1 Hverdagsforestillinger - problem, men også en kilde til engasjement! Nettverksamling i fysikk Byåsen vgs Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

2 Hverdagsfysikken er hverdagsnær Erfaringer kan stenge for logikken. Alle vet at du må tråkke for å holde konstant fart på sykkel på flat mark! Eks: Hvilke krefter virker på a)en kula i en kjeglependel? b)en person som sitter i en bil som kjører med konstant fart gjennom en horisontal rundkjøring? Nettverksamling, Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

3 Hverdagsnær → elevene har en egen oppfatning Nettverksamling, tungt faller raskere enn lett bevegelse krever en kraft selvsagt at alt faller nedover «i ro» vil si ingen kraft konstant kraft gir konstant fart den sterkeste yter størst kraft motkrefter holder gjenstanden i ro … Aristoteles står sterkt! Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

4 Forestillingene er utbredte og standhaftige virker fornuftige er erfaringsbasert kan på et vis forstås deles av mange … og motstandsdyktige overfor undervisning Nettverksamling, Vi skal ikke bare lære dem Newtons lover,- vi skal endre et helt tankemønster Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

5 Fysikkspråk vs dagligtale Hvor mange ulike betydninger har ordet kraft? Hva betyr «bevegelse»? Er det forskjell på fart og akselerasjon? Og hvordan brukes begrepet «motkraft»? Nettverksamling, Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

6 Og så er det så mange måter å uttrykke det samme på! Nettverksamling, Hverdagsspråk: Når en ball kastes opp i lufta avtar farten på vei oppover og øker på vei nedover Fysikkspråk: Når en ball kastes opp i lufta er akselerasjonen konstant og har retning mot bakken.

7 Nettverksamling, Grafspråk:

8 Nettverksamling, Matematikkspråk:

9 Fra utlandet Nettverksamling, Bruk en time på å se på fysikkprofessor Eric Mazur sin forelesning om temaet. Vi tar en 5-minutters smakebit her: (Hele forelesningen: Poeng: Å skifte fokus fra overføring av informasjon til å hjelpe elevene å lære Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

10 Mer om FCI-testen Nettverksamling, « Force Concept Inventory» publisert i The Physics Teacher i 1992 av David Hestenes -30 flervalgsoppgaver -hverdagsnære situasjoner,- alle kan svare -tilsynelatende triviell -basiskunnskap om bevegelse og krefter -Newtonsk mekanikk vs hverdagsforestillinger -ikke intelligentstest, men avslører tankemøstre «Newtonsk tenker»: score > 80 %, dvs. mer enn 24 rett Anvendelse: diagnostisk verktøy og til evaluering av undervisningen Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

11 Testen ble kjørt på et stort antall skoler, høgskoler og universiteter i USA (1500 high school-elever – 500 universitetsstudenter) Nettverksamling, både pretest og posttest -viste at elever/studenter normalt scorer bedre på kvantitative oppgaver enn kvalitative -viste at tradisjonell undervisning i liten grad endrer på misoppfatninger -viste at lærerens kompetanse ikke hadde betydning (!) Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

12 Resultater for mine fysikk 1 elever i Trondheim (gult = riktig) Nettverksamling, Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

13 Men hva var det alle svarte feil på? Nettverksamling, Oppg.11 Hva beskriver best hvilke(n) krefter som virker på en puck som sklir bortover en friksjonsfri bane? A.En tyngdekraft nedover. B.En tyngdekraft nedover og en horisontal kraft i bevegelsesretningen C.En tyngdekraft nedover, en horisontal kraft i bevegelsesretningen og en kraft fra overflaten oppover. D.En tyngdekraft nedover og en kraft fra overflaten oppover. E.Ingen (det virker ikke krefter på pucken). Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU. (1) (16) (5) (0) Alle er Aristotelestenkere!

14 Nettverksamling, Tilsvarende i oppgave 25 og 30 også: Samtlige hadde med seg forestillingen om en iboende kraft i bevegelsesretningen. Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

15 Å avsløre hverdagsforestillinger Grubletegninger på naturfag.no: Grubleoppgaver fra Paul Hewitt: Nettverksamling, Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

16 Formulering og argumentering Nettverksamling, For å endre tankemønstre: -få fram ulike oppfatninger/forklaringsmodeller -få elevene til å formulere disse selv -få dem til å argumentere for forklaringsmodellene Aller best læring når man har tatt feil først, og så innser - hvorfor det er feil - hvorfor det riktige er riktig Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

17 Hvordan? Nettverksamling, still spørsmål som utfordrer begrepsforestillinger -argumenter for «hvorfor kan noen påstå at…» -mer presise begreper -gruppediskusjoner -egne formuleringer -åpne spørsmål/demonstrasjoner/forsøk -clicker-questions Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

18 Forsøk Nettverksamling, Tradisjonelt: -vis at Newtons 2.lov stemmer, energien er bevart,..følger Ohms lov osv. Stor grad av «kokebok» (…men er i endring) Hva er hensikten med praktisk arbeid? Hvorfor gjør vi det? -illustrere fenomener -øke forståelsen (?) -lære å bruke utstyr og behandle måledata -variere undervisningen -Tradisjon -krydder -Læreplanmål: modellering Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

19 Oppnår vi det vi ønsker? Nettverksamling, Er vi bevisst hva vi ønsker å oppnå med et forsøk? Hva om vi vrir fokuset litt? -mer undring -mer åpne problemstillinger -mer fokus på sammenhenger og forklaringer Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU. Mål: -Å få elevene «på» -Å få dem til å snakke fysikk Mål: -Å få elevene «på» -Å få dem til å snakke fysikk

20 Demonstrasjoner Nettverksamling, skape undring -illustrere fenomener -forklare fenomener (?) -overbevise Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

21 Clicker-questions Nettverksamling, Flervalgsoppgaver som er godt egnet til å få fram misoppfatninger. Distraktorene er de typiske og gjenstridige hverdagsforestillingene. Godt egnet for diskusjon og argumentasjon. Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

22 Hvor er akselerasjonen til kula størst? A.I punktet A B.I punktet B C.I punktet C D.Like stor i alle punkt Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU. Nettverksamling,

23 Teknologiske muligheter Nettverksamling, Smarttelefon-app: «Socrative» / Kan brukes både på mobil og PC. To versjoner: «Teacher» og «Student». Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU. Logg inn som student på romnr

24 Nettverksamling, Astrid Johansen, Skolelaboratoriet, NTNU.

25 To kuler skytes ut med samme fart i banene vist på bildet. Hva vil skje? A.Kula på den rette banen kommer først fram til den andre enden. B.Kula på banen med dump kommer først til den andre enden. C.Kulene kommer samtidig fram til den andre enden.