Faglighedsundersøgelse: Fysik er blevet et almendannende fag

Innovation og samfundsproblematikker er blevet en større del af fysikfaget, mens kompetencerne i matematik er blevet dårligere. Det fremgår af faglighedsundersøgelsen om fysik. Hvad fysikfaglighed er, er dog blevet diskuteret.

Fysikfaget i gymnasiet har i løbet af de seneste 50 år fået mere fokus på almen dannelse og innovation. Det viser den faglighedsundersøgelse af fysik, som Syddansk Universitet har foretaget for Børne- og Undervisningsministeriet.

“Fysikfaget er gået fra at være et videnskabscentreret fag med ren fysik og anvendelse af matematik til også at have fokus på, hvordan man kan bruge faget i samfundet,” fortæller Elsebeth Petersen, der er fysiklærer på Horsens Gymnasium.

Hun sad med i den ekspertgruppe, som har analyseret undervisningsbeskrivelser, eksamenssæt og elevbesvarelser fra 1968 og frem til i dag for at se på den faglige udvikling i fysik på A-niveau. 

Analysen viser, at der er kommet mere kompleksitet ind i fysikfaget i gymnasiet gennem et større fokus på elevernes kompetencer, innovation og sociale aspekter som for eksempel at kunne identificere og arbejde kritisk med fysikrelaterede problemstillinger i hverdagen. Eksempelvis i forhold til teknologi.

“Det har gjort faget mere vedkommende for eleverne. Det giver motivation i forhold til at lære faget og føles mere relevant for den enkelte elev,” siger Elsebeth Petersen.

På baggrund af analyserne konkluderer undersøgelsen desuden, at alle eksamenssæt i den undersøgte periode afprøver elevernes viden og færdigheder indenfor blandt andet fysikfagets begreber, principper og metoder. Samme viden og færdigheder bliver udvist i størstedelen af elevbesvarelserne.

Hvad er faglighed?
Selve resultatet er ikke overraskende, fortæller Elsebeth Petersen. Men noget af det, der overraskede hende mest, var, hvor forskelligt et syn på faglighed ekspertgruppens medlemmer havde. Bjarne Andresen, som er lektor ved Niels Bohr Instituttet på Københavns Universitet og formand i ekspertgruppen, har samme opfattelse.

Fysik kræver, at man kan være præcis. Svaret er enten rigtigt eller forkert.

Bjarne Andresen, lektor
Niels Bohr Instituttet, KU

Hvorvidt kompetencer indenfor blandt andet innovation og hverdagsrelaterede spørgsmål er en del af fysikfagets faglighed, har nemlig været til stor diskussion indbyrdes i ekspertgruppen. Bjarne Andresen mener selv, at det ikke er fysikfaglighed.

Han fremhæver et eksempel fra et eksamenssæt fra 2018, hvor eleverne på baggrund af et billede af en turistbåd skulle vurdere, hvor meget båden hævede sig i vandet, når turisterne forlod den. Ifølge Bjarne Andresen fik eleverne ikke yderligere oplysninger, men skulle argumentere for deres vurderinger.

“Det er også en færdighed, at man kan lave estimater og vurderinger, men det er ikke grundlæggende fysikfaglighed. Fysik kræver, at man kan være præcis. Svaret er enten rigtigt eller forkert. Man kan ikke snakke sig ud af fysikfaglighed,” siger han og tilføjer:

“I undervisningen er der også brug for den almendannende og innovative del, men det gør det ikke nødvendigvis til fysik.”

Han fremhæver Norges eksamensopgaver, der både indeholder opgaver med tekst og en række multiple choice opgaver, hvor eleverne ikke må bruge hjælpemidler. Det, mener Bjarne Andresen, at man bør lade sig inspirere af i de danske eksamenssæt.

“Det er vigtigt, at eleverne er bevidste om, at man ikke kan sjusse sig frem til alt. Man skal vide, hvornår man kommer med et estimat, og hvornår man har regnet noget ud. I øjeblikket løber de to tilgange til et problem ud i et,” siger han.

Flere matematiksvage elever
Et større fokus på fysikkens anvendelse i hverdagen skal også ses i lyset af, at det med gymnasiereformen i 1988 ikke længere var obligatorisk at have matematik A for at have fysik A. Det afspejles i de efterfølgende eksamenssæt, hvor eleverne i højere grad selv skal identificere en fysik problematik i en hverdagskontekst, forklarer Elsebeth Petersen.

Ifølge undersøgelsens spørgeskemaundersøgelse mener 50 procent af de adspurgte gymnasielærere, at elevernes matematiske færdigheder er ‘væsentligt ringere’ end for 10 år siden, når eleverne stopper i gymnasiet. Det er dog væsentligt at bemærke, at kun 46 lærere med 10 års erfaring har fået spørgsmålet.

Elevernes manglende matematiske færdigheder er noget, som de mærker på universitetet, fortæller Bjarne Andresen.

“Vi bruger i stort omfang matematik i fysikken, så når eleverne ved indgangen til studiet i dag kan mindre matematik, lægger det begrænsninger på, hvad vi kan undervise dem i, og hvilken måde vi kan gøre det på. Det sætter os som aftagere på universitetet i en dårligere position,” siger Bjarne Andresen.

Tidligere koncentrerede man sig om det, man kunne regne på, men nu kan man komme dybere ind i en fysikfaglig diskussion.

Elsebeth Petersen, fysiklærer
Horsens Gymnasium

Elsebeth Petersen oplever også, at der er kommet flere elever, der ikke er så gode til matematik. Hun nævner hjælpemidlet CAS, som løser mange af de opgaver, som elever før i tiden selv skulle kunne løse. Til gengæld betyder det, at eleverne kan lave nye forsøg, for eksempel optagelser og analyser af videosekvenser og behandle større datamængder,  fortæller hun.

“Der kommer mere fokus på selve fysikforståelsen og tolkningen af resultaterne. Tidligere koncentrerede man sig om det, man kunne regne på, men nu kan man komme dybere ind i en fysikfaglig diskussion,” siger fysiklæreren, der oplever, at der ikke er lige så mange af de matematiksvage elever, der har fysik A. Det er det niveau, undersøgelsen har fokuseret på.

Oplæg til diskussion
Generelt vurderer flertallet af lærere i spørgeskemaundersøgelsen, at elevers parathed og udbytte, når de starter og slutter i gymnasiet, er “nogenlunde samme niveau” som for 10 år siden.

Elsebeth Petersen håber, at faglighedsundersøgelsen i fysik kan lægge op til diskussion om, hvor faget er, og hvor det skal bevæge sig hen i fremtiden.

“Jeg håber, at undersøgelsen kan bruges til at diskutere fagligheden blandt fysiklærere på gymnasierne. Og at man kan bruge resultaterne af spørgeskemaundersøgelsen til at diskutere, hvor man selv står, og hvad vi kan gøre for at styrke matematik kompetencerne i vores fag,” siger hun.

Ekspertgruppen fremhæver i undersøgelsen, at det kun er den skriftlige eksamen, der er blevet undersøgt. Derfor er der visse aspekter af elevernes faglighed, der ikke er blevet belyst, fordi de indgår i den mundtlige eksamen.