Vardagskunskaper och skolkunskaper
– exemplet elektricitet
Christofer Ögren Yashar Kayaci
C-uppsats 2005
Handledare: Ylva Boman
Pedagogik med didaktisk inriktning C
________________________________________________________________
C-uppsatser vid Pedagogiska institutionen, Örebro universitet
Lärande kan ses som en livslång process där vi konstruerar oss en världsbild i relation till världen och andra människor. I skolan möter vi människor med andra synsätt och föreställningar och vi möter också skolkunskaper som skiljer sig från våra vardagskunskaper. Inte minst i de naturorienterade ämnena kan mötet innebära en sådan krock och därför framstå som både främmande och skrämmande för många elever. Om skolans sätt att introducera naturvetenskapen blir för avlägsen elevens vardagskunskaper finns en risk att eleven endast lär sig begrepp och utvecklar ett kunnande om fenomen utan att kunna ge dessa ett sammanhang.
Syftet med detta arbete är att undersöka hur några naturvetenskapliga begrepp introduceras i några centrala läroböcker i fysik, inom området elektricitet, samt vilken mening de ges. Vi vill därefter undersöka vilken mening elever ger dessa begrepp. Vi har utfört en intervju med ett fåtal elever och avser därför inte att göra några generaliseringar med vårt arbete utan ambitionen är att föra en diskussion om vad elevers vardagskunskaper kan innebära.
Resultatet visar att elevernas uppfattningar om begreppen i elektricitet ofta skiljer sig från den mening som finns i läroboken. Eleverna använder sig visserligen, till viss del, av ett naturvetenskapligt språkbruk, men det är ett mycket fragmenterat språkbruk där de blandar ihop begreppen med ett vardagligt språkbruk när det naturvetenskapliga inte räcker till.
1 Inledning ... 1
2 Bakgrund ... 2
2.1 Vad är kunskap? ... 2
2.2 Naturvetenskapen i skolan ... 8
3 Syfte och frågeställningar ... 15
4 Metod ... 16 4.1 Metodbeskrivning ... 16 4.2 Varför elektricitet? ... 16 4.3 Att tolka ... 17 5 Textanalysen ... 19 5.1 Val av läroböcker ... 19 5.2 Val av textanalys ... 19
5.3 Sammanfattning av läroböckernas inne håll... 20
5.4 Resultat av textanalysen ... 21 6 Intervjun... 27 6.1 Genomförande ... 27 6.2 Resultat ... 29 7 Diskussion ... 42 7.1 Validitet... 42 7.2 Reliabilitet ... 42 7.3 Resultatdiskussion ... 43 Bilaga
1 Inledning
Lärande kan ses som en livslång process, en process där vi konstruerar, skapar oss en bild av världen och detta görs i relation till världen och till andra människor. I skolan möter vi människor med synsätt, vanor, ståndpunkter olika de som vi själva är vana vid. Vi möter också en skolkunskap som kanske bryter med våra vardagskunskaper, inte minst i de naturorienterade ämnena (Svein Sjöberg 2000).
Ett möte med naturvetenskapen, kan antagligen för en del barn vara både främmande och skrämmande. Det introduceras mängder av ord och begrepp som för vissa barn är helt nya. Dessutom kan vissa ord och begrepp som barnet träffar på, visserligen vara kända sedan tidigare, men när de möter dem i de naturorienterade ämnena ha en helt annan betydelse.
På senare år har diskussionen kring de naturvetenskapliga ämnenas roll i skolan kretsat kring om och hur de ska vara av en mer allmänbildande karaktär (Sjöberg 2000). Eleven ska kunna tillgodogöra sig kunskaper, som rör det vardagliga livet och frågor som rör samhället i NO-undervisningen (Skolverket 2000). Om eleven ska kunna tillägna sig skolans naturvetenskap till sin allmänbildning, tror vi att sättet att introducera de naturvetenskapliga begreppen, i skolan, är mycket viktigt. Om kunskapen ska kunna bli begriplig måste undervisningen anknytas till barnens egna erfarenheter, något som visserligen är mycket svårt och kräver tid, men som är mycket väsentligt för lärandet (Karin Burstrand 1998). Om den kunskap, som skolan vill förmedla, blir för avlägsen och främmande i relation till elevens egna föreställningar är risken att eleven lär sig begrepp och bildar ett kunnande om fenomen utan att dessa ges ett sammanhang. Eleven lär sig veta det svar som läraren vill ha och lyckas möjligen med det, utan att för den sakens skull ha ändrat sina egna uppfattningar i praktiken.
Mot denna bakgrund vill vi i vårt arbete studera hur NO-ämnen ges ett innehåll genom det sätt som begrepp och fenomen introduceras på i läroböcker, hur de förklaras och motiveras samt hur några elever ger motsvarande begrepp ett innehåll.
Vi kommer i följande kapitel att ta utgångspunkt i några teoretiska perspektiv på kunskap. Därefter presenterar vi syfte och frågeställningar för att sedan komma in på metod och genomförande för att slutligen landa i ett resultat och en diskussion.
2 Bakgrund
Eftersom vårt arbete i stor utsträckning kommer att kretsa kring kunskapsbegreppet kommer vi i detta avsnitt först att ge lite olika perspektiv på detta begrepp. Vi ska först titta närmare på det konstruktivistiska och sociokulturella perspektivet på kunskap för att se vilka likheter och skillnader som finns emellan dem. Sedan ska vi visa hur kunskapssynen i skolan är uttryckt i styrdokumenten och efter det introducera begreppet vardagskunskaper. Avslutningsvis diskuterar vi naturvetenskapens plats i skolan med utgångspunkt i de didaktiska frågorna, vad hur och varför.
2.1 Vad är kunskap?
Kunskapsbegreppet har under lång tid varit i fokus för diskussioner. En syn på kunskap som länge gjorde sig gällande var positivismen. Denna syn på kunskap är sprungen ur just naturvetenskapen och innebär förenklat att ny kunskap växer fram genom iakttagelser, mätningar och observationer. Man skapar lagar baserade på de erhållna resultaten och dessa tillämpas sedan generellt, något som kallas induktion. Idén om induktion har stött på en hel del kritik. Mycket av den kritiken grundar sig i att teorier om olika saker, genom detta synsätt hänger på en skör tråd. Att dra generella slutsatser medför att en enda motbevisning omkullkastar hela teorin (Sjöberg 2000).
Den positivistiska synen på kunskap har skolan nu lagt bakom sig, även om det ibland kan finnas spår kvar av tankesättet. Sjöberg (2000) menar att en stor del av kunskapssynen som finns i skolan idag har fått inflytande av Jean Piagets konstruktivism. Torsten Madsén (1999) menar att den nuvarande läroplanen, Lpo 94, är baserad på Lev Vygotskiijs sociokulturella
perspektiv på lärande och Sjöberg (2000) talar om en utvidgning av begreppet individuell
konstruktivism, som även innefattar sociala och kulturella sammanhang. Det kan därför vara intressant att se vad som karaktäriserar de båda perspektiven på kunskap och hur de skiljer sig åt.
2.1.1 Från individuell konstruktivism till sociokulturellt perspektiv
En av de forskare, som har haft störst inflytande på skolan under den senare delen av
1900-talet, är Jean Piaget. Han utvecklade en teori om kunskap, som han kallade för konstruktivistisk. Piaget hade en biologisk utgångspunkt och menade att även det mänskliga intellektet är ett resultat av biologisk evolution (Sjöberg 2000). Konstruktivismens
huvudtanke är att alla människor konstruerar sina egna föreställningar, utifrån sina sociala och fysiska verkligheter. Det finns tre huvudsakliga komponenter inom Piagets konstruktivism vilka är: Jämvikt genom självreglering, att människan är nyfiken och vetgirig till sin natur samt föreställningar om tankestrukturer (Björn Andersson 1996).
Jämvikt genom självreglering innebär antagandet att intelligensen har en inbyggd känslighet för bristande överensstämmelser samt att den tenderar att försöka reducera dessa. Om en elev har en teori om något, vilket gör att han förväntar sig ett visst resultat, men trots detta får ett annat resultat rubbas jämvikten. Eleven försöker då återställa jämvikten genom att studera den nya företeelsen, och om den nya förklaringen inte ligger alltför långt ifrån hans grundläggande förutsättningar så lyckas han (Andersson 1996).
Att människor skulle vara vetgiriga och nyfikna av naturen är ett biologiskt synsätt. Evolutionen har helt enkelt gjort så att vi intresserar oss för saker som kan vara bra att kunna inför en kommande anpassning. Den som förstår mest om något har störst sannolikhet att överleva. Det som kan ifrågasättas med detta synsätt är att människan även intresserar sig för saker som är till synes meningslösa för överlevnad, till exempel att lyssna på musik, måla tavlor eller ta hand om svaga och fattiga (Andersson 1996).
Idén om tankestrukturer innebär att människor varken har bilder eller begrepp lagrade i sina hjärnor. Människor har i själva verket olika strukturer som, när de är aktiva, genom att organisera sig på olika sätt, konstruerar minnesbilder, förmåga att förstå med mera. För att exempelvis kunna förstå ett visst problem krävs flera olika strukturer. Ett fysikexperiment kan kräva rums- och tidsbegrepp, matematiska tankemönster och idéer om det aktuella innehållet. Under sin livstid konstruerar människan sedan många olika strukturer vilket gör henne mer och mer flexibel när det gäller att konstruera ny kunskap. (Andersson 1996)
Enligt Piaget utvecklas barns förstånd i fyra olika stadier där varje stadium kännetecknas av en bestämd logik som är förnuftig utifrån dess förutsättningar, men som inte har lika hög kvalitet som en vuxens logik. Sedermera forskning visade emellertid att det fanns stora individuella skillnader tidsmässigt mellan de olika stadierna samtidigt som utvecklingen inte sker i inte så avgränsade steg som Piaget antog (Sjöberg 2000). Piagets teorier har haft stor betydelse för vårt sätt att se på hur barn lär sig. Särskilt inom naturvetenskapliga kunskapsområden har man fäst vikt vid Piagets perspektiv vilket har att göra med att nästan alla av Piagets exempel har någon naturvetenskaplig anknytning. Hans teorier har emellertid stött på mycket kritik och Sjöberg (2000) menar att mycket av den kritiken kommer ifrån att det var just hans senare motbevisade stadieteori, som fick stå som modell för lärande i de
naturvetenskapliga ämnena. Stadieteorin blev då det som förknippades med honom och hans andra idéer uppmärksammades inte i lika stor utsträckning.
Sjöberg (2000) menar att det går att utvidga det konstruktivistiska perspektivet från att ha varit individuellt inriktat till att även innefatta sociala och kulturella aspekter. Roger Säljö och Jan Wyndhamn (2002) talar om ett sociokulturellt perspektiv på lärande som baseras på forskaren Lev Vygotskijs idéer om kunskapande. De menar att detta perspektiv kan sägas vara komplimenterande till det konstruktivistiska, om än inte sammanfallande.
Enligt Leif Östman (1996) skiljer sig det sociokulturella perspektivet från den individuella konstruktivismen främst i fyra olika avseenden. För det första är det enligt Östman (1996) språket som i det sociokulturella perspektivet skapar mening, medan konstruktivismen talar om kognitiva strukturer. Om man lär sig ett vetenskapligt begrepp innebär detta enligt ett sociokulturellt perspektiv att man lär sig använda det vetenskapliga språkbruk som ger begreppet en vetenskaplig innebörd (Östman 1996). Säljö & Wyndham (2002) talar om de olika språkbruken som diskurser som människan använder för att tänka, tala och argumentera om en viss sak. Att lära sig något är således att kunna ta till sig nya diskurser och de begrepp och resonemang som dessa bygger på. På så vis kan människan få perspektiv på omvärlden.
För det andra är lärande i ett sociokulturellt perspektiv enligt Östman (1996) en kommunikativ process, och inte i första hand en psykologisk process. Av denna anledning talar man om lärande och inte om inlärning i detta perspektiv. Det klassiska fallet att läraren frågar och eleven svarar hindrar lärande, enligt det sociokulturella perspektivet. Eleverna bör istället få kommunicera sinsemellan och diskutera med läraren utifrån sina egna funderingar kring ett gemensamt problem.
För det tredje skiljer sig det sociokulturella perspektivet från det konstruktivistiska i synen på vardagsföreställningar. Både det konstruktiva och det sociokulturella perspektivet betonar att elevens tidigare erfarenheter och föreställningar är viktiga för att förstå hur lärande går till. Men det konstruktivistiska perspektivet hävdar att dessa utgör ett problem och att elevens förföreställningar ska ersättas. Att en elev har två parallella begrepp för samma fenomen är, enligt detta sätt att se på lärande, ett misslyckande. I det sociokulturella perspektivet vill man att eleven ska behålla sitt vardagsspråk vilket, enligt detta perspektiv, innefattar vardagsföreställningar. Istället ska eleverna tillägna sig många olika språkbruk så att de kan kommunicera med olika människor i olika sammanhang och därför betonas kontexten i undervisningen som viktig i ett sociokulturellt perspektiv. Ett exempel kan vara att en fråga om varför ett äpple faller från ett träd, kan tolkas både som en fråga som har med kraft och gravitation att göra och som en fråga som har med äpplen och hur de beter sig när de är
mogna att göra. Här handlar det om två helt olika kontexter om samma fenomen. (Säljö & Wyndham 2002)
Den sista skillnaden mellan de två perspektiven, som Östman (1996) tar upp, handlar om att det sociokulturella perspektivet levererar ett vidgat sätt att se på lärande. Inom naturvetenskapen innebär denna vidgning att man inte begränsar sig till den strikt vetenskapliga meningen, där vetenskapens termer etcetera sätts i fokus. Man talar även om saker som människans relation till naturen, individens relation till samhället, manligt-kvinnligt och andra kulturer.
I ett konstruktivistiskt perspektiv på lärande konstruerar alltså individen kunskap genom att själv upptäcka världen, medan det i ett sociokulturellt perspektiv på lärande är den sociala interaktionen som är i centrum (Roger Säljö & Jan Wyndham 2002). Jan Schoultz (2000) menar dock att detta är en stark förenkling. Piaget förnekade aldrig den sociala betydelsen vid konstruktionen av kunskap, samtidigt som också Vygotskij såg det individuella konstruerandet av kunskap som något centralt. Vygotskij talar emellertid om sociala processer som ger upphov till de individuella processerna och menar dessutom att kulturen har en avgörande betydelse.
Vygotskij talar om tre olika språktyper som utvecklas hos barnet. Det första språket är ett socialt språk vilket barnet använder när det ber en vuxen om hjälp om något det inte kan utföra på egen hand. Det andra språket är ett egocentriskt språk som fungerar som ett hjälpmedel för problemlösning hos barnet. Barnet talar för sig själv utan att förvänta sig ett svar på det som sägs utan endast för att få hjälp i sitt tänkande. Det sista språket är ett inre språk där barnet inte längre behöver prata, utan har nu istället lyft in det egocentriska språket till tänkande (Schoultz 2000).
I ett sociokulturellt perspektiv på lärande spelar läraren en avgörande roll. Enligt Vygotskij har alla barn en viss potential för den kunskap som det kan utveckla i ett visst område. Denna kunskapsutveckling kan ske med hjälp av en mer kvalificerad person, som genom handledning kan föra ett barn från dess nuvarande kunskapsnivå mot dess potentiella kunskaps nivå. Skillnaden mellan den nivå som eleven har och den nivå eleven med hjälp kan nå upp till, kallas för den proximala utvecklingszonen (Schoultz 2000).
2.1.2 Kunskapssyn i styrdokumenten
Den nuvarande läroplanen, Lpo 94, baserar sig på Läroplanskomitténs betänkande ”Skola för bildning” (SOU 1992:94) och tanken med denna är enligt Britt Lindahl (2003) att skolan ska
vara allmänbildande på så sätt att eleverna fostras till självständiga och kritiskt tänkande medborgare som kan delta i de beslut som fattas i vårt demokratiska samhälle.
Läroplanskommittén menar att kunskap är ett begrepp som inte har en beständig innebörd. Det kan variera både över tid och mellan olika sammanhang. Därför verkar skolan inte i en stabil situation (SOU 1992:94). I ”Skola för bildning” lyfts tre aspekter av kunskap; den
konstruktiva -, kontextuella - och den funktionella aspekten.
Det konstruktiva aspekten på kunskap innebär ett växelspel mellan individuella erfarenheter, uppnåendemål och problem man stöter på längs vägen. (SOU 1992:94). Man bygger alltså nya kunskaper med utgångspunkt i den gamla (Aadu Ott 1996). Den kontextuella aspekten innebär att kunskapen finns och har utvecklats i något speciellt sammanhang. Om man kan förstå det sammanhang i vilket en viss kunskap uppstått är det lättare att ta denna kunskap till sig. Med den funktionella aspekten menas att kunskapen ska fungera som ett verktyg eller utgöra en förstoring av individen. Eleven måste se att kunskaperna som denne lär är användbara i praktiken. (Ott 1996)
Att tala om kunskaper i en generell form är enligt SOU (1992:94) inte möjligt och detta kommer till uttryck i Lpo 94, där det bland annat står skrivet följande:
Kunskap är inget entydigt begrepp. Kunskap kommer till uttryck i olika former såsom fakta, förståelse,
färdighet och förtrogenhet som förutsätter och samspelar med varandra. Skolans arbete måste inriktas på
att ge utrymme för olika kunskapsformer och att skapa ett lärande där dessa former balanseras och blir till en helhet. (Lpo 94, s3, vår kursivering)
I detta citat framhävs fyra olika former av kunskap. Med fakta menas kunskap som information vilket är en kunskapsform som kan mätas i form av att man besitter mycket eller lite av den.
Kunskap, som förståelse, står i ett intimt förhållande till fakta. Det betyder i princip att man kan uppfatta en mening med ett visst fenomen. Olika människor kan förstå samma fenomen på olika sätt. För att en faktakunskap ska betyda något för en människa krävs förståelse och på samma gång är fakta själva byggstenen i förståelsen.
Färdighetsformen av kunskap beskrivs som den praktiska motsvarigheten till den teoretiska förståelsen. En färdighet är att kunna utföra något utan att alltid kunna sätta ord på det man gör och varför man gör på ett visst sätt. Man kan alltså utveckla färdigheter utan förståelse. Gränsen mellan färdighet och förståelse kan dock vara svårdefinierad ibland.
Förtrogenhetskunskapen är förknippad med personliga erfarenheter. Genom att delta praktiskt i olika situationer lär sig eleven att se likheter i de regler som gäller i de olika fallen.
Dessa likheter kan sedan användas för att överföra gamla erfarenheter till nya situationer (SOU 1992:94).
Tidigare har de olika kunskapsformerna haft olika status inom olika ämnen och utbildningar. Numera ska de emellertid ha en likvärdig status inom hela skolan. I den teoretiska undervisningen ska det finnas praktiska inslag och vice versa (Ott 1996).
2.1.3 Vardagskunskaper
Enligt Inger Wistedt (1992) finns det två olika innebörder i begreppet vardagskunskaper som används i debatten. Dels är det de kunskaper som en individ har förvärvat i sitt vardagliga liv, och dels är det kunskaper som är önskvärda för att klara vardagen, sådana färdigheter som individer kan tänkas ha nytta av i sitt vardagsliv nu eller i framtiden. När vi, i detta arbete, använder begreppet vardagskunskaper menar vi den första definitionen.
Elever kommer alltså inte som oskrivna blad till skolan, utan har med sig såväl erfarenheter som kunskapsverktyg, synsätt på olika sakers natur. De förkunskaper som elever för med sig till skolan kan naturligtvis variera mycket både mellan enskilda individer och mellan grupper av individer. Gemensamt för dessa förkunskaper är att de ofta fungerar mycket bra i praktiken och att de är logiska för individen, men de behöver inte alltid stämma överens med de kunskaper som skolan vill förmedla (Sjöberg 2000). Särskilt inom de naturvetenskapliga ämnena är det vanligt att eleverna har utvecklat egna synsätt som inte stämmer överens med vetenskapliga teorier om hur något fungerar, hänger samman och betyder för exempelvis människan, och dessa synsätt kan vara mycket svåra att förändra. Den naturvetenskapliga kunskapen som människan besitter idag har tagit 1000-tals år att komma fram till och en elev kan inte tillgodogöra sig ett naturvetenskapligt tankesätt på samma sätt som han har utvecklat sina vardagskunskaper (Ingvar Thorén 1999). Enligt Thorén (1999) är det viktigt att eleven kan se att den kunskapen som skolan förmedlar fungerar både i vardagslivet och i skolan. Om så inte är fallet finns en stor risk att eleven inte lyckas ta till sig naturvetenskapen på ett sådant sätt att han/hon kan använda den i vardagslivet.
Enligt ett sociokulturellt perspektiv på kunskap, som vi beskrivit tidigare, är det nya språkbruk som eleven lär sig använda i olika situationer och kunskapen alltid beroende av sitt sammanhang. Detta visar Säljö (2000) med ett exempel där elever med hjälp av en portotabell ska ta reda på hur mycket det kostar att skicka ett inrikes brev med en viss vikt. En grupp elever får uppgiften under en matematiklektion och ser därför inte det praktiska problemet att skicka ett brev som det överordnade. De tar därför för givet att det har med multiplikation och
division att göra och börjar använda detta på uppgiften, istället för att se efter i portotabellen hur mycket ett brev inom ett visst viktintervall kostar att skicka.
2.2 Naturvetenskapen i skolan
Innan vi går in på vår egen undersökning kan det vara av intresse att se vad skolans naturorienterade ämnen egentligen innebär. Detta kommer i detta kapitel att göras utifrån de didaktiska frågorna, vad, hur och varför, eftersom dessa frågor alltid bör tas i beaktande vid all undervisning (Sjöberg 2000).
2.2.1 De didaktiska frågorna
När en lärare planerar sin undervisning finns det framförallt tre frågor som han/hon bör ta hänsyn till. Dessa kallas de didaktiska frågorna och är ”Vad?”, ”Varför?” och ”Hur?”. De två första frågorna handlar främst om vilka prioriteringar man ska göra inom ämnet. Vad är viktigt med ämnet och vad är mindre viktigt? Varför ska alla elever lära sig ämnet när olika elever i framtiden kommer att syssla med olika saker? Den tredje frågan, ”Hur?”, syftar till, hur ett ämne ska presenteras på ett sätt som främjar alla elevers lärande. (Sjöberg 2000)
Sjöberg (2000) talar också om en fjärde fråga, ”för vem?” och med detta menar han att man också måste ta hänsyn till vilka elever, vilken skola, samt vilket samhälle man har för avsikt att genomföra sin undervisning i. Han menar vidare att denna fråga indikerar att alla diskussioner måste knytas till ett socialt, kulturellt, historiskt, språkligt och nationellt sammanhang och därför kan svaren på de didaktiska frågorna komma att bli mycket varierande i olika länder (Sjöberg 2000). De didaktiska frågorna kan inte, som vi ser det, begränsas till enskilda lärare, då dessa måste ta hänsyn till styrdokument som läroplaner och kursplaner i sin undervisning. De didaktiska frågorna är något som måste tas hänsyn till även av dem som utformar styrdokumenten och vi kommer därför att utgå från dessa frågor när vi presenterar naturvetenskapen i skolan.
2.2.2 Vad är naturorienterade ämnen i skolan?
Vad är det eleverna ska lära sig i skolans naturorienterade ämnen? Det är viktigt att först göra en distinktion mellan naturvetenskap och de naturorienterade ämnena i skolan (Sjöberg 2000). Vi ska i det här avsnittet först titta på vad som kännetecknar naturvetenskapen och sedan se vad det är som ingår i skolans naturorienterade ämnen.
Naturvetenskap
Naturvetenskap är ett mycket brett begrepp och många olika områden räknas till dess ämnesområde. Det finns många fler vetenskaper som räknas till naturvetenskapen än biologi, kemi och fysik, som förknippas med skolan. Vid exempelvis universitet finns det, för att nämna några kurser, geologi och astronomi samt mängder av sammansättningar såsom biofysik, fysikalisk kemi och biokemi (Sjöberg 2000). Börje Ekstig (2002) presenterar en beskrivning som han tagit från ett amerikanskt projekt, Science for All Americans. Enligt denna beskrivning utgår naturvetenskap från att ting och händelser existerar i ett sammanhängande mönster, som är begripliga genom systematiska studier och observationer. En förutsättning är att alla regler i naturen är desamma i grunden vilket betyder att man skapar teorier, som utifrån en studie av ett specifikt område av naturen också är tillämplig på andra delar. Detta är ett exempel på ett positivistiskt synsätt på lärande och som vi tidigare nämnt så tar styrdokumenten i dagens skola avstånd från ett sådant perspektiv (Sjöberg 2000). Naturvetenskapens kunskapsbildande är en process som bygger på både observationer och tillämpningen av teori. Teorin gör observationer meningsfulla och medför förfinade nya observationer. Observationen ger i sin tur stöd åt teorin och leder till nya teorier. Nya teorier om världen behöver inte betyda att de gamla förkastas helt. (Ekstig 2002).
Naturorienterade ämnen
Med naturorienterade ämnen menas de ämnen i skolans kursplan, som visserligen hämtar en del av sitt innehåll från naturvetenskaper, men som inte bör vara miniversioner av dessa (Sjöberg 2000). Under en lång tidsperiod har det varit ämnena biologi, kemi och fysik som utgjort skolans naturorienterade ämnen och det är det fortfarande, men undervisningen har utvecklats från att vara starkt disciplinorienterad till att ha blivit mer elevanpassad. I dagens kursplan i naturorienterade ämnen är elevens språkliga och sociala utveckling central och det är stor fokusering på kunskapens användning i vardagliga situationer och samhällsrelaterande frågor. Eleven ska få insikt om hur den naturvetenskapliga kunskapen har växt fram och få insikt i hur han/hon själv utvecklar sin kunskap. Naturvetenskapen ska framstå som en öppen och kreativ verksamhet och genom att jämföra naturvetenskapen med andra kulturers världsbilder ska också en alltför ensidig kunskapssyn motverkas. Naturen ska enligt kursplanen vara begriplig för alla och inte bara av experter och tanken bakom detta är att eleven blir mer motiverad att lära det som han eller hon kan förstå (Skolverket 2000).
Kursplanen lyfter också fram tre aspekter av den kunskap, som de naturorienterade ämnena skall förmedla. Den första är ”kunskap om natur och människa”, som handlar om att
eleven ska få tilltro till sin förmåga att se strukturer och mönster som gör världen begriplig. Den andra är ”kunskap om den naturvetenskapliga verksamheten”, som syftar till att ge eleverna insikt om att kunskapen är en del av vårt kulturarv. Eleverna ska även utveckla förmåga att se sammanhang mellan iakttagelser och teorier. Den sista är ”kunskapens
användning”, och detta innebär att eleven ska kunna använda sin kunskap för
ställningstaganden och som argument inför andra (Ekstig 2002).
2.2.3 Varför naturvetenskap i skolan?
Varför är det viktigt att alla elever lär sig de naturorienterade ämnena i skolan trots att alla knappast kommer att syssla med naturvetenskapliga arbeten som vuxna? Om vi antar att elever har, för dem, väl fungerade vardagsföreställningar måste det finnas en bra motivering till att få eleverna att ifrågasätta dessa vardagsföreställningar till förmån för skolans naturvetenskapliga föreställningar (Sjöberg 2000). I detta kapitel ska vi titta på hur naturvetenskapen kan motiveras i skolan och också på elevers syn på naturvetenskapens användbarhet.
Argument för skolans naturvetenskap
Sjöberg (2000) menar att det inte räcker med de gamla vanliga argumenten om att ”någon har bestämt att det ska vara så”, att ”det alltid har varit så” eller att ”kunskapen kan behövas senare i skolan eller efter skolan”. Han menar att ett ämne, som inte kan motiveras på ett godtagbart sätt inte har någon plats i skolan.
Argument som på senare år lyfts fram syftar till att naturvetenskapen i skolan ska vara allmänbildande. Eftersom bara ett fåtal elever ska bli kemister, fysiker och ingenjörer ska naturorientering i skolan leda till ett ökat vardagskunnande, skapa förutsättningar för människor att ta del i samhällsdebatten och att öka den egna förståelsen (Lindahl 2003). Sjöberg (2000) talar om argumenten utifrån ett nytto- och ett bildningsperspektiv. Nyttoperspektivet handlar om den konkreta nyttan med att kunna ett ämne medan bildningsperspektivet innebär att kunskapen blir ett mål i sig och att förståelse, insikt och reflektion innebär att livet blir meningsfullt. Sjöberg delar in de två perspektiven i fyra mindre kategorier varav de första två hör till nyttoperspektivet och de andra två hör till bildningsperspektivet. Dessa argument är följande:
Ekonomiargumentet. Det naturvetenskapliga ämnet är lönsamt, som förberedelse för ett
välbetalt yrke. Detta högteknologiska samhälle som vi lever i är i behov av nya ingenjörer och naturvetare.
Nyttoargumentet. Man använder det naturvetenskapliga ämnet för att bemästra vardagslivet i
det moderna samhället.
Demokratiargumentet. Naturvetenskapliga kunskaper är viktiga för en grundläggande
åsiktsbildning och ett ansvarsdeltagande i demokratin.
Kulturargumentet. Naturvetenskapen är en viktig del i människans kultur.
Enligt Sjöberg (2000) är det de två första argumenten som är mest framträdande i dagens skola. Han ställer sig emellertid kritisk till om dessa argument är tillräckliga. Det är tveksamt om det går att motivera eleverna till att lära sig naturvetenskap med argumentet att samhället i längden kan ha nytta av det. Eleverna blir också, ofta genom media, upplysta om många andra yrken, där både lönen är högre och vägen dit tycks enklare. Att man skulle behöva naturvetenskapen för att bemästra vardagslivets alla tekniska apparater menar Sjöberg (2000) kan vara att förväxla naturvetenskaplig kunskap med tekniska färdigheter. En del ungdomar idag behärskar exempelvis en dator bättre än deras lärare i naturvetenskap, även om läraren har mer teoretisk kunskap om hur datorn är uppbyggd. Sjöberg (2000) menar vidare att en elevs vardagsföreställningar kan verka vara bättre i nyttosynpunkt än själva naturvetenskapen och att vi måste välja våra exempel med omsorg om vi ska kunna använda oss av nyttoargumentet och bli trodda.
I en skola där naturvetenskap ska fungera som allmänbildning är det de två senare argumenten som ska prioriteras. Demokratiargumentet handlar lite mer ingående om att behärska en del grundläggande begrepp, lagar och teorier samt vissa vetenskapliga metoder och teknologiska förhållanden till samhället. Med dessa kunskaper ska eleven kunna följa med i diskussioner och kritiskt granska och ta ställning till olika samhälleliga frågor. Med utgångspunkt i det kulturella argumentet är naturvetenskapen nära förbunden med filosofin och konsten och utgör även en stor del av vår världsbild. Skolans uppgift är i detta sammanhang att reproducera den naturvetenskapliga kunskap och de värderingar som har fått en central roll i vår kultur (Sjöberg 2000). Enligt detta argument är naturvetenskapen en kulturell produkt vilken, i vårt fall, har präglats av den västerländska industritraditionen (Gustav Helldén, Britt Lindahl & Andreas Redford 2005). Därför kan den nog verka mycket främmande för vissa elever med en annan kulturell bakgrund och inte alls vara i enlighet med deras föreställningar. (Sjöberg 2000)
Elevernas egen syn på skolans naturvetenskap
Elevers egen syn på naturvetenskapen i skolan varierar naturligtvis och är ett mycket svårövergripligt område. Ekstig (2002) menar att det finns ett klart samband mellan elevers attityder till de naturorienterade ämnena och deras svårigheter i dessa. Orsaken till en viss attityd hos en elev kan bero på väldigt många olika faktorer. Det handlar om allt ifrån vad man tycker om undervisningen och en specifik lärare till de signaler som föräldrar och vänner sänder ut (Helldén m fl 2005).
Ekstig (2002) har utifrån en undersökning som gjorts av skolverket framställt tre olika omständigheter som leder till att skolan ofta har svårt att fånga elevernas intresse för naturvetenskap. En sådan omständighet är att kursinnehållet är alltför omfattande för många elever och att de därför lär sig på en ytlig nivå. De memorerar snarare stoffet än förstår det. En andra omständighet är att lärostoffet är alltför teoretiskt för de flesta, och eleverna ser sig då inte själva ha tillgång till det som krävs för att förstå materialet. Den tredje omständigheten syftar till att sättet som kunskap förmedlas på ofta är enformigt. Elevens känslomässiga och sociala kompetenser får därför inte komma till uttryck i de naturorienterade ämnena.
Lindahl (2003) beskriver resultatet från den mest omfattande studien SISS (Second
International Science Study) från 1988. Enligt den studien är de flesta eleverna i lågstadiet
positiva till naturvetenskap medan det är färre som tycker det är roligt under högstadiet. Intresset för naturvetenskapen finns dock kvar till stor del i högstadiet. Ju äldre eleverna blir desto mer tveksamma blir de till att naturvetenskapen kommer att leda till en bättre framtid. Att kunskap i naturvetenskap är viktigt för att få ett bra jobb är en vedertagen uppfattning bland de flesta av eleverna i grundskolan till och med årskurs sju, men avtar sedan kraftigt främst hos flickorna. På gymnasiet är uppfattningen om naturvetenskapen som något som är viktigt att behärska för att få jobb inte speciellt utbredd, utom hos dem som läser naturvetenskaplig och teknisk linje. Det verkar alltså som om elever tappar mer och mer tro på det ekonomiska argumentet ju äldre de blir, utom de som är specifikt intresserade.
Att elever ställer sig tveksamma till att naturvetenskapen kommer att förbättra framtiden menar Osborne, enligt Lindahl (2003), beror på att elever idag inte har sett hur naturvetenskap och teknik har lett fram till tekniska och medicinska landvinningar och att resande idag är mycket lättare. Elever bär snarare på en sådan uppfattning att naturvetenskapliga och tekniska framsteg kan få negativa följder och detta är också ofta medias bilder. Utifrån detta resonemang verkar det som om elevernas intresse ligger i ett bildningsperspektiv, men att skolan, liksom Sjöberg (2000) påpekat, är dålig på att ta tillvara detta intresse.
2.2.4 Hur ska man undervisa i naturvetenskap i skolan?
Hur ska man då undervisa i naturvetenskap för att främja alla elevers lärande och för att nå kursplanens mål? Ekstig (2002) säger att det är nödvändigt att relatera undervisningens innehåll och uppläggning till kunskaper om elevernas vardagsföreställningar om naturvetenskap. Läraren bör därför ta del av kollegor och forskares iakttagelser och erfarenheter för att på så sätt skaffa sig uppfattningen hur elever tänker om saker och ting. Olika elever har olika erfarenheter, förutsättningar och förmågor och genom att ställa frågor där elevernas egna tankar kommer i fokus kan alla elevers kunskaper göras gällande. Det möjliggör i sin tur att alternativa uppfattningar kan lyftas fram och brytas mot varandra i diskussioner i grupper eller i helklass. Att lära sig uttrycka sina egna föreställningar och argumentera för dessa medför att idéerna prövas och utvecklas samtidigt som eleven får språklig träning (Thorén 1999). Även Olga Dysthe (1996) har beskrivit det dialogiska klassrummet. I beskrivningen finns lärare som i sin undervisning tar fasta på elevers egna föreställningar och grundligt går igenom dessa i klassen.
Det centrala i den naturvetenskapliga undervisningen är att eleverna ska kunna förstå det som förklaras för dem, och det är upp till läraren att göra förklaringen på så vis att eleverna kan ta den till sig. Ekstig (2002) gör en indelning i tre olika förklarningsprinciper, som han menar att en lärare kan använda sig av beroende på elevernas ålder och utveckling. Den första är vardagsförtrogenhet som innebär att undervisningen knyter det fenomen som skall förklaras till vardagen, man ersätter förklarningen med en beskrivning. Den andra är modelltänkande vilket innebär att läraren använder ett för eleverna förtroget fenomen, som har liknande egenskaper som det fenomen som skall förklaras. Det tredje är en vetenskaplig förklarning, där man använder sig av vetenskapliga begrepp, men Ekstig (2002) ställer sig tveksam till om detta är en förklaringsmetod som är bra ens bland universitetsstuderande.
Praktiskt arbete är ett moment som ofta får stor plats inom de naturorienterade ämnena och i kursplanerna i fysik står också att: ”Kunskap inom fysiken har sin grund i växelspelet mellan observationer av naturfenomen och systematiska experiment å ena sidan och begrepp, modeller och teorier å den andra” (Skolverket 2000, s 36). Sjöberg (2000) menar emellertid att praktiskt arbete inom naturvetenskapliga ämnen kan variera väldigt utifrån syfte och mål med det praktiska arbetet. Ofta får eleven göra några väl tillrättalagda försök och får utifrån detta dra en generaliserande slutsats. Detta sätt att utföra experiment på har ibland setts som en slags kopia av vetenskapen, men då slutsatsen egentligen är given på förhand har metoden blivit kritiserad för att vara en förvrängning av vetenskapen. Experiment av den här typen skulle emellertid kunna fungera som en förstärkning av lärostoffet, om eleven ser att en teori
stämmer i praktiken så kanske han också kommer att komma ihåg stoffet lättare (Sjöberg 2000).
Kursplanen i de naturorienterade ämnena betonar också vikten av ett historiskt perspektiv. Eleven ska kunna se hur vetenskapens idéer har växt fram ur historien och vilka konsekvenser detta har haft för människan (Ekstig 2002). Sjöberg (2000) menar att många av de experiment som används i skolan är just vetenskapens klassiska försök. Sådana försök kan både underbygga en teori och bidra till en historisk förståelse, men de kan också leda till en trivialisering av det historiska förloppet. Det kan vara enkelt att rekonstruera ett historiskt experiment, men mycket svårare att sätta sig in i det tankesätt som rådde då experimentet gjordes.
Ett annat syfte med experiment är, och det kan härledas till temat för denna uppsats, att experimenten skall få eleven att se att lärostoffet faktiskt kan användas på olika sätt i verkligheten. Detta kan motverka att eleven ser skolans naturvetenskap som något verklighetsfrämmande och abstrakt. En ytterliggare aspekt är att det kan leda till att elever lär sig lita på sig själva och sina resultat, samt utveckla färdigheter i att samarbeta och kommunicera (Sjöberg 2000). Kommunikation är som vi konstaterat tidigare, nödvändig för lärande i ett sociokulturellt perspektiv. (ex. Säljö & Wyndham 2002). Både SISS och TIMMS
(Trends in International Mathematics and Science Study) undersökningar visar emellertid på
att det inte finns något direkt samband mellan elevernas erhållna poäng på olika ämnesuppgifter och hur många experiment som eleverna har gjort. Sjöberg (2000) menar dock att undersökningen antagligen skulle ha visat motsatsen om testet hade varit av experimentell art. Hur man examinerar elever är därför också av stor vikt för lärandet och det är ett övervägande, som också måste göras utifrån syftet med undervisningen. Om undervisningen har målet att endast tillgodogöra sig vetenskapens teorier och begrepp så är ett experimentellt tillvägagångssätt antagligen inte speciellt effektivt, men om man vill att eleverna ska lära sig saker som experimentella metoder, säkerhetsrutiner och praktiska färdigheter så kan det experimentella tillvägagångssättet vara mer fruktbart (Sjöberg 2000).
Mot denna bakgrund och det övergripande syftet att studera dels hur NO-ämnen ges ett innehåll genom det sätt som begrepp och fenomen introduceras i läroböcker samt hur några elever ger motsvarande begrepp ett innehåll, formuleras i det följande ett preciserat syfte och konkreta frågeställningar.
3 Syfte och frågeställningar
Syftet med detta arbete är att undersöka hur några naturvetenskapliga begrepp introduceras, motiveras och ges mening i några centrala läroböcker i fysik samt vilken mening några elever ger samma begrepp. Vi har valt att avgränsa arbetet till begrepp som ligger inom ramen för området ”elektricitet”. Vi avser inte göra några generaliseringar med vårt arbete utan vill utifrån några exempel föra en diskussion om vad relationen mellan vardagsföreställningar och vetenskapliga föreställningar kan innebära.
För att ytterliggare belysa detta förhållande har vi valt att studera om elevers meningar om begreppen varierar med sammanhang. Det vill säga, talar de om elektricitet på samma sätt i samband med fysiklektionen som i situationer som är skiljd från relationer i fysik.
Konkreta frågeställningar
För att kunna svara på vårt syfte har vi formulerat följande frågeställningar:
Vilka begrepp inom temat elektricitet kan ges ett vardaglig- respektive naturvetenskapligt sammanhang?
I hur stor utsträckning använder läroböckerna sig av dessa begrepp?
Vilken mening tillskrivs dessa begrepp i läroboken? Hur introduceras och motiveras de?
Vilken innebörd ger eleverna motsvarande begrepp, och skiljer sig denna deras mening om elektricitet beroende på sammanhang?
4 Metod
Detta avsnitt kommer vi att ägna åt de metodval vi har gjort för att få svar på våra frågeställningar och därmed vårt syfte.
4.1 Metodbeskrivning
Vi har valt att använda oss av två tillvägagångssätt för att analysera, dels en textanalys och dels en intervju. Med textanalysen analyserar vi innehållet i två läroböcker i fysik för att på så sätt bilda oss en uppfattning om de naturvetenskapliga kunskaper som erbjuds i skolan. Via intervjuer analyserar vi elevers sätt att använda och förklara naturvetenskapliga begrepp och fenomen.
I vår undersökning vill vi belysa kunskapsbegreppet och, som vi tidigare sagt, detta är ett komplext och omdiskuterat begrepp. Vi vill också belysa att det finns skillnader mellan vardagliga och vetenskapliga kunskaper men att dessa inte behöver vara hierarkiskt ordnade. Vi är alltså inte ute efter att undersöka hur mycket eller ofta som något förekommer och syftet i vår undersökning är därför av kvalitativ art och således kommer även vår metod att vara det.
Vi kommer i vår textanalys att undersöka vilken mening begreppen ges i läroboken och textanalysen kommer också att ligga till grund för våra intervjufrågor.
Vi kommer först att presentera vår textanalys och resultatet av den och först därefter kommer vi att presentera vår intervjumetod.
4.2 Varför elektricitet?
Vi har, som vi nämnt i vårt syfte, valt att begränsa oss till den del av fysiken som handlar om elektricitet och det kan också vara på plats att förklara varför vi valt detta tema. Grundtanken är att vi vill behandla ett område, som är väl bekant för eleven samtidigt som det kan vara föremål för vardagskunskaper. Vi ska nu göra en redogörelse för de faktorer som fått oss att välja just elektricitet som fysikavsnitt att basera vår undersökning på.
Elektricitet är ett centralt begrepp i vår vardag och ett liv utan den är svårt att föreställa sig. Ellära är även ett centralt avsnitt i skolans fysik och upptar en stor del av de läroböcker som vi valt att undersöka. Christina Kärrqvist (1985) menar att elektricitet är något som inte direkt går att observera och kräver abstrakt tänkande, något som hon menar att elever i de tidiga tonåren har svårigheter med. Att exempelvis säga att strömmen är laddade partiklar i rörelse
är inte en beskrivning av verkligheten, utan en hypotes som används för att förstå verkligheten.
Elever har många gånger vardagskunskaper om hur strömmen fungerar. En vanlig uppfattning är, till exempel, att det bara behövs en pol för att få ström (Sjöberg 2000). Enligt Kärrqvist (1985) är elevers vardagsspråk en anledning till denna typ av föreställningar. I vardagslivet möts eleven ofta av uttryck såsom ”slösa inte med strömmen” eller ” släck lamporna på dagen så de inte drar onödigt mycket ström” och samtidigt beskrivs elektriska apparater ofta som strömförbrukare. Elevernas egna erfarenheter ger också stöd för dessa uppfattningar eftersom de själva kan se hur det går endast en sladd till exempelvis dammsugaren, hårtorken eller lampan.
Utifrån denna bakgrund, att elektricitet är ett abstrakt begrepp, förekommer i stor utsträckning i vardagen och är föremål för många vardagsföreställningar anser vi vara några goda skäl för att välja elektricitet som föremål för vår undersökning.
4.3 Att tolka
Tolkning är något som hela tiden görs av oss för att kunna förstå vår omvärld och kunna interagera med andra människor (Nils Gilje & Harald Grimen, 1992/2004), och för att kunna förstå meningen med våra resultat krävs att vi tolkar dem i båda delarna av vår undersökning. Att tolka forskningsmaterial innebär att man utifrån lite material tränger in djupt i en problematik (Svenning 2003). Inom tolkning och meningsskapande talas det ofta om
hermeneutiken. Den moderna versionen av detta begrepp innebär att man, med hjälp av en
särskild metodlära, vill tolka meningsfulla fenomen och beskriva de villkor som gör att vi kan förstå meningar (Gilje & Grimen 1992/2004). Enligt Taylor (Gilje & Grimen 1992/2004) finns det tre kriterier som ett hermeneutiskt studieobjekt måste uppfylla. Man måste kunna säga att objektet kan vara meningsfullt, det är uttryck hos mänskliga aktiviteter som tolkas och därför går det inte att säga att naturfenomen är meningsfulla i hermeneutikens ögon. Man kunna skilja mellan mening och uttryck, man måste ersätta den första utsagan med en meningsförklaring som är klarare. Till sist måste fenomenet också vara meningsfullt för någon (Gilje & Grimen 1992/2004).
Inom hermeneutiken är förförståelse ett centralt begrepp. Anledningen till detta är att om vi inte har några idéer om vad vi ska leta efter i exempelvis en text, blir undersökningen utan någon bestämd riktning. En annan viktig aspekt är att en tolkning också alltid är beroende av det sammanhang där den görs (Gilje & Grimen 1992/2004).
Enligt Henry Olsson & Stefan Sörensen (2001) är den hermeneutiska spiralen nyckeln till konsten att förstå olika fenomen. Tanken är att meningen uppstår i relationen mellan delar och helheten i en människas erfarenheter. Både Kvale (1997) och Olssons & Sörensen (2001) betonar vikten av en växelverkan mellan delar och helhet av data i en undersökning. Utifrån en otydlig och intuitiv uppfattning om helheten kan de enskilda delarna tolkas. Dessa tolkningar relateras sedan återigen till helheten och så vidare. För varje varv i spiralen erhåller forskaren en allt djupare förståelse.
Enligt Kvale (1997) har hermeneutikens regler använts främst för tolkning av färdiga litterära verk, men de kan också användas exempelvis för intervjutolkningar. Det är dock viktigt att vi är medvetna om skillnaden mellan de två analysobjekten. En litterär text är ett färdigt verk som ska tolkas utanför den situation som den uppstod i och som ger ett koncentrerat meningsuttryck. En intervjutext är däremot aldrig given på förhand utan skapas i relationen mellan forskaren och den intervjuade. Tolkningen pågår här även samtidigt som texten skapas. Själva intervjuutskrifterna är av mer vag natur och det kan krävas en lång process innan forskaren kommer fram till den mening som den intervjuade egentligen vill uttrycka (Kvale 1997).
5 Textanalysen
Att utföra en textanalys innebär att försöka urskilja och undersöka olika fenomen i texter. Det finns många sätt att utföra en textanalys beroende på vilken typ av kunskap som eftersöks. Vårt syfte med textanalysen är först att hitta de begrepp i läroböckerna som används för att förklara fenomenet elektricitet. Därefter vill vi undersöka vilken mening som begreppen ges och även använda dessa begrepp för att formulera intervjufrågor. Vi kommer i detta kapitel att pressentera vår textanalys, vårt tillvägagångssätt och vårt resultat.
5.1 Val av läroböcker
Efter att ha frågat alla skolor, som har årskurs 7 – 9 i Örebro kommun, via E-post, vilka läroböcker de använder i fysik, fick vi reda på att främst tre böcker används i dessa årskurser. Vi valde, utifrån tillgång, två av dessa böcker att utföra analysen på.
Den första läroboken heter Spektrum Fysik (2001) och är skriven av Lennart Undvall & Anders Karlsson och är, enligt vad det står skrivet på baksidan, anpassad till kursplanerna år 2000. I denna bok behandlas elektricitet i tre kapitel. Det första av dessa kapitel behandlar ellärans grunder, det andra går djupare in på elektricitet och magnetism och det sista kapitlet handlar om elektriska maskiner.
Den andra läroboken heter Fysik Lpo (1996) och är skriven av Bo Paulsson, Bo Nilsson, Bertil Karpsten och Jan Axelsson. Fysik Lpo är indelad i tre böcker, en för varje årskurs och elektricitet återkommer med ett kapitel i alla tre böckerna och motsvarar de kapitel som finns i
Spektrum Fysik.
5.2 Val av textanalys
Eftersom vi vill undersöka både innehåll och mening kommer vi att kombinera två olika textanalyser för vår undersökning, en innehållsanalys och en diskursanalys. I den innehållsliga delen kommer vi att undersöka vilka begrepp som används för att förklara olika fysiska fenomen och som finns i de kapitel som vi valt att undersöka. I vår diskursiva del av textanalysen vill vi undersöka vilken mening som böckerna tillskriver just de begrepp som vi valt att behandla och vi vill också få en helhetssyn om hur läroböckerna presenterar sitt innehåll. För att få fram denna mening har vi valt att närma oss begreppens mening genom följande fyra olika angreppspunkter:
Hur introduceras begreppen? Hur förklaras begreppen?
I vilket sammanhang är begreppen skrivna? Hur motiveras begreppen?
Med hur ett begrepp introduceras menar vi hur det lyfts in i texten i början. Det kan exempelvis handla om en intresseväckning genom en fråga om ett fenomen. Ett svårfattligt begrepp skulle kunna beskrivas med metaforer eller modeller. Ytterliggare en introduktion skulle kunna vara att man utifrån ett historiskt perspektiv får följa hur ett visst begrepp har kommit till.
Hur begreppet förklaras är enligt oss hur begreppet ges en konkret betydelse. Exempelvis tror vi att ett begrepp som spänning skulle kunna ha olika förklaringar beroende på vilken bok som använder begreppet.
Vilka sammanhang begreppen är skrivna i tror vi också kan vara av vikt. Exempelvis om ett begrepp är skrivet i samband med ett naturfenomen, som ligger nära elevens vardag, kanske det blir enklare att förstå än om begreppet är skrivet i ett sammanhang, som inte är bekant för eleven.
Med motivering av begreppen menar vi hur boken visar en meningsfullhet för den enskilda eleven att behöva ta begreppet till sig. Det kan vara t.ex. en skyddsaspekt eller en nyttoaspekt.
5.3 Sammanfattning av läroböckernas innehåll
Temat som rör elektricitet, som vi har valt att analysera, består av tre kapitel i läroboken,
Spektrum Fysik. Kapitel 3 – Elektricitet, behandlar grunderna inom elektricitet med
utgångspunkt i laddning. Kapitel 10 – Elektricitet och magnetism, repeterar elektricitet från kapitel 3 samt utvecklar ämnet genom att införa exempelvis elsäkerhet. Kapitlet introducerar sedan begreppet magnetism och knyter samman detta begrepp med elektricitet. Kapitel 11
-Elektriska maskiner beskriver hur en elektrisk motor, generator samt en transformator,
fungerar. Inledning i varje kapitel börjar med några frågor som rör kapitlet och i alla kapitel finns en sammanfattning med bilder, där alla delkapitel presenteras och där många begrepp repeteras. Förutom den berättande texten finns också textrutor som ger en del information, bland annat angående historia, fördjupning och formler. Historia har en framträdande roll,
främst vid introduktionen av nya begrepp. Historiken framställs genom att läsaren får lära känna framträdande forskare och följa deras tankegångar och upptäckter genom rekonstruktioner av deras experiment.
I Fysik Lpo behandlas elektricitet i ett kapitel i varje bok. Den första boken tar upp grunderna i ellära, den andra boken fördjupar sig och pratar mer ingående om elektricitet och magnetism och den tredje boken visar hur elektriska maskiner fungerar. Innehållet i Fysik Lpo är mycket likt det som finns i Spektrum Fysik och även många av de exempel som böckerna tar upp är snarlika. Fysik Lpo har också samma ordning på de olika områdena inom temat som
Spektrum Fysik har. Även Fysik Lpo har en sammanfattning i slutet av varje kapitel, men
saknar illustrerande bilder i denna sammanfattning. Det finns också betydligt fler studieuppgifter för eleverna och även ett avsnitt med laborationer efter varje kapitel. Motsvarande intresseväckande frågor om kapitlets innehåll, som går att hitta i Spektrum Fysik, saknas i Fysik Lpo, där boken istället direkt börjar med att beskriva begreppen.
5.4 Resultat av textanalysen
Vi kommer här att presentera de begrepp vi valt att undersöka samt den mening som boken ger dem. Vi kommer även att presentera en sammanfattande reflektion om textens helhet.
5.4.1 Val av begrepp
Vi ville välja begrepp som är grundläggande inom temat elektricitet och som används i stor utsträckning i våra valda texter. Utifrån dessa premisser av textens innehåll valde vi följande begrepp att undersöka mer noggrant i den diskursiva delen av analysen:
Vi tror även att dessa begrepp kan ha olika mening i vardagliga och vetenskapliga sammanhang och att de kan användas för att beskriva vardagliga fenomen på ett icke vardagligt vis.
Laddning Ledare Säkring
Spänning Motstånd Jord
Ström Kortslutning Magnetism/
5.4.2 Begreppens mening
Både Spektrum Fysik och Fysik Lpo är anpassade efter Lpo 94 och Spektrum Fysik är dessutom anpassad till de reviderade kursplanerna, 2000. De olika aspekterna på kunskap, den konstruktiva, kontextuella och funktionella, som genomsyrar Lpo 94, genomsyrar också de två böckerna. Dessa aspekter på kunskap är framträdande både i hur begreppen introduceras, förklaras, sammanhangsmässigt och hur de motiveras. Här nedan följer nu en utredning av begreppen utifrån dessa premisser.
Hur introduceras begreppen?
Många av de begrepp som introduceras utgår ifrån något som finns i det vardagliga livet, det kan vara en uppfinning eller ett naturfenomen. Laddningsbegreppet bedömer vi, utifrån böckerna, vara det grundläggande begreppet inom elektriciteten. Det introduceras först i båda böckerna och syftet är att försöka väcka ett intresse hos eleverna, till exempel genom att resonera om varför håret kan fastna på kammen när man kammar sig. Den kontextuella kunskapsaspekten framkommer i historiska tillbakablickar, där oftast en forskares upptäckter får introducera viktiga begrepp eller lagar. Det som skiljer de två böckerna åt i detta avseende är att Spektrum Fysik har historian integrerat i texten, medan Fysik Lpo har all historik i ett särskilt kapitel. Vi tror att denna skillnad skulle kunna vara avgörande för elevens förmåga att se sammanhanget. Gemensamt för båda böckernas historia är emellertid att den till större delen handlar om historiska upptäckter, som har lett oss fram till dagens kunskaper om fysikaliska fenomen. I vissa fall använder böckerna sig av det som man trodde i det förflutna som språngbräda för de nyare upptäckterna. Böckerna lyfter då fram enskilda forskares olika upptäckter, vilka överbevisat den dåtida allmänna uppfattningen och som kommit att bli de som styr den allmänna uppfattningen idag. På andra ställen finns emellertid utrymme för vidare forskning. När exempelvis magnetisk strålning introduceras, görs detta med en ovisshet huruvida dessa är skadliga eller inte och menar att det pågår forskning kring just detta. Vi har således inte svar på allt, men framtiden kommer att ge oss svar genom vidare forskning.
Hur förklaras begreppen?
När begreppen ska förklaras är det även här vardagsfenomen som används. Böckerna vill förklara varför vissa, ofta triviala, saker händer och samtidigt sätta olika naturvetenskapliga namn på det. Vi tror att böckerna på detta vis vill väcka en funderingsprocess hos eleven om
fenomen som han/hon är bekanta med, men kanske aldrig reflekterat mycket över eller kanske sett som självklara. Detta ska då leda till en nyfikenhet hos eleven och en vilja att lära. Exempelvis fenomenet åskblixt förklaras av böckerna som resultatet av olika laddningar mellan molnet och marken vilket orsakar en ström av elektroner mot marken, alltså blixten.
Vardagsföreställningar lyfts också fram i texten, i vissa fall endast för att ersättas med de naturvetenskapliga förklaringsmodellerna. Här kan vi använda blixten som exempel ytterligare en gång. När man i Spektrum Fysik vill förklara var man kan skydda sig mot blixten står det skrivet: ”Det är däremot säkert att skydda sig i en bil. Men det beror inte på bilens gummidäck som många tror. Det är bilens plåt som bildar en skyddande bur” (Undvall & Karlsson 2003, s. 27). Här använder sig boken tydligt av sin auktoritet som läromedel då den menar, utan att ge något direkt belägg för det den säger, att oavsett vad många människor tror, så är det bokens beskrivning som är den korrekta. På samma sätt tar läroboken stöd av de forskare som genom historien bidragit med, som boken uttrycker det, ”vårt” synsätt. Forskarna beskrivs alltså som de som har skapat dagens världsbild och som inte ska ifrågasättas. Även om andra människor har vissa felaktiga uppfattningar så vet vi att det är på ett visst sätt.
Nya begrepp i boken förklaras även med utgångspunkt i andra tidigare förklarade begrepp. Elektrisk spänning beskrivs exempelvis som skillnaden i laddning mellan två poler och elektrisk ström som ett resultat av spänningen. Det är alltså laddningsbegreppets vardagsanknytning som fortfarande görs gällande i dessa begrepp.
Vilket sammanhang står begreppen?
Som vi redan beskrivit står begreppen skrivna i anslutning både till vardagsfenomen, historiska upptäckter och mer abstrakta fysikaliska fenomen. Det är dock oftast som om vardagen är det sammanhanget där begreppet först benämns.
Hur motiveras begreppen?
Vi har lyckats utläsa några olika sätt som de begrepp som står i boken motiveras på. Den första motiveringen är att det är av intresse för alla att veta hur saker och ting fungerar i själva verket. Detta kan vi utläsa, dels i de intressefrågor som finns i början av kapitlen i Spektrum
Fysik, dels i de vardagsanknutna exemplen i båda böckerna. Förklaringar till vardagsfenomenen är alltid konstruerade på så vis att oavsett vad eleverna än hade för kunskaper om fenomenet innan, så kommer texten slutligen med en korrekt förklaring. På sättet som boken talar om vad vi vet idag, i kontrast till det andra tror eller har trott, ger texten
just en intresseaspekt av kunskapen. Det borde vara av intresse hos alla att veta det vi vet idag, för annars hamnar vi hos de andra mindre kunniga.
Den andra motiveringen vi funnit i böckerna är en nyttomotivering. Ett exempel är när böckerna tar upp begreppet säkringar. Böckerna beskriver då proppar som en säkring och texten berättar vad som händer och vad som kan göras ”när en propp går”. Spektrum Fysik förklarar dessutom hur det går att räkna ut hur många apparater som går att koppla till ett och samma eluttag innan proppen går. Om eleven känner till vad en propp är så skulle detta alltså hjälpa honom/henne i vardagslivet.
En annan motivering som är tydlig i båda böckerna är säkerhet. På flera ställen förklaras hur farligt det kan vara med elektricitet om man handskas med den på fel sätt. Böckerna berättar hur man ska göra för att inte få ström i sig, både när det gäller åska och en strömförande ledning och förklarar anledningen till att man inte får ström i sig.
Det finns ett särskilt avsnitt i Spektrum Fysik som handlar om energikällor. Detta avsnitt syftar till att få eleverna att se olikheten mellan våra olika källor till elektricitet och hur man kan använda elektriciteten på ett mer effektivt sätt.
5.4.3 Sammanfattande om begreppens mening
Den mening som ges de naturvetenskapliga begreppen i böckerna är av ganska auktoritär art. Genom dessa begrepp kan man enligt böckerna hitta svar på nästan alla fenomen man stöter på i livet och hade man en förklaring innan, så kan begreppen ge en korrekt förklaring. Begreppen beskrivs också som säkra på så vis att det är kända forskare som en gång i tiden lyckats forska fram dem och dessa ger begreppen extra auktoritet. De naturvetenskapliga begreppen är också meningsfulla att känna till i olika vardagliga situationer, allt från att byta proppar och undvika att få ström genom kroppen, till att kunna ta hänsyn i kärnkraftfrågan.
5.4.4 Definition av våra valda begrepp
Här följer en kortfattad definiering av de tidigare valda begrepp, som vi valt att undersöka. Vi kommer att göra detta utifrån läroböckernas definitioner och för att underlätta för läsaren att följa med i vårt resonemang under den kommande intervjudelen.
Elektrisk laddning
Elektrisk laddning är ett grundläggande fenomen i naturen och laddning kan vara antingen plus eller minus, beroende på om det har överskott eller underskott av elektroner. Naturen
strävar dock alltid efter att vara i jämvikt och om två föremål med olika laddning kommer nära varandra så byter elektronerna plats mellan föremålen så lika laddning kan uppstå. Det är detta fenomen som är orsak till så enkla saker, som att en ylletröja knastrar när den dras över huvudet till att åskan går.
Spänning
Spänningen beskrivs som det som anger hur stor skillnaden är i laddning mellan plus- och minus och mäts i enheten volt (V).
Ström
Strömmen uppkommer som ett resultat av skillnaden i laddningar där elektroner byter plats mellan föremål. Den elektriska strömmen är då en ström av elektroner från plus- till minuspol. Strömmen har egenskapen att den alltid vill ta närmaste vägen ner till marken. Det finns två olika strömsorter, växel och likström. Växelström är den sorts ström, som vi har i våra kontakter och som alstras av kraftverk medan likström är den typ av ström, som batteriet levererar.
Ledare
En elektrisk ledare är ett ämne, som kan leda ström. Motsatsen är en isolator. Många metaller, särskilt koppar, är bra ledare men även en människa kan ibland bli en ledare för ström då han/hon blir en genväg för strömmen till marken. Detta kan vara livsfarligt om strömmen är stark.
Motstånd
Begreppet elektriskt motstånd, eller resistans är något, i regel en metalltråd, som gör motstånd mot strömmen. En glödlampas glödtråd är exempel på ett motstånd då den begränsar strömstyrkan i en strömkrets. Resistansen påverkas också av temperaturen.
Kortslutning
Kortslutning innebär att strömmen tar en genväg förbi exempelvis en lampa, om det kopplas en ledning förbi lampans båda poler. När ofrivillig kortslutning sker ökar strömstyrkan i kretsen och en eldsvåda kan uppstå.
Säkring
En säkring är en tunn metalltråd som bränns av när strömmen blir för stark i kretsen, till exempel vid kortslutning. När metalltråden går av så bryts strömmen. Vardagssäkringen kallas för propp och skyddar alltså hemmen mot att strömmen i våra ledningar ska bli för hög.
Jord
Med jord menas jordens översta skikt. Elektriska apparater kan skyddsjordas. Vid exempelvis en kortslutning av en brödrosten ska skyddsjorden leda ner strömmen till marken istället för att göra brödrosten strömförande.
Magnetism/Elektromagnetism
En magnet är något som används i mängder av saker i vår vardag och vars nord-del alltid vänder sig alltid mot nordpolen. Detta fenomen beror på att jordklotet är en stor magnet med sydliga änden på nordpolen och vice versa. Magnetens magnetism smittar av sig på andra föremål och den har ett magnetfält som vi inte kan se.
Magnetism kan också påverka elektricitet och vice versa och elektriciteten i våra eluttag uppkommer med hjälp av just elektromagnetism. Magnetfältet kan få skapa ström om magneten för in och ut i en ledare som har snurrats som en spole.
6 Intervjun
Det finns, som i fallet med textanalys, flera intervjumetoder som lämpar sig olika bra beroende på vilken information man eftersträvar från intervjupersonen. I en intervju där det eftersöks kunskap om fakta eller erfarenheter från en person så kommer antagligen upplägget att vara annorlunda än när man eftersöker kunskap om en persons känslor eller åsikter. (Jan-Axel Kylén & Nina Vestlund 1980)
Vi kommer att använda oss av en kvalitativ forskningsintervju för insamlandet av information om elevernas kunskaper. Kvale (1997) menar att en kvalitativ forskningsintervju är ett professionellt samtal, som bygger på vardagssamtalet. Ibland kallas den kvalitativa intervjun för ostrukturerad intervju, men Kvale (1997) menar att den i praktiken är halvstrukturerad då det varken är ett fritt samtal eller görs efter ett strängt strukturerat frågeformulär. En kvalitativ forskningsintervju syftar till att förstå ämnen från livsvärlden ur den intervjuades perspektiv. (Kvale 1997, s32)
6.1 Genomförande
Vi kommer här att presentera tillvägagångssättet vid intervjun med början i hur våra intervjuer bottnar i intervjuns grundläggande frågor, vad, hur och varför. Sedan diskuterar vi urvalet av våra intervjupersoner.
6.1.1 Intervjuns grundläggande frågor
Inför vår intervju tog vi ställning till det som Kvale (1997) kallar intervjuns grundläggande frågor, vilka är ”vad”, ”varför” och ”hur”. ”Vad” innebär inskaffande av den teoretiska förkunskapen om ämnet som ska undersökas. ”Varför” innebär en klargörning av undersökningens syfte. ”Hur” innebär att man väljer tekniker som är lämpliga i sammanhanget. Frågorna varför och vad bör klaras ut innan dess att frågan hur ställs. I en kvalitativ intervju måste alla tre faser klargöras innan själva intervjun sker (Kvale 1997).
Vad?
Den teoretiska förkunskapen för vår intervju kan sägas komma från tre olika delar. Dels har vi goda kunskaper om elektricitet från våra tidigare ämnesstudier, dels har vi nu en teoretisk utgångspunkt om perspektiv på kunskap samt vardagskunskaper och dels har vi resultatet av
vår textanalys som beskriver en syn på skolans naturvetenskap och som också ligget till grund för våra intervjufrågor.
Varför?
Frågan varför kan utläsas i vårt övergripande syfte. Vi vill få en uppfattning om elevers begreppsförståelse inom området elektricitet och om denna kan skilja sig i olika miljöer.
Hur?
För att lyckas få någon kunskap om hur elever tänker om olika begrepp, strävade vi efter att ha en så öppen diskussion som möjligt. Vi tror inte det går att nå elevers tankar och föreställningar genom en mycket strukturerad intervju med ja och nej frågor. Emellertid måste det finnas en viss struktur i intervjun, då vi tror att en alltför lössläppt intervju kan göra eleverna förvirrade om vad det är vi vill att de ska svara på.
De frågor vi har valt har sin utgångspunkt i de begrepp som vi behandlat i vår textanalys. Frågorna handlar om händelser och fenomen, som kan uppkomma i elevernas vardag. Vi har således inte frågat eleverna direkt om en betydelse till begreppen, men varje fråga berör fenomen, som handlar om ett eller flera av begreppen. Genom att titta på ordval och beskrivningar av fenomenen så får vi en uppfattning om elevens begreppsuppfattningar. Frågorna vi har valt kan också härledas till exempel i böckerna, om än annorlunda formulerade.
Då vi ville se om det fanns någon skillnad mellan hur elever resonerar om begreppen i olika miljöer, utförde vi vår intervju vid två tillfällen och med olika elever under dessa tillfällen. Det första tillfället skedde under en lektion i engelska där vi inte på förhand nämnt att undersökningen har något med fysik att göra. Den andra intervjun ägde rum under en fysiklektion och eleverna var på förhand medvetna om att det var ett tema inom fysik vi skulle behandla.
6.1.2 Urval
Vårt urval av elever har vi gjort i två klasser i årskurs 9 på en skola i Örebro. Vi tror att vi genom att välja olika klasser, minskar risken att eleverna upptäcker sambandet mellan våra två intervjutillfällen och diskuterar intervjun med varandra. Vi lät eleverna själva välja om de ville vara med på intervjun och utifrån de som var intresserade gjorde vi ett slumpvis urval av fyra elever i varje klass. Vi valde emellertid ut lika många flickor som pojkar till
intervjutillfällena. Avsikten med detta var i första hand att få en mer rättvis bild av elevers kunskaper och även om våra ambitioner med undersökningen inte har en genusaspekt, så kanske vi kunde peka på skillnader i uppfattningar, också könen emellan. Vi hade även för avsikt att utföra intervjun med två elever åt gången och tanken med detta var både att eleverna skulle känna sig mer trygga, men också att det skulle kunna bli en diskussion mellan eleverna. Då en elev var sjuk vid intervjutillfället så utförde vi emellertid istället intervjun med tre elever samtidigt under engelskalektionen, en pojke och två flickor, och fyra elever vid fysiktillfället, en intervju med två pojkar och en intervju med två flickor.
6.2 Resultat
Vi kommer här att presentera resultatet av vår intervjuanalys. Vi kommer att presentera elevernas begreppsuppfattningar med ett begrepp i taget för att sedan göra en sammanfattning och en reflektion. Eftersom skillnaden mellan de två olika lektionstillfällena inte var speciellt omfattande, har vi valt att presentera båda intervjutillfällena ihop och endast behandla skillnaderna i vår reflektion.
6.2.1 Elevernas uppfattningar om de fysikaliska begreppen.
Här följer en sammanställning av intervjuerna av eleverna. Eleverna under engelskalektionen har vi valt att kalla för Anna (A), Stina (S) och Niklas (N) och eleverna under fysiklektionen har vi valt att kalla för Johan (J), Magnus (M), Katrin (K) och Fatima (F). När vi som intervjuare framträder i texten använder vi beteckningen (I).
Elektrisk laddning
Vi närmade oss detta begrepp genom en fråga om åska och en fråga om statisk elektricitet i form av en ballong som fastnar i taket när den gnuggas mot håret. Niklas kopplade dessa fenomen till begreppet laddning.
---N: Ja alltså… att det är olika laddningar och de drabbas samman med varandra.
---Något ytterligare förtydligande av vad dessa sammandrabbningar innebär kan han emellertid inte ge. Att laddningar har med plus och minus att göra är något som Johan, Katrin och Stina berör. Exempelvis beskriver Stina och Johan laddning så här:
