potentiell meningsfullhet i matematik, fysik och kemi

Potentiell meningsfullhet i matematik, fysik och kemi

Potentiell meningsfullhet i matematik, fysik och kemiEtt pedagogiskt utvecklingsarbeteExempel ur matematik och fysikEx 1: Vad r fel hr?Ex 2: Vad r acceleration?Vad r kraft?Kraft orsak till frndring av rrelse (grundlggande utbildning, gymnasiekurserna FY1, Fy4)F = dp/dtRrelsemngd p = mv (slutet av FY4)Tillgg till Aine ja energia (Vakri k 7, ht 2010)Tillgg till Gymnasiefysikkompendiet (VS FY1 ht -10 och vt 11)Vilka krafter verkar p ett glidande freml?Vilken vektorstorhet r riktad framt?Studerande: rrelsekraft (sic!)

Utveckling av teoretisk undervisning i matematik, fysik och kemiKursinnehllets logiska struktur i matematikKursinnehllets logiska struktur i fysikKopplingar mellan kursinnehllen i matematik och fysik2011-2012 : ven matematik och kemi (Vakri k 7-8)Fr kemin i k 7-9: mindre matematik n i fysiken Teoretisk undervisning innebr ven verbal framstllning; textfrstelse och produktion(med text avses hr skriven text)

Std i forsningen fr satsning p teoretisk undervisning, ngra exempel:After a half-century of advocacy associated with instruction using minimal guidance, it appears that there is no body of research supporting the technique. In so far as there is any evidence from controlled studies, it almost uniformly supports direct, strong instructional guidance rather than constructivist-based minimal guidance during the instruction of novice to intermediate learners. Even for students with considerable prior knowledge, strong guidance while learning is most often found to be equally effective as unguided approaches. Not only is unguided instruction normally less effective; there is also evidence that it may have negative results when students acquire misconceptions or incomplete or disorganized knowledge. (Kirschner, Sweller & Clark 2006:83-84)John Hattie (Visible Learning: A Synthesis of Over 800 Meta-Analyses Relating to Achievement, 2008) fann direct instruction effektiv

Teoretisk undervisning: Frn rutinarbete till utvecklingsprojektNiv 1 : projekt, utvecklingsarbete, forskning, fortbildning....Niv 2: lrarens rutinarbeteBde teoretiska och laborativa undervisningsmetoder i naturvetenskap behver finnas med i niv 1

Kunskaps- och inlrningssynPoppers filosofiska realismAusubels meningsfulla receptionsinlrningPoppers trevrldsteoriVrld 1, som bestr av fysiska freml, stenar, stjrnor, vxter och djur men ven strlning och andra former av energi.Vrld 2, som bestr av mentala och psykologiska fenomen, knslor, tankar, val, uppfattningar och erfarenheterVrld 3, som bestr av sdana mnskliga konstruktioner som sprk och vetenskapliga teorier.

Om autonomin fr vrld 3"Om en otvetydigt formulerad utsaga r sann nu, s r den fr evigt sann, och har alltid varit sann. Sanningen r tidls (och detsamma gller falskheten). Logiska relationer som motsgelse och frenlighet r ocks tidlsa, och det r mer n uppenbart" (Popper 1976)[Vi skulle] ha en tidls vrld 3 som existerade fre livets uppkomst och kommer att existera sedan allt liv har frsvunnit, en vrld av vilken mnniskorna upptcker sm bitar hr och dr. Detta r en mjlig uppfattning, men jag tycker inte om den." (Popper 1976)"I now come to the discussion of my central problem. Are world 3 objects, such as Newtons or Einsteins theories of gravitation, real objects? Or are they mere fictions, as both the materialist monist and the dualist assert? Are these theories themselves unreal, and only their embodiments real, as the materialist monist would say; including, of course, their embodiments in our brains, and in our verbal behaviour? Or are, as the dualist would say, not only these embodiments real, but also our thought experiences; our thoughts, directed towards these fictitious world 3 objects, but not these world 3 objects themselves? My answer to this problem-and, indeed, the central thesis of my talk - is that world 3 objects are real; real in a sense very much like the sense in which the physicalist would call physical forces, and fields of forces, real, or really existing." (Popper 1978)Olika vrldsbilder stder i varierande grad autonomin fr vrld 3David P. Ausubel (1918-2008)Betonade tidigt (1960-talet) vikten av att utg frn elevens frhandsuppfattningar, till skillnad frn behaviorismenBetonade dock kunskapsfrmedling i stllet fr upptcktsinlrning, vilket senare utveckling ofta ignoreratMngsysslare, producerade ven teologiskt material, t.ex. Death and the human condition (2002): This is a comprehensive coverage of the consequences and implications of death itself, of the hypothesized nature of the Christian afterlife, and of Christian ethical concepts fitting ones afterlife residence to ones moral conduct on earth (sin, conscience, salvation, forgiveness, expiation). Attitudes and reactions to each of these afterlife-relevant Christian doctrines were obtained from Christian believers and non-believers. Attitudes toward death itself were obtained, e.g. denial, acceptance, depression, resignation, etc.) and are discussed.

Ausubels 2 dimensionerRote discovery learning (frsk och misstag")Rote reception learning (utantillplugg")Meaningful discovery learning (forskning) Meaningful reception learning (god skolinlrning)

Ausubels dimensioner The distinction between rote and meaningful learning is frequently confused with the reception-discovery distinction discussed above. This confusion is partly responsible for the widespread but unwarranted twin beliefs that reception learning is invariably rote and discovery learning [meaningful]...Actually, each distinction constitutes an entirely independent dimension of learning...The art and science of presenting ideas and information meaningfully and effectively ... is really the principal function of pedagogy"(Ausubel 2000:49)

Mayer: the constructivist teaching fallacy"The idea that constructivist learning requires active teaching methods is a recurring theme in the field of education. For example, in a textbook for teachers, Lefrancois (1997) summarized the field by noting that the constructivist approach to teaching . . . is . . . based on the assumption that students should build (construct) knowledge for themselvesHence, constructivist approaches are basically discovery orientedThis statementand similar prescriptionsmay be interpreted to mean that a constructivist theory of learning in which the learner is cognitively active translates into a constructivist theory of teaching in which the learner is behaviorally activeI refer to this interpretation as the constructivist teaching fallacy because it equates active learning with active teaching." (Mayer 2004)Ausubels 3 kriterier fr meningsfull (receptions)inlrningdet som skall inlras anknyts till elevens frhandsuppfattningar (okontroversiellt)eleven r instlld p att lra sig p ett meningsfullt stt (has a meaningful learning set) kopplingar till motivationsfrgor och elevsyndet lrostoff som skall inlras r potentiellt meningsfullt (potentially meaningful)Potentiell meningsfullhet3A. logisk potentiell meningsfullhet, dvs. att det material som skall inlras har en struktur av icke-godtyckliga relationer mellan ider"To be 'logically' meaningful, the material need not be either logically valid or empirically true as long as it is sensible, plausible, and non-random, e.g. the phlogiston theory of combustion, the Lamarckian theory of evolution, pre-Galilean theories of the solar system, pre-Columbian theories of the shape of the earth, etc." (Ausubel 2000:97)En presentation av brister eller begrnsningar i lrokursen ingr i 3A, t.ex. kvantmekanik-relativitetsteori-GUT3B psykologisk potentiell meningsfullhet i inlrningsuppgiften vilket innebr att det hos den som skall lra sig materialet finns relevanta frhandsuppfattningar som det kan frankras i Kursinnehllet och dess logiska potentiella meningsfullhet r ett vrld 3-objekt, med en autonomi som gr det till ett mjligt forskningsobjektKartlggning av potentiell meningsfullhet i kursinnehllForskning :Fysikens delomrdenMjliga verktyg fr kartlggning av potentiell meningsfullhetBegreppskartorText, tabeller : exempel: jmfrelse av finlndsk och IB-lroplan fr vgrrelselra i gymnasietBegreppskarta (Austin 1998)

Begrepp-relation-begrepp IBegrepp-relation-begrepp IIHierarkisk struktur i begreppskartor?Ndvndig enligt konventionell teori om begreppskartorKan frngs med utvidgad realism som kunskapssyn kartan skall avbilda verkligheten!Hierarkisk struktur kan anvndas om det finns skl fr denGymnasiekurs 3, nationella lroplansgrunderML

Kursens ml r att de studerande skallf en allmn bild av periodiska fenomen i naturen och bekanta sig med de centrala principer som frklarar dessagra sig frtrogna med vibrationsrrelsens och vgrrelsens grunder genom att underska mekanisk vibration, ljud eller elektromagnetiska vgrrelser.

CENTRALT INNEHLL

harmoniska krafter och vibrationsrrelservgrrelsers uppkomst och utbredningvgrrelsers interferens, diffraktion och polarisationreflexion, brytning och totalreflexionljus, speglar och linserljud, hlsoeffekter av buller och olika stt att skydda sig mot kraftigt ljudVgrrelselra i 7-9-lroplan (andra halvan av en kurs)1.3. Vgor - en form av rrelse - grundfenomen som hr till vibrations- och vgrrelserna - vgrrelsens uppkomst, mottagande, observation, reflektion och brytning med hithrande egenskaper, storheter och lagar - identifiering av olika svngande kroppar i omgivningen, periodiska hndelser och till dem hrande fenomen och beskrivning av fenomenen med hjlp av lmpliga storheter 1.4. Ljud och ljus - ljudets och ljusets betydelse ur mnniskans och samhllets synvinkel, t.ex. buller och bullerskydd samt ljusets roll vid dataverfring. 1.5. Optik - ljusets reflektion och brytning samt ljusstrlen som modell fr frklaringar av olika fenomen i anknytning till seendet och hur speglar och linser fungerar - funktionsprinciperna i optiska instrument.

IB-lroplan fr vgrrelselra, del 1









Exempel p innehllskartlggning med Excel: Resistans

Resistansen beror p....LngdTvrsnittsareaMaterial(...samt p temperaturen)Teori och experiment som kursinnehll eller arbetsmetodDiskussionsfrgorVilka fr- och nackdelar kan en kad satsning p matematiska metoder/teoretisk undervisning i naturvetenskap ge?I vilken utstrckning r stder rdande kunskaps- och inlrningssyner sdana satsningar?Vilken programvara r bst fr analyser av kursinnehll? Annat?Sheet16.7ResistansFy-frkunsk.Ma-frkun.Fy56Fy79FY66.7.1Resistans: hur svrt det r fr strmmen att gxxx6.7.2R = U/I6.5,6.65.5.xx6.7.3Ohmskt motstnd: R konstantxx6.7.4R beror p ledarens lngd, tvrsn. area, materialxx6.7.5.R = l/A5.5.x6.7.6.R beror p temperaturxx6.7.7.r = r0(1 + aDt)5.6.x6.7.8.R kar vid seriek., minskar vid parallellk.xxx6.7.9.Seriekoppling: R = R1 + R25.5.xx6.7.10.Parallellkoppling: 1/R = 1/R1 + 1/R27.2.Fiktiva fysikinnehll6.5. Spnning6.6. StrmFiktiva matematikinnehll:5.5. = enkel formelrkning5.6. = formelrkning med parenteser7.2. = formelrkning med rationella uttryck

Sheet2

Sheet3

potentiell meningsfullhet i matematik, fysik och kemi

Documents