12 Förbränning
12.3 Analys av förståelsen av förbränningsprodukter när något brinner
3 13 3 2
Figur 41 Kategorisering av ele-vernas förklaring av vad som händer när papper brinner. Jäm-förelse mellan intervju 1 och 3. En elev saknas vid första inter-vjun. A-C enligt tabell 56.
C 5 st Intervju 1 Intervju 3 C 15 st B 31 st B 23 st A 3 st A 1 st 1 1 21 10 1 4 1
Figur 42 Kategorisering av ele-vernas förklaring av vad som händer när ett stearinljus brinner. Jämförelse mellan intervju 1 och 3. En elev saknas vid första inter-vjun. A-C enligt tabell 56.
C 10 st Intervju 2 Intervju 4 C 21 st B 27 st B 17 st A 2 st A 1 st 1 1 12 15 4 6
Figur 43 Kategorisering av ele-vernas förklaring av vad som händer när bensin brinner. Jäm-förelse mellan intervju 2 och 4. En elev saknas vid andra inter-vjun. A-C enligt tabell 56.
Redan vid de två första intervjuerna tycks det vara klart för nästan alla, att stearinljus och ben-sin behöver luft för att de ska kunna brinna. Femton elever är dock inte lika klara över att ett papper som brinner behöver luft. De säger ofta att det räcker med en tändsticka som tänder eld på papperet. När vi talar om brinnande föremål i olika situationer, så kommer allt fler av ele-verna till en bättre förståelse av syrets roll vid förbränning. Man ser likheter i eleele-vernas be-skrivningar av det som sker när olika föremål brinner.
Huvuddelen av eleverna talar vid de båda inledande intervjuerna om att syre eller luft behövs utan att tala om växelverkan mellan syre och det brinnande ämnet. Alla elever, som talar om syrets roll i samband med det brinnande papperet, gör det även när de talar om brinnande ljus och bensin.
Det är endast enstaka elever som inte talar om syrets roll vid de senare intervjuerna. Det är många fler elever som talar om växelverkan med syret när det gäller brinnande bensin och stearinljus vid de båda avslutande intervjuerna. Vid den fjärde intervjun talar mer än hälften av eleverna om växelverkan, när det gäller brinnande bensin, mot en fjärdedel vid andra inter-vjun. Tjugofem elever talar om växelverkan vid minst en av situationerna med brinnande ljus och brinnande bensin. Elva elever gör det vid de båda senare intervjuerna.
12.3 Analys av förståelsen av förbränningsprodukter när något brinner
Att ha kunskap om förbränningsprodukterna och hur de bildas är en viktig del av förståelsen av vad som sker när något brinner. Jag utformar underkategorier till de tidigare kategorierna för att få en bild av hur eleverna tänker om vad som bildas då ämnen brinner. Underkategori-erna är olika beroende på vilket ämne som brinner. När bensin och stearinljus brinner bildas
imma på en glasburk som sätts över det som brinner. När papper brinner bildas aska. I de oli-ka fallen finns det också olioli-ka möjligheter att beskriva växelveroli-kan mellan det som brinner och luft eller syre. Många elever talar om att imman kommer från lågan eller ljuset. Andra säger att det behövs syre för att ljuset ska brinna osv.
Utdrag ur intervjuerna med Svea belyser elevernas svar och hur de kategoriseras enligt tabell 56. Underkategorier t ex A1 – se tabell 57-59.
Papper vid första intervjun (A1: Aska bildas)
Svea: Det är väl värme som det inte papperet tåla. Är så stort från början kommer ju värmen att värma upp papperet så att det smälter, precis som om det smälter.
Jag: Var tar det sedan vägen? Svea: Jag vet inte.
Jag: En del är som aska – försvinner det andra eller finns det kvar här någonstans. Svea: Det finns nog kvar. Det är askan. Papperet har blivit aska.
Jag: Behövs det mer än papper och eld för att papper ska brinna?
Svea: Tändstickor eller två flintastenar eller ljus eller brasa, eller en veke.
Ljus vid första intervjun (B4: Imman kommer från elden/röken)
Jag: Om vi tar en bägare och sätter över ljuset vad händer med ljuset då? Svea: Det kommer att slockna.
Jag: Varför det?
Svea: För att om man sätter det ovanpå där så blir det så tätt att man kväver elden. Jag: Vad innebär det att man kväver elden?
Svea: Ja precis som om det inte får luft. Jag: Men det finns ju luft i bägaren. Svea: Men …
Jag: Det behöver luft för att kunna brinna. Svea: Ja.
Jag: Behöver papperet också luft för att brinna? Svea: Nä.
---
Jag: Var kommer det vattnet ifrån?
Svea: Ljusets ånga precis som ånga nästan. Jag: Ljusets ånga?
Svea: Ja röken.
Bensin vid andra intervjun (C2: Imman bildas av bensin som brunnit)
Jag: Sen så tänker jag tända eld på bensinen. Vad händer när bensinen brinner? Svea: Nej – vet inte.
Jag: Vad händer om jag sätter en sån här liten skål över? Svea: Då kväver man elden.
Svea: Det kommer ingen luft till där det ska brinna.
Jag: Det finns ju luft i den här bägaren den är ju rätt stor. Vad händer med den luften då?
Svea: Det blir ånga. Det kommer från när bensinen brinner så bildas det ånga och då ångan vill ju ut i luften så – nej jag kan inte.
Papper vid tredje intervjun (B1: Aska bildas)
Jag: Nu tittar vi på den här. Vi ska tända eld på ett papper. Vad händer när ett papper brinner?
Svea: Det blir aska. Papperet försvinner.
Jag: Vad innebär det att det försvinner? Finns det någonstans eller finns det inte? Svea: Det är i askan.
Jag: Behövs det mer än tändsticka för att det ska brinna? Svea: -
Ljus vid tredje intervjun (B6: Imman kommer från stearinen)
Jag: Vi ska ta och titta på det här ljuset också. Vi ska tända eld på det. Vad händer om vi sätter den här över?
Svea: Det slocknar. Den kväver den får inte luft. Jag: Vet du vad det är i luften som elden behöver? Svea: Kväve.
Jag: Behöver papperet också luft när det brinner? Svea: Papperet med tror jag.
Jag: Slocknar ljuset med detsamma?
Svea: Kanske efter en liten stund. För att det har fått i sig luft (ljuset). ---
Jag: Var kommer den ifrån?
Svea: Ångan som kommer från ljuset. Jag: Hur kan det komma ånga från ljuset? Svea: När det brinner?
Bensin vid fjärde intervjun (C2: Bildas av bensin som brunnit)
Jag: Vi ska se vad som händer när bensin brinner. Svea: Får jag hälla?
Jag: Vi ska ta bara några droppar bensin. Måste man doppa ner tändstickan i vätskan el-ler kan man hålla den över?
Svea: Ovanför. Jag: Varför?
Svea: Bensin har väl nåt i sig.
Jag: Blir det aska när bensin brinner? Svea: Nej. För att det inte är kol.
Svea: Det kan slockna för att det kvävs. Jag: Vad menar du med att det kvävs? Svea: Elden får ingen luft.
----
Jag: Så blir det imma eller vatten här på väggarna. Var kommer det ifrån? Svea: Ångan – från bensinen.
Jag: Finns det i bensinen eller bildas det när bensinen brinner? Svea: När den brinner.
I tabell 57-59 redovisas kategorier och underkategorier för elevernas beskrivningar av de ex-empel på förbränning som diskuteras vid intervjuerna.
Tabell 57 Brinnande papper – sammanställning av kategoriseringen av elevernas beskrivningar. En elev saknas vid första intervjun.
Brinnande papper Intervju 1 Intervju 3
A: Nämner inte syre/luft 15 6
A1: Aska bildas 8 2
A2: Försvinner ut i luften 3 0
A3: Aska bildas och gas försvinner ut i luften 4 4
B: Talar om syre/luft 19 28
B1: Aska bildas 6 5
B2: Försvinner ut i luften 1 4
B3: Aska bildas och gas försvinner ut i luften 12 19
C: Växelverkan då imma bildas 5 6
Av dem som inte talar om syrets roll (A) vid tredje intervjun, talar de flesta både om att det bildas aska, och att en del av papperet försvinner ut i luften. Samma sak gäller dem som talar om syrets eller luftens roll (B) vid tredje intervjun.
Innan vi tänder eld på papperet, talar vi om, vart papperet som brinner tar vägen. Elevernas förklaringar till detta problem fördelar sig ganska lika mellan de tre kategorierna: in i askan, ut i luften och i röken från det brinnande papperet. Några elever har kombinationer av dessa svar. Andra elever skiljer mellan den synliga röken och de osynliga gaserna. Många av dem är medvetna om, att det inte bara är den synliga röken som bildas utan även osynliga gaser. I tabell 58 redovisas resultatet av kategoriseringen av samtalen om det brinnande stearinljuset. I dessa finns flera olika förklaringar till var imman på glaset kommer ifrån.
Antalet elever, som beskriver det brinnande ljuset som en växelverkan, ökar vid tredje inter-vjun då mer än var tredje elev hänförs till C-kategorier. Även här har svaren högre kvalitet inom respektive huvudkategori vid den senare intervjun. Två tredjedelar av dem som talar om syrets och luftens roll (B) talar om att imman kommer från stearinen mot var femte vid första intervjun. Endast enstaka elever nämner inte syre eller luft vid de båda intervjuerna. I vissa fall är det oklart vad eleverna menar med att imman kommer från elden eller röken. Det skulle kunna vara en beskrivning av växelverkan, men det fortsatta samtalet visar inte detta. Det skulle också kunna vara en beskrivning av att stearinen kokar och brinner upp, men inte heller detta kommer fram klart under intervjuerna. Dessa elever bildar därför en egen underkategori.
Tabell 58 Brinnande stearinljus – sammanställning av kategorisering för elevernas beskrivningar. En elev saknas vid första intervjun.
Brinnande stearinljus Intervju 1 Intervju 3
A: Nämner inte syre/luft 3 1
A1: imman kommer från elden/röken 3 1
B: Talar om syre/luft och imman som bildas 31 23
B1: Imman bildas (utan motivering) 1 0
B2: Imman kommer från luften 7 2
B3: Imman bildas av att varm och kall luft möts 3 0
B4: Imman kommer från elden/röken 9 3
B5: Imman finns i stearinen som vatten 5 3
B6: Imman kommer från stearin 6 15
C: Växelverkan då imma bildas 5 16
C1: Växelverkan mellan syre och elden/lågan 2 4
C2: Bildas av stearin som har brunnit 2 5
C3: Bildas av stearin och syre/luft 1 7
Jag ber eleverna förklara vad som händer med stearinen som försvinner när ljuset brinner. Hälften av eleverna talar om gaser som försvinner från ljuset ut i luften. Några av dessa talar om vattenånga och koldioxid, medan andra bara säger att en gas försvinner. Ett par andra ele-ver talar om att stearinen avdunstar. En fjärdedel av eleele-verna säger att stearinen smälter, och några menar att den blir mer kompakt. En elev talar om hål som brukar finnas i ljus, och att den smälta stearinen rinner ner i dessa. Ett par elever säger att ljuset brinner upp och ett par andra att de inte vet vart det tar vägen. En elev säger spontant, att molekyler försvinner från ljuset ut i luften.
I tabell 59 redovisas jämförelsen mellan de båda diskussioner vi har om brinnande bensin. Dessa båda intervjuer kommer efter både den inledande lektionsserien och den första inter-vjun. Båda dessa aktiviteter påverkar troligen svaren.
Antalet elever, som talar om den brinnande bensinen som växelverkan, ökar från en fjärdedel av eleverna till hälften av dem mellan intervjuerna. Vid andra intervjun säger flera elever, att imman finns i bensinen. Många av dem talar i den senare intervjun om växelverkan och några menar att imman kommer från röken eller lågan. Vid fjärde intervjun säger en stor del av ele-verna, att ångan kommer från elden eller röken.
I samband med den brinnande bensinen diskuterar vi om det bildas aska när bensinen brinner. Ungefär en fjärdedel av eleverna säger vid andra intervjun, att de inte vet om det bildas aska. Några tror att det blir sot på skålen. Andra elever säger att bensinen brinner upp och försvin-ner ut i luften som gas, så därför bildas ingen aska. Ungefär sex av tio elever motiverar vid båda intervjuerna att det inte bildas aska med att bensinen är flytande. De säger att det bara är fasta eller hårda ämnen som det blir aska av. Jag tror att eftersom askan är ett fast ämne, tror eleverna att det som ska bilda aska också måste vara ett fast ämne.
Tabell 59 Brinnande bensin – sammanställning av kategori för elevernas beskrivningar. En elev saknas vid andra intervjun.
Brinnande bensin Intervju 2 Intervju 4
A: Nämner inte syre/luft 2 1
A1: Imma från röken 2 1
B: Talar om syre/luft och imma 27 18
B1: Bildas imma utan motivering 0 1
B2: Imman kommer från luft 1 0
B3: Imman bildas av att varm och kalla luft möts 2 0
B4: Imman finns i bensin 11 5
B5: Imman kommer från elden/röken 7 12
B6: Imman kommer från bensin 6 0
C: Växelverkan då imma bildas 10 21
C1: Växelverkan mellan syre och elden 1 7
C2: Bildats av bensin som har brunnit/m m 9 14
Sammanfattning
Elevernas förklaringar av det som sker när papper, stearinljus och bensin brinner ger en bild av hur eleverna utvecklar sitt sätt att tala om makroskopiska fenomen i samband med förbrän-ning. När man jämför beskrivningarna av samma förbränningsprocesser från intervjuer med ett års mellanrum ser man, att elevernas förklaringar i de olika situationerna ökar i kvalitet. Vi har inte arbetat speciellt med föremål som brinner vid lektionerna utan med olika övningar om materiens förändringar. Trots detta förklarar eleverna även syrets roll och det som bildas vid förbränning på allt bättre sätt.