Naturvitenskapens egenart som en del av fysikkundervisningen

Abstract

Vitenskap har i århundrer vært med å prege samfunnet som vi lever i. Hva det er som kjennetegner vitenskap blir ofte kalt for naturvitenskapens egenart. I et samfunn i stadig raskere utvikling, hvor tilgangen på informasjon blir lettere og lettere, vil det å ha kunnskap om hva som kjennetegner vitenskap kanskje være viktigere enn noen gang. Denne kunnskapen kan man se komme til utrykk gjennom det tverrfaglige temaet «demokrati og medborgerskap», som er en del av den nye norske læreplanen, LK20. For programfaget fysikk innebærer dette at elevene skal greie å skille mellom kunnskap basert på vitenskap og kvasivitenskap. Samtidig skal elevene klare å bidra til at naturvitenskaplige argumenter blir forstått i samfunnsdebatten. På denne måten kan vi se at naturvitenskapens egenart er en del av den norske læreplanen. Det viser seg allikevel at undervisning av naturvitenskapens egenart ofte får lite fokus i realfags-undervisningen. Siden det ikke er opplagt hvordan dette skal kombineres til å bli en del av realfagsundervisningen, har denne studien som mål å bidra til å gi ett mulig svar på hvordan man kan undervise om naturvitenskapens egenart som en del av fysikkundervisningen.

Studien baserer seg på intervensjonsbasert forskning, hvor målet er å undersøke hvordan man kan inkludere naturvitenskapens egenart som en del av fysikkundervisningen. For å kunne svare dette er det utformet, utprøvd og analysert et undervisningsopplegg. Undervisningsopplegget er laget som en del av undervisningen av kvantefysikk for en fysikk 2 klasse. Undervisnings-opplegget baserte seg på en historisk tilnærming av kontroversen rundt fotoelektrisk effekt på starten av 1900-tallet, hvor elevene skulle skrive en kronikk for å argumentere for eller imot Einstein sin tolkning av fotoelektrisk effekt. Datamaterialet for undersøkelsen er hentet i tilknytning til undervisningsopplegget, både i form av innsamling av elevenes kronikker og intervjuer av elever i etterkant av undervisningen.

Resultater fra denne studien viser at skriving av en kronikk i fysikkundervisningen kan være en hensiktsmessig måte å jobbe med naturvitenskapens egenart på. Dette da elevene viser tegn til å ha gjort egne refleksjoner rundt naturvitenskapens egenart, og greier å trekke paralleller mellom den gitte historisk casen og forskning i dagens samfunn. Elevene uttrykte at de opplevde oppgaven om å skrive en kronikk interessant. Det kan også virke som at opplegget som helhet engasjerte elevene til å selv utforske fysikk på en annen måte, hvor de ga uttrykk for å oppleve å se sammenhenger i fysikk. Dette kan derfor indikere at undervisningsopplegget bidro til dybdelæring innenfor fysikk.

Science has in centuries been a part of the society we live in. What describes science is often called for the nature of science. In a society in ever faster development, where access to information is becoming easier and easier, having knowledge of what science is will perhaps be more important than ever. This is to be able to understand in what way science is a part of the society. This can be seen expressed through the interdisciplinary theme “democracy and citizenship”, which is a part of the new curriculum for the Norwegian primary and secondary education and training, LK20. For physics this includes that the students must learn to distinguish between knowledge based on science and quasi-science. Students should also be able to contribute in such way that scientific arguments are understood in the social debate. The nature of science is therefore a part of the Norwegian curriculum. Although many see the importance of teaching the nature of science, it gets little attention in science education. This is due to it not obvious how one should include the nature of science in education. This thesis will give an answer to how one may include the nature of science in high school physics education.

The study can be described as intervention-based research where the objective of the study was to investigate how the nature of science can be included as a part of science curriculum. To investigate this a teaching plan were designed, tested and analyzed. The teaching plan was done as a part of the quantum physics education in the high school physics curriculum. The teaching plan was based on the historical controversy regarding the photoelectric effect at the beginning of the 20th century. The students were given the task to write a chronicle there they argued whether Einstein or Lenard had the correct interpretation of the photoelectric effect. The data for this study were collected from the student’s chronicles and from interview of the students done after completing the teaching plan.

The result for this study shows that writing of a column can be a suitable way to include the nature of science in the high school physics education. The students show sings that they have done their own reflections regarding the nature of science, and where able to draw lines between the historical case and science in today’s society. The task of writing a column was also something that the students found interesting. It may seem like the teaching plan managed to engage the students to learn physics in a unique way. Where the students also expressed that they were able to see connections between various parts of physics. This may therefore indicate that the teaching plan were providing the students whit an experience of in-depth learning in physics.