeg blev nødt til atvære sur og vred hele tiden og hele tiden skælde udog det var enormt anstrengende. Sveden springer,man skal hele tiden få dem til at tie stille, ikke, også når man har kæmpet med det i 2 timer og de selvskal prøve og gøre et eller andet så er aktiviteten lig0, så har man fået dræbt dem fuldstændig, ikke, ogde kan overhovedet ikke engang reproducere hvaddet er, man har stået og sagt.Jeg tror der er utrolig mange lærere der egentlig gårrundt og har de der frustrationer, ikke. Altså den dererkendelse af, jeg står og siger det, det kan ikke sigesmere perfekt, men der sker bare ikke en skid, vel. Deder UVD-forsøg har revet godt op i mange ting, for-di der var et tilbud om en masse gode foredrag, derer mange der har fået nogle gode input der, ikke, ogogså det at man har diskuteret med mange andrelærere rundt fra andre skoler, ikke, mødt hinandenog, nogen har sagt jamen jeg gør sådan og sådan.Gud, kan man også det, tænker man så, jamen hvishan tør så tør jeg fandeme også, ikke, så det er megetnoget, tror jeg, med at turde give slip.

Du tager ikke elever op til tavlen?Nej, det er der slet ikke behov for. De taler jo så

27

meget med hinanden. Måske når man når hen der islutningen af 2g, men det kan man også gøre i min-dre grupper, fordele sig rundt omkring på skolen ogstå og fortælle nogle ting for hinanden, ikke.

Hvad synes du der er svært ved at undervise ifysik?Jeg ved egentlig ikke rigtig om jeg syntes der er nogetder er specielt svært . Jo det er overordnet svært at fåstyr på alle de forskellige elementer, der er. Man skalkunne så mange forskellige ting, som elever, før manoverhovedet kan noget, ikke. Altså man skal kunnelæse på en graf, man skal kunne tegne en graf, manskal kunne skelne mellem enheder og symboler, manskal kunne flytte over på den anden siden af etlighedstegn osv. Det er sådan nogle helt banalebiting som jeg tror man tit som fysiklærer slet ikke eropmærksom på, men det er nogle store ting, hvisman ikke kan det.

Tror du det adskiller sig fra andre fag?Det adskiller sig fra andre fag fordi oven i alt det, såskal du også kunne lære strukturen i at skrive enfysikrapport. Du skal overhovedet se værdien i atkunne rapportere over hele det store område somhedder eksperimentelt arbejde, som i sig selv er pissesvært at forstå. Der er utrolig mange ting, synes jeg,og så oven i, ligesom i andre fag, skal man ogsåkunne læse en lærebog ikke, det er heller ikke sånemt, og løse opgaver.

Hvad synes du om klassen, hvis du bare sådanmeget bredt lige prøver at karakterisere den?Den er præget af positive og glade elever, simpelthen.Det er jo egentlig lidt underligt, fordi de burde ikkesådan have noget specielt godt forhold til fysik. Såvidt jeg ved var der ikke nogen af dem der overhove-det var i nærheden af at ville have fysik på højni-veau – de elever går i vores Carlsbergklasse. Jeg trordet er et tilfælde af en eller anden art. Jeg tror der eren overvejende del af modne, eller, der er flere afdem der er mere modne end man er vant til i en 1g,og så, de folk der måske er sådan toneangivende iklassen, det er nogle vanvittig søde og morsommemennesker, ikke, tror jeg.

Kan du lide alle eleverne?Ja, bestemt.

Kan du altid det?Ja, det synes jeg egentlig. Altså den måde som jeg til-rettelægger undervisningen på, har jo også haft detsigte at jeg selv skulle have det godt, ikke, det er joen meget vigtig faktor, at når jeg har fået det megetbedre efter at jeg er begyndt at gøre sådan, såbehøver jeg ikke at være sur og det er meget vigtigt.Jeg skal ikke stå hele tiden og få dem til at holdekæft og fortælle dem at de er uregerlige og så bagefterbanke dem i hovedet fordi de ikke har noget initia-tiv til at lave forsøg og sådan noget, ikke. Jeg harundgået at skælde ud, ikke, og at være sur.

Opsummering på lærerholdning

t i l elever og fag

For T er fysik at opstille modeller, der kan beskri-ve virkeligheden samt at arbejde eksperimenteltmed disse modeller. Hun er opmærksom på, atfaget er svært og er derfor villig til at give tid tilden fornødne fordybelse. Hendes timer er ikketilrettelagt med et detaljeret undervisningsforløb,men som nogle fokusområder der kan udfyldes afdet fælles arbejde og dermed med stor grad affleksibilitet i forhold til elevønsker og behov.Hvad der på overfladen kan se ud som en fri, løsundervisning er alligevel i sin grundstruktur base-ret på en relativ høj styring. Eleverne kan i vidudstrækning selv tilrettelægge deres arbejde, meninden for de rammer som T har fastsat. At udfyl-de disse rammer har eleverne lært gennem praksis.

Hendes syn på eleverne er på forhånd positivt oghun har store forventninger til dem.Som udgangspunkt lægger hun mere vægt på atopbygge en undervisning med et stort lærings-potentiale, dvs med store muligheder for at elever-ne kan lære noget, end på at checke hvorledeseleverne rent faktisk udnytter dette potentiale.Hun tilfredsstille de generelle vilkår som OlgaDysthe (1995) opstiller for et højt læringspoten-tiale: Elevengagement, elevdeltagelse og højt for-ventningsniveau. Olga Dysthe skriver:

Med substansielt eller ekte engasjement mener jeg ateleverne er opptatt av og engasjert i selve innholdet,emnet og problemstillingene som danner temaet foren undervisningssekvens (s.220)

28

Dette er noget ganske andet, end at gøre hvadman skal som en god elev, det er i lige så høj gradet spørgsmål om personlig involvering. Det erganske store forventninger at have til eleverne.Erfaringen viser (heldigvis), at de kan være drevetaf andre motiver end “ægte” engagement og alli-gevel gå op i arbejdet. De er jo i høj grad sociali-seret gennem mange års skolegang til at lede eftersvar på spørgsmål inden for faglige områder, hvorde ikke er personligt involverede. Spørgsmåletom elevernes engagement i undervisningen er idet hele taget et centralt fagdidaktisk spørgsmål,som bl.a. er blevet grundigt behandlet af Beyer1992. Mange af de synspunkter, T giver udtrykfor, er overensstemmelse med de overvejelser,Karin Beyer gør sig.

Engagementet er nødvendigt for at fremme denelevdeltagelse, der er en helt afgørende betingelsefor læring. Elevdeltagelse er for Olga Dysthe i vidudstrækning synonymt med sproglige aktiviteter:

Dersom språk er sentralt i læringsprosessen og det åformulere sig en viktig del av sammenbindings-prosessen mellem ny kunnskap og det en alleredekan, så er konsekvensen at en læringssekvens må giså mange elever som muligt sjansen til å brukespråket aktivt. (s. 221)

Engagementet skal altså drive lysten til at formu-lere sig sprogligt og derigennem opnå en tilknyt-ning til det stof der skal læres. Hvordan sprogligeaktiviteter kan medføre læring, gøres der grundi-gere rede for i kapitel 11.Omvendt kan man også forestille sig at mulighe-den for elevdeltagelse gennem sproglig aktivitet isig selv giver et engagement, et motiv for at delta-ge i undervisningen.Om eleverne så bruger de muligheder for elevdel-tagelse, som undervisningen ligger op til, er i højgrad afhængig af hvilke forventninger læreren hartil eleverne:

Det er allmennkunnskap at mennesker gjør et bedrejobb når det blir stilt høye forventninger til demenn når ingen venter noe av dem, og det samme ettilfelle i skolen (s. 222)

Der er igen tvivl om, at Ts undervisning gennemvægten på selvstændigt gruppearbejde, stiller storekrav til eleverne og således er udtryk for hendeshøje forventninger til dem.Opsummerende kan man sige, at Ts holdningertil fag og læring og hendes intentioner bag under-visningstilrettelæggelsen viser sig i en en under-visning med et stort læringspotentiale. Om ele-verne så udnytter det vil praksis vise.

ELEVERNE

Timernes tilrettelæggelse både pædagogisk og fag-ligt er – sammen med hele skolekulturen – derammer eleverne har at udfolde sig inden for.Eleverne vil komme med forskellige forudsætnin-ger af faglig, intellektuel og holdningsmæssig artog dermed med forskellige muligheder for – ogønsker om – at lære fysik.

Eleverne vil have en bestemt – implicit og/ellereksplicit – opfattelse af hvad det vil sige at lærenoget og en bestemt opfattelse af, hvad fx fysiker. En opfattelse der typisk er formet af de tidli-gere erfaringer med at deltage i undervisning ifaget. Denne opfattelse vil påvirke, ja måskedeterminere, den holdning, man fra starten hartil fysik, om faget opleves kedelig, spændende,relevant osv, og den vil bestemme den måde, managerer på i undervisningen og dermed vil denfastlægge, hvilke læreprocesser man gennemfører.Typisk begrænses det udbytte elever får af under-visningen af et relativt begrænset læringsbegrebog en traditionel fysikfagopfattelse. Dette vil sigeat mange elever i vid udstrækning mener, at detat lære noget er synonymt med at akkumulere oghuske viden, og at de i fysik mangler metode,mangler en opfattelse af hvad der er vigtigt,lægger vægt på rigtige løsninger frem for at forståmetoder, mangler et modelbegreb mm.

Jeg vil undersøge hvilke holdninger til læring ogtil fysik eleverne i x-klassen er kommet med, oghvorledes de forholder sig til Ts undervisning.

Første spørgeskema

I starten af 1g fik eleverne udleveret et relativtomfattende spørgeskema. De mest interessanteoplysninger var:

29

18 af eleverne kom fra 9.klasse, 6 fra 10.klasse og3 fra andre steder.14 havde valgt gymnasiet fordi de ikke vidstehvad de ellers skulle eller fordi det kan bruges tilså meget. 7 vidste de skulle have en videregåendeuddannelse.På det åbne spørgsmål “hvad det vil det efter dinmening sige at lære noget?” gav 14 elever udtrykfor en læringsopfattelse der kan karakteriseressom forøgelse af sin viden, at kunne huske, altsåen meget passiv opfattelse. 10 elever nævnte bådeat huske, at forstå og at bruge.Langt de fleste syntes at forholdet til læreren ervigtigt for hvornår de lærer noget, 13 vigtigt og13 meget vigtigt. 8 mente at matematik var det fag der ville fåstørst betydning for deres fremtid – ingen nævntefysik!Som deres mening om fysik/kemi i folkeskolenangav 15 spændende, 9 middel og 3 kedelig ogde fleste syntes at faget var middelsvært. Kun 2opgav fysik/kemi som deres bedste fag mod 17matematik og 5 engelsk. Til gengæld var der ogsåkun 2 der syntes fysik/kemi var deres værste fag(her toppede tysk med 6). Det de fleste kunnelide ved fysik/kemi var forsøgene (13 elever), aterkende noget (5) og læreren (3). Det værste varden svære teori (6), læreren forklarede det sammehele tiden (6), og læreren der ikke kunne svare påspørgsmålene (3). Deres opfattelse af hvad fysikvar, blev udtrykt gennem fysikkens discipliner(magnetisme, elektricitet, atomer osv.). Kun 5elever skrev noget som fx ”at lære hvorfor tingopfører sig som de gør”, og ingen havde meta-aspekter af faget med.På spørgsmålet om hvad de kunne tænke sig atlære i fysik i gymnasiet, angav 12 elever et ellerflere emner, mens resten ikke skrev noget eller”det afgør læreren”, ”det jeg skal kunne til eksa-men”. Ingen havde planlagt at tage fysik påhøjniveau.

Opsummerende kan man sige, at eleverne kommed et ret uudviklet læringsbegreb, svarendemeget godt til andre undersøgelser (fx Dolin ogIngerslev, 1997). De fleste valgte gymnasiet, fordide ikke vidste, hvad de ellers skulle. De var ikkespecielt interesserede i fysik, men heller ikke

fjendtligt stemt, og fysik var for langt de fleste detraditionelle fysikdiscipliner. Det kan tilføjes, atder på skolen var oprettet en klasse (den såkaldteCarlsberg-klasse) med et naturvidenskabeligttema, som må formodes at have tiltrukket de, dervar specielt interesserede i naturvidenskab.Sådanne synspunkter skal ikke kun tolkes sommanglende udvikling, men kan også ses somudtryk for et kompetent skolebegreb. De harefterhånden lært, hvilke krav der stilles til dem,og har udviklet en tilsvarende instrumentel hold-ning. De går ikke i skole for at lære nogle ting,de ikke ved i forvejen, men for at klare sig igen-nem de krav, der stilles!

Første elevinterview

I slutningen af oktober i 1g blev hver elev inter-viewet efter den samme interviewguide:

Hvad synes du om fysikundervisningen nu?– lever den op til dine forventninger?– er den spændende/kedelig?– hvordan er den ift folkeskolen?– hvad synes du om at have 3 timer i træk?– hvad er svært/let?– hvad synes du om de lange gruppearbejder?Hvordan lærer du bedst?– ved eksperimenter, opgaveregning, klassediskus-sioner, gruppearbejde el.a.– kan du give eksempler?Føler du at du her lært noget fysik i de forløbnemåneder?– hvad?Hvad vil det egentlig sige at lære noget?

Hvert interview tog 5-10 minutter og p.gr.a. denrelativt skematiske form var det ret enkelt at få etoverblik over svarene:

Langt de fleste syntes godt om fysikundervisnin-gen, udtrykt som: ”spændende”, ”meget godt”,”fedt” ”organiseret rigtigt godt”, pånær 2 som sagde”ikke rigtigt sjovt” og ”lidt kedeligt, fysik er ikkemig, det har aldrig interesseret mig”.Faget opfattedes klart bedre end i folkeskolen,hvor mange omtalte læreren som stærkt snakken-de og at man ikke lærte noget, i modsætning tilgymnasiet, der var mere selvstændigt og seriøst.

30

De tre timer i træk var man glade for (pånær to):”rart at kunne gå i dybden”, ”rart man kan nå såmeget”, ”går hurtigt”, ”man når meget, men hårdt”.De fleste syntes ikke det var svært, dvs de følte dekunne honorere Ts krav, men en del sagde dog”lidt svært”, ”teorien lidt svær”.Jeg spurgte dem alle om de kunne definere densi-tet (som de lige havde arbejdet med i et ballon-projekt). Godt 2/3 kunne definere det korrekt,mens resten sludrede eller ikke kunne huskenoget.Alle var glade for det meget gruppearbejde, selv-om enkelte var ved at være lidt trætte at det. Mendet sås som en mulighed for at formulere sig ifysik: ”man får lov at sige mere og afprøve mereselv”.Mange angav, at de lærte gennem en blanding afde forskellige arbejdsformer, og mange lagde vægtpå at snakke om stoffet, diskutere det, arbejdesammen med nogen. Også øvelser blev hyppigtnævnt: ”(ved forsøg) lærer man meget fordi der kanman huske det, du selv har lavet, og især hvis for-søget går galt så kan man lige huske, nå, men detvar det der skete, derfor gik det galt, og nu ved jegat …”Alle følte de havde lært noget.Deres læringsopfattelse var en bekræftelse afspørgeskemaundersøgelsen, men dog med lidtstørre vægt på at kunne bruge det til noget og atkunne diskutere det: ”få viden og kunne bruge dentil at lave noget”, ”kunne nogle ting på fingrene ogkunne brugt det ude i verden”, ”at blive klogere nedman var, være med til at diskutere”, ”snakke omtingene, kunne sige hvad du tænker”. Endelig var der en del rosende omtale af T oghendes undervisning. Man syntes timerne varhyggelige og mere selvstændige.

Alt i alt tegner der sig et billede af en klasse derer (blevet) glad for undervisningen i fysik, somden nu er. De føler, der er sket en klar forbedringi forhold til folkeskolen, og de har accepteret denarbejdsform, som T praktiserede. Man kunneendda spore en vis påvirkning fra denne arbejds-form i deres opfattelse af, hvordan de lærte. Denlæggen vægt på at diskutere og arbejde sammen,som der blev givet udtryk for i interviewene, ind-gik ikke i det tidlige spørgeskemas besvarelser.

Årsprøven 1g

Klassen var til en traditionel årsprøve i fysik meden af skolens andre fysiklærere som censor.Censor bemærkede generelt positivt om elevernederes evne til at formulere sig om fysiske pro-blemstillinger. De havde i højere grad end andreelever et fysik-sprog som gav dem mulighed forat tale om de spørgsmål de blev stillet.Klassens karaktergennemsnit blev 8,4. Et 5-tal ogto 6-taller som de tre laveste karakterer kan sessom et udtryk for at det var lykkedes at få ogsåde svageste elever op på et rimeligt fagligt niveau.

De øvrige fag

I oktober 1997 fulgte Gitte Ingerslev 2x i 10timer. Formålet var dels at få en udefra kommen-de til at give et portræt af klassen (for at øgeundersøgelsens validitet, se kapitel 2), og dels atfå et indblik i om klassen opførte sig forskelligt iforskellige fag.Gitte skrev følgende om sine observationer:

–––– ° ––––

Nedenstående portræt er udarbejdet på grundlagaf observation af 10 timer i fagene dansk,engelsk, matematik og fysik i oktober 1997.

KlasseatmosfæreDer er en venlig og imødekommende stemning iklassen, mange små humoristiske bemærkningerpå tværs eller til de nærmeste. Ingen ondskabs-fuldheder. Hvis en elev svarer forkert eller spørgeroverflødigt (måske om noget der lige er sagt) ven-tes der. Klassen går på (venlig) stand-by. Der er iklassen enkeltelever der (i enkelte timer) konstantforstyrrer, siger vittigheder, afbryder og lavermegen støj omkring sig. Dette er tilsyneladendeblevet en del af lydbilledet i klassen, og de andreelever påtaler det ikke, og lader sig tilsyneladendeikke (nævneværdigt) forstyrre af det, men fortsæt-ter det arbejde de er ved.

Fagligt niveauGenerelt kan siges at klassen som helhed ligger pået fagligt middelniveau hvor enkeltelever haråbenlyse styrker i de enkelte fag. Selvfølgelig vedklassen hvorfra de kan vente spørgsmål og svar

31

der løfter det faglige niveau, og når en af de dyg-tige elever svarer, er lydhørheden straks en anden.

Klassearbejdsstil i forskellige typer undervisningJeg har i klassen set fire typer undervisning:

EngelskTimerne kørte efter en nøje, på forhånd udstuk-ket plan. Til hver time var arbejdspapirer derangav timernes forløb (og formentlig gjorde lek-tielæsningen målrettet), elementerne var gramma-tik, ordforklaring, individuelle opgaver og tekst-analyse. Der var stor opmærksomhed og aktiviteti timerne. Det virkede som om klassen nød atkunne læne sig tilbage og trygt overlade styringentil læreren. Alle havde bøgerne fremme kort tidind i timen, og de (lavmælte) bemærkninger derudveksledes handlede om faglige problemstillin-ger, forståelsesspm. o. lign. Samtalen foregik medlæreren. Alle blev spurgt. Der var en humoristiskog rar stemning i klassen. Ingen lavede andreting.

MatematikTimen indledtes med gennemgang og afklaring afdagens lektie. Alle havde deres papirer og opgaverfremme og fulgte med i elev-lærer gennemgangenpå tavlen. Det var fra starten klart at der var for-skellige niveauer i klassen, og læreren satte deenkelte til at regne og gjorde det klart at det ogdet var basisstof der skulle være på plads før mangik videre.

Læreren gik så rundt og hjalp eleverne videre iudregningerne og gennemgik til slut lektien tilnæste gang. Der var megen snakken og udspør-gen, og mange elever hjalp hinanden eller fik fat ilæreren. I det store og hele var klassen med, flittigog arbejdsom. Enkeltelever benyttede dog lejlig-heden til at lave andre ting (SU-papirer). Én elevvar ret råbende og støjende, specielt henvendt tilén anden elev. Rar arbejdsom stemning.

DanskTimerne var opbygget således at læreren skiftevisgav korte teoretiske oplæg ud fra et fjernsynspro-gram om billedanalyse og opgaver til kortereva-rende gruppearbejder.

Frihedsgraderne var store, og nogle elever kunneikke administrere disse frihedsgrader, men lavedeandre ting, og klassen var i det hele ret urolig ogstøjende. Læreren gik rundt til de enkelte grup-per og hjalp dem videre.Timerne indledtes med en diskussion om studie-turen. Denne diskussion var præget af ønsket om atkomme til orde. Meget få elever lyttede til hvadden forrige lige havde sagt, men fremførte sit egetsynspunkt. Én elev tilbød sig som ordstyrer, mentalerrækken blev ikke holdt. Et par elever rejstesig og forsøgt at styre samtalen i en konstruktivretning, men opgav sluttelig. Læreren skar til slutigennem og meddelte klassen hvad der videre vil-le ske i sagen. Klassen mestrer ikke som helhed nogen demokra-tisk diskussions- og beslutningskultur.

Enkeltelevers læringsbegrebI den første spørgeskemaundersøgelse i august1996 spurgtes eleverne om hvad det efter deresmening vil sige at lære noget. Spørgsmålet blevgentaget i oktober 1997. Det er tydeligt at klassen som helhed har udvikletet mere nuanceret læringsbegreb.

Gitte Ingerslevnovember 1997

Gitte Ingerslevs opfattelse af klassen svarer godt tilegne observationer. Det er desuden interessant atse hvorledes klassen tilpasser sig forskellige læreresundervisningsstil. Og hvorledes det at få viderammer – som både T og dansklæreren giver –ikke automatisk kan udnyttes konstruktivt. Detskal læres.

–––– ° ––––

Andet spørgeskema

I december i 2.g udleverede jeg et spørgeskema tileleverne med det formål specielt at få indblik ideres holdning til fysikken og fysikundervisnin-gen. Jeg havde da fulgt eleverne tæt i 1 1/2 år.Undervisningsformen var uændret fra starten af1.g, dvs. meget baseret på gruppearbejde, mender var varieret mellem systematiske forløb og

32

problembaserede forløb og mellem åbne og luk-kede opgaver og øvelser. De havde som en del afundervisningen haft mulighed for at formulere enholdning til forskellige måder at arbejde på ifysik. Valgene mellem disse forskellige tilgangevar derfor oftest foretaget efter en diskussion iklassen og ud fra elevernes bevidst formuleredeønsker. Jeg var interesseret i at sammenholde deenkelte elevers holdninger til forskellige undervis-ningsformer med deres ageren i fysiktimerne.Desuden ville jeg gerne vide, hvilken opfattelsede nu havde af fysik og fysikundervisningen, ogspecielt om de havde en idé om, hvad en modelvar, da T eksplicit havde formuleret det som etformål med undervisningen.

Spørgeskemaet (bilag 1) blev udleveret i en timehvor jeg var alene med eleverne. De fik at vide atsvarene var fortrolige og at de måtte være så læn-ge om at udfylde skemaerne som de ville. De blevudfyldt i en koncentreret, velvillig stemning. Denførste afleverede efter 25 min. de sidste da timensluttede.

De mere faktuelle spørgsmål gav følgende svar:

1 elev syntes fysik var meget let, 10 syntes mid-dellet, 11 syntes middelsvært og ingen svaredemeget svært.Jeg havde bevidst givet fire valgmuligheder for attvinge til at vælge mellem let eller svært, men 4elever satte alligevel kryds midt mellem middelletog middelsvært. Fordelingen må siges at væreundervisningsmæssigt meget ideel med lige man-ge på hver side af middel og næsten ingen, dersynes det er rigtigt svært eller meget let.

Den store majoritet (23 elever) føler at der er ensammenhæng mellem de forskellige fagområder ifysik. Kun 3 svarer ”ved ikke”. Begrundelserne erfor manges vedkommende meget formalistisk:”Behandlingen af formler kan bruges i beggeemner”, ”Mange bogstaver i nye formler er de sam-me, sammensat med nye bogstaver”, ”SI-enheder,atomer”. Andre ser tydeligvis en indre sammen-hæng: ”Tingene hænger sammen f.eks. energi brugesi mange forskellige emner”, ”Mange formler og

modeller skal jo udregnes på samme måde og fysiskebegreber kan man støde på på tværs af fagområ-derne”.

Der er kun én elev der synes at det er et problemat undervisningen er meget anderledes i fysik endi andre fag, og 3 der svarer ”ved ikke”. 22 eleversiger nej. Oftest begrundet med et ønske omvariation i skoledagen: ”Det er meget rart medvariation i undervisningsmetoderne ⇒ skolegangenbliver mere interessant og ikke så kedelig”

Holdning til systematiske/tematiske forløbkoblet med holdning til åbne/lukkede opgaverTematisk bruges i denne sammenhæng som syno-nymt med problemorienteret. T brugte ”tema-tisk” i denne betydning, og eleverne opfattede dettydeligvis også sådan. Det blev gennem undervis-ningen gjort tydeligt for eleverne, hvad forskelle-ne var på de to typer forløb, og eleverne fik oftemulighed for at vælge på hvilken form, de helstville arbejde. Ligeledes blev der arbejdet medbåde åbne og lukkede opgaver og øvelser, dvsopgaver som eleverne selv formulerede, eller somT formulerede, og hvor der ikke var færdige svar,og færdigformulerede opgaver hvor der var etgivet facit.

Der er ligelig fordeling på de, der bedst kan lidesystematiske forløb (11 elever), og de, der bedstkan lide tematiske forløb (12 elever). 3 elever vil-le ikke vælge mellem de to former.Nedenfor er elevernes kommentarer udskrevet isin helhed, hvis ikke andet er angivet, og dette ersammenstillet med deres kommentarer til spørgs-mål 5 vedrørende åbne og lukkede opgaver.

33

34

Følgende elever kan bedst lide systematiskeforløb:

Dan: Så man har nogen baggrundsviden indenman bruger det. Det vil man lære mest af.

Emma: Jeg synes, man får mest ud af under-visningen, hvis man kender begreberne og form-lerne, dernæst regner opgaver og eksempler.

Mary: Kender man begreberne fra start af er detnemmere at arbejde med dem.

Bente: Ved at få defineret begreberne først, synesjeg, man får et overblik.

Tine: Jeg synes undervisningen er mere sammen-hængende og det giver mig et bedre overblik overemnet.

Nanna:

Las:

Mie: Først skal man lære teori og så udføre det ipraksis. Det angår ikke kun fysik

Helene: Det er lettere at lave eksempler, når manførst kender begreberne, end at skulle brugenoget man ikke rigtigt kender.

Carl: Det er så jeg bedre kan forstå emnet.

Pete: Så synes jeg man får en mere begrundetopfattelse af hvordan man bruger dem.

Følgende elever har to krydser i spm.2:

Rie: Begge dele fordi nogle gange kan det væresvært at forstå begreberne uden at have fåeteksempler først, nogle gange omvendt.

Mark: Begge ting er gode i varierende mængder.Det skulle være mere flydende, man kunne sag-tens kombinere de to ting.

Følgende elever har ingen krydser:

Job: Jeg synes godt om begge dele.

Mike: De har hver deres fordele, men så længelæreren holder sig til den samme metode hvergang er det godt.

Og de har følgende holdning til spm.5 (åbne/lukkede opg.):

Lukkede: Med lukkede opgaver ved man hvorman skal starte.

Lukkede: Hvis opgaven er åben kan det væresvært at komme frem til det væsentlige ...

Lukkede: Jeg kan bedst lide at udføre noget (fx etforsøg) hvor jeg i forvejen har en ide om, hvadjeg laver – og hvorfor.

Lukkede

Lukkede: Det er nok fordi øvelsen er bestemt ogman ikke selv skal tænke så meget.

Lukkede: Så er man sikker på man ikke går retgalt i byen.

Åbne

Åbne: Der er tit flere måder at løse den sammeproblem ... når læreren bestemmer forringer detselve fysiktænkningen.

Ingen kryds: Jeg kan bedst lige at der er beggeslags. I åbne opgaver får man en større forståelseend i lukkede. Men lukkede er lettere at løse +man lærer at følge en bestemt tankegang.

Ingen kryds: Begge dele

To krydser: Jeg vil mene det skulle være en varia-tion.

Lukkede: Fx det med acceleration hvor vi skullelave en journal. Så skulle vi skrive en konklusion.Det kunne jeg ikke fordi jeg vidste ikke hvorforjeg skulle lave dette forsøg.

Lukkede: Det er rart at opgaven er formuleret,men herudfra kan jeg godt lide at gå videre. Manat selv definere en opgave har jeg svært ved.

Ingen krydser: Åbne opgaver er mere spændende(man kan fordybe sig mere), men det er formeget hvis man ikke får andet.

Lukkede: Mange af emnerne har vi ikke særligtmange teoretiske forudsætninger i. Derfor kandet godt blive lidt håbløst når man skal tænke i“umulige” baner.

35

Følgende elever kan bedst lide tematiske forløb:

Helle: Ved denne metode lærer man teori oghvordan det kan anvendes til dagligt på sammetid og først til sidst får man et samlet overblik.

Clara: Jeg synes generelt man lærer mere vedgruppearbejde. Det er svært at lave gruppearbejdeved systematiske forløb.

Rod: Fordi det giver mig en lettere forståelse. Forså kan man lettere forstå begreberne når de bliverforklaret.

Nelle: Man lære bedst hvis man inden over-hovedet at gå ind i begreberne ved en del om sel-ve emnet.

Jesper: Man kan nemmere forholde sig til nogetnyt stof ved at se på pædagogiske forsøg ogeksempler fra hverdagen og så bagefter uddybeemnet med teori.

Christie: Det er lettere at lære tingene hvis mankan se hvordan og hvor de bruges/fungerer.

Pil: Det er en god ide at gå i gang med noget, ogsom man efterhånden lærer om forløbet, så sættenavn på det.

Margrethe: Da man så først lærer lidt grundlæg-gende og får et indblik i emnet. Det synes jegskærper interessen for emnet.

Mille: Fordi hvis man starter med det kedelige(boglige) har jeg med at falde fra, derimod hvisder startes med det sjove fanges man mere afarbejdet, og får mere lyst til at se på udregninger-ne bagefter for så også at få forståelsen forøget.

Fin: Det er mere overskueligt

Dave: Jeg er bedst til at huske tingene hvis jegkan hæfte dem sammen med en øvelse/forsøg(altså forsøg først)

Åbne: Så kan man selv vælge efter interesse ogefter om hvor let eller svært man selv vil have det.

Åbne: Når man selv skal definere en del af opga-ven bliver man nødt at tænke det hele igennem,man får lov til evt. At “brede” sig lidt mere.

Åbne: Fordi man så kan arbejde mere selv-stændigt.

Åbne: Man lære bedst hvis man selv udarbejderopgaver end hvis T hele tiden skulle lave dem ogderved også forklare dem.

Åbne: Ja, for så sætter eleven sig ofte mere ind iopgaven ...

To krydser: Normalt er jeg mest til lukkede så erjeg sikker på det er rigtigt, men hvis det er etemne jeg godt kan lide/forstå så gør det ikkenoget hvis jeg selv skal bygge noget oven på.

To krydser: Begge er gode. Ved den første lærerman som regel mere, men hvis man har mangelektier for i forvejen, er den anden bedre da dener lettere som regel.

Ingen kryds: Det sidste er nemmest fordi man vedpræcist hvad man laver. Men det første er ogsågodt. Her synes jeg man lærer mest.

Lukkede: Det er lettere at besvare spørgsmål derer skrevet ned, da det ellers kan være svært over-hovedet at finde ud af hvad øvelsen drejer sig om,så kan det være svært at finde formål, konklusionosv.

Lukkede: Det giver mere klarhed, i at forsåspørgsmålet. Lukkede øvelser og opgaver kræverikke noget kreativitet.

Lukkede: Når man selv skal formulere en definiti-on bliver resultatet så upræcist sammenlignetmed de øvrige i klassen (forvirrende).

Der er en tendens til at elever som foretrækkersystematiske forløb også foretrækker lukkede opga-ver: 6 svarer lukkede, 2 svarer åbne; desudenforetrækker de 2 elever som ikke ville vælge mel-lem systematiske og tematiske forløb begge luk-kede opgaver. Omvendt for elever som foretrækker tematiskeforløb, her foretrækker 5 elever åbne opgaver, 3lukkede og 3 begge dele lige meget.Jeg vil med en vis forsigtighed tolke disse korrele-rede holdninger som udtryk for tryghedsori-entering versus udfordringsorientering (Huber m.fl.,1992). Günter Huber opererer med en megetgrov opdeling af elever, nemlig de der har et stortbehov for tryghed i deres liv og dermed også ideres læresituationer, og de der i højere grad er istand til at modtage udfordringer. De elever i x-klassen, som både foretrækker systematiske forløbog lukkede opgaver, mener jeg, man med en visrimelighed i overvejende grad kan betragte somtryghedsorienterede, mens de elever, som bådeforetrækker tematiske forløb og åbne opgaver, istor udstrækning kan betragtes som udfordrings-orienterede.

Den første elevgruppe foretrækker en traditionelfaglig tilgang og opgaver, som ikke går ud overdet kendte:

Med lukkede opgaver ved man hvor man skal starteJeg kan bedst lide at udføre noget (fx et forsøg) hvorjeg i forvejen har en ide om, hvad jeg laver – oghvorforSå er man sikker på..

Typiske tryghedsorienterede elever er Dan,Emma og Mary.

Hvorimod den anden elevgruppe i højere gradsøger faglige udfordringer:

Så kan man selv vælge...arbejde mere selvstændigt.Man lære bedst hvis man selv udarbejder opgaver...

Typiske udfordringsorienterede elever er Helle,Nelle, Jesper.

Mange elever tilhører en midtergruppe, hvor deuanset om de foretrækker systematiske eller tema-tiske forløb kan se både fordele og ulemper vedåbne og lukkede opgaver og ofte vælger ud framagelighed:

I åbne opgaver får man en større forståelse end ilukkede. Men lukkede er lettere at løseVed den første lærer man som regel mere, men hvisman har mange lektier for i forvejen, er den andenbedre da den er lettereDet sidste er nemmest

Helene, Pil, Margrethe, Fin er her typiske.

Opdelingen i trygheds- og udfordringsorienteredeelever er interessant, fordi den giver mulighed foren pædagogisk operationalisering af Olga Dystheslæringspotentiale. Hvis ikke undervisningenform- og indholdsmæssigt opfylder begge grup-pers forudsætninger for læring, vil de ikke være istand fuldt ud at kunne udnytte det læringspo-tentiale, som undervisningen har. Problemet medfysikundervisningen – som vel det meste af gym-nasiets undervisning – er, at der er en stærk pro-gression i de faglige krav gennem de to år, og atikke alle elever ”følger med op”. De tager ikkeudfordringen op, men bliver på det samme – lave– faglige niveau, som da de startede i 1.g. Isærtryghedsorienterede elever kan have svært ved atkaste sig ud i de faglige udfordringer, hvis ikkerammerne er trygge, men også udfordringsorien-terede elever kan undlade at lade sig udfordre,hvis ikke de får mulighed for selv at komme tilorde og præge undervisningen. Det er vigtigt atunderstrege, at dimensionerne trygheds- ogudfordringsorienterede ikke er udfoldet eller ope-rationaliseret, så de muliggør en stringent opde-ling af eleverne, men er anvendt som nogle pæda-gogiske tænkekategorier, der kan give en nyttigkarakterisering af en given undervisning.En undervisning, der i så stor udstrækning somTs er baseret på selvorganiserede grupper, givergod mulighed for at tilgodese begge elevgrupper.Hvad angår de tryghedsorienterede elever kom-penserer formen så at sige for den indholdsmæssi-ge progression. De faste grupper og mulighedernefor at komme til orde i det tempo, der passer én

36

og med de ord man har, gør at man i høj grad tørtage de faglige udfordringer op. Selv meget svageelever erfarer, at de får succes; de bliver hørt, ogde opnår en vis grad af forståelse. Og det skerikke på bekostning af de udfordringsorienterede.Disse kan kaste sig over de sværere dele afarbejdsarket, selv stille sig spørgsmål og forsøge atsvare dem, og de kan, hvis de er i gruppe medsvagere elever, arbejde med at få disse til at forståstoffet.Læreren undgår – som man ofte ser det i traditio-nel klasseundervisning – at tilpasse sin undervis-ning en midtergruppe som ikke er der!Det er vigtigt at pointere, at gruppearbejde ikke isig selv er tryghedsskabende. Måske tværtimod.En klasseundervisning, hvor læreren sætter dags-ordenen, vil af mange føles mere tryg, fordi manved at læreren vil styre én igennem. Hvorimodgruppearbejdet i langt højere grad er afhængig afelevens egen indsats. Men gruppearbejdet i Tsundervisning er dels rammesat af T og dels ind-lært gennem en vedvarende praksis, så eleverneerfarer at de kan tage de faglige udfordringer op.

Resten af spørgeskemaet koncentrerer sig omgruppearbejdsformen, om modelbegrebet og omgenerelle holdninger til fysikundervisningen.

Kan du lide at arbejde i grupper i fysik?Et overvældende flertal er tilfreds med detudbredte gruppearbejde i fysik. Årsagerne ermange:Man kan diskutere opgaverne og høre andres frem-gangsmåde til opgaverneMan får lov at diskutereHvis man har problemer kan man diskutere sigfrem til svaret...Man får en chance for at diskutere tingene på enanden måde end når læreren bare står og bræger for-klaringerne udMan kan snakke om problemerne og få det forklaretgrundigt hvilket kan være svært i klasseundervisningda de andre sjældent gider at høre på dummespørgsmål, de allerede kender svaret på....ingen bliver tabt bag en vogn.Differentieret undervisning

De to utilfredse skriver:

Det larmer, det bliver for useriøstJeg kan lide at bestemme selv over mit arbejde ...

Har du i gruppearbejde let ved uenighed i gruppen?Kun 4 elever har middelsvært eller meget sværtved uenighed i gruppen, hvilket nok primærtafspejler at klassen er meget vant til gruppearbej-de. To af disse elever er de samme som ikke kanlide gruppearbejde i fysik.De 8 elever som har meget let ved uenighed kanhverken karakteriseres ved udfordringsorienteringeller faglig dygtighed, så der synes ikke at værenogen sammenhæng mellem social sikkerhed/-usikkerhed og faglig sikkerhed/usikkerhed.

Modeller i fysikI perioden før spørgeskemaet blev udfyldt havdeeleverne arbejdet med Manhattanprojektet, ogher var der lagt en del vægt på at præsentere oganvende modelbegrebet.Langt de fleste sætter lighedstegn mellem model-ler og formler:

En formelJeg ved ikke hvilken forskel der er på en formel ogmodel

Det er modellens brug til udregninger der foku-seres på:

En skabelon der viser hvad man skal gøre for at fået resultatEn formel der angiver hvordan man skal regnenoget ud

4-5 elever har en bredere formulering:

Formulering af en sammenhæng mellem nogleelementer/begreberEn model er en række begreber der samles og sam-men udgør en model, der skal gøre det lettere...Der er som regel en forudsætning der hører tilmodellen

De fleste angiver derfor også en formel someksempel på en model. Den almindeligste erformlen for ændring af indre energi ved opvarm-

37

ning: ∆E=mc∆T. Ved gennemgang af dette emneblev der også (tidligt i 1.g) fokuseret på modelbe-grebet.

Én elev (Dan) har givet et helt forkert svar:”Tema” og ”Manhatten projektet”.

Hvad kan du bedst lide ved fysikundervisnin-gen?ForsøgMan bestemmer selv hvor meget man vil laveNår vi laver gruppearbejde og forstår det heleDen afslappede stemning og den afslappede måde atlære på, hvor der ikke hele tiden er en lærer over enAlle timerne er samletGennemgang af hver times dispositionRegne opgaver hjemme/i grupperDen måde hvorpå arbejdsformen varierer og givermulighed for både selvstændigt arbejde og lærerengennemgårAt komme frem til kernen af et problem. Og samti-dig forstå grundlaget for det man benytter sig afDen frie måde at arbejde påUndervisningsmetodenGruppeundervisning og sammenhængen mellem fysi-ske og matematiske begreberder er aldrig stress......samt ros hvis man tænker rigtigt, det giver størrelyst til at arbejde med fagetGruppearbejdet – frihed til at styre planlægningen....

Det er karakteristisk at kun få fremhæver rentfaglige kvaliteter, mens næsten alle henviser tilden måde undervisningen er tilrettelagt på. Noglefremhæver hvorledes denne undervisningsformgiver en bedre forståelse.

Hvad synes du er dårligst ved fysikundervisnin-gen? For få timerFor meget gruppearbejde (der skal ikke være megetmere tavleundervisning)Jeg synes nogen gang at det er spild af tid når vidiskutere så meget inden vi når frem til et svarSjælden gennemgang og få demostrationerFor lidt plads til forsøg (forsøgslokalet er ikke særligtpraktisk)

...Man skal have megen selvdiciplin for hele tiden atarbejde så selvstændigtDer er megen uro og larmSvære fagområder man ikke har kendskab til i for-vejen!...Beregne opgaver uden relation til virkelighedenFor mange mennesker i et rum. Afbrydelser: Lærerender vil gennemgå ting på tavlen

Der nævnes mest den uro det giver at sidde 26elever og lave gruppearbejde i et lille lokale, mennogle mener også der er (lidt) for meget gruppe-arbejde.Mange skriver dog ingenting eller direkte:Det ved jeg ærlig talt ikke!

Opsummerende giver denne spørgeskemaunder-søgelse et billede af en fysikklasse hvor eleverne erglade for den mulighed for selvstændig tilrette-læggelse og den afslappede stemning som denudstrakte brug af gruppearbejdsformen giver. Derer en ligelig fordeling af elever som kan lide åbne,problemorienterede arbejdsformer og elever somkan lide lukkede, systematiske tilgange til fysik-ken. Dette kan tolkes som at både udfordrings-og tryghedsorienterede elever kan udnytte dennemåde at tilrettelægge undervisningen på. Sam-menholdt med at der er lige mange elever, deropfatter fysik som middellet, som der er elever,der opfatter det som middelsvært, kan man sige,at Ts undervisning ser ud til at ramme de flesteelever i deres nærmeste udviklingszone.De fleste elever har en opfattelse af modeller somlig formler; de fokuserer på deres anvendelse tiludregning. Det er ikke så underligt når man tageri betragtning hvilken vægt fysikopgaver baseret påudregning af en værdi har i fysikundervisningen.Disse fagspecifikke problemstillinger vil jeg uddy-be i det næste afsnit.

Andet elevinterview

Det sidste elevinterview blev foretaget i januar i2.g. Det var et længere interview som koncentre-rede sig om fire temaer: Fysikundervisningen,livet i skolen, livet uden for skolen og selvopfat-telse (se interviewguiden i bilag 2). Ikke alle ele-ver blev interviewet, men jeg valgte et foretage etmere dybtgående interview (op mod en time)

38

med de elever som jeg ud fra spørgeskemaunder-søgelsen fra måneden før kategoriserede somtypiske repræsentanter for hhv udfordringsorien-terede elever (Helle og Nelle), tryghedsorientere-de elever (Mary og Dan) og midtergruppen (Fin,Helene, Margrethe, Pil). T blev spurgt om hunvar enig i karakteristikken af eleverne, hvad hunvar.Interviewene gav et dybtgående indblik i disseelevers opfattelser af og holdninger til fysikken ogfysikundervisningen, og en indsigt i deres øvrigeliv i og uden for skolen. Det var oplysninger sombåde bekræftede og forklarede mange af observa-tionerneDet var ikke muligt på overbevisende måde ateftervise nogle sammenhænge mellem trygheds-orientering/udfordringsorientering og holdningtil fysikundervisning eller øvrige baggrundsoplys-ninger, ligesom jeg ikke så noget mønster i derespersonlige liv koblet med fysik/skoleholdninger.Jeg har derfor valgt udelukkende at bringeuddrag af elevernes udtalelser om fysikundervis-ning og fysiklæring. Frem for at samle dem itemaer har jeg ladet eleverne komme til orde hverfor sig. Jeg har udvalgt de for de enkelte elevermest karakteristiske udsagn som samtidig kanhave værdi i en bredere sammenhæng.

Interview med MaryHvad er det du godt kan lide ved fysikken?...det er sådan noget med udregninger og sådannoget ... altså mere det matematiske i det ... det kanjeg godt lide at sidde og hygge mig med og så ogsåforsøg og, og se at, at det man laver praktisk ogsåpasser teoretisk.... det er svært i forhold til andre fag synes jeg.

Hvis du sammenligner med matematik fx, hvader så sværere ved fysik end matematik?... det er også sådan noget med at forstå, altså det erikke bare sådan, okay denne her formel ser sådan ogsådan ud, og det gør det bare og det skal man barelære at forstå, det er sådan noget mere at man skalhave forståelse for det og ja

Men det skal du vel også i matematik i virkelig-heden?Nej for det er mere sådan, det er, sådan skal man

udregne det og sådan er det bare og så skal manbare acceptere det, fysik det skal man forstå og mere... hvorfor at ligningerne ser sådan ud og og begrun-de det og ...

Hvad er sværest i fysik synes du?Øh, men det er nok at forstå ... altså ikke så megetmed ligningerne, mere og forstå hvorfor, hvorfor dethænger sådan sammen ... det er mere sådan selv atfinde ud af hvad man skal bruge, det syntes jeg ersvært.

Hvornår har man lært noget i fysik?Det har man hvis, hvis man har, fx har ud fra eteller anden praktisk, et forsøg eller et eller andet ogman har fået noget teori at vide og så man kan for-binde de 2 ting sammen og forstå det, fordi det er jofysik, det er jo ikke bare at sætte sig ned og regnesådan rent matematisk

Hvad er forskellen på kravene i fysik og danskeller historie eller nogle af de andre fag?Altså dansk, det er jo altid et eller andet man kansnakke sig fra. Fysik det skal man bare forstå, foreller så, så er man rigtig fortabt. ... altså i de andrefag ... det kan man altid bare læse og forstå, altsådet er ikke, det er ikke noget problem at sætte sigind i, men det er fysik. Hvis man ikke er med frastarten af, så ... det skal man være.

Interview med HeleneHvad får du ud af de forskellige måder at under-vise på i fysik?En kombination af når læreren står og fortællernoget og gruppearbejdet, fordi når læreren fortæller,så er det lige som om at tingene ikke, på en elleranden måde – synker ned på en måde, der, man,jeg ved ikke, man husker det bedre når man ser detblive gennemgået på tavlen og så gruppearbejdet.Det er også fordi man sådan selv, man hører deandres synspunkter eller altså hvordan de tror, fårderes måde at løse problemerne på ikke, prøver atkomme ind i deres tankegang, hvis man selv harsvært ved det, plus at man også igennem at diskutereså er det også tit at man, det går op for en selv, atman egentlig ved mere end man umiddelbart ligetroede man gjorde.... alle prøver at være med, alle dem der er i grup-

39

pen, ikke, der er én der ved noget og én der vednoget andet og en tredje der ved noget tredje, ikke,at man ligesom kan kombinere det og sætte det sam-men og så ud fra de ting, de forskellige ved, finde enløsning på et problem.

Hvad er sværest i fysik?Det er at finde den model man skal bruge og såhuske den hvis ikke man lige har det ved håndenikke. Jeg synes det er svært at huske, også fordi der erså mange af dem efterhånden, ikke, men så er detogså svært at huske de enheder der skal på de for-skellige størrelser synes jeg.

Hvad er det der får dig til at blive interesseret inoget fysik?At man kan forholde sig til det. Altså hvis man ken-der det fra sin egen dagligdag på en eller andenmåde, ikke, at man ligesom kan relatere det tilnoget bekendt.

Hvilke arbejdsformer kan du bedst lide?Gruppearbejde, fordi at man er flere om at løse etproblem og hvis, altså hvis man selv går fuldstændigi sort, så er der hele tiden en eller anden til ligesomat hjælpe en og prøve at få en med igen.

Er det forskelligt fra fysik, det at lære noget idansk og i tysk og sådan noget?Ja, fordi fysik der skal man lære at, altså meget attænke logisk og kunne huske en masse formler ogsådan noget ikke, mens f.eks. i dansk der skal manlære, når man har en tekst, at kunne gå ind og ana-lysere den og tænke mere selvstændigt på en måde,mens fysik der skal man bare lære at sådan og sådaner det altså bare, altså det er jo fint hvis man skalforstå hvorfor det er sådan og sådan ikke ... danskder er det jo meget ens egne meninger, ikke, og deter det jo ikke i fysik på samme måde.

Interview med MargretheHvilke dele af fysikken kan du bedst lide?Jeg synes klart det at lave forsøg det er det mestspændende ... jeg vil ikke sige der er nogle emner,sådan, altså jo jeg synes de der, vi lavede sådan 10timers projekt sidste år om, om isfysik og sådannoget, det syntes jeg var spændende, sådan nogetman kan sætte i relation, eller sådan. Det der om

atomkraft og sådan noget, det syntes jeg var kedeligt... måske fordi det var sådan lidt abstrakt på eneller anden måde ...

Hvad er sværest af fysikken synes du?Det er svært at sige hvad det er der er sværest. Altsådet jeg sådan har problemer med, det er at huskealle sådan nogle formler og ligninger som tit bliverbrugt til prøver, det kan jeg slet ikke finde ud af,altså.... jeg forstår sammenhængen, jeg skal haveting i en sammenhæng, jeg kan ikke bare huske eteller andet fordi jeg skal ligesom læse og så fint, såkan jeg huske så er det sådan og sådan, så, jeg kanikke sætte det i nogen relation, sådan, ... jeg synesdet minder meget om hinanden, ikke, ... er det denformel eller er det den formel ... så har jeg lidt sværtved at skille det fra hinanden.

Det at lære noget i andre fag er det det sammesom i fysik eller er der forskel?Altså hvis man tager dansk og sådan noget, så erforskellen jo stor fordi, dansk det er meget mereabstrakt sådan øh okay man skal lære om forskelliglitteratur og sådan noget, men det er jo ikke, altsådet er sådan noget, ja det ved jeg ikke, men det ersådan det er anderledes i forhold til fysik fordi det ermere, fysik det er mere præget af de der formler ogligninger og, og det er alligevel også lidt mere fast,fysik, end dansk. Dansk er mere sådan svævendeikke på en eller anden måde . . altså jeg kan godtlide det i dansk at man skal tænke selv også noglegange ikke og øh og der er sådan, ja man må tænkeselv nogle gange og der er aldrig noget helt klartfacit, altså

Interview med PilHvad er det du kan så lide ved faget?Jeg synes, der er mange ting der er logiske i faget.Det er ikke sådan at man sidder og prøver og derkan være mange forklaringer, men det er mere sådanman kan altid tænke sig frem til noget, og man kanfå noget til at passe, jeg syntes det er meget spænden-de.

Hvad er det der gør fysik interessant for dig?Jeg synes T gør fysik interessant for mig, fordi, jegkan huske i folkeskolen, der syntes jeg overhovedetikke fysik var spændende, det var, det var helt utro-

40

ligt, det var bare et af de fag som jeg, nej fysik, ikke,men når jeg kom her så syntes jeg at det blev heltspændende og det blev meget lettere end det var ifolkeskolen, så øh ja læreren har en stor indflydelsepå det.

Hvad er det at lære noget i fysik?Øh, at lære. Jeg vil sige: at forstå begreberne, øh,hvis man ved hvad det handler om, man skal ikkehuske det, man skal, man skal bare forstå hvad dermenes med det, så ved man hvad fysik går ud på.

Interview med FinHvad er sværest ved fysik?Det syntes jeg nok er og . og finde øh, når det skalomregnes, altså vi har, hvis man har en formel, elleren formel, så skal man have enhederne og beregneenhederne, så de stemmer overens, det syntes jeg deter det sværeste.

Hvad er det ved, når I selv sidder og snakker, dergør, at du får den fysiske tankegang?Jeg tror at vi alle sammen kommer med noget somtil sidst måske kan give et resultat eller et svar, og såkan det være at hvis han, der siger noget, kan påvir-ke min tankegang til at sige noget andet ...

Hvad vil det sige at lære noget i fysik?... det vil sige, at man selv tænker tanken og til sidstfår det rigtige svar ... selv regner måden ud at regnedet på og sådan noget ... det er jo lige meget omman får et kommatal forkert, det er ikke så meget,men selve det, tankegangen til at regne det ud, dettror jeg er det vigtigste.

Interview med HelleHvad er det du godt kan lide ved fysikken?Det er sådan noget med at du eksperimenterer, ogdu kan se resultatet, du kan føle på det.

Hvad har du sværest ved i fysik?Det er nok at finde ud af hvad formler jeg skal bru-ge, fordi jeg syntes efterhånden der er så mange ogjeg kegler rundt i dem efterhånden.

Hvornår kan du noget fysik?Jamen, altså, det er når du så kan gå ind og sige, nåja, men nu har vi sådan og sådan og det skal kunne

blive sådan og sådan, kan jeg så eftervise det, jamenså må jeg sige så har jeg lært det.

Hvad er det, der driver din interesse for fysik, erdet ... (fordi) du synes, det er spændende medmekanik og sådan noget, eller er det fordi, at nugår du i skole, og så gør man det?Jamen, jeg tror det er en blanding af de 2 ting,altså, fordi der skal læses på lektierne når du går igymnasiet, men også det, bare det at jeg kan få lovtil at vide noget om det jeg skal til at eksperimenteremed, det synes jeg også det er utrolig fedt.

Har du ændret holdning til faget i løbet afgymnasietiden her?Ja jeg har fundet det mere spændende, faktisk, fordimeget i folkeskolen det var sådan meget, nå ja, ...her har jeg sådan ligesom fået et øh bredere syn påhvad det faktisk er, altså det er jo mange ting.

Hvad er forskellen på fx dansk og fysik?... dansk, der skal du meget sådan, sige, komme meddin egen mening og så argumentere ud fra det.Hvor i fysik, der har du nogle baggrundsresultaterdu ligesom kan gå ud fra. Men så i dansk, der skaldu faktisk helt selv fortolke det, altså ... øh somvores dansklærer faktisk siger, der er ingen facitlistetil dansk, hvor der alligevel er en eller anden formfor en facitliste i fysik, altså fordi f.eks. lykkes for-søget, nå ja men så er det på grund af det og det.Lykkes det ikke, så er det på grund af det eller deteller det, det ligger sådan ligesom fast.

Interviewene giver et godt overblik over forskelli-ge opfattelse af og holdninger til fysik og fysik-undervisning.Nogle elever kan lide at ”hygge sig med udreg-ninger – at få det rigtige resultat”, og andre erglade for at ”få lov til at vide noget om det jegskal til at eksperimentere med”, de vil gerne lære”tankegangen til at regne det ud”. Et af de få ste-der hvor der kan spores en forskel på trygheds-og udfordringsorienterede elever.Fysik opfattes mere som noget med at skulle for-stå, i modsætning til mange humanistiske faghvor der ifølge eleverne lægges mere vægt på egnemeninger, og som i højere grad kan læses selv. Til

41

gengæld sættes der af flere lighedstegn mellemegne meninger og større selvstændighed – fysik”har et facit”. Det, mange finder svært ved fysikken, er at findeud af ”hvorfor det hænger sådan sammen”, og ”atfinde den model man skal bruge”. Man har sværtved at huske de mange formler og at kunne skilledem fra hinanden.Men man har også opfattelsen af, at fysiklignin-gerne har en historie, de er udtryk for nogle fæ-nomener, man skal have kendskab til. Noglenævner det som modsætning til matematik, hvorman bare skal acceptere det.Ud over at lære fysik ved at høre på læreren,lægges der gennemgående stor vægt på den fagli-ge snak i gruppen. Man kan ”komme ind i derestankegang” og ”alle sammen kommer med nogetsom måske til sidst kan give et resultat eller svar”.Det, der for rigtig mange styrker interessen forfysik, er ”at man ligesom kan relatere det tilnoget bekendt”. Man vil gerne kunne menings-sætte det og kunne bruge det i sin hverdag. Des-uden fremhæver mange det eksperimentellearbejde som spændende.

Opsummering af elevholdninger

Gennem de to års fysikundervisning har elevernebåde lært fysik og de har lært at kunne lide fysik– en sikkert sammenhængende udvikling! De harsåledes i vid udstrækning formået at udnytte detlæringspotentiale, som undervisningen har inde-holdt.De har fået et sprog om fysik og fysikundervis-ning, og der er sket en udvikling i deres lærings-begreb. Hvor meget, der skyldes denne specifikkefysikundervisning, og hvor meget, der skal tilskri-ves en generel aldersmæssig udvikling, er umuligtat sige noget om.Man bemærker at der er ikke så stor faglig spred-ning i klassen. Denne homogenitet er fremkom-met mere ved at de svage elever har haft mulig-hed for at være med, end ved at de fagligt stærkeelever er hindret i deres faglige udvikling. Under-visningen synes at holde sig inden for elevernesnære udviklingszone – tæt på dens periferi.

HVAD VISTE OBSERVATIONERNE?

Vi har i de foregående afsnit analyseret elevernesog Ts opfattelser af og holdninger til fysik ogfysikundervisning. Gennem observationerne hardet været muligt at se disse udfoldet i praksis.Overordnet set har det været tydeligt, hvorledesTs holdninger har præget hendes tilrettelæggelseaf undervisningen, således at der er opbygget etfrugtbart læringsmiljø. Det har samtidigt væretmuligt at følge, hvorledes eleverne har tilpassetsig og udnyttet disse rammer på hver deres vis.Hvad angår elevernes faglige udbytte er det vig-tigt at slå fast, at eleverne lærte fysik. Dels denfysik de skulle ifølge Fagbilaget og dels en rækkeholdninger til faget og viden om fysikken, somkan henføres til et dannelsesbegreb i fysik.Herudover giver et så omfattende materiale, somvi har om x-klassen, mulighed for utallige ind-faldsvinkler og tolkninger. Jeg vil i det følgendeførst gennemgå en typisk timeblok, for derefter atkoncentrere mig om nogle læringsmæssige aspek-ter, som har været særlig tydelige på grund af denundervisningsform, som har været dominerende ix-klassen.

En typisk t imeblok

Ts undervisningsform er – i overensstemmelsemed hendes læringssyn – i høj grad baseret pågruppearbejde med elevernes selvstændige arbejdemed stoffet frem for lærerens fremlæggelse og for-klaring ved tavlen. Dette grundsyn giver sigudslag i et ret fast skema for gennemførelse af deenkelte timer.

De tre ugentlige timer ligger i én tretimersblokog den 2/10 1997, et par blokke inde iManhattenprojektet, kan illustrere et typisk treti-mersforløb:

11.03 ankommer T til klassen (det ”ringer ind”kl. 11.00). Alle elever er ankommet og igang med at omgruppere borde og stoletil gruppearbejde og sætter sig i de fastegrupper. T småsnakker med de nærme-ste.

11.07 Roen sænker sig. T viser OH (som udle-veres i fotokopi til eleverne) med dagensprogram og lektie til næste gang. Der er

42

nogle spørgsmål, som T besvarer. Tunderstreger, at der stadig er nogle, dertror, at en opgavebesvarelse består af etresultat med to streger under (og altsåmangler argumentationen for metodeosv), og at dagens opgaver fokuserer påopgaveløsning.

11.15 udleveres statuspapir, som gennemgås påOH. Papiret er en oversigt over, hvadklassen indtil nu har gennemgået indenfor kernefysik. Der er en række spørgs-mål (også af basal art), som besvares.T fortæller, at man kan vælge at erstatteen af opgaverne med en dymos-simule-ring.Desuden skal grupperne planlægge, omde vil deltage i fælles opgaveregning vedtavlen i anden time eller regne selv, og deskal vælge om de i tredie time vil gå idatarummet eller regne videre.

11.27 arbejder grupperne11.45 Spisepause. Arbejdet nedtrappes lang-

somt.12.15 Halvdelen af eleverne arbejder videre i

grupper, mens den anden halvdel går indi et andet lokale og deltager i Ts opgave-regning.

13.00 Pausen er noget udflydende. Noglediskuterer, andre holder pause. To eleverhar meldt sig til sammen med T at forbe-rede et demonstrationsforsøg til næstegang. Tre elever går i datarum. Restenarbejder videre i grupper.

Næsten alle blokkene begynder med ca. 15-20minutters fællessnak: Opsummering fra sidst,gennemgang af svære pointer, dagens programmm. Dette foregår under stor opmærksomhed fraeleverne. Her kræves fuld opmærksomhed fraalle, og hvis der er larm eller uopmærksomhedslår T ned på det med hård hånd.Derefter arbejdes i faste grupper ud fra skriftligtoplæg fra T. Et oplæg som godt kan indebære ateleverne selv skal reflektere over noget, stillespørgsmål eller lignende, men det er indenforrammer som T udstikker. Det er dette arbejde,der er det bærende i undervisningen, og elevernehar gennem praksis lært at følge arbejdssedlen og

at samarbejde om løsning af de stillede spørgs-mål. Midt i blokken (eller nogle gange til sidst vedøvelser) er der oftest en variation i arbejdet fx iform af et (valgfrit) foredrag, en opgaveregning,et forsøg, et besøg i datarummet.

T arbejder således i alle de tre læringsrum, somPetersson (1995) opstiller:Undervisningsrummet, hvor lærer og elever i fæl-lesskab arbejder med stoffet. Læreren vil oftestvære i centrum. Målet for læringen vil primærtvære formidling af nyt stof og dialog om stoffet,og det fysiske rum vil være klasseværelset.Studierummet, hvor eleverne i grupper arbejdermed emner og problemer. Læreren er konsulent.Hun sørger for at situationen er meningsfuld ogudfordrende og sørger for, at den kommer i gangog har progression. Men studierummet styresførst og fremmest af eleverne selv – målet er ateleverne lærer problemløsning, samarbejdsevne ogat styre læreprocessen.Praksisrummet, hvor eleverne individuelt, parviseller i grupper anvender den faglige viden i læn-gere forløb og projekter. Praksisrummet videre-fører elementer fra begge de to andre rum, meneleverne arbejder med mere virkelighedsnære pro-blemer og cases og lærer at håndtere mere kom-plekse sager. Læreren er mesteren der træner ele-ven og målet er at træne kompetencer og at træn-ge dybere ned i stoffet. Det kan rent fysisk foregåi edb-lokalet, laboratoriet, på gangen, uden forskolen.

Erling Peterssons opdeling af undervisningen i detre rum stammer fra erhvervsskolesektoren, hvorder er en længere tradition for praktik og koblingtil det omgivnede samfund. Der er derfor i dengymnasiale sektor – og i Ts undervisning – størresammenfald mellem studie- og praksisrummet.Men fx det lange forløb med ballonfysik havdemange elementer af praksisrummet i sig, og ogsåde længerevarende projekter og øvelsesforløb kansiges at tilhøre praksisrummet. Erik Prinds(1999) har forsøgt at tilpasse modellen til detalmene gymnasium ved at kalde studierummet ettræningsrum og lade praksisrummet være stedetfor selvstændige studier (Prinds 1999, s. 39):

43

Uanset hvad man kalder de forskellige rum, erpointen, at brug af alle rummene giver en variati-on, der tilgodeser forskellige måder at arbejde oglære på.

Gruppearbejdet

Gruppearbejdet er den konstituerende arbejds-form i Ts undervisning, og når man følger un-dervisningen, er der en række træk, der går igen:Gruppearbejdet foregår under afslappede former.Kun to-tre elever (Mark, Pete og Rod) har sværtved at arbejde i længere tid. Resten arbejder,småsnakker om andre ting, arbejder videre. T går rundt mellem grupperne og bestræber sigpå ikke at svare (umiddelbart) på spørgsmålene,men stiller ofte modspørgsmål eller henviser tilde andre i gruppen. Det er dog karakteristisk, athun har en evne til at opfatte, når eleverne harbrug for hjælp eller er parate til et teoretisk input.I de tilfælde giver hun sig god tid til at tale medgruppen og give den nødvendige viden. I perioder, hvor gruppearbejdet er merevejledningskrævende end normalt, starter Tgruppearbejdssekvensen med at give hver gruppeen konsultationstid, som skrives på tavlen. Detforhindrer ikke, at elever/grupper kan spørge ommindre, typisk faktuelle problemer uden for tur,men det sikrer, at grupperne har et tidspunkt tilat gå i dybden med deres problemer. Det forven-tes, at grupperne før konsultationen har præcise-ret, hvad de vil spørge om.Hvis støjniveauet under gruppearbejdet i klassenbliver for højt, kan T forlange fuld tavshed, hvil-ket holder niveauet nede et stykke tid.

Der er opbygget en klasserumskultur, hvor elever-ne ved, hvilke krav, der stilles, og hvor de gen-nem praksis har lært at opfylde dem. I sådannerammer giver gruppearbejdet et godt potentialefor læring. Det kan der være mange grunde til,dels af motivationsmæssig art og dels af lærings-

mæssig art – to grunde som naturligvis hængersammen. Gruppen opfylder en række socialebehov og giver mulighed for at udfolde sig i etmindre forum end klasseoffentligheden. Alle kankomme til orde. Samtidig kan gruppen trække påflere ressourcer end den enkelte elev alene, så derkommer flere ideer og løsningsforslag. I en grup-pe fastholdes man lettere i en aktiv rolle end vedfx en indre dialog med en bog eller et lærerfore-drag. Og da læring i det konstruktivistiske para-digme (se kapitel 10) er en aktivitet, vil læringhave større mulighed for at finde sted i en grup-pe, hvor man kan bruge hinanden og tvinge hin-anden til til at være aktive. Men omvendt er detogså tydeligt, at elever let distraheres af andre ele-ver, så det kræver en ret god disciplin at fastholdearbejdsmoralen.

Betydningen af den metakognitive

snak

T gør meget ud af altid at fortælle, hvad der skalske og hvorfor. Hver timeblok starter med en fæl-les kontekstualisering og plan for og diskussion afdagens program. Med 3-4 månederes mellemrumlæser man fælles i klassen, hvad man har nået afbekendtgørelsen, og hvad man skal arbejde videremed. Mange opgaver og øvelser har et bestemt formål,som ekspliciteres for eleverne. Det kan fx drejesig om bestemte opgaver, hvortil der skal tegnesfor at indøve netop dette aspekt, eller bestemtearbejdsformer som fx begrebskort, hvor arbejds-formen selv gøres til genstand for overvejelser.Dette er med til at øge elevernes bevidsthed om,hvad der sker, og hvorfor det sker, så elevernekun i ringe udstrækning føler sig fremmedgjorteover for undervisningen, og hele tiden er klarover, hvilke faglige krav, der stilles.

44

Undervisningsrum Træningsrum Studierum

Aktivitet Vidensformidling Træning af stof Projekt

Lærerrolle Formidler Træner Konsulent

Elevrolle Modtager Lærling (løser stillede opgaver) Student (stiller selv opgaver)

Organisering Klasse Individuelt/gruppe Individuelt/gruppe

Læring som konstruktion og som

meningssæ tning

Arbejdet bliver overordnet set i høj grad styret afopgaver og problemer stillet af T, men også afspørgsmål som eleverne har stillet, enten på Tsopfordring eller opstået gennem gruppearbejdet.Det er tydeligt, at undervisningen ligger op til, ateleverne selv skal udvikle deres forståelse gennemdiskussioner af problemer og tolkninger af detfaglige stof.Det læringsteoretiske indhold i en sådan under-visning undersøges i kapitel 11.

SLUTEVALUERINGEN I KLASSEN

Den sidste 3-timers fysikblok i 2.g var sat af tilen afsluttende evaluering af de to år. Vi havdekøbt slik og sodavand, og eleverne diskuterede iklassen, hvordan årene var gået.Vi forsøgte at strukturere diskussionen, så vi førsttalte om, hvordan eleverne havde det med for-men, dvs. især de tre timer i træk og den udstrak-te brug af gruppearbejde, og derefter om selvefysikken, om den var svær, kedelig osv.Jeg har valgt nogle temaer ud.

Tretimersblokken

Der var bred enighed om at 3 timer i træk var enfordel, selv det havde sine ulemper. Men elevernehavde lært at udnytte arbejdsformen:

Det kan godt lyde sådan lidt hårdt, ik’, men det erdet jo egentlig ikke, fordi hvis vi så har lyst til enpause på 5 minutter, nå men så tager vi den, og såarbejder vi måske 5 minutter i frikvarteret. Så detbliver mere sådan i træk – det har været rart.

... altså, når man laver gruppearbejde, så skal dervære så mange timer efter hinanden ...

Selvfølgelig har fysik ikke været det letteste fag, menjeg synes på den anden side det er blevet kompen-seret på den måde, at det er et meget fleksibelt fag.Med de der 3 timer om ugen og den gruppearbejds-form, det har gjort, at man kan fordele sit arbejdepå flere måder

Jeg synes også det har været godt ...men nogen gangekan det godt være man ikke rigtig får så meget ud af

det, fordi man sidder i så lang tid, og det er virkeligsvært noget af det, altså, ... du kan ikke altid arbej-de dig til noget, du ikke kan forstå, så derfor mang-ler vi lidt mere feed-back fra lærerens side – nogen-gange...

Gruppeinddeling

Gruppeinddelingen gav anledning til en del kom-mentarer, specielt blandingen dygtige/svage ogflittige/dovne:

Læreren skal ikke bare inddele tilfældigt, der mågodt være lidt bagtanke bag, hvem man putter i deforskellige grupper, ... hvem der kan arbejde sam-men og sådan ...

Enig, men til gengæld så synes jeg også at hvis manhar nogle man arbejder godt sammen med , og manved at det fungerer, så skal man gøre det sådan. For-di at det kan godt være at dem der er meget, sådan,at de vil lave noget og de vil godt have en godkarakter, hvorfor skal de så sidde og hænge ved eneller anden, som ikke gider lave en fis, ik’?

Altså, det behøver heller ikke være netop en som ikkegider lave noget. Det kan også være en der har sværtved at forstå det, måske, ik’? Som måske har gavn afat der er nogen af de gode der kan forklare ham detpå en anden måde end læreren kan forklare det på.

Men jeg tror også at man skal passe lidt på at – øh– blande de gode med de mindre gode, fordi så, demder er bedre end andre, de kommer til at sidde oghænge, mens dem der ikke er så gode de kommer tilat sidde og kæmpe for at få noget, for at finde ud afdet ... det er ikke for at sidde og være egoistisk ellernoget, men jeg synes bare, at hvis man sidder der-hjemme og selv gør en indsats – det gør alle ikke,vel? – så er det nogen gange irriterende ... Selvfølge-lig skal man forklare nogen, som ikke forstår det sågodt og sådan noget, men nogen gange så er det for-di folk ikke, altså ikke rigtig gider sætte sig ind idet, og hvorfor skal andre så hænge ved det, ik’? ...Det kræver bare meget selvdisciplin at arbejde igrupper!

Indholdet – omfang

Der var kun få elever der relaterede til konkrete

45

fysikemner som værende gode eller dårlige. Defleste kommentarer var om mængden af emner.

De fleste emner vi har gennemgået har været somintroduktioner til emnet; vi har aldrig fordybet os inoget som helst. Det har været, altså fra mit syns-punkt, sådan, ikke totalt overfladisk, men sådanintroduktionsforløb i alle emner. Man fik at videhvad det handler om, men ikke i bund og grund.Fx kernefysik, det er sådan et emne som er svært atforstå, fordi det er meget abstrakt, og det fik vi kunsmåbidder af, og da vi så skulle skulle have projektoppe på DTU, så fandt jeg ud af at vi skulle kunnemeget mere.

Jeg synes faktisk at mange af emnerne har væretspændende, men jeg synes også at det har væretsådan lidt overfladisk. Det er gået for hurtigt, manhar ikke rigtig haft tid til at sætte sig ind i det. Ognår man så endelig lige har, sådan – okay jeg harforstået noget af det, jeg er i hvert fald kommet indi det, så er det som om at så skal vi bare videre.

Man kunne også sige, at på obligatorisk niveau, detburde kun indeholde måske 4 emner i alt

Ja, der er for mange emner man skal igennem ...Man vælger at få om noget der er spændende, menså skal man bare videre, og så ... man får ikkenogen fair chance for ligesom at forstå.

Jeg synes vi har ret mange emner, man kan slet ikkenå at gabe over det ... hvis man har sådan lidt sværtved det, så, så kan man ikke nå så mange emner.Det er for uoverskueligt.

Der var en overvældende enighed om, at antalletaf emner var for stort, at der var for stor breddepå bekostning af dybden. Egentlig ret overrasken-de i betragtning af at eleverne i forhold til megentraditionel fysikundervisning har haft god tid tilat diskutere og sætte sig ind i stoffet. Men netopdisse muligheder har måske vist eleverne, hvorsvært stoffet er, og at jo mere man arbejder meddet, jo flere problemer bliver man klar over. Detkan også ses som et udtryk for det, Olga Dysthekalder ”ægte engagement”. Eleverne var ikke til-fredse med en formalistisk opfyldelse af Fagbila-

get, men ville have en egentlig indsigt og brugbarforståelse.

Indholdet – abstraktion

Den anden del af indholdsdiskussionen kredsedemest om, hvad det var ved fysik som var svært:

Øh, hvad der har været lettest og sådan, så vil jeghelt klart sige, sådan et emne man kan forholde sigtil. Fx meteorologi. Så snart man kan kigge ud afvinduerne, og sige hvordan det egentlig ser ud, såsynes jeg, det ligesom er noget, man sådan får øjnenemere op for. Det, der foregår inde i atomer, som duoverhovedet ikke engang kan se, så synes jeg det bli-ver sværere ... vand der koger, så kan man gå ind ogskrive hvad det der egentlig sker, ik’ ... forsøg medradioaktivt henfald og sådan noget, altså, selvfølgelighar vi fået lidt bevisning, med – orv der er nogetder bipper, men alligevel, så er det usikkert ...

Jeg er meget enig faktisk. Jeg tror at en af de ting,der blandt andet også gør fysik ret svært, det er, atde der ting med ... , at størstedelen af det, det er såabstrakt så vi ikke kan forestille os, som sådan nogetkvantefysik. Nå, den er bare dér, der hopper denbare hen, og sådan noget. Der er ikke rigtig noget,der er ikke rigtig noget, der er ikke rigtig nogetbelæg for det. Der har bare været en mand, derengang har sagt: Sådan er det, altså. ... Det vi harsavnet lidt, det er ... hvis man kunne forklare det påen måde. Hvis man kunne sige: det er lige som denog den ... hvis man siger: her er et æble og her er enappelsin, og de gør sådan og sådan ... jeg tror baregenerelt at det er vigtigt, at man kan relatere det til,til noget man kender til i forvejen, noget fra hverda-gen eller et eller andet.

Øh, nu har jeg samfundsfag, og det er klart, detafspejler klart mere hverdagen end fysik. Samfunds-fag det er noget med, altså hvordan det fungerer ihverdagen og sådan noget, altså man kan nikkegenkendende til, til nogen ting. Det kan man ikkeså ofte med fysik, synes jeg. Fx bølger og atomer ogsådan noget.

Hvorfor kan du ikke? Der er jo bølger i hverdagen... der er jo masser af bølger når vi taler, nu fx, ik’?

46

Jo, det er rigtigt nok, men for mig, jeg siger bare atdet er noget med stemmebånd, jeg ser ikke bølgerne ...

Jeg tror ligesom de andre har sagt, det er for abstrakt...

Selv om mange elever traditionelt siger, at fysikhandler om noget i deres hverdag, var det hergennemgående, at fysik opfattedes som abstrakt,noget man ikke kan se, og derfor er svært at for-holde sig til. Det blev udtrykt som en frustration,ud fra et ønske om at lære det, men med enerkendelse af, at det ikke har været let selv at givestoffet mening ”at relatere det til noget man kenderi forvejen”.

LÆRERENS SLUTEVALUERING

Et stykke inde i det følgende skoleår bad jeg Tom at overveje hele forløbet i x-klassen. Frem foret interview bad jeg hende skrive nogle overvejel-ser ned, ud fra nogle stikord fra mig. T skrev:

Forventninger før jeg mødte klassen

Jeg ville have dem til at opfatte at fysik i høj grader modellering. Forventninger om sød – dårlig –kvik mm. har jeg ikke til klasser. Jo, jeg forvente-de, at jeg ville kunne få mange piger til at vælgehøjniveau, ved en målrettet indsats.

Læring

Man lærer fysik (og meget andet) ved selv atbearbejde stoffet, det betyder, at jeg skal tage sålidt af taletiden som muligt. Man kan lære nogetaf forelæsning, hvis man er forberedt og gerne villære noget. Strukturen af undervisningen er der-for grundlæggende baseret på gruppediskussionermed indlagte (ofte) frivillige forelæsninger. Denfalske 'dialog', hvor læreren spørger til et (ikke)læst stof i klassen, bruger jeg ikke. Elever hivesheller ikke uvarslet op til tavlegennemgang, hvor-imod velforberedte elevforedrag forekommer.Jeg mener, fysik er opstilling af modeller, der skalforklare virkeligheden. Jeg omtaler ofte modeller iundervisningen, men det er svært at trænge igen-nem med, da eleverne er vænnet til at tænke iformler (altså sammenhænge uden forudsætnin-ger og tolkninger), og fordi lærebøgerne jo også ihøj grad understøtter denne opfattelse.

Enkeltelevers udvikling samt

klassen i forhold t i l normalklasser

Clara: meget usikker pige, der slet ikke kunnelide at sidde i gruppediskussioner uden en lærer,der hele tiden kunne bekræfte at gruppen var pårette spor, hun kom efter min opfattelse til atholde meget af denne arbejdsform, det styrkedehende, tror jeg, at tale så meget om begreberne,som de gjorde i grupperne – hun fik vist også 9til mundtlig eksamen, hvilket hun stadig er dybtforundret over. Det er den højeste karakter hun isit liv har fået. (Solstråle historie).Dave: Der er ikke rigtig nogen udvikling, han varfagligt svag til matematik, men rimelig god til attænke fysik, han kom aldrig til at acceptere, at hanselv skulle arbejde med stoffet og ikke bare få detserveret af mig, han havde lange fraværsperioder.Langt de fleste elever var meget arbejdsomme ogheraf en hel del dygtige. En lille del havde detsvært med at yde en passende indsats, men detvidste de godt.Sjovt at matematiklæreren og jeg slet ikke varenige om klassens faglige niveau, hun mente, degenerelt var dumme og dovne, og jeg mente, degenerelt var flittige og dygtige. To elever har daogså valgt fysikhøjniveau og ikke matematik-højniveau.

Skolemiljø

Det er ikke på skolen almindeligt at undervise 3timer i træk i fysik (eller andre fag) ej heller atlade gruppediskussioner være det bærende ele-ment i undervisningen. Klassens dansklærer varnok den, der arbejdede mest i samme stil, ellersvar de udsat for meget tavleundervisning i andrefag. Klassen havde ikke svært ved at arbejde på enanden måde i fysik, jeg har i hvert fald aldrighørt dét som begrundelse.

Pædagogisk sti l

Glade og ærlige elever, de var klar over at de skul-le arbejde for at lære, og at når de ikke arbejdede,så var det (og ikke alt muligt andet) årsagen til, atde ikke kunne følge med. Det bevirkede, at jegaldrig behøvede at blive sur – altså en glad lærermed overskud. Jeg synes, der var et rigtigt godtarbejdsmiljø i klassen og dermed et godt funda-ment for læring.

47

Observationens påvirkning

Klassen blev ikke påvirket, måske blev de lidtmere opmærksomme – hvad vil det sige at lærenoget – mm., da de jo jævnligt blev spurgt omdet, men måske havde jeg selv arbejdet mere meddenne side af undervisningen, hvis ikke Jens hav-de. Jeg tror ikke, jeg selv var påvirket i selve under-visningen, men det har selvfølgelig styrket minmåde at arbejde på, at jeg har kunnet diskutereundervisningen og klassens reaktioner med Jens.Den største påvirkning kom dog ved at de tretimer lå sammen, man bliver tvunget til at tænkelangsigtet, og der er ingen 'fise-den-af-timer',man kan jo ikke bare lade 28 elever sidde i tretimer og regne opgaver uden mål.

Opnåede jeg det jeg vil le?

Jeg er meget tilfreds med forløbet. Det fagligeniveau blev højt målt i traditionel forstand (flottekarakterer til eksamen og en censor, der syntes atde udtrykte sig frit og godt) men jeg er slet ikketilfreds med deres manglende forståelse for fysiksom modellering af virkeligheden. Socialt varklassen velfungerende i mine timer under heleforløbet, det har de vist også generelt ry for atvære, her tror jeg i øvrigt at to elever som Markog Rod har en stor betydning.

Ændringer

Jeg vil finde ud af om det er muligt at styrkemodelaspektet og tænke mere i projektorganiseretundervisning.

OPSUMMERING

Vi har fulgt en klasse, hvor læreren har haft enbevidst og formuleret holdning til fysik og tillæring, som hun har forsøgt at omsætte til fag-lig/pædagogisk praksis. Det har udmøntet sig i entilrettelæggelse af undervisningen, som er retlangt fra gængs praksis i fysikundervisning i gym-nasium/hf, nemlig timerne samlet i en 3-timersblok og gruppearbejde som den bærende under-visningsform. Det faglige indhold har været dettraditionelle, men med større vægt på åbne ogselvformulerede opgaver og med et ønske om atstyrke modelaspektet. Resultatet har været etlæringsmiljø, som i høj grad var baseret på elever-

nes indbyrdes dialog, med læreren som den dertilrettelagde og vejledte undervejs. Desuden blevder lagt vægt på elevinddragelse i planlægningenog på en samtale om fysikken.Eleverne kan karakteriseres som gennemsnitligtsammensat hvad angår faglige og læringsmæssigeforudsætninger. 5 af dem var to-sprogede, udenat dette synes at have påvirket forløbet. Elevernetilpassede sig undervisningsformen – selv om denvar meget anderledes end i deres andre fag – ogformåede at udnytte dens muligheder. Dette gæl-der såvel de tryghedsorienterede som deudfordringsorienterede elever. Eleverne har lærtden fysik, som man skal på obligatorisk niveau.Der kan spores en tendens til, at de har opnåeten relativ veludviklet formuleringsevne. Elevernehar gennemgående udvist stor tilfredshed medfysikundervisningen. De har i stor udstrækningudvist et fagligt engagement. Men også beklagetsig over de abstraktionskrav faget stillede og enfølelse af manglende relevans for deres øvrige til-værelse. Størst utilfredshed var der med denmanglende mulighed for fordybelse, med denfølelse af overfladiskhed, som følger af at skullegennemgå så mange forskellige emner. Disseutilfredsheder kan måske netop tolkes somudtryk for et ønske om at lære fysik fremfor kunat have fysik.

Gennemgangen har således dokumenteret, at engruppebaseret, dialogfremmende fysikundervis-ning er mulig, gennemførlig og frugtbar. Det erikke et argument for, at den er bedre end andreformer for undervisning. Undervisning og læringer for komplekse størrelser til absolutte sandhe-der. Men undersøgelsen viser, at en sådan under-visning er mulig og kan udgøre et fysiklærings-mæssigt velfungerende alternativ til anden under-visning.

48

LITTERATUR

Beyer, Karin (1992): Det er ikke tænkning dethele. I Nielsen, Henry og Paulsen, Albert C.(red.): Undervisning i fysik – den konstruktivisti-ske idé. Gyldendal, København.

Dolin, Jens og Ingerslev, Gitte (1997): Pædagogikog faglighed, Gymnasieskolen nr. 11.

Dolin, Jens (2000): Værdier og undervisning ifysik. I: Fysik og almendannelse, rapport fra enkonference på Askov Højskole, Uddannelsesstyrel-sens temahæfteserie nr. 17, Under-visningsministeriet, København.

Dysthe, Olga (1995): Det flerstemmige klasserom-met. Ad Notam Gyldendal, Oslo.

Huber, Günter L., Sorrentino, R.M., Daveson,M.Eppler, R., & Roth, W. H. J. (1992):Uncertainty orientation and co-operative learn-ing: Individual Differences within and acrosscultures. Learning and Individual Differences, 4,1-24.

Petersson, Erling (1995): Fra lærerprocesser modlæreprocesser. I: Konferencerapport: Læreproces-ser i 90'erne, DEL, København.

Prinds, Erik (1999): Rum til læring. CTU,København.

49

50

Spørgeskema 2x dec. 1997. Navn:

1. Føler du der er sammenhæng mellem de enkelte fagområder i fysik (sådan at noget af det manlærer fx i ellære kan bruges i fx kernefysik)?❏ ja ❏ nej ❏ ved ikkeBegrund dit svar:

2. Kan du bedst lide systematiske forløb (dvs et forløb hvor man starter med at definere begreberneog så anvender dem)? 9 kryds her eller kan du bedst lide tematiske forløb (hvor man serpå anvendelser/eksempler og så samler begreberne op bagefter)? 9 kryds her Begrund dit svar:

3. Kan du lide at arbejde i grupper i fysik? ❏ ja ❏ nej ❏ ved ikkeHvad kan du lide/ikke lide ved at arbejde i grupper?

4. Har du i gruppearbejdet let ved uenighed i gruppen? ❏ meget let ❏ middellet ❏ middelsvært ❏ meget svært

5. Kan du bedst lide åbne øvelser og opgaver (hvor du selv skal definere en del af opgaven)?❏ kryds her eller lukkede øvelser og opgaver (hvor læreren har bestemt formuleringen)? ❏ kryds herBegrund dit svar:

6. Forklar kort hvad der menes med en model i fysik:

7. Nævn et eksempel på en model i fysik:

8. Synes du fysik er❏ meget let ❏ middellet ❏ middelsvært ❏ meget sværthvorfor:

9. Hvad kan du bedst lide ved fysikundervisningen?

10. Hvad synes du er dårligst ved fysikundervisningen?

11. Er det et problem for dig at undervisningen i fysik er anderledes end i andre fag?9 ja 9 nej 9 ved ikkeevt. begrundelse:

Bilag 1

51

Interviewguide 2x januar 1998

(følg alt op med hvorfor?)

1. FysikundervisningenHoldning til faget (meget interessant – helt uinteressant)Hvilke dele af fysikken kan du bedst lideHvilke dele er sværest (forstå begreberne/løse ligninger/bruge modeller/regne opg/...)Hvordan læser du hjemme på fysikHvordan opfatter du dig fagligtHvad får du ud af forskellige typer uv (lærergennemgang/gruppedisk/pararb./individuel arb)[bevidsthed om dialogens betydning – hvad skal der til for at dialogen bliver god]Hvad skal der til for at du skal blive interesseret i fysik (indhold/miljøet/formen/læreren)Hvad vil det sige at lære noget i fysik?Hvad driver lærehandlingerne (systemet – personlig interesse)Har du ændret holdning til fysik i løbet af gymnasieforløbet?[læringsbegreb i fysik]

2. Livet i skolenHvilke fag holder du mest afHvilke fag holder du mindst afForskel på disse fag og fysik[læringsbegrebet i andre fag]Foretrukne arbejdsformer [din ideelle skoledag]Vurdér dit faglige udbytte af forskellige arbejdsformerHvilke krav må du stille til dig selv i forbindelse med gruppearbejde

– – – – – – – – – – KlasseundervisningHvad kræves der for at en lærer er en god lærerHvordan trives du på skolenHar du hovedparten af dine kammerater på skolenLaver du arbejde på skolen ud over uv (elevråd/skoleblad/kor/fællesudvalg/...)

3. Livet uden for skolenBor du hjemme/alene. Fars/mors erhverv. Andre søskende (placering)Tidsforbrug på en gennemsnitlig dag (betydning af aktiviteter)[lystbetonet/pligt]Erhvervsarbejde.Sport. Hjem har vakt interessen. Dyrker du sport med andre fam.medl.Kæreste? Hvad laver han/hun. Alder. Mødested.Ser du nyheder/læser avis. Følger du fx med i færøsagen.Ved du hvilket parti du ville stemme på i morgenHjemmekultur: fordeling af hjemmets opgaver. Indbyrdes forhold. Kan du tale om lektier/skole. Hardin familie respekt om de beslutninger du træffer.

4. Dig selv/selvopfattelseHvad er efter din egen opfattelse dine stærke/svage sider. Hvordan er de udviklet.Hvad er dine planer for året efter stud.eks. Fremtidsplaner på langt sigt.Hvordan ser dit liv ud om 10 år.Vil du tage job i udlandet.[Udfordringsorientering/tryghedsorientering]

Bilag 2

INDLEDNING

Formålet med den følgende citatmosaik fra y-klassen er at give et indtryk, dels af nogle grund-læggende holdninger hos læreren, dels af hvilkeopfattelser af fysik og fysikundervisning der harudviklet sig hos eleverne i det to-årige forløb. Dervil ikke blive foretaget nogen analyse af undervis-ningen eller en sammenligning af lærerens inten-tioner med elevernes faktiske udbytte af undervis-ningen. Sigtet er at give en karakteristik af klassenog forløbet ved at vise hvordan aspekter af for-løbet ses gennem lærerens og elevernes øjne.

Undervisningsformen har været en blanding aflærerstyrede klassediskussioner, gruppearbejde(opgaver, opstilling af formler, arbejde med EDBm.m.) og eleveksperimenter. Eleverne har væretinddelt i faste grupper. Dog blev der lavet nygruppeinddeling et par gange i forløbet.

Læreren opfatter selv sin undervisning som rela-tivt traditionel. Men undervisningen udmærkersig ved at være usædvanlig gennemtænkt hvad an-går indhold og formål. (Om målene så nås er na-turligvis et andet spørgsmål). Usædvanlig er ogsåden omfattende inddragelse af EDB på forskelligemåder.

Læreren koncentrerer sig forholdsvis lidt om denenkelte elev, og ser selv denne manglende oriente-ring mod den enkelte som en svaghed (Lærerin-terview i 2.g).

Der blev gennemført to interviews med læreren afca. en times varighed, hhv. i starten af 1.g og star-ten af 2.g i det to-årige forløb. Efter afslutningenaf 2.g nedskrev læreren nogle refleksioner overforløbet.

Eleverne fik et spørgeskema i starten af 1.g. Deblev interviewet to gange i henholdsvis marts i 1.g

og januar i 2.g., hvor de blev interviewet indivi-duelt eller i små grupper (2-4). Interviewenes va-righed var mellem en halv og en hel time. Umid-delbart før den sidste interviewserie udfyldte ele-verne et spørgeskema med faglige og holdnings-mæssige spørgsmål. Citaterne i det følgende er ta-get fra disse interviews og spørgeskemaer.

Oversigt over emnerne i forløbet:

1.g:August: Intro:“Hvad er fysik”September – december: Energi, varmelæreJanuar – maj: Astronomi + atomfysik og bølger(atomspektre)(Marts: Eksperimentel projektuge sammen medbiologi og kemi)

2.g:August – december: Manhattan Projektet (kerne-fysik)Januar – marts: MekanikApril: Eksperimentelt projekt (emner inden formekanisk fysik)April – maj: Elektriske kredsløb

Da der i det følgende refereres specielt til de toforløb om varmelære og om Manhattan Projektetfølger her en kort beskrivelse af dem.

Varmelære:Der blev benyttet lærebogen ”Energistrømme” afBlegaa og Poulsen.

Hovedpunkterne i forløbet var:

Fælles brainstorm i klassen (herunder begrebernevarme og temperatur).Energi og effekt: Klassediskussion, opgaver igrupper. Enheder diskuteres.Energi og effekt: Elever udfører målinger.

52

Kapitel 4Y-KLASSEN

Af Verner Schilling

Elektrisk energi. Klassediskussion, opgaver i grup-per.Intro til varmelære. Demo-eksp.: Opvarmning afisklump. Påfølgende diskussion af begreberne var-me og temperatur (igen).Vandblandingseksperiment (elever). Påfølgendediskussion af formler. Lod og vand. Gruppear-bejde: “blandingsformler” skal opstilles.Gruppearbejde: Opstilling af formler til bestem-melse af smelte- og fordampningsvarme.Elevøvelse: Smelte- og fordampningsvarme. Igrupper: beregninger (med usikkerhed) v.hj.a reg-neark.Udarbejdelse af begrebskort for varmelæren.Fremlæggelse af begrebskort.

Forløbet var lidt for krævende for eleverne. Selv atskulle opstille formlerne fandt de fleste svært, ogmange forstod ikke hvad de gjorde. Men som detfremgår af det følgende fik de en fornemmelse afat fysik bl.a. handler om at ”opstille formler” og ”atman selv kan regne noget ud”.

Manhattan Projektet:Der blev benyttet lærebogen ”Manhattan Projek-tet” af Christensen og Meyer.

Bogen er en gennemgang af det historiske forløbder førte frem til atombomben. Undervejs gen-nemgås den kernefysiske teori der er nødvendigfor at forstå de videnskabelige opdagelser der lig-ger til grund for bombens konstruktion.Der er blevet lagt stor vægt på at tale om og ar-bejde med modelbegrebet i dette forløb. Meget afundervisningen har drejet sig om at arbejde medforskellige repræsentationer af samme model, ogarbejdet i EDB-rummet med Fpro har væretfremtrædende. (Se under gennemgang af spørge-skemaet ang. elevernes opfattelse af begrebet “enmodel”).Forløbet omfattede en ekskursion til Risø, hvoreleverne om formiddagen gør en reaktor kritiskog om eftermiddagen i forskellige grupper udføreret kernefysisk eksperiment. Før besøget havde dearbejdet med computersimuleringer af en reaktor.Det eksperimentelle arbejde i øvrigt bestod imåling af radioaktivt henfald, samt en mere åbenundersøgelse af radioaktive kilder.

Som afslutning på arbejdet med Manhattan Pro-jektet skulle eleverne skrive et essay om et udvalgteksempel på ”Big Science”.

Det efterfølgende spørgeskema viser at elevernevar ret glade for forløbet. 5-6 finder det “megetinteressant”, 10-11 “ret interessant”, kun 1 “ikkesærlig interessant”. Ingen finder det “uinteres-sant”. På spørgsmålet om hvad der var mest inter-essant er det tydeligt at atomreaktorens virkemådeog udnyttelsen af kerneenergien er det der interes-serer mest.

LÆREREN

Lærerens syn på formå let med

fysikundervisningen

T giver udtryk for den holdning at formålet medfysikundervisningen ikke er at eleverne skal lærebestemte emner men snarere at de skal lære en be-stemt måde at tænke på.:

Jeg håber de kan få en forståelse af, hvad fysik er foren slags ting, i denne her verden

(..)

Jeg tror nok, jeg er meget kritisk overfor, hvis manformulerer kompetencer som konkrete emner.(..)Bare det at kunne skille et matematisk og et fysiskargument,... det synes jeg i sig selv.. altså hvis mankan få dem til at forstå det i løbet af de to år, så harman saftsuseme nået meget (..) Og bare det at forstådet, det er en kompetence vil jeg sige, som eksempel.Og det er altså lige meget om det er så er luftarternestilstandsligning eller Newtons 2. lov det drejer sigom. (..) Det er meget mindre væsentligt efter minmening. I virkeligheden så synes jeg det er fuldstæn-dig tåbeligt, at man ... pludselig siger, at nu skal Ilære luftarternes tilstandsligning, obligatorisk ni-veau. Det er fuldstændig ligegyldigt efter min me-ning (Int. 1.g)

T lægger stor vægt på at prøve at formidle fysik-ken som matematisk naturbeskrivelse. I densammenhæng ønsker han at eleverne skal få enindsigt i hvad videnskabelig erkendelse er:

…og da var idéen altså, at de i et eksperimentelt

53

projekt gerne skulle (..), håber jeg i al fald, opleve atder er en proces, hvor teori og eksperiment spillersammen. Og det skulle så, altså håber jeg, gøre demmotiveret til at høre noget mere generelt om, om vi-denskabelig erkendelse, og specielt det der problemmed at jeg gerne vil nedbryde deres fordomme om atman bare kan gå ud og iagttage naturen (Int. 2.g)

T’s fysiksyn skinner tydeligt igennem i hans rede-gørelse for hvad han opfattede som formålet medvarmelæreforløbet i 1.g:

Jeg vil egentlig gerne have ud af det, at de får en for-ståelse af - også som noget nyt for folkeskolen, at derer en sammenhæng imellem fysisk tankegang og ma-tematisk øh værktøj, for det er noget nyt, og det me-ner jeg varmelæren .. er meget god til altså at brugetil, fordi den,.. altså man kan sige dens formler erforholdsvis simple, men dens fysiske baggrund er for-holdsvis indviklet, og man kunne håbe i al fald, atman (..) gennem diskussioner af begreberne tempera-tur og varme og gennem det at nå frem til nogleformler, som man kan arbejde med kan give en ople-velse af, hvad, hvad det er fysik gør. Eller hvad mankan bruge fysik til, ik'. (..) Man kan sige der er toslags ting jeg (..) gerne ville have dem til .. som resul-tat. Den ene er at være i stand til rent praktisk atkunne løse nogle problemer. Altså nogle varmelære-problemer. Vælge (..) de rigtige formler og kunne ar-bejde med dem. Og den anden er selvfølgelig, at(..)de forstår, hvad det er de gør, og at de får en fysiskforståelse af det også.

(..)så kan man godt sige som en tredje ting, det er såigen det, at de (..) kunne få, i hvert fald en fornem-melse af, hvordan man kan skabe noget i fysik, altsåopbygge en teori eller model gennem teoretisk og eks-perimentelt arbejde... (Int. 2.g)

T lægger stor vægt på at formidle filosofiske,historiske og samfundsmæssige aspekter af fysik-ken. Hertil har han især brugt temaet ”Manhat-tanprojektet”. Men også i dette forløb står denmatematiske naturbeskrivelse og modelbegrebetcentralt:

..hvad jeg ville med kernefysikken. (..) For det førstemodelbegrebet (..) hvor jeg altså gerne vil lære dem

at bruge det, og det var altså på radioaktivt henfaldog på reaktorfysikken. Og for det andet det historiskeeller samfundsmæssige, hvor jeg så altså har ståetmed valget mellem enten at snakke (..) om videnska-belig erkendelse undervejs (..) til at opbygge en teori,og at det tager forbløffende lang tid, og der går forb-løffende mange ting galt (…)Og den tredje ting, detvar så fysikken med stort "F" (..), altså at, at jeg ogsågodt vil (..) - vise dem hvordan fysik og matematiksmelter sammen, og man kan regne ting ud om radi-oaktivt henfald, og man kan regne energi ud for ker-nereaktioner og finde ud af hvor meget energi derkommer ud af uran-spaltning og hvorfor det netop eruran og ikke jern f.eks. (..) Plus det eksperimentelle,(..)hvor jeg gerne vil vise dem noget rigtig fysik igåseøjne, ved at de kommer på Risø og laver øh nogleeksperimenter.(Int.2.g).

Lærerens syn på læring

Sit syn på læring beskriver T således:

(..) lidt provokerende vil jeg sige, at dybest set menerjeg ikke, at vi kan stille en teori op over hvordan be-grebsdannelsen, specielt f.eks. i fysik, skal laves....fordi, jeg tror at vi fungerer som ... lad os bare brugeet computerudtryk, vi fungerer som et neuralt net-værk, der (..).. vi lærer ikke ved at starte (..) på etbestemt fundament og så bygge tingene op. Det bety-der ikke at jeg selvfølgelig ikke overvejer noget, altsåselvfølgelig, det er klart, det gør enhver lærer jo. Atnår man skal undervise, er man nødt til at ha' en el-ler anden opbygning. Men dybest set tror jeg ikke, atdet betyder særligt meget, hvor man starter. Det manskal ha' bygget op, er netværket. Og det kan mangøre fra alle sider, og det svære er, kan man sige, at(..) det kommer først, når man bevæger sig rundt fraalle siderne. Eller fra mange forskellige sider. Så detvil sige, deres opfattelse af energi og effekt, afhængerikke nødvendigvis af, at jeg lige er startet med… jeghar jo heller ikke defineret hvad energi er, det harjeg jo netop også sagt til dem, at det kan man ikke, ivirkeligheden. Men altså det afhænger dårligt nokaf, at vi startede der. Men det afhænger af, at de be-gynder at bruge begreberne, og så bliver der pludselignogle forbindelser, som forhåbentlig er rigtige. Det erjo ikke sikkert, at de bliver det. Der kunne jo ske fejli det neurale netværk (..) Men efterhånden vil det såkomme til at hænge sammen, hvis det lykkes. Altså

54

sådan tror jeg det er. Så jeg tror, at ... at altså lidtprovokerende tror jeg ikke (..) at man kan nå særligtlangt ved at forsøge at lave en (..) entydig teori forhvordan begrebsdannelse i fysik generelt, eller i et be-stemt område, kan laves. Og det passer jo megetgodt, kan man sige, med vores gymnasiebekendt-gørelse, som i hvert fald lægger op til at vi skal ku'starte fra mange vinkler med projektorienteret un-dervisning. Så altså... jeg er faktisk meget imod lære-bøger, egentlig. (Int. 1g)

ELEVERNE

Første spørgeskema

Fra det indledende spørgeskema følger her nogleenkelte oplysninger, der bl.a. antyder noget omelevernes syn på læring og undervisningsformer.

20 elever kom fra 9. klasse (en herefter på efter-skole), og 8 fra 10. klasse.18 elever havde valgt gymnasiet fordi ”det kanbruges til så meget” og ”er en af de bedste uddan-nelser”, mens 8 havde valgt det for at få en videre-gående uddannelse.

Om fysik/kemi i folkeskolen siger de fleste (18) atdet bedste var forsøgene (10 har lavet forsøg hvertime, 11 hver uge, 7 sjældnere). 3 elever synteslæreren var det bedste.

Det værste ved fysik/kemi var for 7 elever teorien,for 8 elever læreren (er rodet, kommer for sent el-ler slet ikke, kan ikke svare på spørgsmål, er ikkefærdiguddannet).

Alle forventer at gymnasiet vil stille større kravend folkeskolen. 8 ved ikke hvordan de vil klarede større krav, 16 vil arbejde hårdere, mens kun 2svarer ja til at de vil arbejde mere selvstændigt,planlægge og tage ansvar.

På spørgsmålet ”Hvad vil det efter din meningsige at lære noget” svarede 18 ”at forøge sin vi-den” eller ” at kunne huske”, mens 9 elever ogsåhenviser til forståelse og anvendelse.

Den arbejdsform der oftest (nemlig af næstenalle) nævnes som én man lærer noget af er ”at ele-ver laver forsøg”.

Elevernes syn på læring

Der synes i løbet af det første år at have været enudvikling i de fleste elevers forståelse af hvad detvil sige at lære noget. De fleste taler nu om at detikke er nok at huske, man skal også kunne brugesin viden. Desuden forbindes læring med for-ståelse.

S: ..at lære noget det er at udvide ens viden ... sådanså man får lært det på den måde sådan så man kanhuske det.. (..).. man ved ikke om man behøves atbruge den i sin hverdag, men hvis man rigtig skallære det og man skal kunne huske det så skal der nokvære et eller andet man bruger det til i sin hverdag(Int.1g)

C:.. at man bliver præsenteret for noget man ikkevidste før ... eller ikke kunne før så... når man harlært det, så kan man finde ud af det at gøre det, atbruge det, så kan man definere hvad det er man gør.(Int.1g)

M: du kan selvfølgelig også lære det udenad ikk.,men det er jo ikke... du har jo så ikke rigtig lært det,hvis du bare kan en masse fine ting øh øh .. en helmasse formler.. og sådan al muligt… og du så måskedybest set ikke rigtigt forstår det.. (Int.1g)

Forståelse betyder for de fleste at man kan brugesin viden eller at man kan forklare den til andre:

S: At forstå noget (...)Det er nok hvis man kanbruge den viden, man har fået. (Int.1g)

M: Kunne bruge den praktisk, så har man jo forståetdet. Man kan også vide en masse ting uden at kunnebruge det til noget (Int.1g)

R: Ja, det vil jeg sige sådan.. at du lærer noget og sådu kan forklare det videre til en anden, som så ...forstår det så også ikk’. Så synes jeg du har lært noget,fordi så forstår du det jo selv, hvis du kan forklaredet videre til en anden, så de også forstår det.(Int.1g)

N:... Jeg tror det vil sige at kunne forklare det videretil en anden, som så også kunne sætte sig ind i det.(Int.1g)

55

En enkelt ser stadig læring som en stort set passivproces:

E: det er når man sidder der og ... har slået klap-perne ud, og (læreren) han står og tegner og fortællerikk. Det må vel siges at lære noget, altså at få nogennye begreber og idéer, teorier, formler ind eller fåskrevet ned på papir, ikk (Int.1g)

Elevernes syn på gruppearbejde

Næsten alle elever er enige om at gruppearbejdeter en god arbejdsform. På spørgsmålet ”Hvad sy-nes du om at arbejde i grupper?” svares der

S: Det synes jeg er meget godt. Men det kommermåske også lidt an på, hvad for en gruppe man er i.Fordi hvis man er i en gruppe, hvor man føler, atman slæber det hele ikk, eller man skal trække dethele op, så må man sikkert blive lidt langsommelig(..). Men jeg synes det er meget godt ikk. Også fordi..det er også meget godt selv at få lov til at prøve atløse et problem(..) end der bare er en lærer der stårog forklarer hvordan du så skal gøre ikk. Det er me-get sjovt selv at prøve. Synes jeg. Så det ikke kun erlæreren der fortæller (...) (Int.1g)

M: Det synes jeg er godt. Det synes jeg er rigtig godt,helt sikkert. Fordi man får sådan nogle forskellige...sådan input fra alle dem, der er med, og der er selv-følgelig nogle der er mere aktive end andre, mensådan er det jo altid ikk’. Men jeg synes(..) det er rig-tig godt, helt sikkert. Det er også godt, at vi bytterlidt rundt i grupperne. Så du ikke sidder med desamme 3 mennesker. (Int.1g)

R: Det synes jeg er meget godt, fordi (..) hvis mansidder hjemme og sådan noget, så har man den dertvivl i baghovedet, er det nu rigtigt det du sidder oglaver, (..) så når der er andres meninger, når vi sid-der derovre, (…) så kan du lige spørge dem man er igruppe med. Det synes jeg er meget rart.(..).. jeg sy-nes det er lidt svært med (klasse)diskussion, fordi derer du så mange, der skal sidde, så får man ikke rig-tigt indført et ord... (Int.1g)

Mens nogle lægger vægt på at de kan få hjælp igrupperne uden at skulle blotte sig over for lære-

ren, ser andre gruppearbejdet som en mulighedfor at lære ved at forklare sine ideer til andre:

P: Når man sidder sådan fire mennesker og diskute-rer, så synes jeg det er meget lettere at få sagt nogetogså, så er man heller ikke sådan.. hvis det er sådanlidt forkert, og sådan noget(..).. så gør det heller ikkeså meget (Int.1g)

C: (..) så hjælper man hinanden indenfor grupperneikk, så er der ikke nogen der halter bagud (Int.1g)

Kl: Jeg har svært ved at .. at få forklaret af andretror jeg (..)Den gruppe som jeg er i nu, der kan jeggodt, der kan jeg godt lide at være, fordi der kan jegforklare de andre noget ik' (Int.1g)

Selv om de fleste, både dygtige og mindre dygtigeelever, er meget positive overfor gruppearbejdet,er der dog enkelte elever der foretrækker tryghe-den ved den lærercentrerede undervisning. En(fagligt ret svag) elev udtaler:

E: Jeg tror egentlig det.. det jeg bedst kan li', det erhvis der er et forsøg og så.. og læreren laver det, detkan jeg egentlig bedst li'. (..) Jeg synes på en eller an-den måde er det mere overskueligt, at det er én derhar så meget tjek på det... fremlægger det og viserteorien, fortæller om teorien, skriver noget ned påtavlen, og man tager notater. (Int.1g)

En elev har svært ved at frigøre sig fra en negativholdning til gruppearbejdet, men har faktisk fåeten ny indstilling til det i gymnasiets fysikunder-visning. På spørgsmålet om hvilken undervis-ningsform han foretrækker, svarer han:

N: Jeg kan bedst li' den lærerstyrede... Her i fysik erdet gået udmærket med grupper, men jeg har (..) eteller andet traume fra folkeskolen med gruppear-bejde, hvor der ikke skete noget, så jeg synes ikkeman lærer så meget i grupperne.. det kan… det erændret her i gymnasiet. (..) så jeg tror egentlig jeghar... jeg har arbejdet bedst i grupperne, med grup-pearbejde.. også fordi det er en mindre størrelse, ikk’(Int.1g)

56

Det er en udbredt følelse at rapportskrivningen eren aktivitet der er meget effektiv i læreprocessen.

S: …når man laver rapporten, når man selv skalprøve at forklare det på sin egen måde, så synes jeg,så får man sat det sådan rimeligt godt på plads in-den i sig selv ikk. Så er det lige som om, så sidder detbedre fast, fordi så har man selv formuleret det, ikk.(Int.1g)

Ca: Jeg tror det er, hvis man har lavet et forsøg, ogman så går hjem og skriver en rapport over det. Såbliver man nødt til at forstå det, ikk, hvis man skaltil at skrive om den (Int. 1g)

Elevernes syn på inddragelsen af

en samfundsmæssig dimension i

fysikundervisningen

Forløbet om ”Manhattan Projektet” var et tema-tisk forløb med vægt på den historiske ogsamfundsmæssige dimension i fysikfaget. Lære-rens intentioner med dette forløb var at det skulle

”give viden om grundlæggende kernefysik; introduk-tion til arbejde med matematiske modeller i fysikmed mulighed for lidt kreativ anvndelse; eksemplerpå hvad videnskabeligt arbejde er (og ikke er); ek-sempler på forbindelser mellem videnskabsfaget fysik,teknologi samfundsproblemer; møde med eksperi-mentel fysik uden for skolen” (Int. 2g)

Han formoder alligevel at eleverne, hvis de blevspurgt om intentionerne, ville”(over)betone det specifikt faglige aspekt. ’T vil læredem fysik, formler, at regne ting ud, at udføre ograpportere forsøg'” (Int. 2g)

Interviewene med eleverne viste imidlertid at defleste lagde meget stor vægt på det samfundsmæssi-ge aspekt, og mange så det som det primære formålmed undervisningen at de blev sat i stand til at ta-ge stilling til samfundsmæssige og moralske spørgs-mål. Ingen gav udtryk for at sådanne mål kunneopfattes som fremmede for fysikundervisningen.

(..) der var vel ingen grund til at man lærte det, hvisikke man lissom kunne bruge det til noget, ellerkunne se, hvad har det gjort ved samfundet eller

sådan noget. Så var der jo ikke nogen grund til atlære det egentlig (Int.2.g)

…så man har noget viden, sådan så man kan for-holde sig kritisk (Int.2.g)

Nå, men det vigtigste er jo(..) hvis vi lærer så meget,så vi selv kan tage stilling til, om vi synes det er godt,eller det er dårligt. (Int.2.g)

Mange syntes at inddragelsen af spørgsmål udenfor fysikken i snæver forstand gjorde emnet mereinteressant:

Og så når det er noget, der sådan sker ude om i ver-den omkring én, så synes jeg det er endnu merespændende ik'. (Int.2.g)

du kan bruge det til noget, i stedet for at du sidderhjemme med en formel og sådan noget (Int.2.g)

.. så bliver det hele heller ikke bare formler og tal..(Int.2.g)

Altså man får også lissom sat nogle ting i perspektivved at man får lidt baggrundsviden ved det, ik'. Såman har måske lidt (..) at relatere til også. (Int.2.g)

så bliver man også mere interesseret i at lave bereg-ningerne rigtige og sådan noget, fordi så synes manvirkelig, man har gjort et øh, et godt arbejde, ik'(Int.2.g)

Elevernes syn på fysik

sammenlignet med andre fag

Eleverne blev i interviewet i 2.g spurgt om dekunne beskrive forskellen mellem fysik og de an-dre fag de havde i gymnasiet. Det faldt dem ikkelet, men nogle træk gik igen hos flere elever. I fysiker der ofte (men ikke altid) et entydigt resultat:

M: Engelsk, tysk og dansk, hvor man skal analyseretekster og sådan noget, (…)der er det lissom ensegen… Hvis bare man kan argumentere for det,man siger, så er det også rigtigt. (..) så kan der godtvære en sandhed i det, ik'. Der er ikke et resultat.Det er der jo tit i fysik, hvis du har opstillet en for-mel eller en model eller sådan noget. (Int.2.g)

57

I fysik forsøger man at bevise nogle fundamentalesammenhænge på en måde man ikke finder i defleste andre fag:

Ka:..du kan mere udfolde dig i et sprogfag, var jegved at sige.(..) Altså(..)du har nogle forskellige em-ner, som også ligger tæt på dig, men du går ikke nedi dem og forklarer dem, vel, som du gør i fysik (..) Vihar haft om kloning i engelsk, og vi snakkede omdet…Men i fysik,, da er det sådan et fag med: ”Gåned i kloning og sig, hvordan kan det overhovedetlade sig gøre”, ik'. (..) (Int.2.g)

(Samfundsfag) er noget som du sådan kan læse digtil (..) Det er ikke noget der skal bevises eller noget,vel. Altså du beviser ikke noget i samfundsfag.Det… sådan er det bare, var jeg ved at sige.(Int.2.g)

Mange opfatter fysikken som abstrakt og uhånd-gribelig – også i forhold til de andre natur-videnskabelige fag. En pige, Ma, udtrykker det så-ledes (i et dobbeltinterview sammen med en an-den pige, S):

Ma: Fysik er noget af det, som er uhåndgribeligt, ogkemi det er lidt mere håndgribeligt, på en eller an-den måde, fordi du har nogle stoffer og du blanderdem sammen, og så ser du, at der sker et eller andet,ik'. (Int.2.g)

Nu har jeg også biologi, og det, det eksperimentiellearbejde vi laver dér ik', det, det er helt anderledes,end det vi laver i fysik (..) Nu sidste gang skulle vi (i fysik) selv finde ud af, hvordan vi ville lave for-søget ik'. Og, og det går man så ind og gør. Manlaver de der målinger, og man skriver dem ned, også har man, hvad man skal skrive en rapport ud fraik'.(..) Du har, du har mere at holde fast i, synes jegi biologi. Altså du har en… her har du et blad ik'.Læg det ned i noget vand og se det i et mikroskopik'. Altså på en eller anden måde synes jeg, det erstadigvæk lidt mere håndgribeligt.(Int.2.g)

Fysik er mere abstrakt på en eller anden måde (..)Det er lidt mere abstrakt end andre fag, hvor du haret eller andet konkret..(..) Når man så har haft fysik

i ja halvandet år ik'. Så har man sådan lært attænke det abstrakt, så du forstår det bedre. (Int.2.g)

Men på spørgsmålet om det ville være en god ideat fjerne det abstrakte fra fysikken, og gøre fagetmere beskrivende, som f.eks. biologi, svarer hunbenægtende, og suppleres af S (Int.2.g):

S: Nej, det synes jeg heller ikke, fordi (..) et eller an-det sted må princippet i fysik vel også være at manselv kan regne noget ud og sådan noget, det der bli-ver jo udledt af formler.

Ma: Jeg tror det ville blive rigtig, rigtig kedeligt

S: Det tror jeg også fordi..

Ma: Fordi du har, du har fået præcis det sammesmidt i hovedet i folkeskolen ik'. Her har vi etatom…

S: Så kan du ikke heller rigtig lave forsøg med det,(..) Hvis ikke du har nogle formler vel, så er der joikke nogen idé med, at du står og måler alt muligt,for hvad skal du bruge de målinger til, altså.

Hvad er svært i fysik?

Når eleverne bliver spurgt om hvad der var svært ifysik peger mange på det matematiske element

E: Svært for mig i fysik, det var øh... det var det dermed formler i starten, i termisk energi.. (Int.1g)

Ca: altså hvis man nu selv skal til at regne de derformler ud, som de der termisk energi og sådan no-get, helt vilde formler, det synes jeg er svært (Int.1g)

R: Hvad er svært i fysik... altså... det svære er nok, atdu skal forstå det og så selv kunne sige det videre (..),altså kunne forstå det sådan så du selv kan skrive detned eller sige det videre eller sådan til en eller andendu skal forklare det til og sådan, det synes jeg ersvært... (Int.1g)

N: Det er at se sammenhængen, synes jeg. Nogengange kan det være svært at kæde de forskellige tingsammen. (Int.1g)

58

Eleverne husker næsten alle varmelæreforløbetsom svært. Dels var der de vanskelige formler, delsvar der vanskelighederne med se sammenhængeneog få begreber som varme og temperatur klar-gjort. Vi kunne observere hvordan disse begreberforblev uklare hos mange elever skønt de havdediskuteret dem længe i klassen.

Elevernes forståelse af

modelbegrebet

I det spørgeskema eleverne fik efter jul i 2.g blevde bl.a. bedt om at forklare hvad en model er i fy-sik. Dette skete på baggrund af den store vægt dervar blevet lagt på modelbegrebet og modellering iførløbet ”Manhattan Projektet” i det forudgåendesemester. Svarene viste at mange havde fået en ri-melig ide om hvad modeller er. Beskrivelsernestrakte sig fra en simpel forståelse af modeller somen slags billeder af naturen og som en hjælp til for-ståelse, til mere avancerede forestillinger om mo-dellerne som en efterligning af grundlæggendemekanismer i naturen og som redskab til kvanti-tativ forudsigelse. Her følger en række karakteri-stiske citater fra spørgeskemaet.

Model som billede:

J: En model er når man laver et billede af hvordanman forestiller sig at noget ser ud.

T: En teoretisk tegning af noget fysisk

Kl: En model er en illustration af fysikkens virkeligeverden.

Model som hjælp til forståelse:

Ma: Tegninger der kan forklare hvad der sker

C: En model er en illustration af fx et forsøg som fårforsøget til at se mere overskueligt ud. Meningen medmodellen er at hjælpe en til at forstå forsøget.

E: En model er en tegning der hjælper til forståelsenaf det den illustrerer.

J: En model kan vise hvad der foregår. En model gørtingene lettere at forstå.

Model som beskrivelse af hvordan naturens”virkemåde”:

L: En model er en teori over hvordan tingene forgår

K: En simulation af virkeligheden.

M: En model er, når man på en eller anden mådeforsøger at efterligne det der sker i “naturen” /”i vir-keligheden”

Nogle lagde vægt på at beskrivelsen kunne væremangelfuld, at der kunne være uoverensstemmelsemellem teori og virkelighed:

Th: Hvordan tingene fungerer og ser ud. Det stem-mer som regel ikke overens med det praktiske.

S: Hvordan tingen ser ud og fungerer. Ikke altidhvordan det er i praksis.

I de efterfølgende interviews bliver eleverne bedtom at uddybe deres svar. S siger om en model:

S: Det er noget der viser (..) teorien i en ting, menjeg vil ikke sige, det viser praksis. Specielt ved radio-aktivt henfald. Man kan jo ikke lige sige, om derlige sker så meget henfald lige inden for den der tids-ramme. Det kan godt være, der sker lidt i den enetidsramme og så meget i den næste, men de udlignerhinanden ik'. (Int.2.g)

Og Ma definerer en model således:

Ma: Er det ikke et sådan..en lidt forsimplet udgaveaf virkeligheden. (Int.2.g)

Model som redskab til beregning/forudsigelse:

Ka: En model kan forklares som noget der bruges tilat finde samme resultat som det oprindelig er i natu-ren, bare ved tegninger, graf osv.

Ma: En model er nogle på hinanden følgende bereg-ninger der til sidst resulterer i et resultat man f.eks.kan plotte ind i et koordinatsystem.

Vi har i vores interviews blandt meget andet boret

59

i forståelsen af modelunivers/teoretisk univers vs.virkelighed/målinger. Selv de dygtigste har megetsvært ved at skelne. Næsten ingen har, selv ikkenår det er blevet påpeget, kunnet se forskellen påberegninger af konskevenser af modellen (evt.med computer), og indførelsen af ny informationfra virkeligheden via målinger.

Det har klart været en vanskelighed for eleverne atskulle operere med mange repræsentationer afmodellerne (Systems Dynamics diagrammer,computerprogrammet Fpro, matematiske lignin-ger). En del kan (nogenlunde) bruge Systems Dy-namics diagrammerne og Fpro programmerne,men de forbindes ikke med hinanden. Interessantnok er den traditionelle matematiske beskrivelsetrængt helt i baggrunden. Selv de simpleste form-ler (f.eks. T1/2

= ln2/k) er meget mangelfuldt ellerslet ikke forstået.

AFRUNDING

Klassen har været ganske typisk hvad angår forud-sætninger og fagligt niveau. Karaktergennem-snittet ved afslutningen af 2.g var lidt over mid-del. Undervisningen var ikke radikalt forskellig fraden almindelige praksis i gymnasiet.

Hvad vi bl.a. kan se af det foregående, er at lære-rens grundholdning har en betydelig indflydelsepå elevernes opfattelse af faget. Hvilken opfattelseder i dette tilfælde er tale om, kan bedst illustreresmed et citat af en elev, der svarer på et spørgsmålom hvad han har fået ud af fysikundervisningen,hvad han mener han er blevet bedre til:

Til at se overordnet på tingene.(.) Hvad vi er blevetbedre til i fysik, det er at det er at stille en formel(..)rigtigt op.

60

61

Når elever lærer noget i skolen, sker det i fælles-skab med andre. Det indebærer, at eleverne delta-ger i samtaler med andre om de faglige emner ogspørgsmål, som læreren bringer ind i undervis-ningen. Imidlertid er der forskellige måder at til-rettelægge samarbejdet på, der eksisterer forskelli-ge undervisningsformer, som på forskellig vistænkes at bidrage til læringen.

I de næste to kapitler vil vi se nærmere på toalmindelige måder at organisere undervisningenpå. Det drejer sig for det første om den form,hvor læreren samtaler med sin klasse om et fællesemne og tager tavlen til hjælp. Vi har her kaldtdet for Den lærerstyrede klassedialog, og det vil bli-ve behandlet i kapitel 5. Det drejer sig for detandet om den form, hvor elever arbejder selv-stændigt sammen om faglige spørgsmål elleropgaver uden lærerens konstante tilstedeværelseeller indgriben. Vi har kaldt det for Det længere-varende gruppearbejde, og det vil blive behandlet ikapitel 6.

Begge kapitler tager direkte afsæt i empirisk data-materiale og har samme behandlingsform, idet vihar bestræbt os på at fremlægge og tolke samtalermellem lærer og elever og mellem elever indbyr-des. På den måde tilbydes det læseren at tolkemed og eventuelt at sammenholde tolkningernemed egne undervisningserfaringer. Ydermere erdet det samme faglige emne, som går igen i beggekapitler – nemlig ’vands opvarmningskurve’ – omend observationerne stammer fra to forskelligeklasser og to forskellige lærere.

I Den lærerstyrede klassedialog illustreres det, gen-nem løbende tolkning af en lærers samtale medsin klasse, hvorledes læreren og eleverne forsøgerat møde hinanden i samtalen. Det fremgår også,at det ikke er helt let, og at alle deltager i samta-len ud fra forskellige perspektiver. Læreren ansku-

es som ”mesteren”, der i kraft af sin faglige kom-petence er bærer og repræsentant for faget. I for-hold hertil undersøges elevernes forsøg på mest-ring, idet de griber ud efter den information, somgives. Mens læreren ofte taler med klassen som enhelhed der arbejder hen mod bestemte fagligemål, sidder hver enkelt elev samtidig med deresegen dagsorden og tænker med. Det gør en jævn-byrdig samtale vanskelig.

I Det længerevarende gruppearbejde illustreres det,hvordan elever lærer, når de i et længere tidsrumfår mulighed for at arbejde selvstændigt. Detvises, hvordan de formår at forvalte frihedsgrader-ne og holder gang i gruppedynamikken, samthvordan de formår at gøre brug af læreren ellerandre kyndige, når behovet opstår. Samtidig træ-der det også frem, at det er vanskeligt for eleverat arbejde med modelaspekter ved en opgave, ogat problemer snarere er nogle, man løber ind iend nogle, man er med til at rejse. Det er medandre ord vanskeligt at udvikle en problemorien-teret tilgang til faget. I stedet kommer en proce-duremæssig tilgang let til at dominere, hvor ele-verne ofte søger enighed med de andre (søgerkonsensus). I slutningen vil det blive taget op, atelevernes arbejdsformer og faglige orientering kanhave at gøre med deres tilpasning til skolen i dethele taget.

Del I I IUNDERVISNINGSFORMER OG LÆRING

Indholdsfortegnelse del I I I

Kap. 5 Den lærerstyrede klassedialogSamtale om smeltevarmeLærerens mestringElevernes forsøg på mestringFaglig kompetence – at håndtere informationerPædagogiske konsekvenserLitteratur

Kap. 6 Det længerevarende gruppearbejdeOpvarmningskurven – et eksempelFørste interventionAnden intervention“Den reciprokke hældningskoefficient” – tredjeinterventionFjerde interventionFemte interventionGruppearbejdets faglige indholdLærerens funktion i gruppearbejdetFysik i skolenLitteratur

62

63

Samtaler mellem en lærer og en klasse er en sær-deles anvendt undervisningsmetode – ikke bare ifysik men også i en del andre fag. Af den grundkan man være tilbøjelig til at opfatte metodendels som så almindelig, at det er uinteressant atbeskæftige sig nærmere med den, dels at den pågrund af sin udbredte almindelighed ikke fangerdet ”særlige” ved fysik – og så er der en yderligeregrund til ikke at beskæftige sig nærmere medden. Ud fra empiriske studier har det imidlertidvist sig, at selv om lærerens samtale med klassenforekommer i mange fag, så er der alligevel noglekarakteristiske træk ved den fysik-faglige samtale,som fortjener at blive belyst nærmere. Det ernogle af disse træk, artiklen vil belyse.

Når en lærer i fysik fører en samtale med en helklasse på én gang, er læreren som regel den cen-trale figur, som al tale refererer tilbage til. I kraftaf sin faglige viden, som rækker langt videre endelevernes, har læreren en unik position som denautoritet, der forholder sig til elevernes tanker,formuleringer og forståelsesgrader i det hele taget.Det er en temmelig entydig faglig magtposition,hvor det meget ofte er vanskeligt at bygge på fæl-les hverdagserfaringer mellem lærer og elever.Læreren er i en vis forstand sin faglighed og eristand til at udfolde den i forskellige sammen-hænge.

I forhold hertil står eleverne fremmede overforfagligheden, og møder den som regel som nogetnyt og ukendt, man ikke kan bruge sine egnehverdagserfaringer i forhold til. Den divergensmellem lærerens og elevernes tilgang til samtalenskyldes ikke alene, at fysik beskæftiger sig mederfaringsfjerne emner. Selv om det kan ske, er detpå ingen måde reglen. Divergensen skyldes isærden kendsgerning, at fysik er et stærkt teoretisk,abstraherende og modellerende fag. Disse ele-menter udgør en form for egen kultur og sprog

som læreren igennem sin lange uddannelse harlært at beherske, men som eleverne endnu stårfremmede overfor.

Denne divergens viser sig i lærerens samtale medklassen og i den centrale position, som lærerenhar/får. Billedligt kan man forestille sig samtalensom vifteformet, idet læreren sender spørgsmål ogkommentarer ud i klasserummet, hvorefter for-skellige elever på skift svarer tilbage til læreren,selv giver kommentarer, forsøger sig med udlæg-ninger af et emne eller stiller spørgsmål – indimellem i skjult form camoufleret som enpåstand. I fysik udvikler samtalen sig meget sjæl-dent imellem eleverne. En egentlig faglig diskus-sion er der således ikke tale om. Lærer-klassesamtalen fungerer hyppigt som a) en form forvidenskontrol, b) en videns-generator, hvor selvedet at få lejlighed til at formulere sig mundtligttænkes at fremme tankevirksomheden og den fag-lige opmærksomhed hos eleverne, eller c) et lok-kemiddel for at få eleverne til at samle sig omdagens emne eller bearbejde en øvelse, de alleredehar lavet.

På grund af lærerens faglige magt-position børman være opmærksom på, at samtalen kun til envis grad kan være jævnbyrdig. I en jævnbyrdigsamtale lytter parterne til hinanden, den somtaler foregriber tilhørerens oplevelse af det dersiges, mens det siges. I lærer-klasse samtalen ersituationen anderledes. Dels tjener den som sagtofte det formål at kontrollere elevernes forståelseeller at få dem i gang med at tænke. Dels er lære-ren den eneste faste part i samtalen. Det kan givelæreren en vældig stor oplevelse af at have taltmed klassen forstået som en enhed eller som énsamtalepart og at ”klassen” nu har forstået detpågældende emne, fordi det har været så velbelyst.

Kapitel 5DEN LÆRERSTYREDE KLASSEDIALOG

Af Jytte Bang

”Klassen” eksisterer imidlertid ikke i den forstandsom ét homogent individ eller som én samtale-partner. Der eksisterer en gruppe af individersom alle er tilstede i den samme situation, mensom deltager med hver deres udgangspunkt. Detfælles ved situationen kan bestå i, at man lytter tilhinanden og bliver inspireret af hinandens tankerog forestillinger. Men processen er derfor ogsåkun til en vis grad fælles, eftersom det der sigeskan have forskellig ”adresse” og høres forskelligtaf de enkelte deltagere. Elever har, med forskelli-ge forudsætninger, indstillinger og viljer til atarbejde med et emne, kastet sig ud i samtalen.Nogle forbliver tavse. Andre taler meget. Mangestopper op ved en enkelt ting, de ikke forstår, oghar ikke oplevelsen af generel forståelse. Underalle omstændigheder kan der være et misforholdmellem hvad der optager den enkelte elev, på denene side, og lærerens oplevelse af, at samtalen tilslut er lykkedes, fordi emnet er blevet omfattendebehandlet, på den anden side. Læreren har natur-ligt nok det mål, at undervisningen skal lykkes,og at man i timerne når de mål, der på forhånder sat. Parallelt hermed er der den enkelte elevsdagsorden, som kun til en vis grad stemmer over-ens med lærerens. I det følgende præsenteres etenkelt eksempel på en lærer-klasse samtale for atillustrere nogle af de faglige muligheder og be-grænsninger, som knytter sig til undervisnings-formen.

SAMTALE OM SMELTEVARME

I eksemplet skal vi se, hvordan læreren samtalermed en hel klasse om begrebet smeltevarme ogom, hvordan man kan beskrive den proces, hvoren isklump først smeltes, hvorefter vandet varmesop til det koger.

Samtalen finder sted et par dage efter at klassenhar gennemført øvelsen med smeltevarme. Destår således ikke ganske fremmede overfor begre-bet, ligesom de allerede har prøvet at have kon-kret materiale mellem hænderne. Den fagligeerfaringsproces er startet, og man kan se lærer-klasse samtalen som en naturlig forlængelse heraf,idet der nu fra lærerens side sættes fokus på denmere formaliserede beskrivelse af processen, someleverne skal lære at tolke. Samtalen finder såle-

des sted som næste skridt i en sammenhængendefaglig proces, hvor læreren forsøger at få elevernetil at bearbejde smeltningen og opvarmningenmere begrebsmæssigt. I samtalens løb viser detsig, at eleverne har temmelig svært ved at forbin-de det, de har lavet i øvelsen kort tid inden medden formaliserede tolkning, som de nu stillesoverfor.

Tilstede er omkring 25 elever, hvoraf cirka 10elever er aktive deltagere i samtalen. Det er stortset hele samtalen, som indgår i følgende behand-ling. Dog er efter skøn udeladt nogle ganske kor-te og få bemærkninger fra nogle elevers side. Alt ialt varede samtalen cirka 15-20 minutter.

Emnet for samtalen er bogens fire-fasede figurover smeltevarme (se figur 1), og læreren læggermeget vægt på, at eleverne selv skal forsøge ogitalesætte hvad kurven viser. Det fører til en delforskellige elevudsagn, hvoraf nogle samler sigom bestemte svært forståelige dele af processen,mens andre udsagn kommer ind som bikommen-tarer i den forstand, at de ikke samler fællesopmærksomhed. Læreren spiller en ledende rollei samtalen som den, der vælger emnet og til envis grad strukturerer detaljeniveauet. Men hanundlader egentlige faglige svar på elevernes ytrin-ger. I stedet gives der plads til, at eleverne selvformulerer de tanker og forståelser de har af pro-cessen. Ikke desto mindre træder lærerens fagligekompetence frem i kraft af måden at struktureresamtalen på, hvad der lægges vægt på/ikke læggesvægt på, hvordan der skabes forbindelser til for-skellige aspekter af fysikken mv.

Eleverne har en figur af opvarmningskurven i de-res lærebog. På den er der tal på akserne. Lærerenskitserede en figur som nedenstående på tavlen.

Figur 1

64

65

Der er naturligvis tale om en idealiseret fremstil-ling, hvor bogens figur ikke kan forventes at svarehelt til den kurve, eleverne får gennem deres egneøvelsesresultater. Denne divergens er imidlertidikke i centrum i samtalen, hvor det i langt højeregrad handler om at forstå bogens idealiseredefigur. Og det volder problemer nok.

Forskellige elever giver deres bidrag til at fortolkefiguren, som er tegnet på tavlen. Thomas, sombegynder tolkningen, formulerer sig ret alment,hvorfor læreren foreslår en mere trinvis gennem-gang af, hvad der sker i de enkelte faser..

Lærer: Hvad viser den der kurve såegentlig….Thomas?Thomas: Den viser en klump is, der er afsat energii form af varme, og så smelter det automatisk….såstiger temperaturenLærer: Is tilsat varme, siger du….ja, hvor starter vihenne?Thomas: Vi starter helt nede hvor den er fast, ogden er minus 20 graderLærer: Temperaturen er minus 20 grader,jah….hvad sker der så?Thomas: Så smelter den stille og roligt, og så stigertemperaturen….og til sidst så bliver den så flydendei form af vandLærer: Ja, skal vi prøve at tage det lidt mere trin-vist, for man kan jo godt se at den her graf er deltret tydeligt op i nogle sektioner, hvor mange er der:én, to, tre, fire….så prøv at dele lidt mere op i,hvad der sker i hver sektion….hvad mener I dersker….det er jo ikke noget, I har fået klar beskedom….?

Maria er den første, der førsøger sig med at tolkede enkelte dele af kurven. Hun sætter tal på, nårhun skal redegøre for energien, der tilføres. Deter tal, som hun selv tilføjer, eftersom figuren påtavlen er uden tal. Formodentlig stammer tallenefra den tidligere gennemførte øvelse.

Maria: Først så tilfører man 50 kilojoule og så stigertemperaturen 20 graderLærer: Det er altså sektion 1Maria: Ja

Lærer: Og hvordan ser stoffet ud dér, tror du?Maria: Det er sådan en blanding af is og vandLærer: Aha, og hvad så, skal vi gå videre?Maria: Jah, så tilfører man en hel masse kilo-joule….øhh….600 mereLærer: Sådan cirka, jaMaria: Men så sker der ikke rigtigt nogetLærer: Hvad er det, der ikke sker?Maria: Temperaturen stiger ikkeLærer: Nej. Det ser den faktisk ikke ud til at gøre,okay, og vi går videre til sektion 3Maria: Jah, så tilfører man ….øhh….850 kilojou-le….så er temperaturen så langsomt steget op til 100Lærer: Okay, det var sektion 3, og så tager vi sek-tion 4Maria: Og så, jo mere du tilfører, så sker der ikkenogetLærer: Andet end energien, jeg tilfører?Maria: Ja, du tilfører mere energi, så….temperatu-ren den stiger ikkeLærer: Den stiger ikke, okay, hvordan mener du stof-fet ser ud, hvis du ser hvordan den (kurven) ser udher, hvordan ser den ud i den her afdeling (fase 2)?Maria: Der er den flydendeLærer: Der er den flydende, væske….og hvad har viher (fase 3)?Maria: Der er den også flydendeLærer: Aha, hvad har vi her (fase 4)?Maria: Der bliver det til dampLærer: Aha, okay….nåh, det var i hvert fald et for-slag….er der nogen, der har nogen kommentarer tildet?

Maria gør relativt meget ud af det med tallene.Umiddelbart kan man tolke det som et udslag af,at hun ikke har forstået, at det er det idealiseredeog formaliserede ved figuren, som er det interes-sante nu. Hun synes at synke hen i en slags ”ego-centri”, hvor egne erindringer fra øvelsen flydersammen med den tal-løse figur. Fokus vakler.

Den tolkning synes plausibel nok, men den børnok ikke stå alene. En yderligere mulig årsag til,at Maria går op i tal kan nemlig også være, athun faktisk har formået at afkode den kendsger-ning, at fysik er et fag, som stiller krav om målin-ger og om nøjagtighed. Umiddelbart inden havdelæreren selv signaleret et sådant krav om nøjagtig-

hed, da han foreslog en trinvis gennemgang affiguren (og hvad kan være mere præcist end tal!).Påfaldende er det, at læreren overhovedet ikkeinteresserer sig for tallene – de ignoreres nærmest– men derimod forsøger at fastholde opmærk-somheden omkring principperne ved de fire faser.Han svarer kortfattet på Marias forsøg på at angi-ve nøjagtige tal (”sådan cirka, ja”). Læreren har isituationen ikke blik for, at Maria måske har fat ien anden vigtig ende af fysikken (måling ogberegning), så i en vis forstand er han også ego-centrisk optaget af at høre noget bestemt.

Det kan godt være, at Maria og læreren opererermed nogle fælles faglige spilleregler i generel for-stand (nøjagtighed), men det kommer ikke frem isituationen, tværtimod. Læreren står med ansva-ret for at få eleverne til at sige ”det rigtige” omfiguren, hvorfor udsagn som ikke passer hertilsom tendens ikke høres. Klassen – og ikke denenkelte elev – er lærerens samtalepartner. Denneform for gensidig egocentri mellem samtalepart-nere med hver deres dagsorden er formodentlig etsærdeles udbredt fænomen.

Da Maria redegør for fase 2 er hun klar over, atder også her tilføres energi, men vælger alligevelat karakterisere fasen som begivenhedsløs (”dersker ikke rigtigt noget”). Det samme gentager sig,da hun når til fase 4 (”….jo mere du så tilfører,så sker der ikke noget”). I begge tilfælde er dethun mener (formodentlig), at temperaturen ikkestiger. I begge tilfælde fremgår det også, at lære-ren har en anden og mere udvidet forståelse af,hvad det vil sige, at der ”sker noget”. Ved fase 2spørger han således til, hvad det er, der ikke sker(underforstået, at der kunne ske noget andet), ogved fase 4 formulerer han det positivt som, atman tilfører energi (”andet end energien, jegtilfører”). Begivenhedsmæssigt er det i beggetilfælde forkert at sige, at der ikke sker noget. Ifase 2 smelter isklumpen og i fase 4 omdannesvandet til damp. Når Maria alligevel siger, derikke sker noget, kan det skyldes to forhold. Fordet første kan det være, hun opererer med tempe-raturen som det eneste kriterium for, om noget eren begivenhed. Det skal for eksempel ske, hvishun opfatter udviklingen i den reducerede udga-

ve: der tilføres energi (man varmer op) og detændrer temperaturen. Det kan også være, huntager udgangspunkt i grafen og ser, at i nogletilfælde går stregen vandret, i nogle tilfælde gården skråt opad. Og at de vandrette streger er enform for hviletilstand. Fra matematikken er manjo vant til, at én begivenhed hen ad x-aksen kanaflæses som én begivenhed op ad y-aksen. Så nårder ikke er nogen begivenhed op ad y-aksen, så”sker der ikke noget”. I begge tilfælde tyder detpå, at det ikke er dynamikken i den fysiske begi-venhed, stoffernes tilstandsændring i sin helhed,hun reflekterer over. Det kunne pege på, at hunikke opererer med noget forhold mellem den ide-elle kurve og udviklingen i den faktiske begiven-hed. Hun mener for eksempel også, at stoffet erflydende i fase 2 (hvor isen smelter) ligesom i fase3 (hvor den er smeltet). Altså en blanding af kor-rekt og ukorrekt.

Sille har opdaget fejlen hos Maria og mener, derer faststof i fase 2. Til gengæld mener hun, isenførst bliver flydende i fase 3.

Sille: Jeg vil sige, at for den første og for den anden(sektion) der er det faststofLærer: Du siger faststof i den første og den anden?Sille: Og så først i den tredje bliver det flydende og iden fjerde bliver det til dampLærer: Okay, vi er altså ikke helt enige der, åben-bart. I må såmænd også tænke mere på vores for-søg,…selv om nu må jeg indrømme, at forsøg erikke altid ideelle, og det er jo også lidt svært at se,hvad der foregik i den bakke….men vi kunne ihvert fald konstatere, at der var en periode, hvortemperaturen var konstant….jeg prøvede vist også atfortælle jer, hvordan der så ud dernede, mens detforegik….

Det er svært at vide, hvad Sille mener med ”fast-stof” og med ”bliver flydende”. Faststoffen refere-rer formentlig kun til isen, således at der angive-ligt kun er is indtil fase 3 og det er her, smeltnin-gen begynder. Det er ukorrekt. Læreren nøjesmed at konstatere uenigheden i fortolkningerneog indfører en slags ”undskyldning” på fysikkensvegne. Men nu kommer Rasmus til med en for-klaring på, hvad det er der sker i fase 2.

66

67

Rasmus: Ja, det er et kompromis mellem det faste ogdet flydende….det er meget fast lige når den kom-mer op over nul, men så bliver den mere og mereflydende, og dér hvor kurven begynder at gå opadder er….Lærer: Det vil sige i sektion 1, der er den megetfast?Rasmus: Nej, øhh, i sektion 2….det er en langsomovergang til….øhh….til….øhh….denflydende….jeg tror ikke det sker bare lige….Lærer: Så her (fase 2) er der altså en overgangsfase,hvor vi både har fast og flydende?Rasmus: jaLærer: Okay, hvad så i 3?Rasmus: Der er det flydendeLærer: Der er det flydende….og hvad med 4?Rasmus: I 4 der koger det og fordamper det, der erjo også en langsom fase sidst, så det hele laves om tildamp (?)Lærer: Der bliver også en overgangsfase der, hvis viskal bruge det ord?….Okay, nu har vi da fåetmindst tre forskellige ting, der stemmer overensnogenlunde, men ikke helt, ikke?Anna: Det vil sige at 2’eren og 4’eren de er faseskift,og det kræver enormt meget energi?Lærer: Du siger der er noget specielt ved de to der?Anna: Ja, det er faseskift, og man kan se, at detkræver meget energi for at gå fra den ene fase til dennæsteLærer: Mhmmm….(formodentlig anerkendende)

Hvad Rasmus forsøger her er at sige noget om,hvad der sker, når isen har nået nul grader Celsi-us og begynder at smelte. Med et lidt animistisksprogbrug kalder han det for ”et kompromis”mellem det faste og det flydende. Muligvis for-søger han at sige noget om tilstandsændringeninde i isklumpen, dvs. noget om smelteprocessensom sådan. Hvis det er tilfældet kan det være,han implicit opererer med en hypotese om, at deter isklumpen som helhed, der går i opløsning, ogikke blot den del, der direkte er i berøring medvandet. Det er ikke til at vide ud fra den smule,han når at få sagt, inden læreren går videre.Inden da når Anna lige at ytre sig om faseskifte-ne, men hendes overvejelser drukner lidt og hunhar svært ved at få point for dem.

Indtil nu har der kun været talt om, at der findesdampform i fase 4 (vandet koger). Med enbemærkning om, at der kan være damp i fase 3(hvor vandet varmes op) problematiserer Katrineden forsimpling, der hævder ikke-damp/dampved starten af fase 4, hvor vandet går i kog. Medandre ord problematiserer hun, om det er ligepræcis knækket mellem 3’eren og 4’eren, derafgør om det er ikke-damp eller damp.

Katrine: Hvis vi ser i slutningen af 3’eren, derbegynder det at gå til damp….det kommer også anpå hvor det der foregår henne, for f.eks. i 2000meters højde, så….Lærer: Mhmmm, det afhænger af, hvor det fore-går….ved du hvad det er for noget….en merebestemt fysisk størrelse, der har med det at gøre?Katrine: TrykketLærer: Ja, det har faktisk noget med trykket at gøre

Ahmed har ligeledes problemer med fase 4 påfiguren. Det synes som om, Ahmed ikke kanacceptere at kalde fase 4 for en ”overgangsfase”-måske fordi den ikke følges op af en fase 5. Hanhar således lettere ved at acceptere, at fase 2 er enovergangsfase (hvor isen smelter).

Ahmed: Jeg tror ikke, det der er en overgangsfase….jeg tror bare, at når det når hundrede grader, så for-damper det, og så kan temperaturen ikke kommehøjere. Jeg er enig i at 2’eren er en overgangsfase,hvor molekylerne langsomt udskiller sig, og der skalvære meget energi, for at molekylerne ændrer engiven tilstand…., men omvendt der tror jeg lige,når den når hundrede grader, så fordamper det, såer der ikke nogen….Lærer: Det vil sige vi har dampform her (fase 4)?Ahmed: jah…det er ikke sådan, at vandet ligepludselig bliver til dampLærer: Nåh, nu synes jeg, du trækker i land….erdet alt vandet?Ahmed: Ja, det fordamper joLærer: Ved dette punkt (3/4) er alt vandet damp –er det det, du mener?Ahmed: Det kommer an på, hvor meget vand der er iLærer: Neeej, jeg synes du trækker lidt i landAhmed: Nej, men vandet forsvinder jo ikke ligepludselig

Lærer: Nej, det gør det ikke….det vil sige her har viikke ren damp….altså der har vi både væske ogdamp?Ahmed: Nej, det der når hundrede, det bliver tildampLærer: Okay….du sagde det var for det hele, altsåalt hvad vi har….selvfølgelig kan vi godt koncentre-re os om at her er damp og her er vand og det der eraltså damp og….hvis vi ser på hele vore stofmængdesom sådan, så er det det, vi snakker om, ikke?

Ahmed mener her, at i fase 4 fordamper vandetbare, og temperaturen kan ikke blive højere.Muligvis svarer hans opfattelse til den dagligdagsiagttagelse, at i en gryde uden låg vil vandet dam-pe af efter et stykke tid. Men han er ikke istandtil at formulere sin opfattelse/sin tvivl klart. Hansynes at være meget usikker og uklar på, hvad deregentlig sker i fase 4. Måske forestiller han sigogså, at kun vand i overfladen er hundrede gradervarmt, mens det har en lavere temperatur længerenede. Under alle omstændigheder er der en mod-sætning mellem at tænke ”hundrede grader =damp” og ”langsom fordampning = faseover-gang”. Ahmed synes fanget i disse to muligheder,hvilket ses i, at han (som læreren siger) trækker iland. Parallelt med denne dialog mellem Ahmedog læreren er Casper åbenbart blevet inspireret afKatrines tanker om tryk og kogning.

Casper: Jeg ville bare sige, at vi lavede forsøg i fysiki folkeskolen ikke, hvor det var det viste sig at detblev til en gasart. Det var (uklar optagelse, formo-dentlig siger han ”99 grader”)….det var på grundaf vejret, det påvirkede hvornår det begyndte at for-dampeLærer: Hvor lavede I de forsøg henne?Casper: Det lavede vi i vores fysiklokaleLærer: Nåh, okay, det kan også godt være, det er detsamme som at vi ikke fik nul grader celsiusher….hvad var det, vi fik….var det ikke minus éngrader celsius….det kan også være noget med måle-instrumenterne, Thomas?

Denne oplysning er en slags ”dead end” i dialo-gen. Det ligner noget, han bare kom i tanker om,og han formulerer sig lidt usammenhængende.Læreren gør ikke forsøg på at følge op. Til gen-

gæld har Thomas nu en mening om problemetmed vand/damp i fase 4.

Thomas: Ja, men altså også det der med at4’eren….der står jo, at hvis vandet er omkring dender temperatur på hundrede, det vil sige hvis altvandet er ved den temperatur hundrede oppe i fase4, ikke….så er det jo også alt sammen damp, så erder jo ikke noget vand, hvis alt vandet er hundredegraderLærer: ….du mener ikke, du kan have væske vedhundrede grader overhovedet?Thomas: Jo, jo, men ikke med vandLærer: Ikke med vand….undskyld nu sagde jeg detlidt uklart….jeg mente faktisk at du ikke mener,man kan have vand ved hundrede grader?Thomas: jah,….det mener jeg ikkeLærer: ….Jah, det kan også være svært atafgøre….det kan man jo måle, men så meget nåedevi ikke sidst

Som det fremgår, mener Thomas kun, der kanvære damp i fase 4. Han er ikke rigtigt istand tilat argumentere for sin opfattelse, om det fornem-mes, at han i lige så høj grad er i gang med atspørge, om det forholder sig sådan. Samtidig for-søger han at fastholde den regel som siger, at nårvand varmes op til hundrede grader, så koger det(damper). Det synes som om optagetheden afden kendsgerning skygger over helheden, dvs.sameksistensen af tilstandsformer.

Læreren, på sin side, introducerer begrebet”væske” som overbegreb i forhold til vand.Thomas forstår tilsyneladende godt, hvad lærerensiger. I hvert fald accepterer han differentieringenmellem vand og andre væsker (med højere koge-punkt). Men differentieringen løser bare ikkehans problem, eftersom det er vand, det drejer sigom. Læreren går ikke ind i at afklare spørgsmåletteoretisk, men antyder, at det er et empirisk pro-blem (man kan måle på vand, der koger). Menhan appellerer til egenerfaringen og signalerer, atman i fysikken er nødt til at gribe til empiriskeafprøvninger af sine spørgsmål – en slags indirek-te metodologisk metakommentar.

Men nu melder Ali sig. Også han har hovedbrud

68

69

med at fortolke figuren og foreslår en principielog reduceret tilgang til hele problemstillingen.Det virker som om det er noget, han har siddetog tænkt over et stykke tid.

Ali: Ja, altså jeg vil sige, at den der tegning er megetupræcis….den er upræcis på den måde, at mantager to kilo is….det er vildt meget is….noget af detnår at smelte og fordampe mens noget af det stadig-væk er fast stof….man skal stå og varme meget pådet, ikke?….Det skal være en meget mindre mæng-de, før man kan lave det så præcist, ikke?Lærer: Mhmmm, jah….?Ali: Man kunne gøre det med et enkelt vandmoleky-le, det ville være det mest præcise, ikkeLærer: Jah, det er en interessant tanke egentlig, omman egentlig kunne gøre det med et enkelt vandmo-lekyle….det kan vi måske vende tilbage til senere.

Ali synes åbenbart heller ikke, tolkningen falderlet. Som radikal ”løsning” foreslår han, at det ermængden af is, der er problemet, samtidig medat hans forslag om reduktion af ismængden gørsagen principiel (ét enkelt molekyle – det enkleog rendyrkede). Det synes som om hans tanke er,at når der er så meget is, så vil alle faserne kunneoptræde samtidig. Det vil sige, der måske kanvære damp, samtidig med at der stadig er noget istilbage. Det er imidlertid ukorrekt ifølge figuren,så han roder rundt i begribelsen af den trinviseproces, som figuren illustrerer. Han har forstået,at det er svært at forstå. I stedet for at påtage sigproblemet (figuren som korrekt og sin egen fors-tåelse af den som svag), pådutter han i stedetfiguren og selve forsøget et problem (mængden afis). Som argument henter han (snedigt) kravetom præcished. Hans forslag om, at man bare kantage ét vandmolekyle ligner et forsøg på at gåprincipielt til værks (selv om det også er at undvi-ge figurens faktiske – og svært begribelige –postulater). Han erstatter sin manglende konkre-te analytiske tilgang til problemet med almenemetodiske betragtninger. Men derved forsvinderkonkretheden i forhold til selve fænomenetsmeltning og fordampning og i forhold til en fak-tisk teoretisk modellering af fænomenet. Lærerenvirker lidt overrumplet over Alis forslag, og und-viger at bruge mere tid på det her og nu.

SAMTALENS FAGLIGE VILKÅR

Efter præsentationen af dette eksempel er detrimeligt at spørge: hvilke vigtige karakteristisketræk er der ved lærer-klasse samtalen som enfysik-faglig samtale?

Almindeligvis betragter vi samtaler som enudveksling mellem to (eller flere) personer om etemne. Det er også tilfældet i eksemplet medbegrebet smeltevarme. Dog er der det særlige, atsamtalen ikke former sig som en lige meningsud-veksling mellem flere parter om emnet. Sompåpeget tidligere har lærerens tolkning og for-ståelse af emnet fortrinsret (læreren er den, der”mestrer” emnet). Lærerens tolkning og forståelseer ikke vilkårlig, den tager faktisk udgangspunkt iemnet selv og dermed også i den udviklingshisto-rie, som har gjort emnet til emne. Begrebet smel-tevarme er et begreb i fysikken og ikke kun ilærerens mund. Kurven er en anerkendt ogbevidst idealiseret repræsentation af begrebetsmeltevarme. Pointen er med andre ord, at emnetikke bare er det neutrale element, som manudveksler synspunkter omkring. Emnet ”taler” ien vis forstand selv med i situationen – det erkonkret tilstede i kraft af bl.a. figuren, som alleforholder sig til.

Ved at anskue emnet (i dette tilfælde figuren ogtolkningen heraf ) som en slags part i samtalenbliver det muligt at undersøge, hvilket (forskel-ligt) forhold som læreren, henholdsvis eleverne,har hertil. Som vi skal se, er læreren privilegeret isit forhold til emnet, hvis vi sammenligner medeleverne. Det sætter samtidig nogle særlige vilkårfor den fysik-faglige samtale med klassen, somman som lærer skal være opmærksom på.

LÆRERENS MESTRING

Som tidligere nævnt tjener lærer-klasse samtalerofte det formål at kontrollere elevers forståelseog/eller sætte tanker i gang hos dem. Det er ensamtale hvor læreren som kompetent fagpersonstiller sig til rådighed som en slags katalysatoreller ”mester” for processen (Nielsen & Kvale,1999). En måde at analysere lærer-klasse samta-lens karakteristika på, er således at se på, hvad deter for en faglig mestring, læreren formidler videre

i samtalen. Det er samtidig den faglige mestringsom, mere eller mindre uudtalt, signaleres somidealmål for eleverne.De, på deres side, forsøger at nærme sig mestrin-gen på forskellige måder, og det kan vi se nærme-re på i anden omgang.

Lærerens faglighed viser sig brudstykkevist i sam-talen:• Han insisterer vedholdende på at figuren skal

tolkes trinvist i de fire sektioner med hensyntil, hvordan stoffet ser ud og hvorved den enefase adskiller sig fra den anden.

• Han ”overhører” Marias forsøg på at sætte talpå energimængden (Maria: ”…så tilfører manen hel masse kilojoule….øh….600 mere”;Lærer: ”Sådan cirka, ja”). Herved signalererhan, at tal ikke er vigtige lige præcis i dennesammenhæng, det vil sige, der er noget andet(og mere principielt) på spil.

• Han hører straks på Marias formulering ved-rørende sektion 4 (”….jo mere du tilfører, såsker der ikke noget”), at formuleringen fagligtset er problematisk. Han korrigerer derfor.

• Han er klar over, at elevernes udsagn tit dæk-ker over svag eller forkert forståelse af deenkelte sektioner, og prøver at få flere til atformulere sig.

• I forbindelse med elevernes tvivl og tvetydigeudsagn minder han dem om, at de godt måtænke på det forsøg, de har gennemført. Hansignalerer at empiriske erfaringer kan spille enrolle i tolkningen.

• Han indfører begrebet ”overgangsfase” i for-bindelse med Rasmus’ karakteristik af sektion4. Senere får han Katrine til at indføre begre-bet ”tryk” i forbindelse med en karakteristik,hun giver.

• Han giver plads for flere elevers forskelligeusikre tolkninger af, hvad der egentlig sker isektion 4. Der gives plads for tvivl. Samtidigfastholder han Ahmed i dennes egen ambiva-lente tolkning af sektion 4.

• Han ”overhører” Alis forsøg på at reducerehele den indviklede proces til bare ét moleky-le. Formodentlig er det begrundet i, at det nuer selve figuren, der skal forstås.

• Han kaster sig ud i ikke særligt klart formule-

rede overvejelser over, hvad forskellen er påvand, der koger i en kedel og vand, der kogeri en trykkoger. Det synes mere at være enform for ”højttænkning”, end det synes atvære et svar til eleven. Men dog markeres dersamtidig en faglig forskel på de to situationer.

I samtalen holder læreren ikke noget fagligt fore-drag, men forsøger at få eleverne til at formuleresig. Alligevel signalerer læreren igennem disse for-skellige brudstykker en standard eller en måde attænke fysik på. Det kan siges at være noget i ret-ning af:• Det er vigtigt at kunne analysere en figur og

dens informationer med henblik på, hvad densiger om et givet fænomen. Figuren er samti-dig en abstrakt måde at repræsentere et kon-kret fænomen på, hvorfor det at analyserekonkret og abstrakt på samme tid, formidlessom vigtigt.

• Det er i den sammenhæng centralt at værepræcis og at gå i detaljen med sin analyse.Almene formuleringer (som vi så i starten) erklart utilstrækkelige. Det er ved den detaljere-de analyse, at forståelsesmæssige huller kom-mer frem i lyset.

• Det er også vigtigt at være opmærksom på, atforskellige fysiske situationer faktisk kan væreforskellige – at omstændighederne kan gøre enforskel (kedel/trykkoger), hvilket også stillerkrav om analyse af, hvad det egentlig er for entype begivenhed, man har med at gøre oghvad der influerer på den.

ELEVERNES FORSØG PÅ MESTRING

Ser vi på elevernes udsagn er det tydeligt, at degør forsøg på at leve op til denne standard. Mendet falder dem på den anden side ikke let. Påtværs af den samtale som læreren fører med klas-sen som sådan, har hver enkelt elev sin egendagsorden, som fylder relativt meget i elevensegen forståelsesproces. Maria er optaget af, hvormeget energi der tilføres, og gør sig umage medat referere tallene så nøjagtigt som muligt. Det ervæsentligt i en øvelsessammenhæng, men (hvadder fremgår af lærerens forholden sig til det) deter ikke vigtigt i denne situation. Katrine forsøgerat begribe overgangen mellem fase 3 og fase 4 og

70

71

associerer til, at det generelt må have noget medhøjde (en anden konkret situation) og dervedtrykket (et alment fysisk begreb) at gøre. Hunsynes at stoppe op og at have brug for mere tidtil en enkelt detalje, før hun kan gå videre.Ahmed er stoppet op ved det problem, hvorvidtman i fase 4 både kan have vand og damp – enmodsætning imellem at vandet bliver 100 gradervarmt og at vand ved 100 grader bliver til damp.Det problem optager også Thomas, mens Casper,som markerer sig imellem disse to, har en andendagsorden. Han forsøger at begribe processen vedat erindre sig nogle fragmenter af det, han enganglavede i folkeskolen. Ali synes at sætte et stortkryds over det hele og insisterer på, at sagen nuvirkelig bliver grebet principielt an.

Ud af disse eksempler kan vi se, at lærerens fore-stilling om at tale med klassen som helhed omnoget bestemt – nemlig om figuren i dens totali-tet – ikke holder. Læreren kommunikerer ganskevist til klassen, også selv om han forholder sig tilenkelte elevudsagn. Men eleverne er omvendtikke så tilbøjelige til at forholde sig til figurenstotalitet. De stopper op, begynder at gruble, fåridéer eller associationer til noget de har oplevetfør og som ligner dette her, noget de har lavet iøvelsen for nyligt eller begreber som måske harnoget med sagen at gøre.

I den forstand kan man sige, at eleverne på denene side gør sig store og oprigtige anstrengelserpå at følge med i lærerens dagsorden – både denspecifikke som handler om figuren og den gene-relle som handler om det at ”være fysiker”. Påden anden side er de begyndere og springer der-for rundt imellem en del forskellige opmærksom-hedspunkter. Det gør kommunikationen medlæreren uensartet og eleverne taler ikke, som lære-ren, om noget bestemt. De taler ud fra, hvad debliver optaget af i situationen, dvs. hvilket pro-blem de aktuelt støder ind i. Ikke mærkeligt førerdet med sig, at de koncentrerer deres opmærk-somhed netop herom i et stykke tid.

FAGLIG KOMPETENCE – AT

HÅNDTERE INFORMATIONER

Alt i alt må vi sige, der ikke er nogen grund til attro, man bare lige kan erhverve sig et all-roundkendskab til komplekse processer. Man må læreog udvikle sin faglige kompetence ved at fordybesig i den enkelte begivenheds kompleksitet oglære at differentiere mellem forskellige betydendevilkår. Det tager tid og kræver selvstændig bear-bejdning, herunder fejlslagne tolkningsforsøg.

Lærerens forudsætninger for at gå ind i lærer-klasse samtalen udgør dermed en lang fagligsocialiseringsproces, som sikrer, at læreren hurtigtog med lethed kan orientere sig i et givet fagligtlandskab og i forskellige repræsentationsformer(se kapitel 7).

I samtalen med eleverne er der således en massefaglige selvfølgeligheder, som læreren ikkebehøver reflektere nærmere over, og som derfornetop kan være vanskelige at formidle for elever-ne. Lærerens egen forudgående faglige udviklinghar taget flere aktive studieår. Det er en proces,der ikke længere huskes i detaljer og som det hel-ler ikke er nødvendigt at huske i detaljer. Proces-sen har undergået en gradvis ændring undervejsog fået en ny form for eksistens. Den eksisterernu i en komprimeret form, nemlig som enparathed til hurtigt at kunne orientere sig i detfaglige landskab. Lærerens faglige viden er derforikke bare sprogliggjort paratviden men i megethøj grad en kompetence til at håndtere nye fagli-ge spørgsmål, problemstillinger osv. Det over-flødiggør at læreren, som faglig kompetent, itale-sætter sin egen forståelse. Den er der bare og visersig i praktisk brug. Et eksempel på at der er sketen sådan gradvis ændring fra læreproces til kom-petence ses i, at læreren i den aktuelle samtaleikke har elevernes hovedbrud med at få figurentil at give mening men uden videre ser figurensom meningsfuld.

Læreren har således også gennem sin fagligesocialisering vænnet sig til, at figurer som denneindeholder nogle typer af informationer, og er afden grund istand til at se eller ”læse” disse infor-mationer samtidigt.

Grundlæggende set vil jeg hævde, at en fysiskfigur (som eksempelvis figuren over smeltevarme)rummer to typer af informationer som er indbyr-des sammenhængende, og som for den fagligtkompetente ses som én information.

Den ene type af informationer vil jeg kalde for‘eksplicitte informationer’. Hermed menes infor-mationer som har at gøre med, at der overhove-det er en figur, som ser ud på en måde. I eksem-plet med smeltevarme fremstilles figuren som entegning på tavlen, og de eksplicitte informationerer på den måde det på tavlen, som fremtræder (ereksplicit) og som man umiddelbart kan rette sinopmærksomhed imod. Hvis man retter sinopmærksomhed mod figuren om smeltevarme vilman kunne se den, også uden at have et forud-gående fagligt kendskab til, hvad den betyder,dvs. hvilket fagligt indhold den formodes at have.De eksplicitte informationer er således nogle,som fremtræder og ses umiddelbart, når man kik-ker på figuren.

I dette tilfælde de vandrette og skrå streger ikoordinatsystemet med til figurens eksplicitteinformationer. Eleverne kan umiddelbart se demog ved, at de henviser til et bestemt indhold somkan tolkes frem. Men de ved (som det er frem-gået) alligevel ikke særlig præcist, hvilket betyd-ningsindhold figuren har. Faktisk handler helelærer-klasse samtalen om, at eleverne lærer at givefiguren dens rette betydningsindhold. I den for-stand er eksemplet typisk for næsten en hvilkensom helst læreproces i fysik. Formodentlig er detsådan, at vi som mennesker slet ikke kan ladevære med at påbegynde en tanke- eller fortolk-ningsproces, hvor vi (ofte uden at vide det)begynder at tilskrive det vi ser på et betyd-ningsindhold. Vi forsøger at få det iagttagede tilat give mening for os selv. Under alle omstændig-heder er det det, eleverne gør. Deres forskelligeudsagn er ganske simpelt eksempler på, at de for-søger at tolke et fornuftigt indhold frem i figu-ren.

Den anden type informationer kan vi kalde for‘implicitte informationer’. Det er informationersom ganske vist tegnes med, når figuren fremstil-

les, men som ikke nødvendigvis er iagttagelige fordet utrænede eller ukyndige øje. De implicitteinformationer har netop at gøre med en figursfaglige indhold, altså med den viden, som andre(fysikken) har presset sammen og repræsenteret ien figur. Da denne sammenpressede videnrepræsenteres i figuren er det indlysende, at figu-rens ydre form – dens eksplicitte informationer –hænger sammen med karakteren af den sammen-pressede viden. Derfor kan man sige, at de ekspli-citte informationer er de implicitte informatio-ners (det faglige betydningsindholds) eksistens-form. Det er en måde, hvorpå det faglige betyd-ningsindhold viser sig selv frem – præsenterer sigfor iagttageren. De vigtige implicitte informatio-ner i nærværende figur er, at de fire faser marke-rer nogle karakteristika ved den faktiske fysiskeproces – de refererer hertil (overgang mellem til-stande, temperaturændringer…). Givet at fysiker-samfundet har udviklet disse bestemte måder atafbilde forholdet mellem fysiske parametre gene-relt, må figuren i en vis forstand se ud som dengør, når den rummer disse referencer til det fysi-ske fænomen ’smeltevarme’.

Generelt kan man sige, at de implicitte informa-tioner. Det som udgår fra en figur, stiller krav tiliagttageren om at blive set. At se et fagligt betyd-ningsindhold kræver øvelse eller læring. Det erikke noget, man bare kan gå ud fra udvikler siglineært fra den ene undervisningsgang til dennæste. Lærere bliver ofte overraskede over, atderes elever tilsyneladende har glemt stof, somklassen ellers har brugt meget tid på. Her børman huske på, at læreprocessen ikke er en lineærproces, hvor viden hober sig op i en lind strømhos eleverne. En figur kan have et ganske omfat-tende fagligt betydningsindhold (begrebsmæssigesammenhænge, metoder, ligningssystemer, fysiskebegivenheder mv.), som eleven alt samme skallære at se direkte i figuren. Det tager tid og kræ-ver både kontinuerlig interesse og cyklisk tilbage-venden til noget, man allerede har beskæftiget sigmed før.

Nu når vi imidlertid frem til en forskel mellemlæreren og eleverne, som rummer en pædagogiskpointe.

72

73

Den fagligt øvede (her: læreren) formår umiddel-bart at ”læse” disse implicitte informationerdirekte af de eksplicitte, hvorigennem de eksiste-rer eller udtrykker sig. Af den grund vil lærerentypisk kun opleve, at figuren rummer én enesteinformation og ikke to. Figurens implicitte infor-mationer læses af læreren fuldt ud lige så direktesom de eksplicitte informationer læses af en hvil-ken som helst iagttager, der retter sin opmærk-somhed mod dem. Lærerens egen faglige udvik-ling har fulgt de samme spor og har resulteret iden samme sammenpressede viden, som figurenselv. Af den grund er det derfor, indlysende nok,ofte slet ikke nødvendigt for den fagligt kompe-tente overhovedet at beskæftige sig med dybt-gående med de implicitte informationer for atforstå figuren. Eksempelvis er det ikke nødven-digt for læreren, på samme måde som for elever-ne, at fordybe sig i detaljer vedrørende figuren.At eleverne hele tiden stopper op er således ettegn på, at de er nybegyndere i den selvsammeproces, som læreren allerede høster frugten af.Eleverne er nybegyndere i den proces, hvor toslags informationer smelter sammen og bliver tilén. De lærer at ”putte” det indhold ind i figuren,som den egentlig allerede har i kraft af at væreresultatet af andre fysikeres forudgående arbejde.

Den forskel mellem læreren og eleverne kan tilgengæld give nogle karakteristiske kommunika-tionsproblemer. Læreren vil gerne have eleverne tilat tænke i figurens væsentligheder (i eksemplet foreksempel faseskift) og retter derfor sin opmærk-somhed mod, om eleverne formår at formuleredisse væsentligheder. Eleverne følger ikke barelærerens fokus (så var der jo ikke noget at lære)men deres eget (tildels forskelligt fra elev til elev).Det som altså for eleverne er en aktiv konstrue-rende proces, kan for læreren til tider se ud somfejl, misforståelser, forkerte fokuspunkter osv.De pædagogiske pointer (for der er faktisk to) er,at læreren for det første må vide, at eleverne fak-tisk arbejder aktivt med på den proces at få deimplicitte informationer til at fremstå eksplicitfor dem selv. Det vil sige, at læreren bør væreopmærksom på, hvad det er for tanker og fore-stillinger, elever gør sig i processen. Det vil fordet andet sige, at læreren samtidig bør forsøge at

ransage sig selv med henblik på at genopdage,hvorfor denne informations-sammensmeltendeproces kan være vanskelig. Det er ikke nogen letopgave, når vi husker på, at læreren netop somresultatet af sin egen faglige udvikling har lagtdetaljearbejdet fra sig og ikke behøver brugeenergi på det mere.

Jeg har et andet sted i rapporten (kapitel 12)betegnet den informations-sammensmeltendeproces som ’eksternalisering’, idet de forståelses-processer som den lærende gennemlever, forank-res i det materiale (eksempelvis en figur), somvedkommende arbejder med. Eksternaliseringbetyder således ’ydregørelse’ af det tankearbejde,som eleven gennemfører. Det er ikke en ydre-gørelse som finder sted én gang for alle og hellerikke kun i en sen fase af læreprocessen. Eksterna-lisering kan siges at finde sted i det omfang, ele-ven efterhånden kan genkende materiale, somhan eller hun er stødt på tidligere. Det er ganskesimpelt et begreb, som indfanger pointen om, ateleven lærer at opfatte informationsindholdet imaterialet direkte.

Når eksternaliseringen er fuldbyrdet og de to for-mer for informationer er smeltet sammen til én,vil eleven ikke længere være nybegynder men vilhave opnået et fagligt kompetenceniveau som gørvedkommende istand til at håndtere nye fagligespørgsmål, problemstillinger osv. – fuldstændigtsvarende til lærerens kompetence. Det ligger i be-grebet om eksternalisering, at eleven ikke blot in-dregør sin viden i form af ophobede læresætninger,huskede formler, verbal viden osv. men at elevenbliver istand til, på stigende fagligt niveau, at for-holde sig aktivt problemløsende i situationer, somindeholder problemstillinger. Eksternaliserings-processen har således til resultat, at eleven bliver enbedre og mere avanceret problemløser i forskelligekonkrete situationer, bedre kan overskrue, hvilkehandlinger der vil være adækvate osv. Eksternalise-ringsprocessen udgør med andre ord et vigtigt led ielevens faglige kompetenceudvikling. Den fagligtkompetente har langt flere faglige frihedsgrader ogkan, med læreren som eksempel, sætte dennebestemte begivenhed i relation til andre lignende,men dog forskellige, begivenheder.

Ligeledes kan læreren umiddelbart se, at denpågældende figur er et eksempel på en generelrepræsentationsform i fysikken, nemlig denrepræsentationsform hvormed to parametre sættesi forhold til hinanden i et koordinatsystem. Denkonkrete figur refererer således ikke blot til etgivet fysisk fænomen men samtidig også til en delaf fysikkens metode foruden et bestemt begrebs-mæssigt indhold.

Den figur som eleverne møder i samtalen medlæreren har med andre ord implicitte informatio-ner vedrørende såvel det pågældende fysiske fæ-nomen, en del af fysikkens generelle metode samten givet begrebsmæssig bearbejdning som er gåetforud for elevernes møde med figuren. Figurenkan ses som en form for ekstrakt af disse elemen-ter.

Givet at figuren rummer alle disse forskelligeslags informationer vil det være for snævert atbetragte lærer-klasse samtalen alene som et kom-munikativt møde mellem forskellige tilstede-værende personer om noget. De taler ikke bareom figuren, de undersøger den og taler sig indpå, hvad dens implicitte informationer handlerom. Eleverne forsøger tydeligvis, med hver deresdagsorden (som vist), at afkode forskellige aspek-ter af disse informationer – også ind imellemnogle, som egentlig ikke er nødvendige, som daMaria satte tal på den tilførte energi.Selv om figuren naturligvis ikke i egentlig for-stand ”taler med”, så gør den det måske alligevelpå sin egen måde. Den gør det i kraft af atpåtvinge de samtalende personer et insisterendebudskab. Budskabet udgår fra ikke-tilstedeværen-de personer, som har repræsenteret et fysisk virke-lighedsudsnit på netop den måde, som figurenafslører. Man kan fremstille det således:

Figuren illustrerer den kommunikative situationog dens elementer, hvori indgår eleven, lærerenog figuren.Igennem dialogen mellem læreren og eleverne fårfiguren faktisk tildelt en aktiv rolle af parterne.Det er ikke ligegyldigt, hvad den ”mener” og”siger”. Af den grund har jeg afbildet den med enrelativ selvstændighed, dvs. som et eget element idialogen. De tre instanser i mødet: læreren, ele-verne og figuren indgår alle med vægt i samtalenog ”mødes” i det fælles fokuspunkt. Jeg ladersåledes figuren tage sig ud som en form for ”sam-talepartner”, selv om den i virkeligheden blotrepræsenterer de potentielle samtalepartnere, somhar skabt den og ikke er en samtalepartner igængs forstand.

Det særlige er altså, at objektet for de tilstede-værende personers fælles opmærksomhed i situa-tionen (figuren) ”taler med”, men at den gør detpå en anden måde end de tilstedeværende perso-ner.

I diskussioner af det traditionelle individcentrere-de læringssyn har mange påpeget, at læring er ensocial proces, som har sin oprindelse i udvekslin-ger mellem de tilstedeværende personer i lære-situationen (f.eks. Lave & Wenger, 1994; Säljö,1996, 1997). Lave og Wenger fremhæver f.eks.,at det er forkert at lokalisere viden som et lager,den enkelte bare bærer rundt på i hovedet. Videner noget, som udfolder sig i en praktisk sammen-hæng, hvor flere personer handler sammen.

Den aktuelle lærer-klasse samtale kunne i og forsig være et eksempel herpå. Ved at igangsætteprocessen forsøger læreren at anspore til, at ele-verne gør sig tanker om smeltevarme, specifiktkoncentreret omkring figuren. De tanker og fore-stillinger som de forskellige elever gør sig, opstår isamtalens løb, og er i den forstand skabt i fælles-skab med andre. Det kan også siges at gælde,selvom forskellige elever kan have forskelligedagsordener, eftersom de spørgsmål og idéer somdukker op hos eleverne er affødt af noget, som erblevet sagt af nogle andre tilstedeværende perso-ner.

74

75

Trods de mange rigtige påpegninger, der er i den-ne opfattelse af læring som en social og situa-tionsforankret proces, så synes der at manglenoget. Efter min opfattelse er det nemlig overor-dentlig vigtigt, pædagogisk set, at overveje sig,hvilken læringsmæssig rolle materialet spiller. Deter vigtigt at tilrettelægge undervisningen såledesat det materiale som eleverne skal lære om, bliverrepræsentativt for fysikken som sådan. Debattenhandler om, hvorvidt eleverne skal lære om for-skellige konkrete fysiske fænomener fordi de erinteressante i sig selv, og/eller hvorvidt de skallære herom fordi de på særlig fortrinlig måderepræsenterer en fysikfaglighed, som man ønskerformidlet. I det sidste tilfælde bliver det interes-sant at beskæftige sig med, hvad det er for kravog informationer, som forskelligt materiale tilby-der eleverne. Jeg har eksempelvis tidligere væretinde på, hvilke elementer den aktuelle figur kantilbyde eleverne.

Den amerikanske psykolog James Gibson harudviklet begrebet ’affordances’ (man kan kaldedet for ’tjenlighed’ på dansk) til at kendetegnedet særlige ved tingene omkring os, at de opfor-drer til en bestemt brug eller forståelse (Gibson,1966; Costall, 1997). Ligesom en stol eksempel-vis har den ’tjenlighed’ at den er til at sidde i (selvom man sikkert også kan bruge den til andet), såkan man i dette tilfælde sige, at figuren har entjenlighed, nemlig at den opfordrer eleverne til atlade sig tolke med henblik på den fysiske begi-venhed som den refererer til, den metode som erbrugt til at repræsentere begivenheden samt deudviklede begreber, hvormed begivenheden kanitalesættes.Den russiske psykolog A. Leontjew har syns-punkter, som ligner. Mens Gibson interesserer sigfor tings naturlige tjenlighed som han menerumiddelbart kan opfattes, så beskæftiger Leon-tjew (1977) sig i højere grad med det fænomen,at menneskeskabte produkter har en ’betydning’ ikraft af den omstændighed, at de er skabt til etformål. I dette tilfælde har figuren i min udlæg-ning et tredobbelt betydningslag idet den refere-rer til 1) fysisk(e) fænomen(er), 2) fysisk(e) meto-de(r) og 3) fysiske begreber. Figurens informatio-ner forener et naturfænomen med fysikkens

måde at bearbejde og repræsentere dette natur-fænomen på. Figuren ’betyder’ denne enhed.

I kraft af disse forskellige betydningslag kan manbetragte figuren som et eksempel på en fysiskmodel, der bruges i undervisningen. En modelhar den generelle egenskab, at den på samme tidrefererer til noget konkret (en fysisk begivenhedeller en gruppe af fysiske begivenheder) og til enendnu mere generaliseret og abstrakt repræsenta-tion – for eksempel en ligning eller et ligningssy-stem eller nogle generelle fysiske begreber. Som viså, er det netop tilfældet for figuren over smelte-varme.

Psykologen Eleanor Rosch (1978) har udviklet enteori om, hvordan vi som mennesker dannerbegreber og bruger sprog. Med udgangspunkt iklassisk begrebslogik (eksistensen af klasser afbegreber) påpeger hun, at der ikke bare findeshelt overordnede og helt underordnede begreber,men at der tillige eksisterer en gruppe af begre-ber, på mellemniveau, som spiller en central rollei vores sprogbrug og i vores kommunikation medandre. Der findes således ikke bare pattedyr ogpuddelhunde men tillige begrebet ’hund’ somudgør et mellemniveau (’basic level’ ifølge Rosch)og derfor rummer maksimal information. Medmaksimal information menes, at det er det mestgeneraliserede udtryk for en mængde af konkretetilfælde. Øges generaliseringsgraden (for eksempeltil pattedyr) mistes der samtidig konkret informa-tion.

Denne tanke om et ’basic level’ mener jeg kanoverføres til de egenskaber, der karakteriserer denfysiske model, som for eksempel i figuren.Modellen er ligeledes et led, som rummer maksi-mal information, idet den på én og samme tidrummer konkretheden og generaliseringen. Enfysisk ligning er ganske vist mere generel ogabstrakt i sit udtryk, selv om den refererer til detsamme fysiske fænomen, men den mangler kon-kretheden og ”mister” derfor også den type afinformation, som har at gøre med iagttagerensmulighed for at visualisere et fysisk begivenheds-forløb. Muligvis kan den fagligt kyndige godtvisualisere et fysisk begivenhedsforløb ud fra en

ligning eller et ligningssystem, men der er i givetfald en senere udviklet kompetence, som model-leringsprocesserne kan danne overgang til. I hvertfald er det noget, som falder langt de fleste eleversvært.

Hvorom alting er, så er figuren (nu betragtet sommodel) noget andet end et blot og bart eksempelpå, eller en ”ren” illustration af, et fysisk fæno-men. At arbejde med figuren svarer ikke bare tilat gøre sig en iagttagelse i eksempelvis et øvelses-forløb. Det er, kan man sige, ikke som at skæreen fisk op og kikke på det, der er indeni. Figu-ren/modellen repræsenterer en tidligere bearbejd-ning af fysikere, og dermed er den et eksempel påen fysisk anskuelsesmåde. Man kan sige at figu-ren/modellen både har kvalitative og kvantitativeelementer. Det er en vigtig pointe når man tager ibetragtning, at praktiske øvelser ofte fylder megeti fysikundervisningen. I eksemplet viste det sig, ateleverne ikke havde særlig let ved at transformerede ”erfaringer” de havde hjort sig i det forud-gående øvelsesforløb til modelleringsarbejdet medfiguren. Nogle gjorde forsøget (lidt usikkert),men mange gjorde ikke. Det retter efter minopfattelse opmærksomheden hen mod nødven-digheden af at arbejde mere med modellerings-processer i undervisningen.

PÆDAGOGISKE KONSEKVENSER

Hermed er vi nået frem til spørgsmålet om, hvil-ke mulige konsekvenser, man kan drage afdiskussionen. En lærer-klasse samtale som denher præsenterede kan tjene til at pege på nødven-digheden af at nå mere til bunds i de forståelses-processer, som eleverne gennemlever og den hen-sigt, der er med at lade dem gøre det. Som vi så,var der for eksempel et ikke helt enkelt forholdimellem det at gennemføre praktiske øvelser ogdet at arbejde med (modellere) en figur, somindeholder komprimerede informationer. At seaktiviteterne som sammenhængende er tilsynela-dende ikke noget, der bare kommer af sig selv.

På baggrund af brede erfaringer med undervis-ningen og de forståelsesproblemer som viser sighos eleverne kan man eksempelvis foreslå følgen-de idékatalog:

• At man må arbejde på at øvelserne bliver gjorttil faglige erfaringer for eleverne og ikke frem-står som ugennemskuelige praktiske aktivite-ter. Man kan for eksempel sørge for, at elever-ne får mulighed for at formulere sig (gerne påskrift) om de kvalitative sammenhænge, somøvelserne gerne skulle illustrere.

• At modelleringsprocesser får en fremtrædenderolle i undervisningen, således at elevernegenerelt spores ind på at være opmærksommepå lag af informationer i materialet – herun-der at de bliver opmærksomme på, at figurer,grafer osv. ofte er idealiserede gengivelser af etfysisk fænomen.

• At de grafer som er fremkommet i øvelsesar-bejdet sammenlignes med den ideelle graf,som præsenteres i bogen. Her vil der vise signogle forskelle, som formodes at kunne skabeen form for ”kognitiv konflikt” hos eleverne,således at de anspores til eftertænksomhed.

• At læreren forsøger at gøre sig klart, hvori deimplicitte informationer i et givet materialeegentlig består, således at den eksternaliseren-de proces bliver mere fokuseret herpå. Samti-dig vil lærerens egen indforståethed i samtalenmed eleverne måske afsløre sig og træde frem ilyset.

• At læreren således bruger sig selv som en formfor ”mester” (Nielsen og Kvale, 1999) for ele-verne, så de ikke overlades til sig selv. Lærerenkan bruge sig selv som det kyndige medium,hvor igennem eleverne kan hjælpes til at rykkederes egne faglige grænser.

• At flere elever forsøger at formulere deres for-søg på at forstå overfor andre (det kan ogsåvære overfor andre elever), så de implicitteinformationer tales frem i lyset.

• At en rapport eventuelt skrives to gange, fordieleverne har været igennem en vigtig fagligproces ved at skrive rapporten, og derved kanbruge de kommentarer som læreren giver påen meget aktiv måde.

Disse idéer knytter sig naturligvis ikke kun tillærer-klasse samtalen. Man må snarere se idéernei det lys, at undervisningens forskellige elementermå bringes til at hænge sammen i elevernes for-ståelse (jvf. de omtalte repræsentationsformer, se

76

77

kapitel 7). Lærer-klasse samtalen udgør ét afundervisningens elementer, men kan ikke stå ale-ne. Lærer-klasse samtalens styrke er især, at dengiver mulighed for at skabe et samlet socialt ogfagligt fællesskab for klassen. Det kan være nyt-tigt i forskellige faser i arbejdet med et emne.

Af den grund er det pædagogisk set vigtigt atgøre sig klart, hvordan lærer-klasse samtalen i dekonkrete tilfælde kan bidrage til elevernes for-ståelsesproces. Der kan eksempelvis være tale om,at læreren beslutter sig for at give en sammen-hængende faglig forklaring til eleverne. Herigen-nem kan læreren bruge sig selv som model for,hvordan en fysiker kan udfolde et materiale. Derkan også være tale om, at eleverne har arbejdet etstykke tid med et emne og føler sig frustreredeover manglende forståelse. De er da parate til atbruge lærerens kompetence mere aktivt og medafsæt i deres egne problemstillinger. Her erlydhørhed fra lærerens side særdeles vigtigt. Detkan også ske at det er nødvendigt i en sen fase atsamle op og almengøre på helheden af de erfarin-ger, eleverne måtte have gjort sig i processen.Også det tjener til en indkulturering af eleverne ien fysiker-tilgang til emnerne.

Til gengæld siger det næsten sig selv, at lærer-klasse samtalen ikke kan stå alene. Hvis største-parten af undervisningstiden bruges således, atlæreren selv er i centrum, bliver det vanskeligt atudvikle elevernes eget aktivitetsniveau og fagligerefleksioner. Det bliver således også vanskeligt atnå dertil, hvor eleverne selv oplever en sammen-smeltning imellem de to former for informatio-ner, som et materiale kan indeholde. Dervedsvækkes også eksternaliseringsprocessen og denproblemløsende kompetence, som den er forbun-det med.

LITTERATUR

Costall, A. (1997): The Meaning of Things; Soci-al Analysis, no. 41 (1), p. 76-85.

Gibson, J. (1966): The senses considered as percept-ual systems; Houghton Mifflin Company.

Lave, J. & Wenger, E. (1994): Situated learning –Legitimate peripheral participation; CambridgeUniversity Press.

Leontjew, A. N. (1977): Problemer i det psykiskesudvikling; Bibliotek Rhodos.

Nielsen, K. & Kvale, S. (1999): Mesterlære somaktuel læringsform; I : Klaus Nielsen og SteinarKvale (red.): Mesterlære – læring som social prak-sis; Hans Reitzels Forlag, p. 11-31.

Rosch, Eleanor (1978): Principles of Categoriza-tion. Fra: Rosch, E. (ed.): Cognition and Cate-gorization; Hillsdale, Nj: Erlbaum.

Säljö, Roger (1996): Mental and Physical Artifa-cts in Cognitive Practices; Fra: Peter Reimann& Hans Spada (ed.): Learning in humans andmachines: towards an interdisciplinary learningscience; Elsevier Science Ltd., p. 83-96.

Säljö, Roger (1997); Educational Psychology:some thoughts on the transformation of learn-ing in social practices and its consequences fora field of research; Scandinavian Journal of Edu-cational Research, vol. 41, Nos 3-4, p. 261-271.

Gruppearbejdet er – ligesom den lærerstyredeklassedialog – en almindelig arbejdsform i gym-nasiets fysikundervisning. Organiseringen afundervisningen som gruppearbejde kan tjene fle-re forskellige formål og vare i kortere eller længe-re tid. Gruppearbejdet fungerer i mange sam-menhænge som en elevaktiverende arbejdsformf.eks. i forbindelse med opgaveregning, men ogsåsom en hensigtsmæssig ramme for eksperimenteltarbejde eller i forbindelse med diskussion af ind-holdet i en tekst eller model som er forelagt.

Derfor taler vi ikke om noget meget veldefineret,når vi undersøger gruppearbejdets pædagogiskemuligheder i undervisningen. Gennemgående erdet dog, at ved gruppearbejde i fysik træder lære-ren noget i baggrunden til fordel for elevernesegen organisering af processen. Det er nu elever-ne der i kortere eller længere perioder sætterdagsordenen, hvad enten der er tale om praktiskeøvelsesforløb eller om faglige samtaler uden etstærkt praktisk islæt. I afsnittet om den lærersty-rede klassedialog så vi, at en egentlig faglig samta-le eleverne i mellem kan have svært ved at udvik-le sig, når læreren spiller hovedrollen. I denneartikel skal jeg undersøge netop den faglige sam-tale som den udfolder sig uden lærerens centraletilstedeværelse. Det er hensigten at belyse de fag-lige muligheder og begrænsninger, som gruppear-bejdet – forstået som elevernes egne faglige dialo-ger – tilbyder.

At gruppearbejdet er elevstyret betyder ikke, atlæreren slet ikke spiller nogen rolle. Det typiskegruppearbejde former sig som en blanding afselvstændigt elevarbejde og besøg af læreren igruppen. I stedet for at læreren strukturerer enfremadskridende dialog i hele klassen er der taleom en række parallelle forløb hvor lærerens med-virken eller indgriben sikrer at alle grupper ermed, at ingen går i stå på grund af mere banale

problemer, at der er en vis disciplin osv. Lærerenfungerer som en blanding af konsulent for selveprocessen og som den, der sætter de faglige sam-menhænge og begreber på plads.

Hovedspørgsmålet i dette kapitel er, hvad det er,gruppearbejdet kan rent fysikfagligt set.Vi kan nemlig ikke blot forvente, at det øgederum for selvstændig elevdialog i sig selv og mednødvendighed sikrer en (på lidt længere sigt)ønsket faglig progression – heller ikke selv omaktivitetsniveauet i gruppearbejdet tilsyneladendeer ret højt og eleverne synes at arbejde målrettet.Det er ikke enhver faglig diskussion som rykkerher og nu. I gruppearbejdet er der ikke nogenlinearitet i elevernes faglige udvikling. På denanden side er det netop gruppearbejdets dyd, ateleverne får mulighed for at arbejde selvstændigt.

Der rejser sig derfor det dilemma for læreren, atman på den ene side ønsker at eleverne selv skalvære med til at forme deres egen fysikfagligeudviklingsproces (konstruktivismens princip).Det kræver tid og plads til andet end kontantfaglighed. På den anden side ønsker læreren enbestemt faglig progression indenfor nogle fastlag-te tidsmæssige rammer. Selv i gruppearbejdet sæt-ter eleverne således ikke selv hele den fagligedagsordenen. Læreren har en klar mening medden forelagte opgave og ser derfor også elevernesarbejde i det lys. En passende balance mellem sty-ring og frihed må løse dilemmaet, men det erselvsagt også her, de pædagogiske vanskelighederdukker op. Hvad er ”passende”? Hvor lang tid ernok tid? Hvad er forholdet mellem det, elevernebruger tid på her-og-nu og deres faglige landevin-dinger på længere sigt. En lærer kan bruge sigselv som igangsætter, konsulent eller katalysatorfor elevernes arbejdsproces og på den måde for-søge at håndtere dilemmaet.

78

Kapitel 6DET LÆNGEREVARENDE GRUPPEARBEJDE

Af Henrik Bang

79

Mens læreren formodes at se gruppens arbejdesom en enhed og forståelsesniveauet som fællestager det sig muligvis anderledes ud for eleverne.Som det blev påpeget i artiklen ”Den lærerstyredeklassedialog” i denne rapport, råder eleverne ikkeover samme faglige indforståethed som lærerenog er derfor ikke på samme måde klar over, hvaddet faglige mål med en forelagt opgave er. Derkan være en enighed på aftaleniveau mellem lærerog elever, og eleverne kan sagtens rette sig efteraftalen og gå i gang med arbejdet. Men af godegrunde mangler de den overordnede faglige ram-me, som læreren altid selv refererer til. Desudenkan elever indbyrdes have forskelligt kompetence-niveau, og går derfor forskelligt til opgaven ellerproblemstillingen.

Selvom gruppearbejde ideelt set lægger op til ateleverne skal arbejde dynamisk sammen med etfælles mål, så kan man, som jeg også skal illustre-re i det efterfølgende, konkret konstatere at pro-cessen ser anderledes ud. Gruppearbejde er enkompleks proces, hvor der viser sig en række van-skeligheder, som eleverne må bruge tid på. Detkan være svært at udvikle et ligeværdigt arbejde,hvor man bruger hinandens forskellige erfaringerfor at nå frem til en fælles forståelse. Forskelligesociale processer i gruppearbejdet kan f.eks. gøreat forskellige kompetencer ikke bliver brugt. Derkan være manglende gennemslag hos én i grup-pen, tendenser til afbrydende småsnak osv. Mankan føle at éns problemer overses, eller at detman har at sige ikke bruges osv.

Selv når arbejdet tilsyneladende er færdigt og denforelagte opgave formelt løst og læreren har for-nemmelsen af at nu er målet nået – kan der væreelever tilbage med forståelsesproblemer. Og dekan meget vel være uerkendte hos gruppen såvelsom hos de enkelte elever. En formel løsning afen forelagt opgave kan således ikke automatiskopfattes som tegn på mere omfattende begrebs-mæssig forståelse. Det er ikke noget særkende forgruppearbejdet, eftersom elever ofte har proble-mer med fysikkens begreber. Imidlertid er detinteressant, at et relativt langt og selvstændigt for-løb, hvor eleverne selv har været med til at sættedagsordenen og derfor formodes selv at have

opdaget egne faglige begrænsninger, alligevelefterlader en situation hvor arbejdet er gjort udenat egne faglige begrænsninger tilsyneladende erindset.

OPVARMNINGSKURVEN

– ET EKSEMPEL

For at belyse gruppearbejdets proces indefra, viljeg præsentere og analysere et eksempel på enkonkret gruppeproces. Eksemplet bruges somafsæt til at fremhæve nogle – formodentlig –almindelige træk og problemer i forbindelse medgruppearbejdet i forskellige sammenhænge.

Eksemplet drejer sig om elevernes arbejde medopvarmningskurven. Forløbet finder sted i januarmåned i 1. g. Klassen har i et par måneder arbej-det med varmelære – der er lavet forsøg medvarmekapacitet og smeltevarme – nogle elever harogså brugt varmelære i deres 10 timers projekt iefteråret.

Klassen har 3 fysiktimer i træk én gang om ugen.Eleverne er vant til en organisering af timerne deri høj grad er baseret på gruppearbejde og dearbejder i faste grupper fra gang til gang. Grup-perne diskuterer blandt andet opgaver, den læstelektie og gennemfører forsøg. Denne dag bruger læreren den første tid (femtentil tyve minutter) til en introduktion omkringvalg af fysik på højt niveau – eleverne skal snartudfylde valgfagsskema. Resten af timerne brugespå gruppearbejdet. Gruppearbejdet sker ud fra et arbejdspapir, somer udarbejdet af læreren. Opgaven er at forstå enopvarmningskurve for 1 kg vand. Kurven er teg-net i bogen (se figur nedenfor). Emnet er figurenog hvad den repræsenterer – eleverne er i forve-jen, gennem det hidtidige arbejde, bekendt med,hvordan varmekapacitet og smeltevarme bestem-mes udfra kaloriemeterligninger, men de har ikkeudført forsøg, der fører til tegning af en opvarm-ningskurve.

Opgaven er en slags ”oversættelse” mellem figu-rens konkrete form og en faktisk opvarmning.Bogens figur og tal skal gives mening i form af

forståelse for, at hældningskoefficienten har nogetmed varmekapaciteten at gøre (den er den reci-prokke hældning). Længden af de vandrette styk-ker afspejler overgangsvarmen i de to faseover-gange.

Vi følger en gruppe på 4 elever – Anja, Mette,Nicolai og Jesper gennem de ca. 2 lektioner.Opgaven struktureres af arbejdspapiret – someleverne løbende vender tilbage til. Med jævnemellemrum er der mulighed for at spørge lære-ren, når man er gået i stå. Gruppens faglige dia-log afbrydes hyppigt af korte samtaler omkringandre emner. Af og til overtager denne ikke-fagli-ge samtale i et længere tidsrum, men der vendeshele tiden tilbage til fortolkningen af kurven

GRUPPEARBEJDETS FORLØB

Observationen er organiseret med et videokameramed mikrofon fast knyttet til denne gruppesarbejde, der i øvrigt foregår i samme lokale somde øvrige gruppers arbejde. Til observationen erknyttet to observatører (i det følgende I og II)der dels ser på denne gruppes arbejde dels cirku-lerer lidt rundt i klassen. Grupperne – herunderden observerede gruppe – spørger af og til obser-vatørerne om problemer i forbindelse med arbej-det. Gruppens dialog er efterfølgende blevet skrevetud på baggrund af videobåndene. De ”klip” der her bringes er et uddrag, men tids-rækkefølgen er bevaret.

Fra Amtrup og Trinhammer ”Obligatorisk Fysik”Gyldendal 1992, s. 61

Først skal gruppens arbejde organiseres – dennegruppe har flere gange været genstand for obser-vation og selv om der indledningsvis reageres påmikrofonens tilstedeværelse er der et ganskeafslappet forhold til det at blive observeret. Deskal i gang med at overføre bogens figur til egetpapir for at kunne måle på den, derefter skal dertal på de forskellige processer (opvarmning,smeltning, fordampning).

Nicolai : (taler ned i mikrofonen) You want tohear the most annoying sound in the world: duuut !?Mette: (griner): Hold kæft hvor der bliver sagtmeget pis på det bånd derAnja: nja Nå..Nicolai: Jeg håber de tager noget af det med – den-ne her måde lærer man ikke fysik på –Anja (griner)Mette: Årh det ved jeg da ikke – jeg har da lærtrimeligt meget mens vi har siddet og lavet så megetpis – eller hvad – har vi ikke? … Nå hvad står derher (tager papiret)Nicolai (nynner en melodi)

Nu kommer en kort afbrydelse om morgenfjern-

80

173

546 1300880

3560 KJ

∆E1

273

373

is

vand

damp

TK

81

synet og det sidste gruppemedlem, Jesper, kom-mer og sætter sig. Gruppen går i gang med detegentlige arbejde. Grupperne er blevet opfordrettil at læse tekster højt, hvis der er noget der skalforstås. Ikke alle grupper gør det – mange læserindenad – men i denne gruppe fungerer det fastsådan at én læser højt.

Jesper: …..ja jeg er klarAnja: Læser du højt Mette?Mette: Øj ja ..”Arbejde med grafer”, ”Arbejde medfiguren side 61 i fysikbogenAnja: Hov så skal vi jo have fysikbogen fremMette: jaJesper (skal allerede til at afbryde her, men Mettelæser videre)Mette: Start med at overføre figuren fra bogen tildit eget millimeterpapir, tilføj Celsiusgrader påandenaksen ved siden af Kelvingraderne Anja: Hej NinaAnja (rejser sig og er væk en kort tid)Jesper (gentager det læste) tilføj Celsiusgrader påandenaksen ved siden af KelvingraderneMette: (læser videre) Forklar de to .. (Nicolai smi-der sin bog på bordet, men det anfægter ikkeMette) de to vandrette dele af grafen. Hvor megetændres den indre energi ved …Anja (sætter sig igen) arh, nu er jeg jo ikke med !Jesper: Vi overfører bare figuren til at starte medMette: Ja godt nok..Jesper: Vi skal overføre figurenMette: (tager bogen) Side 61

Allerede her kan vi se nogle karakteristika vedgruppens arbejde. Der er er hele tiden (mindre)afbrydelser fra enkelte gruppemedlemmer sommåske nok distraherer men ikke stopper arbejdet.Som vi skal se senere, er der også meget længereafbrydelser, hvor arbejdet truer med at gå i stå oghvor alle deltager. I den ovenfor anførte sekvenser det Mette, og til dels Jesper, der sikrer at arbej-det kommer i gang. Generelt er det sådan, at deraltid er nogen som sørger for at arbejdet påbe-gyndes (tit de samme elever).

Gruppen går nu i gang med at overføre bogenstegning til deres eget papir. Først skal den doggennem et forløb, hvor det konstateres at ikke

alle har lineal, papir eller vinkelmåler med ogundervejs er der fortsatte korte afbrydelser. Deenes alligevel om at de nok må lave en tegninghver– det er nok ”det de skal”. På dette tidspunkter der ingen diskussioner om, hvad det er der ervigtigt ved kurven – den forelagte opgave tagesbogstaveligt. Figuren skal overføres så nøjagtigtsom muligt og dernæst skal der sættes Celsiusgrader på. Eleverne har stor kompetence i sådan-ne overførelser af figurer fra folkeskolen men kuni form af opgaver , hvor der er fokuseret på figu-rens geometriske form. I den aktuelle opgaverækker kravet videre, idet eleverne skal arbejdemed figurens fysiske betydningsindhold. I detforeliggende tilfælde er det centrale således ikkeselve overførelsen, men det at man bevarer deafgørende karakteristika ved figuren som modelfor opvarmningen. Da eleverne ikke er opmærk-somme på det, vokser der derfor et problem fremi den ellers tilsyneladende trivielle opgave:

Jesper: Hvordan fanden tegner i den dernede (hanmener under 273 Kelvin)Anja: Men prøv at se – den går jo bare, det ersådan en tilfældig en, den kan jo ikke bare brugeJesper: (delvist i munden på Anja) Jeg har sat, jeghar sat tre tern i mellem, jeg har sat tre ternMette: (peger i bogen) Du kan jo se den går derudtil og så går den derud til, bogens tegning er jo detvæsentligste så meget står klart – det er den manførst må forholde sig til

Anja: Ja, ja, men hvor skal vi så finde den på vores Mette: Det er jo det..Jesper: Jeg har sat tre op det er 173 og tre op igen,det er 273, så passer det vist meget godt ik’Anja: Nej for den er jo mer’ her – der er dobbelt såmeget (måler efter i bogen)Jesper: Nej der er ej – jo det er der sgu også – dener jo åndssvag at tegneAnja: Så er der så meget her, og så er der énNicolai: Jeg har en ideJesper: Kan du ikke sige, hvor meget er ”meget”?Anja: Jamen så laver jeg tre og så laver jeg to mel-lem hver af de andre – har du ikke også gjort det –skal vi ikke gøre det? (”én, ”to” og ”tre” refererertil antal tern på Anjas papir)

I første omgang viser problemet sig i, hvordanman kan få overførelsen nøjagtigt nok. Den fore-lagte graf er jo en model eller prototype foropvarmning og ikke en meget præcist optegnetkurve. Eleverne fokuserer imidlertid på grafensydre form og ser f.eks. ikke på tallene på aksernesom kunne være en vejledning. Ved ”bare at over-føre figuren”, som Jesper sagde, er de ikke nåetdertil, hvor de kan se på figuren som repræsen-tant for noget; at det er en model for opvarm-ning vi har med at gøre og at disse indre egenska-ber er nøglen til overførslen.

I gruppens arbejde er det Mette og Anja, der ercentrale for, om gruppen som helhed kommervidere, mens bidrag fra Nicolai ofte negligeres –formodentlig fordi han blandt andet har statussom gruppens fjollehoved. Jesper er i høj gradfokuseret på at forstå, hvad Mette og Anja laver –eller måske snarere på at producere det sammeprodukt som dem. Konsensussøgning er et motivi gruppearbejdet som træder tydeligt frem her ogsom hersker uanset om gruppen oplever at ståover for et problem eller ej.

FØRSTE INTERVENTION

Efter nogle flere forsøg med den nøjagtige over-førsel, hvor Mette overvejer hvad der skal stå påtemperatur-aksen, tjekkes om graferne er ens (ihvert fald hos Anja, Mette og Jesper). Problemeter stadig tilstede. Og da en observatør (I) kom-mer forbi anmodes om assistance.

Anja formulerer et ret upræcist spørgsmål, delsfordi problemet ikke er særlig klart for dem, delsmåske for ikke at fremstille sin egen manglendeforståelse alt for direkte. Observatøren famler til-svarende lidt efter, hvor Anja (og gruppen ?)egentlig er henne i processen – han søger at hen-lede gruppens opmærksomhed på, hvor i figurender kan hentes hjælp til problemet – nemlig atder er nogle fikspunkter (smeltepunkt, koge-punkt), hvorfra overførslen kan tage sit udgangs-punkt, men det siges ikke direkte – gruppen måselv arbejde mere med figuren. I første omgangnegligerer Anja dette og fortsætter ad gruppenshidtidige vej: løsningen ligger i en endnu merepræcis overførsel (nu også med bevaret målestok).

Anja: Er det ligegyldigt om den bliver præcis, voresgraf? Jesper (griner)Observatør (I): Det er jo spørgsmålet om hvad Iskal bruge den til ik’Jesper: (peger i bogen) Vi skal have overført dender ik’Anja: (peger også i bogen) men prøv at se der – ik’også – de starter jo bare dér, der er 1 cm mellemhver af dem ik’, men den der er 1,7, hvis jeg så skalrykke den over skal jeg så lave den større eller hvadfordi – ellers er det jo lidt åndssvagt (peger påakserne)

Anja refererer til at de har målt forskellige afstan-de på grafen med en lineal. Observatøren prøverat henlede opmærksomheden på at de først ogfremmest skal overføre de punkter, der også erangivet med tal på akserne og som svarer tilbegyndelse eller afslutning af en faseovergang.Dialogen fortsætter, idet Anja fastholder at det ervigtigt at figurens geometriske proportioner beva-res.

Observatør (I): Du skal bare sørge for, at de punk-ter hvorimellem du lægger de rette linier (peger ibogen) f.eks. det punkt skal du lægge fast et ellerandet sted ik’, og så kan du bare tegne en ret linieik’Anja: Nårh okay – så kan vi jo bare lave dem isamme størrelse skal vi ikke det?Observatør (I): Det behøver du jo ikke, du kan jogodt forstørre den – du skal jo bare sørge for at haveet målepunkt (peger igen i bogen)Anja: Men så bliver den jo ikke rigtig

Jesper forsøger med en mere fri tolkning af obser-vatørens kommentar. Han tager kun den førstedel med – nemlig at det ikke er afgørende meden præcis overførsel af grafens ydre form – ogundlader at tage henvisningen til de bestemmen-de punkter med. Nicolai synes imidlertid at haveforstået hvor observatøren vil hen.

Jesper: Må vi godt lave den samme størrelse derfraog dertil som mellem derfra og dertil (peger på gra-fens vandrette stykker) Må det godt være sammestørrelse?

82

83

Observatør (I): Nej det kan det jo ikke være vel –det kan det jo ikke være. Det jeg siger er, at I skalbare vælge nogle punkter hvor I sætter – det punktder for eksempel, hvor den ender (peger i bogen pådet sted hvor smeltningen begynder) det skal Isætte fast og så tager I en ret linieAnja: Der må godt blive lidt længere dér mener du,og lidt kortere der…Nicolai: Ja for du har jo stadig værdierne ude påakserne så du kan se..Observatør (I): Ja (nikker)Anja: Okay det er godt (går i gang med at tegneselv)

Nicolais kommentar kommer ikke til at spillenogen rolle i det fortsatte gruppeforløb. Det ersåledes helt utilstrækkeligt i et gruppearbejde atkunne bidrage med faglige refleksioner, hvis ikkedisse kan, eller vil, blive forstået af de øvrigegruppemedlemmer. De øvrige tre deltagere sætterselv deres egen dagsorden for, hvad der fagligt setbliver indholdet af gruppearbejdet. Nicolai mang-ler autoritet til at rykke ved denne dagsorden.Dette mønster fortsætter gennem resten af for-løbet og er en medvirkende årsag til, at der bru-ges relativt meget tid på bestemte procedurer,mens der til gengæld sker meget få perspektiv-skift. Fortsættelsen af gruppedialogen illustrererdette. Gruppen udbad sig jo egentlig ikke hjælp,der vedrørte fortolkningen af figuren – det kom-mer først som næste punkt på arbejdssedlen.Selvom fortolkningen jo faktisk er en hjælp for atse, hvad der skal overføres, går gruppen videre adden vej de var i gang med. De efterspurgte etsimpelt svar på overførslen af figuren. De har fåetat vide, at de kun behøver at overføre noglebestemte punkter. Det gør de så, men de er sta-dig fokuseret på den formelle overførsel snarereend på det egentlig væsentligste, nemlig hvad deter, figuren repræsenterer.

Efterhånden er den første del af figuren blevetoverført. Der mangler det sidste stykke i dampfa-sen. Her er der ikke nogen tal at forholde sig til,og derfor bliver det første kriterium at de i detmindste har den samme tegning. Dynamikken iarbejdet er fortsat at Nicolai er delvist koblet afog mest blander sig med småbemærkninger, mens

Jesper mest forholder sig til, hvorvidt han har detsamme som pigerne.

En kort spørgsmål til en passerende læreromkring, hvordan man skal tegne den sidste delaf kurven, fører til en opmærksomhed på athældningen måske betyder noget. Men den prak-tiske konsekvens bliver igen et fokus på over-føringen, der prøves gjort mere nøjagtig medhjælp af en vinkelmåler. Tallene i det efterfølgen-de refererer igen til ternene på elevernes papirer.

Mette: Og så lige den sidste, den skal så et stykkederudafAnja: Vi lavede halvanden, en halvanden – var detikke sådan JesperMette og Jesper: JoMette: Men hvor sætter vi den sidsteAnja: Bare pokker i vold – 5Jesper: Men skal vi ikke lave dem ensAnja: Jo skal vi så ikke sige 5 eller sådan noget 3Jesper: 3? 3 af sted på den sidste mener du ellerhvad?Anja: En, to, tre eller skal vi måske sige fire skal viikke sige fireJesper: Jo jeg tror snarere 4 eller 5Anja: Vi kan sige fire eller 5 – jeg er ligegladJesper: Fem!Anja: OkayMette: Så havde jeg ikke behøvet at viske udAnja: Nårh ja – den går fra nul og derud går denop til 273Jesper: Så skal den bare fortsætte lidt derop af –sådan lidt skråt derop af – hvordan fortsætter I såjeres skråt derop af? Anja, hvordan ser din ud?Anja: Sådan herJesper: Passer det ikke meget godt. Hvordan skal viså fortsætte, hvad skal vi sætte som fælles punkt nården bare går skråt opNicolai: Skråt op

Gruppen er nu færdig med at overføre grafen ogskal videre til den anden del af det første spørgs-mål. Jesper forlader i længere tid gruppen (for atringe til sin kæreste viser det sig senere). De øvri-ge fortsætter, som de bliver bedt om i arbejdspa-piret, med at sætte tal på akserne. Derefter går dei gang med at forklare de vandrette dele af grafen.

I sekvensen nedenfor er der for første gang fragruppens side opmærksomhed på, hvad detegentligt er grafen repræsenterer. Anja læser opfra bogen, men Mette mener det er irrelevant.Det der står i bogen kan ikke være nødvendigtfor at løse den simple opgave. Hun er stadigfokuseret på selve overførslen. Diskussionenomkring Celsius og Kelvin viser også nogle pro-blemer i at se sammenhæng mellem graf ogopvarmning af vand. Omvendt er der ingenproblemer med at se, hvornår der er is, vand ogdamp, og at de vandrette stykker på grafen ersmeltning hhv. kogning. Det diskuteres slet ikke.Formentligt fordi det er diskuteret tidligere iundervisningen, at ved faseovergang ændres tem-peraturen ikke, mens der tilføres energi.

Mette: Altså den første der (om de vandrette styk-ker) det er jo fordi isen lige skal have lov at smeltevel – det kræver også energi ik’Anja: (kigger i papiret og senere i bogen) Hva’,hva’Mette: Jeg tror ikke du behøver læse det der (peger ibogen) Det tror jeg ikke du behøver at læseAnja: Jo, jo det stod der (læser op fra bogen) Figur63 viser hvordan temperaturen af 1 kg. vand ændresved fortsat energitilførselMette: Har i husket at sætte Celciusgrader på heru-de (peger på Nicolais tegning)Nicolai: Det er nul det her – Celsius nulMette: JahNicolai: Jeg skal lige have skrevet is her, vand det eret meget lille stadie det vand man får – hvad er dether, det er nul ik’?Mette: 273 det er 0Nicolai: Og 370 det må være hundredeMette: 370, det er hundrede grader, og 173 det erminus hundrede graderNicolai: Var det minus hundrede det her?Mette: Øh jaAnja: Men det kan da ikke.. is, vand. Jeg tror fak-tisk den skal ligge her, der er 80 grader (peger ibogen)Nicolai: Det er jo lige meget, det kan man jo måleimellem, det har du jo to punkter til, det betyder joikke nogetAnja og Nicolai (fortsætter med at kontrollerederes tegninger)

Anja: Og det er damp. Det kan da ikke passe at 1kg is smelter – det er jo ikke is op til 273 graderNicolai: Det er jo Ce – det er jo KelvinMette: Jo fordi det er jo grader Kelvin, 273 det ergrader Kelvin, det er lig med nul grader Celsius, såmeget har jeg da lærtAnja: Så meget har jeg i hvert fald ikke lært!Mette: Hvad så – har I fundet ud af hvad I skalhave på højt niveau? Jeg skal have kemi som toårigt– og så fysik som etårigt, og så ved jeg ikke, hvad jegskal have som mellemniveaufag. En sjov uddannelse– meget eksperimentel

Gruppen skal nu have skrevet svaret på det førstespørgsmål ned – altså at der er to faseovergangehvor temperaturen ikke stiger. Det kunne se udsom en triviel opgave. Alligevel er de meget langtid om at blive færdig med det. Jesper vender til-bage og der bliver en længere afbrydelse for atdiskutere, hvorfor han ikke har kunnet få fat påkæresten. Afbrydelsen giver anledning til at helegruppen i længere tid ikke diskuterer fagligt ogda de vender tilbage til stoffet, er koncentrations-niveauet meget lavere.

Anja: Ja der er to vandrette streger på grafen fordiat det er dér der sker en faseovergang – eller hvadskriver vi?Nicolai: Ja faseovergangen kræver mere energiJesper: Der er to vandrette streger på grafen fordihvad?Mette og Nicolai: Fordi der sker en faseovergangMette: Hvor temperaturen ikke stiger , men derkræves energiNicolai (synger)Anja: Fordi hvadMette: Hvor temperaturen ligger stille , men derbliver brugt en masse en..Jesper: Hvad gør man så hvis – tager man så hentil hospitalet, hvis der er noget

Problemet med at Jesper ikke kan få fat på kære-sten dominerer fortsat dialogen og forestillinger-ne om årsagen til at han ikke kan få fat på hendegiver fantasien frit spil – hospitalet og skadestuenkommer nu på banen. Under disse omstændighe-der er det vanskeligt at få afsluttet det med devandrette streger. Faktisk er det jo nok at konsta-

84

85

tere at der sker en faseovergang. De øvrige præci-seringer er ok, og findes i øvrigt godt beskrevetved siden af figuren i bogen (som Mette ikkemener man skal kigge i), men øger egentlig ikkeforståelsen. Fordi koncentrationen er lav, er deringen der skærer hurtigt igennem og konstatererat nu er spørgsmål a) besvaret. Der sker simpelt-hen det at Anja og Mette på et tidspunkt gårvidere til opgavepapirets andet spørgsmål b) udenat der er kommet en formel konklusion.

Selvom Anja og Mette beslutter sig for at gå vide-re, kommer de ikke umiddelbart i gang – deovervejer at kigge i nogle bøger de har brugt iforbindelse med 10-timers projektet, men læserikke i den bog hvor grafen er. Nicolai har overta-get mikrofonen og ”interviewer” andre om hold-ning til nazisme, Combat 18 mv. Senere går hanover til at lege reklame for Duracel-batteri (denmed kaninen der slår på tromme). Efterhåndenbliver larmen lidt vel meget og læreren griber ind.Anja og Mette benytter anledningen til igen atprøve at komme i gang.

Anja og Mette: Vi er i gang med b’erenMette: Der er bare noget af denne her sjove tekst viikke forstårAnja: (Læser op fra opgavepapiret) Hvor megetændres den indre energiLærer: I skal bruge grafen naturligvisNicolai og Anja: Ja, jaJesper: Og der siger de at Ls det var, det var denspecifikke overgangsvarme for hvad for nogetLærer: SmeltevarmeMette: SmeltevarmeNicolai: Du sidder vel ikke og tegner i bogen ungedameMette: (læser op) Er lig med henholdsvis Ls og LfLærer: Ja den ene er lig med Ls og den anden ligmed LfMette: Nårh på den mådeAnja: Men det er jo ikke energi (peger i bogen)Nicolai: Jo

Som det fremgår har der ikke været nogen grun-dig diskussion af spørgsmål b) i gruppen, såmuligheden for at spørge en lærer tages mere somen anledning til at komme i gang, end fordi der

er et dybtfølt problem i gruppen. I bogen står deri øvrigt direkte:”Den mængde energi der pr. kilo tilføres vedsmeltningen kaldes smeltevarmen og kan aflæsespå x-aksen som længden af det vandretteplateau”.

Gruppen har fortsat vanskeligheder med at kon-centrere sig om arbejdet. Vi springer igen enafbrydelse over. Mette har nu fået trukket det enetal fra det andet og fundet ud af, hvor meget derbruges på at smelte isen – de andre er endnu ikkehelt med.

Anja: Nå kom nu, nu tager vi os lige sammen bare5 minutterMette: Altså – der bruges 334 kilo Joule på at smel-te isen ik’ – på at smelte et kilo isAnja: Der bruges to hundrede hvad?Mette: 334 kilo Joule på at smelte et kilo isAnja: MmMette: Må jeg lige prøve at se den sjove der ( ræk-ker ud efter en bog)Anja: Og den får vi jo rigtig nok ved at dividereenergien med massen ik’ – og hvad er det vi skalfinde ud af?Mette: Ved du hvad det er jeg har gjort der – jeghar bare trukket de to – det der fra det derAnja: Og så får du så det der?Mette: Så er den jo også lig med det den skulle haveværetAnja: Jamen det forklarer sgu ikke en skid Mette,det gør det jo bare udenom (fumler med lomme-regneren)Nicolai: …(nynner, til sidst brummer og syngerhan ned i mikrofonen) i åhy i åh i..(gentages)Anja: Den der bliver altså ikke helt ensMette: Hvad får du den til ?Anja: Jeg får den til 2260Mette: 2260Nicolai: Så er det fordi du har brugt et afrundet talAnja: Jamen det har jeg også, jeg brugte de to –hvad brugte du?Mette: (sidder med lommeregner) Clear – jeg sag-de bare 880 minus hvad hedder den så fem hundre-de og..Anja: Ja, så passer den med smeltevarmen..Nicolai: (synger) all the leaves are brown..

Anja: Nej Nicolai hold nu op – smeltevarmenNicolai: (synger videre) and the sky is greyAnja: And the sky is greenAnja: Og så skal vi finde den der fordampningsvar-me ik’Jesper: Det er helt i ordenMette: (mumler mens hun bruger lommeregner)Minus tretten komma – 2260, det er jo så fordi vihar brugt afrundede tal.. Anja: ja?Mette: At vi får den der afvigelse fra…Anja: Men, men, men hvad gør vi så, hvordan for-klarer vi det?Jesper: Kom nu piger. I kan godt!Mette: Vauuh!

Som det fremgår har Mette – og måske også Anja– nu forstået, hvad det er, der bliver spurgt om iopgaven og har udført det, men de har stadigtdet oprindelige problem tilbage: Hvad er egentligsammenhængen mellem modellen og det, denrepræsenterer? Anja er ikke tilfreds med at mantilfældigvis får det samme tal som is’ smeltevarmeved at trække to værdier fra hinanden. Nicolai –som i forrige klip egentlig bidrog med noget –har igen sat sig udenfor, mens Jesper her udenblusel læner sig op af pigernes arbejde.

Jesper forlader kort efter gruppen igen. Anjabeslutter sig for at drøfte problemet grundigeremed en observatør (II).

ANDEN INTERVENTION

Anja: Vi bliver altså lige nødt til at spørge – hej(fløjter) .. vi må spørge. Hør her vi skal forklare detder ik’ også, – hvor meget ændres den indre energived..Observatør (II): Ja, jaAnja: Har du læst det førObservatør (II): Ja jeg kender godt opgavenMette: Men hvorfor er de lig med hinanden det erdet vi gerne vil …Anja: Hvis vi minusser den der med den der ik’ ogsåså får vi de 334, hvis vi minusser..Observatør (II): Prøv lige – det tal og det tal, deter det der svarer dertil og dertil ik’Anja: JaObservatør (II): Ja

Anja: Og hvis vi minusser de to så får vi så den der– fordampningsvarmen ik’Mette: NæstenAnja: Men vi kan bare ikke forklare hvorfor de to –altså hvor meget ændres den indre energi ik’Mette: Hvorfor de to tal er ens, det er det vi ikkekan finde ud afObservatør (II): Er de ens? Det tal er jo ikke ligmed det tal vel (peger på papir)Mette: Nej men det tal er lig med det tal og det taler lig med det tal (peger skiftevis i henholdsvispapir og bog)Observatør (II): Okay – men hvad er det der skerder (peger på grafen – hele den efterfølgende dia-log er knyttet til den graf Anja har, Mette kiggermed)Mette: Der smelter isenAnja: Der er faseovergangMette: Der er faseovergangObservatør (II): Der er faseovergang, al det der, dergår energien til at smelte isen ved 0 grader ik’, derstarter den med at være is ved 0 grader og så smelterden og bliver vand ved 0 grader og det sker dér altsammen, der sker faseovergangen ved konstant tem-peratur og det er præcis det der står her, det er smel-tevarmen, det er præcis hvor meget energi der skaltil at smelte – hvor mange kilo Joule der skal til atsmelte ét kilogram is ved 0 graderMette: Og det er jo det vi lige har regnet ud..Observatør (II): Det er præcis det der står der, detskulle gerne give det samme 334 kilo JouleAnja: Når vi minusser det med det og det med detObservatør (II): Ja og så ved fordampning, det erhvor meget energi der skal til at fordampe vand ved100 grader, der har du også vandet ved konstant100 grader og der går det fra at være vand til at bli-ve dampAnja: Jeg forstår ikke hvorfor man kan minuse denmed den og så bliver det det. Nåh fordi det er energien, der tilføresObservatør (II): Ja, ja præcis, for her starter du med1300 Joule og du bliver ved med at tilføre energiAnja: Og der sker ikke nogetObservatør (II): Og der sker ikke noget, du bliverstadigt ved med at være 100 grader og så bliver detdamp, damp, damp og til sidst er det damp alt sam-men Anja: Okay så forstår jeg det godt

86

87

Observatør (II): Ik’ der, der er det is, først varmerdu isen op og så bliver isen varmere og varmere, ognår isen så bliver 0 grader og du tilfører stadig var-me ik’Anja: JaObservatør (II): Så smelter isen bare, nu kan denjo ikke blive varmere så den smelter, du tilfører sta-dig varme hele tiden og til sidst er al isen smeltetAnja: Ja og så kan den igenObservatør (II): Så begynder den – så er det vandog så varmer du vandet op, og så er det 100 graderog så kan vand jo ikke blive varmere og så begynderdet at fordampe, og i løbet tilfører du hele tiden densamme energi hele tiden – et eller andet, det kanmåske være den er i en elektrisk kedelMette: JaObservatør (II): Der er i en stikkontakt, der får dujo den samme energi hele tiden, så derfor hele denenergi, der kommer der den går alt sammen til atfordampe vand, og derfor svarer det til fordamp-ningsvarmen den energiforskel herAnja: Ja, årh ja, så er det godt (Observatør (II)går) – hvad skriver vi så?

Det er først i løbet af denne forholdsvis langesekvens at det til fulde går op for Anja og Mette(og måske også Nicolai – Jesper er ikke tilstedenu) at figuren repræsenterer en konkret opvarm-ning og at tallene på figuren – fordi det netop erét kilo det drejer sig om – giver hhv. den specifik-ke smeltevarme og den specifikke fordampnings-varme som længden af de vandrette stykker. Devar egentlig temmelig nær, kunne man synes –men to aspekter er måske centrale.

For det første var gruppens klarhed over proble-met ikke særlig stor. De havde arbejdet en del,men ikke egentlig kæmpet med noget problemundervejs – og derfor kunne de heller ikke se, atdet de havde lavet egentlig var løsningen. Et sådantarbejde virkede åbenbart meningsfuldt nok forgruppen, men set i relation til at give opgavenden mening, der lå i det forelagte materiale, hardet ikke rakt. I den forbindelse må man huske atde allerede i forbindelse med overføringen havdedet samme problem med at kunne overskue atgrafen faktisk repræsenterede noget helt konkret,nemlig opvarmningen af vand.

For det andet er der stor usikkerhed i gruppen.Eleverne har åbenbart brug for, at en autoritet(Observatøren) går ind og udlægger deres egetarbejde for dem. Det kan ligge i, at der ikke idenne gruppe er en sådan autoritet, men det lig-ger også i at det skriftlige materiale – opgaven ogbogsiden – ikke indeholder eksempler på løsteopgaver som eleverne kan tage model efter.

Selvom man nu kunne tro at gruppen er færdigmed de vandrette stykker på grafen, er der en vig-tig fase tilbage – nemlig formuleringen af svaret påspørgsmålet der er stillet i opgaven (”Forklar deto vandrette dele af grafen. Hvor meget ændresden indre energi ved 273 K og 373K?”).

Der gøres flere tilløb. Problemet er at få skrevetat længden af de vandrette stykker er ændringen iindre energi for vandet, og at det netop er denspecifikke overgangsvarme, fordi der er et kilo. Det er Mette, der tager initiativet. Nicolai viseromsorg for Jesper ved at skrive gruppens svar nedtil ham. Selve det formelle resultat af gruppearbej-det – deres fælles svar – er vigtigt for dem. Vardet idræt man var i gang med – eller andentræningsaktivitet – ville alle være klar over at deter i processen det vigtige ligger eller at resultatetførst og fremmest er en form for evaluering afprocessen. Naturligvis er eleverne også klar over,at arbejdsprocessen i fysik ikke kan undværes,men fysik opfattes også som et fag, hvor resulta-tet tæller.

Mette: Det må være noget med øh.. Den indre ener-gi ændres så og så meget ved 273 grader Kelvin fordider her..Anja: Okay … den indre energi ..– den indre ener-gi – hvad?Mette: Ændres trehundredeogtre – trehundredefi-reogtredive Kilojoule ..Anja: Tilføres ik?Nicolai: (for sig selv) .. den indre ..Mette: (til Anja) Nej for der står jo, hvor meget denændres ved 273Anja: Ja okay – den indre energi ændres .. (skrivervidere)

Det er meget vigtigt for gruppen at der er ét fæl-

les svar – og det er formentligt den fælles usikker-hed, der kommer til udtryk i at de hele tiden sik-rer sig konsensus også om detaljer i formuleringenaf svaret, som det fremgår ovenfor. Det tager endel tid, selvom der i denne sekvens er tale om enrelativ koncentreret arbejdsindsats uden afbrydel-ser.

Gruppen tager hele tiden udgangspunkt i Mettesformuleringer og tillemper så – det bliver ikkenødvendigvis en meget mundret eller præcisformulering – men det virker som om, det er enproces, de er meget vant til i gruppearbejde.Alternativet – at de hver for sig prøver sig fremog så diskuterer – overvejes slet ikke.

Den endelige formulering bliver: ”Den indreenergi ændres med 334 kilo Joule pr kilogramved 273 grader Kelvin, fordi der her sker en fase-overgang, hvor isen smeltes og bliver til vand.Fordi vi smelter et kilo is må det være lig medsmeltevarmen.” Formuleringen er ok men ikkehelt præcis – eller måske rettere den er over-præcis f.eks. i at skrive at den indre energi ændresmed 334 kilo Joule pr. kilogram.

Men nu er der skabt en ramme for, hvordan detnæste svar skal formuleres (fordampningen) ogdet går derfor fuldstændig glat. Men bemærk athele processen alligevel italesættes for at sikre fulds-tændig konsensus. Og det er først til sidst at Anjaformelt afklarer at de jo faktisk bare skal skrivedet samme som før.

Anja: Hvor er min graf? Nå ved 300 og hvad..Mette: Tre og halvfjerds grader Kelvin øh ændres øhændres denAnja: Ændrer vandet fase til damp ik’Nicolai: ÆndresAnja: Ændres vandets fase fra vand til damp ik’Nicolai: Ændres den indre energi ik’Mette: Øh, øh ja ændres den indre energi med så også meget fordi der her sker en faseovergang fra vandtil damp altså en fordampningsprocesNicolai: …indre energi med 260 – eller hvad er detMette: 2260 tror jeg det var – jo ja (kigger efter)Anja: Det er kilo Joule gange Kelvin ik’Mette: Jo – nej egentlig så er det blot kilo Joule

(Anja visker ud)Mette: (mumler videre mens hun skriver) ... skerder en faseovergang..Anja: Har du skrevet da der sker en faseovergang?Mette: Ja – fra vand til..Nicolai: Da vand skifter fase til dampMette: Damp – dette er en fordampningsprocesNicolai: MmMette: Og da det er ét kilo vand må det …Anja: …da der sker fra vand til damp (det sidste ikor med Mette)Mette: Dette – denne faseovergang øh nej Anja: Denne faseovergang er lig med øh fordamp-ningsvarmen eller hvad der stårMette: Da det er et kilo vand vi fordamperAnja: JaNicolai: Det må jeg lige ha’Mette: Ja – dette tal må det jo så være.. Nicolai: Dette ciffer, disse cifreMette: Dette tal er lig med…Anja: Når vi smelter ét – når vi fordamper ét kilovand, må dette være lig fordampningsvarmen forvand ik’Mette: JoAnja: Det skrev vi før så det skriver sgu bare igenAnja: (for sig selv) Da vi smelter – da vi fordamperet kilovand (rækker efter viskelæder)Nicolai: Da vi ..Mette: Fordamper et kilo vand må dette tal være –det må være lig med fordampningsvarmen for vand

TREDJE INTERVENTION

Nu er gruppen i gang med den tredje lektion. Deskal til de skrå stykker på grafen. Her støder depå et ord de ikke er fortrolige med, nemlig ’reci-prok hældningskoefficient’. ’Hældningskoeffici-ent’ kender de fra matematik og ’reciprok’ harmåske været nævnt i matematik nogle gange,men hvad meningen er hér er de ikke klar over.Igen søger gruppen uden for den konkrete figurfor at forstå det problem, der ligger i bogens for-mulering om grafen og som gentages i detspørgsmål, som læreren stiller på opgavearket.Og i en dialog kun inden for gruppens rammerer det ikke let at komme videre.

Mette: (læser op) I teksten står der at varmekapaci-teten er den reciprokke hældningskoefficient, benyt

88

89

grafen til at udregne den reciprokke hældningskoeffi-cient og dernæst hældningskoefficienten for de dele afgrafen..(Lidt mumlen)Mette: Nå ja, i teksten står der varmekapa…Anja: Hvad er det nu reciprokkeMette: Den omvendteAnja: Nåh den omvendte funktion ik’Mette: For eksempel den reciprokke, den reciprokkeaf cosinus det er cosinus i minus førsteAnja: Første okay jaMette: (læser videre op) For de dele af grafen derer markeret med isAnja: I teksten står der at varmekapaciteten er denreciprokke hældningskoefficientMette: Det har vi jo læst op en gangAnja: Jamen vi skal jo lige forstå det (der mumles)det vil sige, at det der er hældningskoefficienten, detder det er lig hvad?Mette: Hvaffornoget det der det er hældningskoeffi-cientenAnja: Vi skal finde den omvendte hældningskoeffici-ent, hvordan finder man den?Mette: Øh det er varmekapaciteten åh (der grub-les)Anja: (læser op) I teksten står der at varmekapaci-teten er den reciprokke hældningskoefficient, benytgrafen til at udregne – til at udregne – den reci-prokke hældningskoefficient og dernæst hældningsko-efficientenMette: Der må også stå et eller andet om hvordanman gør – er der nogen af jer der ved hvordan mangør? Kan din lommeregner finde ud af hvordanman gør sådan noget (kigger på Nicolai)Nicolai: Hvad – lave den omvendte funktion ellersådan noget ? (griber efter lommeregneren)Mette: Ja vi skal have den reciprokke hældningsko-efficient af den graf derNicolai: Vi kender ikke – vi kender ikke forskriften

Og sådan fortsætter det et stykke tid – de nårfrem til at de har både en x-værdi og y-værdi menkan ”ikke finde en formel” og ender med at spør-ge Observatør (II).

Mette: En eller anden skulle vi i hvert fald nokspørge – hvordan finder man den reciprokke hæld-ningskoefficient?

Observatør (II): Hvad betyder reciprokkeMette og Anja: Det betyder omvendteObservatør (II): Så hvad skal vi finde først?Mette: HældningskoefficientenObservatør (II): Ja og den kan vi finde denomvendte afAnja: Og hældningskoefficienten hvad er det, det erøhmMette: Det er hældningstallet, hvor meget den stigernår du går én udAnja: Ja og det er ligesom det var en ret linie hvadville det så være?Mette: Øhm hvis det er denne her linie så..Anja: Så ville det være a’et ik’ a gange xMette: a jo ax plus b, a det er hældningskoefficien-tenAnja: ax og b det er bare der hvor den starterMette: Det er der hvor den skær anden-aksen det ernul komma nulAnja: Den skær’ anden aksen i nul komma nulMette: Altså må den hedde et eller andet sjovtObservatør (II): Men du har ret i det du sagdeMette, hvad sagde du, prøv en gang at sige det igen,det første du sagde med hvordan man finderMette: Øh det er noget med at man går én ud såskal man se hvor højt den går opObservatør (II): Ja hvor højt op når man går énud, det er faktisk rigtigt, man kan også tage to tal –altså tage to tal her og det tilsvarende to tal her også dividere og så dividere de to tal med de to tal ik’og det svarer til at gå en..Mette: Det var jo det vi lærte, det der med delta –delta sjovObservatør (II): Delta x divideret delta yMette: Ja, ja den der sjove derObservatør (II): Det har I haft om i matematik ik’prøv at se om I kan bruge det

Nu kommer Jesper tilbage og dialogen om hæld-ningskoefficienten går i stå. Observatør (II) spil-ler i denne dialog en meget tilbageholdende rolle.Det viser sig nemlig at eleverne er ret tæt på selvat kunne løse problemet med at forstå den reci-prokke hældningskoefficient. Det at have en kon-kret person at være i dialog med, hjælper grup-pen. Først og fremmest tjener observatørens til-stedeværelse til at få gruppens egen opmærksom-hed rettet mod noget, de allerede kender og på

den rækkefølge opgaven skal løses i (find førsthældningskoefficienten). Jesper’ tilbagevendenafbryder kortvarigt gruppens arbejde. Der skalfortælles at han har fået fat på kæresten og at derikke er grund til bekymring.

Da gruppen genoptager arbejdet viser der sig pro-blemer med at ”bruge det de har haft i matema-tik”. Faktisk har Mette jo formuleret athældningskoefficienten er ”hvor meget den stigernår du går én ud” altså en fuldt ud rigtig bestem-melse, men bare ikke anvendelig her, hvor manikke kan gå en ud og aflæse a. Mettes bestemmel-se er den, de fleste elever er bekendt med fra fol-keskolen.I matematik har klassen for en del tid sidenarbejdet med andre bestemmelser af hældnings-koefficient og gruppen er klar over at det er dem,de skal i gang med at bruge. De kan imidlertidikke lige huske, hvordan det var med ∆y, ∆x, y2,y1 og x2,x1. Det er noget med en brøkstreg… også har man jo kun et punkt (546, 273), der skaljo bruges to punkter. De prøver at huske formleni stedet for at tage udgangspunkt i den bestem-melse, de har og så generalisere den (sådan somman formentligt gjorde i matematik-undervisningen). Da det ikke går, må der en nyhenvendelse til Observatør (II).

FJERDE INTERVENTION

Mette: Hvordan vil vi finde ud af hvad hældnings-koefficienten er?Jesper: Øhm ja, det måler man jo ved at udregnedelta…Mette: Ja, det var den der sjove der vi havde da vihavde halv blokdag i matematik..Jesper: Det er den der med x1 minus x2 over y1minus x2, eller sådan noget y2Anja: Nej var det ikke x1 divideret med y1 og y2divideret med y1Mette: (spørger Observatør (II)) Er det x der skaløverst eller y i den der delta sjovJesper: (til Anja – sidder nu med lommeregner)Hvis du vil gemme skal du trykke store 1, hvis duvil slette trykker du bare på store 1 igenMette: x ? y ?Observatør (II): Det er hvor meget den der går ophver gang du går et vist stykke ud af den der

Jesper: JaMette: Så er det x der skal øverst?Observatør (II): Prøv lige at se her – hvor megetden der går op når vi går et vist stykke ud – og hvisdu så vil have den der til at gå stykket ét ud, dender ét ud, hvor meget går den der så op, det vil sigehvor meget skal den der være…Jesper: Må jeg ikke lige spørge om noget, kunneman ikke bare gøre sådan her vi tager de der topunkter og så går man der op og derud og derop ogderud ..Anja: Jamen problemet er Jesper – Jesper –Mette: Vi aner..Anja: Vi aner ikke hvad der skal stå der…Jesper: Det er det jeg er i gang med sigeObservatør (II): Så fortsæt JesperJesper: Hvis vi har x1 dér og y1 der..Observatør (II): JaJesper: Så siger vi den..Observatør (II): Du kan også kalde den her for del-ta y og den der for delta xJesper: Ja det er afstanden herfra der – er det ik’Observatør (II): Ja, jaJesper: Så må det være – det er jo lige meget hvadder er øverstObservatør (II): Nej det er det jo ikke for så får dujo præcis den reciprokke (viser med fingrene i luf-ten)Jesper: NåhObservatør (II): Nu er du præcis der hvor Mettevar lige førJesper: NåhObser vatør (II): Det er godt ik’Jesper: Så Mette vi fortsætter

Observatør (II) vil ikke sige direkte, hvordanhældningskoefficienten udregnes. Det skal de selvræsonnere sig til. Og de skal også stadig følge denide først at udregne hældningskoefficienten og såtage den reciprokke. Måske er Mette indstillet påat følge Observatør (II) i dette, men Jesper – ogsom vi skal se også Anja – er ikke interesserede iat forstå de ræsonnementer, der kunne føre dempå rette vej – de vil have løsningen på problemet.

Anja: Nej men det er jo rigtig nok vi skal bare, viskal bare – vi skal have to x-værdier og to y-værdierik’ også. Men problemet er at vi ved, vi kan godt få

90

91

den der det er én, men vi kan jo ikke gå herhen forder er den jo derunder …Observatør (II): I kan godt tage helt her nede fra(peger på (0,0))Anja: Må vi godt tage nul komma nulObservatør (II): Ja det er ligegyldigtAnja: Så skal vi bare sige…

Så kom det med de to punkter på plads!

Observatør (II): Men Mettes problem findes stadigt– skal det der stykke være øverst eller skal det stykkeder være øverst?Jesper: Det plejer at være x-erne der er øverst, menhvis det skal være den omvendte så må det være yder er øverst

Jesper blander sammen om man skal bestemmehældningen eller den reciprokke

Observatør (II): Nej hvis nu vi bare finderhældningskoefficienten i starten..Jesper: Så er det y minus x2Anja: Nej så er det x1 minusJesper: x2Anja: Nej x..Mette: x2 minus x1 over y2 minus y1 (det sidstesiges i kor med Jesper)Nicolai: Nej det er y1 minusAnja: Nej hvad er det jeg kan da ikke huske detJesper: Skriv det ned i stedet forObservatør (II): Så skriv det ned..Anja: JaJesper: Prøv at se herObservatør (II): Det er dumt jeg bare siger det..

Observatør (II) vil ikke give sig. Men i stedet forat ræsonnere mere, griber Anja nu til at tagematematikbogen frem…Mette (og delvist Nicol-ai) følger stadig med i Observatør (II)’s tanke-gang.

Anja: Ja, ja vi kan godt kigge i en bog (tagermatematikbogen frem fra tasken) Nicolai: x1 og y1 og x2 og y2Anja: Skal vi kigge under funktionerObservatør (II): Nej y’erne er samlet og x’erne ersamlet

Jesper: Det hedder x minus x2 eller xMette: x2 minus x1Anja: Jeg synes altså bare det her er ved at blive pin-ligt (bladrer i bogen)Mette: Bliver det den her eller omvendt – det gørdet ikke velObservatør (II): Men kunne man tænke sig til detpå nogen måde, hvis man skulle finde hældningenprøv nu engang at se, (tager grafen) prøv nu engangat se, hvis hældningen er stor kan man så ikkeræsonnere sig frem til det – en stor hældning, så erden mere stejl ik’ også en stor hældningskoefficient,jo større den der bliver, hvad bliver så mindre oghvad bliver større af dem?Mette: Den bliver mindreObservatør (II): Så bliver x’erne mindre. Det vilsige når hældningskoefficienten vokser så skal x’erneblive mindre. Det vil sige at vi må have det på enmåde så..Anja: (er fortsat med at bladre i matematikbogen)Er det det her?Observatør (II): Vi skal have det på en sådan mådeså…Anja: Jeg har det her..Observatør (II): Så når x’erne bliver mindre skaljeres størrelse vokseMette: Så skal x’erne være nederstJesper: Det er den vi skal brugeAnja: Ja her, stigningstallet er lig y2 minus y1Jesper: Det er den vi skal brugeAnja: Ja se det var også det jeg lige

Nu har Anja og Jesper fundet en formel der dur– selvom de ikke gik ind på at ræsonnere mere.Dialogen har hjulpet dem til at vide, hvad deskulle lede efter, men det efterfølgende viser alli-gevel at de må støtte sig på Mettes forståelse af,hvad hhv. y1,y2, x1 og x2 er.Først udregner de hældningskoefficienten til (273– 0)/(546 – 0) = 0.5. Når de skal udregne denreciprokke tager de ikke 0.5-1 men udregner(546 – 0)/(273 – 0) = 2.

Arbejdet er imidlertid ikke helt færdigt endnu –den reciprokke hældningskoefficient er fundet –men i spørgsmålet lå også at det var varmekapaci-teten. Egentlig kunne spørgsmålet besvares ud fraen forståelse af at varmekapacitet er noget med,

hvor mange grader noget stiger, når det tilføresen bestemt energimængde. Og at det jo netop erdet, de har gjort ved at bestemme den reciprokkehældning. Men på dette tidspunkt i gruppearbej-det rækker ressourcerne ikke til at overskue det. Anja starter i stedet en længere digression om athun skal være gudmor (selvom hun ikke må) ogMette falder i med en historie om, hvorfor hunikke blev gudmoder til sin granfætter…Timen er snart forbi. Overraskende nok er det nuNicolai, der mener, at der endnu engang er brugfor en lærerintervention.

FEMTE INTERVENTION

I denne dialog løses den sidste del af opgaven. Deved ikke, hvad de skal stille op med den (reci-prokke) hældningskoefficient, de har fået – for-bindelsen til varmekapacitet er noget dunkel. Deter stadig problemet med at kunne bruge grafensom en model for opvarmning, der spøger. Dertilkommer nu et problem om specifik varmekapaci-tet og varmekapacitet. Da der her er 1 kg vand,får man samme talværdi, men enheden er ikkerigtig.

Nicolai: (til lærer) Hvis man tager den der reci-prokke funktion..Jesper: Det var for isAnja: Prøv lige at se, vi har fået for is ik’ også, mendet kan da ikke være lig varmekapacitetenLærer: Nå men nu skal I jo tage den reciprokkeikke også..Anja: Det har vi

Læreren må først gøre sig klart, hvor i processendet nu er, gruppen befinder sig

Jesper: Det er den reciprokke, der er lig varmekapa-citetenAnja: Og den skal vi så gange med massen – ik’?Lærer: Ja og hvad så?Anja: Så får vi den specifikke – og det var ikke denvi skulle ha’Lærer: NæhAnja: Hvis vi ganger med masse så får vi varmeka-paciteten næh prøv lige at vent, hvad sidder jeg ogsnakker om..Jesper: Men vi har ikke nogen masse – har vi?

Mette: JoJesper: Nå jo der har vi den derLærer: I kan tage det helt roligt for det er et kilo-gram det her, så det behøver man ikke spekulere såmeget overAnja: Nå okay det er bare mig der sidder og tænkerLærer: Hvad enhed har det der mærkelige to-tal

Læreren prøver at henlede opmærksomheden påat hældningen har en fysisk betydning.

Mette: Ja det er detLærer: Har I tænkt over detAnja: Hvis det er varmekapacitet så har den øh..Jesper: Hældningskoefficienten hvad er det?Anja: Det er varmekapacitetenLærer: HældningskoefficientenJesper: Varmekapaciteten pr. et eller andetLærer: Hvis du nu kigger på din graf, hvilkenenhed har hældningskoefficienten såAnja: Er det ikke kiloMette: Kilo Joule pr. Kelvin eller sådan nogetJesper: Ja pr. Kelvin

Gruppen svarer med enheden for varmekapacitetuden at forholde sig til at grafen jo netop ikkehar varmekapaciteten som hældning (men denreciprokke).

Lærer: Nej ikke hældningskoefficienten vel – det ernoget med ændring i y divideret med ændringen i x ik’Jesper: Vi har regnet den udLærer: Ja men hvilken enhed har den ?Anja: Ja hvilken enhed har den?Lærer: Hvilken enhed har y-værdierne i jeresJesper: De har KelvinMette: De har KelvinLærer: Ja og x-værdierneMette: JouleJesper: Kilo JouleMette: Kelvin pr. kilo JouleLærer: Ja det var godtAnja: Kelvin pr. kilo JouleJesper: Kelvin pr. kilo Joule det sagde vi da også

92

93

For Jesper er det på det her tidspunkt nok et fedt.Læreren ser, at der ikke er den helt store forståel-se og overvåger gruppens videre arbejde.

Lærer: Og hvilke enhed har den reciprokke hæld-ningskoefficient så?Jesper: Kilo Joule pr KelvinMette: Den har kilo Joule pr KelvinLærer: Hvis I nu dividerer med jeres ene kilogramfår I den specifikkeAnja: Ja okayLærer: Med den rigtige enhed også og så kan I sam-menligne med tabellenJesper: (ser hos Anja) Vil du også dividere med detder, det vil du da ikke gøreAnja: Men jeg dividerer med toLærer: Det der er pr. et kilogram isAnja: JaJesper: Du skal jo finde hældnings – du skal findevarmekapacitetenLærer: I kan slå op i jeres bog og se om det er rigtigAnja: At det er toLærer: Er det den specifikke varmekapacitet for isdet der?Jesper: Nej den er jo den samme som for vandLærer: NejNicolai: Det er det ikkeJesper: Nej det det er det ikke – hva’ fa’en sagde jegegentlig der – kom det med?Lærer: Ja – og det er vi meget glade for, der vilkomme fire forskere i arbejde for den udtalelse derJesper: Ja det er godt gået(der grines)Jesper: Nåh godnat – hej lærer! Den er ikke densammeAnja: (har længe som den eneste bladret i bogen)Massefylde for vand den er…Jesper: Den er tusind eller..Mette: Massefylde?!Nicolai: Det er varmefyldeMette: Det er varmekapacitetJesper: Det er herommeAnja: Det kører rigtigt godtJesper: Det kører skide godt det står hernede, den er– varmefylde – den er ..Mette: VarmekapacitetAnja: Vi skal ikke have specifik varmekapacitet, viskal bare have varmekapacitet

Lærer: Vi skal have specifik varmekapacitet kig dérJesper: To tusind mand, det passer sgu da godtAnja: Nej hvor godtMette: To eller to tusindJesper: Ja for det kommer ud i noget andet jo, det erjo derfor, du skal gange med tusind ik’ – Vi skalbare gange det med tusinde så kommer det ud i kiloNicolai: Kilojoule og kiloJesper: Du skal bare gange det med tusindeLærer: Hvad I kan da se hvad enheden er?Jesper: Så får du Kilojoule pr Kelvin gange kiloMette: (ser i bogen) Det er Joule pr kilogram gangeKelvinLærer: JaJesper: Så skal du bare gange med tusinde så kom-mer det ud i kilo Joule pr Kelvin gange kilo – sådanMette: Så kommer det ud i Joule pr kilo gange Kel-vinJesper: Ja lad nu væreLærer: Så passer det altså godt med at der er en fak-tor tusinde derMette: JaJesper: Men det behøver vi ikke få det ud i – gør videt?Lærer: NejJesper: Det kan man godtLærer: Man kan bare konstatere, at det er den reci-prokke hældningskoefficient, det er den specifikkevarmekapacitetMette: Men det er det det har vi lige konstateret

Nu er den specifikke varmekapacitet for is påplads. Og gruppen mangler nu kun at se på dendel af grafen, der repræsenterer opvarmningen afvand. Det går relativt smertefrit.Klokken ringer og timen er slut…

GRUPPEARBEJDETS FAGLIGE

INDHOLD

Forløbet af det aktuelle gruppearbejde strakte sigover ca. 2 lektioner. En stor del af undervisnin-gen i denne klasse er baseret på sådant længereva-rende gruppearbejde ud fra en forelagt opgave –evt. en opgave som eleverne selv har formuleret. Iforhold til en mere lærerstyret klassedialog (sekapitel 5) kan man her se, at alle kommer til atarbejde konkret med stoffet og at processen der-

for åbner op for en dyberegående individuel ogdifferentieret tilegnelsesproces.

Eleverne føler også selv efter disse timer, at de harværet med til at præge læreprocessen både i ind-holdet og i tempoet. De ved at de selv har haft etansvar for at de bestilte noget, og selvom der harværet digressioner, er gruppen igen og igen selvvendt tilbage til temaet – de har været selvstyren-de uden at tabe tråden undervejs.

Gruppen synes at have haft udbytte af de for-holdsvis frie rammer, så der er kommet en fagligproces ud af det. At der er rum for at snakke omandet end det faglige af og til er, set fra elevernessynspunkt, sikkert et væsentlig plus ved undervis-ningen. Det fremmer et mere afslappet lærings-miljø, hvor der er plads til eleverne som personerog ikke kun som objekter for undervisning.

Som det fremgår består denne gruppe af firemedlemmer, som på hver deres måde bidrager tilprocessen. De to piger Anja og Mette spillerhovedrollen, mens Nicolai har tendens til at kob-le sig af processen og Jesper dels kommer og gårdels lægger sig i halen af, hvad pigerne laver. Deter på den måde Anja og Mette, der sørger for atbringe arbejdet videre, dvs. de sørger for at konti-nuiteten holder, på trods af de nævnte afbrydelsermed andre emner, som nu og da dukker op.Gruppen oparbejder således nogle normer forarbejdet som er vigtige for, at der overhovedetkan gennemføres en faglig proces.

Foruden det indforståede krav om kontinuitethører det med til normfastsættelsen, at der ikkeer nogen konkurrenceprægede relationer mellemeleverne. De er tværtimod samarbejdende helevejen igennem. Man må kort sagt sige, at gruppe-arbejdet giver nogle frihedsgrader, som en merelærerstyret undervisning ikke giver, og som ele-verne oplever som positivt.

Spørgsmålet er nu, hvilken form for fagligtudbytte, eleverne får af gruppearbejdet, og hvoridet vanskelige ved denne arbejdsform endviderebestår.

De frie rammer betyder at arbejdet skrider rela-tivt langsomt fremad. Det sikrer på den ene side,at eleverne sætter dagsordenen, men på denanden side er der ingen garantier for, at de inter-esserer sig synderligt for den dagsorden, som desætter.

Ofte er deres samarbejde præget af konsensussøg-ning. De gør meget ud af at tjekke hos hinandenog at nå til enighed om, hvordan man skal gøre(f.eks. overføre figuren, formulere et svar påskrift, bruge lommeregneren). Jeg vil kalde dennekonsensussøgning for cirkulær, fordi de hele tidentjekker hos hinanden før de går videre eller debeslutter hvornår de er færdige med noget (hvisde beslutter det åbenlyst). Som det er fremgået afde lange sekvenser i eksemplet, bruger elevernemeget tid på noget, der kan opfattes som detaljer(de bruger meget tid på detaljerne ved at overførefiguren til papir), og arbejdet rækker ikke langtud over at gøre, som vejledningen foreskriver.

Er der så noget galt i det? kunne man spørge. Ien vis forstand gør eleverne blot, hvad lærerenbeder dem om, og de gør det udmærket. De sam-arbejder i deres eget tempo, og får et fagligtudbytte på det faglige beherskelsesniveau, de nuengang befinder sig. Det er sandt. Når jeg allige-vel problematiserer elevernes søgen konsensus, erdet fordi det er vanskeligt at få øje på et egentligtfagligt engagement hos eleverne, som rækker udover det de foretager sig her og nu. Man kanhævde, at det heller ikke er undervisningens sigteat udvikle fagligt engagement hos alle, men atman bør være tilfreds med at lære dem lidt henad vejen. Lykkes det, har undervisningen væreten succes.

Det som kan være problemet er, at fysik ikke blothandler om at beherske procedurer, måle og vejeosv. men at man også lærer fysik ved at orienteresig i de forskellige faglige repræsentationsformerog deres sammenhænge samt at udvikle en slagsproblemorienteret tilgang til det, man beskæftigersig med.

I det aktuelle tilfælde er opvarmningskurven foreksempel en model. Men modelaspektet er van-

94

95

skeligt for eleverne at arbejde med, når de heletiden bogstaveliggør figuren. Det kommer til athandle om netop dén figur i dén bog, snarere endom figuren som generel modellering af en procesmed variationer.

Eleverne har med andre ord meget svært ved atudvikle en problemorienteret tilgang til det, delaver. Det betyder ikke, at de ikke har problemer(det har de). Det betyder at problemer er nogetsom de løber ind i og ikke en måde at orienteresig fagligt på.

Den tendens i gruppearbejdet til ikke at stilleproblemer op for sig (men løbe ind i nogle) oghele tiden søge konsensus peger derfor på noglegenerelle forhold vedrørende det fysikfagligeudbytte af gruppearbejdet.

Det som især springer meget i øjnene er, at grup-pearbejdets faglige indhold får en slags ”fladt”præg. Det er vanskeligt for mange elever selv atvære dynamoen for, at centrale sammenhængeeller begreber diskuteres i deres egen ret. I for-hold til den første opgave hvor eleverne skal over-føre figuren til papiret, viser det sig, at de brugermegen tid på selve overførelsesproceduren (hvor-dan gør man), det vil sige på de rent praktiskedetaljer. Skridt for skridt søger de konsensus, ogde bruger af den grund særdeles lang tid på over-førslen – de skal have samme antal tern, sammevinkler osv. Alt i alt tager det dem omkring 20minutter. Hovedindtrykket er, at de ganske vistarbejder sig selvstændigt fremad, men at de ogsåfortaber sig meget i (måske forkerte?) detaljerundervejs. Hvis ikke denne proces af og til afbry-des – for eksempel ved at læreren bidrager til nyeinput gennem spørgsmål, forklaringer osv. – erder fare for, at gruppearbejdet ikke giver nogetsammenhængende fagligt udbytte. De diskutererjo f.eks. ikke , hvad der er det fysiske informa-tionsindhold i figuren, men antager på en elleranden måde uden diskussion, at det er figurensrent ydre form, der er det vigtige.

Selv da eleverne i deres bogstaveliggørelse af over-førslen løber ind i problemer, har de svært ved atforetage et perspektivskift. Af den grund er ele-

verne heller ikke sporet ind på, at figuren faktisker en model. At figuren er en model vil i dennesammenhæng sige, at den udgør en ideel og ren-dyrket udgave af en opvarmningskurve, som vedet praktisk forsøg ville se lidt anderledes ud.

Det ses også, hvordan eleverne griber til lomme-regneren og dens funktioner (f.eks. ved reciprokhældningskoefficient) når opgaven bliver uigen-nemskuelig for dem. Det er almindeligt at eleverligesom klamrer sig til procedurer, som (håber de)kan give en vis sikkerhed i situationen, og somkan bringe dem videre frem. Som det også frem-går af dialogen, lykkes denne strategi dårligt. For-søgene på at slå op i bogen virker ligeledes meresporadiske end målrettede. Og det til trods for, atde faktisk ville kunne finde fagligt relevanteoplysninger i den bog kurven er fra, hvis de gikmålrettet efter det.

Generelt kan man sige, at det ofte er enproceduremæssig indstilling til arbejdet der domi-nerer, når elever arbejder selvstændigt i grupper,mens orienteringen mod et egentligt fagligt over-blik halter bagefter. Med en proceduremæssigindstilling menes her, at eleverne bruger megettid på konkrete og praktiske operationer, samt atderes faglige udbytte især hænger sammen her-med. De synes ofte tilfredse, når procedurerne ergennemført, uden at der tænkes dybere overmeningen med det hele. Vi kan pege på densekvens, hvor eleverne støder på begrebet ”reci-prok hældningskoefficient”. Det er tydeligt, at deikke ved, hvad begrebet betyder selvom det erblevet berørt i matematikundervisningen. I stedetfor at ”bide” sig fast i at ville forstå begrebet, gri-ber de til overfladiske betragtninger og procedu-remæssige forholdemåder. Det ses f.eks. da Mettesvarer, at reciprok betyder ”den omvendte”. Detgiver ingen fysisk mening. Efter et stykke tid medoplevet utryghed, griber de til ”sikre” procedurer(lommeregner) og operationer (hvordan gør man– find en formel i matematikbogen).

En pædagogisk pointe synes at være, at alt forstore oplevede usikkerhedsmomenter kan virkelammende på arbejdet og få eleverne til – ikke atgå i stå nødvendigvis – men til at forfalde til

praktiske indstillinger og opgaveløsningsstrategi-er. Elevernes lyst og mod til at kaste sig over ”detsvære” (deres problemorientering) synes at værefølsom over for den slags ”huller”.

Er målet for gruppearbejdet netop at udvikle ele-vernes problemorientering, bør man pædagogiskset være opmærksom på sådan en følsomhed.Specielt fordi læreren i sagens natur ikke kan/skalvære til stede hele tiden og gruppen så kun harlærerens (skriftlige) oplæg at forholde sig til. For højt kompleksitetsniveau (der i dette tilfældeer mængden af krav) kan let lede til, at elevernespontant forsøger at reducere kompleksiteten tilnoget trygt (kendt), så som brug af lommeregner,bladren i bogen, praktiske procedurer eller det atfinde en formel der dur (Bang og Elstrup, 2000).

I den slags tilfælde kan man som iagttager kom-me i tvivl om, hvorvidt eleverne er i gang med atudfolde nogle færdigheder som de behersker(f.eks. bruge lommeregneren til at eller andet for-mål) eller om de er i gang med at ”redde sig” vedat forvandle det svære ved at håndtere begreber tildet lettere ved at trykke på lommeregneren. Nårman griber ud efter lommeregneren og trykker pånogle taster ser der ud som om man laver nogetog kommer videre – man handler sig ud af enubehagelig situation, dog uden nødvendigvis atblive klogere eller opnå et alment udbytte.

Man kan sige, at hvis man (som lærer) har tilhensigt at spore eleverne ind på nogle merebegrebsmæssige forhold i fysikken, så er det vig-tigt at være opmærksom på, at eleverne i gruppe-arbejdet orienterer sig mod konsensus og enpraktisk tilgang til opgaverne.

Som det fremgik af de forskellige interventioner,var det også muligt at bryde op, når eleverne kør-te fast i problemerne. Det viste sig netop at væreproduktivt for gruppen, at de ikke var totalt over-ladt til sig selv men derimod med jævne mellem-rum kunne konsultere læreren eller en observatør(der i den sammenhæng optrådte som hjælpe-lærer). Lad mig derfor prøve at se nærmere på,hvilken rolle læreren spiller i elevernes selvstændi-ge arbejde.

LÆRERENS FUNKTION

På visse tidspunkter er eleverne i stand til at væreproblemorienterede.Første gang det sker er da de undrer sig over at total er ens (se dialogen lige inden anden lærer-intervention). Deres undren går på, at de, ved attrække to tal fra hinanden, får smeltevarmen.Problemet er måske, at de ikke kan se hvordandet faktum kan bruges til at besvare det spørgs-mål der er stillet. De beder observatøren omhjælp, og det viser sig da, at ud fra dennesspørgsmål ”Hvad er det der sker?”, er elevernefaktisk istand til at italesætte såvel, at der er nogetde ikke forstår og, hvordan man alligevel kan for-stå det.

Observatørens spørgsmål virker strukturerendeind på deres tanker, og i første omgang svarer defagligt relevant på spørgsmålet, i næste omgangitalesætter de selv deres forståelse. Observatørenindgår i dialogen både ved at strukturere/ramme-sætte, ved at komme med uddybende kommenta-rer og ved at reformulere elevernes lidt vagesproglige formuleringer i mere klart fysik sprog.

Interessant er det, at eleverne i den efterfølgendedialog – også da observatøren har forladt gruppen– selv begynder at anvende og diskutere begrebersom ”faseovergang”, ”fordampningsvarme” osv.Det tyder på, at observatørens (i realiteten enlærers) mellemkomst kan have en generel struktu-rerende effekt på gruppearbejdet.

Læreren spiller kort sagt en vigtig rolle i gruppe-arbejdet og kan give gruppearbejdet det løft somgør, at eleverne ikke i meget lang tid fortaber sig iproceduremæssige detaljer. Lærerens rolle ind-skrænker sig ikke kun til at give et introduceren-de oplæg (mundtligt/skriftligt), men er også vig-tig i kraft af at kunne intervenere i selve gruppe-processen. Gennem gentagne observationer er detmit indtryk, at læreren ikke altid skal vente på, ateleverne kalder. Der kan sagtens gå meget langtid, inden eleverne synes, de står med et problem,som kræver lærerens tilstedeværelse – og måskesynes de det slet ikke. Intervenerer læreren selv,kan det ske, man afbryder eleverne på en måde,de ikke bryder sig om. Det bør derfor ske med

96

97

situationsfornemmelse og med udgangspunkt ielevernes egne tanker. Hvis de ikke ”ejer” et pro-blem, risikerer man som lærer at tale for døveører – eleverne er ikke parate til at forstå, hvadlæreren siger. Eller de kan blive irriterede overindblanding, som de ikke har bedt om. På denanden side har nogle grupper givetvis brug forlærerens hyppige tilstedeværelse for at få arbejdettil at skride fremad. Intervention stiller medandre ord krav til læreren i retning af lydhørhedoverfor netop de pågældende elever og deresarbejde.

Det sker også at eleverne selv føler, de har brugfor lærerens hjælp. I det aktuelle gruppearbejde såvi eksempler på det. I den situation er elevernefor alvor parate til at få sat nogle ting på plads,og vil derfor ofte kunne kommunikere direkte medlæreren (vi husker fra den forrige artikel, at kom-munikation om faglige emner er en meget sværsag).

Det kan være svært at afgøre, hvornår og på hvil-ken måde, intervention er nødvendig. En genereltommelfingerregel er, at læreren skal kunne støt-te elevernes arbejde, det vil sige at læreren skalvære lydhør overfor, hvor eleverne rent fagligt erhenne. Det lyder indlysende, men det er enpædagogisk krævende opgave, blandt andet fordilæreren netop ikke konstant er tilstede i gruppe-arbejdet og af den grund ikke kender forhistori-en bag elevernes spørgsmål eller problemer. Des-uden ligger det i lærerrollen, at man skal giveforklaringer, og det kan let ske, uden at elevernehar spurgt. Så overtager læreren i stedet for atstøtte.

Psykologen Lev Vygotsky (Vygotsky, 1976; Poul-sen, 1994; Engeström, 1998) har med begrebet’zonen for nærmeste udvikling’ formuleret dettepædagogiske princip. Den lærende befinder sig ien situation, hvor vedkommende skal have hjælptil at udvikle sig (her: fagligt). Den person (her:læreren) som påtager sig at hjælpe, skal ikke blothave viden om den pågældende persons aktuelleviden og færdigheder, men tillige kunne rækkeind i fremtiden sammen med denne person. Her-af navnet ’nærmeste’ udviklingszone, som henvi-

ser til de aktuelle potentialer for udvikling ellerforståelse, som en person har.

I forbindelse med gruppearbejdet skal læreren,ifølge begrebet om nærmeste udviklingszone, stillesig selv spørgsmålet: ”med hvilken baggrund spør-ger eleverne?” og ”hvordan kan jeg bringe demvidere?”. Svaret herpå er ikke altid at give et langtforedrag, som rækker langt ud over, hvad elevernefaktisk spurgte om, men ofte at stille kvalificeredemodspørgsmål, som, så at sige, rammer plet og fåreleverne til at tage begreber eller forståelsesmådertil sig. I eksemplet skete det, da eleverne begyndteat bruge begreber som ”faseovergang” eller ”for-dampningsvarme”. Der skete et spring fremad,fordi interventionen fulgte Vygotsky’s pædagogi-ske princip. En vigtig betingelse for, at virkeligfaglig kommunikation mellem læreren og elevernekan forekomme, er således, at læreren udvikler sinegen evne til at lytte. I kapitel 5 og 11 vises, hvor-ledes dialogen i klasserummet kan hjælpe eleverneinde i den nære udviklingszone.

I den ”lærerstyrede klassedialog” er et vigtigtmoment at læreren er i stand til at få eleverne tilat tænke med på problemstillingerne i læregen-standen – at de skaber en indre scene. Vi har idette gruppearbejde mest set læreren som lytterog kvalificeret sparringspartner for eleverne.Lærerens kompetence viser sig bl.a. ved at kunnegå ind elevernes arbejdsproces. Men i gruppearbejdet kan der også lægges op tilat læreren så at sige inviterer eleverne med ind isin egen arbejdsproces. Altså at eleverne inddra-ges i – og tager model af – hvordan læreren løseren opgave. Det kan være læreren der demonstre-rer en bestemt procedure eller viser hvordan etbestemt apparat fungerer.

Begge kompetencer – den at kunne støtte elever-ne i at udvikle strategier for tænkning og pro-blemløsning og det at fungere som en model forelevernes arbejde, falder inden for det, Nielsen ogKvale (1999) omtaler som ’ kognitiv mesterlære iklasseværelset’. Læreren beskrives som den, dermestrer faget og som kan støtte. Med hertil hørerden støttende lærerdeltagelse, som harmonerermed begrebet om ’nærmeste udviklingszone’.

FYSIK I SKOLEN

Spørgsmålet om, hvordan eleverne får noget udaf undervisningen – måske ligefrem noget somligner et fagligt engagement – er selvfølgelig uhy-re vanskeligt. Jeg har peget på, at elever nemt kankomme til at hænge fast i procedurer og kunhave en her-og-nu interesse i faget. Også i grup-pearbejdet, som ellers ofte opfattes som en ele-vengagerende arbejdsform. Ét af svarene liggergivetvis i, om læreren er i stand til at støtte ele-verne på en måde, så de får et alment begrebs-mæssigt og metodemæssigt udbytte af arbejdet.Erfaringsmæssigt (fra observationer af andregruppesammenhænge) viser det sig, at problemetikke nødvendigvis løses ved at man sætterbegrebsforståelse på dagsordenen i gruppearbej-det.

Ofte vil eleverne også her være proceduremæssigtindstillede, idet de vil søge efter svar på despørgsmål der er stillet og herefter føle sig fær-dige med det og parate til at besvare det næstespørgsmål. Også i disse tilfælde ses der en stræ-ben efter konsensus og en fælles beslutning om,at ”man” er færdige med dette spørgsmål. Selvnår eleverne beskæftiger sig med at forstå begre-ber i fysik, kan det vise sig, at nogle elever harstor indflydelse på de andre. På den måde kom-mer en eller nogle få elever til at bestemme og fåstørre beslutningsret end resten – uanset om dehar ret eller ej.

Alt i alt er der noget som tyder på, at vi generelthar at gøre med et problem, som handler om,hvordan elever tilpasser sig skolens praksis og for-ventninger, herunder hvad det er for en flagopfat-telse (her: fysik), som formidles til eleverne. Sko-len har ikke kun en forventning om, at eleverneinteresserer sig for fagene og tilegner sig dem sågodt som muligt. Skolen har tillige en forvent-ning om, at eleverne opfører sig som elever, detvil sige tilpasser sig de adfærdskoder som er gæl-dende i undervisningen. I gruppearbejdet eradfærdskoden (som vi så) at tale med hinanden,at blive enige, at gøre sig færdig og komme videresamt ikke at sætte for store spørgsmålstegn veddet, man er i gang med. De to typer forventnin-ger kan til dels være modstridende, således at de

frie rammer under gruppearbejdet også forvaltessom friheden til ikke at fordybe sig for meget.

Man kan spørge sig, om det overhovedet ermuligt at undervise, givet at skolen lever med dis-se modsætningsfyldte forventninger til eleverne.Det er ikke min hensigt her at diskutere skolensom institution, men bare fremhæve, at det kanvære nødvendigt i sin pædagogiske tilrettelæggelseaf undervisningen at være opmærksom på, at dereksisterer sådanne komplekse forventninger, somoven i købet slår igennem helt ned i detaljerne afelevernes arbejde.

I dette eksempel slog de modsætningsfyldteforventninger igennem i form af den procedure-mæssige indstilling, som ofte kom til at dominerenoget over en mere generel interesse for det emne,der arbejdes med. Det må man som lærer væreopmærksom på.

Pædagogisk set kan det således være nødvendigtsom lærer at sørge for, at der bliver en vis balancemellem det færdighedsorienterede og det problem-orienterede i gruppearbejdet. Er man som lærerikke tilstrækkelig opmærksom på den balancekan det være svært for eleverne at tænke i ”høj-der” og forskellige faglige behandlingsniveauer.Det formmæssige (f.eks. at følge angivne proce-durer) kan tage sig lige så vigtigt ud som detbetydningsindhold (begreber mv.) der ligger i for-men.

Det kan for eleverne se helt tilstrækkeligt ud, hvisde blot gør, hvad de bliver bedt om (????hoved-motivet er især at tilpasse sig skolens krav som destilles her og nu). Er motivet især at gøre somman bliver bedt om, kan gruppearbejdet sagtensvise sig utilstrækkeligt set i forhold til lærerensønske om at udvikle egentlig selvstændig fagliginteresse hos eleverne. Eleverne når ikke til detpunkt, hvor de bliver ”ejere” at processen rentfysikfagligt set. Med det menes, at selv om deinteresserer sig for de opgaver som de konkretbeskæftiger sig med, så rækker interessen ikke udover den tid, som de bruger i gruppearbejdet.Med til en fysikfaglig interesse hører, at man følersig oprigtigt engageret i emnet, herunder den

98

99

modstand som det byder. Det er nødvendigt atkunne søge udfordringerne og dermed også atkunne leve med frustrationer over, at forståelsesåvel som håndværksmæssig færdighed tager tid.

Så selv om gruppearbejdet bygger på princippetom elevernes egen aktivitet og egen mulighed forat sætte dagsordenen og styre processen (kon-struktivistisk princip), er dette ikke i sig selv ens-betydende med, at de udvikler interesse for fysikeller bliver ”ejere” af fysikken som sådan.

LITTERATUR

Amtrup, T. & Trinhammer, O. (1992): Obligato-risk fysik; Gyldendal.

Bang, J. & Elstrup, O. (2000): Competencedevelopment – learning by problemsolving;Cognitive Science Research, 74.

Engeström, Y. (1998): Den nærmeste udviklings-zone som den basale kategori i pædagogisk psy-kologi; I: Mads Hermansen (red.): Fra læringenshorisont – en antologi; Forlaget Klim, s. 111-148.

Nielsen, K. & Kvale, S. (1999): Mesterlære somaktuel læringsform; I: Klaus Nielsen & Steinar

Kvale (red.) : Mesterlære – Læring som social prak-sis; Hans Reitzels Forlag, s. 11-31.

Poulsen, A. (1994): Børns udvikling; Gyldendal.Vygotsky, L. (1976): Tænkning og sprog; Hans

Reitzels Forlag.

100

De tre kapitler i denne del går i dybden med ele-vernes læreprocesser i forhold til en række trækder særligt udmærker fysik som fag, og som gørfysik til et svært fag i gymnasiet.

Fysikken har rødder tilbage til oldtiden. Den erblevet afgørende præget af Platons projekt: at for-søge at finde evige uforanderlige begreber og lovebag en forvirrende fænomenverden i stadig foran-dring. Den centrale ide er at virkeligheden mulig-vis er helt anderledes end den ser ud til. Herafopstår en matematisk naturbeskrivelse baseret påabstrakte begreber uden nogen umiddelbar for-bindelse med den synlige verden. Den fysik vikender i dag er vokset frem i senmiddelalderenog renaissancen og repræsenterer en ganske særligmåde at undersøge verden på: Den idealisererafgrænsede aspekter af virkeligheden og opstillermatematiske modeller som afprøves i praksis.Dette er den hypotetisk deduktive metode derallerede i 1690 beskrives således af Huyghens:

…hvor matematikerne beviser deres påstande udfra sikre og uimodsigelige principper, er det her isagens natur omvendt principperne som skal stad-fæstes af de konklusioner vi drager af dem. Ikkedes mindre kan man her nå en sådan grad afsandsynlighed at det ofte næsten svarer til fuld-kommen vished. Nemlig når det man har deduce-ret fra de antagne præmisser fuldkommen svarertil erfaringens fænomener. [..]og ganske særligt nårman kan forudse hidtil ukendte fænomener sombør følge af de antagne hypoteser, og virkelighedenså svarer til forventningerne.

Fysikken bruger altså en abstrakt begrebsverdentil at beskrive og forklare fænomener i verden.Forbindelsen mellem teori og fænomen skabesvia mange forskellige repræsentationer af fæno-menet på forskellige abstraktionsniveauer. Detførste kapitel i denne del, kapitel 7, beskriver en

række repræsentationsformer og deres betydningfor at lære og forstå fysik. Der argumenteres forat en høj grad af kompetence i et område affysikken indebærer evnen til at kunne bevæge sigfrit mellem mange forskellige repræsentationsfor-mer, og at undervisningen skal tilrettelægges medhenblik på at opbygge denne evne.

Som citatet af Huyghens illustrerer, består fysikikke af bare at undersøge naturen. Den afgrænserog definerer specifikke problemer, i reglen påbaggrund af teoretiske forestillinger. Som KarlPopper siger: Videnskaben begynder med problemerog ikke med observationer. Dette er det grund-læggende synspunkt i kapitel 8, der handler omdet praktiske arbejde i fysikundervisningen. Detspørgsmål, der her diskuteres, er, hvorvidt enproblemløsningsorienteret tilgang kan skabe enbedre forbindelse mellem undervisningen i fysik-kens teori og det praktiske arbejde i laboratoriet.Som grundlag for denne diskussion gennemgåsde mange forskellige formål, der kan opstilles fordet praktiske arbejde, og hvordan muligheden forat opnå disse mål afhænger af den måde, hvorpåundervisningen i laboratoriet tilrettelægges.

Det sidste kapitel, kapitel 9, er et case-studie afen bestemt undervisningssituation: Et gruppear-bejde hvor fire elever løser en teoretisk opgave.Elevernes tankeprocesser kan følges i udskrifter afstørre dele af deres indbyrdes dialog. I de treførste afsnit i analysen stilles skarpt på elevernesarbejde med at give mening til abstrakte begrebersom kraft og acceleration, og deres vanskelighedermed at overføre matematisk viden til en konkretfysisk situation. I det følgende afsnit er det sam-menhænge mellem fysiske størrelser og elevernesforståelse af disse sammenhænge, der er i fokus.Og endelig rettes i det sidste afsnit søgelyset modlæreren og betydningen af dennes rolle i eleverneslæreproces.

101

Del IVFYSIKKENS EGENART

102

Fælles for disse kapitler er, at de tager udgangs-punkt i en bestemt opfattelse af, hvad fysik er,nemlig at det først og fremmest er naturbeskrivel-se ved hjælp af abstrakte begreber og modeller.Da dette er kernen i det bidrag til den vestligekulturarv, som fysikken repræsenterer, bør elever-ne i gymnasiets fysikundervisning arbejde medeksempler på en sådan abstrakt naturbeskrivelse,hvis fysik skal have en berettigelse som kulturfor-midlende fag. Denne del af rapporten viser, atdette gør faget særdeles vanskeligt og udfordren-de, men prøver også at antyde muligheder for atovervinde nogle af vanskelighederne.

INDHOLD I DEL IV

Kapitel 7. Repræsentationsformer i fysik.Repræsentationsformer – en første indkredsningHvad repræsenterer repræsentationsformerne?De enkelte repræsentationsformerLæreprocesser og fysikkompetencerHvilke repræsentationsformer findes der?Pædagogiske og didaktiske konsekvenserKobling til Gardners multiple intelligenserLitteratur

Kapitel 8. Eksperimentelt arbejde i fysik.Formålet med laboratoriearbejdet i fysikLærernes holdningerFormer for laboratoriearbejdeLaboratoriearbejdet anskuet som problemløsningHvordan kan laboratoriearbejdet bidrage til enbedre fysikundervisning?KonklusionLitteraturBilag

Kapitel 9. Skibsmodellen – en case.IndledningBegrebers forskellige repræsentationerOverførsel af generelle procedurerOpbygningen af begrebsapparatetSammenhæng og afhængighedLærerens rolleKonklusionLitteratur

Formålet med dette afsnit er at indkredse hvilkekrav, der stilles til eleverne i fysik. Hvad vil detsige at kunne fysik? Hvornår har man egentligforstået fysikken?Jeg vil prøve at opstille et generelt begrebsapparat,som kan indfange fagets mange aspekter, såledessom de er udviklet i gymnasieskolen. Tilgangen ersåledes ret pragmatisk at beskrive det, man rentfaktisk gør i fysiktimerne – eller i hvert fald enstor del af timerne – på en så generel form, atbeskrivelsen kan anvendes på og indfange de flestefaglige aktiviteter. Jeg vil anvende det således ud-viklede analyseredskab på dele af mit empiriskemateriale for herigennem at udvikle et fysik-kompetencebegreb. Jeg vil diskutere konsekven-serne af et sådant kompetencebegreb for undervis-ningens tilrettelæggelse, herunder muligheden forat anvende det som et metakognitivt redskab.Men fokus er mere på hvad fysik er end på hvor-dan fysik læres.

Jeg beskæftiger mig i dette afsnit kun med den“traditionelle” fysik, fysikken selv – så at sige, ogikke med den samfundsmæssige eller historiskeperspektivering eller de videnskabsteoretiske over-vejelser.Desuden er det en meget kognitiv tilgang, somfokuserer på hvilke intellektuelle krav, der stillesved arbejdet med fysik. Jeg har ikke forholdt migtil de krav, der ligger i specielle arbejdsformersåsom projektarbejde, ligesom jeg ikke inddragerproblemer med at komme ind i en helt ny kultur.Disse problemer tages op i andre af rapportenskapitler.

Noget af det der slår én, når man betragter fysik-undervisning gennem længere tid og følger eleversproblemer med og kamp for at forstå begreberne,løse opgaverne, gennemføre øvelserne osv., er demeget forskellige krav, der egentlig stilles til ele-verne, før man (dvs. jeg som fysikkyndig observa-

tør og læreren som elevernes bedømmer) kan sige,at de har opnået bare en vis forståelse.Følgende udsagn fra ellæreforløbet i 2x er typisk:

Elev 1: Hvorfor går elektroner den modsatte vej afstrømmen?Elev 2: Er det ligegyldigt om amperemetret sættes føreller efter pæren?Elev 1: Hvad er en Coulomb?Elev 3: Hvad er det Ohms lov står for?Elev 4: Jeg synes det er svært at tegne det!Lærer: Hvilken brøkdel af den tilførte effekt afsættesi de to ledere?Elev 2: Det der står dér på batteriet – er det emk?

Eleverne skal have kendskab til de grundlæggendebegreber såsom strøm, spænding, modstand, elek-tromotorisk kraft mm. At have kendskab til vilbl.a. sige at vide, hvad begreberne definiti-onsmæssigt dækker over, og at kunne relatere be-greberne til hinanden. Men også at kunne brugedem i en eksperimentel opstilling. At kunne gen-nemføre nogle målinger på konkrete genstandehvilket stiller krav om praktiske evner og brug afmåleinstrumenter. De skal kende enhederne oghave fornemmelse for størrelsesforhold. De skalkunne systematisere deres måleresultater ogkunne tegne grafer og kurver ud fra dem. De skalkunne opstille de ligninger som graferne er en af-bildning af. De skal kunne bruge denne viden tilat løse opgaver inden for emnet. Dvs de skalkunne danne sig billeder af nye problemer og an-vende fagområdets begreber på dem. Dette kræverofte, at de har dannet sig en analogi eller et bil-lede af de vigtigste begreber, fænomener og sam-menhænge.Bare for at nævne de mest åbenlyse krav.Som et første forsøg på at indfange disse mangeforskellige måder, hvorpå man kan arbejde medog forstå et fysisk problem eller en fysisk begiven-hed, er jeg blevet inspireret af begrebet repræsenta-

103

Kapitel 7REPRÆSENTATIONSFORMER I FYSIK

Af Jens Dolin

104

tionsformer. Begrebet er brugt både i matematikog fysik i en række forskellige betydninger. Nogleaf disse vil jeg komme ind på senere.

REPRÆSENTATIONSFORMER –

EN FØRSTE INDKREDSNING

Repræsentationsformer forstået som forskelligeformer for organisering eller opnåelse af viden ogforståelse kan føres tilbage til Jerome Bruner. Ibogen Studies in Cognitive Growth fra 1966 (skre-vet sammen med Harvard-kollegerne R.R Oliverog P.M.Greenfield) beskæftigede Bruner sig medintra-mentale processer. Herom siger Bruner i sinsidste bog Uddannelsekulturen fra 1996 (danskudgave 1998):

Den hævdede, på en lidt overforenklet måde, at derer tre måder, på hvilke mennesker repræsenterer ver-den, eller bedre, tre måder at opfange de invarianseri erfaringer og handlinger på, som vi kalder “virke-ligheden”. Den ene er udøvelse, den anden billed-dannelse og den tredje er konstruktionen af tegnsyste-mer. (s.236-37)

Bruner ser stadig disse tre repræsentationsformersom dækkende alle menneskelige måder at forståverden på, uden at han går ind i en nærmere di-skussion af, hvordan de er opstået og udviklet.Dengang var Bruner stærkt inspireret af Piaget.Han mente bl.a. at de tre forskellige tilgange tilverden udgjorde en udviklingsmæsig tidsfølge.Mennesket begyndte med en handlende tilgangtil verden, opøvede efterhånden evnen til billed-dannelse for til slut at kunne konstruere tegnsy-stemer (dvs symbolske systemer som sprog og ma-tematik).Den kognitive udvikling så Bruner således somevnen til at kunne konstruere mere og meresofistikerede repræsentationer. Man ser her en pa-rallel til Piagets stadieteori. På det mest elemen-tære kognitive stadium er viden handlingsbaseret,procedureorienteret mens den på det mest avan-cerede stadium er symbolsk kodet.Dette synspunkt har han nu forladt. Udviklingeni Bruners syn på læring er gået fra fokus på denindividualistiske videnstilegnelse, med vægt påintrasubjektive processer, til en socialkonstrukti-vistisk position (se kapitel 10), med vægt på inter-

subjektive forhold, og i de seneste bøger opfattesvidenskonstruktion som en kulturel aktivitet, derfremmes gennem dialog.I denne videnskonstruktion ser Bruner repræsen-tationsformerne som værktøjer, i overens-stemmelse med den øgede samhørighedsfølelsemed den kulturhistoriske tradition. De ses somkulturelle værktøjer, der bruges i konkrete situati-oner til et konkret formål.

Der kan synes lang vej fra disse betragtninger om,hvordan mennesker danner sig viden, og til hvor-dan elever lærer fysik i et struktureret skolesystem.Det er næppe frugtbart at forsøge en logiskdeduktion af en udtømmende oversigt over deforskellige måder at tilegne sig og opfatte videnpå.Jeg tror snarere, at man i overensstemmelse medat se viden og læring som situeret og kulturelt be-stemt må se på fysikviden som en kultur, der harudviklet sig, og som også har udviklet sine særligerepræsentationsformer.Jeg ser derfor repræsentationsformerne somforskellige former for viden om det samme fæno-men eller den samme fysikbegivenhed. De udgørkategorier, som hver især indfanger nogle genera-liserede træk ved fænomenet. Der er altså sket envis abstraktion af de umiddelbare fysikproblemer.Og det er vel netop dette, som adskiller viden frainformation. Før man kan danne sine forskelligerepræsentationer, er der derfor sket en vis “fysika-lisering”. Emnet er blevet “lukket”, så det er mu-ligt at bearbejde det med de af fysikken udvikledearbejdsmåder. Dette gælder langt de fleste objek-ter for fysiklæring i gymnasiet. Eleverne møderikke uformidlede problemer i al deres kompleksi-tet, men nogle gennem historien udviklede ab-straktioner som skal illustrere de tilknyttede be-greber. Fx er pendulet en abstraktion, en modelsom skal vise nogle abstrakte begreber (jfr. kapitel10). Men ved at arbejde på sådanne forsimpledeobjekter opøver eleven brugen af de forskeligerepræsentationsformer og bliver bevidst om deresmuligheder og indbyrdes sammenhænge.Til en så specifik anvendelse af repræsentations-former er Bruners tre former for brede og for ge-nerelle. Jeg vil derfor i stedet referere til den mådehvorpå Wolff-Michael Roth (1995) udvikler

repræsentationsformsbegrebet og med afsæt heriudvikle mit eget begrebssæt.

En landskabsmetafor

Roth tager udgangspunkt i Greenos (1991) opfat-telse af viden og læring som aktiviteter i etbegrebsmæssigt landskab. At vide noget i dennemetafor vil sige at kunne finde rundt i landskabet,at kunne undersøge terrænet og forstå, hvordande enkelte elementer hænger sammen. Undervejsdanner man sig mentale modeller – eller repræ-sentationer – af de forskellige landskabselementerog af hele landskabet. Roth bruger som eksempelto forskellige mentale modeller for en by. Den eneer de erfaringer, man gør sig om byen: hvor er dekendte supermarkeder, de trafikerede hovedstrøg,statuer, markante bygninger, gågaden osv. Denanden er det indre kort man kan konstruere (evt.med støtte fra et rigtigt bykort) om gadernes pla-cering i forhold til hinanden. Hvis man skal be-skrive en rute fra et punkt til et andet, kan detgøres vha det internaliserede kort eller ved at be-skrive ruten ud fra de kendetegn, man har. Engod forståelse af byen kræver, at man konstruererbegge de mentale modeller, og at man har integre-ret dem, dvs at de kan supplere hinanden i en be-skrivelse og forståelse.Man kunne godt tænke sig andre repræsentatio-ner af byen. Fx kunne der til enkelte steder væreknyttet nogle oplevelser, som kunne danne bille-der relateret til de pågældende steder.Fysiklæring af et emne kan godt sammenlignesmed at gå rundt i et landskab. Men frem for atbruge som metafor at man betragter forskelligeelementer i landskabet eller ser de samme elemen-ter fra forskellige synsvinkler, er det i første om-gang mere dækkende at sige, at man ser landska-bet i sin totalitet og forskellighed gennem forskel-lige briller. Alt efter hvilke briller man tager på,vil man se landskabet på forskellig vis, man vil fo-kusere på forskellige egenskaber ved landskabet.Geologen vil se dets dannelsesmorfologi, land-manden dets dyrkningsmuligheder, byplanlæg-geren dets egnethed for boligbyggeri, naturelske-ren de rekreative værdier osv. Hver især ser de kunen del af landskabet, et særlig aspekt af det, menen total forståelse for landskabet indbefatter allesynsvinklerne og relationerne mellem dem. Disse

forskellige ”ekspertbriller” har eleven ikke, mende skal tilegnes gennem undervisningen.

Det landskab som udgøres af ellære i gymnasiet,kan på denne måde ses med fokus på forskelligeegenskaber. Man kan fx opfatte det som beståen-de af

– nogle elektriske fænomener eller begivenheder(et batteri afgiver en spænding når man sættertungen på, det kan få en pære til at lyse, nårder går strøm i en ledning vil en nærtståendemagnet slå ud osv)

– en samling begreber såsom strøm, spænding,polspænding, emk osv.

– en samling apparater såsom voltmetre, ampere-metre, batterier, strømkuber osv

– nogle modeller og teorier for hvordan begre-berne hænger sammen (Kirchhoffs love, Ohmslov osv)

– nogle grafiske afbildninger af variable (fx spænd-ingens variation gennem et kredsløb, polspæn-dingen som funktion af strømmen i kredsløbet)

– og en række flere.

Disse forskellige tilgange til den samme begiven-hed, det samme fænomen, vil jeg betragte somforskellige repræsentationsformer for begivenhe-den eller fænomenet. De er således forskelligebriller, som fremmer synet af forskellige egenska-ber.

De er ikke nødvendigvis på samme logisk-teoreti-ske niveau, hvilket afspejler deres pragmatiskeoprindelse. Men de forbinder tilsammen fænome-nets eller genstandens konkrete fremtræden ogindhold med en praksis i relation til genstandenog med nogle psykiske/kognitive refleksioner overfænomenet.

I sin fremstilling opererer Roth med 5 repræsenta-tionsformer:

• Fænomenologisk repræsentation:En beskrivelse af det fænomen eller den begi-venhed man analyserer. Hvad sker der? Hvadkan vi observere direkte?

105

106

• Eksperimentel repræsentation:Indeholder viden om det anvendte materiel,måleinstrumenter, software o.l. Hvilke mulighe-der og begrænsninger har en given forsøgsop-stilling?

• Deskriptiv repræsentation:Består af de tabeller, grafer o.l. der kan fremstil-les på basis af indsamlede data og indfanger der-for også en vis matematisk bearbejdning af fæn-omenet.

• Matematisk symbolsk rep.:Dannes af de funktioner som beskriver datasæt-tene og de manipulationer man kan foretage påfunktionerne (som fx deres afledede).

• Begrebsmæssig repræsentation:Består af de love, begreber, generalisationer, teo-rier som kan forklare de observerede fænome-ner.

Han har altså disse fem ”filtre” på sine briller,disse fem måder at betragte den samme begiven-hed på. Hvis man skal blive i landskabsmetaforenvil yderligere læring svare til at betragte andregenstande og begivenheder i landskabet, også gen-nem de forskellige optikker, og efterhånden be-væge sig til andre landskaber, andre lande. I el-læren vil man inddrage ikke-lineære modstandeog man vil evt. beskæftige sig med elektromagne-tismen og andre tilgrænsende discipliner. Man vilefterhånden opbygge et fysikkens verdensbillede.De nævnte repræsentationsformer udgør ikke no-get hierarki, sådan at den ene forudsætter den an-den. Man kan i princippet starte tilegnelsen af etfænomen ud fra hvilken som helst af de fem for-mer. Men det vil ofte være lettest at begynde meden fænomenologisk og eksperimentel tilgang og atslutte med begrebsopstillingen, således at begre-berne bliver forankret i nogle fænomener, der vi-ser deres berettigelse.Jeg vil ikke forsøge en oversættelse mellem Bru-ners tre repræsentationsformer og Roths fem. Jegsynes godt, jeg kan se de fænomenologiske ogeksperimentelle former som lignende Brunersudøvende, og den matematisk-symbolske lig Bru-ners symbolske. Måske den deskriptive er i Bru-

ners ikoniske kategori? Men er begreber så sym-boler eller snarere ikoner?Jeg vil i stedet grundigere gennemgå de fem for-mer og diskutere, om de er dækkende, bl.a. ved atrelatere dem til de repræsentationsformer andrehar udviklet.

HVAD REPRÆSENTERER

REPRÆSENTATIONSFORMERNE?

For Roth er de mentale billeder, forskellige ske-maer i Piagets forstand (se kapitel 10). Dette er enmeget mentalistisk holdning, og jeg vil hellerelægge fokus på de handlinger, der ligger bag. Menjeg vil ikke underkende evnen til at kunne erstattenoget konkret med en abstraktion. Evnen til atkunne tænke sig til noget er vigtig og er bl.a. af-gørende for vores evne til at kunne gøre os anden-håndserfaringer.Det ligger i “repræsentation”, at noget er et ud-tryk for noget andet eller udtrykker noget andet,men også en refereren til den handling det er atforetage en sådan afspejling af noget andet.Denne dobbelthed i repræsentationsbegrebet, enenhed bestående af noget indholdsmæssigt, nem-lig selve repræsentationen af det, der skal fortællesom, og en praksis, nemlig den handling at repræs-entere noget andet, er vigtig at holde fast i. Samti-dig er det også vigtigt, i overensstemmelse med enkonstruktivistisk grundopfattelse, at være op-mærksom på, at alle repræsentationsformer erkonstruktioner, tolkninger af virkeligheden fremfor direkte afbildninger af den.Repræsentationsformerne udtrykker noget, mangør i fysik, samtidig med at de er en beskrivelse afdet læringsresultat, der kommer ud af aktiviteten.De er en beskrivelse af hvad der rent faktisk forgåri fysiktimerne, hvad man arbejder med. Dvs. deer i høj grad vokset frem af fagets traditioner ogrepræsenterer derfor de betragtningsmåder, somdet erfaringsmæssigt gennem historien har vist sighensigtsmæssigt at anlægge for at forstå de fæno-mener og begivenheder, som man traditionelt harbeskæftiget sig med i fysik. De er derforkonstruktioner, forskellige tolkninger af nogetstofligt, som har vist sig nyttige til at indfangedet, man var interesseret i.Men dermed er de også udtryk for det man(traditionelt) skal lære i fysik. Dvs. repræsenta-

tionsformerne er en konkretisering af de elemen-ter, der kan indgå, når man skal konstruere sin vi-den om et fænomen. De angiver derfor også enmåde at arbejde med et fagligt område på, så ar-bejdet bidrager til at opnå forskelligartede erfarin-ger med fagområdet. Det betyder, at repræsentati-onsformerne kan give læreren nogle bud på, hvadder kan indgå i et undervisningsforløb om et givetemne og eleverne nogle opfattelser af hvilke krav,der stilles i fysik. Det er således muligt at udledenogle pædagogiske og didaktiske konsekvenser,hvilket jeg vil gøre til sidst.

DE ENKELTE

REPRÆSENTATIONFORMER

Jeg vil gennemgå de enkelte repræsentationsfor-mer grundigere for at diskutere deres indre konsi-stens og gensidige sammenhæng og afgrænsning.

Fænomenologisk repræsentation: Navnet giverumiddelbart associationer til fænomenologi, denfilosofiske retning som tilstræber at undersøgemåden, hvorpå noget viser sig, før det indordnes iet begrebsligt system. Det er heller ikke helt vedsiden af. Det handler om at sætte ord på det, manumiddelbart kan se. Heri vil der uvilkårlig væreen vis grad af begrebsopstilling. At beskrive erogså at kategorisere og dermed begribe. Det erumuligt at adskille beskrivelse og tolkning. Menjeg vil snarere opfatte denne første begribelse af etfænomen som en meningstilskrivning, som enumiddelbar fortælling om det hændte, som så ef-terfølgende kan tolkes ved hjælp af forskellige ar-bejdsformer og -redskaber. I kapitel 11 er dergjort grundigere rede for vigtigheden af at dannesådanne historier om det, der skal læres, som engrundlæggende måde at forstå på (den såkaldtenarrative forståelse). Men ikke alle beskrivelser ogforsøg på begribelser er lige gode. Ved mange om-råder af fysik er der tale om en indvielse i en (me-get gammel) kultur. Man skal lære hvilke sider afde observerede begivenheder, man lægger vægt på,og hvilket sprog man bruger om dem. I fysik dre-jer det sig fx typisk om bevægelse og ændring irum og tid, temperaturer og masser osv. (og kunsjældent fx farve og materialesubstans). Dette stil-ler krav til evnen til at vælge det centrale, til atkunne finde et fokus. En fænomenologisk repræ-

sentation er således ikke en forudsætningsløs be-skrivelse af begivenheder og fænomener, men fysi-kerens opfattelse af dem.Den fænomenologiske repræsentation kan desu-den være den, der fanger elevernes hverdags-opfattelser. Det, de selv umiddelbart lægger vægtpå, kan afdække opfattelser som er anderledes endden etablerede fysiks.

Eksperimentel repræsentation: Er en praksisoriente-ret tilgang til fænomenet. Hvordan kan jeg fåoplysninger ud af det? Man skal have en ide omhvilke variable, det vil være relevant at betragteved det pågældende fænomen. Desuden skal manvide eller kunne finde ud af, hvordan man kanmåle på det. Det kræver kendskab til måleinstru-menters virkemåde. Hvor sættes et amperemeterind i kredsen? Hvordan aflæser jeg? Viden om en-heder er vigtige. Man skal have fantasi til at semuligheder og begrænsninger i forsøgsopstillin-ger. Hvordan påvirker måleinstrumentet det fæ-nomen, man er interesseret i, og dermed resulta-tet? Der ligger også i den eksperimentelle repræ-sentation, at man har forståelse for, hvorledesmålinger foretages, fx at beherske variabelkontrol.

Deskriptiv repræsentation: Bearbejdningen af demålte data indgår i den deskriptive repræsen-tation, som omfatter de forskellige former fortalmæssig og grafisk beskrivelse af fænomenet.Typisk de kurver der kan tegnes ud fra måledata-ene. Men også evnen til ud fra en kurve at kunneforestille sig egenskaber ved fænomenet, fx atkunne danne sig et billede af en bevægelse ud fradens s-t og v-t graf. Kendskab til koordinatsystemer central, men også brug af grafisk lommeregner,fx til at kunne foretage og tolke forskellige formerfor regression.Der er en glidende overgang til den matematisksymbolske repræsentationsform, idet mange tolk-ninger af grafiske fremstillingsformer implicerermatematik og evnen til at se de matematiskefunktioner i graferne.

Matematisk symbolsk repræsentation: Her taler viom evnen til at kunne se at der er en funktionellovmæssighed som beskriver (og evt. forklarer)fænomenet, og som kan udtrykkes i en matema-

107

108

tisk model eller ligning. Det kunne være at til-knytte ligningerne s=1/2gt2 og v=gt til en sten, derfalder frit i tyngdefeltet, evt. ved at kunne se at detilfredsstiller den deskriptive repræsentation. Deter også de matematiske operationer der kan ud-føres på funktionerne (differentiere, anvendelse afMathCad).Der er en glidende overgang til den begrebs-mæssige repræsentation, idet mange funktioner jokan opfattes som modeller for sammenhænge oglovmæssigheder, og forståelse af funktionerneforudsætter derfor forståelse af begreberne (ellerde betinger gensidigt hinanden).

Begrebsmæssig repræsentation: Dette opfattes afmange som det væsentligste formål med fysik-undervisningen. Det handler om at kunne brugede generaliseringer, som fysikere gennem generati-oner har arbejdet sig frem til som nyttige beskri-velser og forklaringer på sammenhænge og fysiskefænomener. At kunne bruge energibevarelse og fxse at det er det styrende princip i kalorimetri, ellerat den mekaniske energis bevarelse ligger bag be-vægelsesligningerne i et konservativt kraftfelt. Be-greberne er så at sige de led, som fysikken skyderind mellem de umiddelbare fænomener og teo-rien, de er de grundlæggende elementer, som erudviklet ud fra erfaringer med virkeligheden somredskaber for diskussion og videreudvikling afteorier. Når de tillæges så stor vægt i fysikkens di-daktik, er det fordi, de er svære. De udgør ofte enhelt anden tilgang, en anden betragtningsmåde,end eleverne er vante til. Jeg vil også mene at det at kunne opstille en mo-del og kende dens begrænsninger hører hertil, selvom selve matematiseringen som nævnt kan be-tragtes som hørende til den matematisk symbol-ske repræsentation.Begrebslæring, begrebsændring og begrebsudvik-ling udgør et stort felt inden for fysikkens (ogmatematikkens) didaktik med en omfattendelitteratur (se kapitel 10).

Som det fremgår, er der overlap mellem de for-skellige tilgange til fysikken. Det ligger i sagensnatur, at det er umuligt at opdele komplekse sam-menhænge i disjunkte delelementer. Men pointener at de indfanger nogle forskellige arbejdsmåder

og videnselementer, som stiller forskellige krav tiludøverne, hvorfor det i praksis ikke er så svært atse, hvilke af de forskellige former man benyttersig af i bestemte sammenhænge.

Et eksempel

For at illustrere mulighederne i det analyseappa-rat, som repræsentationsformerne udgør, vil jeganvende det på en undervisningssekvens.En gruppe elever arbejder med øvelsen “mekaniskenergi i tyngdefeltet”, som består i måling på etsvingende pendul. Eleverne skal ved hjælp af tofotoceller tilkoblet en tæller måle den kinetiskeenergi i pendulets nederste position og et stedmellem den øverste og nederste position. De skaldesuden måle højden i den øverste, den mellem-ste og den nederste position for derudaf at ud-regne den potentielle energi. Herudfra skal definde den mekaniske energi de tre steder i be-vægelsen. Da hver fotocelle kan gemme to målin-ger, foreslår øvelsesvejledningen, at de måler påbåde frem- og tilbagesvinget.Mine observationer af en gruppes arbejde medøvelsen har jeg i figuren organiseret på en sådanmåde, at jeg har vurderet for hver enkelt delse-kvens, hvilken repræsentationsform eleverne ar-bejder med. Der er naturligvis tale om et skøn, ogi mange tilfælde er der tale om, at de har flere for-mer i spil samtidig. Det har dog ikke været van-skeligt at vurdere hvilken eller hvilke repræsenta-tionsformer, der var dominerende.

109

O � O O O Eleverne sætter øvelsen op og diskuterer placering affotoceller og måling af h

� O O O O Gruppen lader loddet svinge nogle gange og ser hvordandet kommer lige så højt op som ved starten, hastighed 0i yderposition, maximal hastighed i bunden

O � O O O Loddet ramler ind i fotocellen. Eleverne diskuterer hvorloddet skal bryde lysstrålen

O � O � O Diskuterer hvorledes de kan måle hastigheden. Hvad er v? Finder v = ��s/��t.

O O O � � Diskuterer (ud fra øvelsesvejledningsspørgsmål) hvad Epot og Ekin er. Finder formlerne

� O O O � og diskuterer hvorledes energiomsætningen foregårmens de fører loddet frem og tilbage.

O � O O O Måler. Noterer resultater.

O O � O O Finder Epot og Ekin og prøver at tegne diagram(vejledningens krav)

� O O O � Diskuterer de mindre og mindre udsving

O O O O � Diskuterer Emek’s omdannelse til gnidningsenergi

� � O � � Diskuterer (på læreropfordring) hvorledes de kan målegnidningskraften

Fæno

men

olog

isk

repr

æse

ntat

ion

Eks

peri

men

tel r

epræ

sent

atio

n

Des

krip

tiv

repr

æse

ntat

ion

Mat

emat

isk

sym

bols

k re

præ

sent

atio

n

Beg

rebs

mæ

ssig

rep

ræse

ntat

ion

Repræsentationsformsanalyse af en fysikøvelse

110

LÆREPROCESSER OG

FYSIKKOMPETENCER

Som eksemplet viser, bevæger eleverne sig rundt iet undersøgelseslandskab1, hvor de ved hjælp afde forskellige repræsentationsformers arbejdsred-skaber bearbejder emnet.Eleverne begynder med at diskutere praktiske for-hold ved opstillingen, og hvad det egentlig er, deser på, og de bliver af øvelsesvejledningen tvungetover i en matematisk og deskriptiv repræsenta-tion. Det er tydeligt at der, hvor eleverne sam-menstiller det fænomenologiske med det begrebs-mæssige, falder nogle brikker på plads. Begre-berne (her Epot og Ekin) bliver meningssat, fordi dekan relateres til nogle konkrete fænomener, ogfordi de har set den matematiske beskrivelse afdem. Til slut magter eleverne at have flere repræs-entationsformer i spil samtidigt – de taler friereog i højere grad med anvendelse af egne ord omfænomenet.

Ved gentagen arbejde med det faglige stof, proble-met, begivenheden, kommer de gennem de for-skellige repræsentationsformer flere gange, oghver gang bygges videre på den viden og opfat-telse, man allerede har tilegnet sig. På den mådeudvikles de enkelte betragtningsmåder. Denumiddelbare fænomenologiske og billedmæssigeopfattelse bliver således beriget af matematisk ogbegrebsmæssig indsigt og vil derfor udvikle sig, ef-terhånden som eleven vender tilbage til den medindsigten fra de andre former. Viden bliver kon-strueret og rekonstrueret på stadig stigende ni-veauer af kompleksitetMen også skellene mellem de forskellige formervil udviskes i løbet af processen. Den fænomeno-logiske repræsentation – som til at begynde medkunne være udtryk for elevens umiddelbare oghverdagsagtige opfattelse (og dermed også kunneopfattes som en foreløbig begrebssættelse) – vilblive præget af den præcisere (eller måske helt an-derledes) begrebsopbygning, som følger af arbej-det med emnet. Eleven ser noget nyt i fænomeneteller begivenheden og får et andet sprog om det. Ien anden terminologi vil man kunne sige, at ele-

ven indgår i en dialog med stoffet, og at tilegnel-sen sker gennem denne dialog (se kapital 11).Eleven ”ser”, hvorledes den potentielle energivokser, i takt med at pendulet svinger op, fordiopsvinget ligestilles med en øgning af højden overbordet. Eleven tolker umiddelbart den forøgedepassagetid af fotocellerne ved tilbagesvinget somformindsket hastighed, fordi formlen v=s/t tonerfrem, og da E=1/2mv2 også bliver trigget af ha-stigheden, ses dette også som mindskning af denkinetiske energi. Han eller hun kan se se bevægel-ses- og energigraferne for sig og kan sammenstilleet sted på graferne med bevægelsestilstanden.

En læreproces i fysik kan derfor beskrives som denproces, hvor den lærende tilegner sig et emnes re-præsentationsformer og bevæger sig mellem for-skellige repræsentationsformer af emnet. Jo merede forskellige repræsentationsformer er integrerethos den lærende, dvs. jo flere transformationer oglinks der er imellem dem, jo bedre er vedkom-mendes forståelse. Hver enkelt repræsentations-form er udtryk for en delforståelse, og fuld fors-tåelse for et fysikemne kan beskrives som en inte-gration af de forskellige mulige repræsentations-former af emnet, så man er i stand til frit atkunne bevæge sig mellem dem. Samtidig kandenne fulde forståelse opfattes som en kompe-tence, som evnen til at anvende de kvalifikationer,som forståelsen giver.Den kompetente fysiker har alle vidensformerne iberedskab og kan anvende den form, som er mesthensigtsmæssig på givent tid og sted. Menhan/hun har også evnen til at kunne koble for-skellige repræsentationsformer, så fænomenet sesgennem alle brillerne på én gang.Batteriet ses af eleverne som en energikilde, somnoget der kan tilføre de enkelte elektroner en visenergimængde, og de skal kunne koble det med etspændingsbegreb. Denne begrebsmæssige fors-tåelse af et batteri skal eleverne kunne anvende iet kredsløb og kunne tolke ind i tegningen af bat-teriet – fx ligestille symbolet med spænding medbegrebet spænding.Et sådant kompetencebegreb harmonerer med etmere holistiske læringssyn, som fx Shepard ud-trykker det:

1 En metafor anvendt af Ole Skovsmose 1999.

Hvad om læring ikke er lineær, og hvad om vi ikkelærer ved at sætte den ene bid sammen med den an-den?Hvad om læringsprocessen mere er som en ro-man af Faulkner hvor man får glimt af de enkelteideer før historien falder på plads? ... (Shepard1991)

Hvis læringsprocessen er en sådan vandren påkryds og tværs i et læringsmæssig landskab, er detvigtigt, at eleverne ledes ud i alle delene af land-skabet og gør sig klart, hvorledes det hænger sam-men.

HVILKE REPRÆSENTATIONSFORMER

FINDES DER?

Roths 5 repræsentationsformer er naturligvishverken universelle eller fuldt dækkende elleruden overlap.Fx har Thorley&Stofflett (1996) en lidt anden li-ste af repræsentationsformer. De fremhæver, at ev-nen til at forstå en idé eller et begreb ligger i ev-nen til at repræsentere ideen og opstiller følgendeliste over muligheder for at gøre det (i parentes erangivet de i artiklen nævnte repræsentationer afelektrisk strøm):

sproglige udtryk, som indbefatter betegnelser, defi-nitioner, formler osv. (antal elektriske ladninger pr. tid, i=dq/dt)adskillende egenskaber, især vigtigt ved tætliggendebegreber(det indbefatter både stof- og energistrøm)eksempler(det som strømmer i en støvsugers elledning)billeder(små partikler som bumper gennem et gitter afmetalioner)analogier eller metaforer(vandstrøm i et vandrør)kinæstetiske eller tactile repræsentationer, dvs. be-vægelses- eller følelige repræsentationer(elevageren af elektronbevægelse i leder)andre repræsentationsformer, fx lydmæssige.

Der er både overensstemmelser og forskelle mel-lem denne liste og Roths. Roths er mere udspeci-ficeret i forskellige sproglige udtryk, men manglertil gengæld billeder og kinæstetiske o.l. former.

Og disse sidste former er nogle vigtige aspekterved arbejdet med et emne, som ikke bliver ind-fanget af de 5 repræsentationsformer. Så enten skal man operere med flere repræsenta-tionsformer eller udvide indholdet af de 5nævnte.

Det vil dog næppe være hensigtsmæssigt at tildelealle tilgange til et fænomen en repræsenta-tionsform. For at en synsvinkel på en begivenhedkan siges at være en repræsentationsform, vil jegsige, at den skal udgøre en etableret arbejdsform,en gennemprøvet og accepteret måde at arbejdemed det pågældende fænomen på.

Ud over Roths fem repræsentationsformer vil jegmed baggrund i egen erfaring og foretagne obser-vationer opfatte det som meningsfuldt at opereremed en form, som indfanger evnen til at dannesig billeder af et fænomen. Man kunne kalde deten billedlig repræsentation. En form, som i mod-sætning til den deskriptives strukturerede bear-bejdning af faktuelle data tager udgangspunkt iden lærendes egen begrebsverden. En definitionkunne lyde således:

Billedlig repræsentation: Egne mentale billeder affænomenet eller begivenheden. At kunne fore-stille sig hvad strøm er, hvordan et batteri funge-rer (måske ser man en pumpe for sig, måske enperson som sparker elektronbolde op ad entrappe). Analogimodeller og metaforer vil høreherunder.

Det er vigtigt at være i stand til at kunne tegneden opfattelse man har. Dels “primitive” tegnin-ger af ens umiddelbare opfattelse og dels en al-mindelig tegning af det fænomen, man skal ar-bejde med, om så det bare er et kar med en dyp-pekoger i. Kravet om en billedmæssig formulering kan væreen vej til meningssættelse. En anden måde at lavesin fortælling om fænomenet på. Pointen er, atman med udgangspunkt i ligheder repræsenterervirkeligheden ved at se bort fra nogle sider ogkoncentrerer sig om andre, en proces som kombi-nerer faglige overvejelser med personlig stillingta-gen.

111

112

Diagrammer (fx af elektriske kredsløb) er ensærlig billedmæsig repræsentation, som er megetbrugt i fysik, og som er speciel ved, at der gøresen dyd af ikke at være billedmæssigt i overens-stemmelse med virkeligheden, men med vægt pådet der rent begrebsmæssigt skal formidles. Det erfor mange elever svært at gå fra deres forsøg på attegne tredimensionale, naturtro forsøgsopstillin-ger til en sådan symbolafbildning.

Ud over den billedmæssige repræsentationsformvil jeg også inddrage den motoriske forståelse somen selvstændig form. Dvs. den kropslige indlevensig i et fænomen fx ved at agere et begreb eller enbegivenhed. Men blot det at illustrere eller under-strege sine udsagn med gestus vil også være enform for indsigt som er motorisk bundet. Jeg vilkalde det en

kinæstetisk repræsentation: Den bevægelsesmæssigeopfattelse af et fænomen udtrykt som kropslighandling.

To eksempler

For at illustrere begrebsapparatet har jeg på føl-gende side vist hvorledes de opstillederepræsentationsformer manifesterer sig i to klassi-ske fysikemner, nemlig bølgers brydning og elek-trisk strøm.

PÆDAGOGISKE OG DIDAKTISKE

KONSEKVENSER

Fysikken, som den bedrives i gymnasiet, betjenersig af de nævnte repræsentationsformer i sin be-handling af emner og fænomener, og det er derforogså er nødvendigt, at eleverne i vid udstrækningkender dem og kan bruge dem. De skal kunneskifte imellem dem alt efter, hvad der er mesthensigtsmæssigt i den givne situation.Det svære ved fysik er, at de fleste emner kræverbeherskelse af de fleste af de forskellige repræsen-tationsformer. Ofte samtidigt. Denne sammen-hæng og adskilthed er svær at orientere sig i. Deenkelte arbejdselementer giver måske mening i sigselv, men kan ikke altid relateres til helheden.Hvis man spørger eleverne under en fysikøvelse,

hvorfor de gør det, de gør det pågældende øjeblik,vil svaret ofte være, at det er fordi, det står i øvel-sesvejledningen. De ser det ikke som en del af enstørre helhed, og de ved ikke, hvordan det relate-rer sig til helheden. Eleverne ved ikke altid, hvadpointen i at tegne en graf er, mens de gør det.Men når de bliver bedt om at finde hældningsko-efficienten og tolke den i relation til et fænomen,kan grafen blive meningsfuld. Det er de mangegennemløb af alle repræsentationsformer for densamme begivenhed, der meningssætter de enkelterepræsentationsformer i sig selv – hvilket nemligparadoksalt nok vil sige i relation til de andre!

Ud fra denne opfattelse af hvad læring i fysikindebærer, kan man derfor opstille nogle retnings-linier for undervisningen:

Man må som lærer overveje, hvilke repræsenta-tionsformer der er relevante for et givet emne, oghvorledes de manifesterer sig i emnet. Det kon-krete emne med dets historisk betingede vægtningaf indhold og tilgang vil afgøre, hvilke repræsenta-tionsformer der er mulige, og hvilke der er rele-vante.Fx vil kvantemekanik i gymnasiet næppe inde-holde megen eksperimenteren. Nogle historisk/fi-losofiske emner vil måske ikke kræve så mangematematisk symbolske repræsentationer. Men defleste emner vil umiddelbart set blive lært bedstved at komme de nævnte repræsentationsformerigennem.

Der ligger et stort fysikdidaktisk arbejde i at ud-vikle hele spektret af repæsentationsformer indenfor de emner, man arbejder med i gymnasiet.Man har traditionelt arbejdet meget med mate-matiske, begrebsmæssige og eksperimentellerepræsentationer, hvorimod der er en svag tradi-tion for at anvende især den billedmæssige og denkinæstetiske repræsentationsform i gymnasiet. Enundersøgelse af de skriftlige studentereksamens-opgaver i fysik (Claussen m.fl. 2000) viser daogså, at netop det at tegne ikke indgår i eleversopgaveløsning, på trods af at det ville kunnehjælpe mange på vej til en løsning af de stilledeopgaver.Arbejde med disse repræsentationsformer har der-

113

Ek

se

mp

ler p

å r

ep

ræ

se

nta

tio

ns

form

er i

fy

sik

em

ne

r

Fæno

men

olog

isk

repr

æse

ntat

ion

En

besk

rive

lse

af d

et f

æno

men

elle

r de

n be

give

nhed

man

ana

lyse

rer.

Hva

d sk

er d

er?

Hva

d ka

n vi

obse

rver

e di

rekt

e?

Eks

peri

men

tel r

epræ

sent

atio

nIn

deho

lder

vid

en o

m d

et a

nven

dte

mat

erie

l, m

åle-

inst

rum

ente

r, so

ftw

are

o.l.

Hvi

lke

mul

ighe

der

ogbe

græ

nsni

nger

har

en

give

n fo

rsøg

sops

tilli

ng?

Mat

emat

isk

desk

ript

iv r

epræ

sent

atio

nB

estå

r af

de

tabe

ller,

graf

er o

.l. d

er k

an f

rem

still

es p

åba

sis

af in

dsam

lede

dat

a.

Mat

emat

isk

sym

bols

k re

p.D

anne

s af

de

funk

tion

er s

om b

eskr

iver

dat

asæ

tten

eog

de

man

ipul

atio

ner

man

kan

for

etag

e på

fun

k-ti

oner

ne (

som

fx

dere

s af

lede

de).

Beg

rebs

mæ

ssig

rep

ræse

ntat

ion

Bes

tår

af d

e lo

ve, b

egre

ber,

gene

ralis

atio

ner,

teor

ier

som

kan

for

klar

e de

obs

erve

rede

fæ

nom

ener

.

Bill

edlig

rep

ræse

ntat

ion

Men

tale

bill

eder

af

fæno

men

et. M

etaf

orer

. Teg

nin-

ger.

Ana

logi

mod

elle

r.

Kin

æst

etis

k re

præ

sent

atio

nB

evæ

gels

esm

æss

ig o

pfat

tels

e ud

tryk

t i k

rops

lig h

and-

ling

Lyse

ts b

rydn

ing

Lase

rlys

gen

nem

pri

sme.

Lase

rlys

’ bry

dnin

g i v

and.

Tot

alre

flekt

ion.

Hvi

dt ly

s ge

nnem

pri

sme:

Far

vern

e ..

Lase

rens

ege

nska

ber.

Hva

d er

indf

alds

vink

len?

Met

oder

til

vink

elm

ålin

g

Sam

men

hæng

mel

lem

indf

alds

vink

el o

g br

ydni

ngs-

vink

el

v 1si

ni=v

2sin

bsi

n i gr

æns

e= v

1/v 2

Huy

gens

pri

ncip

Inte

rfer

ens

Sold

ater

der

mar

cher

er p

å ræ

kke

fra

græ

smar

k ti

lpl

øjem

ark

og o

mve

ndt

Lade

ele

vern

e gå

i ta

kt m

ed h

inan

den

unde

r ar

men

fra

en o

verf

lade

til

en a

nden

Ele

ktri

sk s

trøm

Vis

erud

slag

.V

arm

eudv

iklin

g.Ly

s.

Det

kan

ikke

ses

dir

ekte

. Gni

ster

?

Aflæ

snin

g og

pla

ceri

ng a

f am

pere

met

er

Mål

ing

af la

dnin

gSa

mm

enhø

rend

e væ

rdie

r fo

r I,

t o

g ∆T

for

dyp

pe-

koge

r

Kir

chho

ffs

1. lo

vE

=RI2

tU

=RI

Strø

mst

yrke

er

ladn

inge

r pr

. tid

Ele

ktri

ske

ladn

inge

r tr

ansp

orte

rer

ener

giE

lekt

risk

e la

dnin

ger

har

en m

agne

tisk

vir

knin

g

Små

part

ikle

r so

m b

umpe

r ge

nnem

et

gitt

er a

fm

etal

ione

rV

ands

trøm

i et

van

drør

Ele

ver

ager

er e

lekt

ronb

evæ

gels

e i l

eder

114

imod større udbredelse i folkeskolen, så megen in-spiration kan utvivlsomt hentes her. Men også iudlandet er der arbejdet meget hermed. Glynnand Takahashi har undersøgt betydningen af atanvende analogier i science-undervisning og kon-kluderer, at det i høj grad har fremmet elevernesbegrebsforståelse:

The analogy provided both a conceptual foundationand a bridge to understanding the relatively ab-stract, less familiar target concept (Glynn and Taka-hashi 1998, p.1145)

Desuden øgede det hukommelsen:

... the analogy presumably acted as a mediator andmade the corresponding features of the target moreunderstandable and therefore memorable. The ana-logy facilitated students’ recall of target features bothimmediately after text study and 2 weeks later. Thus,the effect of the analogy was a stable one (samme,p.1144/45)

I den beskrevne undervisning blev analogiernekonstrueret gennem seks trin:

1. Introduktion af det der skal laves analogi af2. Forklaring af analogien3. Identifikation af relevante karakteristika4. Kortlægning af ligheder5. Påpegning af hvor analogien bryder sammen6. Konklusion

Det vil være nyttigt at lære elever at udvikle enstrategi i lighed med ovenstående, så de selv kanudvikle analogier, ligesom det som lærer er nyttigtat have et beredskab af analogier til brug i under-visningen.Det er selvfølgelig vigtigt at vælge analogien medomhu, og at gøre meget ud af det næstsidstepunkt i konstruktionsprocesen. En fejlagtig ana-logi eller en analogi, hvor svaghederne ikke påpe-ges, kan være med til at opbygge og fastholde fejl-opfattelser.

Dolin og Ingerslev (1994) fortæller om erfaringermed at lade elever imitere en bølge for hinanden.Det gav eleverne en bedre forståelse hurtigere.

Sådanne motoriske aktiviteter er også mere almin-delige i folkeskolen end i gymnasiet, men igentror jeg, at der er store muligheder for at hente in-spiration til gymnasiet fra folkeskole og udland.

I sin undervisning har x-klassens lærer flere gangefokuseret på tegningens betydning især i op-gaveregning og har stillet opgaver, hvis erklæredeformål var at lære at tegne en tegning som en vejtil løsning af opgaven. Sebastian Horst (1999) gi-ver en række gode eksempler på illustrationersfunktion og uundværlighed (fra universitetsfysik-ken). Han skriver

Fysik bliver først rigtig anvendelig når man besidderde matematiske færdigheder der gør faget til et frem-ragende redskab til kvantitative forudsigelser – enevne som muligvis ikke findes tilsvarende i noget an-det fag. Men hvor matematikken i høj grad giver fy-sikken sin store anvendelighed, mener jeg billederneer afgørende for forståelsen. For mig at se er der ikkenoget enten-eller mellem matematisk formalisme ogvisuelle fremstillinger det er to sider af samme fag!(s.93)

Som lærer vil det være nyttigt at tilrettelæggeundervisningen, så alle de mulige repræsenta-tionsformer bliver gennemarbejdet – flere gange.Man må tvinge eleverne til at skifte mellem deforskellige former fx ved hjælp af spørgsmål, op-gaver, øvelser. Ikke således at det bliver en diffuscyklen rundt mellem nogle strukturelle størrelser,men så det klart fremgår, hvorledes de udspringeraf det behandlede fænomen. Samtidig kan manbevidstgøre eleverne om, hvilke repræsentations-former de arbejder med, når de gør det, så repræ-sentationsformerne efterhånden bliver kompeten-cer, redskaber, de selv kan anvende i behandlingaf fysiske problemstillinger.

Hvor man skal starte må afhænge af den konkretesituation, men ofte vil en kvalitativ (fænomenolo-gisk) tilgang være at foretrække frem for en kvan-titativ (deskriptiv, matematisk symbolsk). Wa-genschein skrev i 1962: Teach qualitative know-ledge first, avoid premature quantitative knowledge(her efter Jung, 1993).Det vil fx sige at man ved en fysikøvelse i et

emne, man lige er startet på, ikke skal fokusere påmåling af størrelser, men snarere på en kvalitativbeskrivelse af fænomenet. Derefter kan man evt.lade eleverne samle måleresultater som kan brugestil en matematisk repræsentation.

Man kan også forestille sig, at man lader grupperdiskutere et fysisk fænomen eller emne med detkrav, at de enkelte elever i gruppen skal indgå idiskussionen/samtalen med hver sin forskelligerepræsentationsform som udgangsposition.

De nævnte repræsentationsformer har forskelligvægtning af kvalitativ og kvantitativ fysik. Denfænomenologiske og den billedmæssige og kinæs-tetiske tilgang er de mest kvalitative, mens dendeskriptive og den matematisk symbolske tilganger de mest kvantitative. Valget af faglig tilgang fårderfor betydning for vægtningen mellem det kva-litative og det kvantitative aspekt i fysikken.Mange undersøgelser viser nytten af at arbejdemed kvalitative tilgange2. En kvalitativ repræsen-tation af et problem vil ofte kunne organisere detopstillede problem på en måde, som fremmer enløsningsmetode, som mere naturligt aktiverer deformler, der skal anvendes. Dette skal ses i mod-sætning til mange elevers bevidstløse anvendelseaf formelsamling, når de skal løse opgaver. At løseproblemer i fysik er i høj grad et spørgsmål om atkunne indpasse det foreliggende problem i fysik-kens verden. At kunne indkredse hvilket emne-område problemet er rejst inden for, hvilke forud-sætninger der er gjort, hvilke typer fænomener viser på osv. Først til sidst skal de kvantitative form-ler anvendes.Mange problemer kan principielt løses rent kvali-tativt, og brugen af et større formelapparat vilblot virke forvirrende.

I sidste ende er vægtningen mellem det kvalitativeog det kvantitative også et udtryk for hvilket for-mål, man har med fysikundervisningen. Fysik eruden diskussion også et kvantitativt fag, men detkvantitative giver kun mening på baggrund af ensolid kvalitativ forståelse. Hvis vægten lægges påkvantitative sider, vil det ofte flytte fokus fra enbegrebsforståelse over til gold formelrytteri. Desuden vil en øget vægtning af modellering og

kritisk forholden sig til modeller nok stille størrekrav til beherskelse af kvalitative argumenter.

KOBLING TIL GARDNERS MULTIPLE

INTELLIGENSER

Det er vigtigt at slå fast at repræsentationsfor-merne ikke er udsprunget af nogen læringsteori.Man kan således ikke ud fra en general teori om,hvad læring er, argumentere for at de skulle ud-gøre nødvendige aspekter af en læreproces (som fxBruners tre repræsentationsformer der postulerestilsammen at dække det menneskelige udviklings-spektrum). Men jeg mener nok det vil være mu-ligt at koble dem til fx Gardners teori om multi-ple intelligenser. Hvis menneskets intelligens ersat sammen af en række forskellige intelligenserfor fx sprog, det logisk-matematiske, det rumlige,det kropslige kinæstetiske, det personligt indremm er det ikke så underligt, at der gennem tidenhar udviklet sig nogle betragtningsmåder påomverdensfænomener, som hver især har deresudspring i disse intelligenser. Og da der også erudviklet en læringsteori med udgangspunkt iGardners intelligensteori, vil man måske ad dennevej kunne argumentere for at læreprocesser i fysik(som i alle andre fag) bør tage udgangspunkt i deforskellige repræsentationsformer. En forståelse,som dækker hele intelligensspektret – og en un-dervisning som tilgodeser alle de forskellige elev-typers forskellige intelligensprofiler – skal derforkomme gennem alle de forskellige intelligensersmåde at repræsentere og forstå verden på.Lauersen (1997) har samlet en række af Gardnersartikler, som dækker hans teoretiske overvejelser,og som giver nogle bud på undervisningsmæssigekonsekvenser. Der er desuden udgivet en række(især) amerikanske lærebøger, som er skrevet medinddragelse af Gardners teori, hvor der læggesvægt på at stoffet præsenteres på de forskelligemåder, som svarer til de forskellige intelligensfor-mer (se fx Lazear 1990).

115

2 (Larkin, 1983) har samlet en række af disse undersøgelser

116

LITTERATUR

Bruner, Jerome (1998): Uddannelseskulturen.Munksgaard, København

Claussen, Carsten og Dolin, Jens og Gregersen,Kai og Michelsen, Claus (2000): Eksamensopga-ver i fysik – en analyse af opgavesættet ved skriftligstudentereksamen maj 1998, Uddannelsesstyrel-sen

Dolin, Jens og Ingerslev, Gitte (1994): Procesori-enteret skrivning i dansk og fysik. I: Albert Chr.Paulsen (red.): Naturfagenes Pædagogik mellemudviklingsarbejder og teoridannelse. Rapport fraNordisk Forskersymposium Gilleleje 1993

Gardner, Howard (1983): Frames of mind. TheTheory of Multiple Intelligences. BasicBooks, NY

Glynn, Shawn M. and Takahashi, Tomone(1998): Learning from Analogy-Enhanced Sci-ence Text. Journal of Research in ScienceTeaching, Vol. 35, Iss. 10

Greeno, James G. & Riley, Mary S.(1987): Pro-cesses and Development of Understanding, iWeinart, Franz E. & Kluwe. Rainer H. (eds.):Metacognition, motivation and understanding,Lawrence Erlbaum Associates, London

Horst, Sebastian (1999): Illustrationens kraft – vi-suel formidling af fysik. IMFUFA-tekst nr.364/99. IMFUFA, RUC.

Jung, W (1993): Uses of Cognitive Sciences toScience Education, Science&Education, vol.2

Larkin, J (1983): The Role of Problem Represen-tation in Physics. I Gentner, D. & Stevens, A.L.: Mental Models, Lawrence Erlbaum Associ-ates, London

Latour, B. & Woolgar, S. (1986): Laboratory life:The construction of scientific facts. PrincetonUniversity Press, Princeton NJ

Laursen, Per Fibæk (red.) (1997): Howard Gard-ner: De mange intelligensers pædagogik. Gyl-dendal Undervisning, København

Lazear, David (1990): Seven ways of knowing –teaching for multiple intelligences. HawkerBrownlow Education, Australien

Roth, Wolff-Michael (1995): Authentic SchoolScience, Kluwer Academic Publishers, London

Glynn, S. & Takahashi, T. (1998): Learning fromAnalogy-Enhanced Science Text, Journal ofResearch in Science Teaching, Vol. 35, No. 10

Shepard, L. (1991): Psychometricians’ beliefsabout learning, Educational Rechearcher, Vol.25, no. 1

Skovsmose, Ole (1999): Undersøgelseslandskaber.Center for forskning i matematiklæring,DLH/RUC/AUC, Skrift nr.5

Thorley, N. R. & Stofflett, R. T. (1996): Repres-entation of the Conceptual Change Model inScience Teacher Education, Science Education,Vol. 80, 3

Praktisk arbejde (hovedsageligt i laboratoriet) hari hele det sidste århundrede været en integreretdel af fysikfaget i gymnasiet. Der har været vek-slende syn på hvad formålet med denne del afundervisningen er, men en gennemgåendebegrundelse har været den vægt man har tillagtden pædagogiske betydning af elevernes selvvirk-somhed (Beyer 1996), og overbevisningen omden afgørende betydning af det praktiske arbejdeer i dag hos de fleste fysiklærere så grundfæstet ogindiskutabel som nogen sinde.Især i de senere år har der imidlertid i den didak-tiske forskning været rejst alvorlig tvivl om hvor-vidt det praktiske arbejde overhovedet kan bidra-ge til at frembringe de læringsresultater man hid-til har forventet af det. Det billede der typisk teg-ner sig af de sidste par årtiers forskning på områ-det er at

There is insufficient evidence that laboratoriespromote better understanding of the methods of sci-ence and of abstraction and processes, make infor-mation memorable, reveal links between topics, andmotivate (White 1996)

Der er næppe heller tvivl om at mange lærere,selv om de ikke grundlæggende sætter spørgs-målstegn ved det praktiske arbejde, har en ubeha-gelig fornemmelse af at deres elever ikke får detud af det de burde få. Men hvordan de kunne fåmere ud af det praktiske arbejde, og hvad de igivet fald skulle få ud af det er der ikke mangeder har et godt bud på.Heller ikke den fysikdidaktiske forskning byderpå overbevisende svar. Der har som sagt væretskrevet en hel del om hvad det praktiske arbejdeikke kan udrette i læringsmæssig henseende (sef.eks. Jenkins 1999). Der er blevet sagt langtmindre om hvad det måske alligevel kan. Det kanselvfølgelig skyldes at dets muligheder faktisk erstærkt overvurderede. Men det kan også skyldes

at det praktiske arbejde skal ændres væsentligt iforhold til den måde hvorpå det tilrettelægges afde fleste lærere i dag, for bedre at kunne opfyldenogle af de opstillede mål.Forestillingen om det praktiske arbejdes betyd-ning for elevernes begrebsudvikling falder godt itråd med en konstruktivistisk forståelsesramme.Netop når eleverne tumler med konkrete gen-stande og fænomener hvorpå begreberne skalanvendes er det nærliggende at formode atbegrebskonstruktion i særlig grad finder sted (sef.eks. Thomsen 1993, Welzel 1998). Når det til-syneladende ikke sker ret ofte, kan det skyldes atdet praktiske arbejde, som det almindeligvis til-rettelægges, slet ikke tvinger eleverne til at bringederes (fysik)begrebsapparat i anvendelse.Den følgende diskussion skal ikke opfattes somen anvisning på hvordan undervisningen i labora-toriet bør gennemføres. Der er tale om et forsøgpå at give en oversigt over nogle problemer ogmuligheder i laboratoriearbejdet. Jeg vil diskuterenogle af de mange forskellige mål der kan opstil-les for laboratorieundervisning og se på hvordanmulighederne for at nå målene hænger sammenmed den måde hvorpå elevernes arbejde tilrette-lægges. Det er først og fremmest sammenhængenmellem form og undervisningsmål der fokuserespå, og der indgår derfor ikke særlige overvejelserover den motiverende betydning af hvilke emnerder vælges som grundlag for laboratorie-undersøgelser. De eksempler på laboratorie-arbejde fra ALF-observationerne der vil blivebrugt til at illustrere gennemgangen, er, hvademnerne angår, ganske typiske for gymnasietsundervisning.

FORMÅLET MED

LABORATORIEARBEJDET I FYSIK

Der er tidens løb blevet formuleret en lang rækkemulige mål for det praktiske arbejde. De kangroft inddeles i to grupper: De der omhandler til-

117

Kapitel 8EKSPERIMENTELT ARBEJDE I FYSIK

Af Verner Schilling

118

egnelsen af (en del af ) fysikken som eksisterendetankebygning med begreber og teorier, og de deromhandler de processer der har betydning i prak-tisk arbejde. Her anføres nogle eksempler på for-mål der har været nævnt (En klassifikation findesf.eks. i Millar et al.1999):

Teori:T1. Eleverne finder selv frem til (for dem) nye

principper og sammenhænge.T2. Eleverne verificerer lovmæssigheder de har

lært i den teoretiske undervisning.T3. Teorien belyses gennem eksperimenter så

eleverne får en bedre forståelse af den.

Proces:P1. Eleverne lærer at observere og beskrive fæno-

mener.P2. Eleverne lærer eksperimentelle færdigheder:

at manipulere laboratorieudstyr og foretagemålinger.

P3. Eleverne lærer at planlægge eksperimentelleundersøgelser, herunder at forstå hvad etkontrolleret eksperiment er.

P4. Eleverne lærer at behandle eksperimentelledata

P5. Eleverne lærer at formidle resultatet af deresarbejde.

Beskrivelsen af procesmålene kan uddybes. Atforetage målinger og gennemføre et kontrollereteksperiment forudsætter en viden og nogle fær-digheder som er vanskelige at lære, og som derofte ikke lægges særlig stor vægt på i undervisnin-gen (Gott og Duggan 1995). Eleverne skal læreat forstå betydningen af • at identificere variable• variabelkontrol• at skelne mellem forskellige typer af variable• antallet af målinger i en måleserie• usikkerhed • grafer og tabeller

Man kan sige at der her er tale om et ”teori”-aspekt som består, ikke af fysikkens teorier, menaf en viden om hvordan man kan uddrage infor-mationer af iagttagelser og eksperimenter.

Teoridelen

Lad os først se på punkterne under ”teori”. Derhar traditionelt knyttet sig betydelige forventnin-ger til muligheden for at formidle teori vialaboratorieundervisningen, og de deles sikkert afet flertal af lærere, selv om de fleste nok harerkendt at T1 (eleverne finder frem til nye prin-cipper) er en illusion. Den proces ved hvilkenvidenskaben frembringer nye principper er etkompliceret samspil af metafysiske grundantagel-ser, teoretiske diskussioner og eksperimentelleundersøgelser, og der er ingen grund til at tro atelever meningsfuldt kan efterligne en sådan pro-ces når det drejer sig om centrale fysiske lovmæs-sigheder. Hvad T2 (eleverne verificerer lovmæssigheder)angår, virker det mere plausibelt at eleverne kanudføre målinger som overbeviser dem om, eller ihvert fald får det til at fremstå som rimeligt, at enfysisk lov er korrekt. Et eksempel kan være ”efter-visning” af Newtons 2.lov v.hj.a. en luftpudeba-ne. Men det er nok tvivlsomt om en sådan øvel-se, eller andet laboratoriearbejde, særlig ofte givereleverne en oplevelse af at have bekræftet ellereftervist en lovmæssighed. En forudsætning for athave fået denne oplevelse er at de har kunnetmønstre en form for tvivl om lovens gyldighed.Men har de det? Og er det overhovedet rimeligtat opfordre dem til at nære en sådan tvivl? Sagener jo, at hvis elevernes resultater ikke stemmermed loven, så formoder de en fejl i målingerne,snarere end i loven. Og det vil vel også være deteneste rimelige – også en lærer vil i en sådan situ-ation normalt opfordre til at overveje fejlkilder ogfejlmålinger. Et andet problem med at bede ele-verne tvivle (mere eller mindre på skrømt) om enfysisk lov er at en sådan tvivl kræver en dybereforståelse af loven end de i reglen er i besiddelseaf – en forståelse som de måske bl.a. forventes atopnå gennem laboratorieøvelsen.En øvelse som ”Newtons 2. lov på luftpudebane”vil ofte for eleverne fremstå som en øvelse i kor-rekt håndtering af et kompliceret måleapparatur,og succeskriteriet i øvelsen bliver så snarere atteorien bekræfter målingerne end at målingernebekræfter teorien.Men hvis eleverne sjældent oplever at teorien bli-ver bekræftet af laboratorieøvelser, kunne man i

hvert fald forvente at eleverne får en bedre for-ståelse af teorien og begreberne gennem laborato-riearbejdet (T3). Det forekommer da også atvære det mindste man kan forlange hvis det prak-tiske arbejde overhovedet skal spille en rolle i for-midlingen af fysikkens teori- og begrebsverden.Desværre er der noget der tyder på at laboratori-earbejdet kun sjældent bidrager nævneværdigt tilen sådan forståelse. En stor international under-søgelse (Lapointe et al. 1992) af 13-åriges be-grebsforståelse inden for naturvidenskab i 20 lan-de viste stort set ingen sammenhæng mellembegrebsforståelsen og hyppigheden af det prakti-ske arbejde, der varierede fra aldrig til en gangom ugen. Dette er måske ikke så overraskendeendda når man betænker i hvor ringe grad teore-tiske overvejelser indgår i de fleste elevers labora-torieaktivitet, også i det danske gymnasium, somvi bl.a. ser det illustreret i de eksempler på labo-ratoriearbejde der diskuteres senere i dette kapi-tel.

Procesdelen

Hvis det praktiske arbejde virkelig ikke er egnettil at formidle teorien, kommer hele byrden medhensyn til at retfærdiggøre det praktiske arbejde ifysik til at hvile på procesdelen. En ekstremudgave af dette synspunkt er at de to dele stortset intet har med hinanden at gøre, men at dehver for sig har værdi i sig selv. Det praktiskearbejde bliver så nærmest et særskilt fag hvor manlærer at undersøge naturen, lærer videnskabeligmetode osv. (Woolnough 1998). Det praktiskearbejde tilskrives ud fra denne tankegang ikkenogen funktion i formidlingen af fagets teoretiskeaspekter. Man kan altså betragte laboratoriearbejdet som etmål i sig selv, i den forstand at kompetence ifysik ikke bare omfatter forståelse af fysikkensteorier, men også evnen til at begå sig i et labora-torium og udføre eksperimenter, en evne der altsåses som stort set uafhængig af viden om fysik.Nogle spørgsmål melder sig imidlertid her, somviser det problematiske i på denne måde at isoleredet praktiske arbejde fra teorien. Først et par derangår P2 (eksperimentelle færdigheder). Erlaboratorietekniske færdigheder virkelig i sig selven central kompetence for en gymnasieelev? Er

det vigtigt for at kunne klare sig i det modernesamfund at man kan begå sig i et typisk skolefy-siklaboratorium? Eller kan det hævdes i en elleranden forstand at høre til almen dannelse? Etandet spørgsmål angår ønsket om at lære eleverneat planlægge en eksperimentel undersøgelse ogforstå betydningen af et kontrolleret eksperiment(P3). Kan en sådan evne opøves uden at arbejdeinden for en vis teoretisk og begrebsmæssig ram-me (f.eks. fysikkens)? Kan man formulere eteksperimentelt problem og fastlægge hvilkevariable der skal undersøges uden at tageudgangspunkt i en bestemt begrebs- og teoriverden?Sandheden er snarere at fysikkens teorier og eks-perimentelle metoder hører uløseligt sammen.Altså at teorier i betydelig grad må være bestem-mende for hvad der undersøges i laboratoriet, oghvordan det gøres; og at teorier bl.a. får meningved at kunne forbindes med en fænomenverdensom eleverne selv kan opleve, f.eks. i laboratoriet.Man kan formulere dette som et mål der over-skrider den ovenfor brugte skelnen:• Eleverne lærer at forbinde fysikken med virke-

ligheden.

LÆRERNES HOLDNING

Der er i England gennemført en lang rækkeundersøgelser af fysiklæreres holdninger tilspørgsmålet om formålet med laboratoriearbej-det. I tre undersøgelser i henholdsvis 1962, 1975og 1996 (Woolnough, 1998) ser vi en vis udvik-ling i lærerenes indstilling. I nedenstående tabeler resultaterne fra de tre undersøgelser anført. Demål der drejer sig om at forbinde det praktiskearbejde med teorien er særligt markeret (T1, T2,T3). Tallene angiver lærernes syn på den relativevigtighed af ti mulige mål hvor 1 betyder mestvigtigt og 10 mindst vigtigt.

Fælles for resultaterne i alle tre undersøgelser erat det formål lærerne tillægger størst betydning er“To encourage accurate observation and descrip-tion”. Hvis vi ser på de andre mulige formållærerne blev præsenteret for, ændrer holdningernetil deres relative betydning sig markant: Fra stærkvægtning af formidling af teoretisk indhold til enhovedvægt på procesorienterede mål. I under-

119

120

søgelsen fra 1962 kommer følgende formål indpå en andenplads: “To elucidate theoretical workas an aid to comprehension” (T3). Og på tredje-pladsen nævnes: “For finding facts and arriving atnew principles” (T1). Efter disse læreres meninghar laboratoriearbejdet altså en central betydningfor teori- og begrebsudviklingen hos eleverne, ogdet synspunkt at eleverne i laboratoriet kan findefrem til nye principper er åbenbart udbredt.

I 1975 er disse to formål (belyse teorien og findefrem til nye principper) gledet ned på hhv. sjetteog ottende pladsen ud af ti mulige. I stedet får vipå andenpladsen: “To make phenomena morereal through experience”, og på tredjepladsen:“To promote a logical, reasoning method of tho-ught”. I 1996 avancerer dette formål (at fremmelogisk ræsonnement) til andenpladsen, og påtredjepladsen får vi: “To practise seeing problems,and seeking ways to solve them”. Dette formåloptrådte i 1962 på ottendepladsen og i 1975 påsyvendepladsen. Det formål der i 1962 kom indpå en tredjeplads: “For finding facts and arrivingat new principles”, er nu gledet ned på en tiende-plads af ti mulige, efter det intetsigende “At opfyl-de bekendtgørelseskravene”.

Vi ser altså i denne engelske undersøgelse enændring i lærernes forestillinger om den muligepædagogiske effekt af laboratorieundervisningen.

Dette skyldes uden tvivl en ændret opfattelse afhvad denne undervisningsform egentlig formår.Mange undersøgelser (se henvisninger hos Wool-nough, 1999) har sået alvorlig tvivl om labora-torieundervisningens effektivitet med hensyn tilat give eleverne en forståelse af fysikkens begreberog teorier. Men ændringen kan meget vel ogsåskyldes en forskydning i lærernes ideer om hvadder er formålet med fysikundervisningen i dethele taget. Det er påfaldende at bortset fra denuændrede topprioritering af ønsket om i labora-toriet at lære eleverne præcis iagttagelse og beskri-velse af naturfænomener, så har målet at bibringeeleverne en forståelse af teorierne veget pladsenfor mere almene kompetencer: at kunne ræson-nere logisk, at kunne identificere problemer, atkunne udtænke måder hvorpå problemer kanløses. Formål som i 1962 blev prioriteret lavt.

Selv om der ikke i Danmark er foretaget tilsva-rende undersøgelser af udviklingen i gymnasie-læreres holdninger, er der grund til at formode etlignende billede her. Af en undersøgelse (GFII)gennemført af Center for Naturfagenes Didaktiki 1998 af fysikundervisningen i 1.g (Krogh ogThomsen 2000) fremgår det at læringsmål som”at opnå indsigt i fysikkens arbejdsmetoder” og”udvikling af en undersøgende/eksperimenteren-de holdning” prioriteres højt (tilslutning fra hhv.64% og 52% af de adspurgte lærere).

Læreres opfattelse af det praktiske arbejdes rolle i fysikundervisningen, 1962, 1975, 1996(For elever i aldersgruppen 16-18, altså svarende til det danske gymnasium)

Kerr Oxford OxfordAIMS 1962 1975 1996

To make phenomena more real through experience 7 2 4 To practice seeing problems and seeking ways to solve them 8 7 3 To promote a logical, reasoning method of thought 4 3 2 To encourage accurate observation and description 1 1 1 For finding facts and arriving at new principles (T1) 3 8 10 To elucidate theoretical work as an aid to comprehension (T3) 2 6 5 To arouse and maintain interest 9 4 6 To develop specific manipulative skills 6 5 7 To verify facts and principles already taught (T2) 5 10 8 To satisfy National Curriculum and GSCE requirements 10 9 9

Nu er læreres svar på spørgsmålet om hvad deanser for vigtigt i fysikundervisningen ikke detsamme som en beskrivelse af hvad de rent faktiskgør. Dertil er de uskrevne traditioner for under-visningsformen alt for stærk, tiden til fornyelsealt for knap, de forhåndenværende ressourcer altfor begrænsede. De samme lærere der anfører deovenfor anførte almene kompetencer ”to encou-rage accurate observation and description” og ”topromote a logical, reasoning method of thought”som højt prioriterede mål angiver da også at deeksperimenter som de oftest lader deres eleverudføre er “strukturerede eksperimenter forbundetmed teorien”. Altså det vi normalt ville kalde“kogebogsforsøg”. I den nævnte danske under-søgelse ser vi noget lignende.

Men det er ikke nødvendigvis bare traditionen ogbegrænsede ressourcer der har resulteret i konflik-ten mellem praksis og de opstillede pædagogiskemål. Der har sikkert også været et ønske om at nåflere forskellige mål på samme tid, og en mang-lende refleksion hos mange lærere over den pæda-gogiske effekt af forskellige aktiviteter i laborato-riet.

En af de forskere der har været mest skeptisk overfor laboratoriearbejdet som det normalt ser ud idag er Brian Woolnough.

Han trækker tingene skarpt op:...much practical work is ineffective, unscientificand a positive deterrent for many students to conti-nue with their science. It is ineffective in helping thestudents understand the concepts and theories of sci-ence.. It is unscientific in that it is quite unlike realscientific activity. And it is boring and time-wastingfor many students who find it unnecessary andunstimulating.I would argue that much of this ineffectiveness hasbeen caused by a fundamental, and long lasting,confusion and conflict between aims for doing pra-ctical work.. We could argue that there are twomain aims for teaching science, to know what andto know how – helping students understand the con-cepts of science and the processes of science. Scienceteaching should help the students know and under-stand the principles and theories of science and also

understand and appreciate the way that scientistswork. The problems arise when practical work isused with the hope of meeting both of these aims at– the same time. I would contend that trying to ful-fill both aims in the same experiment will preventthe achievement of either – if we so tightly structurethe practical that it clarifies the theory we will notallow the student to experiment freely, if we encou-rage the students to investigate the problem indepen-dently it is unlikely that they will discover “the righttheory”. (Woolnough, 1998)

Woolnough sætter her fingeren på et afgørendedilemma i undervisningen i laboratoriet: Hviseleverne skal udvikle en forståelse for ”fysikkensarbejdsmetoder” og udvikle ”en undersøgen-de/eksperimenterende holdning” må de have enhøj grad af frihed, deres egne fortolkningsforsøgog begrebskonstruktioner må tages alvorligt. Hvisde på den anden side skal udbygge deres forståel-se for de (officielle) fysiske teorier og begreberkan en meget håndfast styring af deres arbejds-proces ofte synes nødvendig.

Dilemmaet sætter fokus på en afgørende forskelmellem den videnskabelige forskningsproces ogelevernes læreproces i skolen: Der er forskel på atskabe fysik og at genskabe fysiske teorier.

Woolnough skelner mellem læringsmålene toknow what og to know how, svarende til det vi harkaldt teorirelaterede mål og procesrelaterede mål.Vi kan måske hertil føje et to know about. Hods-on (1996) grupperer således de forskellige mål pådenne måde:

To help students learn science – acquire anddevelop conceptual and theoretical knowledge.To help students learn about science – develop anunderstanding of the nature and methods of sci-ence and an awareness of the complex interacti-ons among science, technology, society and theenvironment.To enable students to do science – engage in anddevelop expertise scientific inquiry and problemsolving.

Spørgsmålet bliver så om der findes aktiviteter i

121

122

laboratoriet der er egnede til at nå et eller flere afdisse mål, og hvilke typer aktiviteter der bedstfremmer hver enkelt af dem.

FORMER FOR

LABORATORIEARBEJDE

Praktisk arbejde kan antage vidt forskellige for-mer og kan klassificeres på mange måder (se Mil-lar et al.1999, Nielsen & Paulsen 1992, Thomsen1993). Man kan f.eks. klassificere efter hvormegen frihed eleven har til at træffe valg (er deteleven eller læreren der bestemmer: problem,hjælpemidler, fremgangsmåde, fortolkning afresultater). I den ene ende af dette spektrum harvi øvelsen hvor eleven ikke har nogen valgfrihedoverhovedet og allerhøjst skal gøre sig overvejelserover årsagen til eventuelle afvigelser mellem resul-tatet af øvelsen og det på forhånd givne svar. Iden anden ende ligger den helt åbne eksperimen-telle undersøgelse hvor både problemformulering,gennemførelsen, og fortolkningen af datamateria-let er overladt til eleven. Man kan også klassifice-re efter problemets art (f.eks. undersøge en sam-menhæng, teste en forudsigelse, gøre rede for ogforklare et fænomen). Af interesse er sammen-hængen mellem arten af det praktiske arbejde ogde læringsmål der nås.

Herunder anføres en mulig klassificering i for-hold til åbenhed. Den er bl.a. inspireret af klassi-ficeringer udformet af Millar, Le Maréchal,

Tiberghien (1999) og af Albert Paulsen (Gold-bech, Touborg, Würtz (1992)).Tallene i skemaetforklares senere.

Skemaet giver kun en grov oversigt over spektretaf frihedsgrader. Det er også vigtigt at gøre sigklart at de indbyrdes lapper over hinanden.Problemformuleringen hænger f.eks. nøje sam-men med planlægningen og det teoretiskeudgangspunkt. Alligevel kan det være nyttigt atforetage en skelnen, fordi det er muligt for lære-ren at indskrænke elevens frihed til at omfattebestemte udvalgte faser af den ellers sammenhæn-gende proces.

Hvad problemformuleringen angår, kan hele pro-cessen fra en diffus undren over en indsnævringaf problemområdet til en præcis formulering af etkonret fysisk problem være helt overladt til ele-verne, eller den kan gennemløbes af elever oglærer i fællesskab. Læreren kan også have foreta-get en problemafgrænsning, så kun den sidste delaf processen overlades til eleverne. Endelig kanogså selve det konkrete problem være formuleretaf læreren på forhånd.

I planlægningsfasen kan det være helt overladt tileleverne at udtænke hvad de skal måle, og hvor-dan, eller læreren kan have bestemt udstyret ogdermed indskrænket friheden i planlægningen.Men læreren kan også have overtaget planlægnin-

Undersøgelsens formål /Problemformulering 1 2 3 4 5 Planlægning (a)

Valg af udstyr 1 2 3 4 5 Planlægning (b)

Valg af procedure 1 3 2 4 5 Teoretisk forankring af databehandling og fortolkning (1) 2 (3) (1) (3) 4 5 Valg af metoder til databehandling 1 2 3 4 5 Produkt/ Resultat/Forventet konklusion 1 2 3 4 5 Fortolkning/ Vurdering af resultater (1) (2) (3) (1) (2) (3) 4 5

Grader af åbenhed i Laboratoriearbejdet

Bestemt af Lærer

Bestemt af Elev

gen helt, så eleverne får udleveret en præcisbeskrivelse af proceduren (”kogebog”).

Punktet teoretisk forankring af databehandling ogfortolkning handler om i hvilken grad eleverneforventes at opbygge en teoretisk beskrivelse ellerforståelsesramme af de fænomener de arbejdermed. Også her er der tale om et bredt spektrum:I den ene ende af spektret skal eleverne selv iden-tificere de teorier og begrebsstrukturer der skaldanne grundlag for problemformuleringen, kon-struere beskrivelser og modeller på basis af dereseksperimentelle resultater, og fortolke disse i for-hold til det teoretiske grundlag. I den anden endefår eleverne præcis at vide hvilke formler målere-sultaterne skal sættes ind i.

Metoder til databehandling kan f.eks. være organi-sering af data i tabel, grafisk afbildning og analyseaf graf, middelværdiberegninger, brug af regne-ark, indsættelse af data i computermodeller. Ogsåfortolkning af ikke umiddelbart gennemskueligemåledata (som f.eks. prikker på en timerstrimmeleller hastighedsmålinger med fotoceller) kan hen-regnes til denne kategori.

Med hensyn til resultatet af laboratoriearbejdetspænder mulighederne fra den helt åbne under-søgelse som ingen (hverken elever eller lærer) vedhvor ender, over undersøgelser hvor elevernebevæger sig ud i et ukendt område som dog ervelkendt for læreren, til øvelser hvor elevernef.eks. skal måle en størrelse og sammenligne denmed tabelværdien, eller eftervise en kendt lov-mæssighed.

Også den endelige vurdering af resultaterne kanvære lagt i mere eller mindre faste rammer: Frahelt selvstændige elevovervejelser af resultaternestroværdighed og betydning til en vurdering afmåleusikkerhed og sammenligning af denne medafvigelsen fra tabelværdien.

Den ovenstående gennemgang skal vise at der eret meget stort antal valgmuligheder for lærerenmed hensyn til hvad og hvor meget der skal væreoverladt til eleverne i det eksperimentelle arbejde.

I det følgende diskuteres forskellige former forlaboratoriearbejde nærmere. Diskussionen vil bli-ve illustreret med iagttagelser af fem udvalgteeksempler i de to klasser vi har observeret.

De fem eksempler er søgt placeret i skema 1.

De deler sig naturligt i to grupper:

”Lukkede” eksperimentelle undersøgelser:1. Bestemmelse af specifik smeltevarme for is

og specifik fordampningsvarme for vand(1y)

2. Undersøgelse af batteri (2x)3. Luftpudebanen (2y)

Øvelserne adskiller sig på følgende måde fra hin-anden:

Den første (bestemmelse af specifik smeltevarmefor is og specifik fordampningsvarme for vand) erkarakteriseret ved at der anvendes forholdsvissimpelt udstyr (skumplastbæger, termometer,vandkedel), men at der af eleverne kræves mate-matisk prægede teoretiske overvejelser af betyde-lig sværhedsgrad for klassetrinet.

Desuden var øvelsen knyttet sammen med entemmelig omfattende usikkerhedsanalyse påregneark.

I den anden (undersøgelse af batteri) benyttesapparatur der er lidt mere uigennemskueligt. Tilgengæld er den tilknyttede teori matematisk sim-plere.

Den tredje (luftpudebanen) er karakteriseret vedat der benyttes særdeles kompliceret apparatur:Luftpudebane, fotoceller, computer med programtil dataopsamling. Eleverne forventes at indføreteoretiske sammenhænge i computerprogrammet,og fortolke de af computeren registrerede ogberegnede data.

”Åbne” eksperimentelle undersøgelser:4. Undersøgelse af hoppende bold (2y)5. Undersøgelse af vandstråle der rammer

bægerglas på vægt (2y)

123

124

Disse to undersøgelser er begge åbne i den for-stand at den konkrete problemformulering helt eroverladt til eleverne, mens det fænomen der gørestil genstand for undersøgelse er valgt af læreren.

I skemaet er de fem øvelser søgt placeret efter denfrihedsgrad eleverne har fået.

Lukkede øvelser

I feltet mellem åbenhed og lukkethed i det prak-tiske arbejde, vil vi først diskutere den traditio-nelle ”kogebogsøvelse” med en detaljeret skriftligvejledning i hvordan forsøget skal udføres, oghvis formål ofte er at eftervise allerede gennem-gået teori.

Af GFII-undersøgelsen fremgår det at danskegymnasiefysiklærere helt overvejende benytter sigaf denne type øvelser i laboratorieundervisningen.Eleverne svarer at de næsten altid får ”udleveret enudførlig øvelsesvejledning som forklarer hvordan for-søget skal udføres”, og ofte er det sådan at ”i fysik-øvelserne efterviser de teoristof som allerede er blevetgennemgået”. Eleverne har altså meget lidt frihed ilaboratoriearbejdet – til trods for den høje priori-tering lærerne giver mål som ”fysikkens arbejds-metoder” og ”udvikling af en undersøgende/eks-perimenterende holdning”. Forfatterne til GFII-rapporten (Krogh og Thomsen 2000) konklude-rer• at eleverne så godt som aldrig selv laver

problemformuleringer eller leverer ideer tilundersøgelser

• at der sjældent udføres forsøg med flerefrihedsgrader

• at udførelsen praktisk taget altid er givet viaen øvelsesvejledning

• at der oftest er tale om at eftervise givne teo-rier eller bestemme størrelser for hvilke derallerede foreligger et ”facit” i form af entabelværdi

Man kan så spørge om hvilken type berettigelsedenne type øvelser kan tænkes at have. Kan debruges til at understøtte teoriforståelsen? Ellerkan de udelukkende bruges til at opøveapparaturkendskab og praktisk kunnen?

Som nævnt tidligere er der ikke meget grund tilat tro at denne type øvelser bidrager nævnevær-digt til udvikling af elevernes teori- og begrebs-forståelse.

Lad os se på et eksempel for bedre at forstå årsa-gen til dette. I den første af de ovenfor nævnteøvelser gik ud på at finde hhv. smelte- ogfordampningsvarme. Eleverne fik en nøje beskri-velse af proceduren (se bilag 1). Her følgerbeskrivelsen for måling af smeltevarme:

Målemetode:En afvejet mængde varmt vand ved en tem-peratur noget over stuetemperatur holdesklar i et plastbæger. En isterning tages ud afdybfryseren og kommes hurtigt ned i van-det. Temperaturen måles løbende. Lavesteopnåede temperatur (fællestemperaturen)aflæses. Vandet med den smeltede is vejes.Dybfryserens temperatur aflæses.

I vejledningen til forsøget hvor fordampningsvar-men skal bestemmes, beskrives på lignende mådenøje to forskellige mulige procedurer.

Den virkelige opgave for eleverne var at opstilleet energiregnskab. Dette vender vi tilbage til. Selvom eleverne før laboratoriearbejdet i længere tidarbejdede med de teoretiske aspekter, gik formålog mening med øvelsen, altså hvad de egentlighavde målt, og hvordan målingerne skulle bruges,først op for dem længe efter afslutningen af selvelaboratoriedelen. Der forekommer stort set helleringen synlige forsøg på at fastslå et sådant formål:Eleverne diskuterer ikke spørgsmålet. Følgendesamtale i laboratoriet mellem en interviewer (I)og en elev (E) er typisk. Den finder sted efter atder er blevet målt på smeltning af is:

I: Må jeg spørge hvad det er I venter på?E: I øjeblikket venter vi på at de andre bliver færdi-ge så vi kan gå videre med næste forsøg.

(Eleverne venter på at en opstilling til bestem-melse af fordampningsvarme skal blive ledigt)I: Hvad med det forrige forsøg? Er I færdige meddet?

E: Nogenlunde. Jeg tror der var nogenlunde enighedom at vi skulle gå videre så snart de andre var fær-dige.I: Har I målt det I skulle i forrige forsøg? I manglerbare beregningerne?E: Ja, og slå op.I: Hvad var det I skulle måle. Eller: hvad var det Iskulle finde?E: Altså vandets temperatur da vi startede.Og såhvad den fælles temperatur blev. Og så masserne.Den fælles masse. Og den specifikke varmekapacitetog den specifikke smeltevarme. Jeg er i gang med at finde ud af hvad det er forbetegnelser M [en anden elev i gruppen] har brugt.I: Men hvad skal det ende med at I finder ud af?E: Så langt er jeg ikke helt nået.(Lang pause. E kigger omhyggeligt i sine papirer.)E: Noget med hvor stor usikkerheden er…

Nu var laboratoriearbejdet kun en del af øvelsen.I lektionerne før og efter timen i laboratorietskulle de selv opstille ligninger der beskrev fæno-menet, og som kunne bruges til at beregne desøgte talværdier. Elevernes opgave var formulere-ret således:

Opstil et energiregnskab i form af en energi-ligning for forsøget. Energi modtaget til isenbestår af tre led: (1) opvarmning af isen til0∞C; (2) smeltning af isen; (3) opvarmningaf smeltevandet fra 0∞C til fællestemperatur.Energi afgivet fra vandet består af ét led:afkøling af vandet fra vandets starttempera-tur til fællestemperatur.

Og for fordampningsvarmen:

Opstil et energiregnskab i form af en energi-ligning for forsøget. Energi modtaget af van-det = Energi afgivet fra dampen. Dampenforudsættes at have temperaturen 100∞C.

Lav et skema over navnene på de fysiskestørrelser.Løs energiligningen med Ld som ubekendt.

I denne øvelse har eleverne altså ingen frihedm.h.t valg af procedurer, men forventes at udvisebetydelig selvstændighed i fortolkningen og denteoretiske forankring af data. Man kunne mene atet sådan valg af frihedsgrader vil være velegnet tilat lade eleverne udvikle en teoretisk forståelse afvarmelærens begreber. De tvinges til at arbejdeselvstændigt med begreberne, og de kan knytteopgaven til deres egne iagttagelser af det relevantefænomen og bruge egne målinger i deres bereg-ninger.

Eksemplet synes imidlertid ikke at leve op til dis-se forventninger – tværtimod. Selv om elevernearbejder med problemstillingen før laboratorie-timen, når de slet ikke frem til en så klar forståel-se af begreberne og deres indbyrdes sammenhængat de kan bruge den konstruktivt under målinger-ne. Målingerne kommer imidlertid til at fremståsom løsrevet fra det teoretiske arbejde, og underselve laboratoriearbejdet opnår eleverne tilsynela-dende ikke nogen nævneværdig indsigt. Det visersig da også at eleverne må arbejde i en heldobbelttime med at opstille energiregnskabet ogudregne smelte-og fordampningsvarme. Det vir-ker sandsynligt at målingerne i laboratoriet ikkehar haft afgørende betydning for hvad elevernehar lært i denne øvelse. Et sæt udleverede målere-sultater, eller et lærerforsøg udført foran klassenkunne nok have gjort lige så stor fyldest.

Den afgørende pointe er at formålet med heleaktiviteten under størstedelen af aktiviteten sletikke blev klart for eleverne. Hverken (som illu-streret ved dialogen ovenfor) i den snævre for-stand: hvilken type resultat forventes vi at kom-me frem til? Eller i den mere overordnede betyd-

125

Tv Vandets starttemperatur Ti Isens starttemperatur Tf Fællestemperatur mv Vandets masse mi Isens masse cv Vands specifikke varmekapacitet ci Isens specifikke varmekapacitet Ls Isens specifikke smeltevarme

Navnene på de fysiske størrelser er :

Løs energiligningen med Ls som ubekendt.

126

ning: Hvad forventes vi først og fremmest at læreaf dette?

“Virkelig” videnskab i skolen?

Åbne undersøgelser.

Lad os nu gå til den anden ende af åben-hed/lukkethedsspektret, til den helt åbne eksperi-mentelle undersøgelse. Hvad kan elever lære af ensådan aktivitet? Lad os igen citere Brian Wool-nough.

Woolnough argumenterer for at undervisningen ifysik skal omfatte hvad han kalder “authentic sci-ence”, dvs. aktiviteter der ligner de naturvidenska-belige undersøgelser der foretages af forskere.Han beskriver disse aktiviteter således:Normally, though not exclusively,[..] authentic scien-ce [is] represented by investigationel problem solvingprojects. [..].The problem to be solved will be ownedby the student. It will relate to a topic of interestand will most likely be open-ended. It will take anextended period of time, will involve trials and rese-arches, will allow for different approaches and diffe-rent routes, will allow space for mistakes and dead-ends, and will lead to a solution which will be eval-uated against the original problems and constraints.The planning, the execution and the evaluation willusually be intermixed in an iterative proces. Thetime available, the problem and the resources, willenable each student to succeed (at the appropriatelevel) and finish with a personal sense of achieve-ment. (Woolnough, 1998)

Woolnoughs ”autentiske videnskab” vil altså nor-malt være en åben undersøgelse hvor eleven harmeget stor frihed til selv at formulere et problem.Hans argumenter for at inddrage sådanne aktivi-teter i skolen er følgende:i) to enable the students to develop and use

their personal knowledge through experien-ce;

ii) to enable them to experience doing authen-tic science (and thus partake in one of ourprincipal cultural activities);

iii) to provide students with the skills and atti-tudes (the personal knowledge) that are use-ful to employers; and

iv) to motivate students towards science and

hence increase their propensity to learn pub-lic knowledge of science too.(Woolnough, 1998)

For Woolnough er begrundelsen for denne typeeksperimentelt arbejde altså at det hjælper elever-ne til at erhverve visse generelle kompetencer oggiver dem en bedre forståelse af hvad videnskabog videnskabelig forskning egentlig er. Men hanafviser at sådanne projekter kan bidrage til at ele-verne lærer teori. Deres berettigelse i denne sam-menhæng er alene at de kan motivere eleverne forfaget og dermed give dem lyst til (på andenmåde) at sætte sig ind i fysikkens begreber ogteorier (public knowledge). Til gengæld får elever-ne altså noget andet, nemlig færdigheder og hold-ninger som ifl. Woolnough er stærkt efterspurgtei vore dages samfund.

Den proces Woolnough ønsker at eleverne skalgennemløbe er en iterativ proces der kan illustre-res ved nedenstående figur (modellen er udarbej-det af Gott & Murphy (1987), dansk oversættelsei Poul V. Thomsen (red.) 1993).

Spørgsmålet bliver så hvordan vi får eleverne til atgennemløbe en sådan proces med udbytte. For atbelyse vanskelighederne kan vi se på en af deovenfor nævnte åbne undersøgelser (den hoppen-de bold):

Eleverne valgte opgaven blandt en halv snesmuligheder. Læreren har altså valgt de områderder kunne undersøges. Men bortset fra dette eropgaven helt åben: Eleverne skal selv formulere eteller flere problemer. De skal selv få ideer ogmetoder til måling af relevante størrelser, de skalselv fortolke deres resultater. Det viser sig at dehar meget store vanskeligheder med at formulereet problem der kan angribes eksperimentelt. Denår dog frem til at det må være muligt at målehoppehøjderne og afbilde dem grafisk som funk-tion af antal hop fra start. Det gør de, men udenat være i stand til at benytte teoretiske overvejel-ser. Som en elev siger:

”Det bliver en praktisk model. Man kan ikke laveen teoretisk model”. De antager at deres graf bli-ver lineær, men opdager at den snarere er ekspo-nentielt aftagende, hvilket bekræftes grafisk. Dehar altså lavet en empirisk model af hoppehøjder-ne. Men så kommer de heller ikke længere. De erikke i stand til at stille spørgsmål der kan give enyderligere forståelse af deres iagttagelser, eller somkan danne grundlag for fortsat undersøgelse.De vil gerne finde hastigheden af bolden når denhopper op fra gulvet. Men de er ikke i stand til atforbinde deres teoretiske viden med det fænomende studerer. De kan ikke sætte deres spørgsmålind i en teoretisk ramme der gør det muligt atindse hvad der skal måles for at finde svaret.

De bruger derefter over en time på et frugtesløstforsøg på at måle accelerationen af den faldendebold for forskelige faldhøjder – også her uden enklar problemformulering.

Her er tale om et forløb der på ingen måde leverop til de ideelle forestillinger om den åbneeksperimentelle undersøgelse. Det kan der væremange grunde til: Måske har eleverne ikke værettilstrækkeligt motiverede (selv om de begyndtearbejdet med en vis begejstring), måske har deikke fået tid nok. Men én ting er formentlig heltafgørende: at eleverne ikke magtede/ikke fik nokhjælp til at betragte det fænomen de studerede ilyset af relevante dele af deres teoretiske viden(her mekanikken).

127

DYNAMISK MODEL FOR PROBLEMLØSNING MED EKSPERIMENTER

128

Som et andet eksempel kan vi se på undersøgel-sen ”vandstråle i bæger på vægt” (nummer 5):

Gruppen diskuterer i ca. 30 minutter hvad dekan og bør måle. Efterhånden kommer de ind påden tanke at det at vandet falder ned i bægerglas-set må give anledning til et udslag ud over detder hidrører fra vandets vægt.

E1: Lad os sige at vi lukker 50g vand ud. Når derammer vægten fra en eller anden højde, så målerden jo et eller andet, ikke, inden den skriver de 50g.E2: Du mener den giver et udsving inden den fal-der helt..E1: Ja, og det højeste udsving den laver, det må være…E2: … den kraft fra vandet

Eleverne kan imidlertid ikke finde ud af hvordande skal aflæse disse udslag på vægten.

E2 overvejer om man ikke kan undgå en sådanmomentan aflæsning ved at prøve at beregnenogle størrelser. Men det står ikke klart for hendehvilke beregninger det skulle være.E3: Det’ lige det når man ikke er klar over hvilkeværdier man kan udregne.E2: Når man ikke har alle de der formler i hovedet.

Uden at have kunnet formulere et problem gårgruppen nu i gang med at hælde vand i bægeretfra en bestemt højde i forskellige tidsrum.

Vi ser hvordan elevernes manglende evne til atmobilisere deres teoretiske viden ødelægger deresmulighed for at formulere meningsfulde proble-mer. En sådan evne til at forbinde teori og fæno-men, har de tidligere lukkede øvelser ikke bidra-get nævneværdigt til at udvikle.

En forestilling om problemorienterede eksperi-mentelle undersøgelser hvor teorien ikke spillernogen afgørende rolle holder derfor næppe. Deter ikke sandsynligt at man kan erhverve ”proces-kompetencerne” i fysik uden at sætte sig ind ifysikkens teori- og begrebsapparat.

LABORATORIEARBEJDET

ANSKUET SOM PROBLEMLØSNING

Vi så at der hos engelske lærere i de sidste 30-40år er sket et holdningsskred, således at man ihøjere grad søger at bibringe eleverne generellekompetencer, nemlig problemløsningskompeten-ce, og evnen til at ræsonnere logisk. GFII-under-søgelsen viser at også danske fysiklærere læggerstor vægt på sådanne kompetencer. Der er hertale om kompetencer der ikke umiddelbart kom-mer til udtryk ved løsningen af relativt simplefysikopgaver, eller ved traditionelle “kogebog-søvelser” i laboratoriet. Hvad der er tale om erevnen til at håndtere mere indviklede problem-stillinger: problemstillinger der kræver at mankan kombinere viden fra forskellige områder, atman forstår og kan bruge mere generelle metoder,modeller osv. Disse kompetencer kan ikke adskil-les helt fra viden om fysikkens teorier. Men deforudsætter en forståelse der rækker ud over (ogtil dels er uafhængig af ) kendskabet til de speci-fikke discipliner og kundskabsområder i fysikken.

Woolnough mener at “authentic science” i skolen,repræsenteret ved “investigationel problem solvingprojects” repræsenterer en vej til erhvervelsen afdisse kompetencer.

Men her må vi, som jeg allerede har antydet, gøreos klart at problemløsning i fysik er uløseligtknyttet til fysikkens teori. Fysikken er karakteri-seret ved en særlig tilgang til naturen, beståendeaf et samspil mellem teori og eksperiment. Despørgsmål fysikken undersøger eksperimentelt haraltid nogle (fysik)teoretiske forudsætninger, og deiagttagelser man gør i laboratoriet fortolkes altid(eller forsøges fortolket) ved hjælp af fysikkensbegrebsverden. De vigtige generelle procesrelate-rede kompetencer kan i fysikundervisningen ikkeskilles fra læring af fysikkens begreber og teorier.

Problemer er ikke bare noget der findes i verden,og som skal ”opdages” eller ”identificeres”. Etproblem skal konstrueres som problem. Grundla-get for at konstruere et problem kan være enundren. Eller det kan være vanskeligheder man erløbet ind i på vejen mod et mål man ønsker atnå. Hvilken type problem der bliver formuleret

afhænger af hvilken forhåndsforståelse man har afsituationen, og i hvilken ramme man som følgeheraf formulerer problemet. For at der kan væretale om et ”fysikproblem” må rammen være fysik-kens begrebsverden.

Hvordan går man fra en undren til konstruktio-nen af et problem? Først og fremmest må mandefinere et mål. Det er almindeligt at sige (sePolya 1945, Parthey 1978 i Christiansen 1986))at man står over for et problem hvis man ønskerat opnå et mål under bestemte betingelser, menikke har nogen procedure til rådighed der førertil det pågældende mål. Kender man derimod ensådan procedure er der tale om en rutineopgave.Dermed er det også klart at det der er et problemfor den ene er måske ikke et problem, men enrutineopgave for en anden. F.eks. er opgaven atbestemme isens smeltevarme et problem fornæsten alle gymnasieelever (hvis de ikke har fåetat vide hvordan de skal gøre), mens det for lære-ren er en rutineopgave. Derimod er det at følgeen vejledning i en bestemt procedure, indsætte tali nogle formler, og på den måde bestemme isenssmeltevarme, ikke et problem, heller ikke for ele-ver, også selv om det for mange kan være svært.Men selv om det at bestemme smeltevarme er etpotentielt problem for eleverne, er det ikke ikkegivet at de opfatter det som et problem, eller at deopfatter den procedure de udfører som løsning afdette problem. For at kunne opfatte sagen somproblem må de kunne fokusere på et mål(bestemme smeltevarme), og for at dette skal givemening, må de forstå begrebet smeltevarme og derelationer i varmelæren hvori det indgår på ensådan måde at smeltevarme fremstår som enstørrelse der kan beregnes ved hjælp af en passen-de kombination af målinger og teoretiske sam-menhænge.

Derfor kan problemløsningskompetence ikkeadskilles fra viden om fysik (eller et andet kon-kret vidensområde). Tværtimod kan den opfattessom indikator for en overordnet forståelse affysikkens begreber og tankegange. Afgørende forat elever kan opnå en god forståelse af fysikkensbegreber er at de får mulighed for at afprøve demog få succes med dem. Det sker først og frem-

mest når de løser problemer, herunder problemerder (delvist) skal løses eksperimentelt.

I det meste af den laboratorieundervisning derforegår placeres eleverne ikke i situationer sombegunstiger kritisk og strategisk tænkning. Ihvert fald resulterer den, så vidt man kan se, ikke i en sådan tænkning hos eleverne. Det gæl-der også i de tilfælde hvor det tydeligvis harværet lærerens intention, og hvor eleverne ikkefår alle nødvendige oplysninger udleveret, menselv bliver bedt om at ræsonnere, udlede formlerosv. Der er grund til at formode at kun megetlidt af den eksperimentelle fysikundervisning igymnasieskolen bidrager nævneværdigt tilopøvelsen af problemløsningstænkning. Eleverneopnår simpelt hen aldrig nogen bevidsthed omat de er i færd med at løse et problem, og der-for bidrager laboratoriet hverken til opøvelse afen strategisk problemløsningskompetence eller til en bedre forståelse af fysikkens begreber ogteorier.

Hvad kan så være årsagen til dette? Årsagen erførst og fremmest at situationen præsenteres foreleverne på en sådan måde at det ikke fremstårsom en nødvendighed at konstruere et problem iden ovennævnte forstand. Den eksperimentelleproblemstilling præsenteres i de allerfleste tilfældeikke for eleverne som et fysisk problem der skalløses eksperimentelt – også selvom læreren opfat-ter den på den måde. Måske bliver eleverne bedtom at løse visse delproblemer; men de afgørendefaser i løsningen af problemet er foretaget af lære-ren. Mennesker, og det gælder også gymnasieele-ver, involverer normalt ikke større begrebsmæssigabstraktion eller kompleksitet i deres tænkningend der synes at være behov for i den konkretesituation. (At man i visse tilfælde kan mobilisereet stort begrebsapparat som viser sig at være foromfattende og irrelevant for den givne problem-stilling, fordi man ikke kan gennemskue at detikke er nødvendigt, modsiger ikke dette). Så hvisde kan klare situationen uden at konstruere nogetproblem, gør de det, som vi også så det illustrereti eksemplet med varmelæreøvelsen.

Men som vi har set, er også den teoretiske bag-

129

130

grund eleverne er i stand til at mobilisere,afgørende for hvilke problemer de kan konstrue-re. Man kan sige at problemkonstruktionen i højgrad er afhængig af konteksten: Den kontekstlaboratoriet og det eksperimentelle udstyr sætter,den kontekst læreren sætter ved sin formuleringaf opgaven, den kontekst elevernes teoretiskeviden sætter. Kommer eleverne i vanskelighederkonstruerer de som regel et ”problem”. Men detbliver et problem der er bestemt af de mulighederkonteksten sætter. Ofte vil det eneste problemeleverne kan konstruere når de står overfor envanskelighed i en fysiktime være : ”Hvilken for-mel skal vi bruge?”

Det er altså vigtigt for læreren at arbejde bevidstmed konteksten: Hvordan opfatter eleverne densituation de er blevet placeret i, og hvad er deresforudsætninger for at arbejde med den situation.Et eksempel på at lærer og elever opfatter situati-onen forskelligt har vi øvelsen ”Undersøgelse afbatteri” (øvelse 2):Eleverne skal måle karakteristikken for et ele-ment. De har fået en skriftlig vejledning. Engruppe foretager mange målinger med store vær-dier af den ydre modstand, med det resultat atspændingen stort set ikke ændrer sig. Men detopfatter eleverne naturligvis ikke som et problem.Tværtimod hæfter de sig ved de små ændringerde mener at se. Da læreren kommer og viser demat de skal bruge små modstande, føler de sig ensmule snydt:Elev: Det er vores forsøg, ikke lærerens forsøg.

Der er tydeligvis ikke enighed mellem læreren ogeleverne om hvilken type aktivitet der her er taleom, og hvad formålet med den er: Er der tale omen (åben) undersøgelse af et fænomen,hvor detgælder om at bruge sine sanser og sunde fornuft?Eller er det en øvelse der skal illustrere enbestemt (af fysikken velkendt og velbeskrevet)sammenhæng?

Øvelsen er også et eksempel på hvordan man i etvidenskabeligt eksperiment, ud fra teoretiskeovervejelser, skal vide hvad man kigger efter –med mindre man befinder sig i en indledendeudforskende fase. Her har læreren en forestilling

om hvad der kan forventes som eleverne ikkekender, eller ikke har forstået.

For alle tre lukkede øvelser gælder det at elevernestort set ingen bevidsthed har om hvilket pro-blem der arbejdes med. Desuden indgår teorienikke på den måde at den definerer og klargør deteksperimentelle problem, men snarere som enpåhæftet komplikation. Det viser sig derfor ogsåat den manglende problemorientering der prægeralle de lukkede øvelser resulterer i at eleverne i deåbne undersøgelser ikke er i stand til at formulereet meningsfuldt problem.

HVORDAN KAN LABORATORIE-

ARBEJDET BIDRAGE TIL EN BEDRE

FYSIKUNDERVISNING?

Af de ovenstående overvejelser følger følgende på-stande:• en ægte forståelse af fysikkens begreber viser

sig først og fremmest i problemløsningssitu-ationer

• der er et samspil mellem opnåelsen af fysiskproblemløsningskompetence og tilegnelsenaf fysikkens teori

• problemorienteret laboratoriearbejde kanvære et effektivt middel til undervisning ifysikkens teori og bør derfor indgå medbetydelig vægt i undervisningen

Det er ikke nødvendigvis afgørende for at labora-toriearbejdet kan spille en sådan rolle, at elevernearbejder med meget åbne problemstillinger. Mankan ikke udelukke at det ikke kun er helt åbneproblemstillinger der fremmer elevernes selvstæn-dige tænkning. Også det “simple” (normalt aflæreren formulerede) problem kan i høj grad tæn-kes at fremme selvstændig tænkning, forudsat ateleven har en klar problembevidshed, således ateleven er med hele vejen og selv kan overskueproblemløsningsprocessen. Mange forskelligekombinationer af frihedsgrader/begrænsninger,valgt med omhu af læreren, kan formentlig føretil effektiv fysiklæring. Det vigtigste er at eleverneopnår en klar problembevidsthed i forbindelsemed deres arbejde.

Det er ikke det normale i dag. Eleverne har stort

set ingen bevidsthed har om hvilket problem derarbejdes med. Desuden indgår teorien ikke påden måde at den definerer og klargør det eksperi-mentelle problem, men snarere som en påhæftetkomplikation. Meget ofte er eleverne uforberedte.I bedste fald består deres forberedelse i at de harsikret sig at de kan følge vejledningen. Dette ven-der vi tilbage til. For det andet har vi næstenaldrig set at de taler om fysik mens de arbejder ilaboratoriet. I bedste fald taler de om hvordan deskal overvinde de små konkrete vanskeligheder demøder undervejs.

Hvis laboratoriearbejdet skal illustrere og under-støtte den teori eleverne har lært, forudsætter detat eleverne her får sat begreberne i forbindelsemed virkelige fænomener, at de forestiller sigbegreberne mens de arbejder med situationer derkan beskrives v.hj.a. disse begreber. At de f.eks.forbinder amperemeteret med begrebetstrømstyrke, eller at de forestiller sig energistrøm-me når isen ligger i vandet og smelter.

Der er ikke meget i elevernes samtale under labo-ratoriearbejdet der tyder på at det forholder sigsådan. De diskuterer hverken fysiske begreber iforbindelse med den eksperimentelle situationeller (som vi så illustreret tidligere) hvilke mål deegentlig formodes at arbejde frem imod.

Selvfølgelig er det at eleverne ikke taler om fysik-begreber under arbejdet ikke nødvendigvis ensbe-tydende med at de ikke tænker på dem. Men detde faktisk siger tyder snarere på at det kræver såmeget af dem blot at følge den udleverede vejled-ning at de slet ikke har overskud til at tænke påfysikbegreber i forbindelse med apparatmanipula-tionen. At de altså i situationen ikke forbinder“virkeligheden” eller “laboratorieverdenen” med“begrebs-“ eller “formelverdenen”. Ikke bare harde ikke overskud til at foretage en sådan forbin-delse, de føler næppe noget behov for det. Ogsom vi har diskuteret er deres begrebsverdenmåske så uudviklet at de slet ikke er i stand til atgøre det på en meningsfuld måde. Det gælderogså spørgsmålet om hvilket mål de egentligarbejder frem imod – hvad den eksperimentelleopgave egentlig går ud på. Spørger man under

forløbet til dette mål, så ved de mindre bevidsteelever overhovedet ikke hvad man taler om, mensde mere bevidste godt ved at der er et formålmed det hele, men mener at de med god samvit-tighed kan vente til senere (f.eks. rapport-skrivningen) med at finde ud af det.

Det bør på dette sted nok understreges at heleprocessen i forbindelse med laboratoriearbejdet,inklusive rapportskrivningen, absolut ikke erværdiløs. Tværtimod. Men det er vigtigt at væreklar over at stort set hele fysiklæringen i dennesammenhæng sker under rapportskrivningen.Denne rapportskrivning er til gengæld særdelesvigtig, også set i forhold til fysikundervisningensom helhed. Et meget stort antal elever frem-hæver faktisk rapportskrivningen som den aktivi-tet i fysikundervisningen under hvilken de lærermest. Men der er god grund til at tro at eleverneslet ikke får det ud af laboratoriearbejdet som dekunne få.

For at forbedre den situation må der, uanset hvil-ken type laboratoriearbejde der vælges, og uansethvilke frihedsgrader man giver eleverne, læggesmeget større vægt på, og bruges meget mere tidpå det arbejde der ligger før selve den praktiskedel. Situationen er i dag i næsten alle tilfælde denat eleverne bruger meget kort tid til forberedelseaf en time i laboratoriet (hvis de da overhovedetforbereder sig), at de under selve det eksperimen-telle arbejde polemisk sagt har hovedet underarmen, hvorefter de så yder den afgørende (ogmest tidskrævende) indsats under rapportskriv-ningen. Hvis laboratoriearbejdet af eleverne skul-le opfattes som problemløsning i ovennævnte for-stand skulle den forberedende fase, hvor man gørsig problemets natur klart og finder ud af hvor-dan det skal løses, have mindst den samme varig-hed som selve det praktiske arbejde (målinger,graftegning osv.). Hvis arbejdet i laboratoriet skalvære ikke bare hands on men også minds on, sådet bliver udnyttet til at afprøve og få succes medbrugen af fyskbegreber, må det forudgåendearbejde med den eksperimentelle problemstillingvære helt anderledes dybtgående og selvstændigt.

Forberedelsen skal hjælpe eleverne til at skelne de

131

132

mange enkeltproblemer de møder i laboratoriet(problemer med apparaters funktionsmåde, medat forstå vejledningen, tilslutte et instrument kor-rekt osv., osv.) fra selve det overordnede problem(eller evt. de problemer) der skal løses v.hj.a. denpågældende eksperimentelle undersøgelse. Hvadenten problemet fra starten er snævert og veldefi-neret formuleret af læreren (at bestemme isenssmeltevarme, at bestemme bølgelængderne fornogle linjer i brintspektret, at bestemme tyngde-accelerationen) eller mere åbent (at undersøge enhoppende bold, at undersøge en solcelle) hvoreleverne forventes selv at formulere et eller flerekonkrete problemer før de kan udtænke procedu-rer til at løse dem, skal der gøres et stort arbejdefor at eleverne forstår at de arbejder med proble-mer.

Man kan altså ikke udelukke at det ikke kun erhelt åbne problemstillinger der fremmer elevernesselvstændige tænkning. Også det “simple” (nor-malt af læreren formulerede) problem, kan i højgrad også fremme selvstændig tænkning, forudsatat eleven har en klar ”problembevidshed, såledesat eleven er med hele vejen og selv kan overskueproblemløsningsprocessen.

Ud over spørgsmålet om frihedsgrader, altså hvoråben elevens opgave er, skal man være opmærk-som på kompleksiteten af den situation eleverneplaceres i. I laboratoriearbejdet vil vi altid have ensituation hvor mange forskellige elementer i gym-nasiefysikken mødes og bruges.

Der stilles på én gang krav til 1) manipulation af genstande, herunder brug af

ofte indviklede apparater2) mobilisering af mentale billeder og modeller,

f.eks. forestillinger om elektrisk strøm3) forskellig repræsentation af data, bl.a. grafi-

ske fremstillinger4) fortolkning af data i forhold til modeller

eller teorier – og dermed5) forståelse af modellers eller teoriers betyd-

ning for den eksperimentelle situation

Man kan forsøge, især i den indledende under-visning, at gøre de enkelte komponenter meget

simple så eleverne kun behøver at koncentrere sigrigtigt om én af dem. Men man kommer ikkeuden om at de alle må være til stede i en auten-tisk eksperimentel problemstilling.

Dette kan være et pædagogisk plus ved laborato-riearbejdet. Der er gode grunde (se kap. 9) til atantage at det er meget svært at overføre hvad derkan synes at være generel viden eller generellekompetencer lært i én kontekst til andre sam-menhænge. Det er derfor nærliggende at forestillesig at det er vigtigt at lære fysik i situationer derer forholdsvis sammensatte – som netop labora-toriesituationen. Men det vanskeliggør også denopgave at give eleverne et væsentligt udbytte aflaboratorieundervisningen.

Her er det vigtigt at være opmærksom på de for-skellige måder hvorpå laboratoriesituationen kanfremstå som vanskelig for eleven. En fysiskproblemstilling kan være svær på to måder: Denkan 1) kræve et højt abstraktions- og generalisa-

tionsniveau eller 2) kræve at man samtidig håndterer mange ele-

menter der hver især ikke nødvendigvis erpå et sådant højt abstraktionsniveau.

For at illustrere pkt.1) kan vi tage et eksempel fravarmelæren. Opgaven at bestemme vands varme-fylde v.hj.a. en dyppekoger kan håndteres på etlavere abstraktionsniveau end opgaven at bestem-me smeltevarmen for is ved at lade en isklumpsmelte i et bæger med vand, fordi den sidstnævn-te kræver at man kan kombinere og se fællestræk-kene for flere forskellige fænomener og dertilhørende begreber på en sådan måde at man kanopstille energiregnskabet i en enkelt ligning, derløser problemet.

Laboratoriesituationen som sådan er imidlertid,uanset arten af det eksperimentelle problem, altidkompleks i betydningen 2). Men der er grader afkompleksitet. Som et eksempel på en øvelse derhar en relativ høj kompleksitetsgrad i både betyd-ning 1) og 2) kan vi se på luftpudebaneøvelsen(øvelse 3):

Denne øvelse, hvor tidsmålingerne registreres vedhjælp af computer, og hvor eleverne skal indtasteformler for udregning af acceleration, er så fyldtmed komplicerede procedurer at de fleste eleverer ude af stand til at fastholde målet med aktivi-teten i deres bevidsthed. En elev der gør en storindsats for at forstå meningen stiller sig stort settilfreds da hun har forstået hvordan hastighederudregnes af de målte størrelser. At forstå compu-terprogrammet sådan nogenlunde, er også såkrævende en opgave at det af eleverne synes atblive opfattet som et formål i sig selv.

De fleste af de eksperimentelle problemstillingerder behandles i elevernes laboratoriearbejde, er altfor svære i forhold til det niveau eleverne på detpågældende tidspunkt befinder sig på, i begge denævnte betydninger af kompleksitet! Og når pro-blemet er for svært må læreren jo løse det – ogeleverne lærer ikke så meget som de havde kun-net hvis problemet i sværhedsgrad havde væretplaceret inden for det område som eleverne, medlidt hjælp, har mulighed for at at overskue ogarbejde med som problem (det som den russiskepsykolog Vygotski har kaldt den nære udviklings-zone).

KONKLUSION

Påstanden i det foregående har været at selv omlaboratoriearbejdet, som det hovedsageligt prakti-seres i dag, ikke synes at bidrage nævneværdigt tilopnåelse af selvstændig “fysiktænkning” og bedreteoriforståelse hos eleverne, kan en ændrettilrettelæggelse gøre det særdeles effektivt i dennehenseende. Men forudsætningen for at det skallykkes er at der lægges større vægt på i hvert faldfølgende: forberedelses- og planlæningsfasen børhave langt større vægt, problemorienteringen skalgøres langt tydeligere, og man bør fortrinsvis væl-ge problemstillinger på et betydeligt lavereabstraktionsniveau end de gængse eksperimenter!

Når problemorienteret laboratoriearbejde på den-ne måde bliver et centralt middel til undervisningi fysikkens begreber og teorier, er det desudenvigtigt at integrere de mål man har for opnåelseaf teoretisk fysikviden hos eleverne i alle faser afdet eksperimentelle arbejde.

Jeg mener kort sagt at det læringspotentiale derligger i den eksperimentelle del af fysikundervis-ningen ikke tilnærmelsesvis bliver udnyttet, og aten bedre udnyttelse vil kræve en ændring, ikkeblot af formen, men også af indholdet.

LITTERATUR

Beyer, Karin (1996): Fysiske øvelser – det storefremskridt eller den store illusion, i Fysiklærerfor-eningen 1921 – 1996, Budolfi Tryk, Aalborg

Goldbech, Touborg, Würtz (1992): Eksperimen-tets rolle, i Nielsen og Paulsen (red.): Undervis-ning i fysik – den konstruktivistiske ide, Gyl-dendal

Gott, R., Welford, G. and Foulds, K. (1988):The Assessment of Practical Work in Science,Oxford, Blackwell

Gunstone, R. and Champagne, A. (1990): Pro-moting conceptual change in the laboratory iHegarty-Hazel, E. (ed): The Student Laboratoryand the Science Curriculum. Routledge London

Haller, Niedderer, von Aufschnaiter (1999): Tal-king about physics during labwork activities, iProceedings of the Second International Conferen-ce of ESERA

Hofstein, Avi (1988) Practical Work and ScienceEducation II, i Peter Fensham (ed.): Develop-ment and Dilemmas in Science Education

Jenkins, E. W. (1999): Practical work in SchoolScience – some questions to be answered i Lea-ch & Paulsen (eds.): Practical work in ScienceEducation, Kluwer & Roskilde University Press

Lapointe, Askew, Mead (1992): Learning Science.International Assessment of Educational ProgressReport No. 22-CAEP-02

Millar, R., Lubben, F. Gott, R. and Duggan, S.(1994): Investigating in the school sciencelaboratory: conceptual and procedural know-ledge and their influence on performance, Re-search Papers in Education, 9,2, 207-48

Millar, Le Maréchal, Tiberghien (1999): Map-ping the domain, Varieties of practical work iLeach & Paulsen (eds.): Practical work in Scien-ce Education, Kluwer & Roskilde UniversityPress

Nielsen og Paulsen (1992): “Undervisning i fysik– den konstruktivistiske ide”, Gyldendal

Osborne, J. (1998): Science education without a

133

134

laboratory? I J. Wellington (ed.): Practical Workin School Science – which way now. Rutledge

Roth, W.-M. (1995): Authentic school Science,Knowing and Learning in Open-Inquiry ScienceLaboratories, Kluwer

Sjøberg, S. (1998): Naturfag som almendannelse –en kritisk fagdidaktik, Ad Notam Gyldendal

Thomsen; Poul V. (red.) (1993): ”Eksperimentetsrolle i fysikundervisningen”, Institut for Fysik ogAstronomi, Aarhus Universitet

Welzel; Manuela (1998): The emergence of com-plex cognition during a unit on static electrici-ty. Int. J. Sci. Educ., 1998, vol. 20, no.9

White, Richard T. (1996): The Link betweenLaboratory and Learning. Int. J. Sci. Educ.,1996, vol.18 no. 7

Woolnough, Brian E. (1983): Exercises,Investigations and experiences, Physics Educati-on, 18, 60-63

Woolnough, Brian E. (1998): Authentic Sciencein School, to develop personal knowledge i J.Wellington (ed.): Practical Work in School Scien-ce – which way now. Routledge

Bilag 1

Øvelsesvejledning til smelte- og fordampnings-varme:

Isens specifikkesmeltevarme

Målemetode:En afvejet mængde varmt vand ved en tempera-tur noget over stuetemperatur holdes klar i etplastbæger. En isterning tages ud af dybfryserenog kommes hurtigt ned i vandet. Temperaturenmåles løbende. Laveste opnåede temperatur (fæl-lestemperaturen) aflæses. Vandet med den smelte-de is vejes. Dybfryserens temperatur aflæses.

Teori:Opstil et energiregnskab i form af en energilig-ning for forsøget. Energi modtaget til isen beståraf tre led: (1) opvarmning af isen til 0∞C; (2)smeltning af isen; (3) opvarmning af smeltevan-det fra 0∞C til fællestemperatur. Energi afgivetfra vandet består af ét led: afkøling af vandet fravandets starttemperatur til fællestemperatur.

Navnene på de fysiske størrelser er :

Løs energiligningen med Ls som ubekendt.

Forsøgets data:Lav et skema med 4 søjler og 10 rækker: Søjlernebenævnes i første række: (1) Fysisk størrelse; (2)Enhed; (3) Værdi; (4) Usikkerhed(+/-). Rækkernebenævnes med navnene på de fysiske størrelser. 2.-6. række indeholder målte størrelser (OBS! Hvilkemasser er det, der måles?); 7.-10. række indehol-der størrelser, der er beregnet eller slået op i tabel.

Behandling af data:Skemaet udfyldes med målte, opslåede og bereg-

nede værdier. Søjlen med usikkerhed udfyldeskun for de målte størrelser. Usikkerheden vurde-res med hensyntagen til det anvendte måleappa-rat.

Data på regneark:I EDB-rummet benytter vi Windows-program-met Excel, som er et regneark. Et regneark er etedb-skema, hvis enkelte celler kan indeholde treforskellige typer: (1) en tekst; (2) en indtastetdata-værdi; (3) en formel til beregning af en vær-di. Rækkerne i regnearket benævnes med tal(1,2,3,...), og søjlerne benævnes med bogstaver(A,B,C,...). Den enkelte celle kan så benævnesmed et bogstav og et tal, celleadressen, f.eks. G17eller A38. Formler skrives ved at henvise til celle-adresserne. Hvis f.eks. cellen D5 skal indeholdesummen af tallene i cellerne A3 og B5, indskrivesi celle D5: =A3+B5.

Forsøgets data:Lav et skema med 4 søjler og 10 rækker: Søjlernebenævnes i første række: (1) Fysisk størrelse; (2)Enhed; (3) Værdi; (4) Usikkerhed(+/-). Rækkernebenævnes med navnene på de fysiske størrelser.2.-6. række indeholder målte størrelser (OBS!Hvilke masser er det, der måles?); 7.-10. rækkeindeholder størrelser, der er beregnet eller slået opi tabel.

Behandling af data:Skemaet udfyldes med målte, opslåede og bereg-nede værdier. Søjlen med usikkerhed udfyldeskun for de målte størrelser. Usikkerheden vurde-res med hensyntagen til det anvendte måleappa-rat.

Data på regneark:I EDB-rummet benytter vi Windows-program-met Excel, som er et regneark. Et regneark er etedb-skema, hvis enkelte celler kan indeholde treforskellige typer: (1) en tekst; (2) en indtastetdata-værdi; (3) en formel til beregning af en vær-di. Rækkerne i regnearket benævnes med tal(1,2,3,...), og søjlerne benævnes med bogstaver(A,B,C,...). Den enkelte celle kan så benævnesmed et bogstav og et tal, celleadressen, f.eks. G17

135

Tv Vandets starttemperatur Ti Isens starttemperatur Tf Fællestemperatur mv Vandets masse mi Isens masse cv Vands specifikke varmekapacitet ci Isens specifikke varmekapacitet Ls Isens specifikke smeltevarme

136

eller A38. Formler skrives ved at henvise til celle-adresserne. Hvis f.eks. cellen D5 skal indeholdesummen af tallene i cellerne A3 og B5, indskrivesi celle D5: =A3+B5.

Forsøgets data:Lav et skema med 4 søjler og 10 rækker: Søjlernebenævnes i første række: (1) Fysisk størrelse; (2)Enhed; (3) Værdi; (4) Usikkerhed(+/-). Rækkernebenævnes med navnene på de fysiske størrelser.2.-6. række indeholder målte størrelser (OBS!Hvilke masser er det, der måles?); 7.-10. rækkeindeholder størrelser, der er beregnet eller slået opi tabel.

Behandling af data:Skemaet udfyldes med målte, opslåede og bereg-nede værdier. Søjlen med usikkerhed udfyldes kunfor de målte størrelser. Usikkerheden vurderesmed hensyntagen til det anvendte måleapparat.

Data på regneark:I EDB-rummet benytter vi Windows-program-met Excel, som er et regneark. Et regneark er etedb-skema, hvis enkelte celler kan indeholde treforskellige typer: (1) en tekst; (2) en indtastetdata-værdi; (3) en formel til beregning af en vær-di. Rækkerne i regnearket benævnes med tal(1,2,3,...), og søjlerne benævnes med bogstaver(A,B,C,...). Den enkelte celle kan så benævnesmed et bogstav og et tal, celleadressen, f.eks. G17eller A38. Formler skrives ved at henvise til celle-adresserne. Hvis f.eks. cellen D5 skal indeholdesummen af tallene i cellerne A3 og B5, indskrivesi celle D5: =A3+B5.

Brugen af regnearket i forbindelse med forsøgetforklares nærmere på side 3.

Vands specifikkefordampningsvarme

Målemetode 1:Vi ”blander damp i et bæger vand”. Opstillingentil produktion af vanddamp gøres klar (se teg-ning). En afvejet mængde koldt vand ved en tem-peratur noget under stuetemperatur holdes klar iet plastbæger. Damp ledes ned i bægeret, idet

man søger at undgå, at der slipper vand i væske-form med over. Når temperaturen er nået et styk-ke over stuetemperatur (helst lige så langt over,som starttemperaturen var under) afbrydes damp-tilførslen. Sluttemperaturen (fællestemperaturen,højeste opnåede) måles. Bægeret med vand ogkondenseret damp vejes.

Teori:Opstil et energiregnskab i form af en energilig-ning for forsøget. Energi modtaget til vandet =Energi afgivet fra dampen. Dampen forudsættesat have temperaturen 100∞C.

Lav et skema over navnene på de fysiske størrel-ser.Løs energiligningen med Ld som ubekendt.

Målemetode 2:Vi ”koger damp ud af et glas vand”. En dyppeko-ger sættes i gang i en afvejet mængde vand sombringes i kog. Efter nogen tids kogning afbrydesdyppekogeren og vandet vejes igen. Den tilførteenergi fra dyppekogeren måles enten som effekt xtid eller som energiforbrug.

Teori:Opstil et energiregnskab for forsøget.

Forsøgenes data:Lav et skema svarende til under Isens specifikkesmeltevarme.

Behandling af data:Skemaet udfyldes med målte, opslåede og bereg-nede værdier. Søjlen med usikkerhed udfyldeskun for de målte størrelser. Usikkerheden vurde-

res med hensyntagen til det anvendte måleappa-rat.

Data på regneark:Brugen af regnearket i forbindelse med forsøgetforklares nærmere på side 3.Forklaring til regneark:Celler for indtastede data er som eksempel vistmed fede typer. De øvrige tal er beregnede.

Eksempler på formler:C14: =C6-C5. C15: Her indskrives formlen forLd med data fra C-søjlen. C16: =C15/1000.

D-søjlen: (D1-D16) fås ved at kopiere C-søjlenvia Windows' Clipboard. Kopiering foregår nor-malt med relativ adressering. Spørg! D-søjlen kanbruges til at "lege med tallene" for at se, hvordanændrede målinger vil påvirke det endelige resul-tat, Ls.

E-søjlen: Vurderede måleusikkerheder indtastes.E14: E5+E6.

F,G-søjler: Formlen for Ls afspejler, hvilken vejen usikkerhed trækker beregningen.Hvis mv vokser, så vokser Ls. Derfor bliver F5:=E5 og G5: =-F5. Hvis mi vokser og mv er kon-stant, så vokser mv+mi, og så aftager Ls. Derforbliver F6: =-E6 og G6: =-F6. --- Og så fremdeles.

H,I-søjler (række 5-11 og 14): Her regnes deværdier ud, som bidrager til største (max L) ellermindste (min L) resultat. F.eks. H5: =C5+F5 ogI5: =C5+G5.H15,H16,I15,I16 er kopier af C15,C16.

Ved etableringen af formlerne i søjlerne F,G,H,Ikan man benytte en speciel "musse-teknik".Spørg!

Det samlede resultat gives i C18: =(H16+I16)/2med usikkerheden E18: =(H16-I16)/2.

137

A B C D E F G H I

1 Isens specifikke smeltevarme

2

3 Værdi Syst. fejl Usikkerhed Tilfældige fejl, afvig. Tilfældige fejl, værdier

4 Målt: max L min L max L min L

5 mv kg 0,0785 0,0785 0,0005 0,0005 -0,0005 0,079 0,078

6 mv+mi kg 0,0961 0,0961 0,0005 -0,0005 0,0005 0,0956 0,0966

7 Tb K 73 73 0,5 0,5 -0,5 73,5 72,5

8 Tf K 44 44 0,5 -0,5 0,5 43,5 44,5

9 Ti K -20 -12 0,5 0,5 -0,5 -19,5 -20,5

10 cv J/(kg K) 4186 4186 0 0 0 4186 4186

11 ci J/(kg K) 2000 2000 0 0 0 2000 2000

12

13 Beregnet:

14 mi kg 0,0176 0,0176 0,001 -0,001 0,001 0,0166 0,0186

15 L J/kg 317.261 333.261 376.549 264.240

16 L kJ/kg 317 333 377 264

17

18 L middel kJ/kg 320 +/- 56

Databehandling med regneark, Excel

138

Du er naturligvis velkommen til at lave et tilsva-rende regneark til brug for forsøget til bestem-melse af vands specifikke fordampningsvarme.

Om fejl:I alle varmeforsøgene indgår 3 typer af fejl: 1. Grove fejl. Du har aflæst termometeret for-kert. Du stod i flere minutter med isklumpen ihånden før du kom den i vandet, etc. Grove fejlbør selvfølgelig undgås; men sker de, og er derikke tid til at lave forsøget om, må de omtales irapporten. Desuden prøver du at vurdere, hvil-ken vej de trækker resultatet. 2. Systematiske fejl. Uanset hvor omhyggelig duer, kan du ikke undgå, at isen bliver opvarmet ensmule før den kommer ned i vandet. Du kan hel-ler ikke helt forhindre energiudveksling til omgi-velserne. Hver af sådanne systematiske fejl træk-ker dine målinger og dit beregnede resultat i enbestemt retning. Hvis du har en mistanke om ensystematisk fejl, omtales den i rapporten, og du

undersøger ved at gentage beregningerne, i hvil-ken retning fejlen trækker resultatet, og om fejlenkan forklare afvigelsen mellem dit resultat og etevt. forventet resultat. 3. Tilfældige fejl. Selv om der tages højde forsystematiske fejl vil målinger og resultater altidhave tilfældige udsving, som – i modsætning tilsystematiske fejl – trækker til såvel den ene somden anden side. Virkningen af tilfældige fejl påresultatet vurderes ved først at overveje usikkerhe-derne på de forskellige målinger. Dernæst ved atbenytte disse usikkerheder til at beregne detminimale og de maksimale resultat. Heraf findesusikkerheden på resultatet. Eks.: a, b og c måles, og d beregnes ved: d = (a -b)/c. Du beregner:

C D E F G H I

1

2

3 Værdier System. fejl Usikkerhed Tilfældige fejl, afv. Tilfældige fejl, værdier

4 max L min L max L min L

5 0,0785 0,0785 0,0005 =E5 =-F5 =C5+F5 =C5+G5

6 0,0961 0,0961 0,0005 =-E6 =-F6 =C6+F6 =C6+G6

7 73 73 0,5 =E7 =-F7 =C7+F7 =C7+G7

8 44 44 0,5 =-E8 =-F8 =C8+F8 =C8+G8

9 -20 -12 0,5 =E9 =-F9 =C9+F9 =C9+G9

10 4186 4186 0 =E10 =-F10 =C10+F10 =C10+G10

11 2000 2000 0 =-E11 =-F11 =C11+F11 =C11+G11

12

13

14 =C6-C5 =D6-D5 =E5+E6 =-E14 =-F14 =C14+F14 =C14+G14

15 =(C5*C10*(C7-C8)- (KOPI AF (KOPI AF (KOPI AF

C14*C11*(0-C9)- C15) C15) C15)

C14*C10*(C8-0))/C14 =(D5*D10... =(H5*H10.. =(I5*I10...

16 =C15/1000 =D15/1000 =H15/1000 =I15/1000

17

18 =(H16+I16)/2 +/- =(H16-I16)/2

På side 4 er der en "snydeseddel", der viser en del af de indskrevne formler.Regneark med formler: