Expertstudien

Det övergripande syftet med studien, som presenteras i artikel 2, var att finna

ett ämnesinnehåll inom skolfysikens energiundervisning som ger elever in-

sikter i hållbar energi och förmågor att relatera fysikkunskaper till samhälls-

kontexter. Studien består av tre undersökningar i vilka olika metoder använ-

des. Metoderna utgjordes av en enkätundersökning, en uppföljande text- och

innehållsanalys, med både kvalitativa och kvantitativa inslag, samt en upp-

följande fallstudie. Data inhämtades genom en enkät med tre öppna frågor

riktade till experter inom fysik och energi, från texter i fyra läroböcker inom

fysik A-kursen samt genom observation, videofilmning och ljudupptagning

under en undervisningsperiod på åtta veckor. Data var dels kvalitativa och

bestod av svar uttryckta som fria svarsformuleringar, texter och annat i

böcker samt innehåll i transkript. Data var också kvantitativa när det gäller

frekvenser av olika analysenheter (olika typer av innehåll) i textinnehållsana-

lysen och i analysen av undervisningen. Hela studien är mer detaljerat be-

skriven i Engström (2008).

Experterna

För expertundersökningen användes en enkät. Syftet var att finna ett ämnes-

innehåll genom att tolka uttalanden, att ur ett material få fram ställningsta-

ganden. Ett frågeformulär med tre öppna frågor och ett följebrev skickades

ut elektroniskt till fjorton respondenter. Innan enkätfrågorna fick sin slutliga

formulering testades frågor på fysiklärare inom gymnasiet och inom högsko-

lan i två omgångar. I den introducerande texten gavs ett normativt inslag

genom att det relateras till politiskt styrande dokument såsom kursplanen i

fysik och till en politisk strategi för utveckling av hållbara energisystem.

Frågorna hade utgångspunkten att undervisningen ska relateras till samman-

hang och att problematisering ska ske inom dessa sammanhang samt att be-

grepp och samband ska relateras till en strategi för hållbar energianvändning,

ett exempel på en aktuell samhällsfråga. Respondenterna uppmanades att

skriva sina svar på tre frågor. Data var kvalitativ och utgjordes av svarstex-

terna. Frågorna, med en introducerande text, presenteras i bilaga 1.

Respondenterna (11 av 14 tillfrågade) hade vid undersökningstillfället yr-

kesbefattningar som energiingenjörer (2), energiexperter (3), fysiker (2),

fysiklärare på gymnasienivå (1) och högskolenivå (1) samt fysikdidaktiker

(2). De var verksamma inom högskolor/universitet, gymnasieskolor, myn-

digheter, vissa med erfarenhet från näringslivet inom energiområdet eller

från forskning inom energiområdet. Respondenterna spände över en stor

variation åldersmässigt och erfarenhetsmässigt, likaså befattningsmässigt.

75

Syftet med urvalet var att, trots det ”snäva” urvalet, erhålla mångfald och

variation i svaren. Det som förenade respondenterna var att alla var insatta i

fysikämnet och hade viss insikt i gymnasieskolans fysikkurser (bland annat

hade fem av respondenterna erfarenhet som lärare från fysikundervisning på

gymnasiet) och fysikundervisning samt kännedom om begreppet hållbara

energisystem.

Ansatsen för analysen var tolkande och beskrivande. För att finna svaret på

forskningsfrågan om vad ett ämnesinnehåll bör omfatta, givet det normativa

i styrdokumenten, användes en explorativ analysmetod. Inledningsvis sam-

manställdes svarstexterna för respektive fråga. Därefter sammanställdes

svarstexterna i sin helhet oberoende av fråga. Tanken var att se mönster i

materialet trots att vissa specifika aspekter efterfrågats och därmed styrt sva-

ren. Mönstret skulle utmynna i en kategoristruktur, med andra ord - en itera-

tiv process skulle visa en strategi för undervisning med specificerat innehåll,

sammanställt i kategorier.

Ett system av kategorier skapades ur materialet som bland annat svarade på

frågorna vad och hur rörande innehållet i fysikundervisningen. Kategorierna

testades sedan på materialet igen varpå justeringar gjordes genom att katego-

rierna skärptes upp. Fortsatta analyser av materialet innebar kategorisering

av texter i nya kategorier vilket så småningom resulterade i en struktur över

undervisningsinnehållet. Strukturen innebar att traditionella fysikbegrepp och

samband tas upp i ett sammanhang, att en problematisering sker och att ett

lösningstänkande krävs för insikt om hållbar utveckling. Denna struktur

grundlades i studiens ram och blev därefter basen för kategorisering av all

svarstext från panelen.

Kategorierna skapades ur panelens svar gällande fysikundervisningens

form och innehåll, de utgjorde delar som panelen mer eller mindre tydligt i

konsensus ansåg skulle finnas med i undervisningen; begrepp och samband

(B) – begränsade kontexter (C) - sammanhang/områden (D) – problem (E) –

lösningar (F). Alla dessa kategorier bestod dessutom av underkategorier.

Kategorierna presenteras i tabell 2A, bilaga 2. Alla 545 uttalanden (totalt 442

olika typer av uttalanden) kunde sorteras in i dessa kategorier, antingen i en

kategori eller i flera kategorier.

Läroböcker

För läroboksanalysen användes fyra olika fysikböcker för kursen Fysik A

(Ekstig & Boström, 2003; Bergström, Johansson, Nilsson, Alphonce, &

Gunnvald, 2004; Pålsgård & Kvist, 2002; Gottfridsson, 2002). De fyra läro-

böckerna var vanligt förekommande inom gymnasieskolans naturvetenskap-

76

liga program under tiden för undersökningens genomförande, speciellt inom

kursen Fysik A i vilken områdena energi och värme ingår. Kapitlen om

energi och om värme i respektive bok valdes ut för analys.

Materialet bearbetades genom en kvantitativ innehållsanalys enligt föl-

jande: För analys valdes ett lämpligt textavsnitt, texten bröts ned i mindre

enheter, relevanta kategorier utarbetades/formulerades (fanns redan i denna

studie i form av underkategorierna från expertundersökningen, redovisas i

bilaga 2), textenheterna kodades sedan i överensstämmelse med kategorier-

na, förekomsten av enheterna räknades och slutligen analyserades texten

beträffande enheternas frekvens och deras förhållande till andra enheter som

förekom i texten. Meningen var att texten i läroböckerna skulle innehålla

ledtrådar till ett djupare och ibland oavsiktligt budskap som faktiskt kommu-

niceras.

Resultatet från expertundersökningen, sammanställt i tabell 2A i bilaga 2,

formulerat som underkategorier beskrivande ett lämpligt innehåll, eftersök-

tes i läroböckerna genom analysen. Alla läroböckernas innehåll analyserades

på samma sätt så långt det var möjligt. Hela innehållet i läroböckernas kapi-

tel om energi och värme delades upp i analysenheter; förklarande text, påstå-

enden i marginalen, räkneuppgift/diskussionsfråga, räkneexempel,

bild/diagram, tabell och ”text i fokus” (exempelvis en ”tänk på att – ruta”).

Förklarande texter delades in i analysenheter på ett sådant sätt att enheten

svarade mot en kategori. Det innebar exempelvis en direkt förklaring av ett

begrepp (B) i en mening, exempelvis ”effekt beskriver hur mycket energi en

process omsätter varje sekund” eller ett begrepp satt i ett större sammanhang

(D) exempelvis ”vår viktigaste energikälla är solen vars livgivande strålar

ständigt når jorden. Lite av solenergin fångas upp av växter som omvandlar

solenergin till lagrad kemisk energi”. Analysenheterna motsvarades genom

detta av ett par ord eller ett textstycke, dock som mest ett par meningar. När

läroböckernas kapitel om energi och värme kategoriserades så genomfördes

det med en kvantitativ analys. Sedan kvantifierades antalet analysenheter,

antal analysenheter fördelade på kategorier, olika kategorier fördelade på

olika begrepp/samband respektive påståenden. Genom denna sammanställ-

ning kunde en beskrivning göras av respektive lärobok utifrån typer av ana-

lysenheter, vilka de vanligaste kategorierna var, vilka de vanligaste begrep-

pen/ sambanden och påståendena för respektive kategori var. Varje lärobok

beskrevs därigenom enligt en bild där andel analysenhet av totalt antal för

respektive huvudkategori angavs samt de för kategorin mest förekommande

begreppen/sammanhangen/problemen/lösningarna presenterades som text.

När procentsatsen för respektive huvudkategori angavs kunde man se var

tonvikten låg, om läroboken hade ett innehåll med tonvikt på förklaringar av

fysikbegrepp (B), tonvikt på att sätta begrepp i större sammanhang (D) eller

77

kanske fokus på problematisering (E). För respektive lärobok har även en

kort sammanställning av framträdande utgångspunkter gjorts, det kan röra

sig om vanligt förkommande begreppsförklaringar eller sammanhang. Att

redovisa framträdande innehåll specifikt kan ses som en mer kvalitativ ana-

lys.

Fallstudie - Fysiklektioner

Efter kontakt med en person ansvarig för fysikgruppen inom det naturveten-

skapliga programmet vid en gymnasieskola i en medelstor svensk stad etab-

lerades samarbete med en fysiklärare och en klass. Klassen betraktades, en-

ligt läraren, som en normalpresterande klass inom fysikämnet. Klassen hade

en jämn fördelning dels mellan flickor och pojkar, dels mellan ungdomar

med svenskt ursprung och ungdomar av utländskt ursprung. Läraren var en

fysik- och matematiklärare som hade arbetat över 30 år både på gymnasie-

och universitetsnivå.

I fallstudien genomfördes datainsamlingen genom videofilmning och

ljudupptagning av åtta veckors fysiklektioner rörande energi och värme,

inom ramen för kursen Fysik A. Under den aktuella perioden filmades 12

lektionstillfällen om sammanlagt 517 minuter. De åtta veckornas undervis-

ning omfattade allt rörande energi och värme för en klass, 26 elever, under

Fysik A-kursen i årskurs 1 på naturvetenskapliga programmet. Samma fysik-

lärare undervisade under samtliga lektioner. Under laborationer och fri räk-

ning prioriterades ljudupptagning av läraren och lärarens samtal med elever-

na. Lektionerna bestod till största delen av att läraren föreläste med utgångs-

punkt i en lärobok. Alla filmer transkriberades antingen i sin helhet för att

därefter kategoriseras eller kategoriserades de direkt och kompletterades

med transkribering för partier som bedömdes innehålla intressanta diskus-

sioner mellan lärare och elever eller uttalanden av läraren.

Fallstudien analyserades genom att uttalanden, exempel, ordväxlingar el-

ler beräkningar eftersöktes och sorterades enligt kategorier från expertunder-

sökningen (bilaga 2). Syftet med analysen var främst att se hur de olika hu-

vudkategorierna fördelades i undervisningen. Materialet, det vill säga trans-

kriptsekvenser eller sekvenser från videofilmen, kategoriserades därmed likt

innehållsanalysen av textböckerna. Varje lektion analyserades i möjligaste

mån på samma sätt. Lärarens uttalanden och lärarens samtal med elever ka-

tegoriserades (med underkategorier från expertundersökningen). Uttalanden

och samtal avgränsades till tidsinställda sekvenser som ligger mellan 10 – 20

sekunder.

78

Samtliga kategoriserade sekvenser analyserades därefter med syfte att hit-

ta vilket grundläggande fysikbegrepp eller vilket sammanhang som behand-

lades.

3.3 Vetenskapsteoretiska överväganden kring

In document Att vördsamt värdesätta eller tryggt trotsa : Gymnasiefysiken, undervisningstraditioner och fysiklärares olika strategier för energiundervisning (Page 74-78)