Full poäng i fysik kräver kunskap i kreativ matematik

För att lyckas fullt ut i ämnet fysik på gymnasiet krävs en djupare matematisk förståelse. Men matematikundervisningen ägnar merparten av lektionstiden åt att lära eleverna formler utantill, konstaterar Helena Johansson i sin avhandling.

Varför blev du intresserad av ämnet?

– Det väcktes i mitt arbete som lärare i matematik och fysik på gymnasiet där jag tydligt såg hur elevernas matematiska kunskaper påverkar deras förståelse för fysik. Det här vet många lärare men jag ville med min forskning gå på djupet och hitta belägg för detta samband.

Vad handlar avhandlingen om?

– Jag har studerat tio nationella prov i ämnet fysik för gymnasiet och undersökt vilken typ av matematiska kunskaper som krävs för att lösa uppgifterna. Jag har delat upp de matematiska kunskaperna i två typer av resonemang. Imitativt resonemang innebär att uppgiften går att lösa med en inlärd procedur. Kreativt resonemang betyder att eleven måste lista ut ett eget sätt att lösa uppgiften. Jag har vidare undersökt vilka resonemangskunskaper som krävs för att få de högsta poängen på proven.

Vilka är de viktigaste resultaten?

– Jag fann att 75 procent av uppgifterna i de nationella proven i fysik kräver någon form av matematiskt resonemang för att vara möjliga att lösa. En tredjedel av uppgifterna kräver ett kreativt matematiskt tänkande. För att få ett högre betyg, i det här fallet vg till mvg, krävs en djupare matematisk förståelse, det räcker alltså inte med att kunna en formel eller procedur utantill.

– Slutsatsen är alltså att förmåga till kreativt tänkande i matematik är grundläggande för att lyckas till fullo i fysik. Tidigare forskning visar att större delen av ämnet matematik ägnas åt att lära eleverna olika formler och procedurer utantill. Enbart 30 procent av tiden består av tillfällen då eleverna får möjlighet att utveckla sin matematiska förståelse. Med andra ord – det behövs mer tid för kreativ matematik i gymnasiet för att elever ska lyckas i fysik.

Vad överraskade dig?

– Att så stor andel av uppgifterna i de nationella proven krävde just kunskaper i kreativt matematiskt tänkande. Jag hade en bild av proven att ”det här känner ju eleverna igen sedan tidigare” men så är det alltså inte.

Vem har nytta av dina resultat?

– Praktiken förstås, jag hoppas att resultaten både kan vara en ögonöppnare och ett belägg för många lärare. Men även skolledare och politiker då det här i grunden handlar om hur matematikundervisningen är utformad.

Susanne Sawander