Att förstå skillnaden mellan kemisk reaktion och fysikalisk förändring, det vill säga fasövergång, ingår som ett mål i lågstadiet. Har man då förarbetat så eleverna redan konstruerat en partikelmodell för vad som är materia samt materiens faser, fast, flytande och gasform, är en bra grund lagd. Stavy och Stachel (1985) har konstaterat att elever inte utvecklar ett gasbegrepp före undervisning om sådant, vilket kan bero på att eleverna inte har så många vardagliga erfarenheter av gaser. Före undervisning definierar elever (9-13 år) själva enligt Krnel (1995):
• man kan hälla en vätska • man kan blåsa luft (en gas) • man kan hålla ett fast ämne
Johnson (1995) finner att eleverna får svårigheter att klassificera ämnen som stålull och sågspån som fasta ämnen, med motiveringen att fasta ämnen inte är ihåliga och har en bestämd form. Detta tyder på föremålsfokus och inte ämnesfokus som kemister har.
Osborne och Cosgrove (1983) intervjuade 12-17 åringar kring deras föreställningar om fasövergångar och de fick förklara vad som sker med vatten i ett tefat som avdunstar. 20 % av 12-13-åringar tänker att vattnet upphör att finnas, medan 40 % av samma grupp tänker att
vattnet sönderdelas i väte och syre eller försvinner i luften som små vattenpartiklar. De fann även uppfattningar om att kondenserat vatten på utsidan av ett glas beror på att vatten sipprat genom glaset. Detta sistnämnda kan man diskutera genom att använda sig av en concept cartoon, till exempel där flera barn observerar att det finns imma på utsidan av ett saftglas och man diskuterar deras olika uppfattningar varifrån detta kommer.
Bild 1, Concept cartoon
Concept cartoons består alltid av en teckning med tre till fem barn, vilka
studerar ett naturvetenskapligt fenomen i ett vardagssammanhang. Barnen har var sin pratbubbla där de förklarar fenomenet på var sitt sätt. Endast en av förklaringarna ska vara naturvetenskapligt korrekt, resten innehåller vardagsförklaringar eller missuppfattningar(Keogh and Naylor, 1999). Fördelar med concept cartoons är a) att man hittar elevernas missuppfattningar snabbt b) nästan alla i klassen deltar i klassdiskussioner c) motiverar eleverna att vässa sina argument samt d)
arbetar bort elevernas missuppfattningar (Keogh & Naylor, 1999). Då det visat sig att missuppfattningar är svåra att ändra på (Fischer, 1985) är det viktigt att tydliggöra dem både för läraren och för eleverna själva. Bing och Tam, (2003) föreslår att de kan användas som startdiskussion i helklasser och i smågrupper medan Keogh och Naylor, (1999) anser att de kan vara verktyg vid formativ bedömning. Kabapinar (2005) föreslår att man använder dem i fyra olika faser vid undervisningen. Först vid introduktionen, därefter i en diskussion om själva fenomenet, sedan undersökningar kring de olika idéerna samt sist avslutar man med en diskussion där man tar hänsyn till försökens utfall och drar slutsatser kring fenomenet. Han menar även att då det är karaktärer- nas idéer och inte elevernas egna idéer, får man även de osäkra elev- erna att delta i diskussionerna. Arbetssättet skapar en konstruktivistisk lärandemiljö samtidigt som naturvetenskapens arbetsmetoder naturligt integreras i ämnesinnehållet.
I Eskilssons avhandling tas Kesidous (1993) tankar om vattnets krets- lopp upp. Hon menar att man, för att förstå vattnets kretslopp, måste förstå flera naturvetenskapliga begrepp, såsom materiens konserve- ring, avdunstning, kondensation, molnbildning och regn samt rekom- menderar att eleverna tidigt ska komma i kontakt med företeelser där elevernas föreställningar om detta utmanas. Hon menar däremot att hela kretsloppet inte bör behandlas förrän vid 14-15 års ålder.
Fördjupning
Björn Andersson har i ett nordiskt projekt som kallas Nordlab.se skrivit mycket om elevförståelse samt gjort tester som kan användas som utgångspunkt till diskussioner eller att ge eleverna om du vill testa förförståelsen (Nordlab.se).
De är bra utgångspunkter om man vill konstruera sina egna concept cartoons. Här nedan ett exempel på test av fasförändringar
Fråga 1. Fast, flytande eller gasformigt?
Vatten i
flytande form Vatten i fast form Vatten som gas Ett annat ämne än vatten Vad är en snöflinga?
Vad är imma på en spegel? Vad är hagel? Vad är ett moln på himlen? Vad är rimfrost? Vad är dagg i gräset? Vad är en bubbla i kokande vatten?
Fråga 2 Vilken fasövergång är det?
Till vänster nedan är fyra? olika händelser beskrivna. Till höger skall du, för varje händelse, skriva ett av orden smältning, avdunstning, kokning, kondensering eller stelning. Det gäller att välja det ord som passar bäst in.
Vatten fräser i en het panna __________________________________ Det blir is på sjön_________________________________________ Den regnvåta asfalten torkar ________________________________ Det bildas en klar vätska runt veken i ljuset som brinner __________ Det bildas droppar på saftflaskan efter det att den tagits ur kylen____ Den förut blöta handduken känns nu torr ______________________
Ett annat material är framtaget av Björn Andersson och Frank Bach som hjälp för lärare som ska arbeta med gaser. Det innehåller undervis- ningsexempel och heter: Att utveckla naturvetenskaplig undervisning (gaser)och finns som länk här: http://hdl.handle.net/2077/23892
Referenser
Andersson B. & Bach, F. (1995). Att utveckla naturvetenskaplig
undervisning. NA-spektrum nr 14. Göteborg: Göteborgs Universitet.
Eskilsson, Olle. (2001). En longitudinell studie av 10-12-åringars
förståelse av materiens förändringar. Göteborg: Gothenburg studies
in educational sciences 167. Doktorsavhandling.
Kabapinar, F. (2005). Effectiveness of teaching via concept cartoons from the point of view of constructivist approach, Educational
Sciences: Theory & Practice, vol 5, no1, s. 101-146.
Keogh, B. & Naylor, S. (1999). Concept cartoons, Teaching and Learning in Science: An evaluation. International Journal of
Science education, vol 21, no 4, s. 431-446.
Naylor, B. & Naylor S. (2000). The snowman’s coat and other
science questions. London: Hodder children’s books.
Nordlab.se
http://na-serv.did.gu.se/nordlab/se/trialse/trialunits.html .