«Et stort bang skjedde og universet ble til»: En kvalitativ studie om elevers forståelse av big bang-teorien

Abstract

Som følge av den nye læreplanen (LK20) er ikke universet lenger en del av naturfagundervisningen på ungdomsskolen. Selv om big bang-teorien nå har blitt en del av naturfagundervisningen på Vg1, finnes det ingen andre kompetansemål som eksplisitt dreier seg om å kunne beskrive universet. Dette betyr følgelig at elevene møter big bang-teorien uten noen formelle forkunnskaper om universet. Dette kan være utfordrende, spesielt fordi big bang-teorien er et såpass abstrakt og krevende tema. Denne masteroppgaven har derfor som formål å undersøke hvilken forståelse norske Vg1-elever har av big bang-teorien.

Det har blitt brukt et fleksibelt kvalitativt forskningsdesign i dette masterprosjektet. Oppgavens problemstilling har hovedsakelig blitt besvart gjennom en skriftlig spørreundersøkelse med åpne kunnskapsspørsmål om big bang-teorien. Spørreskjemaet ble utformet på bakgrunn av tidligere forskning, og ble pilotert og revidert før den endelige spørreundersøkelsen, som ble gjennomført i to naturfagklasser på en videregående skole i Trøndelag. Det ble også gjennomført et gruppeintervju med elevenes lærere i forkant av spørreundersøkelsen. Datamaterialet fra spørreundersøkelsen ble analysert tematisk.

Basert på resultatene fra spørreundersøkelsen virker det som at elevene har en relativt god forståelse av hvordan universet ble til og utvikler seg, slik big bang-teorien beskriver det. Resultatene viser også at majoriteten av elevene klarte å referere til en eller flere observasjoner som støtter big bang-teorien. Generelt viste elevene en god forståelse for utvidelsen av universet, en av observasjonene som støtter big bang-teorien. De viste imidlertid mindre forståelse for de to andre observasjonene (grunnstoffordelingen og bakgrunnsstrålingen), da elevene ikke klarte å beskrive disse. En grunn til dette kan være at elevene har manglende kunnskaper i kjemi fra ungdomsskolen, samt at de ikke hadde fått undervisning i bølge- og strålingsfysikk før big bang-teorien ble undervist. Basert på resultatene fra spørreundersøkelsen virker det også som at flere elever har lite forkunnskaper om universet, da de forveksler begreper, som «galakser» og «planeter». Det var også to utbredte forestillinger blant elevene; 1) at big bang var en eksplosjon; 2) og at universet har et sentrum som er «der big bang skjedde».

As a consequence of the new curriculum (LK20), the universe is no longer a part of the natural science instruction in lower secondary school. Even though the big bang theory now has become a part of the natural science instruction in upper secondary school, there are no other competence aims explicitly about describing the universe. This can be difficult, especially because the big bang theory is a quite abstract and challenging subject. The purpose of this master thesis is therefore to examine upper secondary students’ understanding of the big bang theory.

In this master thesis a flexible qualitative research design has been used. The thesis statement has mainly been answered through a questionnaire survey with open factual questions about the big bang theory. The questionnaire was designed on the basis of previous research, and was piloted and revised before the final survey. The final survey was carried out in two natural science classes in an upper secondary school in Trøndelag. Afterwards, the data from the survey was analyzed thematically.

Based on the results of the survey it seems that the students have a relatively good understanding of how the universe was created and how it develops, as described by the big bang theory. The results also show that the majority of the students were able to refer to one or more observations which support the big bang-theory. Generally the students showed a good understanding of the expansion of the universe, one of the observations that support the big bang theory. However, they showed less understanding of the other two observations (the abundance of the chemical elements and the cosmic background radiation), as the students were unable to describe these. This may be because the students have a lack of knowledge in chemistry from lower secondary school, and because they had not been taught wave and radiation physics before instruction in the big bang theory. Based on the results from the survey it also seems that several students have little prior knowledge about the universe as they confuse terms such as galaxies and planets. There were also two common misconceptions among the students; 1) that the big bang was an explosion; 2) and that the universe has a center which is where the big bang happened.