För att få en uppfattning av elevernas samlade resultat beräknades antalet rätt. Maxpoäng var 15 poäng. Då vi summerade elevernas resultat och jämförde medelvärdena fanns det ingen signifikant skillnad mellan årskurserna. Niornas medelvärde var något bättre än årskurs 7:s medelvärde (se Tabell 4 samt Diagram 9).
Lådagrammet nedan visar fördelningen bland antal rätt. Lådans underkant representeras av 1:a kvartilen och lådans överkant av 3:e kvartilen, det vill säga lådan täcker 50 % av svaren. Markerat i lådan är medianen, resten av värdena representeras av "spröten". I årskurs nio fanns även ett extremvärde, markerat med en ring då detta är uteliggare, det vill säga längre än 1,5 kvartilavstånd från 3:e kvartilen.
Diagram 9: Svarsfördelning antal rätt jämfört på årskurserna (Antal svarande: 45 resp. 32) Tabell 4: Antal rätt på enkät 1
Årskurs Antal Medelvärde
7 45 7,8
Antal poäng
Vid jämförelse mellan årskursernas svar fråga för fråga fann vi små skillnader men i två frågor var skillnaden tydlig. Ena frågan rörde hur ljusstyrkan för två seriekopplade lampor, A och B (där lampa A är första lampan sätt ur strömmens riktning) förhöll sig. Där fanns en tydlig skillnad mellan årskurserna. 7:orna svarade rätt i större utsträckning än 9:orna (se Diagram 10).
Diagram 10: Svarsfördelning för fråga 10 – Seriekopplade lampor uppdelat på årskurs. (Antal svarande: 45 resp. 32)
Den andra frågan där det fanns en tydlig skillnad var på fråga 12, vilken strömmodell som eleverna ansåg var korrekt. 7:orna svarade i störst utsträckning modell D (strömmen konserverad i kretsen) medan 9.orna till största del ansåg att modell C (strömmen förbrukas i kretsen) vara riktigast (se Diagram 11).
Diagram.11: Svarsfördelning fråga 13 – Strömmodell uppdelat på årskurs. (Antal svarande: 45 resp. 32)
9.3 Intervjuer
Följande intervjuer genomfördes efter enkät 1 samt innan laboration. Detta är en resultatsammanställning av intervjuerna. Numreringen av frågorna hänvisar till enkät 1, se
Bilaga 1. Elevernas namn är fiktiva.
9.3.1 Intervju med Anna
Anna går i årskurs 9 och har betyget VG i NO. I enkäten har Anna fyllt i svaren enligt källa- förbrukarmodellen och ett energitänkande. På frågan om vad elektrisk ström är svarar hon att det är någon form av energi som får saker att fungera, t ex lampor och köksmaskiner. Hennes bild av ström är att energin leds i sladdar men för att energin ska flöda måste sladden vara inkopplad i ett vägguttag.
I uppgift åtta som kartlägger elevernas förståelse av en enkel sluten krets (ett batteri och en lampa) har Anna svarat att både lampa B och lampa C lyser. Vid intervjun menar hon att i figur A (där sladdarna ansluts endast till lampans underdel) går strömmen "förbi lampan" så att den inte lyser.
I uppgift nio och 13 (strömmens väg och storlek i kretsen) har Anna svarat att det endast krävs att det går ström i en sladd mellan batteriet och lampan. Den andra sladden fyller ingen funktion. Hon menar att strömmen från batteriet "den försvinner i lampan". I en seriekoppling med två lampor kommer därmed endast första lampan, lampa A, att lysa och att den lampan "tar all ström".
Då vi ber henne jämföra sina svar om hur strömmen går i en krets, uppgift nio och 13 med bild B i uppgift 14, anser hon att även denna lampa bör lysa även om hon inte svarat detta i enkäten. Enligt Anna går det ingen ström efter lampan. Anna har svarat att det även finns spänning i bild 14 C men vet inte vad spänning är, men tror ändå att den finns i lampan.
9.3.2 Intervju med Bella
Bella går i årskurs 9 och har betyget VG i NO. I enkäten har Bella svarat efter en så kallad C- modell, sekvenstänkande källa-förbrukarmodell där ström förbrukas i kretsen. För Bella är ström något "som framställs i vattenverk och blir till el som transporteras i ledningar". Någon djupare förklaring än att ström är elektricitet kan Bella inte ge.
På frågan om hur man kopplar en lampa till ett batteri så att lampan lyser har hon i enkäten svarat att båda sladdarna ska anslutas till skruvgängorna. I intervjun börjar hon dock resonera och tror inte längre att detta är rätt eftersom "man kan ju inte sätta sladdar på det gråa
(skruvgängorna)". I vanliga lampor brukar lampan "sitta i en behållare". Från hennes
resonemang kommer hon till slut fram till att ingen lampa borde lysa med relation till hennes egen vardagsuppfattning av lampor. I uppgift nio och 13 (strömmens väg och storlek i kretsen) har Bella svarat olika, dels att strömmen är konstant och dels att strömmen minskar efter lampan. Då hon tänker efter under intervjun kommer hon fram till att strömmen minskar efter lampan med resonemanget att "strömmen kommer ifrån plus till lampan där den
förbränns och sen så är det mindre kraft". Detta resonemang leder till att seriekopplade
lampor lyser olika mycket.
I uppgift 12 om parallellkopplade lampor har Bella svarat att endast lampa A lyser (lampan närmast batteriet), men vid intervjun tror hon att båda lamporna lyser lika eftersom strömmen bara delar upp sig.
På sista frågan, uppgift 14, har hon svarat att det går ström i figur C (lampa kopplat till batteri med två sladdar) och spänning i både figur C och B (lampa kopplat till batteri med en sladd). Enligt henne finns det ingen spänning i A (endast ett batteri) eftersom, "där är ju ingen
lampa" men fortsätter, "det är spänning i batteriet men det blir inte förbrukat av någonting där inte finns någon". Spänningen kan alltså förbrukas om det finns en lampa, fast i figur B finns fortfarande elektricitet men den kommer inte ut i lampan".
På intervjufrågan om vad spänning är svarar Bella att "alltså typ i batteriladdare i bilen. Om
man tar dom mot varandra så blixtrar det i laddningsgrejer. Det är en form av spänning.
9.3.3 Intervju med Calle
Calle går i årskurs 7. På frågan om vad ström är (uppgift sju) svarar Calle att det är elektriskt laddade atomer, så kallade joner. "Man kan säga att det är en liten gubbe som värmer upp
någonting så blir det ström".
I uppgiften med olika lampkopplingar (uppgift åtta) lyser alla lampor enligt Calle, eftersom
"kretsen måste vara sluten för att lampan skall kunna lysa. Så länge som sladden går till metallen så tror jag att lampan lyser".
På uppgift nio och 13 (strömmens väg och storlek i kretsen) så svarar han att strömmen är större före lampan än efter. Detta eftersom "strömmen går igenom A först, innan den hinner
igenom B och lampan tar ström" På följande fråga om seriekopplade lampor (uppgift 10)
hade han dock svarat att seriekopplade lampor lyser lika men vid intervjun tycker Calle att lampa A (första lampan i strömmens riktning) borde lysa starkare eftersom "det kommer mer
ström till A innan den går vidare till B. Lampa A tar ström och skickar vidare 'efterström', tror jag".
På uppgift12, parallellkopplade lampor, svarade Calle att lampan längst bort ifrån batteriet skulle lysa starkast. Vid intervjun vill han ändra sitt svar till att båda lamporna i parallellkopplingen lyser lika starkt eftersom "det går ju en sladd igenom båda så det borde
vara samma".
På sista frågan, uppgift 14, hade Calle svarat att det endast gick ström och spänning i figur C (enkel sluten krets), detta eftersom det "i batteriet finns ström, eller ja…spänning". Enligt hans resonemang är det bara lampa C som lyser "för där är kretsen sluten". På följdfrågan om det går ström i figur A(i batteriet) svarar Calle att det finns ström igenom batteriet. Samma gäller för figur B (lampa kopplat till batteri med en sladd). Calle menar att det inte går någon ström igenom lampan "för där kan det inte hända någonting" utan strömmen finns i batteriet. Spänning finns varken i figur A eller B enligt Calle även om han uttrycker det som att ström och spänning är samma sak.
9.3.4 Intervju med Danielle
Danielle går i årskurs 7 och enligt henne är ström något som finns i husen, "typ elektriska
atomer". I uppgift åtta (hur man kopplar en lampa till ett batteri) lyser alla lampor oavsett hur
lampan och batteriet kopplas ihop eftersom det "blir sluten krets i alla tre". ”Men jag tror att
det kan vara en uppe och en nere, som i figur C (sladdarna anslutna korrekt)". Danielle har en
källa-förbrukarmodell och anser att strömmen minskar i kretsen "För att den först går
igenom A och sen får lampan det mesta av det som kommer i den. Och resten kommer sedan ut." Trots detta tror hon också att strömmen är konserverad i kretsen då hon besvarat uppgift
13 (strömmens väg och storlek i kretsen) med resonemanget" Jag tror att det är bägge
(modeller) men jag tror mest att det är figur tre (strömmen är inte konserverad.)."
På uppgift 10 med seriekopplade lampor ändrar hon sitt svar till att "Jag tror att A (den första lampan i strömmens riktning) lyser starkare eftersom det kommer mer ström dit." I fallet med parallellkopplade lampor tror Danielle bara att lampan närmast batteriet lyser eftersom "strömmen går bara igenom någon av lamporna. Jag vet inte vilken".
På sista frågan svarar Danielle att "det finns ingen ström och spänning i A (endast batteri),
men jag vet inte riktigt vad spänning är. I B (batteri och lampa sammankopplat med en sladd) är det ingen sluten krets och jag tror inte att det finns någon spänning heller. I C (batteri och
lampa sammankopplat med två sladdar) tror jag att det går både och. Jag tror att spänning
är typ det som går i lampan så att det lyser".
9.3.5 Intervju med Emil
Emil går i nionde klass och har betyget MVG i NO. På frågan om vad ström är svarar han att
”det blir ström då man kopplar ihop polerna (på batteriet). Då blir det negativa och positiva elektroner. Elektronerna är positivt eller negativt laddade joner”. På frågan om hur batteriet
ska kopplas till en lampa har han en klar en bild av att ”det (sladdarna från batteriet) behöver
kopplas till metallen (skruvgängorna på lampan) och den nedre pricken (lampans underdel)”.
Om sladdarna inte kopplas rätt så lyser inte lampan ”för då kan de två polerna inte träffas”.. På uppgift 9, strömmens storlek i kretsen, tror Emil att strömmen är större före lampan än efter lampan ty ”vad jag kommer ihåg så tar lampan ström så den blir svagare efter
lampan”. Utifrån denna bild av strömmen i kretsen följer att lampor i serie lyser olika då
strömmen förbrukas enligt Emil. I fallet med parallellkopplingen anser Emil att lamporna lyser olika och lampan närmast batteriet lyser starkast. Detta för att ”strömmen väljer den
närmsta vägen”.
På intervjufrågan om vad spänning är svarar han osäkert att spänning är styrkan på strömmen.
" Det är ju samma sak. Eller…det är inte samma sak man har ju volt och watt" och hävdar
också att volt är enheten på ström. I sista uppgiften svarar Emil att det endast går ström i bild C (batteri och lampa sammankopplat med två sladdar), eftersom där är en sluten krets. I enkäten trodde han att spänning fanns i bild B (batteri och lampa sammankopplat med en sladd) och C ( enkel elektrisk krets) men vid intervjun anser han att det inte borde vara spänning i figur B eftersom ”det är ju inte kopplade (direkt till lampan)”. Det borde krävas att det är en sluten krets för att spänning ska finnas. Samtidigt resonerar Emil att det "kanske
finns spänning i batteriet".
9.3.6 Intervju med Felicia
Felicia går i årskurs 9 och har betyget MVG i NO. Felicia har på uppgift sju (vad ström är) svarat att ström kommer från elektrisk energi, där olika sorters energi som värme och rörelseenergi omvandlas till ström.
I uppgift åtta (hur man kopplar en lampa till ett batteri) resonerar hon följande ”I figur A (lampa felaktigt ansluten) går strömmen inte igenom lampan eftersom den går en kortare väg
igenom sladden. Och i figur B (lampa felaktigt ansluten) är glödtråden inte ihopkopplad med sladden. Men i C (lampa rätt ansluten) är det ihopkopplat och det finns inga genvägar för elektronerna att ta”. Felicia förklarar att elektroner är små partiklar som går från plus till
minus. På intervjufrågan om hur elektronerna hänger ihop med ström menar hon att elektronerna är strömmen ”på något sätt”. Hon relaterar sina tidigare svar med att ström är energi och menar vidare att energin omvandlas till ström när elektronerna laddas med energi. På uppgift nio (Strömmens styrka och storlek) anser Felicia att strömmen är lika stor i hela kretsen eftersom strömmen ”inte [kan] smita iväg någonstans”. I fallet med parallellkopplade lampor resonerar hon att lampa A (den närmast batteriet) lyser starkast eftersom det till lampa A är en kortare väg så att bara några få elektroner väljer den bortre lampan. Hur många elektroner beror på hur trångt det är i sladden (resistansen).
Felicia vet inte vad spänning är men tror att spänningen är densamma hela tiden (uppgift 11). I sista uppgiften i enkäten tror hon att det bara finns spänning då plus och minus är ihopkopplade. Samma sak gäller för att det ska gå ström. Den ska ha” någonstans att ta
vägen”. Ur hennes resonerande kommer hon fram till att spänning och ström är samma sak.
9.3.7 Intervju med Gustav
Gustav går i nionde klass och har betyget MVG i NO. Gustav menar att elektrisk ström är spänning, att det i strömmen finns spänning. Går det ström finns det spänning. ”Elektricitet
[…]kommer ifrån vindkraftverk och kärnkraftverk. I lampor som kommer via kablar”, men
det finns ingen ström i kablarna när de inte är inkopplade. I följande fråga, (uppgift åtta), har Gustav svarat att endast lampa C lyser (Rätt ansluten lampa). Detta för att lampan, enligt honom själv, är kopplad till både plus- och minuspolen på lampan. De andra lamporna är kopplade till bara en av polerna. Jämför man med sista uppgiften anser Gustav att det bara finns spänning och ström i figur C (rätt ansluten lampa), eftersom strömmen måste kunna gå runt. Samma gäller för spänning. I de övriga figurerna är där ingen kontakt mellan polerna. Då han jämför uppgift nio och 13 (strömmens väg och storlek i kretsen) där han svarat olika menar Gustav att ”strömmen går runt” och att den är ”lika stor överallt”. Med detta resonemang följer att seriekopplade lampor lyser lika, vilket Gustav har svarat. Han menar på att strömmen är lika stark i hela kretsen och att tråden i lampan bara brinner. I uppgiften med parallellkopplade lampor lyser bara den lampa som är närmast batteriet eftersom strömmen ”tar den närmsta vägen”.
I uppgift 11 resonerar han att spänningen minskar i kretsen ”Den tappar kanske kraft på