Disputerte på kvantefysikkens utvikling

I avhandlingen ”Kvantefysikkens utvikling – i vitenskapshistorien, fysikklærebøker og undervisning” påviser Reidun Renstrøm at fremstillingen av kvantefysikkens utvikling i nyere, anerkjente læreverk, som blir brukt ved universiteter over store deler av verden, er feil. Hun har lest originalarbeidene til de tre store - Albert Einstein, Max Planck og Niels Bohr – og dokumenterer hvordan originalarbeidene er omskrevet og tilpasset en oppfatning av hvordan nye teorier blir til i fysikken.

Nytt skoleopplegg gir økt forståelse

Renstrøm beskriver også et prosjekt hun har utviklet og testet i videregående skole. Her blir kvantefysikken presentert gjennom historiske tekster tilpasset elevenes kunnskapsnivå, øker begrepsforståelsen slik at elevene kan formidle innsikten sin på en presis og forståelig måte. I kurset blir vitenskapshistorien framstilt korrekt. Resultatet er at elevene får en bedre og mer balansert forståelse av kvantefysiske fenomener og hvordan de bryter med den klassiske fysikkens verdensbilde.

Også studentene nyter godt av den ferske doktorens formidlingsevner. Reidun Renstrøm er nå tilbake for fullt ved Institutt for naturvitenskapelige fag, men også i stipendiatperioden underviste hun kurs i fysikk ved UiA.

Fysikkoppdrag for Olympiatoppen

At hun selv kan omsette faginteresser og teoretisk forskning til praktisk anvendelse er oppdragene hun har fått fra Olympiatoppen gode eksempler på.

I tillegg til kvantefysikk er hun interessert i biomekanikk, og Olympiatoppen har bedt henne analysere betydningen av for eksempel endringer i teknikk eller utstyr ut fra fysiske prinsipper.

Slik beskriver kandidaten selv essensen i avhandlingen:

Mange lærebøker formidler kvantefysikkens teorier i et historisk perspektiv. Hovedmålet i avhandlingen er å undersøke hvordan anerkjente fysikklæreverk som brukes ved universiteter over store deler av verden fremstiller utviklingen av kvanteteoriene til Max Planck i 1900, Albert Einstein i 1905 og Niels Bohr i 1913. '

Resultatet av undersøkelsen viser at læreverkenes fremstillinger av den historiske gangen og de teoretiske utledningene er vitenskapshistorisk feilaktige. Det er ikke en forenklet versjon tilpasset studentenes kunnskapsnivå bøkene formidler, men en omskrevet versjon tilpasset en bestemt oppfatning av hvordan nye teorier blir til i fysikken.

I avhandlingen gis en detaljert vitenskapshistorisk framstilling av Plancks, Einsteins og Bohrs arbeider basert på originalartikler.

Kunnskapsløftets læreplan fra 2006 (K06) for programfaget Fysikk 2 i videregående skole har gitt lærere og elever en stor utfordring ved å innføre mål om kvalitativ forståelse av kvantefysiske begreper og fenomener. En rekke undersøkelser viser at elever og studenter verden over har store problemer å redegjøre for kvantefysikkens begreper.

Avhandlingen presenterer erfaringer med og resultater fra et prosjekt der fysikk 2 elever erstattet læreboka med historiske tekster tilpasset elevenes kunnskaper og læreplanens mål for undervisningen. De fleste elevenes oppnådde svært god begrepsforståelse og utviklet et språk som gjorde det mulig for dem å formidle sin forståelse på en personlig og presis måte.

Fysikkutdanningen bør inneholde kurs i fysikkens historiske utvikling slik at studentene kan lære hvordan fysikkens teorier faktisk er blitt til og fremtidige fysikklærere får mulighet til å formidle fysikk ikke bare som et stykke kunnskap, som en metode til å beskrive fenomener, men også som et stort eventyr om menneskelig erkjennelse.

Kandidaten: Reidun Renstrøm har vært ansatt ved Universitetet i Agder og Høgskolen i Agder siden 2000. I stipendiatperioden har hun vært tilknyttet Fysisk institutt, Universitetet i Oslo, men er nå tilbake igjen i fysikkmiljøet ved UiAs Institutt for naturvitenskapelige fag. Hun har gitt ut syv fag- og lærebøker om naturfaglige temaer, spesielt innen fysikk. To av bøkene har hun vært eneforfatter av.

Prøveforelesning og disputas fant sted i: Disputas: Reidun Renstrøm Lille Fysiske auditorium, Fysikkbygningen, UiO, 25. november 2011. Professor Johan Taftø, Fysisk institutt UiO, ledet disputasen.

Oppgitt emne for prøveforelesning: Skillet mellom "klassisk" og "moderne" fysikk: en historisk virkelighet eller hensiktsmessig konstruksjon av fysikere? Hvordan bør dette skillet behandles i fysikken i den videregående skolen?

Tittel på avhandling: ”KVANTEFYSIKKENS UTVIKLING – i vitenskapshistorien, fysikklærebøker og undervisning”

Opponenter:

Førsteopponent: Professor Finn Aaserud, Niels Bohr-arkivet, København

Annenopponent: Professor Andreas Redfors, Högskolan Kristianstad, Sverige

Komitéens administrator var dr. Rolf Vegar Olsen, Institutt for lærerutdanning og skoleforskning, UiO

Veiledere i doktorgradsarbeidet har vært førsteamanuensis Ellen Karoline Henriksen og førsteamanuensis Carl Angell