Praktisk eller teoretisk undervisning i naturvetenskap? : Vilket sätt gynnar eleverna?

Målet med denna studie var att studera hur elever lär sig på bästa sätt, om det är genom praktisk eller teoretisk inlärning i ämnet naturvetenskap eller om det är genom att använda sig av båda inlärningsformerna. Studien är baserad på observationer och intervjuer i en klass i årskurs tre. Eleverna fick göra ett för- och eftertest som analyserades. Testerna kompletteras med hjälp av analyserade intervjuer.   Studien visade blandade resultat. Vid några frågor sågs det tydligt att eleverna som hade haft en praktisk undervisning hade förstått, medan eleverna i den andra gruppen med teoretisk undervisning inte hade förstått. Resultatet visade också att vid vissa fall var resultaten tvärtom. Intervjuerna visade att majoriteten av eleverna tyckte att det praktiska arbetet var mer intressant och roligt. En slutsats var att vissa uppgifter förstår eleverna lättare med hjälp av praktisk undervisning och ibland tvärtom.   Resultaten diskuteras sedan i relation till den tidigare forskning som presenteras i del nummer två i uppsatsen. Diskussionsdelen i uppsatsen kommer att presentera metoddiskussionen, praktisk inlärning, teoretisk inlärning och ämnet naturvetenskap.

New methods for movement technique development in cross-country skiing using mathematical models and simulation

This Licentiate Thesis is devoted to the presentation and discussion of some new contributions in applied mathematics directed towards scientific computing in sports engineering. It considers inverse problems of biomechanical simulations with rigid body musculoskeletal systems especially in cross-country skiing. This is a contrast to the main research on cross-country skiing biomechanics, which is based mainly on experimental testing alone. The thesis consists of an introduction and five papers. The introduction motivates the context of the papers and puts them into a more general framework. Two papers (D and E) consider studies of real questions in cross-country skiing, which are modelled and simulated. The results give some interesting indications, concerning these challenging questions, which can be used as a basis for further research. However, the measurements are not accurate enough to give the final answers. Paper C is a simulation study which is more extensive than paper D and E, and is compared to electromyography measurements in the literature. Validation in biomechanical simulations is difficult and reducing mathematical errors is one way of reaching closer to more realistic results. Paper A examines well-posedness for forward dynamics with full muscle dynamics. Moreover, paper B is a technical report which describes the problem formulation and mathematical models and simulation from paper A in more detail. Our new modelling together with the simulations enable new possibilities. This is similar to simulations of applications in other engineering fields, and need in the same way be handled with care in order to achieve reliable results. The results in this thesis indicate that it can be very useful to use mathematical modelling and numerical simulations when describing cross-country skiing biomechanics. Hence, this thesis contributes to the possibility of beginning to use and develop such modelling and simulation techniques also in this context.

Least Squares Approach to Inverse Problems in Musculoskeletal Biomechanics

Inverse simulations of musculoskeletal models computes the internal forces such as muscle and joint reaction forces, which are hard to measure, using the more easily measured motion and external forces as input data. Because of the difficulties of measuring muscle forces and joint reactions, simulations are hard to validate. One way of reducing errors for the simulations is to ensure that the mathematical problem is well-posed. This paper presents a study of regularity aspects for an inverse simulation method, often called forward dynamics or dynamical optimization, that takes into account both measurement errors and muscle dynamics. The simulation method is explained in detail. Regularity is examined for a test problem around the optimum using the approximated quadratic problem. The results shows improved rank by including a regularization term in the objective that handles the mechanical over-determinancy. Using the 3-element Hill muscle model the chosen regularization term is the norm of the activation. To make the problem full-rank only the excitation bounds should be included in the constraints. However, this results in small negative values of the activation which indicates that muscles are pushing and not pulling. Despite this unrealistic behavior the error maybe small enough to be accepted for specific applications. These results is a starting point start for achieving better results of inverse musculoskeletal simulations from a numerical point of view.

Attityder till teknikdidaktik i de tidigare årskurserna

Teknik är ett ämne som fortfarande är relativt nytt som obligatoriskt ämne i grundskolan. Ämnet anses av många som viktigt, men undersökningar från bl.a. skolinspektionen visar att det finns stora brister i hur tekniken behandlas inom grundskolan. I detta arbete ser jag över hur begreppet teknik definieras i undervisningssammanhang, dess historia som skolämne, samt tidigare forskning och insatser som gjorts för att stärka undervisningen i teknik. Därefter följer en enkätundersökning där jag har tillfrågat lärare på fyra grundskolor, med årskurserna f-6 (grundskolor med årskurs 7-9 har inte inkluderats), om deras egen inställning till teknik och vilken status de upplever att ämnet har på den skola de arbetar. Jag har valt att rikta mig mot denna målgrupp då jag upplever att teknikämnet är särskilt obehandlat i de allra tidigaste årskurserna. Resultatet av undersökningen analyseras i relation till den tidigare forskningen som jag har tagit upp. Min slutsats är att teknik till stor del undervisas enligt den traditionella praktiken som tidigare forskning beskriver, men att det varierar från skola till skola (samt från lärare till lärare på samma skola) hur ämnet prioriteras och praktiseras. Det verkar även finnas en stor kontrast i hur lärare i årskurs 1-3 respektive 4-6 ser på ämnet.