Eksperimenter i fysikk og fysikkeksperimenter i skolen Bli
Eksperimenter i fysikk og fysikkeksperimenter i skolen
Bli kjent med naturvitenskapelige metoder • stille spørsmål om naturen og sette opp hypotese • finne fram til eksperimenter og metoder for å teste hypoteser • observere, undersøke og ordne materiale • trekke konklusjoner uten å generalisere for vidt • vurdere og forbedre forsøk
Faglig innsikt • illustrert fysikkemnene eksperimentelt • bedre forståelse av fysikkens lover og teorier • felles knagger å knytte teorien til • bevisstgjort sine hverdagserfaringer • innse at det vi observerer er personavhengig og påvirket av kunnskaper og antagelser
Ferdigheter • få øving i å bruke sansene til observasjoner • bli kjent med og kunne bruke måleapparatur • få øving i å bruke fagspråk i muntlig og skriftlig kommunikasjon
Eksperimentet har mange budskap • • Innføring i et emne Illustrasjon Bli kjent med måleinstrumenter Eksperimentet som fasit Utforme forsøk - hypoteser Repetisjon Differensiering Åpne/lukkete forsøk
Laboratorierapporter • Mottakerbevissthet – eleven selv – medelever i klassen som ikke var til stede ved øvingen – andre elever, for eksempel elever på lavere klassetrinn – læreren – andre voksne som er knyttet til skolen
Et råd som stammer fra skrivepedagogene: • Dersom elever og folk flest skal bli flinke til å skrive en spesiell sjanger, for eksempel rapporter fra arbeider i fysikk, må de lese flere gode eksempler på slike rapporter. Det nytter ikke bare å gi en disposisjon med overskrifter. Vi vil derfor anbefale at læreren noen ganger, etter å ha innhentet tillatelse fra aktuelle elever, viser fram gode rapporter som eksempler og diskuterer hvorfor de er gode.
Galilei og Aristoteles • Både Galilei og Aristoteles bygde på erfaringer, men det var forskjellige typer erfaring de bygde på. • Ved studier av bevegelse bygde Aristoteles på erfaringer han fikk gjennom observasjoner av naturen. • Galilei bygde derimot på den erfaring han fikk ved å gjøre kontrollerte, systematiske og reproduserbare eksperimenter.
• Galilei kunne f. eks. ikke studere fritt fall direkte. En stein faller alt fort i forhold til tidsmålere han hadde. Derfor utviklet han en metode for å måle fritt fall indirekte ved hjelp av kuler som rullet på et skråplan
Galileo Galilei (1564 – 1642) Vi finner som et faktum at fartsvariasjonene mellom legemer av forskjellig vekt blir mindre og mindre etter som det omkringliggende mediets motstand avtar. Hvis vi i et medium som er svært tynt, finner at fartsforskjellene nesten er umerkelige til tross for stor forskjell i vekt, da har vi rett til å tro at det er høyst sannsynlig at alle legemer vil falle med samme fart i vakuum.
Not just facts but relevant facts • Hva er sikker kunnskap? • Kan vi utlede vitenskapelig kunnskap på grunnlag av observasjoner eller eksperimenter? • Adekvate eksperimenter og/eller eksperimentelle oppsett? • Eksperimentelle resultater kan være uriktige selv om de er utført systematisk, seriøst og relevant. • Noen historiske eksempler ………….
Noen historiske eksempler • Hertz fant rundt 1880 at katodestråler ikke kunne være ladde partikler fordi de ikke bøyde av i elektriske felter. – Forbedret teknologi og bedre forståelse gjorde at Thomson noe senere kunne vise at strålene var ladde og bøyde av i elektriske og magnetiske felter. • Tycho Brahes avvisning av det heliosentriske verdensbilde – parallakse
Parallakse x x
Teoriavhengige eksperimenter • Radioforsøkene til Hertz bekreftet Maxwells teorier, men dermed ble også forestillingen om en ether bekreftet. Dette problemet ble først løst med Einsteins relativitetsteori.
• Er naturvitenskapelig kunnskap spesiell fordi den støtter seg på erfaringer og eksperimenter på en bestemt overbevisende måte? • Fare for sirkelargumentasjon! – Eksempel med amperemeter som brukte fenomenet som skulle vises!!
Bohr • Komplementaritet – For at et fenomen skal kunne betegnes som objektivt eksisterende, er det nødvendig med en fullstendig spesifikasjon av hele forsøksoppstillingen, både objekt og instrument – F. eks: bølge-partikkel dualismen. Det er snakk om to komplementære fenomener som først er fastlagt når elektronstrålen vekselvirker med de forskjellige makroskopikse forsøksoppstillinger. • Aspect-forsøket
- Slides: 16