Gasbegreppet – nyckelidéer och kategorischema

Under intervjuerna talar eleverna ofta om ämnen i gasform. I exemplet med den slutna burken med jord talar de om ångan som stiger upp från jorden. När något brinner och försvinner sägs det som brinner bli ”precis som luft”. Det som luktar avger en doft eller, som några säger, ”en gas”.

Eleverna får inga frågor om gaser, men när vi talar om t ex vatten som avdunstar, papper som brinner och föremål med lukt, kommer deras förklaringar att innehålla beskrivningar av gaser. Jag följer upp med nya frågor, för att se hur de talar om gaser, genom att uppmana dem att förklara mera ingående eller att belysa problemen från nya infallsvinklar.

Här följer några exempel på hur elever talar om gaser. De första utdragen är från intervjuerna med Disa.

Intervju 1

Det är att små molekyler eller vad det är. Det är små jättesmå vattendroppar som kom-mer från marken. Så komkom-mer de upp och så bildar de moln. Fast de har inte kommit ut så därför fastnar de där.

Intervju 2

Det har väl torkat in i materialet eller så har det blivit molekyler som är i luften (vatten

på diskbänken). Intervju 4

Det är kanske så att det är molekyler i luften. Det är det nog så att de åker ihop i en enda klunga och så blir det stora droppar. Så börjar det regna ner. De kan inte sväva mer. Det är liksom problemet där att det borde ha regnat hela tiden ju. Men molekylerna måste ju komma från nåt.

Jag fortsätter med utdrag från intervjuerna med Set. Intervju 1

Man kan inte se det som avdunstat – det är genomskinligt (burken). Papperet försvinner ut i luften. Finns i luften.

Intervju 2

Avdunstat – det finns uppe i luften men kan inte ses – har blivit luft (vatten på

Intervju 3

Gaser ser likadant ut som luft. En gas kommer från teet. Det kommer gas från parfymen.

Intervju 4

Imman kommer från molekylerna i bensinen. Luft och bensin blir någon slags gas som ånga.

Eftersom det är molekyler i det och kommer det ut i luften (bensin).

Under lektionerna har vi kommit i kontakt med situationer där gaser finns med. Nyckelidéer om gaser redovisas i tabell 46.

Tabell 46 Nyckelidéer om gaser i lektionerna.

U1 – nyckelidéer U2 – nyckelidéer U3 – nyckelidéer

Gaser finns.

Ånga kan avdunsta från vatten. Ett ämne kan vara fast, vätska eller en gas.

Ånga är en gas.

Ett ämne kan vara fast, vätska eller en gas.

Gaser är materia.

Gaser kan komprimeras. Fast ämne kan bli en gas.

Ånga finns i luften. Luft väger.

Luft kan komprime-ras.

I den första undervisningssekvensen arbetar eleverna med materiens faser och med exempel från olika ämnen och föremål. Vi talar också om vatten i gasform som vi inte kan se. Vid näs-ta undervisningssekvens fortsätter vi med att belysa skillnaderna mellan fasnäs-ta ämnen, vätskor och gaser och eleverna får beskriva vad en gas är. Under denna period iakttar vi också hur kolsyresnö övergår till gas och att luft kan komprimeras. Under den sista undervisningsse-kvensen återkommer vi till vattenånga och luft. Vi väger en fotboll före och efter att vi pum-pat upp den. Vi diskuterar att luft kan pressas samman så, att vi kan pumpa in mer och mer luft i fotbollen.

Gasformiga ämnen är oftast osynliga. Eleverna kan inte märka om en gas släpps ut i luften, om den inte luktar eller har färg. Med gas menar eleverna ofta gaser som vi kan uppfatta med våra sinnen, dvs lukt eller syn. När elever talar om att något försvinner, t ex i samband med att det brinner, säger de ofta att det går ut i luften, när man frågar vad de menar. Gå ut i luften kan då betyda, att något blandas med luften, att det bildas en gas eller något annat. En enkel partikelmodell kan vara ett hjälpmedel, när man ska förklara olika händelser som avdunstning och förbränning samt egenskaper hos gaser, som att de har vikt och att de kan pressas sam-man. I projektvärlden, se figur 27, kan vi förklara en del av gasernas egenskaper med att det är mycket glesare mellan molekylerna i en gas än i en vätska. Om det är glesare mellan mole-kylerna, kan man kanske förklara att gasen kan pressas samman lättare än vad en vätska kan. När ett stearinljus brinner bildas gaser som blandar sig med luftens gaser. Vi ser ingen skill-nad mellan luftens molekyler och de bildade gasernas molekyler. Många elever uppfattar det brinnande ljuset som att det sker en avdunstning. När vi pumpar in luft i fotbollen blir den tyngre. Eftersom luft är ”luftmolekyler” kan modellen utvidgas med att molekyler har vikt. I figur 27 sammanfattas målsättningen för arbetet med gasbegreppet i projektet.

Projektvärlden 1. Luft är en gas. 2. Ånga är en gas. 3. Kolsyra/ koldioxid är en gas. Gaser består av molekyler. Ett ämne kan var en gas, en vätska eller ett fast ämne. 1. Vattenmolekyler lämnar vattnet. 2. När ljuset brinner bildas gaser. 3. Koldioxid bildas.

Vissa gaser har lukt, färg och kan vara farliga. Gaser har massa. 1. Luft 2. Ånga 3. Kolsyra 1. Vattnet försvinner. 2. Ljuset försvinner. 3. Bubblor av kolsyra. Regler Gaser är osynliga, luktar, är farliga och väger ingenting. Ord och bilder Vardagsvärlden Ord och bilder

Figur 27 Le Maréchal-schema som visar målsättningen för gasbegreppet i projektet.

Jag gör en särskild analys av hur eleverna uppfattar förändringar som innebär att en kemisk reaktion sker, så det tas inte med i detta avsnitt. Under den första och den fjärde intervjun dis-kuteras hur vi kan känna lukt från ämnen med stark doft. I förklaringarna till vad som händer mellan det som luktar och näsan, har eleverna olika sätt att beskriva det som rör sig genom luften. Ånga lämnar t ex mat som luktar. Något från det som luktar kommer in i näsan, och några säger att en gas kommer från det som luktar. Det finns också elever som säger, att mo-lekyler från det som luktar kommer in i näsan. Denna beskrivning skulle kunna vara en rimlig högsta nivå i elevernas beskrivningar av lukt. För många elever är föreställningarna om gaser som lämnar det som luktar en hög nivå av förståelse.

Elevernas sätt att tala om gaser har kategoriserats med avseende på kvaliteten i beskrivningen. Varje intervju kategoriseras med den högsta kategorin som eleven använder under intervjun. I tabell 47 beskrivs kategorierna som används vid analys med avseende på beskrivning av ga-ser.

Tabell 47 Kategorisering av elevernas sätt ”att tala om gaser”.

Kategori Beskrivning Exempel

Ingenting Säger ingenting om gaser. Exempel Anger att något är en gas, att

man inte kan ta på det eller att den är osynlig.

Jane I3: Som luft.

Ove I4: Nej. Ja det är en gas.

Makro Beskriver situationer då gaser bildas vid avdunstning eller vid förbränning m m. Inga egen-skaper som att gaser har vikt eller att de kan komprimeras nämns.

Alma I1: Det har luften och det som finns i burken avger jorden och sätter sig på glaset och blir vattendroppar.

Carl I3: Det blir varmt här i, för man har lock på. Det blir varmare så då avdunstar ånga. Det är precis som när man kokar så.

Vikt/Kompr. Anger exempel på att gaser har vikt eller att de kan komprime-ras.

Siv I2: Ja de har de väl. De innehåller lite luft gas som åker ut i luften. De väger kan-ske lite.

Kategori Beskrivning Exempel

Molekyl/Mikro Beskriver gaser med hjälp av ordet molekyl eller använder en partikelmodell för gaser.

Dan I4: Man kan hålla de där uppe. Det ångar upp lite. Molekylerna kommer upp. Disa I4: Det är kanske så att det är moleky-ler i luften det är det nog så liksom åker de ihop i en enda klunga. När blir det stora droppar så börjar det regna ner. De kan inte sväva mer. Det är liksom problemet där att det borde ha regnat hela tiden ju. Men molekylerna måste ju komma från nåt.