Modellering i fysikk : et bidrag til utdanning for bærekraftig utvikling? : en kvalitativ studie av fysikklæreres refleksjoner

Abstract

Denne masteroppgaven søker å besvare forskningsspørsmålet: «Hvilke refleksjoner gjør fysikklærere seg om hva modellering kan bidra med i utdanning for bærekraftig utvikling?». Som en følge av fagfornyelsen har bærekraftig utvikling blitt et av tre tverrfaglige temaer som skal inn i flere fag, deriblant i fysikk. Utdanning som tar sikte på å forberede elever på å leve bærekraftige liv kan karakteriseres som Utdanning for Bærekraftig Utvikling (UBU). Ved å studere læreplanen i fysikk kommer det frem at modellering har en sentral plass i faget. Aktualiteten til UBU og modellering er bakgrunnen for at denne studien vil fremheve sammenhenger mellom temaene, med utgangspunkt i fysikklæreres refleksjoner. For å begrense oppgaven har jeg valgt å undersøke om nøkkelkompetansene systemforståelse og kritisk tenkning kan øves gjennom modellering. Innenfor UBU-litteraturen er begrepet nøkkelkompetanser ansett som viktige kompetanser for å handle bærekraftig.

For å besvare forskningsspørsmålet har studien hatt en kvalitativ tilnærming i form av intervjuer med fem fysikklærere fra ulike videregående skoler. Deres refleksjoner rundt tematikken har blitt analysert ved hjelp av en tematisk analysestrategi.

Som et resultat av masteroppgavens drøftinger kommer det frem at modellering i fysikk kan være et bidrag til UBU gjennom mulighetene for å øve systemforståelse og kritisk tenkning. Fysikklærerne ser nemlig flere muligheter for at arbeidsmåten kan øve nøkkelkompetansene. Elementer ved systemforståelse kan øves gjennom modellering av ordnede systemer. Dette er systemer som særlig vektlegges gjennom fysikkundervisning i dag. Likevel fremhever lærerne at denne nøkkelkompetansen tilrettelegges bedre ved modelleringer av systemer med høyere kompleksitet. Den nye læreplanen i fysikk kan trolig være et bidrag til å undersøke slike systemer. Kritisk tenkning fremstår å kunne øves gjennom elevenes planlegging av modelleringen, samt refleksjoner rundt datainnsamlingen. Derimot er det særlig gjennom vurderingen av utarbeidede modeller nøkkelkompetansen synliggjøres. Lærerne reflekterer likevel over at denne kompetansen blant annet er tidkrevende å øve, samt at for mye tilrettelegning kan begrense den kritiske tenkningen hos elevene. Både systemforståelse og kritisk tenkning kan benyttes på temaer i undervisning som ikke omhandler bærekraftig utvikling. Til tross for dette kan kompetansene tenkes å overføres til å forstå slike dagsaktuelle problemstillinger senere.

This master thesis seeks to answer the research question: «What are physics teachers' reflections on how modelling can contribute to education for sustainable development?». As a result of the renewal of the curriculum, called “fagfornyelsen”, sustainable development has become one of three interdisciplinary topics that will be incorporated in several subjects, including physics. Education that aims to prepare students to live sustainable lives can be characterized as Education for Sustainable Development (ESD). The curriculum in physics shows that modelling has a central role in the subject. The relevance of ESD and modelling is the background for this research project. It will highlight connections between these two topics, based on physics teachers' reflections. To limit the thesis, I have chosen to assess if the key competencies system thinking and critical thinking can be practiced through modelling. To answer the research question, the study has had a qualitative approach. Five physics teachers from different upper secondary schools have been interviewed, and their reflections have been analyzed with a thematic analysis. This thesis argues that modelling in physics can be a contribution to ESD by facilitating system thinking and critical thinking. The physics teachers see several opportunities for the chosen key competencies to be exercised through modelling. By modelling ordered systems, elements of system thinking can be practiced. Ordered systems are particularly emphasized through physics instruction today. Nevertheless, several teachers emphasize that this key competence is better facilitated by modelling systems with higher complexity. The new curriculum in physics can presumably be a contribution to examining such systems. Critical thinking can be exercised through the students' preparations of the modelling, as well as reflections on the data collection. However, it is particularly practiced through the assessment of prepared models. Nevertheless, the teachers reflect on the fact that this key competence is time-consuming to practice, and that too much assistance can limit the students' critical thinking. Both system thinking and critical thinking can be used in topics that do not deal with sustainable development. However, these competences can conceivably be transferred to understand such current issues later.