Eksperimenter i fysikk og fysikkeksperimenter i skolen

Bli kjent med naturvitenskapelige metoder stille spørsmål om naturen og sette opp hypotese finne fram til eksperimenter og metoder for å teste hypoteser observere, undersøke og ordne materiale trekke konklusjoner uten å generalisere for vidt vurdere og forbedre forsøk

Faglig innsikt illustrert fysikkemnene eksperimentelt bedre forståelse av fysikkens lover og teorier felles knagger å knytte teorien til bevisstgjort sine hverdagserfaringer innse at det vi observerer er personavhengig og påvirket av kunnskaper og antagelser

Ferdigheter få øving i å bruke sansene til observasjoner bli kjent med og kunne bruke måleapparatur få øving i å bruke fagspråk i muntlig og skriftlig kommunikasjon Som fysikklærere ser vi ofte at elevene blander sammen reine observasjoner med forklaringer og kunnskaper. De lar teoriene sine komme klart til uttrykk i beskrivelsen av observasjonene. Vitenskapsteoretikeren Thomas Kuhn sier at alle observasjonene er styrt av det herskende paradigmet, og at det bestemmer hva vi ser, og hvordan vi ser det. At eksperimenter og observasjoner er teoriavhengige, innebærer at når to mennesker ser mot samme utsnitt av verden, ser de faktisk forskjellige ting. De tolker ikke bare observasjonene forskjellig. Det er viktig at læreren tar opp disse erkjennelsessidene ved fysikkfaget med elevene.

Eksperimentet har mange budskap Innføring i et emne Illustrasjon Bli kjent med måleinstrumenter Eksperimentet som fasit Utforme forsøk - hypoteser Repetisjon Differensiering Åpne/lukkete forsøk

Laboratorierapporter Mottakerbevissthet eleven selv medelever i klassen som ikke var til stede ved øvingen andre elever, for eksempel elever på lavere klassetrinn læreren andre voksne som er knyttet til skolen

Et råd som stammer fra skrivepedagogene: Dersom elever og folk flest skal bli flinke til å skrive en spesiell sjanger, for eksempel rapporter fra arbeider i fysikk, må de lese flere gode eksempler på slike rapporter. Det nytter ikke bare å gi en disposisjon med overskrifter. Vi vil derfor anbefale at læreren noen ganger, etter å ha innhentet tillatelse fra aktuelle elever, viser fram gode rapporter som eksempler og diskuterer hvorfor de er gode.

Galilei og Aristoteles Både Galilei og Aristoteles bygde på erfaringer, men det var forskjellige typer erfaring de bygde på. Ved studier av bevegelse bygde Aristoteles på erfaringer han fikk gjennom observasjoner av naturen. Galilei bygde derimot på den erfaring han fikk ved å gjøre kontrollerte, systematiske og reproduserbare eksperimenter.

Galilei kunne f. eks. ikke studere fritt fall direkte Galilei kunne f. eks. ikke studere fritt fall direkte. En stein faller alt for fort i forhold til tidsmålere han hadde. Derfor utviklet han en metode for å måle fritt fall indirekte ved hjelp av kuler som rullet på et skråplan

Galileo Galilei (1564 – 1642) Vi finner som et faktum at fartsvariasjonene mellom legemer av forskjellig vekt blir mindre og mindre etter som det omkringliggende mediets motstand avtar. Hvis vi i et medium som er svært tynt, finner at fartsforskjellene nesten er umerkelige til tross for stor forskjell i vekt, da har vi rett til å tro at det er høyst sannsynlig at alle legemer vil falle med samme fart i vakuum.

Not just facts but relevant facts Hva er sikker kunnskap? Kan vi utlede vitenskapelig kunnskap på grunnlag av observasjoner eller eksperimenter? Adekvate eksperimenter og/eller eksperimentelle oppsett? Eksperimentelle resultater kan være uriktige selv om de er utført systematisk, seriøst og relevant. Noen historiske eksempler ………….

Noen historiske eksempler Hertz fant rundt 1880 at katodestråler ikke kunne være ladde partikler fordi de ikke bøyde av i elektriske felter. Forbedret teknologi og bedre forståelse gjorde at Thomson noe senere kunne vise at strålene var ladde og bøyde av i elektriske og magnetiske felter. Tycho Brahes avvisning av det heliosentriske verdensbilde parallakse

Parallakse x x

Teoriavhengige eksperimenter Radioforsøkene til Hertz bekreftet Maxwells teorier, men dermed ble også forestillingen om en ether bekreftet. Dette problemet ble først løst med Einsteins relativitetsteori.

Fare for sirkelargumentasjon! Er naturvitenskapelig kunnskap spesiell fordi den støtter seg på erfaringer og eksperimenter på en bestemt overbevisende måte? Fare for sirkelargumentasjon! Eksempel med amperemeter som brukte fenomenet som skulle vises!!

Bohr Komplementaritet Aspect-forsøket For at et fenomen skal kunne betegnes som objektivt eksisterende, er det nødvendig med en fullstendig spesifikasjon av hele forsøksoppstillingen, både objekt og instrument F.eks: bølge-partikkel dualismen. Det er snakk om to komplementære fenomener som først er fastlagt når elektronstrålen vekselvirker med de forskjellige makroskopikse forsøksoppstillinger. Aspect-forsøket