Fysik er et af de fag i fagrækken som gennem de seneste år har væ-ret udsat for flest evalueringer, forskningsprojekter, udredninger o.l. Det efterlader indtrykket af et fag i krise, et fag med problemer (flere end andre fag?), et fag hvor der må gøres noget. Indholdet siges at være fjernt fra de fleste unges interesser, det er alt for svært, undervisningen foregår mest som traditionel klasseundervisning, lærerne har for ringe pædagogisk (efter)uddannelse o.l. Nogle af påstandene fremsættes som normative betragtninger uden grun-digt empirisk belæg, dette gælder f.eks. dele af EVA-rapporten (Danmarks Evalueringsinstitut, 2001), andre har rødder i generelle forhold i uddannelsessystemet og samfundet, som man ikke kan la-ste fysikfaget for (f.eks. naturvidenskabernes rolle og image), men der bliver nok en rest tilbage, som skyldes fagets særlige karakter og den måde det udøves på i gymnasiet.
Det er denne rest som det er vigtigt at diskutere og udvikle. Må-ske er fysikfaget forblevet relativt uforandret i sit indhold og sin praksis mens samfundet og dets unge har forandret sig, så der er vokset en uoverensstemmelse mellem fagets udøvelse på den ene side og på den anden side de unge og samfundets ønsker og behov.
Det er i hvert fald tydeligt at en række grundlæggende spørgsmål til fysikfaget er aktualiseret:
Hvad er det særlige ved fysik, hvad kan faget som andre fag ikke kan, hvad har unge brug for som fysikfaget kan give dem, hvad har samfundet brug for at de unge lærer i fysik og hvordan kan undervisningen tilrettelægges så disse kvaliteter fremmes?
Det er spørgsmål som disse det er vigtigt at få svar på. Inden for en artikels begrænsede rammer vil mine bud på svar nødvendigvis være kortfattede og ikke fuldt gennemargumenterede. Det må læ-seren bære over med.
Perspektiv
Formålene med fysikundervisningen
Jeg har i anden sammenhæng diskuteret nogle af de valg man som fysiklærer står over for i sin undervisning og givet nogle bud på mu-lige veje (Dolin, 2000). Jeg vil her koncentrere mig om overvejelser vedrørende hvilken form for fysik elever skal lære i relation til op-fyldelse af nogle dannelses- og handleberedskabsmål med undervis-ningen. Målformuleringer af fag sker i dagens uddannelsespoliti-ske sprog gennem fastlæggelse af kernefaglighed, kompetencer og dannelse. De tre begreber overlapper hinanden og de kan meget groft siges at beskrive hhv. fagets indholdsaspekter, handlingsaspek-ter og holdningsaspekhandlingsaspek-ter. Jeg har i min Ph.D.-afhandling defineret de tre begreber og deres sammenhæng og forsøgt at give dem sub-stans i relation til fysikfaget (Dolin, 2002). Mit udgangspunkt er, at fysik i det almene gymnasium som nogle af sine vigtigste formål skal bibringe eleverne en dannelse og give dem redskaber til at handle på et naturvidenskabeligt grundlag. Det vil jeg uddybe. Men først vil jeg skynde mig at slå fast at eleverne skal lære fysik – både forstået som et ‘blødt’, mere kvalitativt orienteret fag, og som et ‘hårdt’, kvan-titativt, matematisk fag (for en begrebsafklaring se: Dolin, 2001).
De to sider af faget støtter hinanden i en forståelse af og for fysikken og er derfor begge nødvendige i en undervisning på gymnasialt niveau – selv om der nok med fordel kan ske en forskydning mel-lem og en øget integration af de kvalitative og kvantitative dele.
Det vigtigste er dog i første omgang ikke at diskutere vægtnin-gen mellem de to sider af faget, men at afgøre hvorfor eleverne skal have fysik i en almen, gymnasial uddannelse. Jeg taler her ude-lukkende om det obligatoriske niveau, om det som alle elever skal igennem. Skal man lære fysik for fysikkens egen skyld (f.eks. ud fra en tro på at man senere i livet – måske i et uddannelsesforløb – vil få brug for den opnåede viden) eller fordi den skal bruges til noget mens det læres (f.eks. til indsigt i et aktuelt samfundsmæssigt problem, en filosofisk erkendelse som bidrag til en personligheds-udvikling e.l.)? Så vil vægtningen mellem det bløde og det hårde vokse ud af det konkrete, målbestemte arbejde med de faglige pro-blemstillinger.
Jeg vil argumentere for den sidste, anvendelsesorienterede, til-gang og i den sammenhæng undersøge fysikkens mulighed for at blive anvendt i et dannelses- og et handlingsperspektiv.
Perspektiv
Dannelse gennem fysikundervisning
Dannelsesbegrebet fokuserer på mennesket som samfundsvæsen og som ‘menneske’ med en række særlige egenskaber og potentialer.
For at være dannet skal man have indsigt i et vidensområde. Men hvor den faglige kvalificerings indhold ofte kan bestemmes via en analyse af arbejdsmarkedets ‘objektive’ behov, er dannelsens ind-hold bredere personligt og samfundsmæssigt bestemt. Dannelse handler om at opnå nogle personlige og menneskelige indsigter som muliggør opstillingen af nogle kriterier for anvendelsen af den faglige viden. Dannelse bliver dermed ogs i sidste ende en politisk proces.
At fokusere på dannelse i fysikundervisningen er en naturlig følge af en ændret opfattelse af fysikkens rolle i det postmoderne ri-sikosamfund. Fysikken har så at sige mistet sin uskyld. Selve fysik-kens faglige indhold formlerne, begreberne er stadig valide inden for de rammer de er udviklet. Det, der er ændret, er dets autoritet og eviggyldige hæven sig over samfundets snavs og usikkerhed og dermed fysikkens status som værdineutral og fremskridtsfor-mende.
Disse ændringer peger på nødvendigheden af at kunne forholde sig til fysikken, til fysikkens rolle i samfundet og til den enkeltes egen brug og nytte af fysikken. Det er netop kernen i dannelsesbe-grebet.
Dannelse er et komplekst begreb som ofte bruges synonymt med almendannelse. Begge kategorier handler om overskridelse, om at se ud over det umiddelbare, om at reflektere over f.eks. fysikken i relation til andre forhold (sig selv, andre fag, samfundet, ). Jeg vil lade overskridelsens retning være bestemmende for om vi taler om dannelse eller almendannelse. Dannelse vil jeg forstå som en faglig overskridelse, en kritisk forholden sig til faget, det at have en faglig, kritisk dømmekraft baseret på indsigt i områdets centrale problemstillinger. Jeg vil tale om almendannelse når overskridelsen retter sig mod det personlighedsudviklende (hvilket er noget an-det end en individualisering) og an-det samfundsmæssige, dvs. har et civilisatorisk perspektiv.2
Ud over de to sider af dannelsen må man være opmærksom på hvorledes dannelsesbegrebet nødvendigvis skal tilpasses sin tid.
Perspektiv
Den traditionelle (ny-humanistiske) dannelse med sine rødder i 1800-tallet, formuleret af åndspersoner som Hegel, Humbolt, Goethe, må i postmodernismen tage hensyn til samfundets hyperkomplek-sitet, risikofyldthed, værdipluralisme m.m. sammenholdt med in-dividernes kulturelle frisættelse, individorientering, normløshed osv. Den postmoderne dannelse er således også en selvdannelse.
Fysikkens rolle i dette yderst komplekse felt (som er forsøgt sam-menfattet i: Dolin, 2002) kan urimeligt kortfattet og skematisk op-stilles således
DANNELSE ALMENDANNELSE
KLASSISK Faglig viden Anvendelse af faglig viden uden for faget
Mig og faget ift. almenhed og i et globalt perspektiv.
Fysik i feltet af videnskaber (fysikkens tænkemønstre i relation til andre tænkesystemer)
Set i et dannelseslys skal fysikfaget altså give den enkelte et reflek-sionsredskab i forhold til problemstillinger med et fysikfagligt indhold, som sikrer såvel en faglig som en identitetsudviklende og en samfundsrelateret perspektivering.
En sådan dannelse skal naturligvis udvikles gennem arbejdet med de valgte problemer og emner i fysikken, men det kan kun ske gen-nem en undervisning der bevidst arbejder herpå. Når man f.eks.
udleder eller omtaler kinematikkens bevægelsesligninger og laver
Perspektiv
øvelser herom, vil dannelsen og almendannelsen kunne tilgodeses ved samtidig at diskutere historiske og filosofiske aspekter (f.eks.
Galileis projekt, matematikkens styrke, modsætningen til en hver-dagstænkning osv.), ligningernes hverdagsanvendelighed og deres begrænsninger. Man kan næppe heller nøjes med de traditionelle emner, men må inddrage emner og problemer, hvor svarene ikke er givne på forhånd, hvor fysikkens viden bringes på spil i nye sammenhænge, hvor eleverne tvinges til at tolke de nye problem-stillinger med deres (og lærerens) kendte viden for at udvikle ny viden og samtidig bringes til at reflektere over hvad de gør. Også mere moderne fysikproblemstillinger og problemstillinger tættere på elevernes hverdag må med.
Fysikundervisning som handling
Dannelse opnås gennem refleksion, gennem eftertænksomhed, hvor faget og dets udøven sættes i relation til eleven selv og samfundet.
Men jeg vil gerne undgå at fysikundervisningen udvikler sig til en akademisk teoretiseren som kun foregår inden for skolens fire vægge. Både af motivationsmæssige grunde og af samfunds- og elevmæssige grunde er det vigtigt at dannelsesorienteringen kom-bineres med en evne til at kunne anvende det lærte i en for eleverne meningsfuld sammenhæng. Dette er i vid udstrækning i overens-stemmelse med det angelsaksiske begreb om Scientific Literacy, som det f.eks. er formuleret i Beyond 2000 (Millar & Osborne, 1998) og PISA-projektet (OECD, 1999). I Beyond 2000 formuleres formålet med undervisningen i naturvidenskab i meget brede vendinger:
»… to prepare them for a full and satisfying life in the world of the 21th century. (p. 2012). PISA-projektet har en mere fyldig og hand-lingsorienteret definition:
Scientific literacy is the capacity to use scientific knowledge, to identify questions and to draw evidence-based conclu-sions in order to understand and help make deciconclu-sions about the natural world and the changes made to it through hu-man activity.
(OECD, 1999 s. 60)
Gérard Fourez (Fourez, 1997) har udvidet dette begreb om Scientific Literacy til også at inkludere teknologisk viden, i en erkendelse af
Perspektiv
at naturvidenskab og teknologi ikke kan skilles ad. De udvikles parallelt i en vekselvirkning og indebærer begge begrebssættelser og forståelse af vores ‘naturlige’ omverden. Fourez kalder denne naturvidenskabelige og teknologiske dannelse for Scientific and Technological Literacy (STL) og fremhæver vigtigheden af at den læres i en autentisk, samfundsmæssig kontekst. Fourez fremhæver tre mål for en sådan undervisning:
1. Personlig selvstændighed
En vis viden om og indsigt i naturvidenskabelige og teknolo-giske forhold kan hæve mennesker over kun at følge andres anvisninger og være blindt afhængige af eksperter.
2. Evne til at kommunikere med andre
Det giver os begreber og ord til at indgå i dialog med andre – en dialog som også fremmer selvstændigheden.
3. Handlekompetence i hverdagssituationer
Den personlige selvstændighed viser sig her i evnen til at kunne agere i situationer som involverer naturvidenskabelig og teknologisk viden.
For at opnå dette skal fysikkens discipliner ikke (altid) være et læ-ringsmål i sig selv; de indgår i arbejdet med personligt og samfunds-mæssigt relevante problemstillinger, eller med problemstillinger som perspektiverer en indsigt i naturen og/eller teknologien. Arbej-det i ‘autentisk’ fysikgruppen kan ses som et forsøg herpå (Bangs-gaard, Dolin, Rasmussen, & Trinhammer, 2001). Her blev vægten lagt på at kunne modellere fænomener som et væsentligt element i en fysikfaglig forståelse af omverdenen og en forståelse af hvad fy-sik er. Samtidig blev der arbejdet ud fra en kompetencetilgang til under-visning og læring. Det var elevernes indsigtsbaserede handlingsbe-redskab som blev udviklet og den afsluttende eksamen testede det-te beredskab. Arbejdet i audet-tentisk fysik-gruppen resuldet-terede i en kompetenceformulering af faget, dvs. en formulering af hvad det vil sige at kunne fysik uafhængigt af de konkrete fysikdiscipliner. Det-te arbejde er videreudviklet (Dolin, 2002) og har også været grund-laget for en stor del af arbejdet i den såkaldte FyKom-gruppe, som har givet et bud på fysik- og kemiundervisningens rolle og ønskede udvikling i det danske uddannelsessystem (Arbejdsgruppe, 2002).
Perspektiv
Praksiskonsekvenser
Sammenfattende kan man sige at en naturvidenskabelig og tek-nologisk dannelse og kompetence opnås ved at arbejde med og reflektere over naturvidenskabelige og/eller teknologiske problem-stillinger således som de fremtræder i en konkret sammenhæng.
En undervisning som skal kunne fremme dette vil for mange inde-bære store indholdsmæssige og pædagogiske ændringer.
Undervisningen må i højere grad organiseres om projektlignende forløb hvor eleverne i praksisfællesskaber arbejder med problem-stillinger som springer ud af elevernes egen kontekst, som anses for samfundsmæssigt relevante, som har en fysikfaglig eksemplaritet eller som har et erkendelsesmæssigt potentiale.
Det er dog prøvet af mange. Det tidligere nævnte autentisk fysik projekt har eksempler herpå. Der er lavet forløb med fysikkens ver-densbilleder, hvor f.eks. de store paradigmeskift i fysikken (renais-sancen, kvantefysikken) eller kosmologiske modeller har været i centrum. Der er arbejdet i tværfaglige forløb f.eks. om en boligs energiforsyning hvor fysikken bruges til at løse hverdagsnære og samfundsmæssige problemstillinger og hvor resultaterne kommu-nikeres ud i en politisk offentlighed (se f.eks. Dolin & Ingerslev, 1994), og der arbejdes med projektorganiseret undervisning (Dixen et al., 1999).
Der er således mange erfaringer at trække på. Den grundlæggen-de ændring vil være at lagrundlæggen-de sådanne forløb være konstituerengrundlæggen-de for faget. Så at sige bytte om på det kendte: at lade dimensionerne være det bærende i undervisningen og det nuværende kernestof være dimensioner i de perspektiverende projektforløb. Men dette vil og-så indebære store organisatoriske ændringer. Undervisningen vil i langt højere grad skulle basere sig på et praksislæringsprincip (La-ve, 1997; Lave & Wenger, 1991) med den deraf følgende ændring i den pædagogiske tilrettelæggelse. Der skal også foretages en mere bevidst vægtning mellem kvalitative og kvantitative sider (ikke alt skal udledes og gennembearbejdes lige grundigt).
Fourez (1997) fremhæver en række sociale og intellektuelle kom-petencer som indgår i en naturvidenskabelig og teknologisk dan-nelse, bl.a.:
• at kunne bruge specialister
• at kunne bruge ‘black boxes’
Perspektiv
• at kunne bruge simple og tværfaglige modeller
• at kunne bruge metaforer
• at kunne forhandle, oversætte og overføre viden
• at kunne skelne mellem en teknologi og de bagvedliggende videnskabelige principper
• at kunne koble videnskabelig og teknologisk viden til etiske og politiske beslutninger.
Dette er kompetencer som overlapper og kan supplere de i Dolin (2002) udviklede og som alle kan gøres til genstand for undervisning og som derfor kan læres. Men at inddrage argumentationslære, kri-tisk brug af specialister, teknologikritik osv. i sin undervisning vil indebære en omstilling som tager tid og som må foregå gradvist for den enkelte.
Afslutning
Grundlæggende handler det om at lære eleverne at kunne orientere sig i deres omverden. Det er på en måde at søge tilbage til fysikkens rødder og til de holdninger som lå bag fysikundervisningen ved fagets indførelse. Fysikkens status har altid været baseret på dens evne til at forstå verden for at kunne forandre den, og fysikkens fortsatte berettigelse i det almene gymnasium må også finde sin legitimitet her. Fysiklærebøger fra det forrige århundredskifte tog udgangspunkt i kendte omverdensfænomener og inddrog så den for forståelsen nødvendige fysik. Op gennem 1900-tallet og især med den videnskabscentrerede læseplanstænkning i 60’erne blev vægten lagt på den rendyrkede videnskabsfysik, på en kontekstfri forståelse af fysikkens mange discipliner. Herved blev eliten og det abstrakte fremmet på bekostning af en naturvidenskab for alle og et indhold som kunne bruges uden for skolens og fagets rammer.
I et alment gymnasium som frekventeres af over halvdelen af en ungdomsårgang synes det rimeligt at (gen)indføre en fysik som ikke lægger vægten på fysikken i laboratoriet, på en udvikling af videnskabsfysikken, men som lægger vægten på fysikken i sam-fundet og hverdagen, på anvendelsen af fysikken. Eller som i det mindste forbinder de to sider.
Det er vigtigt at slå fast at man ikke hermed sælger ud af studie-egnetheden. Der er ingen fundamental modsætning mellem det
Perspektiv
dannende/handlende og det studieforberedende. Det er ikke (læn-gere) den specifikke fysikviden der er basis for et videregående naturvidenskabeligt studium som fysik, nanoteknologi, astronomi osv. At være egnet til at studere er (udover intellektuel formåen) et spørgsmål om engagement og motivation og forståelse for og kendskab til kulturen og tankemønstrene i det valgte vidensområ-de. Det er min overbevisning at flere elever vil opnå dette ved den skitserede omlægning af fysikundervisningen.
Litteratur
Arbejdsgruppe. (2002). Fysik og kemi. København: Ministeriet for Videnskab, Teknologi og Udvikling.
Bangsgaard, T.; Dolin, J.; Rasmussen, A.-B. & Trinhammer, O. (2001).
Autentisk fysik (Forsøgsrapport). Valby. Rapporten kan downloades fra Fysiklærerforeningens hjemmeside.
Dixen, E.; Grøn, B.; Hansen, G.; Hansen, N. E.; Ingwersen, J.; Stubgaard, S.
& Christensen, C. (1999). Projektorganiseret undervisning i fysik i gymnasiet og hf (Uddannelsesstyrelsens Temahæfteserie 24). København: Undervis-ningsministeriet, Uddannelsesstyrelsen.
Dolin, J. (2000). Værdier og undervisning i fysik. Paper presented at the Fysik og almendannelse, Askov Højskole.
Dolin, J. (2001). Samspillet mellem fagene. Uddannelse 5.
Dolin, J. (2002). Fysikfaget i forandring. Læring og undervisning i fysik i gymnasiet med fokus på dialogiske processer, autenticitet og kompetenceudvikling.
Upubliceret Ph.D., IMFUFA/RUC, Roskilde.
Dolin, J. & Ingerslev, G. (1994). Procesorienteret skrivning i dansk og fysik.
In A. C. Paulsen (ed.), Naturfagenes pædagogik - mellem udviklingsarbejder og pædagogik. Frederiksberg: Samfundslitteratur.
Evalueringsinstitut, D. (2001). Fysik i skolen – skolen i fysik. Evaluering af fysik i det almene gymnasium (Evalueringsrapport). København: Danmarks Evalueringsinstitut.
Fourez, G. (1997). Scientific and Technological Literacy as a Social Practice.
Social Studies of Science, 27. Lave, J. (1997). Learning, apprenticeship, social practice. Nordisk Pedagogik 17.
Lave, J. & Wenger, E. (1991). Situated Learning. Legitimate Peripheral Participation. Cambridge: Cambridge University Press.
Millar, R. & Osborne, J. (1998). Beyond 2000: Science education for the future.
London: King’s College London.
OECD. (1999). Measuring Student Knowledge and Skills – a New Framework for Assessment. Paris: OECD.
Perspektiv
Schmidt, L.-H. (1999). Dannelse på ny – om det socialanalytiske perspektiv på velfærdssamfundets dannelsesnormer. Dansk Pædagogisk Tidsskrift 1, 32-45.
Noter
1. Dette KOM-projekt er publiceret under titlen Kompetencer og matematik-læring.
2. Bemærk at denne anvendelse er modsat f.eks. den Harry Haue anvender i sin disputats Dannelse som ledestjerne, men i overensstemmelse med f.eks. Lars-Henrik Schmidt (Schmidt, 1999).
Perspektiv
Læremiddelforskning
På DIG arbejder en gruppe med at sætte en egentlig forskning i læremidler i gang. Vi har i 2000 afholdt en velbesøgt konference om fremtidens læremidler. Artikler fra denne konference er trykt i DIG’s skriftserie GYMNASIEPÆDAGOGIK som nr. 17. Vi har også fra februar 2003 med fuld finansiering igangsat flere Ph.D.-projekter med relation til læremiddelsforskning:
• Et stipendium i videnskabscenterformidling i samarbejde med Danfoss Universe.
• Et stipendium i ekstramural læring i samarbejde med Oden-se Zoo og Fjord & Bælt i Kerteminde.
• Et stipendium i ekstramural læring i samarbejde med
Far-• I disse tre stipendier indgår udarbejdelse of analyse af lære-m4u.
midler.
• To stipendier i gymnasial formidling centreret om H.C. An-dersens forfatterskab, hvori der indgår fremstilling og analy-se af læremidler.
• Et Ph.D.-projekt vedrørende læremidler i matematik gen-nem tid etableres fra august 2003.
DIG har nedsat en landsdækkende følge- og initiativgruppe, hvis opgave det er at komme med anbefalinger og afgrænsning af den læremiddelforskning, som vi fremover vil dyrke på DIG. Gruppen, består af:
Institutleder, professor Finn Hauberg Mortensen, DIG, SDU Lektor Harry Haue, DIG, SDU
Forlagsleder Lise Jeremiassen, DPU
Professor Peder Skyum-Nielsen, Institut for Journalistik, SDU Formand for de faglitterære forfattere, Nils Aage Jensen
Lektor Claus Michelsen, DIG, SDU
Lektor Kaare Lund Rasmussen, DIG, SDU (formand)
Det er følgegruppens intention at nå frem til en formulering af forsk-ningsprojekter inden for læremiddelforskning. Som forberedelse heraf har vi med finansiering fra Undervisningsministeriet gen-nemført et pilotprojekt i læremiddelforskning. Nedenfor følger en kort beskrivelse. Projektrapporten vil blive publiceret i GYMNA-SIEPÆDAGOGIK.