I gymnasiets fysikkurser ingår som ett moment att eleverna ska planera, genomföra och utvärdera experiment. I dagligt tal kallas detta för ”laborationer”. Under min tid som lärare har jag vid flera tillfällen noterat att de mål man som pedagog ställt upp avseende laborationerna ofta uteblir, eller åtminstone inte uppfylls helt och hållet. Man kan tänka sig en rad orsaker till detta. Instruktionerna kan vara bristfälliga och eleverna är kanske inte bekanta med den utrustning som används vid laborationen. För att undersöka hur eleverna uppfattar laborationerna har jag genomfört en undersökning bland eleverna i en klass på Naturvetenskapsprogrammets första årskurs. I undersökningen provades tre olika laborationer som syftade till att ge eleverna kunskap om vilket samband som råder mellan tryck och volym i en innesluten gasmängd – Boyles lag. Jag genomförde även en enkätundersökning för att utröna elevernas uppfattning om laborationerna i fysik. Undersökningen genomfördes på två kommunala gymnasieskolor i Malmö. Mina observationer visar att utformningen av laborationerna har betydelse för i vilken grad eleverna kan tillgodogöra sig ny teori. Även instruktionerna har betydelse. Av enkätundersökningen framgår det att eleverna anser att laborationerna är ett viktigt inslag i fysikundervisningen för att förståelsen för ämnet ska bli så stor som möjligt. Paradoxalt nog verkar det som att eleverna anser sig lära sig mer då läraren förklarar jämfört med när de genomför laborationer på egen hand. Detta faktum tycker jag är värt att beakta. Att laborativt arbete och experiment är en viktig del i naturvetenskapligt arbete kan verka självklart. Ändå finns det tidigare forskning som visar att elever som inte fått göra laborationer har tillägnat sig samma kunskaper som de som fått utföra laborationer i sin utbildning. Laborationer görs ofta i mindre grupper och kräver inte sällan dyr utrustning. Om inte laborationerna bidrar positivt till elevernas inlärning kan de inte anses ekonomiskt försvarbara.

<p>Detta examensarbete i matematikdidaktik presenterar och analyserar en laborativ undervisningsmetod i matematik. Ett konkret laborationsexempel togs fram för att vara underlag i de undersökande intervjuer som gjordes med tre verksamma matematiklärare. Undersökningen, laborationsexemplet samt studerandet av matematikdidaktisk litteratur visade att en laborativ undervisning är ett tänkbart komplement till den traditionella undervisningen. Det finns dock en olöst tidsproblematik avseende laborativ undervisning.</p>

<p>I gymnasiets fysikkurser ingår som ett moment att eleverna ska planera, genomföra och utvärdera experiment. I dagligt tal kallas detta för ”laborationer”. Under min tid som lärare har jag vid flera tillfällen noterat att de mål man som pedagog ställt upp avseende laborationerna ofta uteblir, eller åtminstone inte uppfylls helt och hållet. Man kan tänka sig en rad orsaker till detta. Instruktionerna kan vara bristfälliga och eleverna är kanske inte bekanta med den utrustning som används vid laborationen.</p><p>För att undersöka hur eleverna uppfattar laborationerna har jag genomfört en undersökning bland eleverna i en klass på Naturvetenskapsprogrammets första årskurs. I undersökningen provades tre olika laborationer som syftade till att ge eleverna kunskap om vilket samband som råder mellan tryck och volym i en innesluten gasmängd – Boyles lag.</p><p>Jag genomförde även en enkätundersökning för att utröna elevernas uppfattning om laborationerna i fysik. Undersökningen genomfördes på två kommunala gymnasieskolor i Malmö.</p><p>Mina observationer visar att utformningen av laborationerna har betydelse för i vilken grad eleverna kan tillgodogöra sig ny teori. Även instruktionerna har betydelse.</p><p>Av enkätundersökningen framgår det att eleverna anser att laborationerna är ett viktigt inslag i fysikundervisningen för att förståelsen för ämnet ska bli så stor som möjligt. Paradoxalt nog verkar det som att eleverna anser sig lära sig mer då läraren förklarar jämfört med när de genomför laborationer på egen hand. Detta faktum tycker jag är värt att beakta.</p><p>Att laborativt arbete och experiment är en viktig del i naturvetenskapligt arbete kan verka självklart. Ändå finns det tidigare forskning som visar att elever som inte fått göra laborationer har tillägnat sig samma kunskaper som de som fått utföra laborationer i sin utbildning. Laborationer görs ofta i mindre grupper och kräver inte sällan dyr utrustning. Om inte laborationerna bidrar positivt till elevernas inlärning kan de inte anses ekonomiskt försvarbara.</p>

Avsikten med detta arbete är att ta reda på vad laborationer har för syfte enligt gymnasielärare, vad som bedöms samt hur bedömningen går till och hur den dokumenteras. Jag vill också försöka ta reda på hur eleverna ser på syftet med laborationer samt hur eleverna tror att de blir bedömda på dessa. Genom ett experiment med bedömningsmatris vill jag pröva möjligheterna att som lärare under själva laborationen genomföra en individuell bedömning av eleverna samt ta reda på om denna kan användas för att låta eleverna själva bedöma sin förmåga i samband med laborativt arbete. Jag har för att uppnå dessa syften använt mig utav kvalitativa intervjuer med lärare, enkäter till elever och gjort ett experiment genom att använda matris för bedömning under laborationstid. Jag har funnit att lärarnas syften och bedömning varierar dem emellan. Likaså gör deras elevers åsikter i frågor om detsamma. Eleverna anser sig bli bedömda på mer än vad lärarna verkligen bedömer. Lärarna använder laborationsrapporter som bedömningsunderlag, men bedömningen av dessa sker på olika sätt. Agerande och elevens muntliga framställning bedöms av lärarna, men dokumenteras inte pga. tidsbrist. Bedömningsmatriser kan fungera som underlag för bedömning av elevers laborativa färdigheter samt användas för elevers självbedömning.

Syftet med examensarbetet var att ta reda på till vilken grad skriftliga laborationsinstruktioner i fysik på gymnasiet är öppna eller slutna. Vidare undersöktes om det fanns ett samband mellan frihetsgrader för laborationerna och vilka förutsättningar eleverna gavs att utveckla förmågorna i kursplanen. Laborationsinstruktioner i fysik på gymnasiet samlades in från verksamma lärare i fysik under höstterminen 2017 för analys. Laborationsinstruktionernas frihetsgrader bestämdes samt deras möjlighet att ge förutsättningar att utveckla sex förmågor undersöktes. Förmågorna valdes från ämnets syfte i kursplanen och var analysera, svara, reflektera och värdera, planera, tolka och redovisa. Laborationsinstruktionerna tilldelades frihetsgrader 0–3, där 0 motsvarade en helt sluten laboration och 3 en helt öppen. Alla slutna laborationer i undersökningen hade frihetsgrad 1 och alla öppna laborationer hade frihetsgrad 2. Undersökningen kom även fram till att samtliga laborationer gav eleverna förutsättningar att utveckla förmågan att söka svar på ämnesrelaterade problem. I alla de öppna laborationerna som undersöktes fick eleverna även förutsättningar att planera experiment och observationer samt reflektera och värdera valda strategier, metoder och resultat. I analysen om korrelation mellan frihetsgrader och elevernas förutsättningar att utveckla förmågor visade undersökningen att elevernas förutsättningar att tolka och redovisa sina resultat var oberoende av om laborationen var öppen eller sluten.

Mitt arbete gjordes för att ta reda på vilken typ av laboration som är vanligast i fysikundervisningen på gymnasiet, vilka mål lärare har med olika typer av laborationer, samt vilka av målen elever själva tycker att de har uppnått i samband med laboration. Uppdelning och indelandet av laborationerna är grundat på tillvägagångssättet i dess utförande. Denna undersökning behandlar framförallt deduktiv respektive induktiv laboration. Undersökningen genomfördes på en gymnasieskola och de berörda eleverna går på ett naturvetenskapligt program. De fick svara på två enkäter, en vid deduktiv laboration och en vid induktiv laboration, medan lärarna intervjuades. Resultatet visar att den vanligaste laborationen som används i fysikundervisningen är den deduktiva laborationen. Lärarna vill uppnå fyra huvudmål: länka teori till praktik, utveckla praktiska och experimentella färdigheter, förmedla vetenskapliga metoder, öka motivationen. Detta resultat stämmer väl överens med tidigare forskningrapporter och böcker från min litteraturgenomgång. Resultatet av enkäterna visar att eleverna själva tycker att de uppnår lärarens viktigaste mål med laborationerna, men deras egen bedömning stämmer inte överens med vad de verkligen kan. Detta bekräftar också tidigare forskningsresultat. Eleverna har svårt att uppnå laborationernas mål.

Målet med examensarbetet är att svara på frågan: "Är det resurssparande att öka detaljeringsgraden i BIM-modellen genom virtuellt uppreglade gipsväggar?" Rapporten behandlar en BIM-laboration som genomförts i samarbete med NCC i projektet Signalfabriken i Sundbyberg. Med programmet Lindab Revit Tools (LRT) reglades gipsväggar upp virtuellt och adderades till projektets byggnadsinformationsmodell (BIM). Materialet kvalitetssäkrades vid samgranskningsmöten och användes för att generera A3-handlingar för test i produktion. Testet och handlingen diskuterades med representanter från olika delar av byggprocessen och en reviderad handling utvecklades samt godkändes. Laborationen upprepades med syftet att effektivisera processen och erfarenheterna från detta ledde till att frågeställningen fick följande svar: Ja, om endast komplicerade områden modelleras. Ja, för hela modellen om programvaran utvecklas.Nej, om LRT används för att virtuellt regla upp alla gipsväggar i projektet. Förutom dessa svar innehåller rapporten ett förslag på A3-handling som optimerats för användning i produktion. En lista på rekommenderade förändringar i programvaran. En beskrivning av hela processen för ett område där resursåtgången angetts i tid. Denna rapport riktar sig till läsare med byggingenjörsexamen eller motsvarande kunskapsnivå. / This report aims to answer the question: "Can an increased level of detail in the Building Information Model by virtually constructed framing for drywalls save resources?" The report concerns a BIM laboration conducted in collaboration with NCC in the project Signalfabriken in Sundbyberg. Lindab Revit Tools (LRT) was used to virtually construct framing for drywalls that was added to the building information model of the project. The virtual material was subject to clash detection analysis and then used to generate A3-sheets for use in the production line. The result of this test and the quality of the sheet was discussed by representatives from different parts of the construction process. A revised sheet was formed from this discussion and then approved by NCC. The process was repeated to find the most efficient process and the experiences from this led to these answers for the original question: Yes, when only complex areas are modeledYes, if all areas are modeled and LRT is improvedNo, if LRT is used to virtually construct all dry walls in the project Besides these answers the report includes: a suggestion for a sheet optimized for use in the production line, a list of improvements for LRT and a description of the process in full for a curtain area together with the details of how much time resources were spent. This report is directed towards construction engineers and readers with equivalent level of knowledge.

Denna studie syftar till att undersöka potentialen i distanslaborationer. Möjligheten till att laborera på distans kan vara en viktig del av undervisningen då man av olika skäl inte kan vara fysiskt närvarande i en laborationssal. På grund av covid-19 var universiteten i Sverige mestadels stängda för studenter under perioden vt-20 till vt-21. Studenterna fick då istället delta i undervisningen från sina hem. I denna studie har både studenter och laborationshandledare intervjuats om deras erfarenheter av distanslaborationer som de hade under den här perioden. De intervjuade studenterna studerade för en kandidatexamen i fysik och de undersökta laborationerna ingick i kurserna Mekanik KF och Kvantfysik. Resultatet visar på områden som blir särskilt viktiga vid en distanslaboration. Det tydligaste området var delaktighet. De distanslaborationer där studenterna var mest delaktiga var de laborationer de mindes bäst och som de ofta tyckte var roligast att utföra. Vid distansstudier blir även grupparbetet särskilt värdefullt. Det kan vara en god idé att lägga till samarbete mellan olika laborationsgrupper eftersom distansstudier innebär att man förlorar kontakten med andra studenter som man annars träffar i labbrummet. Arbetsbördan på laborationshandledare tenderar att öka vid distanslaborationer. Orsakerna kan vara att studenterna inte har samma möjlighet att hjälpa varandra eller att labbhandledarna inte kan se när studenterna fastnar i en uppgift och inte kan ge direkt feedback. Dessutom kan labbhandledarna behöva ställa in all utrustning i förväg och kan också behöva vara närvarande när varje grupp av studenter utför laborationen individuellt. Därför bör man om möjligt använda fler laborationshandledare jämfört med vanliga laborationer. För att få välfungerande laborationer på distans kan det vara en god idé att förnya laborationerna utifrån kursmål och begrepp snarare än att anpassa befintliga laborationer. Om laboratorieutrustning som är okänd för studenterna används bör den dokumenteras och dokumentationen bör ges till studenterna så att de får en uppfattning om dess funktioner i förväg. Med ovanstående råd kan en distanslaboration vara välfungerande både för studenter och laborationshandledare. Beroende på målen med laborationen kan även en distanslaboration bli ett kompletterande inslag i en kurs även då man fysiskt har möjlighet att vara på plats. / This study aims to investigate the potential of distance labs. The possibility of remote labs can be an important part of teaching when, for various reasons, one cannot be physically present in a lab room. Due to Covid-19, universities in Sweden were mostly closed to students in the period from vt-20 to vt-21. Students had to attend classes from their homes instead. In this study, both students and lab supervisors were interviewed about their experiences of distance labs they had during this period. The interviewed students were studying for a bachelor's degree in physics and the investigated labs were part of the courses Mechanics KF and Quantum Physics. The results show areas that become particularly important in a distance lab. The most obvious area was participation. The distance labs in which the students were most involved were the labs they remembered best and often found the most fun to do. In distance learning, group work also becomes particularly valuable. It may be a good idea to add collaboration between different lab groups since, distance learning means losing contact with other students that you otherwise meet in the lab room. The workload of lab supervisors tends to increase with distance labs. The reasons may be that students do not have the same opportunity to help each other or that lab supervisors cannot see when students get stuck on a task and cannot give direct feedback. Furthermore, the lab supervisors may need to set up all equipment in advance and may also need to be present when each group of students performs the lab individually. Therefore, if possible, more lab supervisors should be used compared to regular labs. In order to have well-functioning distance labs, it may be a good idea to renew the labs based on course objectives and concepts rather than adapting existing labs. If lab equipment unknown to the students is used, it should be documented and the documentation should be given to the students to give them an idea of its functions in advance.  With the above advice, a distance lab could work well for both students and lab supervisors. Depending on the goals of the lab, a distance lab could also be a complementary element of a course even when physically possible to be on site.

På KTH-Södertälje finns laborationsutrustning som inte har använts på länge. Utrustningen som behandlats i detta examensarbete är ett antal servobord. Ett servobord har en servomotor som roterar en cirkulär platta. Plattan är försedd med vita fält och en visare, och på utsidan av plattans omkrets finns markörer för olika vinklar. Detta tillåter att motorns vridningsvinkel går att avläsa. De vita fälten på plattan kan avläsas med optiska sensorer och möjliggör att motorn kan styras med hjälp av pulser. Motorn på servobordet är även sammanlänkad med en potentiometer. Potentiometern tillåter att spänningsnivåer, som står i relation till motorns vridningsvinkel, kan utläsas. Ett önskemål fanns om att denna utrustning ska kunna används i en laboration. Målet meddetta arbete är att programmera system för styrning av motorn till en önskad position. Därefter ska dessa system kunna ligga till grund för en laboration. De olika positionerna som motorn önskas styras till betraktades som våningsplan i ett hissystem. Visaren på den cirkulära plattan betraktades som en hisskorg. I LabVIEW skapades det användargränssnitt som tillåter att en användare bestämmer vilket våningsplan hissen ska åka till. För att skapa laborationen var nästa steg i arbetet att ta bort delar av programmeringen för att låta studenterna komplettera programkoden. Slutligen skrevs en laborationsinstruktion. / At KTH Södertälje there is laboratory equipment that has not been used for a long time. The equipment that was used in this project is several servo boards. A servo board is equipped with a servo motor that rotates a circular plate that has white fields and a pointer, and on the outside of the plate´s perimeter there are markings that indicate different angles. This allows reading of the motor´s angular position. The white fields on the plate can be detected by optical sensors and enables the use of pulses to control the motor. The motoron the servo board is also connected to a potentiometer. The potentiometer allows reading of the voltage that correlates to the angular position of the motor. A request was made about using this equipment in a laboratory exercise. The objective of this project is to program a system to allow control of the motor to a desired position. These systems will then be the basis of a laboratory exercise. The different desired positions of the motor were regarded as floors in an elevator system. The pointer on the circular plate was regarded as the elevator cage. A user interface was created in LabVIEW that allows a user to decide which floor the elevator should go to. To make the laboratory exercise, the next step was to remove parts of the program that the students then must complete. The last part of the project was to write an instruction for the laboratory exercise.

Syftet med detta arbete är att undersöka på vilket sätt laborativt arbete påverkarelevernas lärande i ämnet teknik i grundskolan. Studien utförs med två klasser som går iårskurs 9 och avser att undersöka lite närmare om laborationers struktur och utformning harnågon betydelse för elevernas lärande. Detta görs ur de två perspektiven lärande samt intresseoch motivation. Huvudsakligen används etnografisk metod i mätningarna, därundersökningen startas med ett laborativt moment som utförs av fyra olika elevgrupper. Tvåav grupperna gör laborationen med en styrd karaktär medan övriga två gör samma laborationfast med en öppen karaktär. Studien innefattar observationer i klassrummet, som följs av enenkätundersökning om själva genomförandet och avslutas med en intervju med ett antalelever från olika grupper. Resultatet visar att laborationens utformning och struktur äravgörande för elevernas lärande. Olika laborationer har olika effekter, vilket innebär att bådeöppen och styrd laboration har sina fördelar och nackdelar. Avgörande för valet av vilkenman ska välja är vilka mål och färdigheter man vill uppnå i ämnet. Resultatet visar atteleverna upplever en form av egen kontroll över laborations genomförandet då de harmöjlighet att planera vad och hur de ska göra, vilket medför ökad motivation och ökat intresse.