Tankar efter avslutade projektarbeten, hösten 1996

Inlärning?

Ett projektarbete tränar många olika förmågor. Naturligtvis att söka och sovra information och att uttrycka sig i tal och skrift. Informationssökningen har ofta lett till intressanta reflexioner från studenterna. Några grupper har påpekat att det är lätt att hitta material med mycket vackra bilder, huvudsakligen riktade till skolelever. Däremot är det mycket svårare att hitta material som diskuterar de fysikaliska problemställningarna, utan att vara kursböcker i ämnet som kräver djupa förkunskaper. Det är väl i detta, relativt "ödsliga" mellanområde vi vill att projektarbetena skall ligga.

Även om grupparbetet på många sätt fungerat väl, är det inte säkert att arbetet leder till inlärning av avsett fysikinnehåll! En mera nedslående erfarenhet från årets muntliga examination är att bland de tre grupper som arbetat med olika aspekter av temperatur, atmosfär och solstrålning, och i arbetet naturligt kommit i kontakt med Plancks strålningslag, så besvarar så gott som samtliga studenter frågan "Hur vet ni hur varm solen är?" med "6000 grader" (sic!). På upprepad fråga följer oftast svaret "det står i formelsamlingen".

Problemformulering

Ett projektarbete ger unika möjligheter att upptäcka svagheter, oklarheter och inkonsekvenser i studenters sätt att tänka. Det för oss mest intressanta är väl då fysikinnehållet och dess tillämpning på olika delar av vår omvärld.

Hur ska projektarbetet formuleras för att uppnå önskvärd fokusering? Man kan naturligtvis se det som en utmaning för handledaren att leda studenterna fram till relevant fysik. Kanske vore det dock bättre att, med den begränsade handledartid som står till buds, ge antydningar om relevant fysik redan i problemformuleringen, så att handledningen i stället kan användas för hjälpa studenterna att förstå hur denna fysik påverkar olika fenomen? Genom en tydligare formulering ger vi studenterna en tydligare inbjudan att ta till sig denna fysik, som för oss, som fysiker, är en självklar del av problemet!

Själv är jag lite besviken över att ingen av grupperna mätt solhöjd. Detta kräver mycket begränsad utrustning och hade varit relevant för flera problem. Flera av problemen skulle också kunnat utnyttjas som träning i att utnyttja matlab - men det kanske får vänta?

Det är nog också viktigt att påpeka att det viktiga med projektarbetet är studenternas inlärning och utveckling, inte arbetets totala omfång. Föreslår att vi nästa år sätter en gräns på 25 sidor(?)

Reflexioner över detaljer i NP- rapporter,

"Fermi-frågor" är något som borde övas. En grupp arbetade ht96 med att udnersökna förekomsten av planeter kring andra stjärnor. Jag uppskattade kommentarer om "Drakes formel" för att uppskatta antalet planeter med liv inom vår galax: "Mängden antaganden och kvalificerade gissningar inom detta område överstiger kraftigt vår toleransnivå och har ökat vårt kritiska tänkande exponentiellt". Jag är glad att gruppen tog med både formel och eftertanke! Det visar oss att här finns ett viktigt kriterium - att kunna balansera mellan att kunna bestämma "exakt" och att inte veta något. Är inte detta just en av de förmågor vi vill träna upp?

En annan förmåga gäller att kunna utnyttja eller förutse vad som händer i gränsfall, t.ex. efter oändligt lång tid. En av grupperna under ht96 undersökte olika aspekter av månens inverkan, och diskuterade bl.a. den yttersta konsekvensen av tidvattnets bromsande effekt på jorden - att jorddygnet blir lika långt som måndygnet.

Det är fascinerande att så ofta återfinna meningar av typ "forskarna tror att", "forskarna har kommit fram till" - förstår de att deras lärare faktiskt alla är forskare?

Grupparbetets betydelse.

I några grupper har studenterna inte utnyttjas gruppens möjligheter att ge träning i att diskutera det som är svårt, för att ge djupare förståelse. Detta har tydligt avspeglats i den muntliga examinationen, där brister i förståelsen blivit tydliga!

Vetenskapligt förhållningssätt

Första gången jag mötte kravet att undervisning skall bygga på ett vetenskapligt förhållningssätt störde det mig mycket att jag inte kunde definiera det som jag hoppas är som en del av luften jag andas. Så småningom har jag hittat ett par definitioner jag tycker om och jag har med studenterna diskuterat Jag tror att båda dessa punkter lyfter fram något som ofta brister hos studenter. Mina erfarenheter med svartkroppsstrålningen ovan är ett exempel. Från förra året minns jag bl.a. några grupper som diskuterat jordens omloppstid runt solen, och beräknat den från tabelluppgifter om avståndet till solen och jordens hastighet i rörelsen runt solen. (Jo,de kom fram till att det tog ungefär 365 dagar...)

Ett par grupper hade föreslagit att man skulle påvisa jordens rotation genom att släppa ett föremål från ett högt torn och se det landa en bit ifrån lodlinjen. Vid den muntliga examinationen fick de frågan om hur stor effekten skulle vara. "Liten". "Ja, men hur liten? En Ångström eller en meter?" Denna fråga hade de inte ställt sig själva! Nästa fråga blev då hur lång tid det skulle ta att räkna ut det. De flesta trodde de skulle klara det på 15-20 minuter - åtminstone om vi talade om för dem hur högt tornet var och var det låg. "Varför gjorde ni inte det?" Tolv studenter uppvisade alla ungefär samma reaktion. Detta visar delvis en ovana vid att arbeta med formler utan att ha siffror att stoppa in, men också en oförmåga att göra storleksordningsuppskattningar. Detta är något som forskare hela tiden gör och vi tror att vi genom examinationen kunna lyfta fram detta krav.

Muntlig examination

Exemplen ovan visar hur man med muntlig examination kommer åt andra kunskaper än vid en normal tentamen - där man nog direkt gett studenterna t.ex. ett konkret torn med siffereuppgifter!

Det är förvånansvärt lätt att se vad studenterna kan och inte kan - genom deras skriftliga rapport och muntliga presentation och opposition har man ju redan tidigare goda ledtrådar till deras kunskaper och brister. Ett problem är att studenterna tycker att tre frågor är för lite, och att de inte fick chans att visa vad det kan. Just nu ser jag ingen lösning på detta. Redan nu tar examinationen en lång och slitsam heldag!

Fungerar Projektarbete?

Jag vill gärna tro det - men jag tror att intelligent problemformulering och examination är ett nödvändigt villkor! Vad betyder fungera? Om man tror att studenterna lär sig mer (men annorlunda saker ) med detta arbetssätt - hur ska man påvisa det?


http://fy.chalmers.se/~f3aamp/teaching/examproj.html, 16 Oktober 1996
Ann-Marie.Pendrill@fy.chalmers.se