Besvarelse af modul A-opgave i fysik til Gymnasie-IT

Dette forløbs placering i fysikundervisningen på obligatorisk niveau

Dette forløb afvikles i sidste del af 1.g's første semester. Først har klassen haft elementær varmelære, og nu går vi så i gang med gaslovene. Varmelæren er blevet brugt til at give eleverne det første indtryk af hvordan fysik er et fag hvor der på én gang arbejdes kvantitativt og fortolkende. og til at lære dem at arbejde i laboratoriet, for det er de ret simple forsøg i varmelæren velegnede til.

Den sidste del af arbejdet med varmelæren er en øvelse over is' specifikke smeltevarme hvor eleverne får en vis øvelse i at bruge regneark.

Pædagogiske og faglige mål

Fagbilaget siger at eleverne skal have arbejdet med gaslovene, men derudover har jeg et særligt pædagogisk og et bestemt fysikfaglig sigte med dette forløb

Eleverne skal øve sig i at arbejde selvstændigt med et lidt længere forløb der afvikles med stor vægt på eksperimentelt arbejde.
Forløbet skal vise eleverne at naturen lader sig beskrive kvantitativt med talstørrelser, og at denne beskrivelse i sig selv frembringer en forøget og kvalitativt anderledes viden om naturen, jf. Newton der med Principia ikke sagde noget om hvad tyngdekraften "i virkeligheden" er for noget, men blot ved at vise hvordan den skal beskrives med tal alligevel frembragte revolutionerende viden, fx at det var den samme kraft der holder Månen på plads i dens bane, og som får genstande til at falde ned ved jordoverfladen.

IT-faglige mål

Eleverne skal nå og øve disse IT-færdigheder i løbet af arbejdet med gas-lovene:

Modtage materialer over internet (materialet lægges frem i pdf-form) med browser og Acrobat Reader.
Bruge konferencer til at gennemføre en del af arbejdet, generelt til at give og få hjælp til udarbejdelsen af rapporten, med FirstClass.
Datafangst ved Charles' lov med datalogger (vi bruger Handy-log).
Brug af konferencer til at distribuere datafilen fra 3).
Brug af regneark til de mange beregninger med Excel eller StarOffice.

Nærmere beskrivelse af mål og IT-værktøjer

Distribution af materialer over internet

For ikke at spilde værdifuld undervisningstid i timerne med den endeløse distribution af papirer får eleverne besked på at hente dem på internettet på min hjemmeside www.hindsholm.dk. Materialerne skrives i LaTeX som har en nem konverteringsfacilitet til pdf-filer. Dette hænger i øvrigt godt sammen med at jeg på dette tidspunkt tilbyder mine elever at deltage i en studiekreds hvor interesserede kan lære at installere og bruge MikTeX-pakken.

Brug af konferencer

Klassen er tidlige i fysikforløbet blevet vænnet til at bruge dens fysik-konference på FirstClass. Konferencer giver mange muligheder i de fleste fag, jf. hvad jeg har skrevet om konferencer i oldtidskundskab. I fysik gælder specielt at konferencer er velegnede til at distribuere data og til at give elever hjælp med besvarelse af skriftlige opgaver så arbejdet forskydes fra at rette fejl til at give gode råd under skrivningen. Vi har den aftale at elever altid kan spørge, og jeg lover at have svaret inden 24 timer.

Dette forløb udvider deres brug af konferencer fordi de nu også skal lære at downloade en fil, gemme den med kendt navn og placering og hente den ind i det relevante program til videre bearbejdelse af data. Det er en teknik der hurtigt er lært, men som kan drille første gang. Derfor er det vigtigt at læreren lige sørger for også selv at modtage den i sin postkasse på FirstClass, tænder en storskærmsprojektor og viser klassen hvordan postkassen åbnes, filen hentes, gemmes og åbnes i regnearksprogrammet.

Dataloggeren

Jeg lægger vægt på at vise eleverne at IT bør bruges fordi IT giver nogle nye muligheder, ikke bare for at gøre noget på en ny og smart måde. I øvelserne med gaslovene er den derfor særlig oplagt til at efterprøve Charles' lov, for den kan ikke efterprøves med de simple målemetoder vi ellers bruger i denne øvelse. Senere kan eleverne gentage forsøget med Boyle-Mariottes lov med dataloggeren hvis de har lyst. Men det er vigtigt at de først har prøvet at bestemme tryk med badevægten da det giver dem en visuel og konkret fysisk fornemmelse af hvad tryk er.

Regneark

De fleste elever har ikke brugt regneark, og meget, meget få har brugt de mere avancerede funktioner som graftegning med bestemmelse af funktionsudtryk for den bedste matematisk model til at beskrive datasættet. Derfor er det væsentligt enten af have øvet eleverne i det før disse øvelser, og det vil jeg normalt gøre med øvelsen om is' smeltevarme, eller at sætte tid af til instruktion og vejledning i datarummet mens de laver nogle simple grafer.

Organisering og evaluering

Da dette forløb ligger i undervisningens første semester, er det en del af det som læreren normalt fremlægger i den del af planen for undervisningen som ikke er diskuteret indgående med eleverne, jf. Gymnasiebekendtgørelsens § 5, stk. 9. "Ved begyndelsen af undervisningen i det pågældende fag skal læreren enten sammen med eleverne udarbejde en plan for arbejdet i efterårshalvåret eller gøre eleverne bekendt med en sådan plan. For de senere faser i undervisningen gælder, at læreren og eleverne i fællesskab planlægger arbejdet. Læreren og eleverne drøfter regelmæssigt undervisningen."

Både denne del af planen og forslag til de følgende dele fremlægger jeg altid på internettet samtidig med at jeg gennemgår planen med eleverne, jf 1999x' planer . Derfor er elever bekendt med hvad der skal ske i store træk. Mere detaljeret fortæller jeg dem om forløbet, og jeg siger også hvad vi sigter imod med en understregning af at forløbet er eksperimentelt, der skal skrives en ret lang rapport hvortil de får hjælp i konferencer, og som skal indeholde data behandlet i regneark; det sidste er nu ikke noget problem, for de mange trivielle omregninger mellem tryk i skemaerne indbyder så meget til brug af regneark at alle kan se en fordel i at bruge dem.

Sidst i forløbet får eleverne også et par "frie timer" til at skrive rapporten. Det betyder at de ikke behøver at være et bestemt sted på skolen, men kan vælge passende arbejdsomgivelser mens jeg hele tiden er på et aftalt sted (som regel mit kontor) hvor jeg har adgang til en pc og straks besvarer henvendelser i konferencen eller kommer hvis de sender mig en sms-besked med bøn om hjælp og oplysning om lokale (vi er et stort, halvgammelt gymnasium uden Odders mange kvadratmeter elev-areal med gode pladser, så vores elever sidder spredt over skolen i mere eller mindre besynderlige lokaler).

Eleverne må gerne aflevere elektronisk hvis de bruger gængse formater, men jeg retter som regel i hånden.

Forløbet evalueres ud fra disse punkter:

Rapportens kvalitet både fysikfagligt og layoutmæssigt (dvs. hvor godt data præsenteres med talopstillinger og grafer).
Eleverns brug af konferencerne, hvor jeg ikke kun lægger vægt på at der kommer nogle indlæg, men også ser om der er mange læsere af de enkelte indlæg så jeg kan se at de udnytter den viden kammeraterne spørger sig frem til.
En simpel kvalitativ vurdering med 3 gode og 3 dårlige ting ved at arbejde med et længere eksperimentelt forløb med mere brug af IT end eleverne tidligere har mødt. Svarene samler jeg på en web-side: Ofte går mange udsagn igen i lidt forskellige formuleringer, og dem skriver jeg så en sammenfattende formulering af og tilføjer en markering af hvor mange der har skrevet noget i denne retning. Det sikrer overblikket, og denne sammenfatning taler vi sammen om samtidig med at klassen får rapporterne tilbage.

Opdateret 20011216 af Søren Hindsholm