5. RESULTAT OCH ANALYS
5.2 Kvalitativa undersökningen
5.2.2 Framställning av hypotes
Följande resultat är en analys av hur framställningen av hypoteser har gått till inom de olika grupperna. Först redovisar vi i tabell 5 vilka hypoteser elevernas kommit fram till och hur de kommit fram till dem. Sedan följer citat som visar hur eleverna gjort, och sist analyserar vi resultaten.
Tabell 5 Hur eleverna framställer sin hypotes
Grupp 1
Lärare närvarande.
L: Ni skriver upp vad ni tror händer och vad som finns i bubblorna. Likadant här vad tror ni det finns i bubblorna när det kokar?
E: Ånga, ånga, ånga
E: Ska vi sätta denna så?(bägaren över det kokande vattnet) L: Ja, men vad tror ni händer om ni gör så?
E: Då ångar det där
Grupp 2
Ingen lärare närvarande.
E: Vi tror att hm alltså vi kan ju inte skriva utan alla
E: När vattnet börjat koka så när vi håller den ovanpå så bildas det vattenånga i den
Grupp Hypotes till
a) vad som finns i bubblorna
b) vad som händer när man sätter en glasbägare ovanför det kokande vattnet
Hur
1 a) ånga
b) då ångar det där
I båda fallen är det lärare som ställer frågorna och eleverna svarar.
2 a) ej svarat
b) det bildas vattenånga i den
Ingen lärare inblandad. Elev gör jämförelse ur vardagen.
3 a) luft, ånga
b) det exploderar, glaset försvinner,
den blir fuktig, luften försvinner, den blir helt vit
I båda fallen är det läraren som ställer frågorna och eleverna svarar.
4 a) gas, ånga som flyter, flyger upp
b) det blir imma, det blir ånga på den
I båda fallen är det läraren som ställer frågorna och eleverna svarar.
5 a) ingenting, luft, syre
b) ej svarat
E: mm
E: Och när den har kokat ett tag så kommer vattnet att försvinna helt. E: Kommer det?
E: Ja, jo, det är lika som om det aldrig hade regnat så hade det aldrig kommit mer vatten någon gång.
Grupp 3
Lärare närvarande.
L: Vad tror ni händer E: Det blir bubblor
L. Vad tror ni det finns i bubblorna E: Luft
L: Har ni något mer förslag på vad det kan finnas i bubblorna? E: Ånga
L: Sen när ni kokat det ska ni hålla den ovanför, vad tror ni händer? E: Det exploderar, glaset försvinner
L: Vad tror ni händer när ni håller den över så? E: Den bli fuktig,
E: Den där försvinner
E: Den där dumma luften försvinner L: Den försvinner?
E: Ja för luften är starkare
L: Jaha du tänker lite på burken. (Experiment vi visade i introduktionen)
E: Den blir helt vit
Grupp 4
Lärare närvarande
L: Ni skriver ner vad ni tror händer när man kokar vatten och vad som finns i bubblorna, vad tror ni finns i bubblorna?
E: Vi tror det kokar och det finns gas i bubblorna, och ånga.
E: Nej det, jo ånga det flyter, flyger upp. Är du också med på att det finns ånga i bubblorna? E: Ja
E: Ska vi sätta denna över?(Bägaren över det kokande vattnet)
L: Först ska ni skriva vad ni tror händer. E: Händer det något med den?
E: Det blir imma, det blir ånga på den. E: Ja det blir imma på den
Grupp 5
Ingen lärare närvarande
E: Vad tror vi ska hända när vattnet börjar koka? E: Det kommer ånga, det bubblar.
E: Det kommer vattenånga. E: Vad tror vi finns i bubblorna?
E: Ingenting E: Luft, syre E: Nej det är luft.
Analys av resultaten för framställning av hypotes:
Det första vi kan se är att i de två elevgrupper som det inte var någon lärare närvarande har man missat att skriva en av hypoteserna. Det var också något vi såg när vi gick runt i de olika grupperna; eleverna hade så bråttom att komma igång med experimentet att de glömde att först ställa en hypotes om vi inte påminde dem. Utifrån resultaten kan vi inte se någon speciell skillnad i själva utformandet av hypotesen när det var lärare inblandad eller ej. I själva verket var det bara en upprepning av frågeställningarna som gjordes av lärarna. Det diskuteras inte så mycket när hypotesen fastställs, det är mer
konstateranden.
I föregående analys konstaterade vi hur eleverna blandade ihop vattenånga med imma. Samma sak ser vi i det här resultatet.
5.2.3 Framställning av slutsats
Följande resultat visar hur eleverna har kommit fram till sina slutsatser. Grupp 1
Här går det inte att höra någon diskussion om någon slutsats över huvudtaget. Grupp 2
E: Slutsats vadå slutsats? L: Slutsats är ju..
E: Nej, nej, nej inget mer
L: Jo, slutsatsen är ju det ni kom fram till, stämde de två överens. Stämde det ni trodde och det ni gjorde?
E: Ja
Grupp 3
E: Har nån suddi? E: Detta är fråga två
E: Jamen vi är ju inte färdiga….
(En elev börjar läsa nästa fråga)
E: Men vi är ju inte färdiga med denna än
Grupp 4
Grupp 5
Här går det inte att höra någon diskussion om någon slutsats över huvudtaget.
Analys av resultaten av framställningen av slutsats:
Vi har inte så mycket att kommentera till denna del eftersom det är så väldigt lite som sägs i samband med slutsatserna. Utifrån resultatet från grupp 3 konstaterar vi att de har bråttom till nästa experiment och därmed hoppar över slutsatsen. Vi har även
laborationsrapporterna insamlade och de visar tydligt att det är korta svar som skrivits ner, ibland bara något enstaka ord. Det gäller i och för sig mer eller mindre även för hypoteserna och iakttagelserna.
5.2.4 Användning av begrepp
Ytterligare en kategori vi vill analysera är hur man kan se begreppen i diskussionerna. Begreppen vi fokuserar på här är flytande, gas och kondensation (se tabell 6).
Begreppen fast och avdunstning analyserar vi inte eftersom det inte finns någon direkt koppling till dem i laborationen. Däremot fasövergången från flytande till gas, som i det här fallet blir förångning, går vi in och tittar på.
Faser Kommentarer till
faser Övergångar Kommentarer till övergångar
E: Det kommer ånga upp
L: Ånga vad var nu det, kunde man se det eller hur var det?
E: Nej E: Jo suddigt E: Gas
Osäkerhet på att ånga är en gas och att man faktiskt inte kan se den.
E: Mm det började bubbla det blev vattenånga
Eleven har konstaterat en fasövergång.
E: Är det vattenånga man ser här inne på insidan också? E: Ja är det
vattenånga man ser?
Inte insett att
vattenånga är en gas, eller inte insett att vi ej kan se gaser.
E: Bubblorna kom nerifrån och upp och bildade vattenånga
Eleven säger att vattenångan bildas vid ytan, eller så har de förstått att det är vattenånga hela tiden bara att han/hon uttrycker sig fel.
E: Nej det jo, ånga det flyter, flyger upp.
Inser att gasen är
lättare än vätskan. E: Det kommer upp och sedan blir det vattenånga.
Samma tolkning som ovan.
E: Det blir imma E: När kallt och varmt möts blir det ånga
Intressant kommentar
E: Det blir ånga på den
E: Vattenånga ja om det är vattenånga i så kommer det upp och sen när det börjar koka så sprids det så blir det vattenånga där uppe.
E: När vattnet börjat koka så när vi håller den ovanpå så bildas det vattenånga i den
Här kan man tydligt se att det är den
kondenserade vattenångan som eleverna kopplar till bara vattenånga.
Tabell 6 Begreppsanvändning
Analys av resultaten av sammanställning av begreppsanvändning
Resultaten visar återigen att många elever blandar ihop vattenånga och imma. För många har det samma betydelse. Att ånga är en gas och imma är flytande kommer inte fram i resultaten. Hela diskussionen utgår ifrån flytande och gas i form av imma och
vattenånga. Vi tolkar resultaten som att eleverna inser att det är en fasövergång, men de inte har rätt ord för att beskriva det.
6. Avslutande diskussion
Vår första frågeställning var: ”Hur kan vi med vårt undervisningsupplägg få eleverna att förstå begreppen fast, flytande, gas, avdunstning och kondensation på ett mer
vetenskapligt sätt?”
Vi anser att eleverna har lärt sig att sortera ämnena i fast, flytande och gasform.
Svårigheten för eleverna ligger i att kunna motivera varför ett ämne tillhör den kategori de valt. Eftersom eleverna inte hade några kunskaper på molekylär nivå kan vi inte heller förvänta oss att de ska klara detta. Vi utmanade deras tänkande i dessa banor genom att introducera ett molekylbegrepp. Eleverna fick då också dramatisera de olika faserna på molekylnivå, vilket sedan visade sig genom att de använde molekylbegreppet i sina motiveringar i slutenkäten.
När vi tittar på resultaten angående vattnets faser kan vi se en positiv utveckling med undantag för att deras kunskap om vad moln är blev sämre. Vi tror det grundar sig på deras missuppfattning om vad vattenånga är. Våra resultat pekar på att de har en tendens till att blanda ihop vattenånga och imma. Eleverna ser inte vattenånga som någon gas, utan det är den kondenserade vattenångan som de benämner vattenånga. Detta resultat kommenterar även Andersson (2008b), och han ser en lösning i att använda begreppet vatten i gasform stället för vattenånga. Detta tror vi också skulle kunna hjälpa eleverna utifrån de resultat vi har fått fram.
När det gäller fasövergångar är det avdunstningen som har gett mest positiva resultat. Det är något som syns på flera ställen i resultaten. Kondensering visar sig vara väldigt svårt för elever att ta till sig, vilket också Andersson (2008b) konstaterat i sin forskning. Vi kan ändå se att eleverna har en viss förståelse för att det sker en fasövergång, men återigen är det missförstånd över begreppet vattenånga som vållar problem för dem. Kondensering är inget begrepp som finns i deras vardag och därför blir det svårt för dem att använda det till skillnad från avdunstning.
Vår andra forskningsfråga är ” Hur diskuterar eleverna vattnets faser och omvandlingar under laborationer, särskilt då det gäller iakttagelser, hypotes- och slutsatsformulering samt användning av begrepp?
Eskilsson (2001) menar att diskussioner och experiment utmanar elevernas
föreställningar och kan leda till att gamla erfarenheter ifrågasätts. Utifrån detta hade vi förväntat oss mer diskussioner under laborationerna. Vi insåg att eleverna inte hade så mycket erfarenheter av att arbeta laborativt vilket gjorde att de fokuserade mest på hur experimentet skulle utföras istället för att iaktta vad som hände. Resultaten var positiva i den bemärkelsen att vi blev medvetna om att enbart experimentet i sig inte är tillräckligt för att eleverna ska utveckla en begreppsförståelse. Här konstaterar vi precis som Harlen (2006) att iakttagelseförmåga och begreppsutveckling påverkar varandra.
Resultaten visar att det är viktigt för eleverna med genomgångar för att få diskutera och ställa frågor angående experimentet. Det syfte vi som lärare ser med experimentet är inte alltid säkert att eleverna kommer fram till. Vi känner att i den här elevgruppen hade det behövts tydligare instruktioner i form av följdfrågor för att hjälpa dem att se syftet med experimentet; eleverna hade svårt att se viktiga detaljer som var avgörande för förståelsen. Det här är en viktig erfarenhet för oss att ha vetskap om i vårt framtida arbete med naturvetenskaplig undervisning.
Vi insåg hur viktig vår roll som pedagoger är under laborationerna. Vårt ansvar är att eleverna ska förstå syftet med experimentet. Vi tror att mindre grupper är att föredra då man som pedagog under arbetets gång kan gå runt och ställa utmanande frågor och även hjälpa dem att arbeta utifrån ett naturvetenskapligt arbetssätt. Nu hade vi förmånen att vara tre pedagoger som kunde gå runt i de olika grupperna vilket syns tydligt i
resultaten att det gav mer innehållsrika diskussioner. I normala fall hade det förmodligen bara varit en pedagog, vilket hade gjort det svårt att hinna med alla
grupper. Väl genomtänkta experiment där man som lärare vet vad man vill ha ut av det är en nödvändig förutsättning när man ger instruktioner. Vi är lite delade i denna fråga eftersom vi också tycker att det är viktigt för eleverna att få känna sig fria i
experimenten. Om man skriver för detaljerade instruktioner så kan det eventuellt bara bli konstateranden när eleverna gör experimenten. Vi vill trots allt att de själva ska iaktta vad som händer; annars är vi rädda att lust och nyfikenhet dämpas.
Resultaten från elevernas hypotes- och slutsatsdiskussioner visar att de är ovana att arbeta på ett naturvetenskapligt sätt. Samma sak anser vi gäller för begreppen som de
behöver för att beskriva vad som händer. Vi tycker att det stämmer väldigt väl att ett experiment måste vara väl förberett både vad gäller kunskap och arbetssätt. Eleverna såg inte samma syfte med experimenten som vi hade förväntat oss. Det här är bara vad diskussionerna visar, men som Eskilsson (2001) skriver så är det stor skillnad i vad eleverna säger och vilka kunskaper de har. Detta kan vi se när vi jämför resultaten från vår kvalitativa studie med den kvantitativa. Som vi tidigare visat så har det inte varit så många längre diskussioner och utvecklingar under experimentens gång, men resultaten från enkäterna visar att eleverna har förbättrat sin förståelse inom flera områden.
De viktigaste slutsatser vi kommit fram till är följande:
• Vår undervisning gav eleverna förståelse för vattnets faser och avdunstning. • Begreppet vattenånga används felaktigt av eleverna.
• Begreppet kondensation var det ingen elev som tog till sig. • Läraren har en viktig roll under experimentets gång. • Experiment behöver genomgång för att skapa förståelse.
• Förkunskaperna är viktigt att ha i åtanke när man planerar laborationer.
6.1 Slutord
När vi startade den här studien var vi intresserade av att se hur vi med hjälp av en undervisningssekvens kunde utveckla elevers begreppsförståelse. Vi ville på något sätt vara ute i verksamheten och vara delaktiga i den. Skolan är en målstyrd verksamhet, så när vi planerade undervisningen utgick vi ifrån de styrdokument som riktas mot årskurs fem för att hitta en lämplig ingång. Vidare gick vi igenom den pedagogiska processen som enligt Nationalencyklopedin innefattar tre stadier. Man talar om uppställning av mål för undervisningen, organisering av inlärningstillfällen och slutligen utvärdering och kontroll av inlärningen. Vi valde vattnets faser och övergångar för att det är ett mål att uppnå i årskurs fem. Även Anderssons (2001) forskningsresultat, som visar elevers tänkande om skolans naturvetenskap, inspirerade oss till val av ämne.
Arbetet har för vår del varit väldigt intressant eftersom vi har fått genomföra våra idéer och sedan kunnat utvärdera dem. Större delen av arbetet har varit positivt och motsvarat våra förväntningar. Svårigheterna har varit att begränsa alla idéer vi haft. Vi hade behövt mer tid med tanke på vårt övergripande syfte med arbetet. Vi hade också kunnat
vara mer strukturerade och haft tydligare frågeställningar som vi mer strikt hade följt. Det här är vårt första examensarbete och naturligtvis finns det mycket som vi kunde ha gjort annorlunda i efterhand.
7. Referenser
Litteratur
Andersson, Björn (2001). Elevers tänkande och skolans naturvetenskap. Stockholm: Skolverket.
Andersson, Björn (2008a). Grundskolans naturvetenskap – Helhetssyn, innehåll och
progression. Lund: Studentlitteratur.
Andersson, Björn (2008b). Att förstå skolans naturvetenskap – Forskningsresultat och
nya idéer. Lund: Studentlitteratur.
Collins, Sue & Osborne, Jonathan (2001) Pupils´ views of the role and value of the science curriculum: a focus-group study. International journal of science education
23(5). Ingår I kompendiet ”Didaktisk forskning inom naturvetenskaperna läsåret 07/08”, Lärarhögskolan Malmö. Lund: KFS AB.
Dysthe, Olga (Red.) (2003). Dialog, samspel och lärande. Lund: Studentlitteratur.
Eskilsson, Olle (2001). En longitudinell studie av 10 – 12-åringars förståelse av
materians förändringar. Göteborg: Acta Universitatis Gothoburgensis.
Euler, Manfred (2004). The role of experiments in the teaching and learning of physics. E.F. Redish and M. Vicentini (red.), Research on Physics Education. Oxford: IOS Press.
Harlen, Wynne (2006). Våga språnget. Stockholm: Liber AB.
Helldén, Gustav (1992). Grundskoleelevers förståelse av ekologiska processer. Stockholm: Almqvist & Wiksell international.
Johansson, Bo & Svedner, Per Olof (2006). Examensarbetet i lärarutbildningen. Uppsala: Kunskapsföretaget.
Lindahl, Britt (2003). Pupils´ responses to school science and technology? A
longitudinal study of pathways to upper secondary school. Doktorsavhandling, Kristianstad universitet. Ingår I kompendiet ”Didaktisk forskning inom
naturvetenskaperna läsåret 07/08”, Lärarhögskolan Malmö. Lund: KFS AB.
Lärarnas Riksförbund, (2005). Lärarboken. Stockholm: Modin
Patel, Runa & Davidsson, Bo (2001). Forskningsmetodikens grunder. Lund: Studentlitteratur.
Skolverket (2000). Grundskolan kursplaner och betygskriterier. Stockholm: Skolverket/Fritzes.
Internet:
Andersson, Björn (2005). Rapport 27 NA-spektrum studier av naturvetenskapen i skolan. Hämtades 2008-12-20 från http://na-serv.did.gu.se/publist/pubfiler/NAS27.pdf
Krigsman Thomas, Nilsson Bodil och Wahlström Ebba. Skolutveckling, Kemiskafferiet (2002) modul 4: ”Varför ska man göra experiment i skolan?”
Hämtades 2008-12-20 från
http://www.skolutveckling.se/notnavet/kemi/kemiskafferiet/modul%204/Modul%204% 20didaktikteori%20Experimentets%20didaktik.pdf
Nationalencyklopedin (2008a). Ordet Experiment hämtat 2008-12-15 http://www.ne.se.support.mah.se/artikel/166111
Nationalencyklopedin (2008b) Uttrycket Den pedagogiska processen hämtat 2008-12-15 http://www.ne.se.support.mah.se/artikel/281118
Bilaga 1
Föräldrabrev
Till föräldrar med elever i åk 4 på xxxskolan
Hej, vi är två lärarstudenter som läser vår sista termin på Malmö
Högskola och nu är det dags för examensarbete. Vi har
naturvetenskap som vårt huvudämne och utifrån det vill vi
undersöka elevers tankar och kunskaper om vattnets kretslopp.
Forskning visar att elever har svårt att koppla skolans
naturvetenskapliga undervisning till deras vardagliga upplevelser.
Vi vill genom mycket laborativt arbete se om eleverna kan
använda sina kunskaper för att t.ex. förklara hur det blir regn?
För att vi ska kunna undersöka detta är vi i behov av att
observera undervisningen. Till hjälp kommer vi då att behöva
videofilma, banda och intervjua era barn. I vårt slutliga arbete
kommer inga namn att finnas med, och koppling till skola kommer
inte heller att synas.
Vi hoppas att alla kan vara med, men är det så att ni inte tillåter
ert barns medverkan så kontakta oss innan vecka 47. Ni kan
naturligtvis också kontakta oss om ni har några frågor.
Med vänliga hälsningar
Annicka Krappe e-post: LL051179@stud.mah.se
Linda Ydeskog e-post: LL050245@stud.mah.se
Bilaga 2a
Förförståelseenkät
1. Placera de olika föremålen i tabellen nedanför under formerna fast, flytande och gasform.
Sten strösocker
mjölk vattenånga koldioxid syre
Äpple läsk sirap
saft luft bakpulver
Fast Flytande Gas
2. Var tror du det finns vatten?
Ringa in alla de alternativ där du tror det finns vatten i.
Is Ånga moln snö växter människokroppen marken
Kan du komma på fler ställen där det kan finnas vatten. Ge minst tre exempel.
______________________________________________________
______________________________________________________
Bilaga 2b
3. Om du har en spruta med luft och täpper till öppningen. Se bilden Hur mycket tror du att man kan pressa ihop sprutan.
Ringa in ett svar.
Inget hälften mer än hälften helt
4. Vad tror du kokbubblorna innehåller?
Ja Nej
5. Tror du att det finns gaser i klassrummet?
Om du svarar ja, skriv vilken gas du tänker på. ______________________
Bilaga 2c
6. Vi häller kallt vatten i ett glas och markerar vattennivån med ett streck. Vad tror du händer med vatten nivån i glaset efter en vecka om vi låter glaset stå orört.
Ringa in ett av alternativen.
Vatten nivån är efter en vecka; lägre högre samma Förklara ditt val.
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
7.
Du har en burk med lock som du fyller med is. Du väger burken och låter sen isen smälta med locket på.
Vad tror du burken väger nu? Ringa in ett alternativ.
Mer lika mycket mindre
Förklara ditt val.
________________________________________________________
________________________________________________________
Bilaga 2d
8.
Kryssa i det alternativ som stämmer in bäst på följande
9. Skriv siffran vid det ord som bäst beskriver meningarna.
10. Ringa in de ord du stött på innan.
Fast Smältning Flytande Koldioxid syre Avdunstning Gas Kondensering Stelning
11. Var kommer vattenångan i luften från? Kryssa i ett alternativ. 1. 2. 3. 4. 5. Det blir is på sjön Istapp som droppar
Den regnvåta asfalten torkar Imma på spegeln när du duschar.
Vattnet bubblar i kastrullen
Kondensering Stelning Avdunstning Kokning Smältning
Det finns vattenånga i luften. Det finns alltid vattenånga i luften.
Det finns vattenånga bara då det finns kokande vatten. Det finns vattenånga i luften bara på vintern då det är kallt.
Bilaga 2e
12. Hur tror du moln bildas och vad består dem av?