Abstract The beginning of the 20th century gave birth to quantum physics. Within years it revolutionized material science and converted the theoretical foundations of modern chemistry, and to some extent even biology, to physics’ new branch, molecular physics. Merger of relativistic and quantum physics soon led to the development of quantum field theory and a deeper understanding of the elementary constituents of matter. Part of this development found its way into high school textbooks as early as in the 1950s. Since then not much has happened with respect to modern physics in the Swedish school books.  This is despite the fact that the frontiers of experimental physics have moved deep into the territory of classical philosophy and a whole new branch of physics, physics information has developed. Physics of information merges philosophical questions about realism and locality of Nature with practical technological applications in information technology. It strongly relies on the conceptual foundations of quantum physics. This work reports a search for a suitable placement of the foundations of quantum physics in the framework of the Swedish upper high school physics curriculum. The physics curriculum was analyzed with the objective of finding scope for coherent presentation of the foundations of quantum physics in the physics courses Physics 1 and Physics 2. The analysis was followed by a draft proposal for the teaching sequences, which would reach the goal. The draft was subsequently sent to a selection of experts for a review in a Delphi-study spirit. The experts' comments led to the formulation of a revised proposal for the teaching sequences and their possible placement in the respective physics courses. / Sammanfattning Kvantfysiken föddes i början av 1900-talet. Inom kort revolutionerade den materialvetenskapen samt omvandlade moderna kemins och i viss del biologins teoretiska grunder till fysikens nya gren, molekylär fysik. Sammanfogning av relativistisk fysik och kvantfysik ledde snabbt till fördjupad förståelse av materiens elementära beståndsdelar. En del av denna utveckling hittade sin väg till gymnasieläroböcker redan på 1950-talet. Sedan dess har det inte hänt mycket med synen på modern fysik i svenska skolböcker. Den experimentella fysikens fronter har däremot flyttat djupt in på filosofins klassiska områden och skapade fysikens nya gren rotad direkt i kvantfysikens grunder, informationsfysik. I informationsfysiken möts filosofiska frågor om Naturens lokalitet och realism med konkreta teknologiska tillämpningar inom informationsteknologin. Detta arbete redovisar ett försök att hitta plats för undervisning av kvantfysikens grunder inom gymnasieskolans naturvetarprogram. I försöket analyserades programmets ämnesplaner med mål att hitta möjligheter för en sammanhållen undervisning av kvantfysikens grunder i kurser Fysik 1 och Fysik 2. Analysen slutade med ett utkast till förslaget för undervisningssekvenser, som skulle verkställa målsättningen. Utkastet skickades sedan ut till ett urval av experter för granskning i Delphy studiers anda. Experternas kommentarer ledde till formulering av det slutgiltiga förslaget för undervisningssekvenserna samt deras möjliga placering i kurserna.

Många lärare framhäver laborationen som viktig, medan forskning visar på svårigheter i att uppnå dess mål. Syftet med denna studie är att inom svensk gymnasiefysik undersöka lärares beskrivningar av sin examination av de laborativa kunskapskraven, deras val av bedömningsform, samt de ramfaktorer de upplever hindrar dem uppnå deras ideala examination. Fem lärare intervjuades kvalitativt med ett resultat som mestadels bekräftar tidigare forskning. Sammanfattningsvis var elevens förmåga att tolka resultat, det som till högst grad examinerades, med labbrapport som vanligaste examinationsformen. Lärarna hade även till stor del reflekterat över andra examinationssätt, men upplevde sig hindrade av främst ekonomiska resurser och tid.

Research shows that students may be proficient in solving physics problem mathematically but still lack a fundamental understanding of the phenomena in question. One reason may be that a traditional approach to physics instruction emphasises instructors transfer of material to the students and problem-solving, sometimes at the expense of conceptional understanding. This master thesis combines socio-cultural and behaviouristic perspectives to analyse the effects of audience response systems in learning environments, in particular physics instruction. An audience response system is a tool that collects responses from the participants. It is commonly used to create interaction, thus moderating the approach of pure transmission of information. The current state of research shows that the effects of audience response systems depend on how it is used by the instructor. Audience response systems have been popular for use in peer instruction in physics and part of this study was to evaluate the design of conceptual problems. Using a mix-methods approach with interviews, observations, and tests, this thesis explores teachers’ experiences from using audience response systems to stimulate thinking and discussion on conceptual questions. Different modalities of systems are also compared. The study was affected by the school closure due to the COVID-19 pandemic, however the remote teaching situation also makes the topic even more important. The findings confirm what is previously established about the role of the instructor and that the effects depend on their intention. This study demonstrates that an audience response system can be used for formative assessment, initiate discussions, simultaneously engage multiple participants, prompt instructors to reconsider their methods and support a productive learning environment. Important features of an audience response system are ease of use, clear display of responses, synchronous participation, and anonymity. / Tidigare forskning visar att studenter kan vara skickliga i att lösa fysikproblem matematiskt men ändå sakna en grundläggande förståelse för fenomenen i fråga. En möjlig förklaring är att fysikundervisning traditionellt fokuserar på överföring av material från lärare till elev med ett fokus på problemlösning, ibland på bekostnad av den konceptuella förståelsen. Detta examensarbete kombinerar sociokulturella och beteendemässiga perspektiv för att analysera effekterna av publiksvarssystem i lärande miljöer, primärt i fysikundervisning. Ett publiksvarssystem är ett verktyg som samlar in respons från deltagarna. Det används vanligen för att skapa interaktion, och därmed reducera fokuset på ren överföring av material i undervisningen. Det aktuella forskningsläget visar att effekterna av publiksvarssystem beror på hur det tillämpas av läraren. Publiksvarssystem har populärt använts i peer instruction (kamratlärande) i fysik och en del i denna studie har varit att utvärdera design av konceptuella frågor. Med hjälp av kvalitativa och kvantitativa metoder (intervjuer, observationer och tester) undersöker detta arbete lärares erfarenheter av att använda publiksvarssystem för att stimulera tänkande och diskussioner om konceptuella frågor. Vidare jämförs modaliteten hos olika system. Studiens utformning påverkades av skolstängningarna till följd av COVID-19-pandemin, dock ger de förutsättningar som kommer med distansundervisning ytterligare relevans för ämnet. Resultaten bekräftar vad som tidigare har fastställts om lärarens roll och att effekterna beror på dennes intentioner. Studien visar att ett publiksvarssystem kan användas för formativ bedömning, initiera diskussioner, engagera flera deltagare simultant, uppmuntra lärare att ompröva sina metoder och hjälpa till att skapa förutsättningar för en produktiv inlärningsmiljö. Viktiga funktioner i ett publikresponssystem är användarvänlighet, tydlig presentation av svar, möjlighet till synkront deltagande för många personer samt anonymitet.