Tidsenliga laborationer ger
eleverna ökad kompetens
I dag måste det anses rimligt att elever
lär sig använda datorbaserad mätutrustning
vid laborationer, skriver
Patrick Lönnberg, lärare på Norra Real
i Stockholm. Anledningen är inte att
det skulle vara roligare än tidtagarur,
termometrar och dynamometrar, men
mer kompetensutvecklande.
Dagens samhälle behöver folk som
kan hantera moderna redskap och har
så mycket erfarenhet av datorbaserad
utrustning att man inte står handfallen
bara för att något inte fungerar
precis som man tänkt sig. Inte minst
gäller detta laborativ utrustning och
det förefaller som om det är skolans
uppgift att ge eleverna en chans att
utveckla den kompetensen.
En misslyckad laboration kan ju
vara lika värdefull som en lyckad. Det
gäller också i förmågan att hantera instrumenten.
Bristande noggrannhet,
felkalibrering, dåliga manualer fallerande
kontakter, trilskande datorprogram,
kontakt- och interfaceproblem
är allt sådant som idag hör till det
mänskliga livet och som måste kunna
hanteras på ett konstruktivt sätt.
Det är nödvändigt att dagens elever
vågar testa och pröva sig fram när
saker och ting inte fungerar. Och det
är inget man lär sig på någon fortbildningskurs
längre fram i livet.
Var finns fysiken i dagens grundskola?
Känslan för fysik bland eleverna tycks
sjunka varje år. När man frågar elever
i gymnasiets första årskurs vad de
gjort i grundskolefysiken, säger en del
att de inte haft någon fysik alls utan
endast lite teknik i sjuan. Att fysik är
något annat än att dra sladdar från
batterier till lampor är därför en nyhet
för många elever. Att det skulle finnas
över 220 timmar undervisning i ämnet
(LPO94) är det svårt att se några
spår av. Uppenbarligen har grundskolan
ett tilltagande problem med
fysikämnet, vilket sedan fortplantar
sig upp till gymnasiet. Vad det i grunden
beror på, överlämnas frikostigt
till skolmyndigheterna att fundera på,
men kanske riktiga laborationer med
riktig utrustning skulle vara en pusselbit
att arbeta med?
I denna artikel diskuteras huvudsakligen
ämnet på gymnasienivå
mot bakgrunden av det mål för som
nämns som det första i SKOLFS:
2000:49. Om A-kursen sägs:
’ Eleven skall kunna delta i planering
och genomförande av enkla experimentella
undersökningar samt
muntligt och skriftligt redovisa och
tolka resultaten’
Och för B-kursen följande:
’Eleven skall ha utvecklat sin förmåga
att planera och genomföra
experimentella undersökningar
samt muntligt och skriftligt redovisa
och tolka resultaten.’
Alla skolor lever säkert upp till
kravet på något sätt, men ofta med uråldrig
laborationsutrustning och uråldrigt
tänkande. Laborationerna har
mest karaktären av illustrationer till
undervisningens teoretiska delar. Det
må vara pedagogiskt tydligt (= enkelt),
men saknar ofta kopplingar till
laborativ verksamhet utanför skolan.
Tempografer, till exempel, används
för mätning av acceleration och de
där karbonprickarna på pappersrem-
san ger mycket noggranna resultat,
men var utanför skolan förekommer
tempografer? Knappast någon annanstans
än på tekniska museer.
Laborationer med datorbaserad
mätutrustning
I dag måste det anses rimligt att
elever lär sig använda datorbaserad
mätutrustning vid laborationerna.
Inte därför att det är roligare än
tidtagarur, termometrar och dynamometrar,
tvärtom är det initialt betydligt
tråkigare eftersom det är mer
krävande. Vinsten är att det är mer kompetensutvecklande.
Eleven lär sig att fysiken bygger på
laborativ verksamhet där verkligheten
beskrivs i modeller som skapats
utifrån mängder av mätdata, som
sedan måste tolkas, prövas och kommuniceras
grafiskt i form av diagram
eller på annat sätt. Det räcker alltså
inte att notera något enstaka mätvärde,
som man prövar mot någon
formel. Däremot kanske eleven kan
generalisera det uppmätta till en formel
med hjälp av regressionsanalys?
Då uppstår den relevanta frågan om
sambandet är linjärt, exponentiellt,
logaritmiskt eller något annat. Det
gäller att tänka kritiskt och pröva sig
fram.
Effektiviteten finns i att alla data/
diagram kan överföras direkt till ett
ordbehandlingsprogram och laborationsrapporten
skapas på ett rationellt
sätt som lätt kan lämnas in i lärarens
databas för bedömning.
En nödvändighet är nog att samma
utrustning används inte enbart
i fysiken utan även i andra ämnen
som kemi, biologi och naturkunskap.
Det är annars svårt att motivera både
kostnaden och det ganska omständliga
arbetet med att lära sig utrustningen
och programmens användargränssnitt
om den används i mycket
begränsad utsträckning.
Utrustningen kan användas i flera
ämnen
I ett examensarbete av Ulf Dahlin,
Växjö universitet 1995, om användandet
av dataloggers på gymnasieskolan
konstateras att ett av de större problemen
är de initiala, det vill säga arbetet
med att lära sig hantera utrustningen.
Det är också min egen erfarenhet. Det
finns elever som har stora svårigheter
att förstå sig på instrumenten/datorprogrammen
och därför inte kommer
någon vart. Tekniska problem med
skolans nätverk har också bidragit till dra ner kvaliteten på laborationerna.
En datalogger är naturligtvis inte
användbar enbart för fysiklaborationer
utan även kemi, biologi och
naturkunskap har glädje av den i sina
laborationer. Lär sig eleverna använda
utrustningen och programvaran i ett
av ämnena, så kan de också använda
den i de andra. Användargränssnittet
är exakt likadant. Det är bara att
koppla in lämplig sensor och det finns
över femtio att välja mellan.
När det gäller fysik finns sensorer
för det mesta. Speciellt användbart
i till exempel impulsförsök, undersökning
av matematisk pendel och
bestämning av en spoles induktans.
Inom kemi används utrustningen
till exempelvis bestämning av organiska
reaktioners hastighet, bestämning
av molmassa och spektrometri.
Biologi och naturkunskap använder
utrustningen till att göra ph-mätningar
i fält, meteorologiska registreringar,
mätningar på fotosyntes, med
mera.
Idrotten har använt den för att
mäta pulsen i samband med konditionstest.
Och så vidare. Användningsområdena
är många.
Utrustning
För skolor kan nedanstående alternativ vara intressanta. Det finns bättre utrustning (=dyrare), men det kan vara svårt att försvara sådana investeringar för utbildning på gymnasienivå.
CBL, (Texas Instruments) Kopplas till grafräknaren. Marknadsförs av bland
andra Alega och Peros Teknik: www.alega.se, www.peros.se
LogIT datalogger (Griffin & George) . Marknadsförs av Alega
LabPro (Vernier) Kopplas till grafräknaren eller dator. Marknadsförs av Zenit
läromedel: www.zenitlaromedel.se
Xplorer GLX (Pasco) marknadsförs av Gammadata. Dyrast av dessa men bäst. Dock problem med att en del sensorer har små skruvar och andra detaljer som lätt försvinner: www.gammadata.se
