Syftet med detta arbete är att undersöka om, och i så fall vilka vardagsföreställningar elever i grundskolans senare år besitter. Undersökningen utgör ett didaktiskt syfte som bidrar till ökad insikt i dels elevers föreställningar om fysikaliska fenomen, men även om det är möjligt att finna ett arbetssätt som är effektivt och tillräckligt innehållsrikt för att utmana elevernas förståelse och kunskaper. De frågeställningar arbetet utgår ifrån är om resultatet för grundskoleelevernas undersökning stämmer överens med tidigare forskning, samt om laboration är en fungerande metod för att förändra vardagsföreställningar. Det är omkring fyrtio deltagande elever i årskurs 7 och årskurs 8 från två olika kommunala grundskolor. Undersökningen delas in i del A och del B, där del A utgörs av en enkätundersökning samt där del B består av en laboration med efterföljande enkätundersökning. De båda enkäterna är desamma för att på effektivaste sätt upptäcka och mäta föreställningarnas utbredning bland eleverna. Undersökningen i del A visar att eleverna besitter de vardagsföreställningar som tidigare forskning visar. Anledningen till dessa kan bland annat bero på situationens kontext, kontakten mellan två livlösa föremål eller att det ena föremålet är mer dominant än den andra då de påverkar varandra. Resultatet på den efterföljande enkätundersökningen i del B visar att somliga föreställningar fortfarande finns kvar bland vissa elever, dock har majoriteten av eleverna förändrat sina föreställningar till de vetenskapliga förklaringarna.

Skolinspektionen (2010) lyfter i sin granskning av fysikundervisningen att många eleveranser att ämnet är svårt. Forskning tyder på att anledningen till att elever anser attfysiken är svår beror på de vardagsföreställningar som eleverna har. Dessavardagsföreställningar försvårar elevers möjlighet att ta till sig fysikundervisningen dåde ofta står i direkt motsats till fysikens lagar. Frågan är därför hur lärare kan arbetaaktivt mot vardagsföreställningarna. I den här studien besvarar ett fyrtiotalniondeklassare två separata enkäter om begreppet kraft. Mellan enkäterna delas elevernain i mindre grupper och genomför laborationer för att sedan diskutera sina resultat medvarandra i helklassdiskussion. Grupperna utför olika laborationer och presenterar sedansina resultat för övriga klasskamrater. Resultaten från enkäterna visade attlaborationerna upphävde majoriteten av elevernas vardagsföreställningar. Vi kan därfördra slutsatsen att fysikundervisningen kan och bör arbeta mer aktivt med att mötavardagsföreställningarna genom laborationer och diskussioner.

Ett problem för den grundläggande fysikundervisningen i skolan är att tyngdkraften ständigt stör experiment och demonstrationer, vilket gör det svårt för eleverna att förstå Newtons första och andra lag. Målet med projektet är att förbättra fysikundervisningen på högskolans bastermin. För att lösa problemet skapade vi en demonstrationsanläggning som effektivt demonstrerar inertialsystem och Newtons andra lag genom att köra ett specialkonstruerat tåg med konstant hastighet eller konstant acceleration. Eleverna har möjlighet att utföra tre olika experiment som styrs via en webbsida eller fjärrkontroll och analysera utgången genom grafer som ritas upp. Lösningen testades med mycket gott resultat. Slutsatsen är att man på ett effektivt sätt kan förbättra fysikundervisningen med hjälp av praktiska experiment som eleverna själva kan utföra. / A problem of basic physics education in schools is that gravitation constantly interferes with experiments and demonstrations, making it difficult for students to understand Newton's first and second laws. The goal of this project is to improve the physics education in colleges and universities. To solve the problem we created a demonstration system that effectively demonstrates an inertial reference frame and Newton's second law by driving a specially designed train with constant velocity or constant acceleration. Students are able to perform three different experiments which are controlled via a webpage or by remote control, and analyse the output through plotted graphs. After extensive testing, the train and experiments proved successful and we concluded that physics education can be effectively improved with the help of practical experiments that students themselves can perform.

Ett stort antal studier har visat att samma vardagsuppfattningar om fysikfenomen är återkommande bland studenter i olika länder och på olika utbildningsnivåer. Newtons tredje lag är bland det mest utmanande att förstå i fysikens innehåll. Syftet med denna litteraturstudie är att jämföra vad studier visat om svårigheter med att förstå Newtons tredje lag och forskningsfrågorna är: Vilka faktorer påverkar förståelsen för Newtons tredje lag? Hur har dessa faktorer påverkat förståelsen och vad har det haft för konsekvenser? Artiklarna som ligger till grund för resultatet har tagits fram med hjälp av en systematisk informationssökning och en urvalsprocess med bestämda inkluderingskriterier. I materialanalysen framträdde tre faktorer som påverkar förståelsen av N3 (Newtons tredje lag) och vi har valt att benämna dessa som naiva uppfattningar, kontext och språk. Dessa faktorer ledde till svårigheter med att identifiera N3-kraftparet - kraft och motkraft - samt att skilja N3-kraftparet från jämviktskrafter. Studierna visade även att människors uppfattningar inte överensstämde med den vetenskapligt accepterade idén om N3, utan att de istället uppfattade en ojämlikhet mellan krafterna på det ena eller andra sättet. Litteraturstudiens resultat diskuteras i relation till undervisning och styrdokument.

NITSOL: A Newton Iterative Solver for Nonlinear Systems describes an algorithm for solving nonlinear systems. Michael Pernice and Homer F. Walker, the authors of the paper NITSOL [3], implemented this algorithm in FORTRAN. The goal of the project has been to use the modern and robust language MATLAB to implement the NITSOL algorithm. In this paper, the main mathematical and algorithmic background for understanding NITSOL are described, and a user guide is included outlining how to use the MATLAB implementation of NITSOL. A nonlinear system example problem, the 2D Bratu problem, and the solution obtained by MATLAB NITSOL's are also included.

<p>Syftet var att undersöka hur elever tänker och beskriver fysikaliska fenomen som kan beskrivas med hjälp av Newtons lagar. En frågeenkät med flervals svarsalternativ användes som undersökningsmetod. Urvalsgruppen bestod av 60 elever på gymnasiet, 38 Fysik A-elever och 22 Fysik B-elever. Analysen har gjorts ur ett heuristiskt perspektiv. Resultatet visar på tendenser att elever beskriver krafter och rörelser med egenskapade modeller som till viss del har kopplingar med Newtons lagar. Exempel på en modell som eleverna använder är att en kraft alltid verkar i ett objekts rörelseriktning. Resultatet visar också på att elevers egenskapade modeller är uppbyggda av logiska resonemang om varför det fungerar som det gör. Resultatet visar inte på några generaliserbara skillnader i elevers uppfattningar, mellan könen eller mellan elever som läser Fysik A respektive Fysik B. Slutsatser som gjorts är bland annat att de tankestrukturer eleverna skapat utanför skolans fysikundervisning verkar robusta i förhållande till de tankestrukturer som försöker skapats under fysikundervisningen. Och att vad kunskap i Fysik är behöver diskuteras och tydliggöras.</p>

Syftet var att undersöka hur elever tänker och beskriver fysikaliska fenomen som kan beskrivas med hjälp av Newtons lagar. En frågeenkät med flervals svarsalternativ användes som undersökningsmetod. Urvalsgruppen bestod av 60 elever på gymnasiet, 38 Fysik A-elever och 22 Fysik B-elever. Analysen har gjorts ur ett heuristiskt perspektiv. Resultatet visar på tendenser att elever beskriver krafter och rörelser med egenskapade modeller som till viss del har kopplingar med Newtons lagar. Exempel på en modell som eleverna använder är att en kraft alltid verkar i ett objekts rörelseriktning. Resultatet visar också på att elevers egenskapade modeller är uppbyggda av logiska resonemang om varför det fungerar som det gör. Resultatet visar inte på några generaliserbara skillnader i elevers uppfattningar, mellan könen eller mellan elever som läser Fysik A respektive Fysik B. Slutsatser som gjorts är bland annat att de tankestrukturer eleverna skapat utanför skolans fysikundervisning verkar robusta i förhållande till de tankestrukturer som försöker skapats under fysikundervisningen. Och att vad kunskap i Fysik är behöver diskuteras och tydliggöras.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-04-05T16:56:00Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Adriano Rodrigues Teixeira - 2015.pdf: 12601586 bytes, checksum: 7d86470df655890876bcda71442e2d53 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-04-06T11:04:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Adriano Rodrigues Teixeira - 2015.pdf: 12601586 bytes, checksum: 7d86470df655890876bcda71442e2d53 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T11:04:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Adriano Rodrigues Teixeira - 2015.pdf: 12601586 bytes, checksum: 7d86470df655890876bcda71442e2d53 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / The essay brings the main concepts of financial mathematics, looking to directly connect it to the events in our surroundings. As such, we descant about interest, discounting, periodic cycles and amortization systems. We will also apply Newtons method in order to determine the interest rates on payment series. / O trabalho traz os principais conceitos da matemática financeira, buscando sempre fazer uma ligação imediata com os acontecimentos ao nosso redor. A saber, discorremos sobre juros, descontos, séries periódicas e sistemas de amortizações. Além disso, aplicaremos o método de Newton para determinar da taxa de juros de séries de pagamentos.

This thesis is further based on a literature study, in which I took part, where research on difficulties in understanding Newton's third law was compared. In order to investigate how physics teaching on this subject can be designed with a variation theory perspective, an intervention study inspired by a learning study was conducted. The study's object of learning was to develop the student's ability to describe how action and reaction change the object's motion in everyday situations. To fulfill the purpose of the work, the research questions were: What knowledge and understanding about force and motion did the students show pre- and post-teaching? What do the students need to discern in order to understand the object of learning of the intervention study? What patterns of variation enable the discernment of the learning object's critical aspects? The sample consisted of 41 students in year 6, divided into three classes. The data collection consisted of pre- and post-testing and analysis from three lessons. The critical aspects that emerged in the result were: discern that motion is explained by an imbalance of forces, discern that forces arise in interaction between two objects, discern that one of the objects can be the ground (for example a road), discern equality between the objects, human and "non-living”, in force situations and discern that friction is a type of force. Patterns of variation used were contrast, separation and generalization. The comparison between pre- and post-tests revealed that the students developed their knowledge and understanding of the study’s object of learning.

Den här interventionsstudiens syfte är att undersöka hur upplevelsebaserad undervisning med rullbrädor kan förändra elevers uppfattningar för Newtons tredje lag (N3). Tidigare studier har visat att N3 utgör en stor utmaning för elever. Vidare visar studier att elevers uppfattningar kan variera i olika kontexter. Ett förtest med frågor som fokuserade N3-kontexterna putt och drag samt jämn- och ojämn vikt konstruerades. Två interventioner utformades för två olika elevgrupper (N=32): I den första behandlades kontexten drag genom ett upplevelsebaserat experiment med rullbrädor, och putt genom ett helklassamtal. I den andra interventionen behandlades kontexten putt genom ett upplevelsebaserat experiment med rullbrädor, och drag genom helklassamtal. N3-kontexterna jämn och ojämn vikt ingick båda interventioner. Data samlades in, jämfördes och analyserades med för- och eftertest. I materialanalysen framträder att upplevelsebaserad undervisning åstadkommit störst effekt i N3-kontexten ojämn vikt. Vidare framgår att bägge interventioner gett samma effekt i kontexten jämn vikt. Slutligen visar studien likt tidigare studier en systematik i elevernas vardagsuppfattningar. / This intervention study aims to investigate how experiental teaching with rollerboards can change students’ conceptions about Newton’s third law (N3). Studies have shown that N3 is difficult for students, and that their conceptions vary in different contexts. A pretest which focused the contexts pushing and pulling, and even and uneven weight was carried out by 32 students, divided into two groups. Two different interventions were constructed, one for each group: The first intervention treated the context pulling through an experiental experiment with rollerboards and pushing by traditional teaching. The second intervention attended the context pushing through an experiental experiment, while pulling was treated with traditional teaching. Both interventions contained the N3 contexts even and uneven weight. After the intervention, a posttest was given to the students. With the result from the pretest and posttest, the different interventions were analyzed and compared. The result implies that experiental teaching has accomplished most effect in the context uneven weight. In even weight, it appears both interventions have had equal impact. Like earlier studies on N3, this study shows that students’ presconceptions are resistant to change and that they exhibit a systemacity in applying them.