Elevernas svar

37

hur tydligt resultatet var. Detta tolkar jag som ett gott tecken när det gäller elevernas intresse för uppgiften.

Under experimentets gång syns ett starkt engagemang i framförallt grupp två när det kommer till att förklara och försöka övertyga övriga gruppmedlemmar om varför resultatet blev som det blev. I resultatdiskussionen vid station ett kommunicerar en elev tidigare erfarenheter och en annan konstruerar en våg för att sprida kunskap och övertyga den andre om vad som stämmer. Eleverna använder här de språkliga och fysiska resurser de har tillgång till för att sprida kunskap, vilket ur ett sociokulturellt perspektiv kan ske (Säljö, 2010). När det gäller den närmsta utvecklingszonen visar gruppen ett tydligt exempel på hur jämnåriga individers utvecklingsprocess per automatik inte når lika långt när det gäller lärandet (Cole & Scribner, 1978). Deltagarna i gruppen har genom-fört samma experiment, fått samma information och stöttning från läraren men ändå når de olika långt när det gäller förståelsen av det de undersökt i det här fallet tyngdkraft och luftmotstånd. Den närmsta utvecklingszonen handlar vi-dare om att nyttja en mer kunnig persons kunskaper för att själv få en ökad förståelse, något som gruppen i det här fallet inte gör.

När det gäller lärandet i den designade aktiviteten verkar sex av sju elever ha lärt sig att luftmotståndet påverkar hastigheten på fallande föremål. De verkar även ha lärt sig att olika tunga föremål når marken samtidigt när de faller fritt från samma höjd. Den sjunde eleven som inte lärt sig det visste att det var så redan innan aktiviteten. En viktig aspekt när det gäller både elevernas lärande och engagemang i denna studie är stödet från den deltagande klassläraren. Vid flertalet tillfällen leder och stöttar hen eleverna i diskussionerna och genomfö-rande av experimenten för att komma framåt. Klassläraren stöttar på ett vis som ger eleverna friutrymme att tänka själva och påtalar varken rätt eller fel vilket har betydelse för resultatets utgång. Trots att den deltagande klassläraren i denna studie ger gott om stöttning märks vid några tillfällen situationer där mer stöttning skulle behövas för att utveckla lärandet hos eleverna. Detta tyder på att lärarens roll är av stor vikt när elever i denna åldersgrupp arbetar på ett undersökande vis likt detta. Vilken kunskap de deltagande eleverna i denna studie än fått med sig tyder resultatet på att de uppskattat arbetssättet.

38

6 DISKUSSION

I detta avsnitt jämförs och diskuteras den insamlade datan med tidigare forsk-ning. Vidare diskuteras hur väl valet av metod lämpar sig för syftet med stu-dien. Som avslutning ges även rekommendationer kring användning av expe-riment i undervisningen till verksamma lärare.

6.1 Resultatdiskussion

De forskningsfrågor som arbetet bygger på och som resultatet av denna studie förväntas besvara är följande:

❖ I vilken utsträckning uttrycks intresse för fysik av elever i årskurs tre vid experiment kring tyngdkraft?

❖ Hur påverkar användningen av experiment i undervisningen elevers förståelse av begreppet tyngdkraft i årskurs tre?

Med hjälp av resultatet från såväl observation och enkät, är svaret på den första frågan utifrån min tolkning att de flesta elever som deltog i denna studie utrycker ett intresse för fysikämnet när de får experimentera. Eleverna enga-gerar sig i det de ska undersöka och hur uppenbart än ett resultat är för dem så tillåter gruppen alla deltagare att göra om experimentet. Eleverna i framförallt grupp två visar även ett stort engagemang när det kommer till att diskutera det de undersöker. De argumenterar och försöker övertyga varandra om resultatet av det de undersökt.

Gällande fråga två och elevers lärande finns många intressanta aspekter att lyfta. För att försöka få struktur på dessa har jag valt att redogöra för dem i ordning utifrån aktivitetens gång, det vill säga med start vid station ett. Vid genomförande av station ett var min förhoppning att begreppet tyngd-kraft/gravitation skulle kopplas in vilket båda grupperna lyckades med. Däre-mot funderar jag på vilken förståelse eleverna verkligen hade för begreppet. I grupp ett skulle det ha varit intressant med en vidareutveckling av dialogen som skedde i resultatdelen. Anna sa att spelkulan nådde marken först då den är tyngst, att det beror på vikten varpå Alexander svarade med att det beror på tyngdkraften. Här funderar jag på om det finns en risk att eleverna har miss-förstått att ett föremåls vikt och tyngdkraft inte är samma sak och vid detta tillfälle hade tillexempel frågan vad är tyngdkraft kunnat ställts av läraren för

39

att se mer av elevernas förståelse av vad begreppet innebär. Situationen påmin-ner om den som både Abrahams och Millar (2008) och Hagström m.fl. (2010) visar i sina studier där resultatet av otillräcklig stöttning pekar på att eleverna inte fullt ut förstår det de undersöker. Den enda elev som faktiskt visade på en förståelse för begreppet var Elvira i grupp två som redogjorde för såväl tyngd-kraft som luftmotstånd på ett korrekt vis.

En annan sak som märktes av i station ett var svårigheten för eleverna i de båda grupperna att hantera ett resultat som inte stämde med deras förutsägelser. El-vira var den enda av alla deltagande elever som ställde hypotesen att kulorna skulle nå marken samtidigt. Resterande elever ställde hypotesen att spelkulan skulle nå marken först då den är tyngre. När eleverna sedan utförde experimen-tet för att se huruvida resultaexperimen-tet stämde med hypotesen så uppmärksammade Adam i grupp ett att kulorna landade samtidigt. Alltså ett resultat som inte stämde med vad han trodde från början. Elvira i grupp två uppmärksammade också att kulorna nådde marken samtidigt, precis som hon trodde från början. Resterande elever i de båda grupperna uppmärksammade däremot att spelkulan nådde marken först precis som de trodde. Adam var den enda elev som såg något annat än vad han hade förväntat sig. Intressant är här hur eleverna kunde uppfatta så olika resultat. Det kan vara så att experimentet är för svårtolkat eller att kulorna inte släpps från samma höjd och precis samtidigt. Eller kanske att eleverna har svårt med att observera opåverkat av sina förutsägelser? Eleverna är vid genomförandet av experimenten precis som jag observatörer och behö-ver som beskrevs i metodkapitlet kunna bortse från det egna intresset för att uppnå en god reliabilitet av det observerade. Att eleverna på egen hand har svårt att upptäcka skillnader mellan sina hypoteser och resultatet de observerat är enligt White & Gunstone (1992) ett vanligt fenomen med POE-metoden. De menar därför att lärarens stöttning är av stor vikt för att synliggöra skillnader och likheter mellan hypotesen och resultatet för eleverna. När detta inte sker riskerar eleverna att få med sig felaktig kunskap kring det fenomen de under-sökt.

Ovannämnda svårighet märks dock inte i Nilsson (2004) studie då eleverna på egen hand istället var villiga att ändra sin tidigare felaktiga uppfattning efter det genomförda experimentet. Kanske är eleverna i mellanstadiet mer mogna för en aktivitet likt denna? En annan sak jag uppmärksammat och som skiljer sig från hennes studie är när grupp två vid station två har svår att få igång en gruppdiskussion kring resultatet. Trots lärarens uppmaning om att gruppen ska diskutera så är det bara Erik som är aktiv och står fast vid att bollen når marken först då den är ihopknycklad. Detta fenomen är raka motsatsen till elevernas agerande i Nilssons studie där de på egen hand diskuterar resultatet och söker svar på hur det blev som det blev. Jag funderar på om det skulle kunna bero på

40

att eleverna i hennes studie är äldre och har tränats på dessa situationer mer än eleverna i denna studie.

En sekvens jag funderar över är när grupp två skulle ställa sin hypotes vid stat-ion ett. Elvira uppmuntrade då gruppen till att minnas ett experiment de tidi-gare gjort och där det ena föremålet var tyngre än det andra men att de ändå nådde marken samtidigt. Hon får gruppen att fundera men någon vidare dis-kussion blir det inte. När gruppen sedan har utfört experiment och skall disku-tera resultatet får Elvira fortfarande inte gehör för sin kunskap kring det under-sökta fenomenet. Istället försöker de andra gruppmedlemmarna övertyga El-vira om att deras hypotes stämde med resultatet. Jag skulle vilja påstå att denna diskussion ligger inom ramen för det som Mercer, (1995) kallar disputational talk där fokus ligger i att försvara och stå fast vid sin uppfattning snarare än att nå fram till en gemensam lösning. Eleverna är här inte öppna för att ändra på sin åsikt oavsett styrkan i varandras argument vilket också liknar beskriv-ningen av en eristisk dialog (Kolstø & Ratcliffe, 2008).

När det gäller elevernas svar på enkäten efter genomförd aktivitet tycker jag det finns ett par intressanta aspekter. På fråga ett som handlade om vad ele-verna har lärt sig efter aktiviteten svarade en elev, Erika, ”ingenting”. När jag funderar över hennes svar är min tolkning att hon under aktivitetens genomfö-rande kände sig osäker. När gruppen skulle ställa hypoteser svarade hon till exempel med ”jag vet inte” vid station ett, vid station två var hon tyst och vid station tre sa hon att hon inte ville skriva någon hypotes förrän hon visste sva-ret. Utifrån det blir min vidaretolkning att Erika antingen hade svårt att förstå vad det är de faktiskt har arbetat med eller att intresset inte riktigt fanns där. Samtidigt blir det lite motsägelsefullt att det skulle bero på ett bristande in-tresse då hon uppgett högsta betyg på sista frågan om hur roligt det har varit att genomföra experimenten. Även om denna studie rör lågstadieelever så lik-nar situationen den som Lindahl (2003) beskriver om äldre elever, att de tycker om att få experimentera även om de inte alltid har förstått vad experimentet ska bidra till för kunskap.

På fråga två gällande om det finns något som kan påverka hur snabbt föremål faller till marken har samtliga elever angett luften. Jag tolkar det som att akti-viteten ändå har varit någorlunda framgångsrik för att bidra med lärande. Från att de flesta elever vid station ett endast pratade om tyngden som en bidragande faktor till vilket föremål som når marken först, till att vid station två där före-målen vägde lika mycket började fundera över luften, för att till sist vid sista stationen förstå att luftmotståndet faktiskt påverkar föremåls fallhastighet.

41

6.2 Metoddiskussion

När det gäller metoden att designa en aktivitet att observera har det varit en utmaning. Jag trodde att det designade upplägget var lagom för den ålders-grupp som deltog samt att det skulle täcka upp syftesområdet vilket det med facit i hand inte gjorde fullt ut. Den designade aktiviteten fungerade bra när det gäller den del av syftet som handlade om hur elevers intresse kom till uttryck men när det gäller lärandet finns förbättringsområden. Utöver den designade aktiviteten som observerats utformades en elevenkät att stärka det observerade resultatet med. Enkäten har varit till stor nytta för att få en bild av elevernas egen uppfattning kring den designade aktiviteten, framförallt för att spegla lä-randet. Nackdelen med enkäten är att elevernas svar inte utvecklats fullt så mycket som de skulle ha kunnat göra om möjligheten till att ställa följdfrågor funnits. Av den anledningen skulle istället intervju som metod att stärka obser-vationen med att ha valts om studien skulle göras på nytt.

Med denna vetskap hade det varit intressant att veta om det planerade upplägg jag hade från början men som fick korrigeras på grund av Covid-19 hade kun-nat täcka upp syftesområdet bättre. Tanken var att jag själv skulle genomföra aktiviteten med eleverna som en okänd deltagande observatör men på grund av det besöksförbud som rådde på grundskolorna blev det tyvärr inte möjligt. Aktiviteten skulle då precis som nu ha videofilmats men skillnaden skulle kunna ligga i hur jag respektive medverkande klasslärare i studien stöttar ele-verna i deras diskussioner. Det var även tänkt att aktiviteten skulle ha genom-förts med elever från 2 olika skolor men med samma förkunskap gällande un-dersökande arbete och att ställa hypoteser. Mer data hade då kunnat samlats in och resultatet hade i resultatdelen förmedlats på ett annorlunda vis till exempel genom nedslag i intressanta aspekter som kommit fram under aktivitetens gång. Efter aktiviteten hade jag planerat att intervjua de deltagande eleverna i grupp och spelat in intervjuerna för att inte riskera att glömma delar som skulle kunna vara av intresse för mitt syftesområde. Som jag tidigare nämnt hade då möjligheten till att ställa följdfrågor funnits och mer utvecklade svar hade för-hoppningsvis gått att få än vad resultatet från enkäten visade.

Förstudien som gjordes påverkades inte av Covid-19 och kunde bidra till ett korrigerande av upplägget som rörde det praktiska vilket med största sannolik-het bidrog till ett bättre genomförande i huvudstudien. Däremot upptäcktes i huvudstudiens resultat mer och nödvändiga förbättringsmöjligheter för att bättre nå upp till syftet kring elevers lärande. Syftet med studien var att se hur elevers intresse och lärande kan komma till uttryck med experiment som ar-betsmetod. I detta fall valdes lärande kring begreppet tyngdkraft i ämnet fysik.

42

Efter första stationen i den designade aktiviteten fick de flesta elever en fel-aktig uppfattning kring resultatet. De uppfattade att spelkulan nådde marken före pysselkulan på grund av att den är tyngre när resultatet i själva verket var att de nådde marken samtidigt. Endast en elev nämnde luftmotståndets påver-kan, vilket de andra eleverna fick förståelse för först efter sista stationen. Alla elever förstod då att luftmotståndet bromsar föremål som faller. När eleverna efter de genomförda experimenten hade fått reda på svaret om hur det gick för Galileo Galilei ändrade de sin uppfattning om station ett och ett flertal elever uppgav istället att föremål faller lika snabbt oavsett tyngd. Detta antagande hade kunnat generaliserats om vi hade levt i ett vakuum men eftersom vi inte gör det blir det lite felaktigt. Därför skulle en extra station där till exempel två muggar med fallskärm men med olika tung last kunna användas.

Då station ett bidrog till ett svåravläst resultat är ett förbättringsförslag att ele-verna vid genomförandet av experimentet använder en surfplatta att filma ge-nomförandet i slowmotion med. Eleverna kan då få se resultatet på ett tydligare vis och risken för felaktiga resultat på grund av ett svåravläst experiment mins-kar. Ytterligare förbättring skulle kunna vara att låta föremålen som ska falla ligga på ett underlag som sedan trycks bort för att få dem att falla samtidigt. Eftersom syftet med studien var att undersöka hur intresse och förståelse för begreppet tyngdkraft kom till uttryck hos barn i de lägre åldrarna via experi-ment anses urvalsgruppen stämma bra. De sju elever som deltar i studien gick vid studiens utförande i årskurs tre, vilket i denna studie tycks vara en bra ålder för att engagera sig i en undersökande aktivitet. Dock är inte resultatet genera-liserbart då de sju elever som deltar utgör en mycket liten grupp av alla 9-10-åringar i landet. Dessutom har dessa sju elever enligt en av dem tidigare stude-rat tyngdkraft, vilket inte matchar de elever som inte gjort det. När det gäller reliabilitet som finns beskrivet under metodkapitlet, anses studien uppnå en godtagbar nivå. All dialog som har ägt rum under den designade aktiviteten har återgetts och läsaren kan därför göra sin egen tolkning. Validiteten i studien skulle kunna förbättras genom att vidta de förbättringsåtgärder som upptäcktes i resultatet. Även om en förstudie gjordes så var det inte tillräckligt för att upp-täcka alla förbättringsområden.

De etiska överväganden som gjordes inför undersökningen anses uppfyllas då de deltagande eleverna tillsammans med vårdnadshavare fick en samtyckes-blankett tillsammans med ett informationsbrev innehållande all nödvändig in-formation om studien. Till exempel informerades om anonymisering, och i ar-betet förblir namn på såväl deltagande elever som skola och plats icke identi-fieringsbara. Eleverna har även haft möjlighet att avbryta sitt deltagande när

43

som helst utan förklaring, vilket ingen elev valde att göra. Vidare har det vide-oinspelade materialet, arbetsblad och svarsenkäter legat i tryggt förvar under hela arbetets gång.

6.3 Rekommendationer för

verksamheten/undervis-ningen

Studien belyser hur användning av experiment i fysikundervisningen på låg-stadiet påverkar elevers intresse och kunskapsinhämtning för ämnet. Enligt lä-roplanen är en del av syftet för ämnet fysik att bidra med just detta (Skolverket, 2018). Vidare står klart att undervisningen i fysik ska:

-ge eleverna möjligheter att använda och utveckla kunskaper och redskap för att formu-lera egna och granska andras argument i sammanhang där kunskaper i fysik har bety-delse.

-bidra till att eleverna utvecklar förtrogenhet med fysikens begrepp, modeller och teorier samt förståelse för hur de formas i samspel med erfarenheter från undersökningar av omvärlden. (Skolverket, 2018, s. 174)

Resultatet av denna studie och även den som Nilsson, (2004) gjort tyder på att elevernas förmåga att argumentera främjas genom ett undersökande gruppar-bete. Vidare utvecklas begreppsförståelsen genom diskussion samt genom att visualiseras i undersökningen.

Utifrån tidigare forskning framgår att eleverna efterfrågar mer laborativt/expe-rimentellt arbete inom fysikundervisningen då det bland annat är intressefräm-jande och bidrar till lärande (Lindahl, 2003; Skolinspektionen, 2010). I denna studie uppgav sju av sju möjliga elever att de tyckte att experimenten var roliga att genomföra. Jag rekommenderar därför mer användande av experiment i fy-sikundervisningen. Jag vill dock lyfta en viktig aspekt som framgår i både ti-digare forskning men också i denna studie. För att ett användande av experi-ment i fysikundervisningen ska ge större chans till att främja elevernas lärande gällande det de undersöker, är lärarens stöttning viktig. Abrahams och Millar, (2008) samt Hagström, Ottander och Benckert (2010) visar i sin forskning att elever som arbetar i grupp och som har fått tydliga instruktioner kring hur de ska utföra ett experiment lyckas att utföra experimentet men förstår inte alltid vad de ska lära sig av det. Läraren behöver därför finnas med och stötta i grup-pernas diskussioner. I denna studie finns också sekvenser där läraren hade kun-nat stötta lite mer för att eventuellt främja mer förståelse hos eleverna. Till exempel när grupp ett diskuterade resultatet av station ett där risken finns att eleverna har missuppfattat vad tyngdkraften innebär.

44

Med detta i åtanke rekommenderar jag att vid användande av experiment i undervisningen utnyttja tillfällen där läraren kan ge så mycket stöd som möj-ligt, till exempel med halvklass eller då resurstid finns. Om dessa alternativ saknas skulle man först kunna genomföra ett experiment tillsammans i helklass för att sedan låta eleverna testa själva i små grupper där läraren kan gå runt och lyssna och stötta. Det sistnämnda skulle kunna minska risken för att eleverna uppfattar ett felaktigt resultat av det de undersökt, något som majoriteten av eleverna i de båda grupperna i denna studie gjorde vid station ett. Viktigt är också att fundera på om det finns något hjälpmedel som skulle kunna under-lätta experimentet för eleverna. I denna studie hade till exempel en surfplatta att filma i slowmotion med och någon form av fallucka som skulle innebära att kulorna ramlade exakt samtidigt ha kunnat vara till hjälp vid station ett. En annan aspekt att ha i åtanke när det kommer till att eleverna ska göra under-sökningar och observera något är hur pass vana de är vid det. Det krävs trots