Fysikaliska leksaker i teknikens vardag

Målgrupp

Tidigarelärare (F-6) i första hand, men även lämplig för senarelärare (från år 7 t.o.m vuxenutbildningen)

Studietakt

Kvartsfart (7,5 HP/termin)

Start- och slutdatum

Kursen kalenderåret 2010: Kursstart 12 jan, 2010. Kursslut prel. 14 dec, 2010.
Kursen kalenderåret 2011: Kursstart prel 11 januari 2011, kursslut prel. 13 dec, 2011.

Arbetsform (distans, campus)

Kursen ges på campus och distans, 12 träffar á 3 timmar per termin, en kväll var-annan vecka, inklusive föreläsningar, laborativa övningar, inlämningsuppgifter, och skriftlig tentamen. Allmän behörighet krävs, utan särskilda ämneskrav. Utvärdering av kursen sker enligt Chalmers normala kursutvärderingssystem, med nätbaserad enkät och påföljande möte mellan kursens ledare och representanter ur deltagarna.

Kursens innehåll

A. Världen omkring oss

Vi börjar med tonvikt på fysik då detta område, tillsammans med matematik, utgör basvetenskap för många andra områden (kemi, biologi, medicin o.s.v.). Fysikens historia gås igenom med start i de första civilisationerna och den grekiska kultursfären. Vi vandra tillsammans ända fram till den moderna fysikens genombrott med nya radikala förhållningssätt. Dagens naturvetenskap analyseras speciellt vad gäller såväl grundvetenskap som teknologi i vardagen. Den vetenskapliga metoden beskrivs. Teorier måste både förutsäga och förklara. Den måste också kunna testas. Experiment måste vara reproducerbara. Reduktionism diskuteras. Pseudovetenskapliga områden exemplifieras och gränslinjen mot accepterad vetenskap dras. Alla fysikens olika delområden gås igenom.

Hit hör

• mekanik,
• optik,
• värmelära,
• elektricitet,
• magnetism,
• elektromagnetism,
• relativitetsteori,
• kvantfysik,
• atom- och molekylfysik,
• subatomär fysik,
• astronomi
• och materialfysik.

Framställningen görs huvudsakligen utan matematik med användning av rikligt med bilder och många experiment som utförs under föreläsningarna. Stor vikt läggs på grundläggande, övergripande fysikaliska principer som förenar de olika områdena. Intuitiv förståelse är också ett mycket vikigt begrepp, och anknytning till vardagslivet är även en väsentlig ingrediens i framställningen.

B. Lärstilar

Det är viktigt att förstå vilka inre och yttre faktorer som är viktiga i lärandesituationen. Detta delmoment syftar till att läraren skall få insikt om såväl sin egen individuella lärstil som de individuella elevernas.
I kursen använder vi Dunns modell, som befunnits vara den bästa vad gäller validitet och reliabilitet. 23 olika faktorer gås igenom i detalj och fördelas på fem kategorier:

• miljö-,
• emotionella,
• sociala,
• fysiologiska
• och psykologiska faktorer.

Konkret kartläggning av deltagarnas lärstilar kommer att ske på kursen med specifika tester. Lärarna förutsätts sedan använda testerna på sina elever. En stor vinst med processen är att man kan närma sig skolans uppdrag vad gäller individualisering ("en skola för alla").

C. Experiment

En låda innehållande ett antal experimentprylar delas ut. Baslådan kommer att innehålla närmare 100 st experiment, och kan efteråt lätt kompletteras. Kostnaden för denna produktion blir mycket låg. De utvalda experimenten är anpassade till de läroböcker som används i skolan. De är avsedda att användas dels av läraren på lektionerna, dels av eleverna som "laboration" och/eller hemläxa. Försöken är med mycket enkel natur men kan användas från dagis till doktorandnivå. Kursdeltagaren får med sig lådan till skolan där innehållet lätt kan dupliceras om så önskas. Eleverna kan också göra experimenten hemma och visa sina kamrater och föräldrar, vilket visat sig vara mycket populärt. Denna metod stärker självförtroendet, en av nycklarna till studieframgång. Då många experiment görs med prylar som redan finns i ett hem, räcker ibland en instruktion om vad man behöver och hur man gör experimentet. Vad experimentet visar förklaras på olika nivåer på medföljande instruktion. På kursen får lärarna demonstrera experimenten för deltagarna. Krav på rätt handhavande och förståelse kommer att ställas. På så vis kan lärarna börja använda experimenten i skolan omedelbart efter kursen.

D. Teknikens vardag

Den naturvetenskapliga kunskapen sätts här in i sammanhanget med tillämpningar för människans utnyttjande av kunskapen. Tyngdpunkten läggs på den vardagsteknik som elever i grundskolan är bekanta med - i hemmet, i skolan, på fritiden och i samhället. Experimenten som ingår i kursen knyts till tekniska tillämpningar, så att själva kunskapen får ett omedelbart sammanhang. Stor vikt läggs vid ett teknikvetenskapligt tankesätt, där systemtänkande krävs för att lösa samhällets och naturens problem, stora som små. Industriell teknik tas upp i den mån den kan knytas till de yngre elevernas vardag, t.ex. med tillverkning av enklare tekniska föremål som cykelhjul.

Genusaspekter på val av tillämpningsexempel diskuteras, då det är av stor vikt att alla elever känner sig hemma i lärandet om teknik. Även könsskillnader i attityder till lärande om naturvetenskap och teknik tas upp i kursen, med erfarenhetsutbyte och forskningsunderlag som stöd. Hållbar utveckling flätas in som en röd tråd för att erbjuda deltagarna ett brett spektrum av kunskaper som knyter an till experimenten som ingår i kursen. Här ges uttryck både för teknikens ”baksida” och tekniken som ”lösning” av problemen. Tekniska exempel på naturvetenskapens tillämpningar inom hållbar utveckling anses kunna ge en utmärkt plattform för ett ökat intresse för teknik hos en bredare skara ungdomar. Deltagarna i kursen tränas i att fläta in dessa aspekter i lektionerna i praktiken ihop med experimenten.

Förväntade effekter av kursen

Efter genomgången kurs förväntas deltagarna ha uppnått:

• ökade fackkunskaper i fysik
• förbättrad didaktik
• färdigheter kring experiment i klassrummet
• ökat självförtroende och därmed större benägenhet att verkligen använda experimenten i klassrummet
• ökade kunskaper i teknik, med koppling till experimenten

Kursens lärare

Prof. em. Per-Olof Nilsson, Chalmers tekniska högskola.
Tekn. lic. Kjell Sedig, Chalmers tekniska högskola
Bitr. prof. Sheila Galt, Chalmers tekniska högskola

Mera information om Fysikaliska Leksaker på Chalmers:
http://fy.chalmers.se/~perolof/fyslek/

Biträdande professor Sheila Galt
031-772 1889
sheila dot galt at chalmers dot se