Uppföljningen sker på ett likartat sätt som då texterna om rörelse- mängd/rörelseenergi följdes upp en dryg månad tidigare, och funk- tionen blir även nu formativ. Det formativa ligger i att Lärare Två dels genom att lyssna på elevernas samtal på lektionen, dels genom läsning av deras texter efter lektionen identifierar vad som behöver redas ut. Utifrån den diagnosen planerar han nya aktiviteter. En annan likhet är att de nya aktiviteterna utgörs av en teorigenom- gång eller begreppsutredning som utgår från ännu ett demonstra- tionsexperiment. Direkt efter lektionen kommenterar Lärare Två vad han behöver göra: ännu ett experiment med isvatten men den- na gång i en bägare som står i rumstemperatur (gråmarkerat).
Lärare Två: Jag tycker det var en bra övning. Den ger mycket. När jag nu gjort den ser jag vad de inte förstår och jag vet vad jag behöver göra nästa vecka. Jag ska ta en behållare med isvat- ten och låta en termometer avläsa temperaturen, och då kom- mer de att se att temperaturen är konstant så länge det finns is i vattnet. Detsamma gäller för att låta vattnet koka ända tills allt blivit ånga. De kommer då att se att temperaturen inte ökar för- rän allt vatten blivit ånga, för ångans temperatur kan bli mer än hundra grader men inte vattnets temperatur. (logg, v. 21)
I citatet nedan konstaterar han att det där med vad energin går till i fas 1 och 3 och vilken konsekvens det får för temperaturstegringen inte riktigt uppfattats av eleverna. De har inte heller riktigt uppfat- tat att diagrammets horisontella del i början och i slutet är en re- presentation av att all energi då använts till något annat än till att höja vattnets temperatur, det vill säga till smältning respektive för- ångning. Detta förbiseende tillskriver Lärare Två grafens kort- huggna utformning, se citat nedan, det vill säga han ser elevernas svårighet som ett observationsproblem. Även beslutet att göra yt- terligare ett experiment tycks motiveras av bedömningen att ele- verna behöver en ny och förbättrad möjlighet att se/observera hur det förhåller sig, se gråmarkering i citatet ovan.
Lärare Två: Det blev lite avhugget där. Det gick aldrig riktigt hem, det där, för deras diagram var väldigt korta i båda ändar- na. (logg, v. 22)
Vid lektionstillfälle 3 förklarar Lärare Två för eleverna: Jag ska ta några saker. Förtydliga (observationsanteckningar, v. 22). Förtyd- ligandet sker på två sätt: experiment och helklassamtal samman- vävt, vilket av Lärare Två dokumenteras på tavlan. Experimentets första del rör smältning. Det utgår från en bägare med vatten med samma temperatur som rummet, ca 20°C, och när Lärare Två häl- ler is i vattnet sjunker temperaturen till noll. Så länge det finns is kvar i bägaren är temperaturen oförändrat noll, men så fort isen smält börjar vattentemperaturen stiga. När mer is hälls i, sjunker temperaturen igen. Vilken slutsats kan dras?
Lärare Två: Nu är isen borta, och om jag låter bägaren stå så kommer det att bli varmare och varmare, men om jag nu skick- ar ner lite mer is, så [rör om så att is och vatten blandas], så går den ner till noll. Slutsats: Så länge isen är kvar är vattnet noll grader. Vart tar energin vägen? Det är tjugo grader i rummet. Ni skulle skriva om det. Ingen?
(observationsanteckningar, v. 22)
Därefter genomförs nästa del av experimentet som är uppvärmning av vatten i vattenkokaren, och mätaren indikerar stigande tempera- tur. När vattnet väl kokar ändras emellertid inte temperaturvärdet längre, trots att 1300 joule energi fortfarande går in i vattenkoka- ren varje sekund, enligt Lärare Två:s påpekande.
Lärare Två: Vad kan vi dra för slutsats av detta? Det är väldigt mycket energi, men temperaturen stannar kvar. Samma sak som när vi smälte is. Samma temperatur hela tiden tills isen är borta. Här kommer det att vara nittioåtta grader tills vattnet är borta. (observationsanteckningar, v. 22)
Som slutsats av utredningen av händelseförloppet och av de teore- tiska begreppen i helklassamtalet under tiden experimentet pågår, skriver Lärare Två på tavlan:
1) vid smältning går all energi som tillförs åt till att smälta ak- tuellt ämne. Oförändrad temperatur.
2) vid kokning går all energi åt till att förånga. Oförändrad temperatur. (observationsanteckningar, v. 22)
Han påpekar att det som experimenten nu visat visste de redan se- dan tidigare experiment, men att det nu etablerats igen. Därefter övergår han till elevernas texter, som han bedömer visar på oklar- heter både vad gäller vad som skedde i experimentet och hur be- greppen och storheterna ska användas för att förklara experimen- tet:
egentligen händer och använder de här begreppen och storhe- terna fel när ni beskrivit, så det vi nu ska göra är att gå igenom diagrammet. (observationsanteckningar, v. 22)
Eleverna ska ånyo beskriva vad som händer men nu utifrån ett sti- liserat diagram på tavlan där de tre faserna framträder, se figur 10 nedan. Först får de emellertid hjälp av lärarens muntliga klargö- rande om att storheterna smältvärme, specifik värmekapacitet och ångbildningsvärme är materialkonstanter (observationsanteckning- ar, v. 22). På tavlan dokumenterar Lärare Två sin genomgång som alltså är att beskriva vad som sker energimässigt, och han påpekar att han nu skriver samma sak som vid första tillfället.
Figur 10. Stiliserad graf av temperaturförändring vid smältning, uppvärmning och förångning av vatten
Först beskrivs smältningen: den tillförda energin går åt till att smäl- ta isen, och därför sker ingen temperaturstegring så länge det finns is kvar i vattnet. Lärare Två skriver:
1) Isen smälter. Så länge det finns is kvar går tillförd energi åt att smälta isen. Isblandningen har hela tiden temperaturen 0°C. (observationsanteckningar, v. 22)
Sedan förs formlerna in i beskrivningen:
Lärare Två: Så när vi kommer hit, vad har hänt där? [markerar på diagrammet på tavlan] Vilken formel beskriver vad som händer här? Jo, det var det jag skrev.
[skriver] Formel: 𝑄 = 𝑙𝑠 𝑚 där m = massa ls = smältvärmet
(observationsanteckningar, v. 22)
1) Isen smälter. Så länge det finns is kvar går tillförd energi åt att smälta isen. Isblandningen har hela tiden temperaturen 0°C. 2) Vattnet värms från 0°C till 100°C.
(observationsanteckningar, v. 22)
Lärare Två frågar vad som utmärker temperaturökningen, och till sin hjälp för att beskriva hur temperaturen förändras har eleverna grafen framme på tavlan. Emir svarar att förändringen är konstant, vilket vanligtvis betyder att det ändrar sig lika mycket hela tiden. Lärare Två menar dock att med ordet linjär är betydelsen mer fysi- kaliskt korrekt, och korrekthet definieras här av entydighet, det vill säga den kan knappast missförstås.
Lärare Två: Hur ökar det? Emir: Konstant.
Lärare Två: Linjärt.
Emir: Ändrar det sig inte konstant?
Lärare Två: Det ändrar sig konstant, men om det ändrar sig lin- järt så kan det inte bli tvetydigt. Vad är det för formel som be- skriver detta? Jo …
[skriver] 𝑄 = 𝑐 𝑚 ∆𝑇 (observationsanteckningar, v. 22)
Han jämför de två formlerna och påpekar att den andra formeln anger temperaturförändring, ∆𝑇 (utläses delta t), medan någon så- dan ändring inte anges i den första formeln. När han kommer till sista fasen i diagrammet, ber han eleverna beskriva vad som händer där.
Lärare Två: Och så har vi trean. Vad händer i område tre? Emi- lia, vad säger du?
Emilia: Det kokar och blir ångbildningsvärme.
Lärare Två: Det blir ångbildningsvärme. Nu får du vara lite tydlig här.
Emilia: Alltså, det övergår till ånga. Lärare Två: Ja, så energin används till? Emilia: Det bildas ånga.
Adrianna: Det är det man tillför för att det ska bli …
Lärare Två: Nej, det är det inte. Ångbildningsvärme är en kon- stant. Ett värde som gäller för det materialet vi har. Precis som densitet […] Vi ska strax räkna, då blir det tydligare.
[På tavlan]
3) All energi går åt till att omvandla från vätska till ånga. Temperaturen ändras inte. Formel: 𝑄 = 𝑙å 𝑚
Lärare Två: Så är sammanfattningen. Det finns ett motsvarande diagram i boken på sidan tvåhundraett.
(observationsanteckningar, v. 22)
På tavlan finns nu två texter, se citat nedan. Den första är en gene- rell beskrivning av vad som sker med energi och temperatur vid smältning respektive förångning. Den andra är en konkret beskriv- ning av vad som sker utifrån experimentet. Sammantaget är detta vad som skrivits på tavlan (Q står för energi, ls står för ett ämnes
smältvärme, lå står för ett ämnes ångbildningsvärme): Text 1
1) vid smältning går all energi som tillförs åt till att smälta ak- tuellt ämne. Oförändrad temperatur.
2) vid kokning går all energi åt till att förånga. Oförändrad temperatur.
Text 2
1) Isen smälter. Så länge det finns is kvar går tillförd energi åt att smälta isen. Isblandningen har hela tiden temperaturen 0°C. Q = ls m
2) Vattnet värms från 0°C till 100°C. Temperaturen ökar linjärt med tillförd energi.
𝑄 = 𝑐 𝑚 ∆𝑇
3) All energi går åt till att omvandla från vätska till ånga. Tem- peraturen ändras inte.
Lärare Två ägnar inte mer tid just då åt skrivandet, utan nästa ak- tivitet tar vid: att gemensamt räkna uppgiften från föregående la- borationslektion.
Det finns emellertid anledning att avslutningsvis kommentera Lärare Två:s taveltexter, då dessa skulle kunna utgöra en förebild för elevernas skrivande, något som han tillmäter stort (potentiellt) värde i deras läroprocess. Värdet kan ses i den tid och energi han lägger på att utforma aktiviteter där mer omfattande skrivande in- går, på att läsa elevernas texter och till sist på att följa upp dem. Dessutom verkar skrivandet generera entusiasm och engagemang hos honom. Med andra ord ser han möjligtvis ett redskap som kan vara effektivt för eleverna att lära sig fysik.
Taveltexterna utgör ett slags facit till uppgift 4 och förebilder för elevernas skrivande. De kan ses som satellittexter av den anled- ningen att de är relativt kontextbundna, och att information som är given för läraren och eleverna utelämnats, exempelvis experi- mentet som de genomfört/observerat, mätvärdena och grafen. Den avskalade formen kommer troligtvis av att texterna inte är menade för utomstående läsare, utan de avser att fylla satellittextens funk- tion av stöd i en lärandeaktivitet. Avskalningen kan då motiveras av en fokuseringsprincip: zooma in det viktigaste, zooma ut allt annat. Dessutom är en del av stoffet som hör till satellittexten per definition lokaliserat någon annanstans, exempelvis i ett ackom- panjerande samtal eller inne i huvudet.
Lärare Två har även utelämnat språkliga realiseringar av logiska betydelserelationer, vilket skulle kunna vara en konsekvens av hans korthetsideal för fysiktexter. Från ett språkdidaktiskt perspektiv skulle detta emellertid kunna minska skrivandets effekt eller verk- ningsgrad, trots att det är skrivandets krav på sammanhang och logik som attraherar Lärare Två och som ger honom anledning att tillmäta skrivandet stort värde som redskap för lärande i fysik.
I text 1 ovan har sambandsord/-fraser som anger relationen mel- lan tillförd energi och temperaturen utelämnats, trots att den rela- tionen visade sig vara en av svårigheterna i beskrivningen av gra- fen. Detta framkom i elevernas texter och i lärarens samtal med eleverna om texterna. Avsikten med satellittexten är att utgöra ett stöd, men utelämnade realiseringar av relationer skulle kunna ses
som försvagande av det stödet, det vill säga att den klarhet och tankereda som eftersträvas då troligtvis inte skapas.
Avsnittet om värmekapacitet behandlas även i TE-klassen men genom en aktivitet av annan karaktär. Planeringen av den aktivite- ten föregås av en gemensam diskussion på ett arbetsmöte några veckor tidigare, vilket redogjordes för tidigare i kapitlet i inled- ningen av den här delen av designprocessen (under rubriken De- signprocessen, termin 2: termofysik). Då framkom bland annat att Lärare Ett tänkte sig en aktivitet där eleverna får resonera och dis- kutera sig fram till en lösning på ett problem.