På den gymnasieskola som jag är lärare på har vi under åren av och till diskuterat syftet med fysiklaborationer. Varför laborerar vi i fysik? Vad ska eleverna få ut av en laboration? Hur ska en laborationsredogörelse se ut? Hur ska redogörelserna bedömas?
Ett sätt att kanske hitta svar på frågorna är att titta på Skolverkets kursprov i fysik, där det också ingår en laborativ del. De är visserligen frivilliga att genomföra på skolorna, men jag tror att uppgiftstyperna kan ses som representativa för vad Skolverket avser med sina formuleringar i ämnesplanen. Där finns bl a följande relevanta punkter i det centrala innehållet:
- ”Avgränsning och studier av problem med hjälp av fysikaliska resonemang och matematisk modellering innefattande linjära ekvationer, potens- och exponentialekvationer, funktioner och grafer samt trigonometri och vektorer.”
- ”Planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa.”
- ”Bearbetning och utvärdering av data och resultat med hjälp av analys av grafer, enhetsanalys och storleksuppskattningar.”
Även följande punkter som kan kopplas till experimentellt arbete finns med:
- ”Vad som kännetecknar en naturvetenskaplig frågeställning”
- ”Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller”
- ”Planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa”
Vidare finns även bl a följande förmåga listad:
- ”Förmåga att planera, genomföra, tolka och redovisa experiment och observationer samt förmåga att hantera material och utrustning.”
Traditionellt kan jag tänka mig att det finns ungefär följande syften med laborationer i undervisningen:
- Att verifiera någonting (t ex Hookes lag eller värdet på tyngdaccelerationen)
- Att göra en mer öppen undersökning (t ex hur påverkar luftmotståndet ett fallande föremål?)
- Att det kan handla om att använda sin kunskaper i fysik för att lösa ett specifikt problem (t ex vilken kastvinkel ska användas med en given kastapparat för att kulan ska träffa en viss punkt?)
- Att underlätta inlärningen genom att ”få en känsla” för hur något fungerar (t ex vad händer när ett föremål sätts på en roterande skiva och vad påverkar om den ligger kvar eller inte?)
Det är alltså olika laborationer som uppfyller olika syften. Optimalt kanske det är bra att sprida alla dessa typer av laborationer över varje område i fysikundervisningen. Beträffande redogörelsen av laborationerna kanske det inte finns en enda mall som passar in på alla ovanstående typer?
Skolverket gav år 2012 ut ett offentligt bedömningsstöd i fysik. Där finns ett exempel på en undersökning som eleverna uppdras:
Här är det tydligt att eleverna ska göra ett antal mätningar (”Avgränsning och studier av problem med hjälp av fysikaliska resonemang och matematisk modellering”), konstruera en graf utifrån dessa mätvärden och dra slutsatser ur denna graf (”Bearbetning och utvärdering av data och resultat med hjälp av analys av grafer…”).
När man tittar på bedömningsanvisningarna nedan (fortfarande alltså till denna offentliga uppgift), så ser man att det är just mätvärdeshanteringen som premieras. Inte en enda poäng ges utan att eleven har ritat en graf och gör en behandling av denna.
Min erfarenhet är att elever i allmänhet inte har så lätt med att vara strukturerade med sin hantering av mätvärden. Det är en annan sak om det finns en färdig tabellmall uppgjord, som det ju inte gör i ett sådant här läge. Därför så måste vi lärare träna eleverna i den kvantitativa behandlingen av mätvärden och dess strukturering som efterfrågas.
Redogörelsen för olika typer av undersökningar ser nog som sagt olika ut. Tittar vi på lösningsförslaget till denna exempeluppgift, ser vi att den är mycket kort:
Ingen inledning, material, hypotes, syfte eller liknande. Enbart fokus på uppgiften och dess resultat. Denna undersökning ser jag ungefär som en ”verifieringslaboration”, även om det inte anges vad som ska verifieras. Jag vill inte kalla laborationen för öppen, då experimentuppställningen och metoden är givna.
Även om ovanstående laborativa undersökning inte uppfyller alla av Skolverkets punkter om experimentellt arbete i ämnesplanen, verkar den lämpa sig väldigt bra för bedömning då både metod och resultat är givna. Jag har själv börjat lägga mer fokus på dylika diagram och tolkningar i mina egna demonstrationer och laborationer. Jag kommer att återkomma med mina egna erfarenheter i undervisningen om experimentellt arbete i de olika aspekterna.