Malmö högskola
Lärarutbildningen SÄLExamensarbete
10 poängTidig NO-undervisning
Kemi som exempel
Teaching Science During the Early Years
For Example Chemistry
Björn Bengtsson, Dan Mattsson och Karin Strandh
Lärarexamen mot grundskolans tidigare år Handledare: Gunilla Jakobsson Naturvetenskap/Teknik/Matematik
Sammanfattning
Syftet med detta examensarbete var att undersöka om tidig NO-undervisning påverkar elevers föreställningar, attityder till och engagemang inför naturvetenskapliga fenomen. Vi ville också undersöka om det fanns någon skillnad på flickor och pojkar i detta avseende. I vår undersökning har vi inriktat oss på ämnet kemi. Med utgångspunkt i vårt syfte och våra frågeställningar bestämde vi oss för att göra en fallstudie. I den ingick kvalitativa intervjuer med elever och experiment med löpande observationer av eleverna. Vår undersökningsgrupp var en klass i skolår 3 där halva gruppen (tio elever) var experimentvan sedan den gick i förskoleklass. När vi läst litteraturen och genomfört vår undersökning har vi blivit stärkta i vår uppfattning att det är bra för eleverna att börja tidigt med de naturvetenskapliga ämnena. Vi upplever att den experimentvana gruppen hade en positivare attityd till naturvetenskapliga fenomen.
Nyckelord: NO-undervisning, kemi, föreställningar, attityder, engagemang, genus, fallstudie,
Innehåll
1. Inledning
……….………7
2. Syfte
………...9
3. Litteraturbakgrund
……….……10
3.1 Utvecklingsmodeller……….………. 10 3.1.1 Piagets tankar……….………. 10 3.1.2 Vygotskijs tankar……….………... 113.2 Ämnets syfte och roll i utbildningen………...….……… 12
3.2.1 Fysik och kemi kommer plötsligt……….………... 13
3.2.2 Utveckla begrepp och förståelse………. 13
3.2.3 Förändra elevernas föreställningar……….. 14
3.2.4 NO-undervisningens utformning……… 14
3.2.5 Ställ hypoteser……….……… 15
3.2.6 Anknyt teori till praktik………...……… 16
3.3 Genus……….……….……… 16
4. Frågeställningar
……….……...18
5. Metod
………19
5.1 Undersökningsgrupp……… 20 5.2 Genomförande………... 20 5.2.1 Våra intervjufrågor……….. 21 5.2.2 Våra experiment……….. 22 5.2.2.1 Ytspänning……….. 22 5.2.2.2 Kemisk reaktion………...………... 22 5.2.2.3 Molekylers rörelse………... 236. Resultat och analys
………..24
6.1 Intervjuer………... 25
6.1.1 Intervjufråga 1. Vad tänker du på när du hör ordet kemi?……….. 25
6.1.2 Intervjufråga 2. Har du haft kemi i skolan?……… 25
6.1.3 Intervjufråga 3. Vad tänker du på när du hör ordet ytspänning?……… 26
6.1.4 Intervjufråga 4. Vad tänker du på när du hör ordet molekyler? ………. 26
6.1.5 Intervjufråga 5. Vad tänker du på när du hör ordet atomer?……….. 26
6.1.6 Intervjufråga 6. Vad tänker du på när jag säger kemisk reaktion?……….. 27
6.1.7 Intervjufråga 7. Hur tycker du det känns att göra experiment?………... 27
6.1.8 Sammanfattande analys av intervjufrågorna………... 27
6.2 Observationer………..……….. 28
7. Diskussion
………...………31
7.1 Elevers föreställningar……… 31 7.2 Elevers attityder……….. 32 7.3 Elevers engagemang……… 33 7.4 Genus………... 34 7.5 Felkällor……….. 357.6 Förslag på fortsatt forskning………... 35
8. Avslutning
………...36
9. Litteraturförteckning
………..37
Bilagor
1 Inledning
Vad är kemi? Det har säkert många elever undrat när de skulle börja med ämnet i skolan. Kemi kan vara så mycket. Om vi går på ”kemisk upptäcktsfärd” märker vi att det finns överallt. Vi kommer i kontakt med kemi från det att vi äter frukost på morgonen tills vi borstar tänderna på kvällen.
För att vi som pedagoger ska få med oss eleverna måste vi själva vara entusiasmerande och inspirerande. Kanske borde vi använda oss mer av vardagskemi i skolan. Det är spännande att veta vad det egentligen är som händer när vi tvättar våra kläder eller lagar vår mat. Varför jäser sockerkakan upp i ugnen? Varför smakar det illa när man äter ägg med silversked? När man läser om kemi, vad ordet betyder och vad det innebär, låter det ju ganska naturligt och enkelt. Varför blir det då så svårt i skolan? En av oss har personlig erfarenhet av detta.
Jag lyckades inte få något grepp om det läraren försökte förmedla. Därför tog jag mig igenom grundskolan utan något som helst minne av kemi som skolämne. När det var dags att välja gymnasielinje undvek jag allt som hade med naturvetenskap att göra. För knappt tio år sedan tog jag tjuren vid hornen och sökte till Komvux för att fylla igen mina kunskapsluckor. I en kurs i naturkunskap hade jag turen att träffa en lärare som kunde förmedla kunskap på ett enkelt och rättframt sätt. Hon använde texter, bilder, laborationer och modeller så att man fick använda flera olika sinnen. Jag fick många aha-upplevelser den terminen. Jag lärde mig om periodiska systemet, grundämnen och kemiska föreningar med mera. Då vaknade mitt intresse för kemi. Tänk att jag kunde och dessutom tyckte att det var kul. Min önskan är att jag som färdigutbildad pedagog ska kunna ge, åtminstone någon elev, känslan som läraren på Komvux gav mig. Upplevelsen gjorde dessutom att jag något år senare vågade söka en kurs vid lärarhögskolan i Malmö, ”Kemi med kemididaktik”. Även där fanns en härlig lärare som utstrålade hur kul och ”enkelt” det kan vara med kemi. Hon visade på många okomplicerade experiment som går att utföra i ett vanligt klassrum. Här föddes idén med att göra experiment redan i en F-2 klass.
Under vår utbildning har vi läst två kemikurser. Vi känner att vi som pedagoger fått en helt annan syn på vår omvärld efter dessa kurser. Då upptäckte vi också att det inte behöver vara
och farliga ämnen. De kan man spara tills man har tillgång till en kemisal som är utrustad på ett säkert sätt. Det finns många kemiska experiment som kan utföras med hjälp av det som finns i våra köksskåp, till exempel karamellfärg, ättiksyra och bikarbonat för att nämna några. Eleverna kan lära sig att ställa hypoteser och fundera ut varför det blev som det blev.
Vi upplever att det är ganska ovanligt med undervisning i ämnet i de tidiga skolåren. Men det finns undantag. Ett sådant är vår undersökningsgrupp. Det är en klass i skolår 3 på en F-9 skola. Av klassens 20 elever, 9 flickor och 11 pojkar, har hälften av gruppen experimentvana från skolår F-2. Inför skolår 3 slogs de båda grupperna samman till en klass. Vi bestämde oss för att undersöka om det märks någon skillnad hos eleverna i gruppen som börjat med kemi tidigt jämfört med den grupp där man inte bedrivit någon egentlig undervisning i kemi. Hur upplever eleverna undervisningen? Är det någon skillnad på flickors intresse och attityder kontra pojkars?
2 Syfte
Oavsett om eleverna fått undervisning i naturvetenskap eller inte, har de vissa föreställningar om omvärlden. Deras föreställningar stämmer inte alltid överens med verkligheten. Syftet med detta examensarbete är att undersöka om tidig NO-undervisning påverkar elevers föreställningar, attityder till och engagemang inför naturvetenskapliga fenomen. Vi vill också undersöka om det finns någon skillnad på flickors och pojkars föreställningar, attityder till och engagemang inför naturvetenskapliga fenomen. I vår undersökning har vi inriktat oss på ämnet kemi.
3 Litteraturbakgrund
3.1 Utvecklingsmodeller
Lev Vygotskij (1896-1934) och Jean Piaget (1896-1980) är två män som har haft stor betydelse för modern utvecklingspsykologi och pedagogik (Bra Böckers Lexikon, 2000). Både Vygotskij och Piaget talar om att det är i samspel med omgivningen inlärning sker. Emellertid finns det en avgörande skillnad (Piaget, 1968; Vygotskij, 1978). Enligt Piaget föregår utveckling lärande (Piaget, 1968) medan Vygotskij menar att lärandet styr elevens utveckling (Vygotskij, 1978).
Synen på lärande och utveckling i Lgr 80 var till stor del inspirerad av Piagets tankar, däremot har Lpo 94 sina rötter i den pedagogiska forskningstradition som vuxit fram utifrån Vygotskijs tänkande (Wretman, 2005). Lgr 80 (1980) nämnde möjligheten för vissa barn att börja skolan före sju års ålder samt att uppskov av skolstarten kunde ske om barnet inte uppnått den mognad som krävdes för att delta i undervisningen. I Lpo 94 (1998) trycker man på att undervisningen ska anpassas efter varje elevs förutsättningar och behov oavsett mognad.
3.1.1 Piagets tankar
Piaget har utan tvekan haft stort inflytande på skolans naturvetenskapliga undervisning. Hans sätt att se på lärande brukar kallas konstruktivistiskt. I korthet innebär det att mental aktivitet uppfattas som processer som konstruerar föreställningar, begrepp och minnen (Andersson, 2001).
Piaget (1968) utvecklade en mognadsteori som beskriver att barn går igenom ett flertal olika stadier innan de når fram till de konkreta och de abstrakta intellektuella operationernas stadium. Det sker en gradvis övergång till detta stadium under de första skolåren. Då kan de flesta elever börja tänka logiskt på kända saker och utföra räkneoperationer. Detta är också de moraliska och sociala samarbetskänslornas stadium. Ett viktigt steg i utvecklingen är att kunna tänka bak- och framlänges i tiden. Eleverna inser nu att 1 dl vatten är 1 dl vatten oavsett vilket glas man häller det i.
Först när eleverna når de abstrakta intellektuella operationernas stadium vid cirka 12 års ålder, blir de kapabla att tänka logiskt om abstrakta påståenden, saker eller egenskaper som de inte har någon personlig erfarenhet av (Piaget, 1968). Elevens tänkande går från barndomsårens konkreta tänkande till det formella. Tänkandet blir ”hypotetisk-deduktivt”. Förmågan att ställa hypoteser är signifikativ under denna period. Här har eleverna kanske kunskap om ett problem rent hypotetiskt och kan komma fram till en logisk slutsats utan direkta iakttagelser. Det kan gälla till exempel matematiska problem eller något vetenskapligt experiment. Enligt Piagets utvecklingsmodell förstår inte en elev, som inte uppnått mognad, problem och sätt att tänka om dessa ligger på en högre nivå. Lärarens sätt att undervisa måste ligga på elevens nivå för att ha någon betydelse för dess lärande och utveckling (Piaget, 1968).
3.1.2 Vygotskijs tankar
Enligt Bråten (1998) menade Vygotskij att barnet redan från födseln skulle uppfattas som ett socialt och kollektivt väsen. Han såg utveckling och lärande som interaktion utan speciella stadier, ett sociokulturellt perspektiv. Vygotskij hade en stark tro på skolans bearbetning av vetenskapliga begrepp. Undervisning var viktigt för honom, han såg inte på lärarens roll som uppfostrare utan som den som skulle organisera den sociala miljön. Eleven skulle vara aktiv och intresserad. Samspelet mellan läraren och eleven är själva kärnan i undervisningsprocessen. Vygotskij såg vuxna och mer kompetenta kamrater omkring barnet som mycket betydelsefulla för den mentala utvecklingen mot abstraktionsförmåga och teoretisk insikt (Bråten, 1998). Det är genom interaktion som barnet blir medvetet om de olika sätt att tänka och agera som fungerar i samhället. Barnet tar till sig nya kunskaper och infogar dem till vad det redan kunde och en förändring/utveckling sker. Lärandet styr utvecklingen (Vygotskij, 1978). För att barn ska ha möjlighet att lära sig vetenskapliga begrepp måste de först ha utvecklat spontana begrepp i vardagslivet som de kan bygga vidare på (Vygotskij, 1999). Människan erövrar hela tiden nya sätt att tänka på och att förstå världen. Hon använder sig av de kunskaper och erfarenheter hon har för att skaffa sig nya i interaktion med andra. Detta är utgångspunkten för Vygotskijs proximala utvecklingszon, ett av hans mest kända begrepp. Enligt den hävdar han att människor har två potentiella utvecklingsnivåer, en som man klarar på egen hand utan stöd av andra och en som man endast kan nå genom interaktion med andra (Vygotskij, 1978).
3.2 Ämnets syfte och roll i utbildningen
Det finns många anledningar till varför man bör börja tidigt med att undervisa i naturvetenskap. En av de viktigaste aspekterna är att eleven genom naturvetenskapen tränar sin förmåga att förstå omvärlden (Harlen, 1996).
Kemiämnet syftar till att beskriva och förklara omvärlden ur ett kemiskt perspektiv. Samtidigt skall utbildningen befästa upptäckandets fascination och glädje och människans förundran och nyfikenhet såväl inför vardagslivets fenomen som naturens uppbyggnad. Kemiämnet syftar vidare till att belysa och bearbeta frågor om hälsa, miljö och jordens resurser (Skolverket, 2000 s 59).
Denna process ska börja redan i förskolan. Dess uppdrag är att lägga grunden för ett livslångt lärande. Den ska lägga stor vikt vid miljö- och naturvårdsfrågor. Eleverna ska förstå att de är delaktiga i naturens kretslopp. Förskolans verksamhet ska även bidra till att öka förståelsen för hur de kan påverka vår miljö nu och i framtiden - hållbar utveckling, (Lpfö, 1998). Kemiämnet i skolan bör vara uppbyggt så att det har sin utgångspunkt i vardagen och lyfter fram frågor om naturresurser och hälsa (Skolverket, 2000).
I takt med att tekniken i vårt samhälle utvecklas blir vi som samhällsmedborgare mer och mer beroende av att förstå naturvetenskapen (Harlen, 1996). Det är viktigt att skolan hjälper eleverna att skaffa sig kunskaper för att som vuxna kunna ta ställning till och argumentera i olika samhällsfrågor (Helldén, 1997), så som industriprocesser, produktanvändning, energiutnyttjande, miljö- och hälsofrågor (Skolverket, 2000). Detta är i allra högsta grad nödvändigt för att en demokrati ska fungera. Man ska ha möjlighet att påverka sin situation och då är det viktigt att man förstår den och tar riktiga beslut. Dessa beslut bör baseras på kunskap och argument, på förnuft och förhandling (Sjøberg, 2000). Enligt Läroplan för det obligatoriska skolväsendet, förskoleklassen och fritidshemmet:
Skall skolan ansvara för att eleverna inhämtar och utvecklar sådana kunskaper som är nödvändiga för varje individ och samhällsmedlem. Dessa ger också en grund för fortsatt utbildning. Skolan skall bidra till elevernas harmoniska utveckling. Utforskande, nyfikenhet och lust att lära skall utgöra en grund för undervisningen. Lärarna skall sträva efter att i undervisningen balansera och integrera kunskaper i sina olika former (Lpo 94, 1998, s 9).
3.2.1 Fysik och kemi kommer plötsligt
Gemensamt för både pojkar och flickor i skolår 9 är att de anser att fysik och kemi är svårare än biologi. De känner att deras erfarenheter av NO-undervisning från de tidiga skolåren är mycket begränsade. De har en uppfattning om att de haft biologi hela vägen från förskolan. Fysik och kemi är något som plötsligt kom i skolår 6. I engelskundervisningen börjar man tidigt med grunderna på ett lekfullt sätt. Hade man gjort likadant med fysik- och kemiundervisningen hade det varit lättare att tänka i de rätta banorna redan i de tidiga skolåren (Lindahl, 2002). Lärarna i grundskolans tidigare år har ofta sin bästa kompetens inom de humanistiska och samhällsvetenskapliga områdena. Detta medför att NO-undervisningen blir lidande, framförallt fysik- och kemiämnet. En del lärare i de tidiga skolåren anser inte det viktigt att ge eleverna den undervisning som krävs för att de ska ha en möjlighet att uppnå NO-målen för skolår 5. En del av den undervisningen kan vänta till skolår 6 (Skolverket, 2005).
3.2.2 Utveckla begrepp och förståelse
De föreställningar vi har om vår omvärld förändras ständigt genom intryck från just omvärlden, särskilt i kontakt med andra människor. På det sättet utvecklas de inre strukturerna i tänkandet (Harlen, 1996). Det är en lång process att utveckla elevernas begrepp och förståelse, från det vardagliga till det naturvetenskapliga. Det är inte heller troligt att de på egen hand genom egna observationer och erfarenheter får de kunskaper och den förståelse som det tagit mänskligheten tusentals år att nå (Thorén, 1999). Eleverna måste successivt bygga upp ett begreppsförråd för att kunna knyta ihop sina erfarenheter. Detta är lika viktig kunskap som läsning, skrivning och räkning (Harlen, 1996). Det är viktigt att lyfta fram det positiva i elevernas tankar i stället för att påtala fel. Det är inte alltid nödvändigt att de till hundra procent överensstämmer med den naturvetenskapliga förklaringen. Som pedagog har du till uppgift att få eleverna att känna sig duktiga. Det är också viktigt att de får känslan av förståelse (Lindahl, 2002). Ofta har eleverna en del föreställningar om omvärlden antingen vi undervisar dem eller inte. Om deras föreställningar är felaktiga är det svårare att få de att ändra uppfattning ju längre tiden går (Thoren, 1999). Även inställningen till ämnet påverkas beroende på när man börjar med naturvetenskap. Det är bevisat att eleverna bestämmer sig tidigt i förhållande till andra ämnen, redan i 11 – 12 års ålder, för om de tänker gilla ämnet
de tycker att ämnet är svårt. De saknar ju grundläggande träning (Harlen, 1996). Det är också vanligt att eleverna vid samma ålder bestämmer sig för vad de vill arbeta med. Har de ingen aning om vad NO är, väljer de knappast en sådan inriktning. Många vet inte ens vilka yrken som finns inom detta område (Lindahl, 2002).
3.2.3 Förändra elevernas föreställningar
Även om man börjar tidigt så är det svårt att förändra elevernas föreställningar om olika naturvetenskapliga fenomen. I boken Att utvecklas i naturvetenskap skriver Ingvar Thorén (1999) bland annat om elevers föreställningar om luft och gas.
Små barn uppfattar ofta luft och gas som något icke materiellt. Luft är något osynligt som är bra och som vi andas medan gas är giftigt och farligt (Thorén, 1999, s 53).
Att förstå kemi eller miljöproblem blir svårt om man tror att materia försvinner när man eldar upp den (Andersson, 2001). Enligt Sjøberg (2000) kan man då tro att även radioaktiva ämnen försvinner vid förbränning. Det är därför av största vikt att ta upp och reda ut sådana föreställningar. Det finns dock ingen entydig formulerad teori om hur man ska undervisa för att på bästa sätt ändra på elevernas föreställningar. Vilka inlärningssituationer leder till förändring och utveckling av kunskap? Ska man bevisa för eleverna att de har fel genom att peka på motsägelserna i deras tankegångar? Eller ska man bara förklara sakligt och logiskt och hoppas på att eleverna förkastar sina föreställningar och tar åt sig den vetenskapliga förklaringen (Sjøberg, 2000)?
3.2.4 NO-undervisningens utformning
För att få eleverna engagerade och intresserade av naturvetenskap är det viktigt att ge dem en bra grund redan under de första skolåren. Genom att anpassa undervisningen till elevernas ålder och ställa de rätta frågorna kan vi stimulera deras lust att undersöka och betrakta sin omgivning (Harlen, 1996). En viktig del i undervisningen är att få fram elevernas tankar. De bör utgöra grunden för diskussionerna och den planering som eleverna och läraren gör tillsammans. Hur den görs, styrs av elevernas ålder, erfarenheter, föreställningar och färdigheter (Thorén, 1999). Ett problem är att eleverna har väldigt olika erfarenheter och det är svårt att veta vems erfarenheter man ska bygga vidare på. Ett annat, kanske ännu större, problem är att eleverna har olika föreställningar och kunskaper (Sjøberg, 2000). En sak har
dock eleverna i de lägre åldrarna gemensamt nämligen att de lär sig saker genom att tänka och att göra det i ett samspel, alltså genom att vara aktiva (Harlen, 1996). Även Piaget och Vygotskij var överens om att det är barnet som konstruerar sin kunskap genom att vara aktivt. Dock koncentrerade Piaget sig på en individuell konstruktion av kunnande och Vygotskij på en social (Andersson, 2001).
I ”En longitudinell studie av elevtänkande om processer i naturen” listar Gustav Helldén (1997) en rad punkter om vad vi behöver för att genomföra en framgångsrik undervisning i naturvetenskap, då speciellt för de yngre barnen.
• identifiera ett begränsat antal viktiga begrepp
• identifiera barns föreställningar i anslutning till dessa begrepp
• utarbeta undervisningsstrategier för att understödja meningsfullt lärande • stödja barn i deras strävan att lära sig lära
• skapa en atmosfär som ger barnen tillfällen att pröva, diskutera och reflektera över sina föreställningar
• visa barnen att vi anser deras föreställningar vara värdefulla och intressanta (Helldén, 1997, s 22).
Genom assimilation och ackommodation anpassar vi vårt tänkande till verkligheten. Det pågår ständigt aktiva processer inom oss som utvecklar vårt kunnande. Det är detta som är grunden för en konstruktivistisk modell för lärande (Helldén, 1997).
3.2.5 Ställ hypoteser
Det är nyttigt att börja tidigt med ”vad-händer-om-frågor” eftersom det tar tid för eleverna att lära sig ställa hypoteser, experimentera, analysera, diskutera och argumentera (Harlen, 1996). Genom att låta eleverna göra detta, lär de sig att söka förklaringar till saker och ting, och man kan även som lärare mäta elevernas förståelse av ett område (Thorén, 1999). Att arbeta vetenskapligt på detta sätt ger eleverna ett redskap, eller rättare sagt en metod, att samla information, pröva sig fram och söka förklaringar, som de har nytta av även i andra ämnen (Harlen, 1996). Det är stimulerande för eleverna att berätta vad de tror kommer att hända och varför. Det är viktigt att pedagogen lägger sig på en nivå som är relevant för eleverna och inför nya begrepp varsamt, då undersökningar visar att eleverna har svårigheter med mycket elementära aspekter inom ett givet område (Andersson, 2001).
3.2.6 Anknyt teori till praktik
Laborationer och experiment är för flertalet elever höjdpunkterna i NO-undervisningen. De har dock svårt att förstå meningen med dessa. Till stor del beror det på att pedagogen inte är tydlig och att övningarna inte är kopplade till verkligheten. Det är lättare för eleverna att ta till sig undervisningen om de upplever den som meningsfull och brukbar i framtiden (Lindahl, 2002). Vår vardag är full av kemi. Vi omges dagligen av kemiska fenomen. Det är här vi borde förankra våra experiment. Då blir kemiundervisningen och vår tillvaro lättare att förstå. Vad händer med ägget, mjölet, vätskan och bakpulvret när vi bakar en sockerkaka? Hur blir tvätten ren? Varför bubblar läsken? Varför ska man skölja bort degrester med kallt vatten? (Jakobsson & Persson, 1997; Jakobsson m.fl., 1991). Skolan missar ofta möjligheten att knyta samman teori och praktik. Ett exempel är att eleverna kan formeln för fotosyntesen i teorin men när de står framför ett träd tror de att tillväxten sker genom näringstillförsel från jorden. Vi har ett ansvar som pedagoger att hjälpa eleverna att gå fram och tillbaka mellan vardaglig och vetenskaplig förståelse och om möjligt vidareutveckla den senare (Andersson, 2001). Det är lättare att förstå teorin om man kan bevisa den praktiskt. Därför är experiment en viktig del av NO-undervisningen. Eleverna kan själva härleda lagar och samband. De får även inblick i hur vetenskapen har utvecklats, men den huvudsakliga avsikten med experiment är att skapa intresse, motivera eleverna, och variera undervisningen så att ämnet känns mer spännande (Sjøberg, 2000).
3.3 Genus
Vid en observation av en lågstadieklass i mitten av 1980-talet fann man att det var flickorna som stod för ordningen i klassrummet (Einarsson & Hultman, 1984). Flickorna fick frågan när de räckte upp handen, pojkarna fick frågan ändå. Pojkarna tog oftare egna initiativ jämfört med flickorna. Det var pojkarna som stod i centrum medan flickorna tålmodigt fick vänta på sin tur (Einarsson & Hultman, 1984). För pojkarnas del kan uppmärksamheten leda till en positiv självuppfattning, vilket i sin tur leder till en ökad tilltro till sin egen förmåga (Wernersson, 1989). Ofta är det pojkarna som ställer frågor kring naturvetenskapliga fenomen. När flickorna väl ställer en fråga, kommenterar pojkarna ofta det negativt (Gisselberg, 1991). Flickorna blir på detta sätt åsidosatta. Det är hela tiden på pojkarnas villkor. De får inte möjlighet att förena sina kunskaper med egna erfarenheter. De flickor som
trots detta intresserar sig för naturvetenskap har ofta stöd från någon förälder som är naturvetare eller på annat sätt högutbildad (Staberg, 1992).
Då dessa undersökningar och observationer genomfördes gällde Lgr 80. I den fanns inte genusperspektivet som en pedagogisk fråga. Däremot finns det tydligt i den nu gällande Lpo 94.
Skolan skall aktivt och medvetet främja kvinnors och mäns lika rätt och möjligheter. Det sätt på vilket flickor och pojkar bemöts och bedöms i skolan, och de krav och förväntningar som ställs på dem, bidrar till att forma deras uppfattningar om vad som är kvinnligt och manligt. Skolan har ett ansvar för att motverka traditionella könsmönster. Den skall därför ge utrymme för eleverna att pröva och utveckla sin förmåga och sina intressen oberoende av könstillhörighet (Lpo 94, 1998, s 6).
I en undersökning gjord bland niondeklassare på 100 olika skolor runt om i Sverige svarade eleverna på två frågor kring NO-undervisningen (Skolverket, 2005). Vilket NO-ämne är det viktigaste? Vilket är intressantast? Det framkom att flickor anser att biologi är viktigare än fysik och kemi. Pojkarna tycker att fysik och biologi är något viktigare än kemi. Det intressantaste NO-ämnet enligt flickorna är biologi. Pojkar tycker att alla tre NO-ämnena är lika intressanta (Skolverket, 2005). Dock är de mindre intressanta än övriga skolämnen. Både pojkar och flickor har lust att lära sig naturvetenskap, men de uttrycker en kritik mot innehållet och den undervisning som skolan erbjuder i de senare skolåren (Lindahl, 2002). Vad gäller läroböckerna i fysik och kemi så är de kvinnodiskriminerande. Innehållet tilltalar oftast pojkarna. Kvinnor är rejält underrepresenterade i exempel och illustrationer. För att få flickorna mer intresserade måste man i undervisningen betona den praktiska användningen av naturvetenskaplig kunskap i vardagslivet (Sjøberg, 2000). Trots att böckerna tilltalar pojkarna mer, så börjar även deras inställning till ämnet att försämras. Det är inget åldersfenomen och inte heller tecken på skoltrötthet hos pojkarna då deras intresse för de övriga skolämnena inte sjunker. Många elever, både pojkar och flickor, anser sig sakna tidig erfarenhet att bygga sitt lärande på och därför blir undervisningen i de senare skolåren för svår och därmed mindre intressant (Lindahl, 2002).
4 Frågeställningar
Enligt Piaget (1968) är det inte lönt att undervisa om abstrakta ting förrän vid cirka 12 års ålder, då eleven uppnått mognad för detta. Vygotskij (1978) däremot menar att i en stimulerande miljö styr lärandet elevens utveckling. I vår litteraturbakgrund belyser vi dessa två tankesätt kring elevens utveckling och lärande samt skillnaden mellan flickor och pojkar i detta avseende. Sjøberg (2000) anser att flickor och pojkar har olika inlärningskanaler och Staberg (1992) att flickor blir åsidosatta och att undervisningen sker på pojkarnas villkor. För att pröva vad som tycktes rimligast i vår undersökningsgrupp ställde vi oss frågorna:
• Vilka skillnader finns det vad det gäller föreställningar, attityder till och engagemang inför naturvetenskapliga fenomen mellan en grupp elever som fått tidig NO-undervisning i skolår F-2 och en grupp elever som inte fått denna NO-undervisning?
• Vilka skillnader finns det mellan flickor och pojkar i vår undersökningsgrupp vad det gäller föreställningar om, attityder till och engagemang inför naturvetenskapliga fenomen?
5 Metod
Med utgångspunkt i vårt syfte och våra frågeställningar bestämde vi oss för att göra en fallstudie. I den ingick kvalitativa intervjuer med eleverna och experiment med löpande observationer av eleverna.
Enligt Patel och Davidsson (2003) innebär fallstudium att man gör en undersökning på en mindre avgränsad grupp. Ett ”fall” kan bestå av en individ, en organisation, en situation eller som i vårt fall en grupp elever i skolår 3. Vi utgick från ett helhetsperspektiv och samlade in information av olika slag för att få veta så mycket som möjligt om vårt fall. Då vi ville undersöka processer och förändringar är fallstudium den metod som lämpar sig bäst (Patel & Davidsson, 2003).
I vår fallstudie hoppades vi få svar på våra frågeställningar om elevers föreställningar, attityder till och engagemang inför naturvetenskapliga fenomen.
Intervjuer passar bra om man vill ha svar på frågor av existentiell karaktär som inställning, attityd och upplevd mening, till skillnad från en enkätundersökning som ger svar på faktafrågor (Johansson & Svedner, 2001). Vi valde att göra kvalitativa intervjuer som enligt Patel och Davidsson (2003) har en låg grad av standardisering. Det vill säga att eleven som intervjuas kan besvara frågorna med egna ord. Vi formulerade intervjufrågorna (se bilaga 1) i förväg och ställde frågorna i en bestämd ordning, det vill säga en hög grad av strukturering. Syftet med intervjuerna var att få kunskap om elevernas uppfattningar kring några naturvetenskapliga begrepp och fenomen före och efter våra experiment.
Då vi genomförde experimenten med eleverna valde vi att använda oss av löpande observationsschema med kolumnrubriker (se bilaga 2) framför kategorischema. Fördelen med löpande observationsschema är att man kan beskriva händelseförloppet utan att vara styrd av förutbestämda kategorier. Det är en passande metod för att observera vad som händer i klassrummet (Johansson & Svedner, 2001).
5.1 Undersökningsgrupp
Undersökningen gjordes av tre pedagoger. Vår undersökningsgrupp var en klass i skolår 3 på en F-9 skola med cirka 700 elever. Klassen bestod av 20 elever, 9 flickor och 11 pojkar. Andelen elever med experimentvana var precis hälften, 10 stycken. Dessa elever har haft experiment i skolundervisningen när de gick skolår F-2. I detta arbete benämner vi denna grupp som den vana gruppen. Den andra halvan av klassen har inte haft någon sådan undervisning. Denna grupp benämner vi som den ovana gruppen. Klassen uppfyllde våra kriterier tidig/sen NO-undervisning och fanns på en av skolorna där en av oss arbetade. Två av oss var kända av eleverna sedan tidigare, en som pedagog och en som förälder till barn på skolan. Pedagogen var tidigare klasslärare hos den vana gruppen medan den ovana gruppen hade lärt känna pedagogen på fritidshemmet.
5.2 Genomförande
Vi pratade med klassläraren och fick klartecken att göra vår undersökning i hennes klass. Eftersom vår datainsamling bland annat grundat sig på bandade intervjuer med minderåriga elever var det nödvändigt att få föräldrarnas tillstånd. Därför blev nästa steg att utforma ett brev till föräldrarna där de fick tillstyrka eller avstyrka att vi intervjuade deras barn (se bilaga 3). Av brevet framgick att banden skulle raderas och att eleverna inte skulle kunna identifieras. Vi fick lov att intervjua arton av de tjugo eleverna. Efter muntlig överenskommelse med de två föräldrapar som avböjde intervju av sina barn fick dessa elever också vara med på experimenten.
Undersökningen var indelad i tre moment; förintervjuer, experiment med löpande observationer av eleverna och efterintervjuer.
Två av oss genomförde de förberedande intervjuerna parallellt ett par eftermiddagar under höstterminen 2005. När vi hade hjälpts åt med sammanställningen raderades banden. Det är inte bara frågorna och hur manformulerar dem som har betydelse i en intervjusituation. Det är minst lika viktigt att skapa kontakt med eleven. Om han eller hon inte vill samarbeta får vi inte veta något. Eleven ska känna sig så trygg som möjligt under intervjusituationen (Doverborg & Pramling Samuelsson, 2000). Av den anledningen valde vi att de två som
tidigare haft kontakt med eleverna skulle genomföra intervjuerna. Det är viktigt att intervjun är planerad (Doverborg & Pramling Samuelsson, 2000). Vi valde två rum som låg enskilt för att eleven skulle kunna koncentrera sig och inte tappa tråden. Eleven satt mitt emot oss under intervjun så att vi skulle ha möjlighet till ögonkontakt hela tiden. Vi gjorde bandspelaren klar för inspelning och allt material fanns på plats. Vi använde oss av bandspelare så att även vi skulle upprätthålla koncentrationen på eleven och slippa anteckna under tiden. Vi intervjuade eleverna var för sig. Varje intervju tog ca 20 minuter. Vid efterintervjuerna hade vi samma tillvägagångssätt och ställde samma frågor.
Då vi var tre pedagoger som utförde undersökningen gjorde vi varsitt experiment tillsammans med eleverna. Medan en pedagog utförde ett experiment gjorde vi andra löpande observationer. Vi noterade våra observationer i ett observationsschema (se bilaga 2) med rubrikerna begrepp, dialog (hypotes), engagemang, genus, samt övriga kommentarer. När vi sedan, under rubriken resultat och analys, sammanställde och analyserade resultatet utgick vi från fyra frågeställningar. Där finns också efter varje fråga en motivering som klargör syftet för val av fråga. Svaren kategoriseras i den vana och den ovana gruppen. Därefter följer en kort analys.
Vid experimentens genomförande satt eleverna i en ring på golvet tillsammans med pedagogen. På det sättet hade vi eleverna nära oss och det var lätt att få kontakt med dem. Det var också lätt för alla att se vad vi gjorde. Vi genomförde experimenten först med den vana gruppen och sedan med den ovana gruppen. Vi valde denna ordning för att pedagogiska felaktigheter inte skulle upprepas med den ovana gruppen och bli till en felkälla. Elevernas klasslärare hade lektion med resten av klassen medan vi genomförde våra experiment. Vi försökte genomföra experimentet likadant med de respektive grupperna. Det första experimentet ”Droppar på ett mynt” fick eleverna prova på egen hand. De andra genomförde vi. Direkt efter experimenten gjorde vi efterintervjuerna med eleverna.
5.2.1 Våra intervjufrågor
Vi ställde sju frågor till eleverna (se bilaga 1). Fem av frågorna handlade om kemibegrepp. De skulle förklara begreppen kemi, ytspänning, molekyler, atomer och kemisk reaktion. De
ovana gruppen, samt flickor och pojkar. I vår analys av resultaten tittar vi på vilka kemibegrepp eleverna har i sina svar samt hur de beskriver dem. Vi jämför dels den vana gruppen med den ovana gruppen och dels flickor med pojkar. Vi tittar även på om det finns någon skillnad mellan svaren från förintervjuerna jämfört med efterintervjuerna.
5.2.2 Våra experiment
Vi valde tre olika experiment med anknytning till våra intervjufrågor. Innan vi började med experimenten hade vi en introduktion om vattnets egenskaper. Detta gjorde vi för att eleverna skulle få det lättare att förstå de kommande experimenten. Vi pratade om vattenmolekylernas rörlighet i fast, flytande och gasform. De tre aggregationstillstånden. För att åskådliggöra detta smälte vi is i en kastrull. När isen smälte och vattnet blev varmt kunde eleverna tydligt se hur det övergick till vattenånga. Vidare pratade vi om vad en vattenmolekyl består av och hur den ser ut. Vi dramatiserade hur vattenmolekyler håller ihop och hur de beter sig i de olika aggregationstillstånden, genom att stå i ring och hålla varandra i händerna. När vi var is, stod vi nästan helt stilla. Efterhand som vattnet blev varmare rörde vi oss allt mer.
För att även göra eleverna uppmärksamma på att vi ständigt har kemi runt omkring oss tog vi upp tandborstning och att blanda O´boy som exempel.
5.2.2.1 Ytspänning
Det första experimentet vi genomförde med eleverna var ”Droppar på ett mynt” som visar på ytspänning. För att kunna genomföra experimentet behövs det en pipett, ett mynt och vatten. Eleverna fick först ställa en hypotes om hur många droppar som skulle få plats på myntet. Vattnet droppades sedan på myntet med pipetten och eleverna räknade antalet droppar tills det att vattenytan brast. Eleverna observerade vattenytans utseende, jämförde och diskuterade.
5.2.2.2 Kemisk reaktion
Det andra experimentet vi genomförde var ”Kemisk reaktion, från fast och flytande till gas”. För att kunna genomföra experimentet behövs det en glasflaska, en tesked, en matsked, bikarbonat, vinäger, en tratt och en ballong. Vi hällde två teskedar bikarbonat direkt ner i flaskan. Sedan hällde vi två matskedar vinäger, med hjälp av tratten, ner i ballongen. Därefter satte vi ballongen över flaskans mynning. Vi lyfte sedan upp ballongen så att vinägern rann
ner i flaskan och blandades med bikarbonaten. Med experimentet ville vi åskådliggöra hur en kemisk reaktion kan ge upphov till gaser.
5.2.2.3 Molekylers rörelse
Vårt avslutande experiment handlade om ”Molekylers rörelse”. För att kunna genomföra experimentet behövs det en kall petflaska, en ballong och en stor skål med varmt vatten. Flaskan fick ligga en stund i frysen för att den skulle bli riktigt kall. Sedan satte vi ballongen över den kalla flaskans mynning och doppade ner flaskan i det varma vattnet. Med experimentet ville vi åskådliggöra att gaser tar olika stor plats vid olika temperaturer.
6 Resultat och analys
I resultatredovisningen utgår vi från för- och efterintervjuerna, samt observationerna vid experimenttillfället. Resultatet av intervjuerna är sammanställt med utgångspunkt i de frågor vi använde när vi intervjuade eleverna (se bilaga 1). Svaren till varje fråga är indelad i sex kategorier, för- och efterintervjuer, vana och ovana gruppen, samt flickor och pojkar (se bilaga 4-10). I vår analys tittar vi på vilka kemibegrepp eleverna har i sina svar samt hur de beskriver dem. Vi jämför dels den vana gruppen med den ovana gruppen och dels flickor med pojkar. Vi tittar även på om det finns någon skillnad mellan svaren från förintervjuerna jämfört med efterintervjuerna (se bilaga 11-13). Slutligen jämför och analyserar vi svaren på alla intervjufrågor med varandra i en sammanfattande analys.
Resultatet av observationerna utgår från följande fyra frågeställningar.
1 Vilka kemibegrepp och förklaringar använder eleverna under experimenten? 2 Vilken förmåga har eleverna att föra dialog och ställa hypotes under
experimenten?
3 Hur är elevernas engagemang under experimenten?
4 Vilka skillnader och likheter finns det mellan flickor och pojkar under experimenten?
Till varje fråga finns en motivering som klargör syftet för val av fråga. Svaren kategoriseras i den vana och den ovana gruppen. Vana gruppen menas med att gruppen är van att experimentera, analysera och ställa hypoteser. I vår analys av frågorna ett till tre jämför vi våra observationer från experimenten med den vana gruppen, med observationerna från den ovana gruppen. Fråga fyra analyseras dels inom vana respektive ovana gruppen, men även mellan de båda grupperna.
6.1 Intervjuer
6.1.1 Intervjufråga 1. Vad tänker du på när du hör ordet kemi?
Kemibegrepp: Den vanligaste beskrivningen är att det handlar om experiment. Molekyler,
kemiskt, eld, bubblor, ändras och blandas, är ord och begrepp som eleverna snappat upp och nämner i efterintervjuerna. Både i för- och i efterintervjuerna nämner några att kemi handlar om lera, de förväxlar kemi med keramik.
Skillnader och likheter mellan vana och ovana gruppen: Användningen av begreppet
experiment och förståelsen för begreppet kemi har ökat i båda grupperna efter vår experimentdag. Vi kan inte dra några slutsatser mellan vana och ovana gruppen vad det gäller användningen av begrepp.
Skillnader och likheter mellan flickor och pojkar: Flickorna använder begreppet
experiment och andra kemirelaterade begrepp i större utsträckning än pojkarna. Flickorna har även större förståelse för begreppet kemi.
6.1.2 Intervjufråga 2. Har du haft kemi i skolan?
Kemibegrepp: Experiment och blanda är de kemirelaterade begrepp som nämns. Det är den
vana gruppen som använder begreppet experiment, det nämns ungefär lika många gånger i förintervjuerna som i efterintervjuerna. Två elever i den ovana gruppen nämner begreppet blanda. En av dem i samband med lekar som blandas på skolgården.
Skillnader och likheter mellan vana och ovana gruppen: Förståelsen för att de haft kemi i
skolan ökade i de båda grupperna efter vår experimentdag. Ökningen var ungefär lika stor i båda grupperna. Den ovana gruppen relaterade till vår experimentdag. Den vana gruppen nämnde både den och tidigare erfarenheter.
Skillnader och likheter mellan flickor och pojkar: Förståelsen för att de haft kemi i skolan
ökade ungefär lika mycket i jämförelsen flickor och pojkar. Flickorna i den vana gruppen relaterade i något större utsträckning till tidigare erfarenheter jämfört med pojkarna i samma grupp. Både de flickor och pojkar från den ovana gruppen som svarade ja på frågan om de haft kemi i skolan relaterade till vår experimentdag. Flickorna i den vana gruppen använde oftare kemirelaterade begrepp än pojkarna i den vana gruppen.
6.1.3 Intervjufråga 3. Vad tänker du på när du hör ordet ytspänning?
Kemibegrepp: Smågubbar nämns som förklaring av molekyler. Andra kemibegrepp som
nämns är atomer och avdunstning.
Skillnader och likheter mellan vana och ovana gruppen: Det finns en markant skillnad
mellan de båda grupperna. Många i den vana gruppen kunde förklara ytspänning både i för-och efterintervjuerna. De använde sig av kemiska begrepp, som molekyl, atom för-och avdunsta. Innehållet i svaren ökade från förintervjuerna till efterintervjuerna. I förintervjuerna kunde ingen i den ovana gruppen förklara begreppet ytspänning. Men i efterintervjuerna kunde tre elever förklara det.
Skillnader och likheter mellan flickor och pojkar: Det var flickorna som i större
utsträckning använde sig av olika kemibegrepp. I den ovana gruppen var det flickornas förståelse för begreppet ytspänning som ökade mest mellan intervjuerna.
6.1.4 Intervjufråga 4. Vad tänker du på när du hör ordet molekyler?
Kemibegrepp: Inga kemirelaterade begrepp nämns i förintervjuerna. I efterintervjuerna
nämns syre, väte, H2O.
Skillnader och likheter mellan vana och ovana gruppen: Förståelsen för begreppet
molekyl är betydligt större i den vana gruppen. Efter vår experimentdag ökar förståelsen i båda grupperna. Användningen av kemibegrepp mellan de båda intervjuerna ökar mest i den vana gruppen.
Skillnader och likheter mellan flickor och pojkar: Tre flickor använder sig av
beteckningen H2O när de beskriver vattenmolekylen. En pojke säger att vatten innehåller syre
och väte. I den vana gruppen visar flickorna större förståelse för vad en molekyl är, jämfört med pojkarna. I den ovana gruppen finns det ingen större skillnad.
6.1.5 Intervjufråga 5. Vad tänker du på när du hör ordet atomer?
Kemibegrepp: Någon beskrev det som ett kemiskt ämne, andra som ett sandkorn eller
innehåll i en atombomb.
Skillnader och likheter mellan vana och ovana gruppen: I förintervjuerna var
beskrivningarna och förståelsen för atomer lika vaga i de båda grupperna. I efterintervjuerna var det bara i den vana gruppen som förståelsen ökat något.
Skillnader och likheter mellan flickor och pojkar: Flickorna hade större förmåga att
förklara begreppet atom än vad pojkarna hade. Två flickor förknippade atomer med sandkorn.
6.1.6 Intervjufråga 6. Vad tänker du på när jag säger kemisk reaktion?
Kemibegrepp: I efterintervjuerna beskriver ofta eleverna en kemisk reaktion som något som
blandas. De ger häxblandning som exploderar, tandborstning och O´boy som exempel. En pojke nämner bakpulver och kolsyra.
Skillnader och likheter mellan vana och ovana gruppen: I förintervjuerna har samtliga
svårt för att svara. I efterintervjuerna har förståelsen ökat i båda grupperna. Eleverna i den vana gruppen har lättare att sätta ord på sina tankar.
Skillnader och likheter mellan flickor och pojkar: Förståelsen av begreppet kemisk
reaktion har ökat mest hos flickorna i den vana gruppen.
6.1.7 Intervjufråga 7. Hur tycker du det känns att göra experiment?
Skillnader och likheter mellan vana och ovana gruppen: Enligt svaren i förintervjuerna
hade tre av åtta elever i den ovana gruppen gjort experiment tidigare, att jämföra med den vana gruppen där alla gjort experiment tidigare. Samtliga som gjort experiment tidigare upplevde att det var kul och spännande. I efterintervjuerna, då alla haft möjlighet att prova på experiment, utryckte alla elever i de båda grupperna att det var kul och spännande. Ett barn uttryckte att det är roligt så länge det går snabbt.
Skillnader och likheter mellan flickor och pojkar: Det finns ingen skillnad mellan
flickorna och pojkarna.
6.1.8 Sammanfattande analys av intervjufrågorna
Den vana gruppen hade i förintervjuerna högre förståelse inför samtliga frågor jämfört med den ovana gruppen. Båda grupperna har ökat sin förståelse från förintervjun till efterintervjun i fem av frågorna. I fråga fem, angående begreppet atom, hade bara den vana gruppen ökat sin förståelse. Fråga sju kan inte bedömas i detta avseende. I efterintervjun var skillnaden ännu större mellan grupperna. Den vana gruppen hade ökat på sin förståelse inför frågorna än mer i förhållande till den ovana gruppen. De nämnde fler kemirelaterade begrepp och använde dem mer frekvent.
Med ett undantag visar flickorna i respektive grupp större förståelse inför frågorna i både för-och efterintervjuerna jämfört med pojkarna i respektive grupp. Undantaget är fråga två ”Vilken förmåga har eleverna att föra dialog och ställa hypotes under experimenten?” i efterintervjuerna med den ovana gruppen, då pojkarna i antal räknat, visar något större förståelse, men då ska man ha i åtanke att pojkarna var fem till antalet och flickorna bara tre. Flickorna nämner över lag fler kemirelaterade begrepp och använder dem mer frekvent än pojkarna.
6.2 Observationer
Fråga 1.
Vilka kemibegrepp och förklaringar använde eleverna under experimenten?
Motivet till frågan
Undersöka vilka kemibegrepp eleverna använder och hur de definierar dem.
Vana gruppen Vattenmolekyl
Beskriver en vattenmolekyl som ”Musse Pigg”. Har en föreställning om att vattenmolekylen är ett ämne i vattnet.
Ytspänning
Beskrivs som små gubbar som håller ihop det hela. Molekylerna håller ihop. Kemisk reaktion
Beskrivs som något speciellt som händer och att det är en labbgrej med dräkter och sånt.
Vattenånga
Beskrivs som något som stiger, går uppåt, är fuktigt, men är inte så starkt.
Ovana gruppen Ytspänning
Beskriver ytspänning som något som inte ramlar ned. Det är luft under vattnet. Luften runt omkring håller ihop.
Fråga 2.
Vilken förmåga har eleverna att föra dialog och ställa hypotes under experimenten?
Motivet till frågan
Undersöka om det förekommer någon skillnad i förmåga att föra en dialog och ställa hypotes under experimenten i den vana gruppen gentemot den ovana gruppen.
Vana gruppen Känner igen och använder begreppen. Lyssnar intresserat. Har många bra funderingar och idéer. Vågar svara på frågor. Kan återberätta och förklara experimenten. Kan ställa hypotes. Vågade uttrycka och stå för sina egna tankar.
Ovana gruppen Var försiktiga. Kom efterhand med några få funderingar. Hade svårt att ställa hypotes. När en gissade, höll de andra med. Svårt att sätta ord på det de lärt sig. Det behövdes mer tid till förklaring.
Fråga 3.
Hur är elevernas engagemang under experimenten?
Motivet till frågan
Jämföra vana/ovana gruppens engagemang under experimenten.
Vana gruppen Lyssnade aktivt. Svarade på frågor. En del tappade fokus efter ett tag, men uppmärksamheten ökade igen när experimenten sattes igång. Flickorna lyckades hålla koncentrationen längre än pojkarna. Blev ivriga och ville se resultat. Stort engagemang när de själv experimenterade.
Ovana gruppen Lyssnade aktivt i början men tappade intresset snabbt. Intresset ökade när vi satte igång med experimentet, för att åter minska vid analysen av
experimentet. När eleverna experimenterade på egen hand var de först väldigt försiktiga. Intresset och engagemanget ökade när de provat en stund.
Fråga 4.
Vilka skillnader och likheter finns det mellan flickor och pojkar under experimenten?
Motivet till frågan
Jämföra flickors/pojkars engagemang under experimenten.
Flickorna var överlag mer engagerade än pojkarna. Vågade gissa mer och hade målande beskrivningar.
Pojkarna tappade tålamodet snabbare än flickorna. Pojkarna märktes mer efter de tappat tålamodet.
6.2.1 Sammanfattande analys av observationerna
När vi analyserade och sammanfattade resultatet från observationerna såg vi tydligt att den vana gruppen kände igen och använde sig av långt fler kemibegrepp jämfört med den ovana gruppen. Det märktes en tydlig skillnad då de skulle ställa hypoteser och analysera experimenten. Den vana gruppen hade många bra idéer och funderingar, de vågade även stå för sina egna tankar och ”gissningar” till skillnad från eleverna i den ovana gruppen. De var väldigt försiktiga med att uttrycka sina egna funderingar, en ”gissade” och de andra höll med. Då själva experimenten genomfördes kunde man både se skillnader och likheter mellan grupperna. Samtliga elever lyssnade till en början väldigt aktivt på instruktionerna, men alla eleverna i den ovana gruppen och några i den vana gruppen tappade ganska snart fokus. Intresset återkom dock då man med blotta ögat kunde se att det hände något. När de själva fick experimentera, med att ”Droppa vatten på mynt”, var den stora skillnaden att eleverna i den vana gruppen ”kastade” sig över uppgiften medan eleverna i den ovana gruppen tog det väldigt försiktigt till en början. Likheten låg i att båda grupperna blev engagerade när de väl kom igång med uppgiften. Något som var genomgående både i den vana och den ovana gruppen var att flickorna var mer engagerade än pojkarna. Det var även oftast de som stod för hypoteser och analyser. Pojkarna i både den vana och den ovana gruppen tappade koncentrationen och tålamodet snabbare i jämförelse med flickorna i respektive grupp. När pojkarna hade tappat tålamodet märktes de mer, i negativ bemärkelse!
7 Diskussion
7.1 Elevers föreställningar
Vår uppfattning är att tidig NO-undervisning påverkar elevers föreställningar om naturvetenskapliga fenomen. När vi gjort undersökningen kan vi precis som Thorén (1999) och Harlen (1996) uppleva att det är en lång process för att eleverna ska kunna förstå de kemiska begreppen. Därför anser vi att det är viktigt att eleverna kommer i kontakt med dem tidigt. Men det ställer andra krav på oss som lärare än om vi undervisar äldre elever. För att skapa intresse för naturvetenskap visar undersökningen att det är viktigt att ge dem en bra grund redan under de första skolåren, men i denna process är det viktigt, precis som Harlen (1996) säger, att vi anpassar undervisningen till elevernas ålder och ställer de rätta frågorna som kan stimulera elevernas lust att undersöka och utforska sin omgivning.
När vi som pedagoger inför ämnet på skolschemat, anser vi precis som Andersson (2001) och Piaget (1968), att det är viktigt att vi lägger oss på en nivå som är relevant för eleverna. Även Lpo 94 (1998) trycker på att man ska anpassa undervisningen efter elevernas förutsättningar oavsett mognad. Vi ska inte vara rädda för att använda rätt begrepp, efterhand lär sig eleverna vad de betyder. Att göra en ordlista över de ord och begrepp som eleverna stöter på i skolan medan de experimenterar kan ge dem en bra grund för senare studier. Vi kunde mycket tydligt se både i intervjuerna och under observationerna vilken stor begreppsskillnad grupperna hade. Vi har precis som Vygotskij (1999), sett hur viktig grunden är för att kunna ta till sig den vetenskapliga teorin. Det som vi däremot inte förväntade oss var att skillnaden mellan förintervjun och efterintervjun skulle bli större hos den vana gruppen än hos den ovana. Den vana gruppen hade ökat på sin förståelse inför frågorna än mer i förhållande till den ovana gruppen. Den vana gruppen nämnde fler kemirelaterade begrepp och använde dem mer frekvent. De hade också fler och tydligare svar. Skulle det vara så att vissa elever först i skolår 6 börjar arbeta med de vetenskapliga begreppen medan andra elever börjar redan i förskolan, blir deras förutsättningar i senare skolår högst olika. Vårt resultat visar då att klyftorna kommer att öka än mer mellan de elever som har fått tidig erfarenhet av kemi gentemot de elever som inte fått det. Thorén (1999) påpekar att ju längre tiden går ju svårare är det att ändra elevers felaktiga föreställningar. Även av detta drar vi slutsatsen att det är viktigt att
7.2 Elevers attityder
När vi läst litteraturen och genomfört vår undersökning har vi blivit stärkta i vår uppfattning att det är bra för eleverna att börja tidigt med de naturvetenskapliga ämnena. Ett exempel är Harlen (1996) som menar att elevernas attityd till ämnet påverkas av när man börjar studera det. Vi tror att det är viktigt att eleverna får en positiv attityd till ämnet och en bra grund att stå på inför studierna i de senare skolåren. I vår undersökning ser vi att den vana gruppen har en mera positiv attityd till NO-undervisningen än den ovana gruppen. Förhoppningsvis leder en positiv attityd till att intresset, engagemanget och förståelsen ökar. Enligt Harlen (1996) är det inte är konstigt att många elever upplever NO-undervisningen som svår då de inte får tidig grundläggande träning. Många lärare anser att det räcker att börja med NO-undervisning, framförallt fysik och kemi, i skolår 6. Men det är på tok för sent då det enligt Harlen (1996) är bevisat att eleverna bestämmer sig tidigt i förhållande till andra ämnen, redan i 11- 12 års ålder, för om de tänker gilla ämnet eller inte. Attityden till NO-ämnena påverkar även framtida yrkesval. När man frågar eleverna i de tidigare skolåren vad de vill jobba med nämns nästan aldrig yrken med naturvetenskaplig inriktning. Enligt Lindahl (2002) följer många elever dessa val då de blir vuxna. Har de ingen aning om vad NO är och än mindre vilka yrken som finns väljer de knappast den inriktningen.
I vår undersökning hade alla elever som gjort experiment tidigare en positiv attityd till kemi och experiment. Endast tre av åtta elever i den ovana gruppen hade gjort experiment tidigare. Dock tyckte alla eleverna, både vana och ovana, att det var kul och spännande när de fått prova på. En skillnad som vi kan se mellan grupperna är att de som är vana vid experiment har lättare för att ställa hypoteser och diskutera kring det som sker. De har börjat med experiment i väldigt tidig ålder och de har tagit till sig en del av begreppen och byggt upp en positiv attityd till ämnet. Enligt Bråten (1998) menade Vygotskij att samspelet med vuxna och mer kompetenta kamrater är viktigt för den individuella utvecklingen. Detta kunde vi tydligt se i vår undersökning då användandet av kemirelaterade begrepp ökade mellan intervjuerna före vår experimentdag och intervjuerna efter densamma. Vi måste nog också hålla med Piaget, att eleverna måste ha uppnått en viss mognad för att ta till sig våra resonemang kring olika naturvetenskapliga fenomen (Piaget, 1968). Det finns vissa företeelser som är självklara för de äldre eleverna medan de måste åskådliggöras för de yngre. Vi är precis som Sjøberg
(2000) övertygade om att det är lättare att förstå teorin när man kan bevisa den praktiskt och får möjlighet att använda alla sinnen. Det jag hör vet jag, det jag ser kan jag och det jag gör förstår jag.
7.3 Elevers engagemang
Enligt Lindahl (2002) tycker många flickor och pojkar att de saknar tidig erfarenhet av NO – undervisning att bygga sitt lärande på. Det medför att undervisningen i de senare skolåren blir svår och därmed ointressant. Detta är ännu en anledning att börja med NO-undervisning i de tidiga skolåren. Harlen (1996) menar att för att få eleverna engagerade och intresserade av naturvetenskap måste man ge dem en bra grund att stå på redan under de första skolåren. Ännu tidigare i Lpfö (1998) vill man att förskolans verksamhet ska öka förståelsen för vår miljö nu och i framtiden. Ett stort problem är att lärarna i de tidigare skolåren saknar intresse och engagemang för NO-ämnena. De har ofta sin bästa kompetens inom de humanistiska och samhällsvetenskapliga områdena (Skolverket, 2005). När de väl undervisar i något av NO-ämnena så blir det oftast biologi. Lösningen skulle kunna vara att införa ämneslärare redan i de tidigare skolåren. Det finns både för- och nackdelar med att ha ämneslärare redan då. En nackdel kan vara att eleverna kanske får för många olika lärare. En fördel, vilken kanske överväger alla nackdelar, är att eleverna får möjlighet att klara uppnåendemålen i kursplanen. En annan är att eleverna får, för ämnet, intresserade och engagerade lärare, vilket förhoppningsvis medför att intresset för framförallt fysik- och kemiämnet förstärks. Enligt Lindahl (2002) är det dessa två ämnen som upplevs som svårast, och därmed minst intressanta, bland elever i skolår 9. De har en uppfattning om att de haft biologi hela vägen från förskolan. Fysik och kemi är något som plötsligt kom i skolår 6.
Enligt Harlen (1996) är det nyttigt för eleverna att tidigt lära sig att ställa hypoteser, experimentera, analysera, diskutera och argumentera. Vi märkte en väsentlig skillnad mellan grupperna då vi genomförde experimenten. Vid introduktionerna till experimenten lyssnade den vana gruppen aktivt på instruktionerna och var delaktig i diskussionen medan den ovana gruppen snabbt tappade fokus. Det märktes att den vana gruppen var van vid situationen och tillvägagångssättet. När vi väl satte igång själva experimenten var båda grupperna aktiva och intresserade. När det sedan blev dags för analys av experimenten blev den ovana gruppen
att analysen är en viktig del av processen både för elever och lärare. Eleverna lär sig att söka förklaringar på saker och ting och för läraren blir det ett redskap för att mäta elevernas förståelse. Även Helldén (1997) skriver att det är den aktiva processen som utvecklar vårt kunnande. Det sker i en atmosfär där barn får tillfälle att prova, diskutera och reflektera över sina föreställningar. Vi upplever att en del lärare i de tidigare skolåren känner sig tvingade att genomföra naturvetenskapliga experiment då det står i kursplanen att det ska göras. Eftersom det är påtvingat så blir det ofta inte bra, de genomför experimenten men glömmer analysen. Det blir trolleri istället för naturvetenskap. Till en början tycker eleverna att det är intressant och roligt att gissa vad som kommer att hända och sedan genomföra experimenten utan att förstå varför det blir som det blir. Men efterhand blir de mer och mer nyfikna på hur och varför saker sker. Enligt Andersson (2001) är det stimulerande för eleverna att berätta vad de tror kommer att hända och varför, men utan analysen blir hypotesen nästan ointressant. För att ha nytta av och förstå ett experiment måste man få träning i att ställa hypotes, genomföra experimentet och analysera det. Harlen (1996) menar att eleverna har nytta av att kunna arbeta vetenskapligt på detta sätt även i de andra ämnena.
7.4 Genus
Genom våra intervjuer fick vi fram att flickorna relaterar till vardagliga saker som tandborstning och O´boy när de tänker på begreppet kemisk reaktion. Pojkarna tänker på explosioner och häxblandning. Det är viktigt att tillgodose allas intresse för att finna motivationen för undervisningen. Vi kom fram till, precis som Sjøberg (2000) att man i undervisningen måste betona den praktiska användningen av naturvetenskaplig kunskap i vardagslivet för att få flickor mer intresserade, men det är nog inte bara flickorna som ser fördelarna med det. Även om pojkarnas intresse är olikt flickornas så är vi helt övertygade om att de blir mer motiverade om undervisningen är mer verklighetsförankrad. Vi anser att det är grunden för en bra och intressant NO-undervisning. När vi genomförde experimenten med eleverna upplevde vi att flickorna var mer engagerade än pojkarna, de var framförallt mer intresserade då vi analyserade experimenten. Vi tycker att det ofta är på detta vis då vi experimenterar och analyserar med våra elever. Även när det gäller intervjuerna visar flickorna i mycket större utsträckning förståelse jämfört med pojkarna inom respektive grupp. De använder överlag fler kemirelaterade begrepp. Skulle det vara en rikstäckande bild visar det på betydelsen av tidig inlärning för att kunna öka flickornas intresse i senare ålder. Enligt
Lindahl (2002) är det tvärtom i de senare skolåren. Var någonstans på vägen svalnar flickornas intresse? En anledning kan vara den som Sjøberg (2000) och Lindahl (2002) beskriver nämligen att, läroböckerna i fysik och kemi är kvinnodiskriminerande. Innehållet tilltalar pojkar mer och flickor är rejält underrepresenterade i exempel och illustrationer. Det är kanske inte intresset det är fel på utan innehållet.
7.5 Felkällor
Vi är medvetna om att vi inte kan dra några generella slutsatser av våra resultat då vår undersökning gäller en mindre avgränsad grupp. Detta betonar Patel och Davidsson (2003). Vi kan ändå konstatera att undersökningen har tjänat sitt syfte.
Så här i efterhand funderar vi på om vi hade fått ett annorlunda resultat i efterintervjuerna om vi låtit det gå några dagar mellan experiment och efterintervjuer. Eleverna gavs ingen möjlighet att bearbeta sina intryck från experimenten. En annan aspekt som eventuellt påverkat vårt resultat var att en av oss kände eleverna sedan tidigare. Vilken betydelse hade det? Var det till fördel eller nackdel? En fördel var att eleverna var trygga i intervjusituationerna. En annan fördel var att det underlättade tolkningen av deras svar från intervjuerna. Till nackdel skulle kunna vara att eleverna svarar enligt inlärda mönster.
Då vi började vårt examensarbete var vår inställning att det är bra att börja med NO-undervisning tidigt. Har detta påverkat vårt val av litteratur och metod och därmed vårt resultat?
7.6 Förslag på fortsatt forskning
Ett intressant uppslag till fortsatt forskning är att följa de båda gruppernas utveckling genom grundskolan. Kommer man i de senare skolåren fortfarande att kunna se skillnad mellan gruppernas föreställningar, attityder till och engagemang inför naturvetenskapliga fenomen? Kommer skillnaden i engagemang mellan flickor och pojkar att kvarstå eller blir det som Lindahl (2002) menar att flickornas engagemang minskar i de senare skolåren?
8. Avslutning
Vi vill tacka vår handledare Gunilla Jakobsson för hennes attityd till och engagemang inför vårt arbete.
9 Litteraturförteckning
Andersson, Björn (2001) Elevers tänkande och skolans naturvetenskap. Liber. Stockholm. Bra Böckers Lexikon 2000 (1998) Band 18 och band 25. Bokförlaget Bra Böcker AB. Höganäs.
Bråten, Ivar (1998) Vygotskij och pedagogiken. Studentlitteratur. Lund.
Doverborg, Elisabet, Pramling Samuelsson, Ingrid (2000) Att förstå barns tankar. Liber AB. Stockholm.
Einarsson, Jan, Hultman, Tor G (1984) God morgon pojkar och flickor. Om språk och kön i
skolan. Libers förlag. Stockholm.
Gisselberg, Kjell (1991) Vilka frågor ställer eleverna och vilka elever ställer frågor. En
studie av elevers frågor i naturorienterande ämnen i och utanför klassrummet. Pedagogiska
institutionen. Umeå Universitet.
Harlen, Wynne (1996) Våga språnget! Liber AB. Stockholm.
Helldén, Gustav (1997) En longitudinell studie av elevtänkande om processer i naturen. Rapport presenterad under skolforskningskonferens vid NTNU. Trondheim. Norge.
Jakobsson, Gunilla, Persson, Mats (1997) Vår vardag. Naturkunskap B. P O S O L . Löddeköpinge.
Jakobsson, Gunilla, Jakobsson, Lars, Sewall, Lars (1991) Mycket om mat. POSOL. Löddeköpinge.
Johansson, Bo, Svedner, Per Olov (2001) Examensarbetet i lärarutbildningen. Kunskapsföretaget i Uppsala AB. Uppsala.
Lgr 80, Läroplan för grundskolan, (1980) Utbildningsdepartementet. Stockholm. Fritzes
Kundservice. Stockholm.
Lindahl, Britt (2002) Lust att lära naturvetenskap och teknik? Avhandling presenterad vid nordiska forskarsymposiet i Kristiansand. Norge.
Lpfö 98, Läroplan för förskolan, (1998). Utbildningsdepartementet. Stockholm.
Lpo 94, Läroplan för det obligatoriska skolväsendet, förskoleklassen och fritidshemmet,
(1998). Utbildningsdepartementet. Stockholm.
Patel, Runa, Davidsson, Bo (2003) Forskningsmetodikens grunder. Tredje upplagan. Studentlitteratur. Lund.
Sjøberg, Svein (2000) Naturvetenskap som allmänbildning – en kritisk ämnesdidaktik. Studentlitteratur. Lund.
Skolverket (2000) Grundskolans kursplaner och betygskriterier. ISBN 91-38-31729-X. Skolverket (2005) Nationella utvärderingen av grundskolan 2003 (NU-03). Fritzes Kundservice. Stockholm.
Staberg, Else-Marie (1992) Olika världar skilda värderingar. Pedagogiska institutionen. Umeå universitet.
Thorén, Ingvar (1999) Att utvecklas i naturvetenskap. Ekelunds Förlag AB. Solna.
Vygotskij, Lev S (1978) Mind in society. Harvard University Press. Cambridge. Massachusetts.
Vygotskij, Lev S (1999) Tänkande och språk. Bokförlaget Daidalos AB. Göteborg.
Wernersson, Inga (1989) Olika kön samma skola (F 89:1) Vad säger forskningen? Skolöverstyrelsen. Stockholm.
Wretman, Steve (2005) Läraren- dirigent eller notvändare? Dahl, Börje Grundskoletidningen (2005/4, s 10).
Bilaga 1
Intervjufrågor
1. Vad tänker du på när du hör ordet kemi? 2. Har du haft kemi i skolan?
3. Vad tänker du på när du hör ordet ytspänning? 4. Vad tänker du på när du hör ordet molekyler? 5. Vad tänker du på när du hör ordet atomer? 6. Vad tänker du på när jag säger kemisk reaktion? 7. Hur tycker du det känns att göra experiment?
Bilaga 2 Observationsschema Experiment 1 Ytspänning Experiment 2 Kemisk reaktion Experiment 3 Molekylers rörelse Begrepp Dialog (hypotes) Engagemang Genus Övriga kommentarer
Bilaga 3
