6-9 åringars spontana uppfattningar om fast och flytande materia

Examensarbete

10 p

Catharina Gustafsson och Nils Pålsson

Malmö högskola

SÄL

Handledare: Leif Karlsson

Examinator: Kerstin Sonesson Lärarexamen mot grundskolans tidigare år

Naturvetenskap/Teknik/Matematik Vårterminen 2005

Sammanfattning

Undersökningens syfte var att öka vår kunskap om hur elever, i åldern 6-9 år, spontant beskriver materieuppbyggnad i fast och flytande form samt vad som händer då fast materia löses i flytande materia. Detta för att vi som pedagoger skall kunna stödja elevers naturvetenskapliga begreppsutveckling. Vi använde oss av enskilda kvalitativa intervjuer för att få svar på våra frågeställningar. Eleverna fick beskriva hur materia i deras vardagsmiljö är uppbyggd och vad som händer när fast materia ska lösas i flytande materia. Deras svar var till 90 % av ett makroskopiskt, kontinuerligt perspektiv. Den materia, i olika tillstånd eller konsistenser, som eleverna har erfarenhet av i vardagen beskrevs i mindre kontinuerliga delar. Elevers spontana föreställning om materia är inte generaliserad, utan måste bearbetas kontinuerligt under hela skoltiden.

Nyckelord: begreppsutveckling, kvalitativa intervjuer, materia, naturvetenskap, yngre elever

4

Förord

Vi vill tacka elever och föräldrar på de skolor som vi är verksamma på, för att de ställt upp och hjälpt oss att få material till vårt examensarbete. Vi skänker även ett tack till de kollegor som stöttat oss genom att läsa delar av vårt arbete. Ett stort tack till mediotekets personal som utan minsta protest, hittat och skickat diverse material till oss. Även övrig personal vid Malmö Högskola, Lärarutbildningen, som trodde på oss och stöttade oss in i det sista, ingen nämnd ingen glömd, men ett stort tack. Vi tackar även vår handledare Leif Karlsson som stått ut med och hjälpt oss under arbetets gång. Sist, men dock inte minst, ett stort tack till våra nära och kära för all förståelse och uppbackning vi fått under vårt arbete med examensarbetet.

5 Innehållsförteckning Inledning...7 Syfte ...8 Frågeställningar...8 Kunskapsbakgrund...9

Tre framstående forskare om elevers inlärning ...10

Tidigare undersökningar...13 Metod...16 Urval ...16 Datainsamlingsmetod ...16 Intervjuproceduren ...17 Beskrivning av de två frågesekvenserna ...19 Databearbetningsmetoder ...20 Resultatredovisning...22 Frågeställning 1...22 Frågeställning 2...27 Frågeställning 3...30 Diskussion ...31 Frågeställning 1...31 Frågeställning 2...34 Frågeställning 3...35 Metoddiskussion ...36

Hur kan vi dra nytta av våra resultat i vårt blivande yrke ...38

Måluppfyllelse ...40

Förslag på fortsatt forskning ...40

Inledning

Vi som skrivit detta examensarbete är två förskollärare som valde att utbilda oss till Ma-No lärare mot grundskolans tidigare år vid SÄL-II utbildningen på Lärarutbildning, Malmö högskola. Vi arbetar redan med elever i åldrarna 6-9 år och ansåg då dessa elever som en självklar undersökningsgrupp för vårt examensarbete. Vi vill utveckla våra möjligheter att möta varje elev utifrån deras kunskaper och utmana dem till fortsatt kunskapsutveckling. Vi valde att skriva ett arbete som handlar om materia eftersom vi haft svårt att hitta litteratur som beskriver elevernas kunskapsutveckling inom detta område. Detta samtidigt som internationella och nationella undersökningar (Stavy & Stachel, 1985, Novick & Nussbaum, 1978, 1981 och Andersson, 2001) visar hur elever ser på omvärlden. Gällande fasövergångar och bildandet av molekyler, visar elevernas svar på svårigheter att ge naturvetenskapliga beskrivningar (Andersson, 2001). Ännu svårare blev det om eleverna skulle ta hänsyn till molekylbegreppet i förklaringar av materieomvandlingar (Stavy & Stachel, 1985, Novick & Nussbaum, 1978, 1981). I internationella studier om elevers kunskaper i naturkunskap, PISA 2003, visas det för svenska 15-åringar att avståndet mellan de som presterar bäst och sämst har blivit större (Skolverket, 2004). Med utgångspunkt från dessa studier och undersökningar ville vi ta reda på vilken spontan uppfattning elever egentligen har om materians byggnad när det gäller fast och flytande materia. I förlängningen vill vi erbjuda elever en bättre undervisning där begreppsgrunderna introduceras på ett tidigt stadium. Detta för att underlätta elevers väg mot medvetenhet om och förståelse för naturvetenskapliga teorier angående materia. Som arbetsmarknaden ser ut nu, kommer det i framtiden att behövas många kompetenta individer inom det naturvetenskapliga området.

Med spontan uppfattning, menar vi att eleven inte har fått någon skolundervisning om det vi ställer frågor. Sin kunskap och uppfattning om materia har de inhämtat i vardagslivet. Det vill säga som en bieffekt av en situation som inte var ämnad att skapa inlärning.

Syfte

För att kunna ge stöd till våra elever, måste vi veta vad de har för föreställningar om sin omvärld. Detta examensarbete har som mål att ge oss kunskap om hur elever, i åldern sex till nio år, spontant beskriver uppbyggnaden av fast och flytande materia i sin omvärld. Vi vill också se hur medvetna eleverna är om vad som händer när fast materia löses i flytande materia. Detta för att vi, som pedagoger, skall kunna ge eleverna begreppsgrunderna tidigt, så att eleverna ska utveckla sin medvetenhet om och förståelse för naturvetenskapliga teorier angående materia. Vi vill även undersöka om det finns någon skillnad i begreppsuppfattning ur ett genusperspektiv.

Frågeställningar

• Vilka spontana uppfattningar har elever, i åldern 6-9 år, om materians byggnad i flytande och fast form?

• Hur beskriver eleverna spontant vad som händer när ett fast ämne löses i ett flytande ämne?

• Vilka skillnader i uppfattning finns om ovanstående frågor mellan pojkar och flickor?

Kunskapsbakgrund

Vi kommer visa på det som finns i våra styrdokument angående omvärldens uppbyggnad. Vi tar även upp några teorier om vad lärande är. Här beskriver vi vad som åläggs oss pedagoger och vilka mål våra elever bör uppnå.

I Lpo 94 (Utbildningsdepartementet, 1999) läggs vikten på att skolan skall bistå eleverna att inhämta sådan kunskap att de kan fortsätta utbilda sig. Skolan skall sträva efter att eleven ”tillägnar sig goda kunskaper inom skolans ämnen och ämnesområden, för att bilda sig och få beredskap för livet” (Utbildningsdepartementet, 1999, s 11). Det skrivs också att eleven skall ha nått följande mål; ”… känner till och förstår grundläggande begrepp och sammanhang inom de naturvetenskapliga kunskapsområdena…” (Utbildningsdepartementet, 1999, s 12).

I kursplanen för naturorienterade ämnen betonas det att eleven skall kunna urskilja växelverkan inom olika system, till exempel på atom- och molekylärnivå. En annan viktig punkt är att eleverna ska kunna skapa sig en förmåga att se samband mellan vardagliga och naturvetenskapliga förklaringar om fenomen som finns runt oss alla (Utbildningsdepartementet, 2000). Om barnen ska kunna urskilja växelverkan på atom- och molekylärnivå så måste denna undervisning ta sin början på något sätt. Här passar vårt examensarbete in som ett första steg i att ta reda på hur den bild eleverna har om hur materien ser ut. Vår framtida undervisning kan sedan utgå från den kunskap som examensarbetet ger. Även för förmågan att kunna se samband mellan vardagliga och naturvetenskapliga förklaringar är det viktigt att förstå atom- och molekylbegreppen, då det underlättar beskrivningen av det som är oföränderligt fastän det för blotta ögat ser ut att ändras.

I kursplanen för fysik framgår det, ännu tydligare, att eleven under sin skoltid skall utveckla kunskap om grundläggande fysikaliska begrepp, till exempel i atom- och kärnfysiken. Undervisningen skall här liksom inom alla ämnen ha sin utgångspunkt i elevens vardag. Återigen blir det således viktigt att elevens vardagsföreställning är känd. I uppnåendemålen för nionde klass står det att, ”eleven ska ha insikt i materians uppbyggnad av elementärpartiklar och atomer” (Utbildningsdepartementet, 2000, s

58). I kursplanen för kemi betonas att eleven skall få grundläggande begrepp om materians uppbyggnad och egenskaper, detta för att kunna skapa förståelse för materians egenskaper och struktur. Ett strävansmål som nämns är att eleven ”utvecklar kunskap om atomens byggnad…” (Utbildningsdepartementet, 2000, s 59). I uppnåendemålen uttrycks att eleven i femte klass skall vara medveten om begrepp som fast, flytande och gas. I nionde klass skall eleven vara medveten om vattnets roll som lösningsmedel och transportör.

Tre framstående forskare om elevers inlärning

En person som tveklöst haft inflytande på skolans naturvetenskapliga undervisning är Jean Piaget. ”Det var Piagetepoken som en gång för alla öppnade elevperspektivet” (Andersson, 2001, s.11). Den man som sedan vidgade och kompletterade det piagetanska perspektivet var Lev Vygotskij. Han räknas idag som en av världens mest inflytelserika psykologer. Den tredje personen vi valt att omtala med utgångspunkt från syftet med vårt examensarbete är Jerome Bruner. Även han har betytt mycket för utvecklandet av de läro- och kursplaner vi har i Sverige idag. Bruner (1970) ansåg att inom all undervisning måste strävan vara att lektionsinnehållet upplevs menings- och lustfyllt för eleverna. Den gemensamma målbeskrivningen i kursplanen för grundskolan anger att skolan skall sträva efter att eleverna upplever upptäckandets och experimenterandets glädje och utvecklar sin lust till att ställa frågor (Utbildningsdepartementet, 2000).

Piaget

Piaget (1896-1980) förknippas med det individuella lärandet och har i sina teorier beskrivit barns utveckling genom olika stadier som måste gås igenom för att förstå och klara av nästa stadium. Han ansåg att barns tänkande utvecklades i olika stadier; sensomotoriskt-, konkret- och abstrakt tänkande (högsta stadiet). Enligt Andersson (2001), beskrev Piaget hur tankestrukturer utvecklas inom olika områden från tidiga barnaår och upp till tonåren. Han ansåg att vi är utrustade med en allmän nyfikenhet och vetgirighet som gör att vi bemödar oss att förstå vår omvärld.

Om man befann sig i något, som i Björn Anderssons skrift (2001) kallas det högsta stadiet (”formella operationsstadiet”) så hade man utvecklat en mycket omfattande

tankestruktur. Denna gjorde det möjligt att förstå och använda bland annat proportionalitet och modelltänkande. Tänkandet hos den som nått stadiet var medvetet och observant på inre motsägelser. I det tidigare ”konkreta operationsstadiet” var allt detta inte möjligt. Det vi uppfattar av detta är att Piaget ansåg att barn måste nå en viss ålder (mognad) för att kunna ta in viss kunskap. Trots att stadiebegreppet utsattes för kritik så var det dock Piagetepoken som öppnade elevperspektivet. Piaget ser således inte människan som en passiv varelse som mottar sinnesintryck från omvärlden, utan snarare som en aktiv individ med förmågan att skapa meningsfulla helheter av omgivningen (Säljö, 2000). Enligt Piaget ska barn tillåtas vara aktiva, upptäcka saker på egen hand, arbeta laborativt och styras av sin egen nyfikenhet. Han förespråkade förståelse framför ”lära utantill”. Han ansåg att vuxenintervention i barns aktiviteter och ”traditionell” klassundervisning är störande element som motverkar barnens spontana aktiviteter och självständiga utveckling. Det är när barn är aktiva, fysiskt och intellektuellt engagerade i sin omgivning, och när de undersöker den som de utvecklar sin förmåga (Säljö, 2000).

Vygotskij

Vygotskij (1896-1934) förknippas med det sociala samspelets lärande. För honom var språket och sociala aktiviteter det centrala för att en människa skall utvecklas (Moreau & Wretman, 2000). I ”Om kunskap och lärande” beskrivs att Vygotskij skiljer mellan spontana och akademiska begrepp. Genom det sociala samspelet med omgivningen tar eleverna till sig ord och spontana begrepp. Dessa begrepp är enligt Vygotskij omedvetna och osystematiska, beroende på att de utgår från en konkret situation. De akademiska begreppen är medvetna, till följd av att de utvecklas från de spontana till att bli mer abstrakta och teoretiska begrepp. Akademiska begrepp betraktas som medvetna för att det finns systematik i dem. ”Begreppsmedvetande uppstår genom begreppsgeneralisering” (Moreau & Wretman, 2000, s 13).

Enligt Egidius (2002), anser Vygotskij att man först måste utveckla ett socialt samspel med andra, och därefter utveckla ett vardagsnära språk. Om man sedan får ta del av vetenskapliga begrepp på ett område så kan man utvecklas ytterligare, men det förutsätter att man har känslomässiga relationer och det vardagsnära språket inom motsvarande område (Moreau & Wretman, 2000). Det vi kan utläsa av detta påstående

är att spontant lärande definieras av att det är en biprodukt av aktiviteter som inte alltid har lärande till syfte. Detta är också den vanligaste typen av inlärning. Tänk bara på hur små barn lär sig sitt modersmål. ”Barn lär sig modersmålet genom att de försöker kommunicera - säga och förstå” (Carlgren & Marton, 2000, s.128).

Vygotskij säger att en elev kan förstå och skapa resultat med hjälp av en pedagog, som utmanar eleven, utanför sitt befästa kunskapsområde (Moreau & Wretman, 2000, Egidius, 2002). Vygotskijs teorier leder till ett uppgiftsbaserat lärande, där eleverna löser uppgifter tillsammans i grupp. Uppgifter ska arrangeras så att de gradvis ökar kravet mot mer självständigt tänkande, frikopplat från pedagogen. Vygotskij (1999) talar även mycket om fantasins betydelse för inlärning. Han hävdar att fantasin ligger till grund för varje kreativ skapelse inom alla områden från konst till teknik. Från Vygotskij ser vi tydliga kopplingar till ”vår tids” skola, där eleven ska vara en ifrågasättande och kunskapssökande individ.

Skolans naturvetenskapliga undervisning måste av olika skäl ta vardagligt tänkande i anspråk. En uppgift för oss kan vara att utveckla båda dessa kunskapsområden, vardagskunskapen och det naturvetenskapliga kunskapsbegreppet. Detta genom att stimulera interaktion mellan elevernas vardagskunskap och naturvetenskapens begrepp gällande materia. Vygotskij hade en stark tro på att skolans undervisning om vetenskapliga begrepp kunde påverka elevens mentala utveckling mot större abstraktionsförmåga och teoretisk insikt. Denna utveckling stimuleras av möten mellan vardagliga och vetenskapliga begrepp. Det gäller att få elevernas tänkande att röra sig fram och tillbaka mellan vardagligt och vetenskapligt plan. Det tar tid för en ung människa att komma in i det naturvetenskapliga tänkandet när eleven hela tiden möter sitt och andras vardagstänkande om dessa begrepp. Som Andersson (2001, s14) skriver: ”Problemlösning, diskussioner med för- och motargument, tid till reflektion samt en undervisning i vilken det finns något att förstå är några av de betingelser som rimligtvis stimulerar.”

Bruner

Jerome Bruner (f 1915) är en amerikansk socialpsykolog och pedagog. Bruner var med och lade grunden för åttiotalets didaktik, då han deltog i en konferens där psykologin och pedagogiken sammanfördes till ämnesmetodik (Egidius, 2002). Bruner (1970) menade att Piagets stadier finns parallellt i all inlärning. Enligt Maltén (1981) kallar Bruner sina stadier för: handlingen, bilden respektive symbolen. Enligt Egidius (2002) ansåg Bruner att ”var och en, i vilken ålder han eller hon befinner sig, i någon form kan undervisas i grundprinciperna i vilket ämne som helst” (Egidius, 2002, s104). Bruner (1970) ansåg att om en elev skulle kunna ta till sig kunskap, var det viktigt att det som skulle undervisas upplevdes meningsfullt för eleven. Det skulle tala till elevens känslor och tidigare kunskaper.

Individuellt- och socialt lärande

Piaget och Vygotskij berör varandras teorier om lärande, men de lägger tonvikten på sin egen tes om vad lärande är och i vilket sammanhang lärandet bäst sker. I dag menar, bland andra, följande forskare Anderson, Reder, Simon och Greeno (enligt Eskilsson, 2001) och Andersson (2001, s 9-14), att lärandeprocessen bäst beskrivs som ett samspel mellan individuell aktivitet och socialt samspel. Även Bruner (1990, 1996) har i sina senare skrifter betonat det sociala samspelet som en viktig del i det aktiva sökandet av ny eller fördjupad kunskap. Han är en förespråkare av det livslånga lärandet.

Tidigare undersökningar

Det finns det många undersökningar om elevers kunskap, förståelse och begreppsuppfattning med avseende på materia. De flesta studier riktar sig mot äldre elever, 10-16 år (Piaget & Inhelder, 1974, Novick & Nussbaum, 1978, 1981, Stavy, 1991, Johnson, 1998, Andersson, 2001 och Eskilsson, 2001). Det finns även några studier av den åldersgrupp, 6-9 år, som vi har undersökt (Stavy & Stacher, 1985, Stavy, 1990 och Nakhleh & Samarapungavan, 1999). Undersökningarna visar på att flertalet av eleverna uppfattar materia som kontinuerlig och statisk, vilket kan leda till problem med förståelse av när två ämnen möts och ett nytt bildas. Denna uppfattning, står i kontrast till naturvetenskapens dynamiska synsätt av ständig rörelse bland atomer och molekyler. Flera av forskarna/författarna (Nussbaum, 1985, Stavy, 1991, Andersson, 2001, Eskilsson, 2001) anser att undervisningen av partikel-, atom- och molekylbegreppen,

som materian består av, borde kunna börja tidigare än vad som idag är fallet och ta hjälp av de yngre elevernas fantasi. Detta är viktigt för att kunna ge eleverna en språklig förståelse av begreppen som används i naturvetenskapen.

Piaget och Inhelder (1974) har gjort undersökningar på elever som handlar om deras utveckling från konstansbegrepp till atomism om ett ämne, med fyra undersökningssteg. De började med att lösa upp socker i vatten och slutade med vikt och mängdförsök med hjälp av socker som löser sig i vatten. Forskarnas (Piaget & Inhelder, 1974) slutsats var att elevens utveckling bygger på att utmana det eleven redan har befäst med hjälp av sin kunskap om fenomen i vardagen.

Andersson (2001) anser att man i de yngre åldrarna borde arbeta mycket med fasövergångar, så att eleverna får en god förståelse av fast, flytande och gasformigt. Han skriver också att, enligt Stavy & Stacher (1985), uppstår problem om inte eleverna språkligt äger förståelse för begreppen fast, flytande och gasformigt eller om eleverna har en annan uppfattning av dem än vad pedagogen har. Eleverna kan då inte förstå förklaringarna av materian med hjälp av partikelmodellen. I samma undersökning finns en hänvisning till Dickenson som enligt Stavy & Stacher (1985, s 408) funnit att fyraåringar kan skilja mellan flytande och fast, även om fyraåringarnas indelning inte är perfekta jämfört med naturvetenskapens syn på dessa begrepp.

Eskilsson (2001) drog slutsatser av sin longitudinella studie, av 10-12 åringar, gällande deras förståelse av materiens förändringar. Slutsatserna var att elever tidigt kan ta till sig och bygga upp egna, om än ibland felaktiga, begrepp om vardagliga fenomen. De kan också ta till sig och använda vetenskapliga ord och begrepp som de använder parallellt med sina tidigare begrepp om fenomenen. Elevernas tidiga föreställningar kan vara ett steg mot bättre förståelse. Det gäller för pedagogen att vara medveten om elevernas spontana föreställningar, och att vissa vetenskapliga ord har en annan betydelse i vardagsspråket vilket kan försvåra förståelseprocessen. Eskilsson (2001) skriver att: ”Elever kan ha föratomära tankar men det är inte troligt att de formulerar dessa som ett generellt partikelbegrepp” (Eskilsson, 2001, s.196). Han anser att en enkel partikelmodell, utifrån molekylbegreppet, är ett bra hjälpmedel och att den fantasivärld, som partikelvärlden är för eleverna, är lättare för yngre elever att använda än om man

väntar tills de börjar i sjunde klass (Eskilsson, 2001). En annan forskare som menar att fantasin är till stor hjälp vid inlärning är Berefelt (1993) som drar paralleller mellan Einsteins problemlösning och ett barn som han väljer att kalla Lasse Liten.

Där finns också ett antal undersökningar och forskare som pekar på det motsatta. Bland dessa forskare finns, BouJaoude (enligt Eskilsson, 2001) som ansåg att elevernas bilder är tillfälliga, Claxton (enligt Eskilsson) som anser att resultaten är en följd av intervjusituationen, Solomon (enligt Eskilsson), Fensham (enligt Eskilsson) och Lichtfeld (enligt Eskilsson), vilka menade att partikelmodellen är för svår och att man därför bör vänta med introduktionen av den.

Sammanfattning utifrån tidigare undersökningar

Alla begrepp som berör fenomen och materia i den naturvetenskapliga sfären är viktiga, även de som är felaktiga, det är en slutsats Eskilsson (2001) drar. Eskilsson menar också att pedagoger måste vara medvetna om elevernas spontana uppfattningar och begrepp, för att kunna tillgodose elevernas vetgirighet. Nussbaum (1985) som lyfter elevens fantasi som en viktig del i inlärningen. Stavy & Stacher (1985) menar att pedagogerna, utifrån elevernas spontana begrepp skall lotsa eleverna till en förståelse av det naturvetenskapliga språket, med syfte att ge dem en gemensam plattform att utforska sin omvärld. Andersson (2001) tycker att det är viktigt att tidigt arbeta med fasövergångar för att skapa en förståelse för fast, flytande och gas. Alla fem forskarna, (Stavy & Stacher, 1985, Nussbaum, 1985, Andersson, 2001 och Eskilsson, 2001) menar att undervisningen av materians byggnad kan börja tidigt, kanske redan i förskoleklass.

Följder för oss i vår undersökning

Om vi ska undervisa om materia tidigt, i förskoleklass, är det viktigt att vi först har kunskap om hur våra elever har konstruerat sina vardagsföreställningar. Detta för att kunna ge dem en förståelse av det naturvetenskapliga språket som är kopplat till deras spontana och vardagliga språk. Detta gör vår undersökning till en viktig del av vår utbildning till Ma/No-lärare.

Metod

Undersökningen består kortfattat i att eleverna intervjuas i två sekvenser. I den första får de betrakta en sockerbit, ett glas vatten, en glasspinne (trä) och en bit ståltråd i nämnd ordning. De intervjuas om vad de tror dessa materier är uppbyggda av. I den andra får de ställa en hypotes om vad de tror händer när en sockerbit lägges ner i vatten. Därefter utför de experimentet och beskriver resultatet.

Urval

Eleverna i vår undersökning kommer från de skolor som vi arbetade på under vårterminen 2005. Det var en kommunal F-2 skola i ett litet samhälle och en enskild (fri) F-9 skola i en större stad.

Totalt blev 20 elever i åldern 6-9 år, 12 elever från den kommunala skolan och 8 elever från den enskilda skolan, intervjuade i vår studie. Eleverna, med jämn könsfördelningen, lottades fram. Ytterligare två elever i samma åldersklass i den kommunala skolan lottades ut till vår pilotstudie. Pilotstudien blev utförd på den kommunala skolan eftersom en av oss arbetade med barnen och hade möjlighet att göra intervjuerna under sin arbetstid.

Datainsamlingsmetod

Den metod man använder sig av i ett vetenskapligt arbete måste vara noggrant utvald och lämpa sig för den undersökning man tänkt genomföra. Vetenskapliga metoder och tekniker finns det gott om och då vi ville lära oss om elevernas spontana uppfattning eller kunskaper om materians uppbyggnad valde vi att göra kvalitativa intervjuer. I sekvensen om sockrets upplösning i vattnet, valde vi att utmana elevens spontana förklaring av vad som skulle ske och bad dem ställa en hypotes om händelseförloppet i sekvensen. Detta för att de senare skulle utföra experimentet och ge sin förklaring utifrån vad som hände. Vi satt tillsammans med eleven frågade och lät barnen rita sina bilder av hur de tyckte det såg ut i det aktuella ämnet. Intervjun spelades in på en kassettbandspelare, för att minimera missförstånd. Vilket det lätt kan bli om man ska sitta och anteckna under en intervju. Detta är enligt Johansson & Svedner (2001) och Patel & Davidson (2003) den intervjuform som rätt använd ger bäst kunskap om elevernas förståelse och uppfattning om intervjuämnet. Vi valde att göra två fasta

frågesekvenser, där vi utnyttjade möjligheterna att ställa följdfrågor som hjälpte oss att skapa en förståelse av elevernas tankar och begrepp om materians byggnad. Patel & Davidson använder sig av många ”hur-frågor” i sina exempel och motiverar detta med att ”intervjupersonen uppmanas att beskriva en större sammanhängande företeelse” (Patel & Davidson 2003, s. 80).

Vår undersökning avsåg att som en förberedelse för undervisningen få klarhet i vilka spontana uppfattningar eleverna har om materians byggnad. Den tidigare forskningen tyder på att det finns ett starkt begränsat antal kategorier för indelning av elevernas svar. Med detta som utgångspunkt anser vi att ett underlag på 20 intervjuer borde räcka för att få tillräckligt med information, utifrån våra frågeställningar.

Intervjuproceduren

När lottdragningen var utförd delade vi ut ett informationsblad med tillhörande talong (bilaga 1), där föräldrarna kunde ge sitt medgivande eller inte. Där informerade vi om vad vi skulle göra, allt enligt de etiska råd som Johansson & Svedner (2001, s 23-24) beskriver i sin bok. Ingen förälder eller elev lämnade något negativt besked. Då vi fått medgivande från föräldrarna, genomförde vi pilotstudien med två elever under vecka 6. Under samma vecka utvärderade vi pilotstudien och förändrade undersökningens innehåll.

Vecka 7 startade intervjuprocessen som höll på fram till vecka 12. Intervjuerna på den kommunala skolan gjordes under två dagar och eleverna hade ingen möjlighet att informera varandra om frågorna. I den enskilda skolan gjordes intervjuerna någon vecka senare, med elever som var på fritidshem under lov och eftermiddagar.

Intervju fick maximalt ta tjugofem minuter i anspråk av elevens tid. Intervjuerna hölls av den person som arbetade på respektive skola och spelades in på en kassettbandspelare. Anteckningar fördes för att kunna markera huvudskakningar och annat som kunde hjälpa till vid utskriften av intervjuerna. Intervjuplatsen var vald med omsorg så att inget störande skulle kunna dyka upp och stressa eleverna under intervjun.

”Välj att göra en barnintervju vid en tidpunkt då ni inte riskerar att bli störda. Välj om möjligt en lugn plats. Respektera om ett barn inte vill svara. Använd gärna bandspelare. Då ger intervjun också en möjlighet till självobservation. Anteckna efter intervjun sådant som kan tänkas ha påverkat barnets svar och även barnets kroppsspråk”

(Rubinstein Reich & Wesén, 1987, s 57).

Varje intervju inleddes med att eleven informerades om vad som skulle ske under intervjun och att de kunde säga stopp och avsluta intervjun när de ville. Eleverna fick även godkänna att de skulle bli inspelade på band. Vi poängterade att vi var intresserade av att få veta hur de tänkte och vad de kunde om de saker vi skulle visa under intervjun. Det viktiga var inte att de skulle ge svar som de kunde få rätt eller fel för, utan vad de ansåg om det vi frågade om. Enligt Johansson och Svedner (2001) innebär en kvalitativ intervju att endast frågeområdena är bestämda. Frågorna kan variera från intervju till intervju, beroende på hur den intervjuade svarar och hur uttömmande svaret är. Frågorna måste anpassas till den intervjuade så att eleven ges möjlighet att ta upp allt hon/han önskar. Vi använde oss endast av några få frågeställningar och sedan följde vi upp dessa frågor beroende på hur eleverna svarade med följdfrågor. Eleverna fick även veta att deras svar inte kunde spåras och att de i rapporten skulle vara anonyma med ett fingerat namn.

En pilotstudie gjordes med två eleverna en vecka innan de egentliga intervjuerna genomfördes för att utprova frågesekvenserna. Frågesekvenser vi använde då var uppbyggda på samma sätt som dem vi använde oss av i huvudstudien, med ett undantag. När eleverna skulle berätta om sin uppfattning av materians byggnad hade vi bara socker och vatten som ämnen i pilotstudien. Erfarenheten vi drog av vår pilotstudie var att vi skulle lägga in fler fasta ämnen, för att se om det fanns någon skillnad i hur de beskriver de olika fasta ämnenas uppbyggnad. Den materia vi lade till var trä och stål, vilket även Nakhleh & Samarapungavan (1999), hade i sin undersökning. Vår modifiering efter pilotstudien gav vår egentliga undersökning en större validitet.

Beskrivning av de två frågesekvenserna

Uppslaget till utformningen av sekvenserna kommer från undersökningar utförda av Nakhleh och Samarapungavan (1999) och Piaget & Inhelder (1974, kap. 4-6). Från Nakhleh & Samarapungavan (1999) använde vi oss av frågor som rörde hur eleverna såg på fast respektive flytande materia och från Piaget & Inhelder (1974, kap. 4-6) använde vi frågor om hur fast materia löstes i flytande materia.

Vi var även inspirerade av den undervisningsmetod som Nussbaum (1985) beskrev, där eleverna fick använda ”magiska glasögon”, för att de med hjälp av sin fantasi skulle kunna se det som var osynligt för blotta ögat. De ”magiska glasögonen” är ett par fantasiglasögon, som ger en möjlighet att se allt osynligt och smått som kan gömma sig i materian, med hjälp av fantasin. När vi presenterade de ”magiska glasögonen” för eleverna, berättade vi att med dessa kunde de se saker som inte var synliga för vårt eget öga. Glasögonen kunde även förstora upp och se genom ytan av materian som eleverna såg på och därför kunde de eventuellt se saker som vårt öga annars inte såg. Att använda elevernas fantasi är något som fungerar bättre på yngre elever då de inte låsta av alla inlärda föreställningar är en av slutsatserna Eskilsson (2001) drog.

Sekvens 1

Eleven fick se fyra föremål från sin egen vardag. Dessa var en sockerbit, vatten i ett glas, en glasspinne (trä) och en bit ståltråd. Deras uppgift var att berätta vad de trodde att materian var uppbyggd av. Om eleven gav ett makroskopiskt svar (svar med smak, utseende, namn) fick de följdfrågan: Om du haft ”magiska glasögon” på dig, vad hade du då sett? Vi använde oss av ytterligare följdfrågor som hjälp för att förstå elevens svar, till exempel; Hur menar du?

Sekvens 2

Ett glas vatten och en sockerbit ställdes fram. Eleven fick till uppgift att beskriva vad de först trodde skulle hända då de lade sockerbiten i vattnet och hur det då skulle se ut i vattnet. Därefter utförde eleven experimentet och fick beskriva vad som hände. Här fick eleven ta hjälp av de ”magiska glasögonen” när de svarade att sockerbiten smält eller försvunnit. Nussbaum (1985) och Eskilsson (2001), använde sig av detta förfaringssätt

för att få eleverna att föreställa sig och berätta om det osynliga. Vi bad även eleven att rita sin uppfattning om hur det såg ut i materian.

Databearbetningsmetoder

När de 20 intervjuerna var avslutade, skrevs bandupptagningarna ut, jämfördes med eventuella intervjuanteckningar samt tolkades av intervjuaren. Därför växlade vi inspelningar med varandra för att den som inte varit med under intervjun skulle få göra sin egen utskrift och tolkning av den andres bandupptagning. Detta för att ge en homogen tolkning av våra intervjuer. Utskrifterna och översättningen jämfördes, diskuterades och bearbetades så att vi fick en gemensam bedömning av intervjusvaren. Denna gemensamma bedömning blev vårt underlag för det vi skulle presentera i rapporten. Svaren delades in i svarskategorier som vi läst om i undersökningar av Nakhleh & Samarapungavan (1999) och Piaget & Inhelder (1974, kap 4-6), detta för att förenkla fortsatt arbete.

Elevsvaren i sekvens 1 är indelade i tre huvudgrupper:

1. Makroskopiskt (svar med smak, utseende, namn), som i sin tur är indelat i två undergrupper.

a) Där objektet är en helhet utan delar. (Beskriver det kontinuerligt samt statiskt t.ex. socker är socker och inget annat.)

b) Där objektet är uppdelat i delar, men namnges. (Kontinuerligt men delar upp materian i mindre delar, t.ex. socker; sockerkorn, vatten; iskristaller, vattendroppar.)

2. Mikroskopiskt. (Svar som visar på att materian är uppdelad i mindre delar.) 3. Vet inte.

Dessa kategorier utgår från undersökningen av Nakhleh & Samarapungavan (1999), men vi minskade antalet kategorier eftersom pilotstudien visade att eleverna endast gav svar inom ramen för dessa tre kategorier. Utifrån elevernas svar och vad våra tolkningar av svaren gav, placerade vi likvärdiga svar inom ramen för de olika kategorierna. Svarsgrupp 1 är indelad i två undergrupper eftersom eleverna använder sig av ord ur sitt vardagsspråk både för att benämna materian som helhet och som små delar med samma benämning av materian.

Elevsvaren i sekvens 2 är indelade i fyra grupper: A. Vet inte.

B. Sockret löses inte upp av vattnet utan ligger som hel bit eller som strösocker kvar på glasets botten.

C. Sockret löses upp och blir osynligt.

D. Sockret löses upp och får nytt utseende- eller smakegenskap från sockret, t.ex. vitskimrande eller bubblande (kolsyreliknande).

Dessa svarsgrupper utgår från Piaget & Inhelder (1974, kap 4-6) och de svar som gavs i pilotstudien. Våra tolkningar av elevernas svar, avgjorde vilken grupp elevernas svar hamnade inom. Några svar kan ur en första anblick verka olika. Vid en djupgående analys placerades de ändå som likvärdiga inom ramen för samma grupp.

Resultatredovisning

Resultatet av intervjuerna redovisas med vissa citat av elevernas svar. För att förtydliga en del svar är även elevernas teckningar redovisade.

Frågeställning 1

Vilka spontana uppfattningar har elever, i åldern 6-9 år, om materians byggnad i flytande och fast form?

Elevernas tankar om bitsocker

Sju pojkar av tio benämner socker enligt kategori 1a, de svarar med olika svar till exempel, socker, is, sockerbeta och sockerbit. Karl (9 år) säger att sockret består av mindre sockerkorn, se bild 1, som tillsammans bildar sockerbiten. Han svar placerades i kategori 1b. Jakob (8 år) säger att socker består av smådelar som han inte vet vad de heter. När intervjuaren frågar om han menar som strösocker svarar han nej, det är ännu mindre delar. Till sist beskriver han det som en snöflinga fast mycket mindre och då är de till utseendet olika ansåg han, se bild 2. Svaret placerades i kategori 2.

Bild 1. Karls mindre sockerbitar.

Bild 2. Jacobs snöflingeliknande byggnadsdel av sockerbiten.

De pojkar som gav svar i kategori 1, det vill säga åtta stycken, fick frågan vad de skulle se, ifall de tog på sig sina ”magiska glasögon”, som gjorde att de kunde se in i

sockerbiten. Sex av de sju som avlagt ett svar som placerades i kategori 1a. De svarade med att beskriva mindre sockerdelar, sockerkorn eller små isbitar som utgjorde sockerbiten. Ivan (7 år) berättade att sockerbiten var av is, för att den var hård. Han förklarade att bitsocker var uppbyggt av små isbitar. Karl (9 år) höll fast vid sin tidigare version och även hans andra svar placerades i kategori 1b, se diagram 1.

Sju flickor av tio gav beskrivningar av sockerbiten som gjorde att de placerades i kategori 1a, se diagram 1, de benämner att sockerbiten är uppbyggd av socker. Tre flickor ger svaret att de inte vet vad sockret är uppbyggt av, se diagram 1. De sju flickorna som beskrivit sockerbiten makroskopiskt, fick frågan hur sockerbiten hade sett ut om de haft ”magiska glasögon”. Alla sju kom med beskrivningar som gjorde att de höjde sig inom kategori 1 till 1b. Cecilia (7 år) beskrev det som massor med små sockerpaket, se bild 3. För att få en överblick av elevernas svar om sockrets uppbyggnad, se diagram 1.

Bild 3. Cecilias sockerpaket i sockerbiten.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1a-makroskopisk beskrivning som en hel

del. 1b- makroskopisk beskrivning uppdelat i mindre delar. 2-Mikroskopisk beskrivning uppdleat i små delar utan vardagligt namn. 3- Vet inte svarskategorier elevantal

Flickors uppfattning utan magiska glasögon Flickors uppfattning med magiska glasögon Pojkars uppfattning utan magiska glasögon Pojkars uppfattning med magiska glasögon

Elevernas tankar om vatten

De tio tillfrågade pojkarna gav svar som placerades i kategori 1a, se diagram 2. Ivan (7 år) sade; ”… av vatten, åvatten det finns åvatten som är gjort av is…”, se bild 4. En genomgående uppfattning hos pojkarna var att vatten var uppbyggt av vatten.

Med frågan om de hade haft tillgång till ”magiska glasögon” så svarade fyra på samma nivå som tidigare och fyra svarade att vatten bestod av mindre delar av vatten. Till exempel Ivan (7 år) som beskrev det som; ”… såna där bubblor, gjorda av is…”, se hans svar utan glasögon.De fyra hamnade då i kategori 1b, se diagram 2. Två pojkar valde här att ge ett, jag vet inte svar.

Bild 4. Ivans isbitar som vattnet är gjort av.

Sju av de tio flickorna svarade genom att beskriva vatten som vatten, ånga eller med ett beskrivande ord. Cecilia 7 (år) sa; ”… det är genomskinligt …”. Tre flickor svarade att de inte visste vad vatten bestod av.

När de sju flickorna fick föreställa sig att de haft ”magiska glasögon” på sig svarade sex att vattnet bestod av mindre delar. De här flickorna svarade enligt följande, Stina 8 (år) sa; ”massor med små saker i vattnet”. Debbie (7 år) sade; ”… porligt, att man kunde se lite bubblor i vattnet… … bubblorna består av vatten och luft…”. Cecilia (7 år) som beskrev vattnet som genomskinligt redogjorde här för att det såg ut som ett fönster. Medan en svarade att det bara var vatten. För att få en överblick av elevernas svar om vattnets uppbyggnad, se diagram 2.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1a-makroskopisk beskrivning som en hel

del. 1b- makroskopisk beskrivning uppdelat i mindre delar. 2-Mikroskopisk beskrivning uppdleat i små delar utan vardagligt namn. 3- Vet inte svarskategorier Elevantal

Flickors uppfattning utan magiska glasögon Flickors uppfattning med magiska glasögon Pojkars uppfattning utan magiska glasögon Pojkars uppfattning med magiska glasögon

Diagram 2. Elevers spontana uppfattning av vattnets uppbyggnad.

Elevernas tankar om glasspinnen (trä)

Alla pojkar gav svar som kunde kategoriseras under kategori 1a, se diagram 3. Deras svar var bland annat att glasspinnen bestod av bark, trä, pinne med flera beskrivande ord.

När pojkarna fick ta på sig sina ”magiska glasögon” beskrev fyra att glasspinnen bestod av en massa små pinnar. Jakob (8 år) knäckte glasspinnen och beskrev den som ett pussel av många små pinnar som skulle passa ihop. Bengt (6 år) beskrev trä som smådelar i form av taggar som var olika stora. Stefan (9 år) beskrev det som många små raka bitar, han sa ”ca 70 st. får plats i en glasspinne”. Evert (8 år) sa, ”en massa träd”. Dessa fyra gav svar som passade in i kategori 1b, se diagram 3. De andra sex behöll sin beskrivning av att trä var en konstant helhet.

En flicka svarade att glasspinnen bestod av en massa trä placerades då i kategori 1b, se diagram 3. Övriga nio beskrev det som trä, utan att nämna något om smådelar i pinnen.

När flickorna skulle beskriva glasspinnen med hjälp av de ”magiska glasögonen” svarade fem av dem att de inte visste hur det såg ut inuti glasspinnen. Tre av dem som beskrivit det som trä samt den som beskrivit det som massor av trä berättade att det fanns mindre delar av trä som glasspinnen var uppbyggd av. Petra 9 (år) beskrev det så

här; ”… väldigt små, lite flisor och så…”. En elev höll fast vid sin tidigare version att det bara var trä. För att få en överblick av elevernas svar om trä, se diagram 3.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1a-makroskopisk beskrivning som en hel

del. 1b- makroskopisk beskrivning uppdelat i mindre delar. 2-Mikroskopisk beskrivning uppdleat i små delar utan vardagligt

namn.

3- Vet inte

svarskategorier

Elevantal

Flickors uppfattning utan magiska glasögon Flickors uppfattning med magiska glasögon Pojkars uppfattning utan magiska glasögon Pojkars uppfattning med magiska glasögon

Diagram 3. Elevers spontana uppfattning glasspinnens (trä) uppbyggnad.

Elevernas tankar om ståltråden

Alla tio pojkarna svarade att ståltråden bestod av ett enhetligt material, t.ex. stål, järn, någon sorts sten, pojkarnas svar placerades i kategori 1a. Stefan (9 år) berättade så här; ”… gjord av stål, metall som kommer från metallsten…”.

Med de ”magiska glasögonen” på sig, svarade nio av dem med samma svar eller att det bara var en stor hel del, se diagram 4. En pojke svarade vet inte.

Åtta av tio flickor svarade med ord som passade in i kategori 1a, se diagram 4. Kristin (6 år) svarade: ”Det är starkt och kommer från samma som de gör maskiner av… … det finns i naturen men är inte trä…” Två flickor svarade; vet inte.

Med hjälp av de ”magiska glasögonen” svarade sex av de åtta flickorna som de svarat innan. Ett svar som gavs av Beatrice (9 år) var: ”Det är bara ståltråd, helt igenom stål.” Två av flickorna svarade vet inte. För att få en överblick av elevernas svar om ståltråden, se diagram 4.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1a-makroskopisk beskrivning som en hel

del. 1b- makroskopisk beskrivning uppdelat i mindre delar. 2-Mikroskopisk beskrivning uppdleat i små delar utan vardagligt

namn.

3- Vet inte

svarskategorier

Elevantal

Flickors uppfattning utan magiska glasögon Flickors uppfattning med magiska glasögon Pojkars uppfattning utan magiska glasögon Pojkars uppfattning med magiska glasögon

Diagram 4. Elevers spontana uppfattning av ståltrådens uppbyggnad.

Frågeställning 2

Hur beskriver eleverna spontant vad som händer när ett fast ämne löses i ett flytande?

Elevernas hypotes om vad som skulle ske när sockret lades i vattnet

Två pojkar valde att svara vet inte och ville utföra uppgiften och därefter berätta vad som hände. Fem pojkar svarade att sockret försvann, svarade enligt kategori C, se diagram 5. Jakob (8år) sa; ”… det smälter, allt det här små som jag berätta om innan, dom smälter finns inte mer... … för vattnet suger upp dom här små sakerna…”. Tre pojkar svarade att sockret försvann men gav smak eller ny egenskap åt vattnet, d.v.s. enligt kategori D. Sten (7 år) sade; ”där blir kolsyra, det kommer bubblor och så”. Evert (8 år) sa; ”det blir sött”. Evert fick då frågan om du haft ”magiska glasögon”, vad ser du då? Han svarade; ”bara vatten”.

En flicka valde att svara, vet inte och utförde uppgiften innan hon gav svar. En annan flicka svarade att sockerbiten låg kvar olöst i vattnet, enligt kategori B. Stina (8 år) berättar att ”… sockret ligger på botten…”, se bild 5. Fem flickor svarade att sockret försvann, när den kom i vattnet, svarade enligt kategori C, se diagram 5. Eva (8 år) berättar att ”… det blir lite sånt där, det sväller liksom…”. Honvisar på teckningen att

sockret delas upp åt olika håll i vattenglaset, se bild 6. Beatrice (9 år) svarade; ”Det smälter och flyter runt i vattenglaset”. Beatrice (9 år) berättade också vad hon tyckte att socker och vattenblandningen smakade, ”… sockervatten smakar äckligt och surt…”. Tre flickor svarade att vattnet tog smak eller att en ny egenskap bildades när sockerbiten lades ner i vattnet, d.v.s. enligt kategori D. Anna (8 år) svarade att vattnet blev surt. De två andra flickorna svarade att det blev sockervatten. Debbie (7 år) sa; ”det hade blivit sockervatten, som att det porlar upp bubblor”, hon trodde bubblorna var gjorda av luft och lite socker. För att få en överblick om elevers hypotes angående sockrets upplösning, se diagram 5.

Bild 5. Stinas bild av sockret på bottnen av glaset.

Bild 6. Evas bild av hur sockerbiten ”sväller” i vattnet.

Elevernas förklaringar av vad som hände efter de utfört uppgiften

De tio pojkarna svarade i enligt kategori C, se diagram 5. Bengt (7 år) sa: ”Det kommer bubblor.” ”Sockerkornen lossnar från sockerbiten.” ”Små sockerkorn som smälte bort men fortfarande smakade fast de inte syntes.” ”Sockret smakar sött.”

Nio flickor svarade enligt vår kategori C, se diagram 5. Stinas (8 år) beskrivning av vad som hänt; ”… sockret har, typ smält och lagt sig på botten, det sitter inte ihop längre… … små bitar som inte syns…”, se bild 7. Kristin (6 år) blev fascinerad när sockerbiten upplöstes i vattnet och ritade tre bilder av händelsen, se bild 8.

Bild 7. Stinas bild av hur det osynliga sockret ser ut i vattnet.

Bild 8. Kristinas bilder av vad som hände när sockerbiten lades ner i vattenglaset.

Karin (7 år) svarade efter att ha gjort uppgiften att ”… om man lägger ner sockerbiten så sjunker vattnet upp…”, hon menade att vattennivån hade stigit i glaset efter att sockerbiten lades ner. En flicka svarade enligt kategori D. Debbie (7 år) svarade; ” … det blev porligt”, ” … det kom upp små korn, som bubblor”. För att få en överblick om elevers svar efter utförd uppgift, se diagram 5.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

A- Vet inte. B- Sockret löses inte

upp, utan finns kvar på botten.

C- Sockret löses upp och blir osynligt.

D- Sockret löses upp och ger vattnet ny smak

eller utseende. svarskategorier

Elevantal

Flickors hypotes Flickors svar efter utförd uppgift Pojkars hypotes Pojkars svar efter utförd uppgift

Frågeställning 3

Vilka skillnader i uppfattning finns om ovanstående frågor mellan pojkar och flickor?

När vi granskar elevernas svar utifrån vår undersökningsgrupp finns det inget som visar att pojkar och flickor har olika utgångspunkter när det gäller förståelse för de naturvetenskapliga begreppen om materians uppbyggnad. I undersökningen var det två pojkar som visade att de hade en spontan uppfattning av att socker bestod av mindre byggstenar, mikroskopiska, se diagram 1. I övrigt gav pojkar och flickor liknande svar gällande materians uppbyggnad, se diagram 2-4. Flickorna gav fler ”vet inte” svar än vad pojkarna gjorde, se diagram 1-4. Gällande sockrets upplösning i vattnet var flickors och pojkars svar likartade, både före och efter att de utfört uppgiften, se diagram 5.

Diskussion

Detta avsnitt inleds med en sammanfattning och analys utifrån våra frågeställningar för att sedan fortsätta med en metoddiskussion. Nästa rubrik blir en diskussion hur vi kan nyttja resultatet från undervisningen i vårt dagliga arbete, för att sedan sluta med måluppfyllelsediskussion och förslag på fortsatt forskning.

Frågeställning 1

Vilka spontana uppfattningar har elever, i åldern 6-9 år, om materians byggnad i flytande och fast form?

Bland pojkarna är det två elever som beskriver något som är mindre än den minsta delen av socker som de känner till. Stefan (9 år), nämner ordet mikroskopiskt i sekvens 2 när han skall beskriva vad som finns i vattnet efter att sockret blivit upplöst i vattnet. Jakob (8 år), nämner att det är små delar som han inte kan namnet på. Han beskriver delarna som snöflingor. Det är bara när det gäller sockret som svar kan härledas till en mikroskopisk nivå. I de övriga ämnena är de svar som ges övervägande av makroskopisk karaktär, om än uppdelade i mindre kontinuerligt makroskopiska delar när pojkarna ska berätta vad de ser genom de ”magiska glasögonen”. När pojkarna besvarade frågan gällande trä och stål, blir svaren övervägande makroskopiska där ämnena endast består av en hel del.

Hos flickorna är det endast i beskrivning av sockerbiten och vattnet som de ändrar svar från makroskopisk helhet till att de berättar om kontinuerligt makroskopiska delar av ämnet. När flickorna besvarade frågan gällande trä och stål, blir svaren övervägande makroskopiska där ämnena endast består av en hel del. I båda delarna av denna sekvens är det fler flickor som inte vill ge ett svar. Att elever inte vill svara kan bero på en vilja att ge ett rätt svar och inte misslyckas. Detta trots att vi under inledningen av intervjuerna informerade dem, att det var vad eleverna själv trodde på, som var det viktiga. En anledning till dessa händelser, kan vara de skolböcker som många av våra elever omger sig med, ofta bara har ett rätt svar, istället för många olika möjligheter att lösa problemen på.

Eleverna ser lättare att materia är uppbyggt av mindre delar, när det gäller ämnen som de har stor erfarenhet av. Sockret har alla en vardaglig kontakt med och vet att en sockerbit kan delas upp i mindre delar. Detta kan bero på att det finns många olika sorters socker som ser olika ut, bitsocker, strösocker, florsocker med flera. Liknande erfarenhetskunskaper gäller för vattnet. Där ser eleverna regnet som faller ner, känner att det känns fuktigt när man går ut i dimma. De ser att vatten kan delas upp i mindre delar t.ex. droppar. Eleverna tar vara på sina vardagskunskaper och använder dem till att beskriva materia uppbyggnaden statiskt kontinuerlig med sitt vardagsspråk, om än i mindre delar. Som står att läsa i Björn Andersson (2001, s.13-14) ”De vetenskapliga begreppen får fördjupad innebörd, om de på olika sätt tillämpas på vardagligt uppfattade fenomen och det vardagliga tänkandet utmanas”.

De elever vi intervjuade beskrev materians byggnad på liknande sätt, på samma svarsnivå, som äldre elever gjort i tidigare undersökningar (Novick & Nussbaum 1978, 1981, Stavy, 1991, Johnson, 1998 och Andersson, 2001). Detta trots att eleverna i dessa studier (Novick & Nussbaum, 1978, 1981, Stavy, 1991, Johnson, 1998 och Andersson, 2001) har undervisats i respektive lands undervisning om materiebegreppen. De äldre eleverna har således inte lyckats utvecklat sitt materiabegrepp efter undervisning i respektive lands undervisningssystem.

”Här är ett huvudresultat att elever före undervisningen har vardagsföreställningar om åtskilliga naturvetenskapliga fenomen vilka skiljer sig från de vetenskapliga. En annan notabel upptäckt är, att skolkursernas vetenskapliga begrepp tenderar att glömmas bort av majoriteten av eleverna, under det att de vardagliga föreställningarna kvarstår efter undervisningen” (Andersson, 2001, s.11).

Här hittar vi stöd i vår fundering om att man redan tidigt kan börja med att ge barnen bra grundstrukturer för att befästa begrepp konstruerade ur vardagen när det gäller att arbeta mot förståelse av den naturvetenskapliga världsbilden. Eleverna äger en nyfikenhet och lust som vi redan på ett tidigt stadium kan använda oss av i vår undervisning. Eftersom undersökningarna även visar på att elever glömmer de nya begreppen kan det vara intressant och viktigt att introducera dem tidigt. Vi vill ge

eleverna utrustning till att själva konstruera kunskap, därför är det viktigt att tidigt och frekvent låta eleverna möta olika begrepp för att de till slut ska äga sin egen förståelse för naturvetenskapen. Jämför vi de spontana uppfattningar våra elever har berättat om i intervjuerna, hamnar deras uppfattningar om materia, ej speciellt långt ifrån de resultat som presenteras i följande undersökningar (Novick & Nussbaum, 1978, 1981, Stavy, 1991, Johnson, 1998 och Andersson, 2001). Stavy & Stachel (1985) genomförde en intervju med 200 israeliska elever i åldern 5-12 år om fast och flytande materia. En slutsats Stavy & Stachel drog var att desto större kornstorleken är desto troligare är det att eleven betraktar ämnet som fast och oföränderligt.

För glasspinnen (trä) och ståltråden saknar eleverna en naturlig, vardaglig kontakt med ämnena uppdelade i mindre delar. Det finns inte samma förekomst av produkter som ger en vardaglig förklaring till att ämnet delas i allt mindre delar, som är fallet med vatten och socker. Eleverna har inte heller den medvetenhet att allt har en liknande uppbyggnad och kan då inte dra paralleller till de övriga ämnena. Inte ens om eleverna får möjlighet att använda sin fantasi genom att använda de ”magiska glasögonen” kan de skapa sig en generaliserad bild om att trä och ståltråden är uppbyggda av mindre delar, precis som övriga materia. De kan inte generalisera sina föratomära tankar (Eskilsson 2001).

Vi kan med säkerhet säga att för de ämnen som eleverna har vardagserfarenheter av i olika former, kan de flesta elever beskriva att ämnet består av mindre delar. Detta behöver dock inte innebära att de har förståelse för det mikroskopiska. Vi påstår att ämnen som eleven inte möter uppdelat i mindre delar, i sin vardag, gör det svårare för dem att förstå att det kan finnas mindre delar av dem. Då beskriver de dem som en hel del utan mindre beståndsdelar.

Slutsats

Slutsatserna vi drar är att eleverna inte har någon generaliserad bild av hur materian är uppbyggd utan de hämtar sin konstruerade kunskap utifrån sin vardagsmiljö och ser på grund av det inte att all materia har liknande uppbyggnad. Inte ens de pojkar som svarar med mikroskopiska svar, om sockret, har generaliserat sina spontant konstruerade begrepp till att gälla träd och stål.

Frågeställning 2

Hur beskriver eleverna spontant vad som händer när ett fast ämne löses i ett flytande ämne?

Två pojkar valde att inte ställa någon hypotes utan fick göra uppgiften direkt. Här kan man med all säkerhet säga att eleverna ville ge ett riktigt svar och inte bli utsatta för att svara fel. Tre pojkar ställde hypotes om att det kom kolsyra eller med ett smakutryck. Detta är elever som förknippar sockervatten med läsk eller saft och dessa har kolsyra och/eller smak. Fem pojkar beskrev att sockret försvann eller blev osynligt. De menade att sockret upphörde att existera när de använde ordet försvann. När sockret blev osynligt i vattnet menade de att sockret fanns i vattnet men att men inte såg det. Då de fått utföra uppgiften var alla eniga om att sockret löstes upp och inte var synligt längre. Fem pojkar ändrade sin spontana uppfattning efter de utfört experimentet, två av dem var de som svarat vet inte.

En flicka svarade inte utan ville göra uppgiften först. En flicka sa att sockret skulle bli liggande på botten utan att blanda sig med vattnet. Fem flickor beskrev det som upplösning där sockret blev osynligt på något sätt. Tre flickor beskriver blandningen med smak- eller utseendeegenskaper. När de utfört uppgiften beskrev nio flickor att sockret löstes upp och blev osynligt eller försvann i vattnet. En flicka höll fast vid att beskriva med visuella egenskaper. En flicka beskriver att volymen ökar i glaset när sockerbiten läggs i vattnet. Av flickorna var det fyra som ändrade sig utifrån sin spontana uppfattning efter de utfört experimentet.

Att tre elever inte vågar berätta vad de tror ska hända utan vill utföra uppgiften innan de ger svar, kan vara ett tecken på osäkerhet eller att de vill ge rätt svar för att kunna få beröm. Tittar man i många av dagens läroböcker så finns oftast bara ett svarsalternativ och då kan elever bli osäkra, då de själv skall stå för sin uppfattning. Eleven som uppfattar att vattnets volym ökar när sockret läggs i har eventuellt en början på förståelse för att materians massa är konstant. Detta trots att sockret blir osynligt så försvinner inte någon massa från sockervattnet. Flickan beskriver att vattnet ökar i glaset när sockerbiten lägges i. Enligt Piaget och Inhelder (1974) har elever som upptäckt att vattnet stiger när sockerbiten läggs i skapat sig en förståelse och

medvetenhet om massans och volymens bevarande. Som Piaget och Inhelder (1974) beskriver, för att få förståelse om massans och volymens bevarande måste de föregående stegen som rör allts bevarande och massans bevarande vara befästa.

Större delen av eleverna har säkerligen varit med om att se när någon lagt socker i te eller kaffe och sett att sockret försvinner. Här kommer deras vardagserfarenheter och kunskaper in då de beskriver vad som händer med sockerbiten. Elever som fått klart för sig vilka ord som beskriver händelsen rätt har fått en för naturvetenskap språklig plattform. ”Genom konkreta erfarenheter i vardagslivet övertar barnet ord och begrepp från sin omgivning” (Moreau & Wretman, 2000, s 13). Det är sedan vi pedagoger som skall befästa, orden mot händelsen, i det naturvetenskapliga språket genom att de får möta händelsen i olika experiment. De som smakat teet med socker i vet att det smakar något. Hur de sedan beskriver smaken kan variera beroende på hur väl deras vardagsspråk har utvecklats med smakbeskrivande ord.

Slutsats

Eleverna kan överväga sina spontana kunskaper och byta dem mot en annan åsikt när möjlighet ges att arbeta med experiment som utmanar deras kunskapsnivå, där de först måste ställa en hypotes utifrån sin egen kunskap. Jämför med vad Andersson (2001, s14) skriver: ”En undervisningsmetod som föreslagits och i viss utsträckning prövats är att locka fram och utmana elevens vardagstänkande inom ett område genom att låta honom/henne förutsäga eller förklara ett fenomen.”

Frågeställning 3

Vilka skillnader i uppfattning finns om ovanstående frågor mellan pojkar och flickor?

I första frågan kan det konstateras att fler flickor valt att avstå från att ge svar på frågorna än vad pojkarna har gjort. Detta kan bero på att flickorna är mer benägna att svara rätt och inte vågar ge ett svar som kan tänkas vara fel. Av de elever som svarat kan inte någon statistisk säkerställd skillnad mellan könen ses. Där finns inte heller någon tendens som säger att det ena könet är bättre än det andra på att beskriva materia eller upplösning av ett fast ämne i ett flytande.

Slutsats

Vårt intervjuunderlag kan inte med säkerhet nyttjas för att dra några slutsatser med avseende på skillnader mellan pojkar och flickor.

Metoddiskussion

Det kändes som vi hade en god tillförlitlighet i och med att eleverna var lugna och trygga med situationen och berättade otvunget för oss om det de trodde. Det spelade säkert in att de elever vi intervjuade är de elever som vi möter i vårt dagliga arbete till skillnad på studenter som gör intervjuer på skolor där de inte känner eleverna. Vid intervjutillfällena så uppmärksammade vi båda hur svårt det var att lyssna och vänta ut elevernas funderingar utan att styra eller leda dem i diskussionen på något sätt. Vi kan vid något tillfälle ha påverkat eleverna, men uppmärksammade detta omgående, efter att ha lyssnat igenom vår intervju när vi sagt för mycket. På detta sätt lärde man sig snabbt och gjorde inte om samma misstag igen.

Vi anpassade de frågor vi hämtat från undersökningar av Nakhleh & Samarapungavan (1999) och Piaget & Inhelder (1974, kap. 4-6). Tillägget vi gjorde var att vi lade till följdfrågan om de ”magiska glasögonen” (Nussbaum 1985), där fantasin spelade en viktig roll. Vygotskij (1999) menar att det fantastiska med vår fantasi är att vi kan föreställa oss saker som aldrig existerat, annars skulle vi aldrig kunna uppfinna nya saker. Angående vårt val att använda oss utav de ”magiska glasögonen” (Nussbaum, 1985) i våra intervjuer så finner vi även här stöd för vårt metodval. Vi menar att om vi låter eleven använda ”magiska glasögon” tillsammans med ett experimentellt arbetssätt kan tillfällen där eleven uppmärksammas på att materia kan finnas även om den är osynlig för våra ögon skapas. De ”magiska glasögonen” hjälper eleverna att skapa en fantasibild av händelseförloppet då exempelvis socker löses upp i vatten. Sockret finns där och går att smaka fast att det inte syns. Vi anser att fantasin kan öppna många portar för yngre elever, vilka för de äldre eleverna kan vara svåra att forcera både med och utan fantasins hjälp. Precis som det gäller i sagor är fantasi en viktig del i inlärning när man möter en fråga som man inte vet svaret på, om det gäller matematik, svenska eller naturkunskap spelar ingen roll.

”Utan fråga – ingen fantasi! Fantasin sätter igång när det finns ett problem som kräver svar, förklaringar för ändamålsenligt beteende där rena insikter inte längre räcker till för ett mera flexibelt målsökande: Jag menar att det finns bara två slags fantasier – fantasin är alltid aktiv – det är bara en fråga om graden av medvetenhen. En Einstein är medveten om sitt problem. Frågan är helt klar, men inte svaret. Då träder en komplex mental aktivitet i funktion för att söka lösningen. För Lasse Liten däremot är snart sagt allt en obegriplighet; utan att veta om det, är han emellertid utrustad med en oerhört vital drift att övervinna sin inkompetens. Trots att han inte är medveten om problemen utnyttjar han samma resurs (fantasin) som gamle Albert – skillnaden är bara att den senare med sin erfarenhet och kunskap har en mycket mera välgrundad utgångspunkt för sitt frågande.”

(Berefelt, 1993, s.11)

Vi använde oss av Nussbaums (1985) ”magiska glasögon” vilket ingen av de andra undersökningarna (Stavy & Stachel, 1985, Stavy, 1990 och Nakhleh & Samarapungavan, 1999) gjort på den åldersgrupp vi undersökte. Om vi då tittar på vad Vygotskij (1999) och Berefelt (1993) skriver om fantasi så är det något som denna åldersgrupp sprudlar av. Det borde utgöra en tacksam grund för att introducera materiabegreppet redan i dessa åldrar.

Anledningen till att vi valde två sekvenser är att de båda sekvenserna besvarar våra två huvudfrågor om hur eleverna spontan beskriver materia och hur de spontant beskriver ett fast ämnes upplösning i vatten. Valet att krympa antalet kategorier till vår undersökning, jämfört med Nakhleh & Samarapungavan (1999), kan leda till att vi missat och hamnat i fel kategori gällande några av svaren. Vi anser inte att vi bedömt svaren fel i och med att vi båda två kunde lyssna på varandras intervjuer och bedöma dem innan vi blivit påverkade av den andres utskrift av intervjun. Vi hamnade inom samma bedömningskategori på alla tolkningarna, vilket gör att trovärdigheten bör upplevas som hög. Vi anser att detta metodval ökar tillförlitligheten av de resultat som vi presenterar i examensarbetet.

Hur kan vi dra nytta av våra resultat i vårt blivande yrke

När vi läste in bakgrundsmaterial till vårt examensarbete framgick det tydligt att barn och vuxna tänker olika (Bruner, 1970 och Andersson, 2001). Vi ansåg att det var nödvändigt att ta reda på så mycket som möjligt om hur och vad eleverna tänkte och visste om det som undervisningen om materia skall tydliggöra. Hittar vi deras tankenivå och föreställningsvärld så kan vi utmana våra elever på ett lämpligt sätt och skapa ett intresse för naturvetenskapen. Genom att låta barnen samtala med oss och genomföra uppgifter har vi fått reda på vad de tänker och tror kring fast och flytande materia. ”De vetenskapliga begreppen får fördjupad innebörd, om de på olika sätt tillämpas på vardagligt uppfattade fenomen och det vardagliga tänkandet utmanas” (Andersson, 2001, s.13-14).

Vi menar att det är viktigt för eleverna att så tidigt som möjligt sätta ord på det de ser och inte ser. I kursplanerna (Utbildningsdepartementet, 2000) för de naturvetenskapliga ämnena läggs vikt vid att elever ska kunna förstå att det som ser ut att förändras ändå har samma beståndsdelar, atomer och molekyler, när ett ämne ändrar aggressionstillstånd. Kursplanen i kemi uttalar att elever i år 5 ska vara medvetna om fast, flytande och gas (Utbildningsdepartementet, 2000). Genom att man blir presenterade för orden atom, molekyl och begreppen för fasövergångarna redan i tidig ålder, ges eleverna möjlighet att skapa en begreppsbild av vad fast, flytande och gas är. Andersson (2001) nämner att det är viktigt att arbeta med fasövergångar mellan fast, flytande och gas. Detta för att ge eleverna en förståelse och medvetenhet om vad som sker med materian när den går från en fas till den andra. Vi ser det som viktigt, att låta eleverna arbeta mycket laborativt med fasövergångar, detta för att ge eleverna upplevelser av vad som händer när ett ämne byter skepnad. Vid dessa laborationer är det viktigt att eleverna får ställa en hypotes, om vad som ska hända, därefter får de göra laborationen, observera och dokumentera vad som händer. Efter utförd laboration skall de jämföra sina resultat med sin hypotes. De ska efter avslutad arbetsuppgift diskutera och jämföra med vad övriga elever kommit fram till. ”Problemlösning, diskussioner med för- och motargument, tid till reflektion samt en undervisning i vilken det finns något att förstå är några av de betingelser som rimligtvis stimulerar” (Andersson, 2001, s.13). Enligt Säljö (2000) anser Piaget att barn ska tillåtas vara aktiva, upptäcka saker på egen hand, arbeta laborativt och styras av sin egen nyfikenhet. Han

förespråkade förståelse framför ”lära utantill”. Det är när barn är aktiva, fysiskt och intellektuellt engagerade i sin omgivning, och när de undersöker den som de utvecklar sin förmåga (Säljö, 2000). Fantasi är en viktig drivkraft i vår utveckling (Berefelt, 1993 och Vygotskij, 1999). Därför kommer vi i vårt framtida arbete använda oss av den undervisningsmetoden med ”magiska glasögon” som beskrevs av Nussbaum (1985), vilken även Eskilsson (2001) använde sig av i sin longitudinella studie av elevers materia kunskap. Detta för att tillåta elevernas fantasi skapa tillfälliga begrepp, som vi kan bearbeta mot de naturvetenskapliga begreppen. Även om dessa tillfälliga begrepp blir felaktiga, är de användbara om man tänker på vad Eskilsson (2001) skrev, att till och med de felaktiga begreppen är viktiga.

Det som vårt resultat bland annat visat oss är att fyra elever använde ord som ”smakar surt”, ”smakar salt” om hur socker smakar. Eleverna skall vara väl medvetna om vattnet roll som transportör och lösningsmedel enligt kursplanerna (Utbildningsdepartementet, 2000). Därför är det viktigt att tidigt arbeta med teman som tydliggör vattnets roll som lösningsmedel och transportör. Även här är det praktiska laborationer och att skapa anknytningar till elevernas vardag som är av största vikt. Detta var något som vi uppfattade att eleverna hade svårt med. Vi funderade på hur man i ett fortsatt arbete på våra skolor kan utmana eleverna och hitta lämpliga uppgifter och övningar som förändrar dessa oriktiga begrepp. Man kan till exempel använda sig utav begreppskartor, som vi gjorde under vår utbildning till Ma/No lärare på lärarhögskolan i Malmö då vi under kursen fenomenbaserad fysik och kemi fick stifta bekantskap med Thorens (1999) ”Att utvecklas i naturvetenskap”.

Slutsatser vi nu kan dra utav våra intervjuer/undersökningar är att vi måste arbeta mer med att bearbeta elevernas olika begrepp och sammanhang. Att vi låter eleverna möta analogier och olika associationer som berikar deras begreppsuppfattning. En del av våra elever, som vi beskrev ovan, använde sig av felaktigt ordval då de beskrev hur sockervattnet smakade. En elev sa att det smakar ”äckligt och surt” medan till exempel en annan sa att det smakar ”typ lite salt”. Enligt Thoren (1999) kan man arbeta med begreppskartor. På detta sätt skulle man kunna arbeta med alla elever, både de som använde felaktigt och korrekt ordval. I arbetet med begreppskartor kan man få en

uppfattning om hur eleverna förstått sammanhanget, och hur de kopplar olika begrepp till varandra.

Måluppfyllelse

Vi upplever att måluppfyllelsen är god, vår tanke var att ta reda på elevernas spontana uppfattningar om materians uppbyggnad. Våra elever svarade verkligen spontant i våra intervjuer, en del sa; ”det har jag aldrig tänkt på, men det kan vara som så”. På frågeställningen om det fanns någon skillnad mellan könen så kunde vi med resultaten av vad elevsvaren gav, inte se någon säkerställd skillnad, gällande vår undersökningsgrupp.

Förslag på fortsatt forskning

Vi har, bland annat, uppmärksammat att en del utav eleverna (4st) använde ord som ”smakar surt”, ”smakar salt” om hur socker smakar. Utifrån detta kan man göra ett arbete som tar reda på hur elever och om elever, har förståelse av enkla vardagliga begrepp som kan knytas till naturvetenskapliga begrepp.

En större studie på hur vi kan få ett klarare besked om hur genusaspekten påverkar elevernas intresse för att bli naturvetare hade varit intressant.