Linköpings universitet | Institutionen för Fysik, Kemi och biologi (IFM) Examensarbete, avancerad nivå, 15 hp | Lärarprogrammet Vårterminen 2021 | LIU-GY-L-A--21/209--SE
Hur gestaltas krafter i
fysikläroböcker?
– En bildanalys av två fysikläroböcker
How are forces portrayed in physics textbooks?
– A picture analysis of two physics textbooks
Hannes Asklund
Handledare: Fredrik Jeppsson Examinator: Klas Johnsson
Linköpings universitet SE-581 83 Linköping, Sweden 013-28 10 00, www.liu.se
Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi (IFM) 581 83 LINKÖPING
Seminariedatum 2021-06-03
Språk (sätt kryss före) Rapporttyp ISRN-nummer (fyll i löpnr) x Svenska/Swedish
Engelska/English
x Examensarbete avancerad nivå
LIU-GY-L-A--21/209--SE
Titel
Hur gestaltas krafter i fysikläroböcker? – En bildanalys av två fysikläroböcker Title
How are forces pictured in physics textbooks? – A picture analysis of two physics textbooks Författare
Hannes Asklund
Sammanfattning
Tidigare forskning har visat på att elever i gymnasieåldern påvisar missuppfattningar inom klassisk mekanik. Detta rör sig ofta om ett aristoteliskt synsätt och ej det efterfrågade newtonska synsättet. Någonstans kommer missuppfattningarna ifrån och de behöver sedan läras bort. I denna studie som gjorts har en bildanalys av två läroböckers bilder gjorts om hur de gestaltar kraft. Kraft är ett centralt begrepp i den newtonska mekaniken och där det finns en tydlig skillnad mellan aristotelisk och newtonsk mekanik. Bildanalysen av de två läroböckerna är en kvalitativ studie som följde nio frågor som analysen gjordes utefter. Frågeställningen som undersöktes i denna studie var,
• Hur representeras kraft i fysikläroböckers bilder?
De båda läroböckernas bilder visar på en newtonsk mekanik men den är ofta väldigt grundläggande. Det återfanns ingen trend mellan de två undersökta böckerna och användandet av bilder skiljde sig mellan de två läroböckerna.
Nyckelord
Innehållsförteckning
1 Inledning ... 1
1.1 Forskningsbakgrund ... 1
2 Syfte och frågeställningar ... 5
3 Teoretiskt perspektiv och bakgrund ... 6
4 Metod ... 10
4.1 Val av metod ... 10
4.2 Metod för val av litteratur ... 10
4.3 Metod för analys ... 11 4.3.1 Fråga 1... 12 4.3.2 Fråga 2... 13 4.3.3 Fråga 3... 13 4.3.4 Fråga 4... 13 4.3.5 Fråga 5... 13 4.3.6 Fråga 6... 13 4.3.7 Fråga 7... 13 4.3.8 Fråga 8... 14 4.3.9 Fråga 9... 14
4.4 Trovärdighet och etiskt övervägande ... 14
5 Resultat... 16 5.1 Resultat av bildanalysen ... 16 5.1.1 Impuls Fysik 1 ... 16 5.1.1.1 Fråga 1... 16 5.1.1.2 Fråga 2... 18 5.1.1.3 Fråga 3... 19 5.1.1.4 Fråga 4... 19
5.1.1.5 Fråga 5 ... 19 5.1.1.6 Fråga 6 ... 20 5.1.1.7 Fråga 7 ... 21 5.1.1.8 Fråga 8 ... 21 5.1.1.9 Fråga 9 ... 21 5.1.2 Heureka! Fysik 1 ... 22 5.1.2.1 Fråga 1 ... 22 5.1.2.2 Fråga 2 ... 25 5.1.2.3 Fråga 3 ... 25 5.1.2.4 Fråga 4 ... 26 5.1.2.5 Fråga 5 ... 26 5.1.2.6 Fråga 6 ... 27 5.1.2.7 Fråga 7 ... 27 5.1.2.8 Fråga 8 ... 27 5.1.2.9 Fråga 9 ... 28 5.2 Sammanfattning... 28 6 Diskussion ... 30 6.1 Metoddiskussion ... 30 6.2 Resultatdiskussion ... 31 6.2.1 Fråga 1... 31 6.2.2 Fråga 2... 31 6.2.3 Fråga 3... 32 6.2.4 Fråga 4... 33 6.2.5 Fråga 5... 33 6.2.6 Fråga 6... 34 6.2.7 Fråga 7... 34
6.2.8 Fråga 8... 34
6.2.9 Fråga 9... 35
6.3 Hur krafter representeras i fysikläroböckers bilder ... 35
6.4 Slutsats... 36
1
1
Inledning
I denna uppsats kommer jag att beskriva en läromedelsstudie som skett vid Linköpings Universitet och som är en del av utbildningen till att bli ämneslärare på gymnasienivå med fokus på fysik. I ämnesplanen för fysik skrivs det följande under ämnets syfte, ”Undervisningen i ämnet fysik ska syfta till att eleverna utvecklar kunskaper om fysikens begrepp, teorier, modeller och
arbetsmetoder.” (Skolverket, 2010, s. 1). I samtliga fysikkurser på gymnasienivå, förutom Fysik 2, benämns begreppet kraft direkt. I Fysik 2 benämns ej kraft direkt utan kursmålen nämner begrepp som innefattar kraft (Skolverket, 2010, s. 12). Eleverna ska därmed efter en gymnasial utbildning ha kunskap om de newtonska rörelselagarna och kunna använda dem på ett adekvat sätt. Därmed finns det ett intresse av att undersöka hur eleverna tillgodogör sig kunskap kring Newtons rörelselagar.
1.1 Forskningsbakgrund
I min systematiska litteraturstudie sågs en trend bland de undersökta studierna som tydde på att gymnasieelever hade missuppfattningar inom klassisk mekanik (Asklund, 2019, s. 11 – 22). De studier som undersöktes och ger grund för den här uppsatsen presenteras i nästa stycke. Ett centralt begrepp för klassisk mekanik är krafter och just krafter återkommer även i andra delar inom
fysiken. Därmed finns det ett behov över att gymnasieelever behärskar kraft-begreppet för att kunna lära sig och tolka andra delar av fysiken korrekt, samt även för vidare studier. Detta stöds i
Skolverket (2011) kunskapskrav för fysik 1.
Fram till att Newton presenterade sina rörelselagar var det Aristoteles tankar om rörelse som
dominerade (Marton & Booth, 2009, s. 103). Marton och Booth (2009, s. 103) menar att Aristoteles idéer kan upplevas mer intuitiva jämfört med Newtons rörelselagar. De fortsätter och menar att bara för att detta är ett känt fenomen, betyder det ej att problemet löser sig per automatik. I en studie som genomfördes beskriver Marton och Booth (2009, s. 104) hur trettio (30) universitetsstudenter
intervjuades innan de påbörjade en kurs i mekanik. Från de intervjuer Marton och Booth (2009, s. 104) redovisade sågs det att även bland dessa studenter påvisades det tidigare nämnda problemet, att studenterna försökte förklara problemen på ett aristoteliskt vis. Ett aristoteliskt synsätt på
mekaniken är att de har ett förklaringssätt liknande Aristoteles mekanik. Ett exempel på aristoteliskt synsätt är att kroppar vill förbli i vila, detta ska skiljas på från newtonsk vila, aristotelisk vila menar att kroppar ej vill röra på sig, utan ifall de får en hastighet eftersträvar de att minska denna tills de
2 står stilla. Något som uppmärksammas är att studenter som Marton och Booth (2009, s. 102)
observerat är att de behärskar beräkningar som används inom klassisk mekanik. Det är elevernas tolkning och ej beräkningar av problemen som kan leda dem på fel väg.
Clements (1981) studie var en av de första studierna inom detta område. I hans studie fann han att eleverna tycktes ha en aristotelisk syn på den klassiska mekaniken, och inte en newtonsk. Clement (1981, s. 67) myntade då begreppet motion implies a force, för att en kropp ska förflytta sig krävs det att en kraft verkar på kroppen. Begreppet myntade han då eleverna som svarade på frågorna tycktes ha denna utmaning. Galili och Bar (1992) försökte särskilja på rätt svar och ett korrekt resonemang. Frågorna i Galili och Bars (1992) studie var konstruerade på sådant vis att distraktorer fanns i svaren för att de skulle kunna identifiera vilken typ av utmaning eleverna visade på. Även i denna studie återfanns liknande resultat som hos Clement (1981), motion implies a force.
Gunstone (1987) utförde en undersökning på ungefär femtusenfemhundra (5500) elever i hans undersökning. I Gunstones (1987) studie sågs resultatet från Clements studie åter igen. Eleverna visade ej på en newtonsk förståelse av mekaniken, utan den liknade mer en aristotelisk syn. Ett exempel som ges i studien är hur eleverna kan ha använt korrekt värde för tyngdkraften, att g=9,82m/s2. Eleverna kunde sedan argumentera för att tunga objekt faller fortare än lätta objekt
(Gunstone, 1987 s. 691), vilket alltså ej stämmer överens med ett newtonskt synsätt. Detta liknar vad Marton och Booth (2009, s. 102 – 103) fann, som nämndes i första stycket. Gunstone (1987, s. 694) påpekar dock att studien som genomförts förmodligen är en optimistisk skattning då testet varit ett flervalstest. Därmed fanns möjlighet för elever som ej visste rätt svar att chansa rätt. Brown (1989) undersökte i sin studie enbart Newtons tredje lag, då han ansåg att förstår man Newtons tredje lag ger det en god grund att förstå resterande lagar väl. Ett exempel från studien är då en boll som rör sig kolliderar med en stationär boll. Ett typiskt elevsvar är att bollen som är i rörelse har en större kraft verkande på sig än den som är stationär (Brown, 1989, s. 353 – 354). Även här ses en aristotelisk syn på klassisk mekanik hos eleverna.
Sadanand och Kess (1990) undersökte elever i gymnasieåldern som skulle studera vid college. I studien som Sadanand och Kess (1990) genomförde undersöktes det hur väl eleverna förstod klassisk mekanik. I denna studie lyfts det att detta test ej var obligatoriskt och det gavs inga incitament till att delta, och enbart ett få antal motiverade sina svar. Trots detta fann de tre trender på missuppfattningar hos eleverna (Sadanand & Kess, 1990, s. 530 – 531). Dessa trender var att levande objekt, exempelvis en människa, var tvungna att applicera en kraft för att hålla någonting
3 uppe. Döda ting, exempelvis ett bord, behövde ej applicera någon kraft för att göra det. De fann även att eleverna ansåg att något som höll en konstant hastighet även behövde en konstant kraft för att upprätthålla denna hastighet. Här ses åter igen ett tecken på en aristotelisk syn på mekanik. Den sista trenden som fanns var att reaktionskrafter ej tycktes vara lika verkliga som applicerade krafter (Sadanand & Kess, 1990, s. 531).
En undersökning om grundläggande mekanik gjordes av Hestenes och Wells (1992). I deras studie fann de att eleverna hade svårt för kinematik, framför allt acceleration (Hestenes & Wells, 1992, s. 3). Hestenes och Wells (1992, s. 3, 6) menar att trots att provet de gjort är svårt, bör eleverna uppnå minst 60% rätt på deras prov för att kunna påstås ha en grundläggande förståelse av newtonsk mekanik. Många deltagare uppnår den gränsen, men trots att de uppnådde gränsen fanns det tecken på att acceleration var svårt. Det är då rimligt att anta att det i förlängningen bli svårt med krafter, då Newtons andra lag lyder 𝐹 = 𝑚𝑎.
Palmers (2001) studie undersökte specifikt elevernas förståelse av gravitation och tyngdkraft. Forskning har enligt Palmer (2001, s. 691) visat att elever utvecklar egna, för dem, intuitiva tankar kring fenomen. Han fortsätter mena att elevernas tankar ej är konsekventa, att olika tankekoncept appliceras på olika fenomen. Palmer (2001) undersökte då hur väl eleverna kunde applicera sina scheman kring gravitation och tyngdkraft. Med scheman menas hur elevernas koncept kring
fenomenet är organiserade. Av de undersökta eleverna visade 29% av de som var i gymnasieåldern ett konsekvent vetenskapligt tänk kring gravitation (Palmer, 2001, s. 696). De som ej svarade konsekvent hade en varierande grad korrekta antaganden kring de frågor som undersöktes i Palmers (2001) studie. Generellt hade eleverna svårt att applicera tyngdkraften korrekt.
Chang m.fl. (2007) undersökte flera koncept i deras studie. Det rör sig från klassisk mekanik till ljus. Deras frågor var formulerade på sådant vis att eleverna först fick svara på frågan, och sedan ge en anledning till detta svar, båda sortens frågor var av typen flervalsfrågor. Det som Chang m.fl. (2007, s. 471 – 472) fann var att eleverna visade på en aristotelisk syn av mekanik. Den synen visade sig till exempel i en fråga gällande kulor som åkte i en kulbana. När kulan lämnade en cirkulär kulbana ansåg många elever att kulan skulle fortsätta röra sig i en liknande cirkulär bana. Stylos m.fl. (2008) undersökte studenter som precis påbörjat universitetsstudier vid en
fysikinstitution. Likt tidigare studier fann de att många elever ej visade på en god förståelse av newtonsk mekanik. Ett exempel ur studien är att många av de elever som svarade fel visade på en aristotelisk syn av mekaniken (Stylos m.fl., 2008, s. 161 – 162). Eleverna i studien visade på flera
4 missuppfattningar inom de undersökta områdena av Newtons lagar. Missuppfattningarna som eleverna hade berodde ofta på en felaktig förståelse av kraft (Stylos m.fl., 2008, s. 160 – 169). Kruatong (2011) undersökte elever från fyra typiska gymnasieskolor i Thailand. I hennes studie undersökte hon även ifall ett högt självförtroende inom ämnet var kopplat till ett bättre resultat. Kruatong (2011, s. 61) fann i studien att många elever hade missuppfattningar kring krafter,
kinematik, energi och rörelsemängd. I studien fann hon även här en aristotelisk syn på kraft i de fall som ej newtonsk mekanik applicerades.
Denna uppsats kommer att ha fokus på begreppet kraft inom klassisk mekanik. Med den
forskningsbakgrund som finns och presenterades tidigare visas ett behov att förstå vilka brister som bilder potentiellt har i fysikläroböcker. För att undvika att gymnasielever bär med sig en aristotelisk syn på kraft behöver de olika läromomenten som gymnasieeleverna kommer i kontakt med
analyseras. Ett av dessa moment är bilder i läroböcker. Inom Fysik 3 (Skolverket, 2011, s. 16) ska gymnasieeleverna arbeta med Einsteins speciella relativitetsteori. Då den teorin kan ses som en vidareutveckling av Newtons mekanik finns därmed ett tydligt behov av att försäkra sig om att eleverna har korrekt förståelse av kraft. Därmed finner jag en grund för att genomföra en
undersökning kring hur bilder i läroböcker kan tolkas. I denna uppsats kommer Wallin Wictorins (2011, s. 219) definition av bild som en samlingsterm för en tvådimensionell återgivning, utförd med olika tekniker eller utformningar, av fenomen, händelser, tankar, förlopp eller föremål.
5
2
Syfte och frågeställningar
Syftet med denna studie är att undersöka hur kraft-begreppet representeras fysikläroböckers bilder. Utifrån detta syfte formuleras följande frågeställning:
6
3
Teoretiskt perspektiv och bakgrund
I denna studie användes ett hermeneutistiskt perspektiv. Inom hermeneutik tolkas meningen bakom artefakter, däribland bilder (Brinkkjaer & Høyen, 2020, s.79). I kontrast till hermeneutiken kan en jämförelse göras med positivismen. Enligt positivismen förnekas det inte att en bild kan ha en bakomliggande mening, men att den meningen ej bär med sig något vetenskapligt värde (Brinkkjaer & Høyen, 2020, s. 66). I positivismen undersöks alltid falsifierbara påståenden (Brinkkjaer & Høyen, 2020, s. 65), det blir därmed en stor kontrast till hermeneutiken. Hermeneutikens
grundtanke var att tolka texter, men tolkas idag som mer inkluderande och därför inkluderas även bilder (Brinkkjaer & Høyen, 2020, s. 80). En tolkning av bilder som görs är att de ses som en text (Boréus & Bergström, 2018, s. 21; David & Sutton, 2019, s. 292 – 293). I Brinkkjaer & Høyen (2020, s. 81) beskrivs den tyske teologen Schleiermacher (refererad i Brinkkjaer & Høyen, 2020) som verksam inom hermeneutiken. I deras beskrivning tillskrivs Schleiermacher (refererad i Brinkkjaer & Høyen, 2020) åsikten att en text aldrig kan ha en absolut mening utan att det alltid är författaren bakom texten som försöker uttrycka en åsikt. Ifall denna tolkning appliceras på den bredare definitionen av en bild, blir en bild aldrig neutral. Bilden förmedlar alltid illustratörens åsikter och värderingar. Denna tolkning styrks av Wallin Wictorin (2011, s. 221) som menar att bilder kan både spegla värderingar men den kan även generera olika värderingar. Därmed bedömdes det att ett hermeneutiskt perspektiv var lämpligt för analysen.
I föregående stycke sågs det att en bild ej kan vara neutral. Det finns dock anledning till att se detta som något positivt. Wallin Wictorin förmedlar att Eriksson (2009, refererad i Wallin Wictorin, 2011) talar om den pedagogiska bilden (2011, s. 222 – 223). En pedagogisk bild beskrivs som en visualisering som visar en händelse eller text med syftet att tydliggöra det (Wallin Wictorin, 2011, s. 223). Hur en bild tolkas beror på vem som observerar den (Kress m.fl., 2001, s. 11 – 12; Wallin Wictorin s. 221 – 222). Även om antagandet görs att en bild tolkas på ett korrekt sätt, kan det uppstå problem med bilden ur ett pedagogiskt synsätt.
Wallin Wictorin (2011, s. 222 – 225) menar att det finns fyra pedagogiska problem och dessa kommer att beskrivas härefter i texten. Det första problemet är ifall för många bilder eller felaktiga bilder används i ett pedagogiskt syfte. Detta kan leda till att en bild får motsatt effekt och agerar därmed distraherande i stället för motiverande (Wallin Wictorin, 2011, s. 222). En potentiellt distraherande bild kan ses i figur 1. Det andra pedagogiska problemet beskrivs som att bilder kan underlätta förståelsen, men bilden kan även göra förståelsen snävare än vad den bör vara (Wallin Wictorin, 2011, s. 221). Wallin Wictorin (2011, s. 223) förmedlar hur Hannus och Hyönä (1999,
7 refererad i Wallin Wictorin, 2011) har undersökt och observerat hur bilder inte alltid underlättar förståelsen. Det tredje pedagogiska problemet beskriver hur det kan vara ett problem för läsaren att röra sig mellan löpande text och bild (Wallin Wictorin, 2011, s. 224 – 225). Det fjärde pedagogiska problemet beskrivs om hur bilder och dess text förhåller sig till varandra (Wallin Wictorin, 2011, s. 224 – 225). De två problemen är nära anknutna och kommer beskrivas härefter. Wallin Wictorin (2011, s. 224 – 225) beskriver båda problemen som att gymnasieelever kan uppleva problem med att ta till sig ikonotexten. Hon beskriver ikonotexten som hur en bild och dess bildtext förhåller sig till varandra. Det tredje problemet beskrivs som att ifall flera begrepp introduceras, även ifall de befinner sig i sitt sammanhang, kan en problematik uppstå för eleverna att ta till sig informationen (Wallin Wictorin, 2011, s. 224 – 225). Det fjärde problemet uppstår då eleven behöver tolka och analysera ett begrepp, samtidigt som eleven tolkar och analyserar en bild för att sedan sammanföra dessa två analyser till en helhet (Wallin Wictorin, 2011, s. 224).
8 Figur 1
Bild som introducerar kraft-kapitlet i Impuls Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011, s. 86).
I föregående stycke behandlades de negativa aspekterna av bilder. Det är rimligt att anta att det även finns positiva aspekter med bilder. Några positiva aspekter och fördelar kommer att presenteras i detta stycke. Wallin Wictorin (2011, s. 219) beskriver ett argument för bilder är att bilder låter eleverna se saker som ej kan ses med blotta ögat, detta inkluderar fenomen, till exempel kraft, se figur 2, det kan även vara en atom som presenteras, eller solsystemet. Ett annat argument som beskrivs i hennes text är att bilder kan hjälpa elever att organisera sina scheman. I föregående stycke beskrevs det hur bilder kan agera konserverande i elevernas uppfattning. I Wallin Wictorin (2011, s 225) beskrivs hur det även kan vara en positiv aspekt, genom att bilden kan erbjuda exempel på hur ett fenomen bör tolkas eller hur elevens scheman bör vara organiserade.
9 Figur 2
Visualisering av kraftvektorer (Fraenkel m.fl., 2011, s. 93)
Enligt Kress m.fl. (2001, s. 12 – 14) bör ej bilder och texter ses som separata ting i
naturvetenskapliga läromedel. De menar att de bör i stället ses som en helhet av kommunikation. Kress m.fl. (2001, s. 12) skriver om hur språk kan tolkas i det naturvetenskapliga klassrummet, översatt från science classroom, de menar att språket bör ses som en del av kommunikationen i undervisningen. Vidare förklarar de för att kunna utforska varje del som bidrar till
10
4
Metod
Studien som är genomförd är en kvalitativ studie. I studien har en bildanalys genomförts på den valda litteraturen inom området begreppet kraft och hur det representeras i läroböcker. Under de kommande underrubrikerna presenteras hur de olika delarna genomfördes.
4.1 Val av metod
Metoden som valdes för analysen är en bildanalys. Bilder har tolkats i det bredare perspektivet som en typ av text (Boréus & Bergström, 2018, s. 21; David & Sutton, 2019, s. 262 – 263, 292 – 293) och då passar en semiotisk analys, som är en typ av bildanalys. Semiotiken menar att allt som skapar en mening kan betraktas som en text (David & Sutton, 2019, s. 292). För att en text ska tolkas behöver den delas in i tecken, och ett tecken består av tre delar, en signifikant, ett signifikat samt tecknet (David & Sutton, 2019, s. 193). En text består av flera tecken, tecknet bedömdes vara de delar av bilden som analyserades, signifikanten bedömdes vara fenomenet som gestaltades, signifikatet är den tolkning som gjordes och tecknet är en kombination av dessa två. Detta kan liknas vid Kress m.fl. (2001, s. 12) tankar kring grammatiken i det naturvetenskapliga klassrummet. Genom att analysera bildens beståndsdelar kan en helhetsbild förstås. Metoden blev vald då den bedömdes vara lämplig för den typ av analys som genomfördes. Hur texten är uppbyggd kan kopplas till hur bilder hjälper elever strukturera sina scheman (Wallin Wictorin, 2011, s. 220). Därmed bedömdes Wallin Wictorins (2011, s. 226) sort av bildanalys relevant för studien.
4.2 Metod för val av litteratur
Läroböckerna blev valda utefter de läroboksserier jag har sett när jag har varit ute på
verksamhetsförlagd utbildning. Erfarenheten grundar sig på observationer från flera olika skolor. Den här typen av urval som beskrivits kan bedömas vara ett lämplighetsurval eller
tillgänglighetsurval (David & Sutton 2019, s. 197). En nackdel med denna typ av urval är att relevant data riskerar att ej tas med. Dock anser jag att med de observationer som gjorts under min verksamhetsförlagda utbildning blir urvalet relevant då den valda litteraturen tycks vara den vanligaste.
11 Valet av litteratur blev två läroböcker, Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) samt Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl. 2011). Böckerna presenteras nedan i tabell 1.
Tabell 1
De valda läroböckerna med deras författare samt vilket förlag som ger ut boken.
Titel Författare Förlag
Impuls - Fysik 1 Fraenkel, L., Gottfridsson, D. & Jonasson, U. Gleerups
Heureka! Fysik 1
Alphonce, R., Bergström, L., Gunnvald, P., Ivarsson, J., Johansson, E. &
Nilsson, R. Natur & Kultur
Valet begränsades till böckerna som motsvarade Fysik 1:s kursplan som ses i ämnesplanen för fysik (Skolverket 2011, s. 2 – 12) då det bedömdes att den newtonska mekaniken befästs i den kursen. Senare kurser i Fysik 2 och Fysik 3 (Skolverket, 2011, s. 12 – 18) bedömdes ej utveckla
grundförståelsen kring begreppet kraft, utan utgår ifrån att det blivit korrekt genomgången i Fysik 1. För boken Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) bedömdes sidorna s. 86 – 139 vara relevanta för studien då de ingår i kapitlet som handlar om kraft. I Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) bedömdes s. 19 – 42 samt s. 245 – 280 vara relevanta för studien då de ingår i kapitlen krafter i
vardagen och kraft och rörelse.
4.3 Metod för analys
I denna uppsats beskrivs den bildanalys som genomfördes av de valda läroböckerna. För att analysen skulle kunna ske på ett adekvat sätt behövdes en tydlig struktur för hur bilderna skulle analyseras. Först skapades fyra kategorier för att kategorisera bilderna i, dessa kategorier var
återgivningar, pedagogiska bilder, diagram och övrig. Kategorin övrig skapades för att fånga upp
eventuella bilder som ej platsade i de tre andra kategorierna. Inga bilder som var kopplade till uppgifter i böckerna togs med i någon kategori, men bilder från exempeluppgifter i böckerna togs med. För att sedan analysera bilderna användes nio frågor som Wallin Wictorin (2011, s. 226) konstruerat. Frågorna besvarades antingen som en helhet av boken, eller utefter de kategorier som blivit presenterade. Wallin Wictorins (2011, s. 226) frågor presenteras nedanför.
1. Vad är det för typ av bilder, i vilken utsträckning är deras innehåll relevant för bokens ämne?
12 2. Genererar bilderna relevanta och önskvärda värderingar?
3. Har bilderna potential att väcka uppmärksamhet och skapa intresse?
4. Är bilderna gestaltade på sådant sätt att de förmår konkretisera, strukturera och informera, och på så sätt utgöra kognitiv stimulans (d.v.s. understödja inlärning genom att öka
förståelsen och underlätta möjligheten att minnas) och på ett bra sätt verka kompensatoriskt, expanderande och fördjupande med avseende på den skrivna texten?
5. Är bildtexterna väl formulerade så att de förankrar bilderna i en tolkning som är relevant i sammanhanget?
6. Är bilderna väl placerade i relation till den skrivna text de hör ihop med? Är bildtexterna väl placerade? Samverkar text, bilder och bildtexter på ett sådant sätt att läsaren får hjälp att förstå sammanhang i texten?
7. Är bildmaterialet anpassat efter målgruppens ålder och kognitiva förmågor? 8. Bidrar bilderna positivt till bokens totala estetiska uttryck?
9. Förstärks bildernas status av (historiskt) källmaterial med hjälp av tillräcklig ursprungs- och sammanhangsinformation, eller utgör de endast illustration?
(Wallin Wictorin, 2011, s.226). Nedan följer en diskussion kring varje fråga, de benämns Fråga 1 – 9 om hur de tolkades och applicerades i analysen av läroböckernas bilder.
4.3.1 Fråga 1
Denna fråga besvarades genom att en diskussion om vilken sorts bild det var. I enlighet med Wallin Wictorins (2011, s. 219) definition av bild omfattades många sorters visualiseringar med begreppet bild, och här besvarades vilken typ av bild som den tolkades som. Även en bedömning om bildens relevans för boken genomfördes.
Bilderna samlades i fyra olika kategorier, återgivning, diagram, pedagogisk bild och övrigt. En bild bedömdes vara en återgivning om den enbart återgav ett objekt utan att bilden i sig förtydligade vad som hände, se figur 3 och 6 för exempel. Bilden blev klassad som ett diagram om den ej visade ett objekt utan bara kraftvektorer, för exempel på denna typ se figur 5 och 8. Bilden blev bedömd till
pedagogisk bild om den använde sig av antingen ett fotat eller illustrerat objekt och sedan
illustrerade hur krafter påverkade den, till exempel med kraftvektorer. För exempel på pedagogiska
13 stämde överens med någon av de tre kategorierna. Ifall en bild bedömes vara otypisk för resterande bilder togs det upp i diskussionen.
4.3.2 Fråga 2
I kontexten av uppsatsen bedömdes det ifall bilden generade den typ av kunskap som önskades. Ifall den ej genererade den typen av värderingar togs det upp i diskussionen.
4.3.3 Fråga 3
Bildernas förmåga att väcka uppmärksamhet eller intresse diskuterades och potentiella anledningar lyftes.
4.3.4 Fråga 4
Hur väl bilderna stödjer inlärning diskuterades.
4.3.5 Fråga 5
Ifall bildtexter fanns diskuterades deras relevans.
4.3.6 Fråga 6
Bildplaceringen i förhållande till texten diskuterades, och hur dess bildtexter är placerade till
bilderna. Under denna punkt hölls även en diskussion kring hur text och bild kompletterar varandra.
4.3.7 Fråga 7
14 4.3.8 Fråga 8
Denna fråga tolkades som en summering av fråga 3 sett till helheten av boken, och ej individuella bilder. Denna fråga lyftes som en helhetsdiskussion kring bildernas bidrag till estetiskt uttryck i läroboken som analyserades.
4.3.9 Fråga 9
Tolkningen av denna fråga blev ifall tillräcklig information ges till bilden för att den ska fungera som en fördjupande inlärning, eller ifall den bara är till för estetiska skäl. Denna fråga tolkade jag som en fördjupning och sammansättning av fråga 3, 4 samt 6.
4.4 Trovärdighet och etiskt övervägande
Shenton (2004, s. 63) skriver om hur kritik riktats mot kvalitativa studier trovärdighet. Det finns fyra kriterier som behöver uppfyllas för att en kvalitativ studie ska vara trovärdig, de är credibility,
transferability, dependability samt confirmability (Shenton 2004, s. 64). De termerna kan ställas i
kontrast mot respektive begrepp internal validity, external validity, reliability samt objectivity (Shenton, 2004, s. 64). Begreppet credibility berör hur väl undersökningen mäter ett faktiskt
fenomen (Shenton, 2004, s. 64). Shenton (2004, s. 69) beskriver det andra begreppet transferability som möjligheten för andra utövare som befinner sig i en liknande situation, hur de bör finna
liknande resultat. Dependability beskriver hur väl processen beskrivs och ifall någon försöker återskapa studien hur väl de kan följa strukturen (Shenton, 2004, s. 71). Det beskrivs att credibility och dependability är nästintill sammanknutna, att ifall den ena finns återfinns även den andra (Shenton, 2004, s. 71). Det sista begreppet är confirmability och beskriver hur studiens resultat beror på erfarenheterna av informanterna i stället för forskarens tolkning (Shenton, 2004, s. 72). För att uppnå en god credibility har jag byggt en forskningsgrund som påvisar att gymnasieelever visar på missuppfattningar kring begreppet kraft, se forskningsbakgrund i avsnitt 1.1. Vidare för att studien ska få god transferability, som även inkluderar dependability till viss del har jag tydligt strukturerat om vilka frågor som bilderna kommer att analyseras med. Genom denna struktur för analysen, samt strukturen på resultatet, anser jag att det ger en god förutsättning för andra att granska resultatet. Därmed kan en god dependability uppnås. Forskningsbakgrunden som jag lagt fram som sedan jämförts med de resultat som fåtts från bildanalysen ger en god grund för
15 tidigare nämnda studierna var en läroboksstudie, utan kvantitativa undersökningar kring elevers förståelse. Resultatet från min analys jämfördes med studiernas resultat och bilderna försökte liknas med de uppgifter där deltagarna i forskningsstudierna presterade väl och med de uppgifter där de ej presterade väl. Detta för att se ifall samband mellan resultaten från forskningsbakgrunden och analysen kunde identifieras. Dock bör det noteras att detta är en kvalitativ studie, och med de argument som togs upp kring bilder i avsnitt 3, kommer mina värderingar att påverka resultatet till viss del.
Ett etiskt övervägande gjordes gällande bildanvändandet i uppsatsen. En förfrågan skickades till de två förlagen som är aktuella, Natur & Kultur samt Libris om tillstånd att använda bilder i uppsatsen. Båda förlagen gav tillstånd till att använda deras bilder i uppsatsen.
16
5
Resultat
I detta avsnitt kommer resultatet att presenteras. Resultaten kommer att presenteras uppdelat efter lärobok.
5.1 Resultat av bildanalysen
I detta avsnitt presenteras resultatet från bildanalysen som gjordes baserat på Wallin Wictorins (2011, s. 226) frågor. Notera att ingen bild blev bedömd att falla i kategorin övrig i båda läroböckerna. Kategorin övrig kommer därmed ej att diskuteras.
5.1.1 Impuls Fysik 1
Under detta avsnitt kommer resultatet för boken Impuls Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) att presenteras i samma ordning som frågorna presenterades tidigare i uppsatsen.
5.1.1.1 Fråga 1
I denna del besvarades fråga 1, för Impuls Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011). Fråga 1 behandlade vilka typer av bilder som återfanns i texten och ifall bilden var relevant.
Tabell 2
Totalt antal bilder och vilken typ av bilderna bedömdes som i Impuls Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011, s. 86 – 139).
Typ av bild Antal
Återgivning 23
Diagram 7
Pedagogisk bild 25
Övrig 0
17 Figur 3
Exempel på en bild som bedömdes vara en återgivning i Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011, s. 97).
Figur 4
Exempel på en bild som bedömdes vara en pedagogisk bild i Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011, s. 108).
Figur 5
18 Återgivningar återfanns på följande sidor, 86, 87, 92, 95 96, 97, 99, 100, 103, 105, 107, 109, 115, 116, 118, 119, 122, 123 samt 125 (Fraenkel m.fl. 2011). En notering gjordes om s. 109 bedömdes bildserien som fyra återgivningar. Bedömningen blev att diagram fanns på sidorna 88, 89 samt 91 (Fraenkel m.fl. 2011). Pedagogiska bilder bedömdes finnas på sidorna, 88, 90, 93, 104, 106, 108, 112, 114, 115, 117, 118, 121, 124, 126 och 127. På s. 106 bedömdes den övre bilden som en
pedagogisk bild då den bedömdes tydliggöra fenomenet som illustreras vidare i bilden under. Hade
bilden varit fristående från den bildserie den befann sig i hade den däremot bedömts som
återgivning.
Min bedömning var att alla bilder var relevanta i boken. De pedagogiska bilderna och diagrammen bedömdes över lag vara mer relevanta för begreppet kraft än återgivningarna. Återkommande för både diagram och pedagogiska bilder var att de bedömdes ha en relevans även om den löpande texten bortsågs. Generellt för återgivningarna var att de gavs en relevans i förhållande till den löpande texten.
5.1.1.2 Fråga 2
För att besvara denna fråga bedömdes det vilka bilder som genererade relevant kunskap. Min bedömning blev att kategorin återgivning behövde delas upp i två underkategorier, återgivning till
den löpande texten samt återgivning i exemplen. Återgivning till den löpande texten bedömdes att
generera relevant kunskap sett till dess ikonotext på s. 86, 87, 92, 95, 99, 107, 115, 116, 118, 124. Dock bedömdes ej återgivningen på s. 103 generera relevant kunskap. De bilder som bedömdes vara återgivning i exempel bedömdes ej generera relevant kunskap, dessa bilder återfanns på s. 96, 97, 100, 105, 122, 123. Undantag från den bedömningen är exempelbilden på s. 109.
De bilder som bedömdes vara pedagogiska bilder, se figur 4, bedömdes att generera kunskap på ett adekvat sätt. Oavsett om bilderna sågs i kontext av dess ikonotext eller som enbart gestaltningen
19 bedömdes de generera relevant kunskap. Pedagogiska bilder återfanns på s. 88, 90, 93, 104, 106, 108, 112, 114, 115, 117, 118, 119, 121, 124, 126 och 127.
Diagrammen, som bedömdes finnas på s. 88, 89, 91, i läroboken, se figur 5, ansågs generera önskad
kunskap. Diagrammen bedömdes likt de pedagogiska bilderna generera önskad kunskap ifall enbart
diagrammen observerades, samt ifall de tillhörande bildtexterna och diagrammen observerades.
5.1.1.3 Fråga 3
Den tredje frågan behandlade bildernas förmåga att väcka intresse eller uppmärksamhet. Den
samlade bedömningen av min tolkning av bilderna var att över lag lyckades alla kategorier att väcka uppmärksamhet eller intresse. De bilder som bedömdes som återgivningar drog ofta till sig blicken och väckte ett intresse av hur ikonotextens helhet såg ut. De pedagogiska bilderna och diagrammen skapade ett intresse då de bedömdes hjälpa till att organisera scheman för en djupare förståelse. Vissa bilder bedömdes dock vara mer distraherande än motiverande, detta gäller bilderna på s. 95, 97, 100, 103, 116 och 125. De bilder det rör sig om är återgivningar som bedömdes vara vagt kopplade till texten, vilket gav upphov till en känsla av undrande hur de var kopplade till texten.
5.1.1.4 Fråga 4
För att svara på denna fråga tolkades bildernas förmåga att stödja inlärning. Likt föregående fråga gick en generell trend att urskilja bland de olika kategorierna. Likt fråga 2 ansågs återgivning behöva delas upp i två kategorier, återgivning i löpande text och återgivning i exempel. Sett till kategorin återgivning bedömdes återgivning i löpande text stödja inlärning, medan återgivning i
exempel ej stödde inlärning i lika stor utsträckning. Återgivning i löpande text stödde inlärningen
genom att skapa ett intresse, se avsnitt 5.2.1.3, och en nyfikenhet som sedan förklarades. Sedan följde pedagogiska bilder och diagram upp med en djupare förklaring vilket även det stödde inlärningen.
5.1.1.5 Fråga 5
För denna fråga bedömdes det ifall en specifik text kopplades till bilden, och ej ifall den löpande texten kommenterar bilden eller är kopplad till den. Bilder med bildtext återfinns då på s. 87, 88 och 104. De bildtexter som fanns till de bilderna var relevanta och förtydligade vad bilden försökte
20 förmedla. Av dessa tre bilder återfanns en i kategorin återgivning och de andra övriga i pedagogiska
bilder. Ikonotexten ansågs dock vara relevant och tydlig och stödde inlärandet.
5.1.1.6 Fråga 6
Resultatet till denna fråga, som hade två delar, inleds med den första delen av frågan, hur väl bildtexten är placerad i förhållande till bilden. Den andra delen behandlade om hur väl texten och bilderna kompletterade varandra. Som det sågs i föregående svar var bildtexten placerad vid de relevanta bilderna. Bildtexten var placerad direkt under återgivningen eller under de pedagogiska
bilderna (Fraenkel m.fl., 2011, s. 87, 88, 104). Likt fråga 2 delades även återgivning upp i de två
tidigare nämnda kategorierna, återgivning till den löpande texten samt återgivning till exempel. När det kom till placering av bildtext till återgivning till den löpande texten var den ofta väl placerad, den agerade ej distraherande från texten. Återgivning till den löpande texten kompletterade ofta texten väl när återgivningen refererades i den löpande texten. Ett noterbart undantag sågs på s. 103, se figur 6. På den sidan visades en bild på solen som kom fram bakom jordklotet. Det dröjde fram till första underrubriken innan återgivningen vagt refererades till jordens dragningskraft,
tyngdkraften. Återgivningen visar ej dock något som dras till jorden, om ej återgivningen syftar till
Newtons tredje lag. Därmed ansågs bilden ej vara väl placerad och ej väl kompletterande. Figur 6
Återgivningen som inleder delkapitlet om tyngdkraft i Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl. 2011, s.
21 De pedagogiska bildernas ikonotext bedömdes vara relevant och samverkade väl tillsammans. Likt föregående fråga i de fall där det fanns en specifik bildtext var den placerad direkt under den
pedagogiska bilden. I båda fallen då den pedagogiska bilden fanns i relation till ett exempel eller i
den löpande texten samverkade de väl och utvecklade resonemanget som fanns i de båda texterna. I exemplen hjälpte även ikonotexten eleverna att tolka uppgifterna och sedan lösa dem.
Samtliga diagram saknade specifik bildtext, men de bedömdes vara relevanta till de texter de förhöll sig till. Diagrammen bedömdes förtydliga väl hur eleverna ska tänka när de kommer till uppdelning samt hur krafter samverkar.
5.1.1.7 Fråga 7
Bildernas anpassning till åldersgruppen bedömdes i denna fråga. Samtliga bilder i Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011, s. 86 – 139) bedömdes vara relevanta för målgruppen. Ingen bild uppfattades vara riktad mot en för låg ålder eller kunskap. Inga bilder bedömdes ej heller vara riktad mot en för hög kunskapsnivå. Nivån på boken jämfördes med kunskapskraven i läroplanen (Skolverket, 2011)
5.1.1.8 Fråga 8
Denna fråga sågs som en helhet av fråga 3, alltså hur väl boken som helhet väckte intresse och uppmärksamhet. Bilderna väckte uppmärksamhet och nyfikenhet. Nästan samtliga sidor i boken innehöll minst en bild, oftast flera. Totalt sett var det 36 sidor som ej var uppgiftssidor och totalt sett var det 55 bilder, se tabell 2. Detta gav ett snitt på ungefär en och en halv bild per sida. Med denna bild-täthet fångade bilderna lätt uppmärksamheten.
5.1.1.9 Fråga 9
Den sista frågan bedömde ifall bilderna gav läsaren möjlighet för en fördjupande inlärning.
Samtliga bilder till den löpande texten bedömdes ges tillräckligt med information för att fungera för en fördjupande inlärning. De bilder som bedömdes att ej bidra till en fördjupande inlärning, utan bedömdes vara där som en estetisk bild var merparten av återgivningarna i de exempel som gavs. Dessa bilder återfanns på s. 96, 96, 100, 105, 107, 122, 123 och 125. En återgivning i en
22 5.1.2 Heureka! Fysik 1
Under detta delkapitel kommer resultatet för boken Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) att presenteras i samma ordning som frågorna ställdes tidigare i texten.
5.1.2.1 Fråga 1
Denna fråga besvarades genom att antalet bilder räknades och redovisades i tabell 3 och sedan bedömdes deras relevans.
Tabell 3
Totalt antal bilder och vilken typ av bilderna bedömdes som i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011, s. 19 – 42, 245 – 280)
Typ av bild Antal
Återgivning 32
Diagram 22
Pedagogisk bild 45
Övrig 0
23 Figur 7
Exempel på en bild som bedömdes som återgivning i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011, s. 254).
Figur 8
Ett exempel på en bild som bedömdes som pedagogisk bild i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011, s. 31).
24 Figur 9
Ett exempel på en bild som bedömdes som diagram i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011, s. 249).
Bilder som bedömdes som återgivning bedömdes finnas på följande sidor, 19, 20, 21, 22, 23, 23, 24, 26, 30, 32, 33, 34, 35, 36, 245, 246, 247, 251, 254, 255, 257, 262, 263, 266 och 270). De bilder som bedömdes vara pedagogiska bilder återfanns på följande sidor, 21, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 33, 37, 38, 246 247,249, 250, 251, 252, 253, 254, 255, 259, 263, 267, 271 och 272. Diagram återfanns på sidorna 23, 30, 32, 247, 248, 249, 251, 256, 257, 258, 260, 264 och 274.
Alla bilder i de undersökta kapitlen (Alphonce m.fl., 2011, s 19 – 42, 245 – 280) bedömdes vara relevanta. Dock bör återgivningarna som återfanns i början av varje kapitel, s. 19 samt 245, ses som specialfall, de bedömdes vara vagt relevanta. Att de var vagt relevanta menas att ifall enbart
återgivningen hade observerats hade den ej bedömts som relevant, men ikonotexten gör att
bedömningen på båda återgivningarna bedöms vara relevanta. Dessa två återgivningar bedömdes även vara speciella eftersom ikonotexten bedömdes vara ett helt siduppslag.
25
5.1.2.2 Fråga 2
För denna fråga bedömdes bildernas förmåga att generera relevant kunskap. Frågan besvarades med att de olika kategorierna kommenterades var för sig. Bedömningen av återgivningar blev att många av dem ansågs generera önskad kunskap sett till ikonotexten, dessa bilder återfanns på s. 20, 21, 22, 23, 24, 26, 30, 32, 33, 34, 35, 36, 246, 247, 251, 254, 255, 257, 262, 266 samt 270. Det var ett fåtal
återgivningar som ej bedömdes generera önskad kunskap. Samtliga pedagogiska bilder bedömdes
generera relevant kunskap. Detsamma gällde de bilder som bedömdes som diagram. I många fall kompletterade diagram, pedagogiska bilder eller återgivningar, se figur 10, varandra och generade därmed önskad kunskap. De genererade kunskap i sin egen kontext men bedömningen blev därmed att mer önskad kunskap genererades på detta vis.
5.1.2.3 Fråga 3
Denna fråga svarade hur väl bilderna kunde väcka uppmärksamhet eller intresse, vilket samtliga bilder i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011, s. 19 – 42, 245 – 280) bedömdes göra. Här återfanns en av anledningarna till att de återgivningar som diskuterades i fråga 1, de på s. 19 och 245 bedömdes som relevanta. De genererade i sig ingen önskad kunskap, se fråga 2, men de bedömdes väcka ett intresse och uppmärksamhet kring kapitlen. Ett bra exempel på det fenomenet som benämndes i fråga 2, där bilderna kompletterade varandra, kan ses på s. 30 (Alphonce, m.fl., 2011). Kompletteringen bedömdes även väcka ett större intresse, i detta exempel fanns en
26 Figur 10
Ett exempel på hur en återgivning, till vänster i figuren, kompletteras av ett diagram, till höger i figuren (Alphonce m.fl., 2011, s. 30).
5.1.2.4 Fråga 4
Bedömningen blev att de bilder som uppfyllde fråga 1, fråga 2 samt fråga 3 bedömdes stödja inlärningen i detta fall, vilket svarar mot fråga 4:as frågeställning. Den komplettering som bilderna utförde på varandra, se figur 10, bedömdes stödja inlärandet väl. Genomgående genom båda kapitlen är att återgivningarna och pedagogiska bilder ofta kompletterades av ett diagram. Det skedde i mindre utsträckning i kapitel 2 jämfört med kapitel 11 i Heureka! Fysik 1(Alphonce m.fl. 19 – 42, 245 – 280).
5.1.2.5 Fråga 5
Denna fråga besvarades genom att en bedömning om bildtexternas relevans gjordes. Majoriteten av bilderna i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl. 19 – 42, 245 – 280) hade bildtexter, där bildtexten befann sig antingen precis nedanför, eller precis vid sidan av bilden, antingen höger eller vänster beroende på vilket uppslag av boken bilden befann sig på. Dessa bildtexter bedömdes vara relevanta och beskrev bilden väl. Till kategorin bilder med bildtext räknades även bilder som bara hade en benämning av fig., notera att dessa bilder återfanns i alla tre kategorier. De bilder som enbart hade begreppet fig. skrivet belyste att dess koppling var i den löpande texten. Därmed bedömdes även dessa vara relevanta, även fast bildtexterna ej direkt diskuterade bilden uppmärksammade det
27 läsaren att det fanns en koppling i den löpande texten. Ett undantag från detta återfanns på s. 20 (Alphonce m.fl. 2011), där fig. 1 ej refereras direkt i den löpande texten, utan den kan tolkas som del av en allmän reflektion kring begreppet krafter.
Bilder utan bildtext återfanns generellt i exempel som gavs i boken, det finns dock två undantag på s. 19 och s. 245, som är förstasidor till kapitlen.
5.1.2.6 Fråga 6
I följande avsnitt diskuteras hur bildtexterna placeras i förhållande till varandra. De bilder som bedömdes som bilder med bildtext ansågs vara väl placerade och dess bildtext förklarade bilden väl. De bilder med bildtext bedömdes generellt sett komplettera texten genom ett förtydligande om vad som beskrevs i texten. I denna fråga bedömdes det framför allt relevant att diskutera de bilder som i föregående fråga kategoriserades som bilder med bildtext, men bildtexten var enbart fig. Dessa bilder väckte ofta uppmärksamhet eller intresse, se fråga 3. Intresset eller uppmärksamheten som bilderna skapade besvarades genom den löpande texten. Den här typen av bilder var placerad i närheten till den löpande texten som beskrev bilden. Den sista typen av bild som benämndes i föregående fråga var bilder utan bildtext, dessa bilder återfanns i exempel som gavs i boken. Bilderna bedömdes vara väl placerade för förtydligande av både uppgift och lösningsgång.
5.1.2.7 Fråga 7
Denna fråga behandlade hur väl bilderna vara anpassade till åldersgruppen. Läroboken bedömdes vara relevant för målgruppen. Bilderna uppfattades som relevanta och tydliga för den kunskapsnivå som gymnasieeleverna bör ligga på enligt kunskapskraven i läroplanen (Skolverket, 2011). I denna bok uppfattades även en upptrappning av abstraktionen mellan de två kapitlen, som kunde ses i fråga 4 med hur mycket diagram som användes för förklaringar.
5.1.2.8 Fråga 8
För att svara på denna fråga diskuterades hur väl bilderna i helhet väckte uppmärksamhet eller intresse. Bilderna i läroboken väckte uppmärksamhet och nyfikenhet. I läroboken märktes ett mönster på hur bilderna presenterades. Bilder med bildtext kunde tolkas separat, bilder med bildtext
28 exempel. En nyfikenhet och uppmärksamhet togs även till vara på i de fall där bilderna bedömdes komplettera varandra, se figur 10. Totalt sett fanns det 97 bilder på 47 sidor som ej bedömdes som uppgiftssidor. Vilket ger en bild-täthet på ungefär två bilder per sida.
5.1.2.9 Fråga 9
Hur väl ikonotexten gav möjlighet för ett fördjupande lärande bedömdes under denna fråga. Samtliga bilder i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl. 19 – 42, 245 – 280) bedömdes ge tillräckligt med information för att fungera som en fördjupande inlärning, om ikonotexten betraktades. Jag bedömde dock att det fanns några undantag. Detta gällde bilderna på s. 19, 20, 245, 255 och 263 (Alphonce m.fl., 2011). Av de nyss nämnda bilderna bedömdes den på s. 263 vara ovanlig då den tillhörde ett exempel. Jämförs bilden med de andra exemplen fanns ej någon pedagogisk bild eller
diagram, utan det var bara en återgivning av en rymdraket som lyfter. Bilden var dock relevant för
exemplet, men det var den enda exempelbilden i de undersökta kapitlen som ser ut på detta vis. Av de övriga nämnda bilderna är två av dem kapitelinledande återgivningar som diskuterats tidigare. Resterande är bilder med bildtext med enbart fig. som bildtext, och bedömdes ej bidra till en fördjupande inlärning.
5.2 Sammanfattning
I denna del sammanfattas bildanalysen av de två läroböckerna. Sammanfattningen är en övergripande diskussion och följer därmed ej formen som de tidigare analyserna skett på, utan sammanfattningen sker i löpande text. På den första frågan som gällde vilken typ av bilder och deras relevans som fanns i böckerna återfanns tre kategorier i böckerna, återgivning, pedagogisk bild och diagram. Bilderna bedömdes över lag vara relevanta för böckernas syfte. Ett fåtal av bilderna bedömdes ej vara relevanta men den stora majoriteten bedömdes som relevanta.
Genomgående för båda böckerna var att deras bilder genererade önskad kunskap i majoriteten av fallen. En trend som uppfattades var att återgivningarna genererade ofta ej lika mycket önskad kunskap som pedagogiska bilder eller diagram gjorde. Men ifall ikonotexten betraktades bedömdes det att alla bilder genererade önskad kunskap. Samtliga bilder i de två läroböckerna bedömdes väcka uppmärksamhet eller skapa ett intresse av området. Detta gjorde även att böckerna bedömdes stödja inlärning på ett adekvat sätt. Vilken kunskap inom området som bilderna stödde kommer att diskuteras i diskussionen nedanför i texten. De bildtexter som återfanns i texten bedömdes
29 genomgående vara relevanta och gav bilderna en ökad relevans. Det återfanns en skillnad mellan de två böckerna, där Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) hade färre bildtexter jämfört med
Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011). Dock bedömdes båda böckerna ha väl placerade bilder och de bildtexter som återfanns var väl placerade i förhållande till de bilder som bildtexterna tillhörde. De bilder och bildtexter som fanns i båda böckerna ansågs vara relevanta för
åldersgruppen och höll en bra nivå där det upplevdes att de ej var på varken för hög eller låg nivå. Böckerna ansågs till helheten vara relevanta. Böckerna hade många bilder, ofta minst en bild per sida. Bilderna fungerade ofta som fördjupande inlärning för eleverna och bilderna gav tillräckligt med information för det ändamålet.
30
6
Diskussion
I detta avsnitt kommer metoden och resultatet att diskuteras. Nedan kommer även frågeställningen att besvaras. Under metoddiskussion kommer en diskussion om de fördelar och de nackdelar som upplevdes med metoden att diskuteras. I avsnittet resultatdiskussion kommer resultatet att tolkas och diskuteras. Sist kommer en diskussion i hur krafter representeras i fysikläroböckers bilder att hållas.
6.1 Metoddiskussion
Metoden fungerade väl för den analys som utfördes. Wallin Wictorins (2011, s. 226) frågor gav en tydlig grund för analysen. Wallin Wictorins (2011) förde dock ej några argument för eller emot sina frågeställningar. Utan de frågeställningar som hon konstruerar bör ses som en sammanfattning av de delar som diskuterats i hennes text för att uppmärksamma eventuella pedagogiska problem, som diskuterades i avsnitt 3. De pedagogiska problemen rörde mängden bilder, bildernas relevans, kopplingen mellan bilder och deras bildtexter. Hennes frågor gav en god grund för att analysen kunde ske på ett strukturerat och konsekvent sätt. Fördelen med detta är att resultatet blir pålitligt då en liknande metod blivit applicerat på all analys som genomfördes. Ännu en fördel som
uppmärksammades var att bilderna blev analyserade fler än en gång. Därmed blev källmaterialet väl bekant och kunde därmed analyseras enklare. En nackdel med metoden är att resultatet kan bli svårt att läsa. En anledning är att resultatet presenterar frågorna var för sig, bok för bok, detta gör att texten blir relativt uppdelad och ej levande, texten kan därmed upplevas något styltig. Trots denna nackdel bedöms metoden fungera väl för ändamålet av analysen, att ge en tydlig grund för
diskussionen.
Då Wallin Wictorins (2011, s. 226) frågeställningar omtolkades för att passa denna studie försvann en viss bredd av frågorna. Den tolkning som jag gjort av frågorna samt min kunskap har givetvis format resultatet. Ifall någon annan skulle genomföra studien hade de kunnat försöka välja en bredare tolkning av Wallin Wictorins (2011, s. 226) frågor. Frågorna kunde ha kategoriserats annorlunda, som till exempel att dela upp återgivningar från början i de två underkategorier som skapades i avsnitt 5.1.1.2. Resultatet från min konsumtionsrapport (Asklund, 2019) anser jag ha påverkat hur jag tolkade bilderna, då jag sett vilka missuppfattningar som eleverna ofta visar på. Detta leder då till att ifall någon annan som ej har gjort någon liknande studie kanske ej bedömer relevans eller genererad kunskap på liknande vis.
31 6.2 Resultatdiskussion
I detta avsnitt kommer resultatet från avsnitt 5 att diskuteras. Diskussionen kommer att följa frågornas ordning, samt diskuteras en fråga åt gången. Detta för att öka tydligheten mellan diskussion och resultat.
6.2.1 Fråga 1
Som det sågs från båda läroböckerna hade de tre kategorier av bilder. De kategorierna var återgivning, pedagogisk bild samt diagram. Majoriteten av bilderna blev även bedömda som relevanta. Värt att notera är att i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) fanns det betydligt fler diagram än i Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011). Även om antalet bilder och sidor skiljde sig mellan de två böckerna var det nästan sju (7) gånger fler diagram i Heureka! Fysik 1 jämfört med Impuls – Fysik 1, se avsnitt 5.1.1.1 samt 5.1.2.1. Skillnaden blir intressant då varken kategorierna återgivning eller pedagogisk bild skiljer sig lika mycket mellan de två böckerna. Min åsikt är att diagram är ett bra sätt för att stödja inlärning kring begreppet kraft då jag anser att det blir en god generalisering av problemet. I Heureka! Fysik 1 fanns det även betydligt fler pedagogiska bilder än i Impuls 1 – Fysik 1. Skillnaden mellan de två böckerna är att det fanns något färre än två (2) gånger fler pedagogiska bilder i Heureka! Fysik 1 som i Impuls – Fysik 1. Trots skillnaden i antalet bilder är skillnaden i antalet sidor ej lika stort mellan böckerna, Impuls – Fysik 1 har femtiofyra (54) sidor medan Heureka! Fysik 1 har sextio (60) sidor. Diskussionen kring böckernas bild-täthet samt sidantal diskuteras vidare i fråga 8.
6.2.2 Fråga 2
Båda läroböckerna genererade relevant kunskap. Även här fanns en skillnad mellan de två böckerna. Heureka! Fysik 1 bedömdes både ha fler bilder och en större del av dessa bilder som genererade relevant kunskap. Något som bedömdes saknas i båda böckerna som det ej generaliseras tillräckligt kring är en diskussion kring tyngdkraft. Palmers (2001) test, som nämndes i avsnitt 1.1, av hur väl två olika elevgrupper förstod sig på hur gravitation verkade på kroppar. Hans resultat visade att eleverna i åldrarna 15 – 16 förstod väl att när något faller verkar tyngdkraften på kroppen. Men då en kropp är begravd under marken svarade enbart 40% av dessa elever att jordens
32 böckerna. Stylos m.fl. (2008, s. 164, 165) studie som genomfördes visade på att ju mer indirekt kraften blev, desto svårare hade eleverna att identifiera den motverkande kraften. I Impuls Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) på sidan 108 fanns två bilder som representerar motriktade krafter. Dessa två bilder är dock exempel på fall där eleverna lyckades väl i studien från Stylos m.fl. (2008, s. 164, 165). Liknande bilder kan ses i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) på sidan 38. Att eleverna lyckats väl i studien tyder på att dessa bilder lyckas generera relevant kunskap, men på en av frågorna från Stylos m.fl. (2008, s. 164) är det 16% av eleverna som lyckas svara rätt på vad den motsatta kraften till en lådas vikt som hänger i ett snöre. Denna typ av generalisering är något som bedöms saknas i båda böckerna. Läroböckerna genererar alltså en bra grund men ej en högre generaliserad nivå. Detta leder till en fråga om ifall eleverna lärt sig hur krafterna agerar eller ifall de lärt sig hur kraften agerar i de specifika fallen. Det kan visserligen även handla om att frågorna är ställda på sådant sätt som eleverna ej är vana vid och lyckas därmed ej svara korrekt på frågorna. Detta problem kan kopplas till ett av de pedagogiska problemen i avsnitt 3. Det som handlade om att en bild kan göra det svårt för eleverna att tolka situationer som de ej sett i tidigare bilder (Wallin Wictorin 2011, s. 221). Då kan det diskuteras ifall eleverna verkligen lärt sig fenomenet eller ifall de lärt sig hur en specifik typ av bild ska tolkas. Det fjärde pedagogiska problemet (Wallin
Wictorin, 2011, s. 224 – 225) som även det diskuterades i avsnitt 3, problemet uppmärksammade att det kan uppstå problem i ikonotexten när läsaren rör sig mellan bild och bildtext. Detta skulle även kunna förklara en del av de missuppfattningar som sågs i Stylos m.fl. (2008) studie. Även ifall läsaren har tolkat bilden korrekt och därmed genererat önskad kunskap, kanske den ej lyckas göra en adekvat koppling till texten och därmed bara lärt sig hur fenomenenet beter sig i den situationen som bilden beskriver.
6.2.3 Fråga 3
Båda läroböckerna använder sig av bilder för att väcka uppmärksamhet och intresse. En skillnad observerades mellan de två läroböckerna, utöver skillnaden som diskuterades i fråga 1. Många av återgivningarna som fanns i Impuls – Fysik 1 upplevdes distraherande. Även om de bedömdes relevanta uppfattades detta som ett problem. Som det nämndes i avsnitt 3, teoretiskt perspektiv och bakgrund, att vissa bilder ej lyckas med att agera motiverande utan det blir snarare distraherande (Wallin Wictorin, 2011, s. 222). Ett exempel på s. 96 i Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) där en bild, som bedömdes som relevant, men som uppfattas som mer distraherande än motiverande. Bilden passade alltså in i dess kontext, men den var även distraherande att blicken ofta drogs mot
33 den. Bilden är på framdelen av en bil och bilden tar upp nästan halva sidan. Som det nämndes i resultatet på fråga 3, se avsnitt 5.1.1.3, är detta inte enda bilden som bedöms på detta vis i Impuls – Fysik 1. I kontrast till detta kan en återgivning från Heureka! Fysik 1 ställas, återgivningen på s. 263 (Alphonce m.fl., 2011) är av en raket som lyfter. Bilden är relevant till uppgiften men skulle
eventuellt kunna bedömas vara distraherande. Bilden är en liten bild, och en av få som kan bedömas på detta vis i Heureka! Fysik 1. Helhetsdiskussionen om detta tas i fråga 8.
6.2.4 Fråga 4
Båda läroböckerna bedömdes stödja inlärningen. Det gick att urskilja en skillnad mellan Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) och Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011). Skillnaden var att färre bilder i Impuls – Fysik 1 bedömdes stödja inlärning jämfört med Heureka! Fysik 1. Heureka! Fysik 1 bedömdes ej ha några bilder som ej stödde inlärning då det fanns en tydlig koppling mellan återgivningar, pedagogiska bilder och diagram som diskuterades i avsnitt 5.1.2.4. Vilken typ av kunskap som läroböckerna stödde diskuterades i fråga 2.
6.2.5 Fråga 5
Likt tidigare frågor syns en kraftig variation mellan böckerna om hur väl bildtexter användes. Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) använde sig totalt av tre (3) stycken bildtexter, medan i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) återfanns bildtext till nästan alla bilder. En av
utmaningarna (Wallin Wictorin, 2011, s. 224) med ikonotexten är att just röra sig mellan bilden och dess tillhörande text, vare sig det är en specifik bildtext eller del av den löpande texten. Det upplevs vara en utmaning i Impuls (Fraenkel m.fl., 2011) då boken ej hjälper läsaren att koppla bilderna till texten. Detta problem upplevs ej lika mycket i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) då det konsekvent arbetas med bildtexter, även ifall bildtexten i vissa fall enbart berättar att det är en figur. De fall i läroboken då det enbart benämns som figur visar då att texten kommer refereras i den närmsta löpande texten. Något liknande systematiskt beskrivande av bilder återfanns ej i Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011).
34 6.2.6 Fråga 6
I Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) var dess bildtexter väl placerade, likaså var bildtexterna i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011). Även de fall där bilderna saknade en specifik bildtext utan kopplades till den löpande texten var bilderna oftast väl placerade i Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011). Min bedömning är att en välplacerad bildtext samt bild kan bidra till ett bra lärotillfälle för läsaren, dock krävs det då att bildtexten är relevant för bilden. De bilder som saknade bildtext i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) var de som tillhörde exempel. Bilderna som tillhörde exempeluppgifterna kompletterade lösningsgången väl samt illustrerade hur en god startpunkt kunde se ut för lösningen av problemet. Båda läroböckernas exempeluppgifter illustrerades ofta med bilder, dock var det vanligare i Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) med återgivningar som ej hjälpte till vid en lösningsgång till exempeluppgifter.
6.2.7 Fråga 7
Båda läroböckerna bedömdes vara relevanta för åldersgruppen. Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) använde sig av bilder på ett liknande sätt som kan återfinnas i böcker för högre utbildning. Ifall en jämförelse görs mellan Heureka! Fysik 1, särskilt det andra kapitlet om kraft, (Alphonce m.fl., 2011) och Sears and Zemansky’s University Physics – with Modern Physics Scandinavian
Edition (Young & Freedman, 2016), en bok i fysik för högskolenivå, ses ett liknande användande
av bilder. Där återfinns ett fokus på pedagogiska bilder och diagram, medan återgivningar ej är lika vanliga. Eftersom fysik 1 (Skolverket, 2011) ges för högskoleförberande program bedöms Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) som mer relevant får åldersgruppen än Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011). Detta då bildbruket i Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) bedöms ge en bättre förberedelse för studier vid högskola eller universitet.
6.2.8 Fråga 8
Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) hade en högre bild-täthet än Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011). Det resultatet var förvånande då Impuls – Fysik 1 upplevdes vara mer bild-tät än Heureka! Fysik 1. En av anledningarna kan vara fördelningen av de bilder som återfanns i
läroböckerna, se fråga 1. Sett till antal bilder hade Impuls – Fysik 1 en större andel återgivningar än Heureka! Fysik 1. Det kan även bero på de tidigare diskuterade distraherande bilderna som
35 bilder. Kress m.fl. (2001, s. 12 – 14) skriver om hur naturvetenskapliga läromedel använder bilder och texter som ett medium, de ska ej ses som två separata kommunikationsmedel. Det kan vara en av anledningarna till att Heureka! Fysik 1 (Alphonce m.fl., 2011) ej upplevs lika bild-tät då bruket av pedagogiska bilder och diagram uppfattas som en förlängning av den löpande texten.
6.2.9 Fråga 9
Bilderna i de båda läroböckerna bedömdes ge tillräckligt med information för en fördjupande inlärning. För återgivningarna behövdes ofta ikonotexten för att ge informationen. Det fanns ej några större skillnader mellan böckerna på denna punkt. Den diskussion som är relevant för denna del är hur fördjupande inlärningen är, men detta har diskuterats under avsnitt 6.2.2.
6.3 Hur krafter representeras i fysikläroböckers bilder
I detta avsnitt kommer en helhetsdiskussion över läroböckerna att hållas. Det kommer även kopplas till diskussionen kring resultatet i föregående avsnitt.
Som det går att se i tidigare avsnitt, både i resultat och i diskussion är det svårt att ge ett svar som stämmer väl överens med de båda läroböckerna (Alphonce m.fl., 2011; Fraenkel m.fl., 2011) då de gestaltar kraft på olika sätt. Trots skillnaderna fanns det dock vissa likheter. Båda läroböckerna gestaltar kraft med hjälp av återgivningar, pedagogiska bilder samt diagram. Kraft illustreras även i båda fallen med hjälp av vektorer, som går att se i figur 4 samt figur 9. Båda läroböckerna använder sig även av diagram för att generalisera bilden av kraft för att kraften inte ska bli knuten till en specifik kropp, som sågs i figur 5 och 8. Något som sågs i Heureka! Fysik 1 (Alphonce, 2011) som ej observerades i Impuls – Fysik 1 (Fraenkel m.fl., 2011) var att i Heureka! Fysik 1 upplevdes ett försök till att knyta verkliga händelser till kraft och hur den agerar på kropparna, detta kan ses i figur 8 och 10. Något som läroböckerna har gemensamt är att de presenterar de olika
kraftkoncepten på newtonskt vis, men sedan utvecklas ej detta. Ett exempel av detta observerades i avsnitt 6.2.2 angående diskussionen kring tyngdkraft eller motriktade krafter. Genom att relativt enkla exempel illustreras för eleverna riskerar eleverna att ej tillgodogöra sig schemana på ett adekvat sätt, och därmed lyckas de ej generalisera kunskapen kring krafter tillräckligt. Den negativa konsekvensen, som kan vara ett tecken i de studier som nämndes under forskningsbakgrunden i avsnitt 1.1. Ett exempel går att se hos Stylos m.fl. (2008, s. 163 – 164) studie, där en av frågorna handlar om en kastrull som står på ett bord, där nästan alla elever svarar korrekt. Detta liknar
36 situationen i figur 4. Nästa fråga från Stylos m.fl. (2008, s. 164) diskuterades kort i avsnitt 6.2.2, där 16% av eleverna svarade rätt kring på den motsatta kraften av vikten av en låda som hängde i ett snöre. Ena situationen gestaltas tydligt i läroböckerna, men det som motsvarar frågan efter gestaltas ej i läroböckerna. Som del av resultatet förmedlar Stylos m.fl. (2008, s. 164) om hur Brown (1989) har argumenterat för att Newtons tredje lag bör få ta en större del av undervisningen av krafter för att utveckla elevernas kvalitativa förståelse av krafter.
6.4 Slutsats
Det går inte att summera ett specifikt sätt hur läroböckerna gestaltar kraft. Läroböckerna (Alphonce m.fl., 2011; Fraenkel m.fl., 2011) som undersöktes i denna studie presenterade en newtonsk
mekanik. Det som kan sägas kring denna analys samt kopplas till min tidigare systematiska litteraturstudie (Asklund, 2019), är att läroböckerna kan bidra till den utmaning som sågs i litteraturstudien till viss del. Som det nämnts tidigare i texten gestaltar läroböckerna ofta de mer grundläggande exemplen men när sedan eleverna presenterades för svårare uppgifter svarade de med ett aristoteliskt synsätt. Detta skulle kunna bero på att de ej kommit i kontakt med svårare exempel och använder sig därför av vad de anser vara intuitivt. Något som läroböckerna (Alphonce m.fl., 2011; Fraenkel m.fl., 2011) skulle kunna motverka detta med är att gestalta ovanligare situationer. Det faller naturligtvis ej enbart på läroböckerna att motverka de missuppfattningar som eleverna upplever kring begreppet kraft, även läraren har en roll. Som det nämndes i inledningen kommer eleverna i kontakt med flera läromoment, och den här uppsatsen har bara undersökt ett av dessa. Med det sagt, anser jag att denna uppsats kan vara en god hjälp på vägen för att eleverna ska få en newtonsk världssyn.
