Fysikhistoriska berättelser i undervisningen

Naturvetenskapernas karaktär handlar om frågor som:

• Hur har man tagit reda på detta?
• Vad har experiment för funktion?
• Vad kännetecknar relationen mellan teoretiska modeller och verkligheten modellerna beskriver?
• Är forskningsprocessen enbart logisk och objektiv eller finns det också kreativa och subjektiva element?
• Hur påverkas forskningen av samhället/kulturen?

Man lyfter i forskningen fram betydelsen av att diskutera den här typen av frågor inom ramen för NO-undervisningen. Detta föreslås för att öka elevers intresse för NO och för att stödja deras förståelse av begrepp och modeller, men också för att det är viktig kunskap att ha med sig som medborgare när man till exempel i media möter olika forskningsresultat och vetenskapliga kontroverser.

Det finns många olika sätt att undervisa om naturvetenskapernas karaktär. Ett sätt är att diskutera naturvetenskapernas karaktär kopplat till historiska forskare och den forskning de arbetade med. 

Följ länkarna om du vill läsa mer om detta:

• Att arbeta med naturvetenskapens karaktär i NO-undervisningen, Lena Hansson, Lotta Leden och Ann-Marie Pendrill, LMNT-nytt 2014:2.
• Working with the nature of science in physics class: turning 'ordinary' classroom situations into nature of science learning situations, Lena Hansson och Lotta Leden, Physics Education 51 055001 (2016).
• Rutherford visits middle school: a case study on how teachers direct attention to the nature of science through a storytelling approach, Lena Hansson, Åsa Arvidsson, Peter Heering och Ann-Marie Pendrill, Physics Education 54, 045002 (2019).

Arkimedes föddes år 287 f.Kr. Berättelsen handlar om det kända uppdraget från kungen att ta reda på om hans guldkrona var äkta. Densitetsbegreppet är centralt för den här berättelsen. I berättelsen lyfts betydelsen av empiriska undersökningar fram, men också kreativitetens betydelse för forskningsprocessen. Frågor väcks också om forskarens eventuella ansvar för användningen av forskningsresultaten. Kommer guldsmeden att mista livet om Arkimedes lägger fram sina resultat?

Läs berättelsen:

.

Otto von Guericke levde på 1600-talet i nuvarande Tyskland. Han funderade över frågan om ”ingenting” verkligen kan finnas…och lyckades till slut påvisa vakuum. Förutom ”vakuum” är också ”tryck” ett relevant naturvetenskapligt begrepp i den här berättelsen. Även planeternas rörelse och det faktum att de inte bromsas upp i sin rörelse runt solen tas upp och knyts till existensen av vakuum. I berättelsen kan man betona naturvetenskapens empiriska grund i observationer och experiment och det blir tydligt att naturvetenskaplig kunskap kan förändras. Genom berättelsen finns också möjligheter att få syn på kreativa, subjektiva och socio-kulturella aspekters betydelse för den naturvetenskapliga kunskapens utveckling.

Läs berättelsen om Guericke, hans biografi och historisk bakgrund:

Augustine Mouchot levde på 1800-talet i Frankrike i en tid då energifrågan var väldigt aktuell. Han utvecklade den första solkokaren. Han utvecklade också världens då största ”solfångare” vilket han fick pris för på världsutställningen i Paris. För den här berättelsen är energibegreppet centralt. Utifrån berättelsen kan man diskutera relationen mellan naturvetenskaplig forskning och teknisk utveckling. Det finns tydliga kopplingar till socio-kulturella faktorer av betydelse för forskningen såsom den ekonomiska och politiska situationen i samhället. Tydligt i berättelsen är också t.ex. betydelsen av kreativitet i forskningsprocessen.

Texter:

Demokritos levde ca 460-370 f.Kr. i Grekland. Berättelsen beskriver en (fiktiv) diskussion mellan Demokritos och Platon om materians egenskaper. Demokritos argumenterade för att den bestod av små odelbara delar, men fick inget gehör hos Platon. I berättelsen kan vi få syn på betydelsen av argumentation, men också av status och att det inte är alltid som en bra modell får genomslag direkt.

Texter:

John Dalton levde i England på 1700-talet. Han använde känsliga balansvågar för att analysera kemiska reaktioner och studerade förhållandet mellan massorna hos de ämnen som reagerar och bildar ett nytt ämne. Han var fascinerad av den här nya kvantitativa, matematiskt inriktade kemin. Han började fundera kring varför förhållandet mellan de ingående ämnena behövde vara som de var i kemiska reaktioner. Han la så småningom fram modellen om att detta beror på att materian utgörs av atomer och formulerade utifrån detta en kemisk teori. Denna mottogs dock långt ifrån väl. I berättelsen blir den empiriska grunden, men också betydelsen av teoretiska modeller tydlig. Även vetenskapliga kontroverser blir tydligt i och med att Daltons teori om atomer kom att användas av vissa forskare medan andra ifrågasatte den. Kontroversen fortsatte långt efter Daltons död.

Texter:

Ernest Rutherford föddes 1871 i Nya Zeeland. Han fick möjlighet att forska och kom att arbeta med atommodellen och frågan om hur man bäst kunde beskriva atomen? Experimentella undersökningar ledde till att han började ifrågasätta den rådande modellen och så småningom presenterade han en ny atommodell. I berättelsen blir naturvetenskapens empiriska grund tydlig genom beskrivningen av de experiment som utförs. Men också att observationer och slutsatser inte är samma sak och att kreativitet kan vara viktigt för forskningsprocessen.

Texter:

Maria Skłodowska-Curie (på franska: Marie Curie) föddes i Polen 1867 och flyttade sedan till Frankrike där hon forskade om radioaktivitet och bland annat upptäckte två dittills okända radioaktiva grundämnen. För sitt arbete fick hon Nobelpriset två gånger – en gång i fysik och en gång i kemi. I berättelsen är naturvetenskapens empiriska grund tydlig, men också kreativitetens betydelse för forskningsprocessen. Även argumentation i vetenskapssamhället betonas.