Artikkel

Har frisket opp Einstein for dagens skoleelever

Det sorte hullet Cygnus X-1
Det sorte hullet Cygnus X-1. Illustrasjon: NASA/CXC/M.Weiss

Har frisket opp Einstein for dagens skoleelever

UiO lanserer nytt, digitalt hjelpemiddel for å forklare elever generell relativitet.

– Både lærere og elever sliter med tematikken, forteller Magdalena Kersting, doktorgradsstudent i fysikk ved UiO. – Samtidig ser vi at moderne fysikk som kvantefysikk og generell relativitet er utrolig motiverende for elever.

Generell relativitet, GR blant venner, er avansert matematisk og ikke lett å formidle.

Magdalena Kersting med plakat om ReleKvant-prosjektet
Dette skal forklare GR bedre enn lærebøker, sier Magdalena Kersting. Foto: Hilde Lynnebakken/UiO

Stå ved et sort hull

– GR er ganske abstrakt, og vi mangler hverdagslig erfaring, forklarer Kersting. – Det er jo ingen som har opplevd generell relativitet, som å stå ved siden av et sort hull eller reise i nærmere lyshastigheten.

Dessuten finnes det lite læringsmateriell som kan hjelpe på forståelsen. Eller fantes, bør vi vel si, for nå lanseres det digitale hjelpemiddelet Generell relativitetsteori på Viten.no, et ressurssenter i regi av Naturfagsenteret ved UiO. 

– Vi har lagt vekt på å bruke videoer, simuleringer, animasjoner og interaktive oppgaver, sier Kersting.

Tilsammen forklarer og formidler dette GR bedre enn lærebøker, mener hun.

Programmet er utviklet i tett samarbeid med både elever og lærere i videregående skole og med studenter på UiO som fordyper seg i generell relativitet.

Kersting forsker på elevers forståelse av begreper som det firedimensjonale tidrommet. Hvordan bruke språk for å forklare ting som ikke er tilgjengelige for sansene våre?

Nettopp språk er sentralt i Viten-programmet om GR. Elevene skal skrive og diskutere seg fram til begrepsforståelse.

Unikt for Norge

Norge er et av få land som har generell relativitetsteori på læreplanen i videregående skole. Det fikk vi ved innføringen av Kunnskapsløftet i 2006.

Men det er stor interesse for erfaringen fra Norge, og flere land vil trolig komme etter. Forskere i prosjektet ReleKvant, som står bak den nye læringsressursen, har satt i gang et samarbeidsprosjekt med deltakere fra syv-åtte land, blant annet Australia.

Hvorfor skal skoleelever lære om generell relativitet?

– GR er viktig for verdensbildet vårt, sier Kersting. Likevel er det få som kan fortelle om hva det er.

Les mer om ReleKvantprosjektet: Digitale verktøy gjør fysikk mer levende

Smartere samfunn

Viten om relativitet

Viten.no-programmet Generell relativitetsteori er en digital læringsressurs tilpasset læreplanen for fysikk 2 i videregående skole.

Programmet er utviklet av Magdalena Kersting som del av ReleKvant-prosjektet og i samarbeid med Naturfagsenteret, lærere og elever i videregående skole og studenter ved UiO.

Programmet lanseres i norsk versjon 10. januar:  www.viten.no/relativitetsteori.

En engelsk versjon vil komme ikke veldig lenge etterpå: www.viten.no/relativity.

ReleKvant-prosjektet står også bak en læringsressurs om kvantefysikk.

GR er en del av læreplanen i fysikk 2, men det er bare litt over 4000 elever som velger faget.

– Jeg vil gjøre samfunnet smartere! Generell relativitet burde være en del av allmenndannelsen på lik linje med evolusjonsteorien, mener Kersting.

Les hennes begrunnelse for hvorfor GR bør inn i skolen.

Hun peker på at teorien også er viktig for moderne teknologi.

– GPS-systemet er et eksempel. Du kan ikke bruke mobilen din uten å bruke GR, sier hun.

Selv om GR er en 100 år gammel teori, er den stadig aktuell også i forskningsfronten:

– Gravitasjonsbølger ble oppdaget først i 2016, påpeker Kersting.

Dessuten er GR også del av populærkulturen: — Filmen Interstellar er jo full av relativitetsteori..

LES OGSÅ: Fikk Nobelprisen i fysikk for gravitasjonsbølger - men hva er det for noe?

Utdanning med GR-historisk sus

Selv har Magdalena Kersting bakgrunn som matematisk fysiker med spesialisering i generell relativitetsteori fra Göttingen. Det var ved dette universitetet Albert Einstein presenterte sine feltlikninger i 1915.

– Det var konkurranse mellom David Hilbert og Einstein om å finne de riktige likningene for å beskrive generell relativitet, og Einstein vant, forteller Kersting.

Også Emmy Noether var en periode i Göttingen, brakt dit av blant annet Hilbert. Noether la grunnlag for den moderne beskrivelsen av fysikk ved å formulere symmetrier i naturen. Hun hadde en høy stjerne hos Einstein, som holdt henne for «en av de mest kompetente matematikerne».

– Du kan nærmest føle at byen har lang tradisjon i fysikk og matematikk, forteller Kersting.

Til Oslo kom hun som Erasmus-student. At det ble Norge skylder hun delvis på Jostein Gaarder og hans bok Sofies verden, som hun leste da hun var yngre.

— Det er på grunn av interessen min for fysikk og filosofi at jeg nå bor i Norge. Det var Jostein Gaarder som brakte meg hit og ReleKvant-prosjektet som ga meg muligheten til å bli, smiler Kersting.

Er du relativt interessert i forskningsnyheter om realfag og teknologi? Følg Titan.uio.no på Facebook eller abonner på nyhetsbrevet vårt.

Kontakt:

Magdalena Kersting, stipendiat ved Fysisk institutt

Mer på Titan.uio.no:

Les også

Eili Tranheim Kase på laboratoriet, Farmasøytisk institutt

Forskere planlegger opptrapping av kampen mot overvekt og diabetes

Det er bedre for helsa å være aktiv og litt overvektig – "fit and fat" – enn å være stillesittende og slank. Hvorfor er det slik? Forskere ved Farmasøytisk institutt fronter nå en bred allianse som vil utvikle bedre behandlinger mot "parhestene" overvekt og diabetes, som er store og voksende folkesykdommer.  

Christine Holst

Digitalisering er nøkkelen til velferd

Kan internett og informasjonstilgang til alle redde verden? Utstyrt med animasjonsfilmer og teknologi for et forenklet nett, gjør to UiO-forskere et iherdig forsøk.

Solcelleanlegg i Mojave-ørkenen i USA

– Fornybar energi er lønnsomt!

Fornybar energi kommer for fullt, forteller Vebjørn Bakken. I USA investerer til og med konservative republikanske stater tungt fordi fornybart lønner seg, og i Oslo-regionen popper det stadig opp bedrifter som utvikler nye ideer. 

Datadeling kan forbedre livet i byene

Byen blir bedre å bo i når du eier dine egne persondata

Tenk deg at bussselskapet legger merke til at du er på vei hjem og gir beskjed til energiselskapet om at de kan skru opp varmen i stua. – Vi har mange slike eksempler på hva man kan oppnå med datadeling på tvers av sektorer, sier forskerne Geir Horn og Frank Eliassen.