Revolusjonerer undervisninga i realfag

- Presentasjonen av realfaga på lågare grad speglar ikkje den utviklinga som har skjedd i forsking og industri. Difor vil det nye opplegget vårt med berekningsperspektiv på realfaga, kunna revolusjonera denne undervisninga, trur UiO-professorane Morten Hjort-Jensen, Hans Petter Langtangen og Knut Mørken. Kunnskapsdepartementet støttar prosjektet med 1 million kroner.

ENDRAR UNDERVISNINGA: UiO-professorane Morten Hjort-Jensen, Hans Petter Langtangen og Knut Mørken, har i fellesskap utvikla ein oppdatert modell for undervisninga i realfag.
Foto: Ola Sæther

Det nyutvikla undervisningsopplegget Computers in Science Education (CSE) har også fått økonomisk støtte frå prosjektet for fleksibel læring ved UiO, frå MN-fakultetet og institutta for fysikk, matematikk og informatikk.

UiO-professorane Morten Hjort-Jensen, Hans Petter Langtangen og Knut Mørken er også opptekne av å trekkja fram samarbeidet med toppforskingsmiljøet ved Senter for matematikk for anvendelser (Centre of Mathematics for Applications)og senterleiar Ragnar Winther. Dette senteret fungerer som koordinerande eining for prosjektet, med god støtte frå Simula Research Laboratory på Fornebu.

Det er også stor internasjonal interesse for det nye undervisningsopplegget som dei tre forskarane ved Det matematisk-naturvitskaplege fakultetet har utvikla. Det tyske forlaget Springer Verlag er nemleg ivrig etter å gi ut undervisningsmaterialet både i bokform og som ei elektronisk læringsplattform.

- Realfagsundervisninga i kjernefag som matematikk, kjemi og fysikk er verda over prega av veletablerte og pedagogiske opplegg, med eit omfattande sett av analytiske oppgåver som er blitt utvikla over fleire tiår, ja i nokre fagfelt, som til dømes i mekanikk, til og med over hundreår. Sett på spissen, så har presentasjonen av faga vore nærast uendra over mange tiår, seier dei tre forskarane.

- Samstundes har det dei siste 20-30 åra vore eit ganske stort fokus på bruk av ulike former for teknologi i undervisninga, som til dømes lommekalkulatoren, tekstbehandling, e-post, elektroniske læringsplattformer, fjernundervisning og digitale læremiddel. Det har vore mykje fokus på hjelpemiddel, men ikkje så mykje på innhaldet, konstaterer dei og viser til at
moderne naturvitskap i dag er sett saman av eksperiment, numerisk modellering og teori.

Løyser tidlegare uløyselege problem

- Når studentane våre går ut i yrkeslivet, anten som forskarar eller i industrien, er det som regel ein slik kvardag dei møter, der den tradisjonelle innsikta dei har fått, må kombinerast med ulike typar berekningar på datamaskin. Berekningar har alltid vore ein sentral del av matematiske realfag.

- I dei siste tiåra har denne komponenten blitt endå viktigare i både moderne industri og i naturvitskapleg forsking, rett og slett på grunn av den enorme reknekapasiteten i moderne datamaskiner. Problem som tidlegare var uløyselege, kan no løysast i løpet av nokre sekund eller minutt. I tillegg kjem omfattande og gode programmeringsplattformer til å visualisera resultata med ein gong. På den måten kan me då like etterpå diskutera resultata og trekkja ut eventuell ny innsikt, fortel Langtangen.

Simuleringar

- Eit berekningsorientert perspektiv, frå algoritme til praktisk utføring, er eit grunnleggjande verktøy for å vinna ny innsikt gjennom simuleringar som fungerer som eit virtuelt laboratorium. På den måten kan me bruka datamaskina til å simulera det best moglege oppsettet for eit vanskeleg eksperiment og dermed spara både tid og ressursar.

- Dessutan er berekningar ein sentral komponent i moderne industri og naturvitskapleg forsking. Det vil vera nok å nemna ting som materialvitskap og nanoteknologi, moderne vêrvarsling, jordskjelvvarsling, medisinsk teknologi, oljeindustrien, underhaldningsindustrien, industridesign og design av datamaskinar, konstaterer dei. Forskarane viser til at sjølv om nesten alle ungdomar dagleg brukar avansert teknologi, står det dårleg til med kunnskapen om korleis den fungerer.

- Den vil me gi dei gjennom den undervisninga me har utvikla. Dei fleste kollegaene me møter frå inn- og utland, seier at dette er vegen å gå, men det er få andre stader som er komne like langt som UiO, fortel Mørken.

- Når me i fellesskap har klart å utvikla eit ny undervisningsmodell basert på datasimulerte oppgåver, er det takka vere både Kvalitetsreforma, etableringa av sentra for framifrå forsking og den sterke støtta frå fakultetsleiinga, meiner dei.

- Kvalitetsreforma har gitt oss høve til å koordinera undervisninga i realfag på tvers av faggrensene. Som leiar for eit av programråda på MN-fakultetet såg eg difor kor store fordelar den gav med tanke på å kunna sjå dei ulike faga i samanheng. Då er det lettare å visa studentane kor nyttig gode kunnskapar og innsikt i matematikk er for å forstå fag som informatikk, fysikk og astrofysikk, seier Hjort-Jensen.

- Målet er at undervisninga skal halda tritt med den teknologiske utviklinga, slik at studentane kan klara å løysa oppgåver både i forskinga, i næringslivet eller på andre arbeidsplassar. Dei vil få ei undervisning som dei vil ha nytte av i heile arbeidskarrieren, er dei overtydde om.

Tidleg kontakt med forsking

Studentane skal få kontakt med forskinga så tidleg som mogleg.

- Dei vil allereie i første semester løysa problem på same måte som ein gjer i forsking og industri. I det første fysikkemnet kan ein til dømes simulera ei rakettoppskyting frå Cape Kennedy i Florida. Papir- og blyantmetodane er framleis viktige for å kunna omskriva problema til ei form som er eigna for datamaskiner og for å testa om programma reknar rett.

- Det har gitt oss høve til å lata studentar delta på interessante forskingsprosjekt, slik at dei heilt frå starten av studiet får kontakt med dyktige forskarar. Opplegget vårt fylgjer dermed opp både dei strategiske forskingsplanane og UiOs planar om korleis digitale hjelpemiddel skal integrerast i undervisninga, understrekar dei.

Dekan Knut Fægri ved MN-fakultetet gir full støtte til det nye undervisningsopplegget.

- For fakultetet er Computers in Science Education (CSE) veldig viktig. Me ser dette som heilt naudsynt for at den undervisninga me gir, skal halda fylgje med dagens realitetar. Det er også eit strategisk prioritert tiltak for oss. Dette kombinerer ei av dei sterkaste sidene våre i forskinga, vitskapleg databehandling, med dei grunnleggjande disiplinære kursa, seier Fægri.

Emneord: Undervisning, Naturfag Av Martin Toft
Publisert 2. apr. 2008 12:52 - Sist endra 10. des. 2008 15:45
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikkje UiO- eller Feide-brukar?
Opprett ein WebID-brukar for å kommentere