Svenska elever i grund- och gymnasieskolan har svårt att förstå hur växthuseffekten verkar och vilken betydelse den har för jordens me- deltemperatur. När de skall förklara blandar de ofta ihop den naturliga växthuseffekten med den förstärkta växthuseffekten och jordens glo- bala uppvärmning. Relativt få elever vet att jorden har haft en naturlig växthuseffekt så länge den har haft atmosfär. Den nationella utvärde- ringen (Skolverket, 1998) visar att endast 10% av eleverna i skolår 9 har kunskaper om att det existerar en naturlig växthuseffekt. Studien
pekar också på att ungefär 40% av eleverna endast förklarar växthusef- fekten som ett miljöproblem orsakat av människan. Det är också rela- tivt vanligt att eleverna blandar ihop växthuseffekten med nedbrytning- en av ozonskiktet. När eleverna mer ingående skall förklara hur växt- huseffekten fungerar kan endast 1% av eleverna i skolår 9 och 5% av eleverna i gymnasiet ge en godtagbar förklaring, enligt forskarna. Des- sa elever kan redogöra för att strålningsinflödet från solen och strål- ningsutflödet från jorden är av olika slag och att utflödet reduceras eller hindras på något sätt i atmosfären. På frågan om vad växthuseffekten är beskriver ungefär hälften av eleverna i skolår 9 istället orsaker till den förstärkta växthuseffekten eller undviker att besvara frågeställningen över huvud taget. Forskarna har kategoriserat elevernas förklaringsmo- deller i följande kategorier (procentangivelsen avser elever i skolår 9): 1. Beskriver att växthuseffekten utgörs av ett isolerande skikt eller lock
i atmosfären som gör så att det blir varmt på jorden (7%).
2. Beskriver att en förtunning av ozonskiktet innebär mer instrålning som gör det varmare på jorden (13%).
3. Beskriver att värmen inte kommer ut utan hindras av något i atmos- fären (13%).
4. Beskriver strålningsinflödet men menar att värmen inte kommer ut utan hindras av något i atmosfären. Gör ingen skillnad på flödena (13%).
5. Beskriver att strålningsinflöde och utflöde är av olika slag. Utflödet hindras eller reduceras i atmosfären (1%).
6. Beskriver endast följder av eller orsaker till den förstärkta växthusef- fekten (15%).
7. Övriga förklaringar eller besvarar ej frågan (40%).
Även andra studier (Boyes & Stanisstreet, 1993; Dove, 1996; Koulaidis & Christidou, 1998) visar att elever i hög utsträckning inte känner till växthuseffekten och de som gör det har stora svårigheter att förklara hur den verkar. Dessa studier visar att de svenska elevernas svårigheter inte på något sätt kan sägas vara unika. Elever i andra länder har i stort sett samma problem när de skall förklara växthuseffekten. De vanli- gaste problemen utgörs av att elever blandar växthuseffekten med ozonskiktets förtunning. Eleverna föreställer sig att en förtunning av
ozonskiktet medför mer instrålning från solen vilket resulterar i högre temperatur på jorden. Detta är i princip korrekt men verkan är försum- bar jämfört med medverkan av den förstärkta växthuseffekten. Sam- manblandningen mellan växthuseffekten och ozonskiktets förtunning är vanligt förekommande i samtliga studier inom området. Ett stort antal elever tror att växthuseffekten endast är ett miljöproblem. I flera av studierna (Boyes & Stanisstreet, 1993) är detta den vanligaste uppfatt- ningen hos eleverna. En annan svårighet ligger i att elever har svårt att förstå växthusgasernas betydelse för växthuseffekten. Studier (se Brook & Driver, 1989) visar att elever har problem att förstå gasers egenska- per och uppfattar inte gaser som materia. Det innebär att det blir svårt för eleverna att förstå att gaser i atmosfären kan absorbera energi. Yt- terligare ett problem ligger i att elever måste veta att strålningsinflödet från solen är av annat slag än strålningsutflödet från jorden. Det blir annars omöjligt att förstå att det kortvågiga strålningsinflödet i hög ut- sträckning kan ta sig igenom växhusgaserna och att det långvågiga strålningsutflödet i hög utsträckning absorberas i atmosfären. Elevernas problem kan sammanfattas i följande punkter:
• Blandar ihop växthuseffekten med ozonskiktets förtunning.
• Tror att växthuseffekten endast är ett miljöproblem orsakat av mänsklighetens ökade användning av fossila bränslen.
• Kan inte beskriva vilka gaser som är växthusgaser och hur de verkar.
• Gör inte en kvalitativ skillnad på strålningsinflöde och strålningsut- flöde.
3.2.1
Elevers förståelse av den förstärkta växthuseffekten
och den globala uppvärmningen
I en omfattande engelsk studie (Boyes & Stanisstreet, 1997a) fick 14- och 15 åringar beskriva orsaker till den globala uppvärmningen och några andra aktuella miljöproblem. Studien visar att hela 83% av ele- verna kan koppla ihop en ökad mängd bilavgaser med en förstärkt växthuseffekt. När eleverna skall beskriva vilka ämnen som bidrar och hur de verkar uppstår problem. Hälften av eleverna vet dock att kold i- oxid finns i bilavgaser och bidrar till en förstärkning av växthuseffek- ten. Ungefär en femtedel av eleverna uttrycker uppfattningen att det finns freoner i bilavgaser som bidrar och var tionde elev vet att kväve-
dioxid är en växthusgas. Hela 44% av eleverna föreställer sig att det är värmen i avgaserna som bidrar till den förstärkta växthuseffekten. Även andra studier (Mason & Santi, 1998) pekar på att många elever har upp- fattningen att det är värmen i bilavgaserna som medför att jordens me- deltemperatur stiger. I en studie (Frances et al, 1993) fick över 500 11- 12 åringar svara på frågan vad mänskligheten kan göra för att minska den globala uppvärmningen. De vanligaste svaren blev att inte använda bensin som innehåller bly, att plantera träd, återvinna papper och mins- ka användningen av bilar.
En amerikansk studie (Rubba, 1998) av 14-15 åringars uppfattningar om orsaker till den globala uppvärmningen visar att elever vanligtvis har vaga uppfattningar om växthusgaserna och hur de verkar. Mindre än 40% av eleverna kunde koppla ihop freoner (CFC) med växthusef- fekten. Dessutom visade det sig att merparten av dessa menade att det är freonerna (CFC) som orsakar en förstärkt växthuseffekt på grund av att de förstör ozonskiktet. Flera andra studier visar också att kopplingen mellan freoner (CFC), en förtunning av ozonskiktet och en förstärkt växthuseffekt är mycket vanlig hos elever i 13-16 års åldern. I Boyes & Stanissteets (1997b) studie framkommer exempelvis att denna före- ställning är den mest förekommande bland engelska 13-14 åringar. Nästan 60% av eleverna uttrycker att hål i ozonskiktet gör att mer sole- nergi når jorden och orsakar en global uppvärmning. I denna studie framkommer också att ungefär hälften av eleverna vet att det framfö r- allt är koldioxid som orsakar den förstärkta växthuseffekten. Men näs- tan alla dessa elever menar att orsaken till växthuseffekten är att kold i- oxiden bryter ned ozonskiktet. I studiens sammanfattning diskuterar forskarna möjligheten att elever uppfattar ozonskiktets förtunning och den förstärkta växthuseffekten som ett och samma miljöproblem.