Debatt: Läroplanen stympar kemin och fysiken i skolan

Jonas Nycander, till vänster, är professor vid Meteorologiska institutionen på Stockholms universitet och Håkan Lönnqvist, till höger, är ordförande för Sveriges Ingenjörer Akademikerna vid Ericsson.

Vi lärare debatt Att de abstrakta symboliska språken har tagits bort från undervisningen betyder att eleverna inte vet vad fysik och kemi innebär när de går ut grundskolan, skriver debattörerna.

JNOHL

Jonas Nycander och Håkan Lönnqvist

19 sep 2023

Den här texten har tidigare publicerats i SvD.

Läroplanen i de naturvetenskapliga ämnena i grundskolan måste ändras. Den största bristen är att man rensat bort sådant som är abstrakt, men som ingick i undervisningen förr. Fokus ligger helt på det som är nära vardagen och dagsaktuella händelser.

Fysik beskriver naturfenomen med hjälp av matematik och diagram. En naturlig utgångspunkt är Newtons lagar, som ger ett samband mellan kraft, acceleration och massa. Man definierar sedan energi, effekt med mera med hjälp av liknande formler. För att ta dessa första steg behövs bara de fyra räknesätten och elementär algebra. Förståelsen nås genom att man använder formlerna i enkla räkneexempel. Utan matematik går det inte, då blir det ytlig populärvetenskap där man pratar om fysikaliska begrepp utan att veta vad de betyder.

Fysikens verkliga språk är matematik

Ändå är det i stort sett så fysikundervisningen bedrivs på högstadiet. Orsaken finns i läroplanen. Det enda kvantitativa samband som ingår i dess ”centrala innehåll” för årskurs 7–9 är det mellan ström och spänning (Ohms lag). Newtons lagar nämns inte; det närmaste man kommer är punkten ”krafter, rörelser och rörelseförändringar samt hur kunskaper om detta kan användas, till exempel i frågor om trafiksäkerhet”. Inget sägs om sambandet mellan dessa begrepp. Läroplanen omfattar också till exempel universums uppkomst, uppbyggnad och utveckling, jordens strålningsbalans, partikelstrålning och elektromagnetisk strålning. Allt detta är för avancerat för att eleverna ska kunna förstå det; det blir med nödvändighet ytliga beskrivningar i ord. Men fysikens verkliga språk är matematik.

De nationella proven följer läroplanen. Det nationella provet i fysik för årskurs 9 år 2017 (senare prov är belagda med sekretess) innehåller inte en enda räkneuppgift. Många uppgifter kräver inga insikter alls i fysik, till exempel ”resonera i två led kring vad ett byte av kylskåp kan få för påverkan på miljön”. De uppgifter som handlar om fysik kräver bara kvalitativ kunskap, som att metaller och gaser ökar i volym när temperaturen ökar. Det som värderas högst är allmänna resonemang med anknytning till samhällsfrågor, inte att förstå fysiken i sig.

Kemi har också en abstrakt kärna

Liksom fysik har kemi en abstrakt kärna, men den handlar inte i första hand om matematik, utan om reaktionsformler och enkla modeller av atomer och molekyler. Läroplanen nämner inte det periodiska systemet, och inte heller kemisk bindning. ”Kemiska reaktioner” nämns, men inget sägs om vilka, eller hur de ska tas upp i undervisningen. Man nämner ett antal olika ämnen och kemiska processer, men eleverna förväntas knappast förstå några av de kemiska reaktioner som är inblandade.

Det bekräftas av det nationella provet från 2017. Reaktionsformler förekommer inte, och inte heller kemisk bindning. En del uppgifter kräver kvalitativ kemikunskap, som att energin i fotosyntes kommer från solljus. Men mer än hälften av poängen delas ut i uppgifter som inte handlar om kemi, till exempel ”argumentera kring varför det är viktigt att äta en näringsriktig kost”.

Naturvetenskapen strävar efter att finna ett fåtal generella principer som ligger bakom till synes osammanhängande naturfenomen. Ett berömt exempel är när Newton insåg att samma kraft som får äpplet att falla till marken också får månen att kretsa kring jorden. Ett avgörande steg var att hitta symboliska språk som gör det möjligt att formulera dessa principer. I fysik är det matematik, i kemi är det reaktionsformler och modeller av atomer och molekyler. Ord räcker inte till. Utan de symboliska språken kan man inte förstå vad de naturvetenskapliga termerna betyder, och deras relation till varandra, till exempel relationen mellan ”energi” och ”kraft”, eller mellan ”alkohol” och ”kolväte”.

Att de abstrakta symboliska språken har tagits bort från undervisningen betyder att eleverna inte vet vad fysik och kemi innebär när de går ut grundskolan. De kan därför inte veta om det passar dem att läsa ett naturvetenskapligt eller tekniskt program i gymnasiet. Det betyder också att de som inte väljer dessa program aldrig får chansen att förstå vad fysik och kemi är, eller vad grundläggande begrepp som ”energi” och ”effekt” betyder.

”Skriv om läroplanen!”

Är de symboliska språken för svåra för högstadiet? För några decennier sedan var de en viktig del av undervisningen, även om en del elever säkert tyckte att det var svårt. Det krävs tid och övning för att vänja sig vid dem, liksom vid andra språk, men det är inget skäl att vänta. De som läser naturvetenskap eller teknik på gymnasiet får det lättare om de börjat vänja sig redan på högstadiet, och övriga elever får i alla fall vissa grundläggande insikter.

Skulle det göra undervisningen torr och tråkig? De symboliska språken gör det möjligt att se dolda mönster som förklarar fenomen som på ytan inte verkar ha med varandra att göra. För många är det just det som fascinerar, snarare än alla tillämpningar. Newtons insikter var en impuls till hela upplysningstiden, långt före tillämpningarna. Tar man bort allt detta blir fysiken obegriplig, och kemin blir en katalog av ämnen.

Men läroplanen har en annan syn. Det som ska skapa intresse är tillämpningar och kopplingen till egna upplevelser och aktuella händelser, snarare än ämnena i sig. De som har skrivit läroplanen tycks inte själva ha något genuint intresse för fysik och kemi. Skriv om läroplanen!

Jonas Nycander, professor vid Meteorologiska institutionen, Stockholms universitet

Håkan Lönnqvist, ordförande Sveriges Ingenjörer Akademikerna vid Ericsson