Studien är ett examensarbete i lärarutbildningen kopplat till fördjupningsämnet fysik. Läromedel spelar en stor roll i grundskolan när elever undervisas i fysik. Oerfarna lärare tillförlitar sig i högre grad till läromedel som då får en kvalitetssäkrande funktion. Valet av läromedel styrs av många faktorer och egna jämförelser kopplade till böckernas innehåll kan vara svåra att göra.  Syftet med studien är att jämföra och se ifall det finns skillnader och likheter i hur de vanligaste läromedlen i svensk skola behandlar ämnesområdet elektromagnetism i årskurs 7–9. Fem av de vanligaste läromedlen i fysik för årskurs 7–9 undersöktes i denna studie. Studien bygger på en fenomenografiskt forskningsansats. Det är en ämnesspecifik kvalitativ innehållsanalys av olika läromedel för grundskolans senare del där naturvetenskapliga begrepp med förklaringar studeras. De frågeställningar som studien försöker besvara är:  Vilka begrepp använder olika läromedlen i arbetsområdet elektromagnetism i årskurserna 7–9?  Hur väl förklaras de begrepp som används inom området elektromagnetism utifrån en språkutvecklande kunskapsnivå?  Resultatet visar att de olika läromedlen skiljer sig åt när det gäller begreppsmängd och texternas svårighetsgrad. Läromedlet Spektrum Fysik behandlar flest begrepp i sina skriftliga beskrivningar och läromedlet från NE innehåller minst. Texternas uppbyggnad visar på likheter i samtliga läromedelstexter. I analysen diskuteras de olika läromedlens för och nackdelar kopplat till den undervisande lärarens ämneskompetens.

Det är en återkommande utmaning för lärare att identifiera de faktorer som gör att några elever har svårt att klara en kurs de läser på gymnasiet. Om läraren ska kunna sätta in rätt stöd för att hjälpa eleven behöver läraren förstå orsaken. En orsak till att en elev inte lär sig innehållet i en kurs kan vara att hen inte har förutsättningar för att ta till sig undervisningen. Denna studie undersöker vilka förutsättningar eleven behöver ha uppfyllt för att kunna lära sig innehållet i de olika kapitlen i läroboken Impuls Fysik1. Detta görs med en läromedelsanalys som har det sociokulturella perspektivet som teoretisk grund. Lärobokens innehåll kan beskrivas som organiserat i förutsättningskedjor. Om en elev inte lär sig ett begrepp i kedjan bryts kedjan och eleven har inte förutsättningar för att fortsätta framåt i kursen. Majoriteten av de begrepp som bildar förutsättningskedjorna är så kallade tröskelbegrepp. Studien visar också att kapitelproven inte mäter om eleven har förstått de olika begrepp som ingår i förutsättningskedjorna, däremot matchar de noga kraven för betyget E som de formuleras i kunskapskraven och de centralt framtagna kursproven.

Laboratory work and student motivation are two lead roles in physics education. Laboratory work provides a strategy to help students conceptualise about physical phenomena while student motivation is a more general but no less crucial part of all education and education research. Cognitive processes alone can not entirely explain how students understand things. Due to both these parts' importance in physics education it is important to not only examine them separately but to examine the relationship between the two, which prompts the purpose of this project. This project aims to examine the effect of laboratory work on student motivation. 15 university students' perspectives on this were qualitatively explored through semi-structured interviews. The participants were restricted to students at Uppsala University and KTH Royal Institute of Technology who had chosen a bachelor's, teacher's, or master's programme in physics or engineering. The interviews were transcribed, translated, and analysed. The theoretical framework for this project was attribution theory and the methodological framework was phenomenography. Through the analysis six categories of how laboratory work affects motivation emerged; inquiry, lab partner, teacher, use of time, structure, level of difficulty, and interest. From this, ten major conclusions were drawn; verifying the theory can be motivating, a higher level of inquiry is more motivating, external causes perceived as controllable decreases motivation, lab assistants may increase motivation, the time pressure may be unmotivating, attributing success to structure is motivating, the low level of difficulty is unmotivating, individual interest in physics is motivating, and a high level of inquiry could stimulate situational interest which in time may increase motivation. This provides an overview of how laboratory work affects motivation, partially explaining the relationship between these two lead roles. / Laborativt arbete och studiemotivation är två huvudroller inom fysikutbildning. Laborativt arbete utgör en strategi för att hjälpa elever konceptualisera kring fysikaliska fenomen medan studiemotivation är en mer generell men inte mindre viktig del av all utbildning och utbildningsforskning. Kognitiva processer kan inte i sig självt fullkomligt förklara hur elever förstår saker. På grund av båda dessa delars betydelse i fysikutbildning så är det viktigt att inte bara undersöka dem separat utan att också undersöka sambandet mellan dem, vilket uppmanar till syftet med det här projektet. Det här projektet syftar till att undersöka effekten laborativt arbete har på studiemotivationen. 15 universitetsstudenters perspektiv på detta utforskades kvalitativt genom semistrukturerade intervjuer. Deltagarna begränsades till studenter vid Uppsala universitet och Kungliga Tekniska Högskolan som har valt ett kandidat-, lärar-, eller masterprogram inom fysik eller ingenjörsteknik. Intervjuerna transkriberades, översattes, och analyserades. Det teoretiska ramverket för det här projektet var attributionsteori och det metodologiska ramverket var fenomenografi. Genom analysen kunde sex kategorier av hur laborativt arbete påverkar motivation klargöras; inquiry, laborationspartner, lärare, tidsfördelning, struktur, svårighetsgrad, och intresse. Utifrån dessa så kunde tio huvudsakliga slutsatser dras; det kan vara motiverande att verifiera teorin, det är mer motiverande med en högre grad av inquiry, yttre faktorer som uppfattas kontrollerbara minskar motivationen, labbassistenter kan vara motiverande, tidspressen kan vara omotiverande, att tillskriva lyckade utfall till stuktur är motiverande, en låg svårighetsgrad är omotiverande, individuellt intresse för fysik är motiverande, och att en högre nivå av inquiry kan stimulera ett situationellt intresse vilken kan öka motivationen över tid. Det här ger en överblick över hur laborativt arbete påverkar motivation, vilket delvis förklarar sambandet mellan dessa två huvudroller.

No description available.

Skolverket redogör i Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet 2011för att undervisning i skolan ska innehålla olika arbetsformer och varierande arbetssättför eleverna att nå samma mål. Ett sätt att variera klassrumsundervisning är genomutomhuspedagogik. Utomhuspedagogik är ett komplement till traditionell undervisningoch handlar om att undervisning och lärande sker genom upplevelser i utemiljön.Utomhuspedagogik kräver ett växelspel mellan teori, upplevelse och reflektion. Syftetmed denna studie var att utreda huruvida utomhuspedagogik i fysikundervisningen påhögstadiet var ett väl motiverat sätt att variera undervisningen, med avseende på hurelever påverkas av utomhuspedagogik utifrån ett såväl lärar- som elevperspektiv. Förstudien utfördes semistrukturerade intervjuer med två lärare och sex elever från tvåolika skolor i Skåne. Den ena skolan är inte en skola med utomhusundervisning, men dåeleverna hade utfört moment utomhus hade de ändå en uppfattning om hur de upplevdeutomhuspedagogik. Resultatet visade att inre motivation, att använda sinnena, att fåutföra praktiska moment och att få kommunicera med andra är viktiga processer för attlärande ska ske. Lärarna ansåg att utomhusundervisning är det sätt då eleverna fårmöjlighet att använda alla sinnen och därmed få djupare förståelse och kunskap.Utomhuspedagogik främjar även de andra processerna. Eleverna gjorde inte lika starkakopplingar till utomhusundervisning även om de ansåg att praktiska moment i fysik lärsbäst i en utomhusmiljö och att det dessutom är utomhus som sinnena utnyttjas förförståelse och lärande.

Naturvetenskapsundervisning idag tenderar att måla en bild av att allt redan är förklarat och alla samband är upptäckta inom naturvetenskap. Skolans jobb handlar bara om att lära ut alla förklaringarna. Medan skolans undervisning fokuserar på att återge de rätta svaren ärforskare ofta djupt engagerade i frågor som ännu inte har något svar. Bland forskare inom naturvetenskap uttrycks även att en viktig drivkraft i deras arbete handlar om förundran inför det som studeras. Är det då möjligt att inom ramen för skolans undervisning använda sig av förundran som ett pedagogiskt verktyg, där det skapas en medvetenhet om att det finns mer att utforska? Ett växande forskningsfält rör förundrans betydelse för lärande i egenskap av epistemisk känsla och hur det kan integreras i undervisningen. I denna rapport undersöks hur elever på högstadiet upplever förundran i fysikundervisningen och deras syn på effekten och betydelsen av förundran för att lära sig fysikämnet. Studien har genomförts genom gruppintervjuer med elever där underlaget analyserats utifrån ett fenomenologiskt ramverk. Analysresultatet återger att essensen av elevernas upplevelser är att förundran upplevs om än inte så ofta. När det gäller vad som stimulerar förundran är essenserna flera sinnesintryck och elevens agens. I synen på effekterna och betydelsen av förundran anges sambandet mellan förundran, intresse och lärande som essensen, där speciell tonvikt läggs på att lärandet gynnas av att möta förundran tidigt. Slutsatsen av rapporten föreslår en uppgradering av begreppet förundran inom lärarutbildning, en medveten användning av undersökande arbetssätt för att stimulera förundran samt att förundran kan vara en nyckel till att starta en lärandeprocess. / Today's science education tends to portray a picture of science where everything has already been explained and all relations discovered. The task of schools is just to teach these explanations. While school education focuses on giving the right answers, scientists are often deeply engaged in questions that have not yet been resolved. Among scientists, wonder in relation to the object of study is expressed as an important motivation for their work. Is it then possible to use wonder as a pedagogical tool in school science, where an awareness is created that there is more to be discovered? An expanding field of research concerns wonder as an epistemic emotion and its implications for teaching. In this report, students' experiences of wonder in physics teaching and their view of the effects and significance of wonder in the learning of physics are investigated in lower secondary school. The study has been carried out using group interviews with students and the data set has been analysed through a phenomenological framework. The results of the analysis suggest that the essence of the students' experiences include that wonder is experienced but not so often. The found essences of what stimulates wonder are perception from several senses and students' agency. Regarding students' view of the effects and significance of wonder, the connection between wonder, interest and learning are noted as the essence, where there is a special emphasis on the claim that learning is facilitated by starting with wonder. The conclusions of the report propose an upgrade of the concept of wonder in teacher education, an intentional use of inquiry-based teaching to stimulate wonder and wonder as a key concept to start a process of learning.

Denna studie utforskar användningen av undersökande arbetssätt inom fysikundervisning utifrån ett lärarperspektiv. Förankrad inom lärarprogrammet vid Karlstads universitet, strävar denna forskning efter att noggrant undersöka användningen av systematiska undersökningar i grundskolans fysikundervisning och att tydliggöra lärarnas åsikter kring dessa. Genom att använda den kvalitativa forskningsmetoden fenomenografi får vi fram resultat som framhäver en allmänt förekommande positiv inställning bland lärarna till användningen av undersökande arbetssätt i fysik-klassrummet. I korthet visar denna undersökning att lärarna möter olika utmaningar när de implementerar undersökande arbetssätt i fysikundervisningen. De flestalärarna i denna studie är entusiastiska över att integrera detta arbetssätt och ser den som en chans för eleverna att aktivt utforska vetenskapliga koncept. De framhäver att elevernas engagemang fördjupar deras förståelse och stärker deras förmåga att tänka kritiskt och lösa problem. Samtidigt står vissa inför hinder som brist på tid, resurser och osäkerhet kring genomförandet av undersökande arbetssätt. Det är viktigt att betona att lärarnas behov av resurser inte får bli en anledning till att undvika praktiskt arbete. Skolledningen bör stödja lärarna genom att tillhandahålla de nödvändiga resurserna. Genom att hantera dessa utmaningar kan skolor skapa en miljö där elevernas lärande främjas på bästa sätt.

Diss. ETH Zürich. / Estr. da: Nuclear Physics, vol. 112-3.

A magneto-optical apparatus has been designed to investigate flux and current distributions in various forms of high-temperature superconductor after the application of external magnetic fields, transport currents, and both in sequence. It is concluded that flux motion depends significantly on the superconductor characteristic flux pinning strength and geometry. The flux profiles at the surface of an isolated thin film strip, and thin films in x-array and shunted-x-array arrangements have been studied in detail. It has been found that the theoretical flux profile, characterised by a logarithmic singularity at its edges and a vertical slope at the flux front, become rounded when the sample thickness is taken into account. Experiment has confirmed that the current density reaches its critical value in the flux-penetrated region while there is a continuous non-zero current density in the central flux-free region. Also magnetic interactions exist between the strips. Band-shaped and dome-shaped flux distributions caused by geometrical barrier at different weak pinning strengths were observed in Bi2Sr2CaCu2O8+x single crystals between 20 K and 70 K. The geometrical barrier also governs the transport current leading to a square-shaped distribution near the crystal edges at 20 K. Cracks and defects in Bi-2223/Ag tapes were visualised without destruction of the tape. The inhomogeneous flux distribution indicated that defects, including cracks, in superconducting filaments limit the current-carrying capacity of the tape. In addition, at 70 K a fraction of the transport current has been found to flow in the silver sheath. An investigation of the influence of the twin planes on vortex motion in a YBa2Cu3O7-d single crystal has shown that after a twin barrier is initially overcome, the twin planes, regardless of their directions, act as an easy-flow channel for vortex penetration at low temperatures as the pinning strength in the twin planes is weaker than that in the untwinned region, whereas, they act as a barrier at high temperatures where the pinning strength in the twin planes is stronger. Furthermore, vortex penetration along the twin planes is a factor of four greater than that for the untwinned region at 25 K.

This thesis investigates the use of single Cooper-pair transistor (SCPT) for fast and sensitive detection of quasiparticle dynamics. This investigation is motivated by the possibility of quantum information processing using superconducting nanoscale circuits, such as the SCPT and the Cooper-pair-box (CPB). In the SCPT coherent charge transport can be temporarily halted due to quasiparticle tunnelling, known as quasiparticle poisoning. Quasiparticle poisoning can be reduced by the use of engineered island and lead gap energies. The thesis begins by reporting measurements of the superconducting gap in aluminium - aluminium-oxide - aluminium tunnel junctions, as a function of film thickness. We have observed an increase in the superconducting energy gap of aluminium with decreasing film thickness. This method is used to engineer the island and gap energies in a SCPT and consequently we observe reduced poisoning and a modification of the thresholds for finite bias transport processes. Radio-frequency reflectometry is used to perform high-bandwidth measurements of quasiparticle tunnelling in a gap engineered SCPT. A model for the radio-frequency (rf) operation of the SCPT is presented and shows close agreement with experiment. Thermal activation of the quasiparticle dynamics is investigated, and consequently, we are able to determine energetics of the poisoning and unpoisoning processes. This enables an effective quasiparticle temperature to be determined, allowing the poisoning to be parametrised. An investigation of the use of normal metal quasiparticle traps for suppression of quasiparticle poisoning in SCPT devices is performed. To date, there has been little quantitative information about the behaviour of quasiparticle traps even though they have been used extensively. The work presented serves to clarify the nature of quasiparticle trap performance. Finally the single-quasiparticle sensitivity of the SCPT is employed to directly probe a few quasiparticle gas in a small superconducting volume. The quasiparticle population is monitored both in the steady-state and under non-equilibrium conditions of injection. In the non-equilibrium regime the quasiparticle recombination time is accessed from the response of the SCPT to pulsed injection. Agreement to previous experimental studies of recombination times in aluminium is found.