Intresse för fysik: hur skapar man det?

Malmö högskola

Lärarutbildningen

Natur, miljö, samhälle

Examensarbete

Intresse för fysik:

hur skapar man det?

Interest in physics: how do you create it?

Mattias Andersson

Nadim Daadooch

Lärarexamen 60 poäng Examinator: Johan Nelson Vårterminen 2007 Handledare: Malin Ideland

Sammanfattning

Undersökningar som genomförs regelbundet i Sverige och andra länder har visat på att allt färre ungdomar vill bli ingenjörer eller vetenskapsmän och stora ansträngningar görs internationellt för att förbättra situationen. Vi avsåg att ta reda på vad som görs åt detta på gymnasieskolor i Sverige (specifikt i ämnet fysik), och vad man skulle kunna göra mera. Enkäter skickades ut till elever och lärare på några gymnasieskolor i sydvästra Skåne, vilka följdes upp med intervjuer av tre lärare. Vi fann att på de skolor där man ansåg att det var ett problem så visste man inte vad man skulle göra. Elevernas förslag var att ha en mer varierad undervisning. Några av skolorna sade sig inte ha sett något sjunkande intresse.

Nyckelord

Fysik, helhetsbild, intresse, konstruktivism, laborationer, sociokulturellt perspektiv, studiebesök, undervisning.

Innehållsförteckning

1.3 Syfte och frågeställningar...8

2. Teoretisk bakgrund ... 9

2.1 Tidigare undersökningar...12

2.1.1 NOT-projektet... 12

2.1.2 PISA ... 13

2.1.3 ROSE ... 14

2.2 Andra möjligheter till att göra undervisningen intressant...15

2.3 Styrdokument...17 3. Metod... 19 3.1 Metodval ...19 3.2 Urval...20 3.3 Genomförande ...21 4. Resultat ... 22

4.1 Lärarnas svar från enkäter och intervjuer ...22

4.1.1 Laborationer... 22

4.1.2 Studiebesök... 22

4.1.3 Tillämpningar och helhetsbild ... 23

4.1.4 Andra arbetsformer... 24

4.1.5 Metoder som används för att utvärdera undervisningen ... 25

4.1.6 Diskussioner inom lärarkåren ... 26

4.2 Elevernas svar från enkäten ...27

4.2.1 Laborationer... 28

4.2.2 Studiebesök... 29

4.2.3 Tillämpningar och helhetsbild ... 32

4.2.4 Olika arbetsformer ... 33

5. Diskussion och slutsatser ... 35

5.1 Laborationer och studiebesök ...35

5.2 Olika arbetsmetoder. Helhetsbild...37

5.2.1 Helhetsbild ... 38

5.2.2 Metoder som används för att utvärdera undervisningen ... 39

5.3 Synsätt på lärande...39

5.4 Intresse ...42

6. Slutord... 46 Referenser... 47 Bilaga 1 ... 51 Bilaga 2 ... 55 Bilaga 3 ... 57 Bilaga 4 ... 60 Referenser... 60 Bilaga 5 ... 61 Bilaga 6 ... 66 Referenser... 67

1. Bakgrund

1.1 Översikt

Det första kapitlet heter Bakgrund och börjar med den här översikten följt av en Inledning där vi berättar om varför vi har valt att jobba med det här. Sen kommer en mer konkret formulering av vårt syfte och vår problemställning. I Teori, Tidigare undersökningar och Förbättringar redogör vi för de idéer och den forskning som är relevant för vår diskussion. Bakgrunden avslutas med Styrdokument som tar upp vad läroplanen och kursplanerna säger om hur undervisningen ska gå till. Våra val av undersökningsmetoder beskrivs i kapitlet Metod vilket sedan följs av våra Resultat. Huvudtexten avslutas med Diskussion och slutsatser där vi jämför teorin med hur det fungerar i praktiken. Arbetet avrundas med Bilagor med bland annat våra enkäter och intervjuguider.

1.2 Inledning

Vi har ofta hört talas om det sjunkande intresset för naturvetenskap bland ungdomar. Som blivande fysiklärare frågar vi oss varför det är så. I vårt högteknologiska samhälle borde det stå högt på listan för ungdomar att lära sig förstå hur saker fungerar. Är det kanske så att teknologin sprungit ifrån oss? Ses datorer och andra elektroniska apparater som magiska svarta lådor? Teknologin har gjorts så användarvänlig och lättillgänglig att även den mest otekniska person idag kan använda en dator eller en mobiltelefon. Numera reparerar man sällan någonting när det går sönder utan allting slängs på tippen. Därmed försvinner också delvis egennyttan med att förstå hur t.ex. en radio fungerar. Dessutom har vi en hög arbetslöshet bland högutbildade. Varför ska man ta dyra studielån och gå en krävande teknisk utbildning, om det ändå inte ens leder till ett bra jobb?

Enligt Angell, Guttersrud, Henriksen och Isnes (2004) och Sjøberg (2005) finns idag en negativ attityd till naturvetenskap och teknik hos ungdomar i västvärlden. De har sett att det länge funnits en trend av minskande intresse för de naturvetenskapliga ämnena vilket har lett till att färre söker sig till de naturvetenskapliga utbildningarna. Några av orsakerna till detta tror de kan vara bland annat dålig undervisning, avsaknad av värderingsdiskussioner och negativa attityder till naturvetenskap i media och samhälle. Bland de

Generaldirektören för Myndigheten för skolutveckling, Pia Enochsson, skriver på deras hemsida (Enochsson, 12 december 2006) att det handlar om ett attitydproblem. Ungdomar uppfattar naturvetenskapen som att man tragglar formler och dunkar in tråkiga fakta. Det finns en antipluggkultur idag, framförallt bland pojkar, som kanske drabbat de

naturvetenskapliga ämnena hårdare än andra ämnen. Intresset finns när barnen är små, och det måste tas tillvara, men lärarna på de lägre nivåerna klagar ofta på att de har otillräckliga kunskaper.

Vad kan vi som lärare göra för att vända trenden? Vi tror inte att människor slutar att vara nyfikna på sin omgivning. Vi tror också att de kommer att fortsätta att engagera sig i frågor som växande ozonhål, klimatförändringar och energikonsumtion. Vi anser därför att det finns ett behov bland ungdomar av att skaffa sig åtminstone en allmänbildning i de naturvetenskapliga ämnena, men det gäller att fånga eleverna och stimulera deras intresse på rätt sätt.

Vårt samhälle förändras i allt större takt och kraven på skolan ökar ständigt. Lärarna måste hela tiden utvecklas och de förväntas kunna alltmer. De gamla undervisningsmetoderna räcker inte längre utan man måste våga pröva nya idéer. Men vad skulle det kunna vara? Mer praktiskt arbete, fler studiebesök eller en presentation av ämnet i mer fantasifulla sammanhang som till exempel rymdresor?

För att lyckas som fysiklärare måste man väcka intresse hos ungdomarna och få dem motiverade att lära sig om naturvetenskap. Vi beslöt därför att vårt examensarbete skulle undersöka hur fysiklärare arbetar för att engagera och motivera eleverna. Kanske vet eleverna själva vilka förändringar som krävs för att de ska tycka att fysik är roligt.

1.3 Syfte och frågeställningar

Syftet med detta arbete är att undersöka om och hur ett antal fysiklärare på gymnasiet arbetar för att öka sina elevers intresse för fysik. Vidare är syftet att undersöka hur elever på gymnasiets naturvetenskapliga program uppfattar undervisningen och hur lärare och

elever ser på olika undervisningsformers lärandepotential. Detta undersöker vi utifrån följande frågeställningar:

• Hur använder sig lärarna av laborationer och studiebesök för att göra fysiken mer intressant?

• Vilka andra metoder använder de sig av för att stimulera elevernas intresse för fysik?

• Hur uppfattar eleverna undervisningen?

• Vilka olika synsätt på lärande finns hos elever och lärare?

2. Teoretisk bakgrund

Vad är ett intresse? Hur uppstår det? Kan man som lärare påverka elevernas intressen? Varför är det viktigt med intresserade elever?

Enligt Natur och Kulturs Stora Svenska Ordbok (2006, s. 472) är intresse ”en lust att få veta mer om någon/något eller se mer av någon/något”. Intresset kan vara starkt eller svagt men har alltid en positiv betydelse. Man brukar betrakta intresse ur två synvinklar (Krapp, 2003; refererad till i Lavonen, Byman, Juuti, Meisalo, Uitto, 2005); den ena är som en egenskap hos en person, den andra som ett psykologiskt tillstånd uppväckt av egenskaper hos omgivningen i vilken lärandet sker. Det första brukar kallas personligt intresse (personal interest) och det andra situationsbundet intresse (situational interest).

Situationsbundet intresse är spontant, flyktigt, och delas gemensamt mellan flera individer. Personligt intresse är ämnesspecifikt, ihållande och kan vara latent eller aktualiserat. Personligt intresse utvecklas långsamt och påverkar en persons kunskaper och värderingar för en längre tid. Situationsbundet intresse kan försvinna lika fort som det dök upp, och påverkas av hur intressant innehållet och sammanhanget är och kan delvis påverkas av lärare.

Men om man lyckas väcka ett intresse hos en elev så vill man ju inte att det ska försvinna igen utan avsikten är så klart att eleven ska behålla det, förhoppningsvis för resten av livet. En del forskare skiljer därför på att väcka intresse och att bibehålla ett situationsbundet

intresse (a.a.). Att bibehålla ett intresse handlar om att skapa en inre drivkraft hos eleverna som gör att de själva känner syfte och mål med verksamheten. För att bibehålla intresset är det nödvändigt att göra innehållet meningsfullt och relevant för eleven. Under rätt

förhållanden kan då situationsbundet intresse bli personligt intresse. Detta sker genom en internaliseringsprocess. För lärare gäller det alltså att bibehålla det situationsbundna intresset så länge att det internaliseras och blir ett personligt intresse. Lavonen m.fl. ger dock inga förslag vare sig på hur intresset ska väckas eller hur det ska bibehållas i praktiken.

Men är det verkligen nödvändigt att eleverna är intresserade? Kan de inte lära sig ändå? Sjøberg (2000) uttrycker sig rakt på sak: ”Utan intresse och motivation blir det inget lärande.” (s. 348)

Sansone, Wiebe och Morgan (1999; refererad till i Lavonen m.fl., 2005) föreslår att en elev som stöter på något ointressant kan reagera på tre olika sätt. Eleven kan ge upp och avbryta aktiviteten. Om eleven är ambitiös och vill ha bra betyg är det kanske inget alternativ utan han eller hon fortsätter utföra aktiviteten men drabbas då av stress. Det tredje sättet innebär att eleven fortsätter med aktiviteten i ett försök att göra den mer intressant. Eleven kan alltså själv bestämma hur han eller hon vill reagera. Här kan visserligen läraren genom sin undervisning påverka hur valet görs men inget av de här alternativen låter som en bra lärandesituation.

Hur lär man sig saker och vad är kunskap egentligen? Konstruktivismen har dominerat diskussionen om undervisning i naturvetenskap sedan slutet av 1980-talet (Runesson, 1999, s. 48). Det finns flera riktningar inom konstruktivismen vilka alla har det gemensamt att de beskriver den lärande individen som ett aktivt kunskapsskapande subjekt. En av

konstruktivismens pionjärer var Jean Piaget. Han tänkte sig att kunskap inte kan föras över från en individ till en annan, utan varje individ skapar sin egen kunskap och lagrar dessa i tankestrukturer. Om balansen och harmonin i dessa tankestrukturer störs genom att man utsätts för något oväntat eller främmande så startar en process för att återställa den, och det är då man lär sig något nytt. Den kan störas genom att man utsätts för något nytt och

främmande. Det nya får dock inte vara alltför främmande för då uppfattas det som ointressant. För att väcka intresse bör därför störningen vara måttlig. Andersson (2001) menar detta kan vara nyckeln till motivation – förstår man elevernas sätt att tänka och hur deras föreställningsvärld ser ut kan man utmana dem på rätt sätt och därigenom skapa intresse.

Men det är inte bara den enskilde individen man måste ta hänsyn till utan allting som händer i klassrummet. Det sociokulturella perspektivet utgör olika riktningar som har det gemensamt att ”de betonar att lärandet inte kan ses skilt från det sammanhang där det utvecklas, dvs. lärandet är situerat” (Runesson, 1999, s. 31). Det påverkas av vad som händer i klassrummet vid undervisningstillfället, vad som hänt tidigare på dagen och vad som ska hända senare, vilka som är närvarande etc. De sociala villkoren för lärandet är ofta något som läraren inte kan veta något om. En viktig faktor är familjesituationen och

attityden till studier i hemmet (Gardner, 1975; Solomon, 1994b; Skolverket, 1996;

refererade till i Helldén, Lindahl, Redfors, 2005). Kunskapen skapas gemensamt i gruppen och språket har därför en central ställning när kunskapen utformas.

Men även om man vet hur man ska göra för att undervisa enligt det konstruktivistiska synsättet så är det inte alltid det är möjligt i praktiken. Dimenäs och Sträng Haraldsson tar upp en undersökning (Andersson & Bach, 1995; refererad till i Dimenäs & Sträng

Haraldsson, 1996) där man gått fullt ut i det konstruktivistiska tänkandet. Andersson och Bach utvecklade en undervisningsmodell som inkluderade bland annat analys av

undervisningens syften, genomgång av forskningsresultat rörande elevernas

begreppsföreställningar och tydlig precisering av målen för undervisningen. Utifrån detta, kombinerat med lärarerfarenheter och ämneskunskaper, skapades en undervisningssekvens som sedan testades av lärare. Resultatet blev att eleverna presterade betydligt bättre i de nationella utvärderingarna men undervisningen tog dubbelt så lång tid som traditionell undervisning. Flera andra tar upp problemet med tidsbrist i samband med undervisning baserad på konstruktivistisk kunskapssyn (bland andra Angell m.fl. (2004) och Keogh, Naylor och Wilson (1998)).

2.1 Tidigare undersökningar

Flygare och Töyrä (2003) undersökte 42 åttondeklassares inställning till naturvetenskap och om man kunde påverka denna genom laborativt arbete. (De undersökte också om det fanns någon skillnad mellan pojkars och flickors inställningar till naturvetenskap.) Deras resultat visade att flickorna ansåg att fysik var ett av de tråkigaste ämnena medan pojkarna

placerade det ungefär i mitten. Detta förklarade de med traditionella könsroller och invanda mönster. Flygare och Töyrä såg också att eleverna inte trodde sig ha någon större nytta av sina fysikkunskaper i sitt blivande yrke (bara ca 8 % trodde sig ha nytta av dem, se Figur 6, s. 9) och det trodde Flygare och Töyrä berodde på att skolan inte har lyckats visa

kopplingen mellan undervisning och verklighet. Detta ledde till att eleverna inte förstod värdet av att lära sig fysik. Flygare och Töyrä angav inga förslag på förbättringar men betonade vikten av goda ämneskunskaper för ”att kunna förstå helheten och kunna koppla till olika intressen” (s. 11). Flygare och Töyrä kunde inte påverka elevernas inställning i positiv riktning genom laborativt arbete och det förklarade de med att undervisningen blev för enformig. Dessutom krävde de skriftlig rapport efter varje laborationstillfälle vilket inte var populärt bland eleverna.

2.1.1 NOT-projektet

NOT-projektet startades på initiativ av Skolverket och Verket för högskoleservice. Det syftade till att skapa positiva attityder till och utveckla intresset för naturvetenskap och teknik. Sveriges regering satsade under en 10-årsperiod miljontals kronor i projektet (Helldén m.fl., 2005). Den första rapporten, Mer formler än verklighet (1994), berättar om resultatet av en undersökning utförd av undersökningsföretaget UngdomsBarometern på uppdrag av NOT-projektet, Ingenjörsvetenskapsakademien, Svenska Arbetsgivarföreningen och Civilingenjörsförbundet. Undersökningen gick ut på att ta reda på ungdomars

inställning till naturvetenskap och de naturorienterade skolämnena (NO) och genomfördes som 20 gruppintervjuer med ungdomar i nian och i trean på gymnasiet.

Det framkom att ungdomarna ansåg att grundläggande kunskaper inom naturvetenskap och teknik tillhör god allmänbildning. Problemet ligger i attityden till NO som skolämne. Det uppfattas som abstrakt, krångligt och långt från deras egen verklighet, och det som

uppfattas som svårt betraktas som tråkigt. Fysik upplevs som svårast av NO-ämnena eftersom det är det ämnet som är mest kopplat till matematik, och få anser matematik vara direkt roligt. Det ställer högre krav på eleverna och passar dem som gillar enskilt arbete. NO anses vara färdigt, det finns egentligen ingenting att diskutera – ett svar är rätt, inget annat. Läraren sägs ha stor betydelse för intresset och måste lyckas bättre med att

entusiasmera eleverna och få dem att se helheten, annars blir undervisningen obegriplig och ses som svår och tråkig. Det är speciellt viktigt för de elever som har en negativ attityd till NO. Lärarens förmåga att entusiasmera och levandegöra ämnet är ofta helt avgörande. Nästan alla elever tror att det kommer att finnas ett stort behov av framförallt tekniker och ingenjörer i framtiden. Men de hade svårt att komma med egna förslag och idéer till hur man kan stimulera deras intresse för naturvetenskap och teknik. De ville börja med NO tidigare, ha en mer varierad undervisning, ha nyare läromedel, göra fler experiment och laborationer, se tydligare koppling till vardagsföreteelser, få det mer jordnära. En del elever uppfattar lärarna som okunniga inom nya områden.

Projektet gick i två omgångar (NOT 1 1993-1998, NOT 2 1998-2003) och fokuserade på satsningar som ska kunna fortsätta även efter att projektet är avslutat. Man har framförallt utbildat lärare och utvecklat deras metodiska och didaktiska kunnande.

För mer information om en annan av Skolverkets undersökningar se Bilaga 4.

2.1.2 PISA

Var tredje år, med början år 2000, har det genomförts en internationell studie kallad Programme for International Student Assessment (PISA), som undersöker 15-åringars kunskaper och förmågor i läsning, matematik och naturvetenskap (Skolverket, 2001b; 2004b). Studierna har sett en tydlig korrelation mellan elevers studiemotivation,

självförtroende och inlärningsstrategier. Man såg att positiva inställningar till lärandet var en viktig grundförutsättning för att kunna prestera väl. År 2006 var naturvetenskap

2.1.3 ROSE

The Relevance of Science Education (ROSE) är ett pågående internationellt

forskningsprojekt som arbetar för att skolans undervisning i naturvetenskapliga ämnen ska bli mer meningsfull, intressant och relevant för eleverna (Schreiner & Sjøberg, 2004). Till skillnad från andra projekt som TIMSS och PISA, vilka fokuserar på elevernas

ämnesprestationer, utgår ROSE-projektet från elevernas egna perspektiv, önskemål,

intressen och behov. Till grund för ROSE ligger ett antagande om att det minskade intresset för de naturvetenskapliga ämnena till stor del beror på att eleverna inte upplever ämnena som speciellt meningsfulla eller relevanta för dem själva som individer, samt att man kan förändra detta genom att ändra ämnenas konkreta innehåll, deras val av exempel och illustrationer, materialets struktur och sammanhanget som det placeras in i.

Undersökningarna görs i form av standardiserade frågeformulär riktade till elever som går sista året i det obligatoriska skolsystemet, oftast 15-åringar. Anledningen till denna

begränsning i urvalet är att dessa elever står inför valet av vad de ska satsa på i livet. April 2005 hade projektet 37 deltagarländer från hela världen, bland annat Sverige. Svenska ungdomar är inte speciellt nöjda med den naturvetenskapliga undervisningen som de mött i skolan. De tycker sämre om naturvetenskapliga ämnen än andra ämnen men de anser, liksom ungdomar från många andra länder, att naturvetenskapen är viktig för samhället (Sjøberg, 2000). Tidiga resultat från en pågående undersökning i 29 svenska skolor har visat att de naturvetenskapliga fenomen som eleverna är mest intresserade av inte finns med i kursplanen för NO, medan många av de saker som finns med tillhör de saker som eleverna är minst intresserade av (Jidesjö & Oscarsson, 2004). Eleverna verkar till exempel vara mer intresserade av att lära sig om astronomi och relativitetsteori än om ellära. Det är det

fantasieggande och fantastiska som fascinerar, inte det vardagsnära. Man har sett liknande resultat i bland annat Finland (Lavonen m.fl., 2005). Stefánsson (2006) presenterar en del intressanta jämförelser som visar att i länder med lägre Human Development Index (HDI) är ungdomarna mycket mer intresserade av att satsa på naturvetenskap än i länder med högt HDI. De nordiska länderna toppar HDI-listan vilket förklarar varför oron för det sjunkande intresset är störst i här.

2.2 Andra möjligheter till att göra undervisningen intressant

Vad kan man göra för att förbättra situationen? Det finns många bud. Trots resultaten från undersökningarna ovan som säger att eleverna inte vill lära sig om vardagliga ting är det många som förespråkar att man ska föra fysiken nära eleverna. Man kan tolka det som att fysiken bör presenteras i ett sammanhang som ger mening för eleverna. Det kan vara att man tar upp ett problem som finns i elevernas vardag och som de vill kunna förstå, men det måste göras på ett sätt som gör att det verkar nytt och spännande. Ett sätt att använda sig av sammanhang (kontext) och applikationer är att ta eleverna på studiebesök på olika ställen. Då får eleverna direkt se att naturvetenskap är användbart och hur det bidrar till att skapa det samhälle vi har idag. Förslag på olika studiebesök (och mycket annat användbart) finns att hitta på Nationellt Resurscentrum för Fysiks hemsida (NRCF, 12 januari 2007).

Universiteten är måna om att få studenter till sina utbildningar och ordnar ofta studiebesök och aktiviteter för att få gymnasieelever intresserade av att läsa vidare. Ett exempel på detta är Fysicums lasershow i Lund (Svensson & Zetterberg, 2001) som ordnas både för elever och för allmänheten. Den har varit en av anledningarna till att antalet sökande ökat till fysikkurserna i Lund när det har gått ner på andra platser i landet. Ett annat exempel är Vetenskapsfestivalen i Göteborg (”Vetenskapsfestivalen”, 12 januari 2007) som arrangeras av bland andra Göteborgs universitet och Chalmers tekniska högskola. Förbundet för Unga Forskare (FUF, ”Förbundet Unga Forskare: Välkommen!”, 18 maj 2007) bildades 1977 och har som syfte ”att utveckla intresset för naturvetenskap och teknik hos ungdomar”. Vid Edinburgh University har man gått så långt att man har en grupp, SCI-FUN, som åker ut till skolorna med en lastbil fylld med cirka 60 demonstrationer. De kör en show och sen får eleverna pröva själva. Skolorna får betala en avgift för detta men det har varit mycket populärt, framförallt i glesbygden där man inte har möjlighet att ta med alla sina elever till de Science Centres som finns i de större städerna. Mer detaljer om SCI-FUN finns på deras hemsida (”SCI-FUN”, 15 januari 2007) och i Bilaga 5.

En sak som många ungdomar idag är intresserade av är datorspel. Malone och Lepper (1987; refererad till i Lavonen m.fl., 2005) har tagit fasta på detta och undersökt vad det är med datorspel som är så attraherande. De identifierade några användbara egenskaper som

kan överföras undervisningen. Spelen har ett väldefinierat huvudmål, lagom svåra delmål och utgången är oviss. De ger tydlig, konstruktiv och uppmuntrande feedback och de stimulerar nyfikenheten och bjuder på fantasier och drömmar. Läraren kan skapa liknande fantasieggande kontexter med rymdresor och överlevnadsscenarion. Bara lärarens egen fantasi sätter gränserna.

Det praktiska arbetet är ett viktigt inslag i naturvetenskapen och speciellt inom fysiken har experimentet en central ställning. Experimentet kan enligt Sjøberg (2005) visa att

naturvetenskapen handlar om verkligheten. Det kan motverka att eleverna tycker att de naturvetenskapliga ämnena är för abstrakta eller teoretiska. Han skriver att

”[h]uvudavsikten med skolexperiment är helt enkelt att motivera eleverna, skapa intresse och variera undervisningen så att ämnet upplevs som spännande” (s. 421). Praktiskt arbete kan dessutom ge eleverna arbetsvanor och bättre självförtroende utöver att förmedla

kunskaper och eleverna får anledning att använda andra sidor av sig själva. Experiment och laborationer kan användas för att på ett konkret sätt motivera och bekräfta vad eleverna har lärt sig på lektionerna. Dels kan experimenten visa att teorin är korrekt, dels hur givande den kan vara och vilken praktisk nytta man kan ha av den. Det är dock inte självklart att laborerande leder till att elever lär sig (Leach & Paulsen, 1999; Harlen, 2001; refererade till i Helldén m.fl., 2005). Eleverna måste ges möjlighet att inse syftet och sammanhanget med aktiviteterna. Laborationer ska innehålla moment där olika idéer och modeller prövas som förklaring till vad man kan se. Eleverna bör vidare ges tillfälle att kritiskt skärskåda förklaringar och väga olika förklaringsmodeller mot varandra.

Kvalitativa diskussioner efterlyses av eleverna (Mer formler, 1994; Stefánsson, 2006). De tycker att det är för mycket algebraiska formler och räknande och är egentligen bara intresserade av att förstå principerna. Driver, Newton och Osborne (2000) menar inte att man ska minska ner på formlerna men att diskussioner används för lite. Naturvetenskaplig kunskap skapas i forskarvärlden genom att hypoteser diskuteras och kritiseras innan den accepteras, och att ett liknande mönster därför bör användas i klassrummet. Det skulle ge eleverna möjlighet att öva sig i kritiskt tänkande och få dem att förstå att naturvetenskapen inte är statisk utan i ständig utveckling. Driver m.fl. går så långt som att påstå att ”the lack

of opportunities for the practice of argument within science classrooms, and lack of

teacher’s pedagogical skills in organizing argumentative discourse within the classroom are significant impediments to progress in the field” (s. 287).

Alla dessa idéer kan användas tillsammans för att skapa en variationsrik undervisning. Just variation är någonting som eleverna ofta nämner (Mer formler, 1994; Angell m.fl., 2004) och Runesson (1999) anser att lärandet förbättras när man som elev får se samma fenomen i flera olika sammanhang och ur olika perspektiv. Genom att läraren visar upp många olika aspekter av en företeelse blir det lättare för eleverna att minnas vilka likheter och skillnader som finns jämfört med andra saker. Helldén m.fl. hänvisar till flera diskussioner (t.ex. Marton, Runesson och Tsui, 2004; refererade till i Helldén m.fl., 2005) som visar på betydelsen av variation för framgångsrik undervisning. Bland annat nämner de att drama har använts mer på senare tid. Ødegaard (2003) presenterar olika typer av drama och diskuterar hur de kan användas i undervisning. Värt att notera är att trots att hela 70 % av eleverna är positivt inställda till drama så används det väldigt lite, framförallt på gymnasiet.

Både Angell m.fl. (2004) och Stefánsson (2006) tar upp att det kanske är värt att diskutera att ta bort naturvetenskap som obligatoriskt ämne och att ha det som valbart ämne istället. Det är dock inte något som har diskuterats i Sverige.

2.3 Styrdokument

Läroplanen Lpf94 (Skolverket, 2006) nämner inte något explicit om att skapa intresse. Det står dock en hel del om att skapa förutsättningar för lärande:

”Undervisningen skall anpassas till varje elevs förutsättningar och behov.” (1.1 Grundläggande värden)

”Huvuduppgiften för de frivilliga skolformerna är att förmedla kunskaper och skapa förutsättningar för att eleverna skall tillägna sig och utveckla kunskaper.” (1.2 Gemensamma uppgifter)

”Skolan skall ge eleverna möjligheter att få överblick och sammanhang, vilket fordrar särskild uppmärksamhet i en kursutformad skola.” (1.2 Gemensamma uppgifter)

Enligt vad vi sett ovan så implicerar det att intresse måste skapas. Läraren har det största ansvaret för detta:

”Läraren skall [bland annat]”

• ”stärka varje elevs självförtroende samt vilja och förmåga att lära” (2.1 Kunskaper)

• ”organisera arbetet så att eleven [...] upplever att kunskap är meningsfull och att den egna kunskapsutvecklingen går framåt” (2.1 Kunskaper)

• ”planera undervisningen tillsammans med eleverna” (2.3 Elevernas ansvar)

• ”låta eleverna pröva olika arbetssätt och arbetsformer” (2.3 Elevernas ansvar)

Sedan de målstyrda kursplanerna (Skolverket, 2 november 2006) kom står det nästan inget om hur undervisningen ska gå till rent praktiskt. Kursplanen för Fysik A nämner kunna att eleven skall ”kunna beskriva och analysera några vardagliga företeelser och skeenden med hjälp av fysikaliska begrepp och modeller”. I betygskriterierna för godkänt för både Fysik A och B står att ”eleven visar genom exempel på hur fysikaliska begrepp används vid beskrivning av vardagliga sammanhang” och för väl godkänt står att ”eleven tillämpar fysikaliska begrepp och samband i vardagliga och vetenskapliga sammanhang”.

Fokuseringen på vardagliga ting är för att föra fysiken närmare och göra den mer relevant för eleverna och kan därför ses som ett sätt att försöka göra den mer intressant.

3. Metod

Vi ville undersöka om och hur laborationer och studiebesök samt verklighetsanknytande exempel (tillämpningar) och demonstrationer kan användas för att ge eleverna en

helhetsbild av fysiken. Kan det öka elevernas intresse att läsa fysik? Vi planerade att jämföra lärarnas och elevernas svar med tidigare forskning och litteratur som fokuserar på det sjunkande intresset för naturvetenskap hos ungdomar. För att få svar på våra frågor användes både intervjuer och enkäter.

3.1 Metodval

Enkäter är enkla att behandla systematiskt och kan skickas ut till många samtidigt för att få större underlag. De har dock nackdelen att de ofta är ytliga till sin natur, förtydligande följdfrågor kan inte ställas och missförstånd kan inte klaras ut.

Våra lärarenkäter var kvalitativa snarare än kvantitativa för att ge oss ny information. Vid en kvantitativ enkät (den vanliga typen med kryssfrågor) måste man veta vilka svar man kan få, annars kan man inte sätta ihop en lista med svarsalternativ. Om man däremot inte vet säkert vilka svar man kommer få, eller om man vill ha ny information så får man ställa öppna frågor. Det kräver mer av dem som ska svara på enkäten (i vårt fall resulterade det i färre svar) men man får å andra sidan veta mer från dem som man får svar av. Formen och frågorna inspirerades av Leimer och Wikström (2005). Det var viktigt att frågorna

formulerades på rätt sätt. De måste låta neutralt undersökande och inte kunna uppfattas som oavsiktlig kritik mot lärarnas arbetssätt. Det skulle skapa en ovilja bland lärarna att hjälpa oss i vår undersökning.

Enkäten till lärarna (Bilaga 1) handlade främst om praktiskt arbete (laborationer),

studiebesök, tillämpningar och helhetsbild (ett delmoments roll i den fysikaliska helheten och hur de olika delmomenten hänger samman) samt andra arbetsformer. Vi ville att lärarna skulle beskriva varför och hur de använde sig av de olika arbetsmetoderna så att vi kunde få en bild av hur fysikundervisningen kan gå till. Utifrån teoretiska resonemang skulle vi sedan bedöma hur intresseväckande dessa metoder är. I fråga 12 ville vi att lärarna

förklarade hur de utvärderade sina arbetsmetoder och om det finns en generell metod som spelar en viktig roll i lärarnas undervisning där eleverna lär sig mest. Sista frågan handlade om det fördes några diskussioner på respektive skola om det sjunkande intresset för fysik. Med den sista frågan ville vi veta hur ofta det sjunkande intresset för fysik diskuterades inom lärarkåren och om de hade någon lösning.

Elevenkäten finns i Bilaga 3. De flesta frågorna var kryssfrågor, medan ett fåtal var öppna frågor. De behandlade samma arbetsmetoder som frågorna i lärarenkäten men det var inte lätt att formulera samma frågor för både lärare och elever. Det berodde på att det finns en stor skillnad i omfattning mellan lärarnas respektive elevernas kunskaper och erfarenheter när det gäller fysikämnet och undervisningsmetoder. Dessutom frågade vi eleverna om vad de trodde att de hade för nytta av att kunna fysik Vi ville se om de var medvetna om hur viktig fysiken är som grund i teknologin.

Tre kvalitativa (Trost, 1997) intervjuer gjordes. Vi ville anpassa intervjuerna till den intervjuades situation, åsikter och svar för att få ut så mycket information som möjligt. Intervjufrågorna var således ostrukturerade (när det gäller svarsalternativen men inte till innehållet) med en låg grad av standardisering.

Intervjufrågorna (Bilaga 2) formulerades med utgångspunkt i lärarnas enkätsvar så att de gav kompletterande information. De bland annat skulle ge oss en bild av lärarens bakgrund och hans (eller hennes) inställning till fysikundervisningen. Dessutom gav det en lärare möjlighet att i större detalj berätta om sin undervisningsfilosofi, vilken skiljde sig från de gängse.

3.2 Urval

Vi skickade ut lärarenkäten till alla fysiklärare i Lund och Malmö plus till fysiklärarna på en skola i Helsingborg, totalt 47 stycken. Det hoppades vi skulle ge tillräckligt underlag för vår undersökning.

årskurser har ännu inte fått någon överblick över hur undervisningen går till och hur kurserna är upplagda. Uppdelningen av fysiken i kurserna Fysik A och B är delvis dikterad av de matematikkunskaper som eleverna besitter. Det blev totalt över 200 enkäter, på fyra skolor i Lund och Malmö, för att ge oss ett pålitligt underlag.

3.3 Genomförande

Rent praktiskt gick det till så att lärarenkäten skickades via e-post till fysiklärare på 10 olika skolor i sydvästra Skåne. Formuläret fylldes i på datorn (ingen utskrift behövdes) och returnerades till oss via e-post. På grund av enkätens upplägg med öppna frågor fick vi bara svar från 11 lärare (23 %). Vi kunde därför inte dra några långtgående slutsatser om hur lärare arbetar generellt. Det innebar också att vi inte kunde göra en direkt jämförelse mellan hur lärarna respektive eleverna ansåg att undervisningen bedrevs och fungerade, vilket vi hade planerat. Samtidigt kan den ses som en komprimerad form av intervju eftersom lärarna kunde svara så utförligt de ville.

Lärarenkäten utfördes i slutet av november och början på december 2006. Det visade sig vara en svår tid på året för att utföra enkäter i skolan eftersom det pågick förberedelser inför skrivningar och betygssättning. En del svar vi fick var därför kanske korta på grund av tidsbrist. Tre av lärarna som svarat på enkäten hade även kryssat i att vi kunde intervjua dem. De elva lärarna har givits beteckningarna L1 till L11 för att göra det lättare att skilja dem åt. Svaren från intervjuerna med L4, L7 och L11 har bakats in med enkätsvaren.

Fyra gymnasieskolor i Malmös och Lunds kommuner valdes ut för elevenkäterna eftersom vi hade skickat lärarenkäter till. Vi försåg lärare med färdigutskrivna enkäter och lärarna delade ut dem vid lämpligt tillfälle till sina elever. Några dagar senare kom vi till skolan och hämtade vi dem. Vi fick 151 svar motsvarande en svarsfrekvens på 75 %. Bortfallet berodde på att några lärare på grund av tidsbrist inte kunde ta tid från sin undervisning till att låta eleverna fylla i enkäten. Eftersom vi inte var närvarande vid svarstillfället vet vi inget om de sociala förhållandena just då. Vi vet till exempel inte om elever diskuterade frågorna med varandra eller med läraren under tiden. Detta gör att ärligheten i svaren skulle kunna ifrågasättas.

4. Resultat

4.1 Lärarnas svar från enkäter och intervjuer

Svaren nedan har grupperats efter tema för att ge bättre överblick och innehåller både enkätsvar och intervjusvar.

4.1.1 Laborationer

Frågorna angående laborationer (2, 3, 4) berörde frekvens, syfte och resultatdiskussioner.

Lärarna svarade att frekvensen kan variera mellan varannan vecka till en gång per tre veckor. L4 angav i intervjun ekonomiska skäl till varför de bara hade laboration var tredje vecka – de laborerar i halvklass vilket kostar mer lärartid. L11 sa under intervjun att de laborerade varje vecka under första året. Han ansåg att det var viktigt att låta eleverna arbeta mycket laborativt i början, när de bildar de fysikaliska begreppen.

Lärarna skrev att laborationerna är ett obligatoriskt moment som syftar till att låta eleverna bekräfta teorin, tillämpa teoretiska modeller och träna det naturvetenskapliga arbetssättet.

Nästan alla svarade att eleverna diskuterade sina resultat under eller efter laborationerna (L4 och L9 sade att de inte gjorde det). L5 tillade att laborerandet var ett bra sätt att arbeta i små grupper.

4.1.2 Studiebesök

Frågorna (5, 6, 7, 8) handlade om frekvens, syfte, elevarbete kring studiebesöken och resmål.

Resultatet visade att hälften av lärarna tyckte att de tog sina elever på studiebesök för sällan. L1 sade att gav för lite samt att det var för krångligt att boka. L2 tog med sina elever på breddningskursen två gånger per år. L3 svarade att det var mycket sällsynt (flera år sedan sist) som eleverna fick åka på studiebesök – det kostar för mycket kurstid.

att eleverna skulle få se något i en annan miljö eller möta personer som de inte möter på skolan. L2 ansåg att det passade in i kursen eftersom den handlar om modern fysik, L6 sade att många elever är intresserade av forskning och utveckling och L7 ville att eleverna skulle kunna se praktiska tillämpningar på fysiken.

De lärare som hade tagit sina elever på studiebesök sade alla att för- och efterarbete skedde men var inte konkreta. Undantagen var L10, som angav att de fick förbereda med teori, och L5 och L7 som sade att de utvärderade kort och muntligt i klassrummet efteråt.

De bästa resmålen var Oskarshamns kärnkraftverk (nu när Barsebäck är nedlagt), Lunds universitet (Fysicum) och LTH (bland annat MAX-lab). L7 tillade vid intervjun att besöken på Lunds universitet var lätta att ta sig till och man kunde boka dem via e-post. Andra resmål har varit Tekniska muséet i Malmö och Experimentariet i Köpenhamn.

4.1.3 Tillämpningar och helhetsbild

Frågan (1) var om hur man arbetade med att presentera tillämpningar och vilket syftet var med att göra detta. Vi undrade också (fråga 9) om lärarna har någon bra metod för att motverka den fragmentering av fysikens olika delar som uppdelningen i kurs A och kurs B ger upphov till?

L1 svarade att han använde konkreta exempel (på fysikaliska tillämpningar). Som exempel nämnde han kärnkraft och att man lite förenklat går igenom hur man utvinner energi ur kärnkraft. L1 menade att han använder sig av tillämpningar när det är befogat, inte

automatiskt utan bara när han tror att det ökar elevernas förståelse för ett visst moment. Han tillade att många tillämpningar är för avancerade och snarare försvårar för eleven. L2 svarade att han använder tillämpningar i sin undervisning när det finns med i textboken. L5 ansåg sig använda sig av tillämpningar mycket, L8 och L10 ganska ofta och L6 ibland. L9 svarade att hon använde sig endast av vardagliga situationer – hon trodde det blir enklare att sätta sig in i teorin då. L1, L2 och L10 angav att det bara var sällan som tillämpningar togs upp vid laborationstillfällena. L7 gjorde det bara vid större projekt, men mer sällan för

att diskutera i klassen. L3 bifogade en grafisk representation av sitt arbetssätt:

Verklighet

Experiment

Modell

Arbetar enligt schemat

L4 och L5 svarade inte.

När det gäller att ge eleverna en helhetsbild så tyckte många (L1, L5, L6, L7, L8 och L10) att det var svårt, framförallt på grund av kursuppdelningen. I A-kursen är det många nya moment att lära sig vilket försvårar för möjligheten att få en överblick. Energi är det begrepp som är bäst lämpat för att hålla ihop fysiken på A-kursen. I B-kursen börjar saker och ting hänga ihop bättre och bli en enhet. Flera moment kan kopplas till varandra, till exempel krafter och rörelser, och då görs det. Ibland används större projekt. L9 visste inte och L2, L3 och L4 svarade inte.

4.1.4 Andra arbetsformer

Vi presenterade några olika arbetsformer och frågade (frågorna 10 och 11) hur ofta som lärarna använde sig av dessa och gav dem möjlighet att kommentera hur det fungerade.

Loggbok (eleverna samlar sina labbrapporter och andra papper i ett häfte och gör

reflektioner över sitt eget lärande; Sandström Madsén (2002) anser att loggbok kan vara ett hjälpmedel för att eleverna skall bli medvetna om sina inlärningsstrategier): Fem av tio lärare angav att de använder sig av skriftliga rapporter. L7 och L8 sade att de använt loggbok och menar att det får eleverna att ta laborationerna på allvar och arbeta med resultaten. L8 kommenterade att denna typ av självutvärdering fungerat utmärkt. L3, L4 och L6 har använt labbpärmar.

Drama och estetik: Endast en lärare (L10) säger sig använda denna form av undervisning

och då som redovisningsform en gång per termin. Drama fungerar enligt henne utmärkt.

Gruppvis eller klassvis diskussion om bland annat begreppsbildning eller dylikt: Sju

av tio lärare angav att de jobbade med gruppvis eller klassvis diskussioner, till exempel en gång vid varje kapitel om de fysikfenomen som är aktuella för just detta avsnitt eller så fort de går igenom nya begrepp. L10 tyckte att det gick mycket bra. L11 baserar hela sin

undervisning på diskussioner. Han låter eleverna själva bygga upp de fysikaliska begreppen genom att leda eleverna i resonerande samtal och ställa ledande frågor. Detta leder enligt honom till ett större intresse och bättre vetenskapligt tänkande.

Demonstrationer: Alla lärarna har sagt att de använder demonstrationer i sin undervisning.

L8 kommenterade dessutom att det funkar bra och ofta leder till diskussion och L7 skrev att det var uppskattat, omväxlande och bra att eleverna har något att ”ta på”. L10 sade att det är intresseväckande.

Mål och syfte (tydliggöra mål och syfte för eleverna vid varje lektion): Fem lärare av tio

svarade att de gör det tydligt ofta. L3 svarade att det gjordes vid lämpliga tillfällen, L7 att det gjordes bara i början av terminen och två lärare (L1 och L9) att det inte behövdes. En lärare (L8) svarade dessutom att det är tvunget annars vet ju eleverna inte vad de ska sträva mot, och en annan lärare (L10) påpekade att det är viktigt för eleven för att få en helhet. L2 svarade inte.

Andra metoder som vi inte tagit upp: Sex lärare av tio hade inte svarat på frågan. L4

svarade att han använder elevernas egna anteckningar från lektionerna och tre lärare (L3, L5 och L7) svarade att de använder problembaserat lärande (PBL, se Bilaga 6).

4.1.5 Metoder som används för att utvärdera undervisningen

Frågan (12) handlade om hur lärarna gör för att ta reda på när eleverna lär sig mest och vilken metod de använder.

L1 använder blandade metoder – han kommenterade att ingen metod fungerar bäst för alla. För att eleverna ska få en kontroll på sina kunskaper använder han läxförhör som de får göra om tills de klarat dem. En annan lärare (L2) håller med. Han sade att det går inte att generalisera, olika elever lär sig på olika sätt. Därför måste undervisningen vara

omväxlande. L3 sade sig undersöka lärandet via avstämning genom att ställa belysande frågor, låta eleverna redovisa problem, ha muntliga och skriftliga redogörelser av

demonstrationer, genomföra och redovisa laborationer. L4 kommenterade att de har prov och labbrapporter. Han tillade att eleverna ofta tycker att laborationerna är viktiga. L5 frågar i utvärderingar halvvägs in i kursen om vilka synpunkter och önskemål eleverna har inför nästa halva. Ofta får de också skriva om sina tidigare erfarenheter av fysik innan kursen startar på allvar och då också önska arbetsmetoder. L7 använder också utvärderingar om vad de tycker om undervisningen och hur de vill arbeta. Tre av lärarna (L6, L8 och L9) använder den klassiska metoden inom undervisning (lektioner, prov, rapporter). L11 anser att eleverna själva ska upptäcka fysiken och formulera dess lagar. De får skriva sin egen lärobok.

4.1.6 Diskussioner inom lärarkåren

Vi undrade (fråga 13) vilka diskussioner som förs inom lärarkåren på respektive skola angående det sjunkande intresset i fysik.

L1 svarade att de hade diskuterat problemet med det sjunkande intresset för fysik på skolan men att de inte hade någon lösning – de hoppades att grundskolan skulle ta tag i det. L3 menade att rätt förkunskaper (språk och matematik) är avgörande både för intresset och för möjligheterna att lyckas. L4 sade att problemet tyvärr diskuterades i för liten omfattning. Han tillade att många elever tyckte att fysik var väldigt svårt och att de inte uppmuntrades till nyfikenhet på verkligheten utanför skolan. L5 tyckte att det är ett svårt problem. Många elever har en rädsla inför fysik B trots att den är en roligare kurs med mer helhetssyn än A-kursen. På deras skola hade de B-kursen på tre terminer vilket också gjorde den lite lugnare än A-kursen. Han tyckte att de jobbar i motvind när det gäller att vända elevers inställning till ämnet. Många elever har också så olika kunskaper med sig från högstadiet och helt olika

bild av vad fysik är. L6 hade bara undervisning på IB-programmet och sade att de bara var två lärare och de har diskuterat det lite men inom IB har eleverna inget val – kursen är fastställd och det är bara att göra det som skall göras. Det underlättar väsentligt för läraren. Två lärare (L7 och L9) anser inte att det finns ett problem på deras skola. Tre lärare (L2, L8 och L10) sade att det inte förs några sådana diskussioner på deras skola. De sade också att väldigt många av deras elever väljer att läsa fysik B trots att det inte är obligatoriskt och upplevde därför inte att intresset för fysik sjönk på deras arbetsplats.

4.2 Elevernas svar från enkäten

Elevernas svar på de öppna frågorna har klassificerats i olika kategorier som vi

identifierade. Många svar bedömdes tillhöra flera kategorier och har då inkluderats i alla dessa. Till exempel, elevsvaren på frågan ”Vad har man för nytta av att kunna fysik?” klassificerade vi som tillhörande kategorierna allmänbildning/egennytta, samhället, och/eller (framtida) utbildning/yrke. En elev svarade ”Teknik, trafik.” vilket bedömdes tillhöra kategorin samhället, medan en annan elev svarade ”Bra till vissa yrken och utveckling i samhället. Bra för att kunna förstå hur saker och ting fungerar.” vilket

bedömdes tillhöra alla tre kategorierna. Eftersom ett svar ibland kan tillhöra flera kategorier blir summan av alla stolpar i histogrammen mer än 100 %.

I fråga 3A var vi inte intresserade av hur många som åkt vart, bara vart man kan åka. Vi fick svaren Barsebäck, MAX-lab, Fysicum, CERN i Schweiz, och Experimentariet i Köpenhamn.

4.2.1 Laborationer

Hur ofta har ni laborationer?

9% _7% 60% 11% 5% 1% 0% 2% 2% 1% 3% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% Varj e v eck a Vara nnan ve cka Var tre dje ve cka Var f järd e ve cka Var f em te v ecka Inte s varat A n ta l e lev er Vill ha färre Lagom Vill ha fler

Figur 1. Elevernas svar på hur ofta de har laborationer och om de skulle vilja ha fler laborationer, om antalet laborationer är lagom eller om de vill ha färre laborationer.

Varför tror du att ni har laborationer?

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Bät tre i nlärn ing Tilläm pning Oblig ator iskt Om växlin g Vet i nte Sva rade inte A n ta l el ev er

Figur 2. Vår klassificering av elevernas svar på den öppna frågan om varför man har laborationer. Elevers svar tillhörde ofta flera olika klasser.

Frågorna i del 2 (A, B, C och E; D behandlas i avsnitt 4.2.3) i enkäten handlade om laborationer. Figur 1 visar att de flesta eleverna (73 %) är nöjda med antalet laborationer. Det är fler elever som vill ha fler (19 %) än som vill ha färre (8 %). Majoriteten 88 % i Figur 2 svarade att syftet med laborationer var att det förbättrar inlärningen medan 12 % valde en annan klass. Svaren på frågan 2E visade att 89 % av eleverna ansåg att det finns ett mer eller mindre tydligt samband mellan lektionerna och laborationerna.

4.2.2 Studiebesök

Hur mycket hjälpte studiebesöket dig att förstå något i fysiken?

(1 för "i liten grad", 5 för "i hög grad")

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 1 2 3 4 5 Svarade inte A n tal el ev er

Gjorde studiebesöket dig mer intresserad av fysik? (1 för "i liten grad", 5 för "i hög grad")

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 1 2 3 4 5 Svarade inte A n ta l el ev er

Figur 4. Endast de elever som hade varit på studiebesök skulle svara på frågan.

Förberedde ni studiebesöket på något sätt?

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45%

Inte alls Lite Medel Mycket Inte svarat

A

n

ta

l el

ever

Följdes studiebesöket upp på lektioner efteråt? 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45%

Inte alls Lite Medel Mycket Svarade inte

A

n

ta

l el

ever

Figur 6. Endast de elever som hade varit på studiebesök skulle svara på frågan.

Del 3 (utom 3G och 3H, vilka behandlas i avsnitt 4.2.4) handlade om studiebesök. 47 % av eleverna angav att de aldrig har varit på studiebesök i fysiken, 35 % har åkt i genomsnitt en gång per år och 18 % en gång per termin eller mer (fråga 3A). I Figur 3 kan man se att 51 % av de elever som någon gång åkt på studiebesök tyckte att deras förståelse ökade på något sätt medan 64 % (se Figur 4) ansåg att det gjorde dem mer intresserade av fysik. 14 % av eleverna ansåg inte att de hade någon förberedelse inför studiebesöket (se Figur 5) och 8 % ansåg att det inte gjordes någon uppföljning av studiebesöket (se Figur 6). 83 % av eleverna skulle vilja gå på studiebesök (fråga 3F).

4.2.3 Tillämpningar och helhetsbild

Vad har man för nytta av att kunna fysik?

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Sam hälle t Allm änbil dning Utb. /Yrk e Inget Vet inte Svar ade inte A n ta l e lev er

Figur 7. Vår klassificering av elevernas svar på den öppna frågan om vad de tror att man har för nytta av fysik. Elevers svar tillhörde ofta flera olika klasser.

Används laborationer till att visa på tillämpningar?

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55%

Inte alls Lite Medel Mycket Svarade inte

A n ta l el ev e r Figur 8.

Del 1 handlade om tillämpningar och helhetsbild. I Figur 7 kan vi se att det vanligaste svaret (64 %) på fråga 1A var att man blir allmänbildad eller har personlig nytta av att kunna fysik. Därefter kommer framtida utbildning (27 %) och yrke följt av att samhället har nytta av det (14 %). 89,4 % av eleverna ansåg att deras lärare berättade om fysikens

tillämpningar i samhället (fråga 1B). Svaren på fråga 2D presenteras i Figur 8. 70 % av eleverna anser att laborationerna används tydligt till att visa på tillämpningar.

4.2.4 Olika arbetsformer

Vilket är bästa sättet att lära sig fysik på?

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

Bara teori Teori + lab Teori + lab + studiebesök Inte svarat A n ta l el ev er Figur 9.

När tror du att du lär dig fysik bäst? 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Gen om gång Räkn a s jälv Labora tion Dem onst ratio n Gru ppdi skus sion TV-p rogra m Studi ebes ök Läxa A n ta l el ev er

Figur 10. Eleverna fick kryssa i så många alternativ de ville.

Frågorna 3G och 3H handlar om att använda olika typer av arbetsformer. Figur 9 visar att 69 % av eleverna tyckte att det bästa sättet att lära sig på var att blanda teori med

laborationer och studiebesök medan 4 % trodde att det bästa sättet är att bara ha teori.

Som svar på fråga 3H fick eleverna kryssa i så många alternativ de ville., t.ex. tyckte 61 % att de lärde sig bra vid genomgångar, se Figur 10. De fyra första kategorierna med störst andel val tillhör traditionell undervisning.

5. Diskussion och slutsatser

Vi avsåg att undersöka hur man kan höja det sjunkande intresset för fysik. För detta

ändamål ställde vi frågor till elever och lärare om vilka arbetsmetoder som används och hur de uppfattas. Diskussionen nedan har delats in i tre avsnitt som delvis följer arbetets

frågeställningar. Det första behandlar laborationer och studiebesök, vilka var de moment som (utöver genomgångar med tillhörande demonstrationer) vi från början trodde användes mest. Alla andra arbetsmetoder som frågades om i lärarenkäten tas upp i det andra avsnittet. Tredje avsnittet handlar om hur lärarnas respektive elevernas synsätt på lärandet. Den fjärde frågeställningen, om hur eleverna uppfattar undervisningen, diskuteras när det finns anledning till det, framförallt i det andra avsnittet. Det fjärde avsnittet tar upp det

minskande intresset och hur lärarna ser på det. I det sista avsnittet i detta kapitel

sammanfattar vi våra resultat. De lärare och elever som omnämns tillhör vår undersökning, om inget annat sägs.

5.1 Laborationer och studiebesök

Experimentet har en central ställning vid skapandet av naturvetenskaplig kunskap, av naturliga skäl. Speciellt Sjöberg (2005) skriver mycket om betydelsen av laborationerna för de naturvetenskapliga ämnena i skolan. De används som ett viktigt komplement till de lärarledda genomgångarna, och visar enligt både lärare och elever att fysik handlar om verkligheten. Laborationer ger även eleverna möjlighet att testa teorier som de gått igenom på lektionerna. De flesta lärarna låter eleverna diskutera sina resultat under eller på nästa helklasslektion efter laborationen eftersom det är genom att diskutera och kritisera varandras arbetsmetoder och resultat som man lär sig att arbeta vetenskapligt.

Lärarna ansåg inte att laborationerna användes för att visa på någon praktisk tillämpning medan hela 70 % av eleverna tyckte det (se Figur 8). Det är lite förvånande men vi gissar att det beror på att lärare och elever har olika tolkningar av vad man menar med

tillämpningar. Vår syn, som vi tror lärarna delar, är att en tillämpning är en situation där ett fysikaliskt fenomen används praktiskt i samhället. Eleverna verkade däremot ha en

definition av tillämpningar som gjorde att de i större utsträckning uppfattade laborationerna som presentationer av tillämpningar. Lärarna såg laborationerna främst som

demonstrationer av att fenomenen finns i verkligheten (och som ett sätt att lära ut det vetenskapliga arbetssättet) men inte som presentationer av hur det används ute i samhället.

Några av eleverna nämner också laborationernas roll som variation och avbräck mot rutinen. Stoffet belyses, genom det praktiska arbetet, ur en annan vinkel vilket enligt Runesson (1999) underlättar lärandet. Ur ett konstruktivistiskt synsätt skapar laborationen en intresseskapande måttlig störning (Andersson, 2001), eftersom eleverna gått igenom teorin tidigare. En del elever i vår undersökning, liksom elever i en tidigare undersökning (Fler formler, 1994), vill ha fler laborationer. Även några lärare önskade fler laborationer men tid och pengar satte stopp för detta. Flygare och Töyrä upptäckte dock att för många laborationer, framförallt om skriftlig rapport är obligatorisk, istället kan minska elevernas intresse och försämra inlärningen.

Studiebesök som arbetsmetod är välkänt men nämns inte särskilt ofta i litteraturen. Studiebesöken ger undervisningen ett sammanhang för eleverna och verklighetsanknyter ämnet. Både elever och lärare anser att studiebesök används främst i intresseväckande syfte och mindre för att förbättra förståelsen. Nytt stoff presenteras inte i stor utsträckning utan avsikten är att befästa redan genomgånget material. Precis som vid laborationer underlättas inlärningen genom att materialet belyses ur en annan vinkel (Runesson, 1999) och intresset kan öka eftersom studiebesöket kan betraktas som en måttlig störning för redan etablerade kunskapsstrukturer. Ungefär hälften (51 %, se Figur 3) av eleverna som hade varit på studiebesök tyckte att studiebesöket ökade deras förståelse för något fysikaliskt fenomen och 64 % (se Figur 4) ansåg att det gjorde dem mer intresserade av fysik. Majoriteten av eleverna fick alltså ut något av studiebesöket, mer än att bara slippa en hel eller halv skoldag. De elever som inte varit på studiebesök vill gärna åka.

Alla verkar vara överens om att studiebesök används för lite. Intervjusvaren gav intrycket att det berodde på att de inte hade tillräckligt med information om platser dit man kan ta elever på studiebesök och att det inte fanns tid att organisera något nytt.

5.2 Olika arbetsmetoder. Helhetsbild.

Lärarna använde sig av en rad olika arbetsmetoder för att skapa variation i sin

undervisning. Detta är viktigt för att bibehålla skapat intresse och undvika slentrian. Detta är helt enligt Lpf94 som deklarerar att läraren bör ge eleverna möjlighet att pröva olika arbetssätt och arbetsformer (Skolverket 2006). Eleverna som deltog i NOT-projektets undersökning (Mer formler, 1994) betonade vikten av variation och eleverna i vår undersökning skrev samma sak.

De viktigaste och mest använda arbetsformerna var demonstrationer och diskussioner. Alla lärare använder sig av demonstrationer. Speciellt de spektakulära demonstrationerna tjänar som ett bra sätt att väcka elevernas intresse. Detta intresse är till en början situationsbundet och kräver uppföljning för att bibehållas. Eleverna (89 %) tyckte att lärarna var bra på att berätta om tillämpningar. Det visade sig att flera lärare tyckte att det var lätt att diskutera tillämpningar vid genomgångarna. De hade tillgång många exempel från textböcker och utifrån sin erfarenhet. Man har sett (se avsnitt 2.1) att tillämpningar och sammanhang ökar elevernas förståelse för ett visst moment.

Diskussioner fungerar som ett bra sätt att bibehålla ett skapat intresse. De flesta lärare anger att de har grupp- eller klassvis diskussioner om begreppsbildning och liknande, bland annat i samband med laborationer. Vid en diskussion måste eleven ta ställning och bestämma sig för vad han eller hon faktiskt tror. Om eleven finner diskussionen stimulerande kan det ske en internaliseringsprocess och det situationsbundna intresset omvandlas till personligt intresse (Lavonen m.fl., 2005). Enligt Driver m.fl. (2000) är diskussioner mycket viktig träning i vetenskapligt arbete. Eleverna behöver lära sig att skapa hypoteser och försvara dem mot kritik vid diskussioner med sina kamrater. Ett sätt att skapa diskussioner i klassrummet kan vara att använda sig av Concept Cartoons. (Keogh m.fl., 1998; Keogh & Naylor, 1999). Concept Cartoons har den fördelen att de utgår från vad eleverna tror och sedan utför alla eleverna samma undersökning men utifrån sina egna ståndpunkter. Ett problem som kan uppstå vid alla typer av diskussioner är att det ofta finns några pratglada i klassen som lätt tar över. Det blir då svårare att ta reda på vad de mindre pratsamma

Några lärare tog upp PBL (presenteras i Bilaga 6). Vid PBL använder man sig av autentiska uppgifter och eleverna hamnar i en situation som liknar den man kan stöta på i arbetslivet. PBL kräver normalt sett att handledaren (läraren) sitter med gruppen hela tiden vilket är svårt i klasser på 30 elever.

En lärare hade använt loggbok och drama och ansåg att det fungerade bra.

5.2.1 Helhetsbild

Eleverna som deltog i NOT-projektets undersökning ville få en bättre helhetsbild av

fysiken. Flygare och Töyrä (2003) menade att läraren måste ha tillräckliga ämneskunskaper för att ha den helhetsbild som krävs för att kunna koppla ihop de olika delmomenten och relatera dem till vardagliga företeelser.

Vad menar man med helhetsbild (av fysiken)? Man kan tolka det på två olika sätt; dels kan det vara att man kan placera in delmomentet i dess roll i fysikämnet som helhet, hur det hänger samman med andra delmoment och att man förstår hur man kan använda sig av det; dels kan det vara vilken betydelse de olika delmomenten och fysiken som helhet har för vårt dagliga liv i samhället. Vi uppfattar det som att det är den första tolkningen som är den vanligaste i de svaren i fått, och det är den vi använder oss av här.

När vi funderade över hur man kan ge eleverna en helhetsbild av fysikämnet kom vi fram till att det nog är svårt utifrån de ramar som finns. Fysikundervisningen är uppdelad i Fysik A och Fysik B på ett sätt som gör det nästan omöjligt, i alla fall i Fysik A. Problemet tas upp explicit i Lpf94 (se tredje punkten i avsnitt 2.3) på ett sätt som indikerar att man som lärare bör göra extra ansträngningar för att lyckas. När vi frågade lärarna hur de arbetade med detta så hoppades vi att de hade någon genomtänkt metod, vilket de inte ansåg att de hade. De nämnde några speciella tillfällen då de tar upp det, som i början eller i slutet på kursen eller i början på ett nytt avsnitt, och att projektarbeten kan vara en bra metod. Vi anser att ett annat sätt kan vara att man vid varje lektionstillfälle beskriver målet och syftet med undervisningen för eleverna. Då ger man undervisningen ett sammanhang som med

tiden kan ge eleverna en helhetsbild.

5.2.2 Metoder som används för att utvärdera undervisningen

Den här frågan (12) har tolkats på olika sätt. Avsikten var att ta reda på hur lärarna

utvärderar de olika arbetsformerna. Istället har vi fått svar på vilka utvärderingsmetoder de använder i allmänhet, vilket delvis ger svar på frågan. Svaren visade att det inte finns en enskild metod som alla använder utan de använder sig alla av olika metoder i

undervisningen.

I elevenkäten var frågan delad i två delar och formulerad på ett annat sätt. Första frågan var ”vilket är bästa sättet att lära sig fysik på” och handlade om variation. I Figur 9 kan vi direkt se att 69 % av eleverna ansåg att variation i undervisningen är det bästa sättet. Den andra frågan var ”när tror du att du lär dig fysik bäst” och handlade om arbetsformer. Figur 10 visade att majoriteten av eleverna anser att de lär sig fysik bäst genom traditionell undervisning (genomgång, räkna själv, laborationer och demonstrationer). Figur 9 och den stora bredden på svaren i Figur10 visade att eleverna tycker att varierad fysikundervisning är det bästa sättet att lära sig på. De ville få en helhetsbild för det gör dem mer intresserade och nyfikna.

5.3 Synsätt på lärande

Vi hade inget tydligt konstruktivistiskt eller sociokulturellt perspektiv när vi formulerade våra enkätfrågor. Vi såg dock under vår verksamhetsförlagda tid (VFT) att fler elever aktiverades när de fick arbeta i grupp. De ville jobba med grupparbeten, åka på utflykt, göra studiebesök och olika aktiviteter som gjorde dem inblandade i det sociala livet. Figur 4, kombinerat med att 83 % av eleverna vill åka på studiebesök, stödjer en sådan uppfattning (se även Figur 9). Eleverna tenderar alltså att bli mer intresserade av de

undervisningsmetoder som har sociokulturella aspekter, som skapar ett sammanhang där de interagerar med varandra och samhället omkring dem, inte bara med läraren. Däremot när det gäller ”när man lär sig bäst” som handlar om arbetsmetoder (Figur 10) anser eleverna att arbetsmetoder grundade i det konstruktivistiska perspektivet är bäst. Men hur kan detta gå ihop? Om man är mer intresserad så lär man sig väl bättre? Vi tror att man kan förklara

det med två olika saker. För det första använder lärarna oftast genomgångar till att gå igenom nytt stoff, då det är det mest tidseffektiva sättet att presentera fakta på.

Genomgångarna uppfattas därför som effektiva när det gäller faktainlärning. Men det finns olika sorters kunskap, inte bara faktakunskaper. Vi drar oss till minnes de fyra f:en; fakta, förståelse, färdighet och förtrogenhet (Skolverket, 2006). Vi tror att förståelse uppnås bättre när man diskuterar med varandra och arbetar i en social situation med andra människor. Man kan då stimuleras och lära av varandra eftersom man genom att kommunicera får ta del av andras tankar och idéer; enligt det sociokulturella synsättet skapar man situerad kunskap tillsammans i ett socialt och kulturellt sammanhang. Resultatet blir att

genomgångar ses som bättre för faktainlärning medan de mer sociala arbetsmetoderna ses som bättre för förståelsen.

Det är svårare att tolka lärarnas svar (Avsnitt 4.1.2 och 4.1.5) och läsa ut vilket synsätt de har eftersom de använder olika metoder i undervisningen. Man kan säga att de tenderar att arbeta utifrån en konstruktivistisk syn på lärande. De använder sig framförallt av

(lärarledda) genomgångar och demonstrationer och mindre av de arbetsmetoderna där eleverna interagerar med varandra. Tolkningen stöds av våra upplevelser under vår VFT. En anledning kan vara att lärarna inte ville riskera att pröva nya arbetsmetoder då deras betygsättning mest grundades på skriftliga prov. Då testar man elevernas faktakunskaper och problemlösningsförmåga, men inte nödvändigtvis deras förståelse eller praktiska färdigheter. Eleverna besitter alltså kunskaper som lärarna inte ser. Samtidigt måste de ta hänsyn till kursplanerna som de vill klara av i tid. Hargreaves (1998) skriver att

”[t]idsbristen är ett av lärarnas eviga klagomål. I studier av förändringar inom

undervisningen, skolutveckling, genomförandet av läroplaner och personalutveckling är tidsnöden ett praktiskt problem som ständigt lyfts fram. Tidspressen gör det svårt att få till stånd en grundlig planering [och] att engagera sig i utvecklingsarbete” (s. 32). Vidare menar Hargreaves att ”[k]raven på produktivitet, resultatansvar och kontroll gör att administrationen tenderar att öka kontrollen över lärarnas arbetstid, att reglera och rationalisera den: tiden bryts ner i små, åtskilda komponenter, var och en med klart uppställda mål” (s. 128).

Ett undantag var L11 vid intervjun beskrev hur han baserade stor del av sin undervisning på diskussioner, assisterat av demonstrationer och laborationer. Varje elev satte ihop sin egen lärobok från sina lektionsanteckningar. Den vanliga läroboken användes mest som stöd vid hemstudier. L11 ansåg dock att metoden hade svagheter som var svåra att överkomma. Han hade bland annat svårt att hinna med alla momenten i kursen, ett vanligt problem enligt forskningen (Angell m.fl. ,2004; Keogh m.fl., 1998; Andersson & Bach, 1995; refererad till i Dimenäs & Sträng Haraldsson, 1996), vilket dessutom resulterade i sämre resultat på de nationella proven, och betygssättning kunde vara svårt eftersom de pratglada eleverna fick störst utrymme. Men L11 var övertygad om att hans metod i grunden var bättre – hans elever uppnådde större förståelse och blev mer intresserade i fysiken än andra elever. Han trodde därför att fler av hans elever fortsatte inom fysiken än andra elever.

Både en svensk och en finländsk undersökning gjord inom ramen för ROSE (Jidesjö & Oscarsson, 2004; Lavonen m.fl, 2005) visade att elever i 15-årsåldern är mest intresserade av det som är fantasieggande och fantastiskt, inte det vardagsnära. Detta strider mot den gängse uppfattningen (som fick stöd av NOT-projektets undersökning 1994) om att ämnet bör presenteras i ett jordnära sammanhang med tydliga kopplingar till elevens vardag. Kunskap om fysikens vardagstillämpningar finns med bland betygskriterierna för

fysikkurserna (Skolverket, 2 november 2006), så vardagsanknytningen måste finnas med. Har någonting hänt under de senaste tio åren som kan ge oss en ledtråd till varför eleverna har ändrat uppfattning? En sak kan vara att vardagsteknologin har förändrats så mycket. Det går inte att visa hur en mobiltelefon eller en dator fungerar med ett enkelt

kopplingsschema. De vardagliga sakerna som elever är intresserade av är helt enkelt alldeles för avancerade för att kunna beskrivas i detalj med den fysik som man lär sig på gymnasiet. En annan anledning kan vara att så få numera är intresserade av att utbilda sig till ett yrke där man använder fysiken. Då är det inte så konstigt att det är mer intressant att lära sig om astronomi och relativitetsteori. De avsnitten handlar ju om de stora frågorna: Hur stort är universum? Finns det liv på andra planeter? Kan man röra sig hur fort som helst? Vad händer vid extrema förhållanden? Som lärare kan man dra nytta av detta intresse genom att presentera ämnet i ett spännande sammanhang, till exempel en rymdresa eller ett överlevnadsscenario på en öde ö (jämför med Malone och Lepper (1987; refererad till i