Å gi mekanikken mening

I Utdannings- og forskningsdepartementets strategiplan for styrking av realfagene – Realfag, naturligvis – er det et overordnet mål å ”få fram nytteverdien av realfagene”. En annen målformulering sier at man skal søke å ”styrke holdninger til realfag med tanke på relevans og aktualitet”. Dette handler i bunn og grunn om å gi elevene opplevelsen av at fagene er meningsfulle.

Naturfbrukselever

Jeg tror det langt på vei er et spørsmål om å føre naturfagene tilbake til sin opprinnelse – naturfenomenene. Når man skal undervise et fag som fysikk for naturbrukselever i den videregående skolen, er relevansspørsmålet et essensielt premiss: – Hva kan vi bruke dette til?, spør elevene. Det naturlige er å gjøre som man alltid har gjort i formidlingen av praktisk kunnskap: La læringen finne sted i den situasjonen hvor det lærte skal benyttes. Den Berkeley-baserte amerikanske antropologen Jean Lave har gjennom studier av tradisjonell mesterlære utviklet teorier om såkalt situert læring – læring knyttet til et praksisfellesskap. Denne vektleggingen av kontekst er også sentral i den fenomenologisk orienterte naturfaglærerutdanningen ved Universitetet for miljøog biovitenskap (UMB), hvor jeg er student. Et grunnleggende prinsipp er her å sette ”fenomenet først”!

Fenomen-orientering gir oss som lærere utfordringen det er å lage gode historier av faget. Slike ”fag-historier” kan lede elevene induktivt fra erfaring til begreper. Dette var mitt utgangspunkt da jeg skulle undervise mekanikk for en klasse med naturbrukselever i videregående skole, og jeg valgte å la skogen og skogbruket være det fenomenologiske utgangspunkt.

Men først møtte jeg elevene i klasserommet en mandag morgen. De så nysgjerrige og oppmerksomme på sin nye lærer, og jeg spurte dem hva de forbant med faget fysikk. Til svar fikk jeg noen halvkvedede viser om krefter, formler og Newton. – Dette, sa jeg til elevene, er fysikk! – og så kastet jeg kaffekoppen min i veggen så kaffe og potteskår sprutet. – Hva var det som skjedde nå? – Kan dere beskrive det? Så prøvde vi sammen å beskrive hva som skjedde, så nøyaktig som mulig. Jeg fortalte dem at fysikkfaget handler om å lære å se på verden med ”fysikerbriller” og å stille slike spørsmål til det vi ser.

Deretter dro vi ut i skogen, med ”fysikerbrillene” på. Elevene hadde nettopp gjennomført en undervisningsperiode med praktisk skogbruk, og førte seg som vante skogsarbeidere med motorsag, fellespett og øks. Først felte vi et tre ved å hugge med øks fra en side til treet falt ned av seg selv. Neste tre felte elevene på konvensjonelt vis med styreskjær, hovedskjær og fellespett. Til slutt felte vi et stort tre som bare hadde fått et lite kutt i stammen, ved hjelp av en kraftig talje og et tau festet til treets topp.

Med utgangspunkt i disse erfaringene fra skogen utledet vi i fellesskap viktige begreper i statikken som massesenter, dreiemoment og kraftutveksling før vi gikk videre med regneoppgaver knyttet til den samme konteksten. Den induktive tilnærmingen (1) til mekanikken gav faget en tydelig relevans for elevene, og de var svært ivrige og engasjerte. Jeg tror de opplevde fysikkfaget som en meningsfull del av agronomutdannelsen, og de gav uttrykk for at de likte undervisningen.

Bilde fra en elevs arbeidsbok: ”Treet kan falle av seg selv når skjæret går gjennom massesenteret”.

Grepet med ”kaffekoppen og fysikerbrillene” bidro til å sette fokus på undringen i fysikkfaget. Dette er også kalt den ”iakttagende innlevelse” og er et sentralt poeng i den fenomenologiske naturfagsundervisningen, hvor man hele tiden søker å relatere faget til erfaringen. At skogen og skogbruket dannet rammen rundt undervisningen gjorde at også de mer teorisvake av elevene fi kk oppleve å ”beherske” de fysiske begrepene, i alle fall i praktisk forstand. Faget ”kom til dem”, og utspilte seg på kjent grunn. De fysiske begrepene kunne diskuteres med utgangspunkt i felles referanser fra praksisfellesskapet.

Et av naturvitenskapenes mest grunnleggende kjennetegn er at de frambringer de-kontekstualisert kunnskap – det vil si kunnskap som er gyldig uavhengig av kontekst. Dette er i mange henseende en styrke ved faget, men jeg tror at den avtagende interessen for realfag blant norsk ungdom henger sammen med at fagene framstår som fragmenterte og abstrakte (2). Løsningen på dette problemet mener jeg bør være å satse på å re-kontekstualisere naturfagene. Ved å systematisk sette de generelle begrepene inn i konkrete sammenhenger (kontekster) tror jeg vi kan gjøre naturfaget mer spennende og mer tydelig relevant for elevene. Ved yrkesfaglige studieretninger rundt om i landet burde dette være gammelt nytt. Men jeg tror sterkt på at de samme prinsippene bør styre naturfagsundervisningen også innenfor allmenne studieretninger. Hovedutfordringen ligger i å balansere det kvalitative med det kognitivt-kvantitative i undervisningen; fenomenene og den konkrete erfaringen av disse på den ene siden, og de generelle begrepene og den abstrakte oppgaveløsningen på den andre siden. For poenget må selvsagt aldri bli at elevene skal lære mindre fysikk på en morsommere måte; tvert i mot skal de motiveres til å lære og forstå mer. Fysikkdidaktikeren Carl Angell m.fl . stiller spørsmålet:

”Hva menes med forståelse i fysikk? […] Undersøkelser viser at mange elever som mestrer regneoppgaver, altså behersker formelapparatet, ikke er i stand til å analysere relativt enkle kvalitative problemstillinger […] Et av skolefysikkens dilemmaer er nettopp
knyttet til den kvantitative i motsetning til en mer kvalitativ
tilnærming til stoffet.” (Angell et al. 2003: 4-5)

Dette dilemmaet bør løftes fram som en hovedreferanse i arbeidet med fysikkdidaktikk. Dynamisk bevegelse mellom de to ytterpunkene – det kvalitative og det kvantitative – tror jeg er nødvendig for at fysikkfaget igjen skal bli et populært fag i skolen som elevene opplever som meningsfullt.

 

1 Det er som Østergaard (2001:1) påpeker et nært slektskap mellom fenomenologi og induktiv læring.

2 Angell et al. (2003:16) viser til Hugo von Linstow som ”hevder at opplæring i realfag preges av langvarig sosialisering og disiplinering inn i et regulert paradigme og velorganisert kunnskapskorpus, og […] dette synes å gi begrenset rom for ’postmateriell ekspressivitet’ og derfor passer dårlig inn i [ungdommens] nye verdisystem.”

Kilder:

Carl Angell, Ellen Karoline Henriksen og Anders Isnes (2003) Hvorfor lære fysikk? Det kan andre ta seg av! I: Jorde og Bungum (red.) (2003) Naturfagdidaktikk. Perspektiver ­ forskning ­ utvikling. Gyldendal Akademisk, Oslo http://www.fys.uio.no/skolelab/fun/FUN_bok.pdf

Aksel Hugo (2002). Når faget vokser ut av fenomenene. Naturen som historieforteller. Program for pedagogikk. Norges landbrukshøgskole, Ås.

Klaus Nielsen og Steinar Kvale (1999) Mesterlære. Læring som sosial praksis. Ad Notam Gyldendal, Oslo

Utdannings- og forskningsdepartementet (2005) Realfag, naturligvis. Strategi for styrking av realfagene 2002-2007

Edvin Østergaard (2001) Trekk ved fenomenologi som læringsform. Notat til Praktisk-pedagogisk utdanning ved Norges landbrukshøgskole, Ås

Edvin Østergaard og Solveig Strangstadstuen (red.) (2004) Fenomen- og virksomhetsbasert undervisning. En eksempelsamling. Chiron Nr. 1 2004. Seksjon for læring og lærerutdanning ved Norges landbrukshøgskole, Ås