För huvudkategorin solenergins påverkan på geofysiska system förklarade två elever växelverkan mellan solenergi och vinden. 5,2 % av eleverna kunde förklara växelverkan mellan solenergi och vågor. 5,2 % av eleverna nämnde att solenergin bidrar till avdunstning av vatten, dvs. påverkar vattencykeln.
För huvudkategorin solenergins påvekan på biologiska system kunde en underkategori av svar identifieras. 2,6 % av eleverna nämnde solenergins påverkan på biologiska system genom att ta upp begreppet fotosyntes.
När det gäller huvudkategorin solenergins påverkan på tekniska system kunde 5,2 % av elevernas svar identifieras som underkategorier. Eleverna gav inga konkreta svar på vilka tekniska system som kan omvandla solenergin, däremot kunde de nämna att solenergin kan omvandlas till elektrisk energi.
Exempel på ett sådant svar är:
En elev som skrev: Strålningsenergielektrisk energi. Strålningsenergikemisk energi. Strålningsenergivärmes energi.
De resterande svaren anger inte fullständiga beskrivningar på omvandlingar mellan energiformer.
SP: Inom huvudkategorin Solenergins växelverkan med jordens geofysiska system kunde
följande typer av underkategorier noteras: 19 % av eleverna nämnde att solenergin värmer jorden och två elever nämnde att solen påverkar vattencykeln.
Inom huvudkategorin Solenergins påverkan på tekniska system kunde 16,8 % av svaren identifieras som underkategorier. Hälften av eleverna angav solfångare och hälften solceller som tekniska system.
Inom huvudkategorin Solenergins påverkan på biologiska system gavs två typer av svar. Båda svaren identifieras under samma underkategori, varav den ena nämnde begreppet fotosyntes och den andra beskrev indirekt fotosyntesen.
31
NV: Inom huvudkategorin Solenergins växelverkan med jordens geofysiska system återfanns
17 svar. De var av olika underkategorier. 10,2 % av eleverna resonerade att solenergin påverkar luftsystemet och orsakar vindar. 21 % av eleverna nämnde att solenergin värmer jorden. 8,4 % av eleverna diskuterade hur solenergin påverkar vattencykeln.
Inom huvudkategorin Solenergins påverkan på biologiska system gav samtliga elever svar på samma underkategori, fotosyntesen.
Inom huvudkategorin Solenergins påverkan på tekniska system gav 12 elever svar vilka kan delas upp i två underkategorier. 21 % av dessa elever nämnde solceller och 4,2 % nämnde solfångare. Noterbart här var att eleverna hade svårt att skilja på vad för sorts funktion de olika systemen har. Eleverna blandade ofta ihop dem med varandra. Detta är en intressant tendens som även kan noteras i elevkategorin SP och i åk 9.
32
Fråga 6
Fråga 6 är endast avsedd för gymnasieelever. I fråga sex fick eleverna argumentera för och emot tre energikällor vad gäller energikvalitet och energikvantitet för ändamålet uppvärmning av bostadshus (bilaga 2).
Önskvärt svar
Ett önskvärt svar för varje punkt för denna fråga skulle vara att redovisa energiformens kvalitet och föra resonemang kring hur stor mängd energi som utnyttjas för ändamålet, dvs. energikvantitet.
Energikvantitet
Elvärme: All den el-energi som används för att värma upp ett hus går åt till det ändamålet, vilket gör att det inte slösas med energikvantiteten. 100 % elenergi omvandlas till
värmeenergi. Detta är god energihushållning vad gäller kvantitet.
Värmepump: För att driva värmepumpen utnyttjas en liten mängd elenergi. Den mängd energi som fås ut i form värmeenergi har 3 till 4 gånger så stor kvantitet som den mängd elenergi som användes för att driva den. Detta är god energihushållning vad gäller kvantitet.
Solfångare: En solfångare utnyttjar endast en liten del av den sol-/strålningsenergi som träffar ytan. Detta gör att kvantitativt är solfångaren inte effektiv och mycket sol-/strålningsenergi utnyttjas inte. Solfångaren är i detta avseende dålig vad gäller hushållning med
energikvantitet. Dock ska det noteras att flödet av sol-/strålningsenergi är ofantligt stor så länge solen är uppe.
Strålningsenergi som solfångaren utnyttjar samt omgivningsvärmen som värmepumpen utnyttjar är kostnadsfri energi, medan elenergi är köpesenergi. Detta innebär att ur ekonomisk synvinkel t ex att elvärme inte är god hushållning. Ur ett energiperspektiv stämmer dock resonemanget ovan.
Energikvalitet
Elvärme: El-energi kan omvandlas till många andra energiformer och har därför hög kvalitet. Denna höga kvalitet är det slöseri med när den omvandlas till värmeenergi som är av låg kvalitet. Detta är dålig hushållning med energikvalitet.
Värmepump: Omgivningsvärmen som utnyttjas av värmepumpen är av låg kvalitet. Likaså är värmeenergin som utvinns ur värmepumpen. Detta är god energihushållning med
33
energikvalitet. Elenergin som används för att driva värmepumpen är av hög kvalitet, men mängden är så pass liten jämfört med vad som fås ut, vilket inte gör den värd att nämna i detta sammanhang.
Solfångare: Strålningsenergin från solen som utnyttjas av solfångaren är av låg kvalitet. Likaså är den värmeenergin som utvinns ur solfångaren. Detta är god energihushållning med energikvalitet.
Elevernas svar
Samtliga elevsvar är kortfattade, majoriteten är i punktform. Detta kan troligen bero på tidsbrist och att eleverna eventuellt tolkat frågan fel.
På SP har 16,8 % av eleverna inte svarat. På NV har 16,8 % av eleverna inte svarat. Mer än hälften av eleverna valde att argumentera och värdera istället ur ett miljöperspektiv. Ett
mycket tydligt drag i deras svar och resonemang var att de gärna använde ordet effektivitet för att besvara hur pass kvalitativ energin är, det vill säga hur många andra energiformer den kan omvandlas till. Vad gäller energimängd använde eleverna inte det begreppet för att förklara om mängden energi utnyttjas till fullt eller att en viss del inte utnyttjas i onödan. De skrev istället hur mycket energi som används eller utvinns i respektive system. Resultaten redovisas i en sammanfattande text nedan för SP respektive NV.
Sammanfattning av förklaringar på SP
Vad gäller elvärme skrev 18,9 % av eleverna att det är bra energikvalitet utan vidare förklaring. 25,2 % av eleverna skrev att det är god användning av energimängder, även här utan vidare förklaring. Det råder delade värderingar angående elvärme som energihushållning, då 10,5 % angivit att det är bra och 10,5 % angivit att det är dåligt. Resten gav inga argument eller resonemang som besvarar frågan korrekt. Eleverna har värderat istället för att ge sakliga argument.
Vad gäller värmepump hade majoriteten av eleverna inte svarat. 4,2 % av eleverna nämnde att det är bra kvalitet utan vidare förklaring. Eleverna nämnde i enkäterna att de inte gått igenom värmepumpen som energikälla i skolan.
Vad gäller solfångare skrev 16,8% av eleverna att det var dålig användning av energimängder. 8,4 % av eleverna värderar även att energikvaliteten är dålig, vilket var det enda som stod i svaren. Här fanns också delade värderingar vad gäller energihushållning.
34
Sammanfattning av förklaringar på NV
Vad gäller elvärme så råder en enighet bland 29,4% av elevsvaren att elenergi är av god kvalitet. Inga elever resonerar kring energimängden, 14,7 % av eleverna ansåg att det är dålig energihushållning och inga angav att det är bra energihushållning.
Vad gäller värmepump angav 10,5 % av eleverna att det är bra energihushållning. Inga elever antydde att det var dålig energihushållning. Resterande svarade inte på frågan.
Vad gäller solfångare tyckte 24,2 % elever att det är bra energihushållning. Resterande elever angav inte något relevant svar på frågan.
Sammanfattning
Generellt har eleverna inte fört resonemang kring de olika energikällorna, utan har svarat i punktform med enstaka ord. Detta innebär att inga vidare slutsatser kan dras huruvida eleverna förstår begreppen. Lärarna förklarade att de inte har gått igenom värmepumpen och termodynamikens lagar, vilket påverkar elevernas möjligheter till att ange ett bra svar. Elevernas svar på frågan har inte kunnat påvisa att de kan skilja på energimängd och energikvalitet.
35
Diskussion
I det här avsnittet diskuteras resultaten som erhållits från enkätundersökningen. Först kommer vi att ta upp forskningsfråga 1 och 2 och jämföra resultaten från undersökningen med den forskning vi gått igenom i litteraturbakgrunden, i synnerhet Anderssons (1996), Liu och Tang (2004) samt Driver m.fl. (1994). Forskningsfråga 3 och 4 kommer att diskuteras med
kursplanens mål som utgångspunkt. Vi kommer också diskutera hur elevernas förmåga att använda ett naturvetenskapligt språk ser ut i respektive elevkategorier. Läsaren måste
uppmärksamma att totala antalet deltagande elever för varje årskurs varierar, vilket betyder att ett svar i respektive årskurs ger olika procentuella andelar. Ett elevsvar i åk 9 motsvarar 2,6 % och på NV respektive SP motsvarar ett elevsvar 2 % respektive 2,2 %.