Didaktiska seminarier
De studenter som deltog i seminarieserien gick samtidigt sina två första fysikkurser, Mekanik, relativitetsteori och experimentell metodik, 9p samt Elektricitets- och vågrörelselära, 6p. I kurserna deltog under projektets första år 4 studenter på lärarprogrammet, 12 fysikerprogramstudenter och 2 studenter som läste kurserna som fristående kurser. Förutom dessa studenter deltog 6 doktorander och en forskarassistent i seminarieserien.
I det första seminariet behandlade vi kända svårigheter med begrepp inom mekaniken. Studenterna och doktoranderna hade några dagar tidigare fått skriva ett diagnostiskt prov, "Force concept inventory"
(FCI) som testar förståelsen av Newtons lagar (Hestenes, Wells och Swackhamer, 1992). Provet består av flervalsfrågor och vi valde ut några frågor som hade gett stor spridning i svarsförslag. Studenterna diskuterade dessa frågor i mindre grupper och doktoranderna bildade en egen grupp för diskussion. Det hela följdes upp med ett gemensamt uppföljande samtal om vilka svar som var korrekta och varför många anger vissa felaktiga svar. Som avslutning redogjorde doktoranderna för innehållet i några fysikdidaktiska artiklar. Dessa behandlade FCI-testet, vikten av studerandeaktiva arbetssätt (Hake, 1998) samt kända svårigheter med mekanikbegrepp i skolan (Andersson, 2001).
Ett liknande seminarium genomfördes under den andra fysikkursen när föreläsningarna i ellära var avklarade. Studenter och doktorander fick göra ett motsvarande diagnostiskt test på detta område,
"Conceptual survey of electricity and magnetism" (Maloney, O'Kuma, Hieggelke och van Heuvelen, 2001). Diskussioner genomfördes i grupp omkring de svåraste fråorna och följdes upp med helklassdiskussion.
Ord används på olika sätt och har olika betydelse i vardagligt språkbruk och i strikt fysikspråk. Vid ett seminarium fick studenter och doktorander svara på några diagnostiska frågor om energi, värme och temperatur. Frågorna var formulerade så att ordens olika betydelse blev viktiga att utreda. Efter diskussioner i smågrupper följde en gemensam diskussion om vikten av att inse att ord har olika betydelse beroende på i vilka sammanhang de används. Begreppet
"värme" är ett bra exempel. I vardagsspråk beskriver värme något som finns i ett föremål medan en strikt fysikdefinition använder
"värme" endast för att beskriva energi som överförs mellan föremål (Romer, 2001). Inser man inte denna skillnad blir fysikstudierna svåra.
Det är få kvinnor som läser fysik och flickor verkar i mindre grad än pojkar vara intresserade av fysik. Det är därför viktigt för fysikstudenter och speciellt blivande lärare att få diskutera detta. En bakgrund till sådana diskussioner ges av Benckert (1997). Ett seminarium om genusfrågor i fysik inleddes med en föreläsning om kvinnor i fysikens historia och avslutades med en analys av fysikläromedel ur ett genusperspektiv. Läroböckerna som analyserades var dels studenternas egen lärobok på kursen och dels läroböcker från gymnasieskolan.
Flera seminarier tog upp hur laborationer används i undervisningen.
Varför har vi laborationer? Vilka olika typer av laborationer kan vara möjliga att ha? Studenterna fick själva diskutera vad de såg som de viktigaste anledningarna till att ha laborationer. De fick även prova på s k minilabbar som är en typ av laboration som vanligtvis inte används i vår undervisning på universitetet. Studenterna fick göra en kort experimentell undersökning under 30 minuter och därefter berätta hur de upplevde denna undervisningsform.
I slutet av båda fysikkurserna ingår cirka en veckas laborationer.
Direkt efter respektive labperiod hade vi ett seminarium för att göra en uppföljning. Studenterna fick börja med att i grupp redovisa var sin laboration, vad de hade gjort, vilka resultat de fått och vad de lärt sig. Studenterna fick därefter bilda grupper med en doktorand i varje grupp och diskutera vad som hade varit bra och dåligt med laborationerna. Några av doktoranderna hade varit labhandledare just
för dessa studenter. Det kom fram många förslag till förbättringar av laborationerna, speciellt hur labinstruktionerna borde skrivas.
Utbildning av labhandledare
Doktoranderna deltog i alla seminarier men vi hade också träffar med enbart doktoranderna för att ge dem speciella uppgifter att förbereda till vissa seminarier. De fick bl a uppgift att sammanfatta och presentera några fysikdidaktiska artiklar. När alternativa laborationer diskuterades fick de uppdrag att introducera laborationsuppgifterna och sedan observera hur studenterna arbetade när de provade dessa.
Doktoranderna fick även leda vissa gruppdiskussioner. I doktorandernas utbildning ingick också att utveckla laborationer.
Utveckling av nya laborationer
Studenternas och doktorandernas utvärderingar och diskussioner av laborationerna på kurserna gav många förslag till förbättringar och önskemål om nya laborationer. Doktoranderna valde ut var sitt utvecklingsprojekt och arbetade med det under hösten 2003. Det innebar att skriva om labinstruktioner, förändra labuppställningar eller utveckla helt nya labuppgifter. Några universitetslärare var med vid utvecklingen och gav synpunkter på både utförande och framförallt på hur labinstruktionerna skulle skrivas. Ett absolut krav var att syfte och mål med laborationen skulle klart framgå av instruktionen. När utvecklingsarbetet var klart inbjöds de studenter som hade deltagit i seminarieserien till en vernissage. Doktoranderna visade upp de nya labuppställningarna och de omarbetade laborationsinstruktionerna.
Studenterna fick då se vad som hade utvecklats utifrån deras önskemål och hade tillfälle att kommentera och diskutera med doktoranderna.
Andra omgången
Under vårterminen 2004 har seminarieserien körts en andra gång med i stort sett samma innehåll som det första året. Seminariernas längd minskades något utifrån synpunkter från första omgångens studenter.
Doktorander var nu endast med vid de två utvärderingarna av laborationerna. De nyutvecklade och reviderade laborationerna användes nämligen för första gången på denna kurs och doktoranderna fick nu ytterligare synpunkter från en ny studentgrupp.