Molbegreppet i kemiläroböcker. En analys av två läroböcker i kemi

Malmö högskola

Lärarutbildningen

Natur, miljö, samhälle

Examensarbete

Molbegreppet i kemiläroböcker

En analys av två läroböcker i kemi

The concept mole in Chemistry textbooks

Anna Pettersson

Lärarexamen 60 poäng Kemi

Höstterminen 2005

Examinator: Mats Areskoug Handledare: Eva Davidsson

Sammanfattning

Undersökningens syfte är att studera hur ett område inom kursen kemi A på gymnasiet framställs i två olika typer av kemiläroböcker. Fokus är på hur innehållet presenteras, kursplanuppfyllelse samt hur anknytningar till vardagen och samhället utanför skolan görs. En läroboksanalys har utförts och innehållet i texten har systematiserats enligt på förhand givna kategorier. För analysen har området som berör substansmängd och mol valts. Analysen kompletteras med intervjuer av lärare. Läroboksanalysen visar att båda läroböckerna tar upp de mål i kursplanen som relateras till molbegreppet på ett relativt tillfredställande sätt. Materialet i den ena läroboken är dock så kortfattat att det är tveksamt om läroboken lämpar sig att användas som ensam lärobok. Anknytningar till vardagen förekommer sparsamt i de båda läroböckerna.

Nyckelord: Gymnasiekemi, Kemi, Kemilärobok, Läroboksanalys, Läromedel, Mol, Substansmängd, Textanalys, Ämnesdidaktik

Innehållsförteckning

2.4 Läroboksanalyser och molbegreppet ... 12

3. Syfte och frågeställningar... 14

4. Metod... 16

5. Resultat ... 18

5.1 Läroboksanalys... 18

5.1.1 Läroboken Gymnasiekemi A... 18

5.1.2 Läroboken Kemi A ... 24

5.2 Några lärares synpunkter på läroböckerna ... 31

6. Diskussion och slutsatser... 32

7. Referenser... 41

1. Inledning

Skolan ska sträva efter att ge eleverna kunskap för livet och inte bara sådan kunskap som glöms bort efter ett genomgånget avsnitt i ett ämne. Målet med undervisningen bör vara förståelse istället för enbart faktainhämtande. Elever kan känna sig mer motiverade att lära något när det känns relevant, dvs. att det kanske kan relateras till någonting konkret. Genom att utgå från vardagsexempel i undervisningen kan man komma närmare eleverna och därigenom höja deras motivation inför undervisningen. Att ta vara på elevers nyfikenhet på företeelser i vardagslivet kan vara ett sätt att få undervisningen intressant (Andersson 1989). Om eleverna utgår från sina egna erfarenheter och blir medvetna om sina vardagsföreställningar kan dessa jämföras med vetenskapliga förklaringar (Dimenäs 1996). Då det vardagliga tänkandet utmanas kan en fördjupad förståelse för de vetenskapliga förklaringarna uppnås (Dimenäs 1996). Då syftet för ämnet kemi på gymnasiet beskrivs i kursplanen står det bland annat att utbildningen i kemi ska ge kunskap om kemins olika tillämpningar och betydelse inom vardagsliv, industri, medicin och livsmiljö (Kursplan i Kemi 2000). Som lärare måste man därför lyfta in kemin i ett vidare sammanhang än de grundläggande begrepp som eleverna också ska lära sig enligt kursplanen. För att ytterligare belysa detta står det i ett av målen i kursplanen att skolan ska försöka få eleven att utveckla sin förmåga att analysera och värdera kemins roll i samhället.

Läroböcker utgör ofta en central del i undervisningen och därför är det relevant för den framtida rollen som lärare att studera läroböcker närmare. Om läroböckerna anknyter sitt innehåll till vardagen och samhället utanför skolans värld underlättar man för eleverna att sätta in kunskaperna i ett större sammanhang. I den här undersökningen studeras två olika typer av kemiläroböcker. Dels undersöks hur de två läroböckerna konkretiserar innehållet genom att anknyta till elevens vardag och samhället i övrigt, dels studeras böckerna med avseende på hur innehållet relateras till kursplanen samt hur materialet presenteras. Undersökningen fokuseras på området som berör substansmängd och mol samt relaterade begrepp. I studien benämns området även som molbegreppet. Att detta område valdes beror på att det är ett centralt område inom kemin och tillämpningar förekommer inom många kemigrenar.

2. Litteraturöversikt

2.1 Verklighetsanknytning i undervisningen

I betygskriterierna för betyget Väl godkänd i Kemi A-kursen står det att eleven ska kunna kombinera och tillämpa sina kunskaper i kemi för att belysa samband från olika verksamhetsområden i samhället (Kursplan i Kemi 2000). För betyget Mycket väl godkänd ska eleven integrera sina kunskaper från olika områden inom kemin för att förklara fenomen i omvärlden. För att elever ska kunna nå dessa betyg är det därför ens skyldighet som lärare att knyta an undervisningen till verkligheten utanför skolan. När syftet för kemi beskrivs i kursplanen står det i den första meningen att utbildningen i kemi ska ge en ”fördjupad förståelse av kemiska processer och kunskap om kemins skiftande tillämpningar och betydelse inom vardagsliv, industri, medicin och livsmiljö” (Kursplan i Kemi 2000). Som lärare har man därför som uppgift att lyfta in kemin i ett vidare sammanhang än de grundläggande begrepp och definitioner och beräkningar som eleverna ska lära sig enligt kursplanen. För att ytterligare belysa detta är ett av målen att sträva mot att skolan ska försöka få eleven att utveckla sin förmåga att analysera och värdera kemins roll i samhället.

I läroplanen för de frivilliga skolformerna, Lpf, står det att skolan ska sträva mot att eleverna har god insikt i det svenska, nordiska och västerländska kulturarvet (Lpf 94). Detta kan uppnås genom att man som lärare i kemi ser lite utanför de konkreta kunskaper som eleverna ska tillägna sig och ser på hur kunskapen historiskt vuxit fram. Hur vetenskapsmän och kvinnor kommit fram till naturvetenskapliga upptäckter är en del av vårt kulturarv. Lärare i naturvetenskapliga ämnen har ofta en lång socialisering som naturvetare men ser kanske inte någon poäng med ett historiskt eller socialt perspektiv på ämnena (Sjöberg 2000). Gymnasielärare i Norge, exempelvis, har stora ämneskunskaper, men kopplar dem inte till dagens samhälleliga utmaningar (Sjöberg 2000). Vidare står det i läroplanen att eleverna ska utveckla kunskaper för ett föränderligt yrkesliv och för att kunna påverka arbetsliv och samhällsliv (Lpf 94). Detta kan också åstadkommas om kemin sätts in i ett sammanhang. Många elever vill inte studera naturvetenskap. Det beror ibland på att innehållet är för teoretiskt (Ekstig 2001). Naturvetenskapen framställs som en samling fakta som inte kan ifrågasättas. Det är av vikt att förmedla till eleverna att naturvetenskap bygger på observationer, experiment,

hypoteser, teorier, bevis och logisk slutledning dvs. att naturvetenskapen är en icke-auktoritär vetenskap. Här spelar introducerandet av historik i läroböckerna en viktig roll. Om eleverna får se hur forskare och vetenskapsmän kommit fram till olika begrepp förstår de att kunskapen inte är statisk, utan utvecklas. Ekstig påtalar att lärarna behöver mer kunskap om naturvetenskap, istället för i naturvetenskap (Ekstig 2001).

2.2 Konstruktivismen

Ett sätt att motivera elever för naturvetenskap är att hitta deras tankenivå och föreställningsvärld och utmana dem på ett lämpligt sätt och därigenom skapa intresse (Andersson 2001). Sedan kan samband mellan skolan och vardagen skapas, vilket i många fall saknas. På så sätt kan de vetenskapliga begreppen få en fördjupad innebörd och det vardagliga tänkandet utmanas (Andersson 2001). Enligt en konstruktivistisk kunskapssyn ser vi aldrig världen som den egentligen är, utan genom de uppfattningar, begrepp, teorier och förväntningar vi bär med oss, dvs. vår förförståelse (Andersson 2001). Piaget är den som främst brukar förknippas med konstruktivismen (Claesson 2002). Människan försöker skapa en förståelse av de samband som hon ingår i. Piaget delade in barns utveckling i stadier (Evenshaug 2001). Denna stadieindelning har fått kritik av personer som ansåg att det inte så definitivt går att dela in tänkandet i stadier, då en person kan ha kommit olika långt inom olika områden. Konstruktivistisk forskning delar in människors tänkande om vissa fenomen i olika stadier (Claesson 2002). Stadierna är dock inte relaterade till någon speciell ålder eller allmän utveckling, utan beror mer på utvecklingen inom ett speciellt ämnesområde. Varje individ konstruerar sin egen bild av omvärlden enligt konstruktivistiska forskare (Andersson 2001, Tullberg 1998). Det är därför av vikt att man som lärare lyssnar på eleverna så att man får en bild av hur de tänker och konstruerar sin verklighet. I den konstruktivistiska kunskapssynen har elever egna föreställningar om naturvetenskapliga begrepp. Lärarens uppgift är att vägleda eleven från vardagsförklaringar till vetenskapliga förklaringar genom att arrangera situationer för eleverna där de konstruerar kunskap själva eller i grupp (Tullberg 1998).

Dimenäs menar att eleverna ska utgå från sina egna erfarenheter och bli medvetna om det egna tänkandet och sina vardagsföreställningar och jämföra dessa med vetenskapliga förklaringar (Dimenäs 1996). Det egna tänkandet utmanas, dels mot andra elevers

uppfattningar och dels genom problemlösande laborationer och experiment. Genom att utgå från vardagsexempel i undervisningen kan man komma närmare eleverna och därigenom höja deras motivation inför undervisningen. Andersson (1989) påtalar värdet att göra undervisningen mer förståelseinriktad. Ett sätt att introducera ett moment är att börja i omvärlden och ringa in ett problem. Utifrån detta kan sedan kunskapen byggas. Att ta vara på elevers nyfikenhet på företeelser i vardagslivet kan vara ett sätt att få undervisningen intressant. För att få med sig eleverna är det bra att börja undervisningen där eleverna är, men inte tappa målen ur sikte. Det alltför välbekanta är inte intressant, men inte heller det som ligger alltför långt bort (Andersson 1989).

2.3 Läroböckers uppbyggnad

Avsikten med texten i läroböcker är att den ska återskapa eller reproducera befintlig kunskap enligt vissa urval och avgränsningar. Urvalet beror på hur läroplan och kursplan är utformade, men även på hur tidigare läroböcker utformats (Selander 1988). I läroboken presenteras innehållet i en strukturerad form. En läroboks syfte är att förmedla grundkunskaper, men den förmedlar även indirekt ett sätt att strukturera och värdera företeelser i omvärlden (Selander 1988). Läroböcker är i regel fasettordnade, dvs. de tar upp olika teman men varje tema behandlas på ett likartat sätt. Den kunskap som realiseras utifrån användandet av en lärobok beror på lärarens kompetens och de olika elevernas förmåga och intresse att bearbeta innehållet (Selander 1988). Det grafiska system som används i läroböcker skiljer sig i regel mellan olika förlag. I en lärobok kan olika typsnitt användas inkonsekvent. Ett exempel är kursiv stil som ofta används på olika sätt vilket kan bli otydligt för läsaren (Melin 1999).

För att läsaren ska kunna ta till sig texten i en lärobok bör ord som är kopplade till begrepp som är kända för läsaren användas. Innehållet i en lärobok måste konkretiseras för ett bättre lärande (Lindberg 1985). Vidare underlättar det för läsaren om han eller hon kan identifiera sig med någon roll i texten eller att texten i läroboken på något sätt är förknippad med elevens erfarenhet. En text med för mycket information blir svårbegriplig, men samtidigt förlorar läsaren lätt intresset för en text där informationen är alltför gles. Läroböcker i naturvetenskapliga ämnen anses i regel som svårast i avseende på informationstätheten (Lindberg 1985). Således är det viktigt att anknyta till det vardagliga livet för att minimera den helt nya informationen. Ett av målen med

lärobokstexten bör vara att utvidga elevernas tankevärld genom att introducera nya begrepp och inte enbart nya ord (Lindberg 1985). Ekstig är inne på samma linje när han skriver att det är centralt i naturvetenskaplig undervisning att eleverna ska förstå de förklaringar som presenteras för dem (Ekstig 2002).

Meningar i lärobokstexter bör inte vara för långa samt nya eller svåra begrepp bör inte hopas. Eleverna är ålagda att läsa en lärobokstext och då är intresset i regel från början lägre än för en text som man frivilligt väljer. En del läroboksförfattare drar sig för att använda svåra ord och ibland kan detta leda till att man skapar ett felaktigt begrepp (Lindberg 1985). Många elever har svårt för ord, inte bara i naturvetenskapliga sammanhang (Wellington 2001). I många fall skiljer det sig mycket vad eleverna tror att de förstår och vad de i själva verket förstår. Det är därför viktigt att svåra ord förklaras i läroboken samt att även läraren gör det. Sammansatta ord är vanligt i innehållstunga texter (Hellspong 2001). Texter som rör kvantitativ vetenskap innehåller i regel många räkneord (Hellspong 2001). Melander (1999) menar att språket i läroböcker ofta är koncentrerat och faktamättat. Ofta innehåller texten många ovanliga ord. Bisatser förekommer i regel sparsamt. Texten i läroböcker kan leda till ett ytligt läsande och en förståelse där lösryckta fakta memoreras utan att eleverna får grepp om samband och helheten (Melander 1999). Författarna till en lärobok kan vara närvarande av varierande grad i texten, dvs. använda sig av jag eller vi som pronomen. En del lärobokstexter är påtagligt mottagarinriktade, vilket märks på tilltal eller direkta frågor i texten. Mottagarinriktningen är ett sätt att skapa engagemang (Ekvall 1999).

En bok med mycket fakta bör ha gott om instruktiva bilder (Lindberg 1985). Vanligtvis är löptexten i läroböcker komplett och bilderna utgör endast ett komplement eller är ditsatta som förströelse. Bilderna kan även illustrera en text (Selander 1988). I ett sådant fall är texten överordnad bilden. Bilden kan även vara en självständig informationsbärare och texten kan användas för att förankra bilden (Selander 1988). Tendensen i läroböcker är att viktiga förhållanden utreds i brödtexten och mer perifera samband i bildtexten (Melin 1999). Bilder väcker föreställningar och associationer. En bild kan ses som en kommunikativ process där ett innehåll överförs från en sändare till en mottagare (Elsner 1998). Hur bilden uppfattas är en subjektiv upplevelse. Konnotation är en beteckning för betydelsen av bilden, vad betraktaren får för associationer. Denotation står för en beskrivning av bilden utan tolkningar dvs.

grundbetydelsen av bilden (Cornell 1985). Bilder används för olika syften. Faktabilder vänder sig till förnuftet. I regel består de av sakliga avbildningar. Den subjektiva färgningen är avskalad i möjligaste mån. Fiktiva bilder vänder sig till vår fantasi och föreställningsvärld. Propagerande bilder har för avsikt att övertala och skapa handlingsberedskap. De vänder sig till vår vilja och skapar bestämda associationer (Elsner 1998).

2.4 Läroboksanalyser och molbegreppet

De flesta läroboksanalyser har gjorts med avseende på historieläroböcker och analyser av böcker i naturvetenskapliga ämnen förekommer sparsamt (Selander, 1988). Springer (2005) har analyserat kemiläroboken TEFY som används i grundskolans senare år, enligt ett antal kriterier. Bland annat undersöktes hur strukturerad och förklarande läroboken var samt hur den anknöt till elevernas vardag (Springer 2005). Springer (2005) fann att lärobokens disposition var ostrukturerad samt att de förklaringar som gavs var fragmentariska istället för att förklara samband. Anknytningar till vardagen och därmed även delvis till elevernas vardag, förekom då användningen av ämnen eller fenomen illustrerades med många färgfotografier i samband med texten (Springer 2005). Eskilsson (2000) har undersökt några kemiläroböcker för grundskolans senare år. Eskilsson (2000) kom fram till att läroböckerna tog upp samma saker fast i olika ordning. Läroboken TEFY:s innehåll jämfördes med mål i Lpo 94 och Eskilsson (2000) bedömer att samtliga mål som berör ämnet kemi kan uppnås med hjälp av läroboken. Strömdahl (1996) har skrivit en doktorsavhandling som handlar om mol och substansmängd. I avhandlingen koncentrerar sig Strömdahl (1996) på begreppsbildningen och inte på hur ämnesområdet framställs i läroböcker. 1971 definierades storheten substansmängd med dess enhet 1 mol i det internationella enhetssystemet SI (NE 2005, se Bilaga 1). I slutet av 1980-talet använde endast tre av 54 intervjuade lärare sig av SI-definitionen av substansmängd (Strömdahl 1996). Tullberg (1998) undersöker inte hur mol och substansmängd framställs i läroböcker, utan har i sin doktorsavhandling undersökt lärares förståelse av mol och hur det i sin tur påverkar elevernas förståelse av området. Lybeck et al (1985) har undersökt gymnasieelevers uppfattning av substansmängd och mol samt hur begreppen framställs i läroböcker, centrala prov och läroplaner fram till 1985. I äldre läroböcker användes

ofta flera definitioner av substansmängd och mol (Lybeck 1985). Även efter 1971 användes SI-definitionen parallellt med andra definitioner.

Storheten substansmängd med SI-enheten 1 mol används vid kemiska beräkningar. Elever stöter på dessa begrepp i gymnasieskolan och de kemiska beräkningarna går som en röd tråd genom gymnasiekemin. Avsnittet som berör substansmängd och mol, det så kallade molbegreppet, räknas som ett av de svåraste i kemikursen (Lybeck 1985). Undersökningar visar att elever inte ser hur substansmängd och molbegreppet är relaterat till andra naturvetenskapliga begrepp (Tullberg 1998). Vidare används begreppet mängd inte bara för att beteckna substansmängd av elever utan även volym, antal och massa (Lybeck 1985). I regel är övergången mellan atommassa och molmassa oklar i läroböcker. Tabeller över molmassor saknas och det periodiska systemet med angivna atomvikter används istället vid beräkningar där molmassor behövs. Det här kan förhindra elevernas förståelse om skillnaden mellan formelmassa och molmassa, dvs. att formelmassa står för en massa medan molmassan är en annan storhet än massa. Molmasssan används som proportionalitetskonstant för att beräkna en massa om antalet mol är känt (Lybeck 1985).

I målen i kursplanen för Kemi A som eleverna ska ha uppnått efter avslutad kurs står följande som kan knytas till molbegreppet (Kursplan i Kemi 2000):

Eleven skall kunna tolka, skriva och använda sig av formler för kemiska föreningar och reaktioner och därvid föra stökiometriska resonemang samt utföra enkla beräkningar

Begreppen mol och substansmängd som innefattas i beteckningen molbegreppet används inte i kursplanen. För att kunna föra stökiometriska resonemang och utföra beräkningar är det dock nödvändigt att introducera dessa begrepp och därmed ingår molbegreppet i ovanstående kursplansmål.

3. Syfte och frågeställningar

Syftet med examensarbetet är att undersöka hur ett område inom kursen kemi A på gymnasiet framställs i två olika typer av kemiläroböcker. Undersökningen fokuseras på området som berör substansmängd och mol samt relaterade begrepp. I studien benämns området även som molbegreppet. Dels studeras hur materialet i de två läroböckerna presenteras och om läroböckerna framställer de moment som ska ingå i kemikursen enligt kursplanen på ett tydligt sätt. Vidare undersöks på vilka sätt böckerna anknyter till verkligheten utanför skolans värld. Undersökningen kompletteras med några lärares synpunkter på läroböckerna.

Följande frågeställningar ligger som grund för arbetet:

• Hur presenteras materialet i de båda läroböckerna med avseende på textens struktur, innehåll och bilder?

• Hur framställs området som berör mol och substansmängd i läroböckerna i relation till vad som står i kursplanen för Kemi A?

• På vilka sätt kopplas materialet till verkligheten i en temabaserad lärobok? • På vilka sätt kopplas materialet till verkligheten i en mer traditionellt uppbyggd

lärobok?

• Vilka uppfattningar kan lärare ha om de två läroböckerna?

Avsnittet som berör substansmängd och mol, det så kallade molbegreppet, valdes eftersom det räknas som ett av de svåraste i kemikursen samt att det är ett centralt område inom kemin (Lybeck 1985, Strömdahl 1996, Tullberg 1998). En läroboks syfte är att förmedla grundkunskaper. Då läroboken även indirekt förmedlar ett sätt att strukturera och värdera företeelser i omvärlden (Selander 1988) är det av intresse att studera hur materialet i läroböckerna presenteras, vilket motiverar den första frågeställningen. När läroböcker studeras är det relevant att undersöka hur väl deras innehåll uppfyller vad som berörs av kursplanen, därav frågeställningen som berör kursplanen. Frågeställningarna som handlar om verklighetsanknytning valdes eftersom man genom att utgå från vardagsexempel i undervisningen kan komma närmare eleverna och därigenom höja deras motivation inför undervisningen (Andersson 1989).

Då lärare ofta planerar sin undervisning utifrån läroböcker är det intressant att höra lärares synpunkter på de studerade böckerna, vilket motiverar den sista frågeställningen.

4. Metod

Eftersom syftet med undersökningen var att studera två olika typer av kemiläroböcker för gymnasiet valde jag att göra en läroboksanalys (Johansson 2001). Analyser av läroböcker baseras ofta på faktaurvalet, språket samt förklaringar av olika företeelser (Selander 1998). Metoden man använder är att man mycket noggrant försöker fastställa vad som står i texterna, både direkt och indirekt samt att man försöker finna tematiska kategorier så studien kan göras systematiskt (Johansson 2001). Två läroböcker för kursen kemi A på gymnasiet valdes till läroboksanalysen. Gymnasiekemi A (Andersson 2000) valdes för att den är en vanligt förekommande lärobok och Kemi A (Engström 2005) för att den är uppbyggd på ett annorlunda sätt med en så kallad temadel och en teoridel. Jag har valt att fokusera på de avsnitt i böckerna som handlar om substansmängd och annat som berör molbegreppet. Texterna lästes noggrant och systematiserades enligt följande kategorier:

Textens struktur • Textens uppbyggnad • Överskådlighet • Språket Textens innehåll • Kursplanuppfyllelse • Övningsuppgifter

• Koppling till övriga samhället och vardagen • Överbryggande av kända svårigheter

Avsnittets bilder • Motiv

• Koppling mellan bild och text

För strukturering av analysen har jag utgått från Metoder för brukstextanalys (Hellspong 2001) och därefter bildat egna kategorier som texterna analyserats utifrån. Texterna

analyserades var för sig och sedan jämfördes de två läroböckerna utifrån de valda kategorierna.

För att komplettera läromedelsanalysen intervjuades tre lärare för att belysa hur läroböckerna används i praktiken. Genom att använda flera undersökningsmetoder, triangulering, blir materialet ofta mer allsidigt (Johansson 2001). Två lärare intervjuades angående användandet av läroboken Gymnasiekemi A (Andersson 2000) och en lärare angående läroboken Kemi A (Engström 2005). De tre lärarna valdes enligt ett tillfällighetsurval. De två lärarna som använder sig av Gymnasiekemi A (Andersson 2000) arbetar på en gymnasieskola i Skåne och undervisar på det naturvetenskapliga och det tekniska programmet. Den lärare som använder sig av läroboken Kemi A (Engström 2005) undervisar på ett industriprogram på en specialinriktad gymnasieskola i Västmanland. En lärare uttryckte önskemål att göra intervjun per e-post. För att göra betingelserna likvärdiga genomfördes samtliga intervjuer per e-post. Intervjufrågorna var således formulerade på förhand (se Bilaga 2), dvs. intervjuerna var strukturerade (Johansson 2001).

Anledningen till att lärare intervjuades istället för elever som komplement till läromedelsanalysen är att jag valt att fokusera på lärarens användning av läroboken. Ett alternativt tillvägagångssätt hade varit att komplettera läromedelsanalysen med en enkät till lärarna. Eftersom urvalet av lärare som använde den ena läroboken (Kemi A) var ytterst begränsat var det mer motiverat att göra intervjuer istället för enkäter. Om perspektivet istället varit på hur eleverna uppfattar läroboken skulle enkäter ha varit en möjlig undersökningsmetod. Då endast tre lärare intervjuades kan endast vaga indikationer på olika företeelser som framkommer i intervjuerna erhållas.

5. Resultat

5.1 Läroboksanalys

5.1.1 Läroboken Gymnasiekemi A

Gymnasiekemi A (Andersson 2000) är en lärobok i kursen Kemi A på gymnasiet.

Läroboken är indelad i 14 kapitel som berör olika kemiska områden som innefattas i kursen Kemi A, som atomernas byggnad, kemisk bindning och syra-basreaktioner. För läroboksanalysen valdes att fokusera på avsnittet som berör substansmängd och molbegreppet. Molbegreppet återfinns i kapitel 5, ”Tre viktiga storheter – massa, substansmängd, molmassa”. I början av kapitlet står det i marginalen med röd färg att det är lämpligt att kapitlet delas upp och läses vid olika tillfällen. Andersson et al (2000) föreslår att en del kan läsas i anslutning till laborationer och en del kan läsas parallellt med andra avsnitt.

Till läroboken finns en hemsida som är uppdelad enligt de olika kapitlen. På hemsidan visas lösningar på olika uppgifter samt filmer med olika demonstrationsförsök. De mål i kursen som innefattas av respektive kapitel är angivna. I läroboken finns även hänvisningar på olika ställen till boken Kemin i samhället (Andersson 1999) där bland annat tillämpningar av kemi inom olika områden tas upp. Inom avsnittet som berör molbegreppet finns det dock inga hänvisningar till boken.

5.1.1.1 Textens struktur

Textens uppbyggnad

Kapitel 5 ”Tre viktiga storheter – massa, substansmängd, molmassa” inleds med en stor bild där en kvinna laborerar och en man tittar på. Därefter följer en introduktion till ämnet på sju rader. De nya moment som tas upp i kapitlet är strukturerade på så sätt att momentet, exempelvis ”atommassa” utgör rubriken för ett avsnitt med löpande text som berör området. I ett fall förekommer även två underrubriker. Totalt finns det fem olika avsnitt i kapitlet:

• Atommassa • Molekylmassa • Formelmassa

• Substansmängd och molmassa

o Sambandet massa – molmassa – substansmängd o Beräkning av formeln för en jonförening

• Empirisk formel och molekylmassa

Varje nytt moment i läroboken tydliggörs med minst en exempeluppgift, dvs. en räkneuppgift där svaret och uträkningen är angiven. Totalt finns det tio exempeluppgifter i kapitlet. Exemplen är presenterade i ramar med gulorange bakgrund. Kapitlet är femton sidor långt.

I marginalen står de viktigaste faktauppgifterna och begreppen från tillhörande avsnitt. I marginalerna står även vilka övningsuppgifter som passar till den teori som presenteras. Övningsuppgifterna finns samlade i slutet av kapitlet. De definitioner och begrepp som introduceras i kapitlet skrivs i ett annat typsnitt än den löpande texten och presenteras i blåfärgade rutor. Då ett nytt begrepp, exempelvis substansmängd, introduceras i den löpande texten skrivs det i kursiv stil. Då ett ord i texten som inte är ett nytt begrepp ska betonas används kursiv stil också. I kapitlet finns två tabeller. Tabellerna har mörkblå huvuden och innehållet i tabellerna är skrivna med ljusblå bakgrund. I den ena tabellen finns formelmassor för olika ämnen och i den andra finns storheterna massa, molmassa och substansmängd representerade tillsammans med enheter och samband mellan storheterna.

I kapitel 5 finns en utblick. Utblickarna förekommer i hela läroboken och är ungefär en sida långa. De tar upp något som kan relateras till kapitlet. I förordet till Gymnasiekemi

A (Andersson 2000) skriver Andersson et al att avsikten med utblickarna och notiserna

(som dock inte förekommer i detta avsnitt) är att visa spännande forskning och utveckling inom naturvetenskap och teknik. Utblickarna ska också kunna tjäna som introduktion till ett temaarbete.

Överskådlighet

Att namnet på de olika avsnitten (olika storheter, exempelvis Substansmängd och molmassa) representerar vad avsnitten handlar om hjälper läsaren att få en överblick över texten. Vidare hjälper de kortfattade marginaltexterna till, då de viktiga begreppen som avsnitten innehåller är förklarade där. Eftersom hänvisningar till övningsuppgifterna är placerade i marginalen är det lätt att söka upp de övningsuppgifter som passar ett visst moment. Själva texten i avsnitten är relativt kompakt.

Språket

Innehållet i avsnittet är mestadels skrivet i löpande text med avbrott för olika definitioner. Styckena är relativt korta med tre till fyra meningar i varje. Ibland förekommer en tom rad mitt i vad som innehållsmässigt borde vara ett stycke. Nya ord för begrepp inom kemiområdet förklaras. I övrigt förklaras inga ord. Andersson et al (2000) förutsätter att grundläggande kemikunskaper och därmed begrepp och definitioner är kända för läsaren. Texten innehåller tämligen många räkneord. Även sammansatta ord är vanligt förekommande, exempelvis formelenhet. Språket är sakligt utan utsvävningar. Meningarna är förhållandevis korta med få bisatser. En typisk mening innehåller cirka tio ord. Textens karaktär är beskrivande. Andersson et al (2000) är närvarande i texten genom att skriva i ”vi-form”, där ”vi” avser författarna alternativt författarna tillsammans med läsaren. Ofta används uttryck som ”Vi ska nu se”, ”Vi ska nu sammanfatta”, ”Man inser lätt”, ”Det är tydligt”. När något som är lite svårare att förstå introduceras används formuleringar i stil med ”Helt allmänt gäller tydligen”. Då olika upptäckter beskrivs använder Andersson et al (2000) ”man” som pronomen, exempelvis ”Man har kunnat bestämma”.

5.1.1.2 Textens innehåll

Kursplanuppfyllelse

Avsnittet som berör substansmängd och relaterade begrepp sätts i sitt sammanhang på så sätt att Andersson et al (2000) i början av kapitlet skriver att mätningar och

beräkningar av blandningars sammansättning görs dagligen i laboratorier världen över. De ger även några konkreta exempel på detta, som bestämning av hemoglobinhalten i blod. Andersson et al (2000) beskriver att kemister för att kunna göra dessa beräkningar använder sig av storheterna massa och volym, men även det för eleverna nya begreppet substansmängd, vilket det introducerade kapitlet ska handla om. För att komma fram till storheten substansmängd presenteras först ett par andra storheter. De introducerade storheterna presenteras med ett eget avsnitt där storheten utgör rubrik, exempelvis atommassa. I kursplanen för Kemi A på gymnasiet (Kursplan i Kemi 2000) står som ett av målen efter avslutad kurs att eleven ska kunna tolka, skriva och använda sig av formler för kemiska föreningar och reaktioner. Vidare ska eleven kunna föra stökiometriska resonemang och utföra enkla beräkningar. Avsnittet om substansmängd berör dessa moment, förutom att kemiska reaktioner inte tas upp, vilket dock görs längre fram i läroboken.

Övningsuppgifter

Till kapitlet finns det 22 övningsuppgifter. Uppgifterna relaterar inte till elevens vardag eller verklighet på något sätt. De är en variation på samma tema, att räkna ut en av de tre storheterna massa, molmassa och substansmängd (när två av storheterna är kända) enligt ett visst samband som gåtts igenom i kapitlet. I kapitlet finns tio exempeluppgifter där både svar och lösning på uppgiften är presenterade.

Koppling till övriga samhället och vardagen

Användandet av substansmängd och mol sätts i sitt sammanhang i inledningen till kapitel 5 ”Tre viktiga storheter – massa, substansmängd, molmassa” i Gymnasiekemi A (Andersson 2000). Andersson et al (2000) förklarar att begreppet substansmängd behövs för att kunna göra mätningar och beräkningar på blandningars sammansättningar i kemiska laboratorier. Exemplen som anges är bestämning av kväveoxidhalten i luft, hemoglobinhalten i blod och halten koppar i mineral. Genom exemplen kan eleven relatera att kemi behövs i olika funktioner i vårt samhälle. Utblicken som finns i kapitlet kan fungera som allmänbildning, vilket kan bidra till att sätta in de naturvetenskapliga kunskaperna i ett större sammanhang. Utblicken i det här kapitlet handlar om massenheten 1 kg och den internationella kilogramsprototypen som definierar vikten 1

kg och finns i Paris. Utblicken handlar även om forskning för att komma på ett sätt att definiera massenheten enligt en naturlag. I kapitlet finns inga kopplingar till elevens vardag. Andersson et al (2000) föreslår dock att kapitlet kan delas upp och innehållet tas upp i samband med laborationer och andra kapitel. På så sätt kan fler anknytningar till vardagen och det övriga samhället eventuellt göras.

Överbryggande av kända svårigheter

Andersson et al (2000) rekommenderar att kapitel 5 ”Tre viktiga storheter – massa, substansmängd, molmassa” delas upp i avsnitt som behandlas vid olika tillfällen. Andersson et al (2000) föreslår att vissa delar kan tas upp i anslutning till laborationer och annat i samband med andra kapitel. Andersson et al (2000) föreslår dock inte vad som ska tas upp när. I de inledande sju raderna till kapitlet tas det upp att mätningar och beräkningar används dagligen i kemiska laboratorier och för att göra dessa behövs förutom de välkända storheterna massa och volym även storheten substansmängd. När begreppen substansmängd och molmassa ska introduceras i kapitlet börjar Andersson et al (2000) att hänvisa till en tabell. I tabellen är formelenheterna (exempelvis H2) för olika ämnen angivna tillsammans med formelmassorna i första

kolumnen. Den andra kolumnen av tabellen har titeln ”Portioner med följande massor av ämnena innehåller lika många formelenheter”. För kol-12 (12C) är formelmassan 12 u och i den andra kolumnen står 12 g. Även för de andra ämnena i tabellen har formelmassan (i u) och molmassan (i g/mol) samma mätetal. Andersson et al (2000) tar som exempel upp vad 10 atomer av kol-12 (120 u) respektive koppar (635 u) väger. Sedan utökar de begreppet och skriver (Andersson 2000, s. 72):

Helt allmänt gäller tydligen att portioner av ämnena kol-12 och koppar med massor som förhåller sig till varandra som 12 till 63,5 innehåller samma antal atomer. Alltså innehåller 12 gram kol samma antal atomer som 63,5 gram koppar.

De utökar sedan resonemanget till att det gäller alla grundämnen och kemiska föreningar. Sedan följer definitionen av en mol. Därefter skriver Andersson et al (2000) att de ämnesportioner som togs upp i den ovan beskrivna tabellen motsvarar substansmängden en mol. Sedan följer två definitioner med samma innebörd

(Andersson 2000, s. 73): ”Lika stora substansmängder av olika ämnen innehåller lika många formelenheter” Följt av den omvända definitionen, ”Lika många formelenheter av olika ämnen utgör lika stora substansmängder”. Andersson et al (2000) konstaterar att det är tydligt att mätetalet för molmassan för ett ämne är lika med mätetalet för formelmassan. Molmassor finns inte angivna i någon tabell i läroboken. Det finns en tabell över atommassor i lärobokens pärm och atommassorna finns angivna i det periodiska systemet som också finns i lärobokens pärm. I kapitlet hänvisar Andersson et al (2000) till tabellen.

Andersson et al (2000) påpekar i ett stycke att det kan vara tveksamt när man anger substansmängden för ett ämne, exempelvis en mol syre, vilken formelenhet som avses, dvs. syreatomer eller syremolekyler. Andersson et al (2000) påtalar därför vikten att tydligt ange vilken formelenhet som avses för att undvika missförstånd. Andersson et al (2000) använder inte begreppet mängd som fristående ord i texten, utan bara sammansatt i ordet substansmängd. Då begreppet substansmängd introduceras använder Andersson et al (2000) uttrycken ”portion” och ”ämnesportion”.

5.1.1.3 Avsnittets bilder

Motiv

I kapitlet finns fyra fotografier. Det första är placerat på första sidan av kapitlet. På bilden syns en kvinna som laborerar och en man som står och tittar på. Kvinnan tillsätter eller suger upp något i ett provrör som finns i ett dragskåp tillsammans med diverse utrustning. Det är enbart kvinnan som har skyddsglasögon på sig och mannen står lutad snett ovanför henne och tittar på vad hon gör. Den andra bilden finns med i en utblick i kapitlet och föreställer den svenska kilogramsprototypen. Den tredje bilden är ett foto över en mol av salt, vatten och koppar. Den sista bilden visar sex olika salter med olika färger.

Koppling mellan bild och text

Bildtexten till den första bilden (den laborerande kvinnan) fungerar som en introduktion till kapitlet. Kontentan av bildtexten är att det är rutin i laboratorier att mäta upp

bestämda vätskevolymer, men att man först måste räkna ut hur mycket som ska mätas upp. I den löpande texten refereras det inte till bilden. Bildtextens innehåll överensstämmer väl med den introducerande texten i kapitlet. Bildtexten till kilogramsprototypen i utblicken beskriver bilden samt anger hur prototypen förvaras. I den löpande texten refereras det inte till bilden, men bilden är placerad i rutan där utblicken finns. Bildtexten till den tredje bilden (ett foto över en mol av salt, vatten och koppar) beskriver vad som visas på bilden. I den löpande texten refereras det till bilden då enheten 1 mol definieras. Bildtexten till den sista bilden (sex olika salter med olika färger) talar om vilken substansmängd salt som finns där samt vilka salter det rör sig om. Bilden finns bland övningsuppgifterna och används i en övningsuppgift.

5.1.2 Läroboken Kemi A

Kemi A (Engström 2005) är en lärobok i kursen kemi A på gymnasiet. Tanken bakom

Saltersmetodiken som tillämpas i läroboken kan illustreras med följande citat (Salters Kemi 2005):

Tänk om man skulle beskriva ett hus genom att börja med att tala om vilka spikar, bräder, stenar och andra delar som huset består av! Är det inte naturligare att först titta på huset i sin helhet innan man funderar över detaljerna?

Idén med Salters kemi är att man utgår från kemin i verkligheten innan man fördjupar sig i den bakomliggande teorin till olika moment (Campbell 1994, Burton 1994). Salters kemi är från början ett engelskt material, Salter´s A-level Chemistry, men har gjorts om för att passa svenska förhållanden (Engström 2005). Kemin som ingår i kursen är indelad i ett antal teman och varje tema kompletteras med ett teoriavsnitt. I temaavsnittet introduceras en del teori, men den behandlas djupare i teoridelen. Teoridelen är uppbyggd som konventionella läroböcker, men den läses inte från pärm till pärm, utan passande avsnitt som kopplar till temat läses. På så sätt byggs teorin ut efter elevens behov (Engström 2005). Läroboken Kemi A (Engström 2005) består av fem teman, Grundämnen, Från mineral till grundämne, Atmosfären, Material samt Bränslen. Teoriavsnitten som är kopplade till de olika temaavsnitten återfinns i en separat del av läroboken. För den här läroboksanalysen valdes området som berör substansmängd och molbegreppet.

5.1.2.1 Textens struktur

Textens uppbyggnad

Molbegreppet ingår i det första temat av läroboken, som handlar om grundämnen. I detta temaavsnitt ägnas en sida åt molbegreppet och avsnittet har rubriken ”Mängden atomer mäts i mol”. Avsnittet består av löpande text och är indelat i tre stycken utan underrubriker. När nya begrepp, exempelvis substansmängd, introduceras skrivs de med kursiv stil. Avsnittet i teoridelen är cirka tre sidor långt. Även i teoriavsnittet skrivs nya begrepp som introduceras med kursiv stil. Det är dock inte helt konsekvent. Atommassa skrivs inte med kursiv stil, men återfinns sedan i en faktaruta där viktiga begrepp definieras. Vidare skrivs en del andra ord som inte är av begreppskaraktär i kursiv stil då de ska betonas, exempelvis antalet. Teoriavsnittet består av en huvudrubrik, Substansmängd, och två underrubriker, Enheten mol och Avogadros konstant. Styckena är kortare än i temaavsnittet och består av tre till fyra meningar. I teoriavsnittet finns två rutor med blå kant där nya begrepp (en mol respektive molmassa) definieras. Vidare finns en blåfärgad ruta där sambandet mellan substansmängd, massa och molmassa definieras. Mol och molmassa definieras ytterligare en gång i ovan nämnda faktaruta, tillsammans med atommassa och substansmängd. Faktarutan är placerad sist i avsnittet som handlar om substansmängd.

De övningsuppgifter som hör till temaavsnittet är placerade i direkt anslutning till texten. Där finns även en hänvisning till de sidor som är aktuella i teoriavsnittet. I slutet av teoriavsnittet finns en hänvisning till de övningsuppgifter som hör till avsnittet. Uppgifterna är placerade i slutet av boken.

Överskådlighet

Texten i temaavsnittet är trots korta stycken relativt kompakt, vilket kan försvåra överskådligheten. Blickfånget i temadelen är bilden som föreställer en mol svavel och en mol koppar. De blåkantade rutorna med definitioner i teoriavsnittet syns, vilket även rutan som definierar sambandet mellan substansmängd, molmassa och massa gör. I marginalerna återfinns bildtexterna samt vilka övningsuppgifter som hör till hela avsnittet. Överlag är det svårt att få överblick över innehållet utan att läsa den löpande texten.

Språket

Innehållet i temaavsnittet är skrivet i löpande text. De tre styckena består av fem till sju meningar. Stilen är beskrivande och man märker inte av Engström et al (2005) i texten, dvs. att de exempelvis skrivit i ”vi-form” och avsett sig själva som författare. Enda undantaget är då Avogadros tal beskrivs, då Engström et al skriver att antalet är så stort att ”vi inte så lätt kan föreställa oss det” (Engström 2005, s 19). En del nya ord för begrepp inom kemiområdet förklaras. Atommassa förklaras men inte molekylmassa. I övrigt förklaras inga ord. I teoriavsnittet vänder sig Engström et al (Engström 2005, s 127-128) till läsaren i uttryck som ”Anta att du har två burkar som vardera innehåller lika stor massa av koppar och svavel”, ”Om du har 6 gram kol”. I övrigt är stilen beskrivande. Styckena är tre till fyra meningar långa. Engström et al (2005) förutsätter att grundläggande kemikunskaper och därmed begrepp och definitioner är kända för läsaren. Texten innehåller relativt många räkneord. Även sammansatta ord är vanligt förekommande, som atommassa. Språket är relativt direkt utan omskrivningar. Meningarna innehåller en del bisatser.

5.1.2.2 Textens innehåll

Kursplanuppfyllelse

I teoridelen står det att antalet atomer eller molekyler ofta är viktigt vid kemiska reaktioner. Eftersom man enbart kan ta reda på massan och inte räkna atomer eller molekyler behövs ett samband mellan antal och massa. Därefter kommer definitionen av en mol, följt av definitionen av molmassa. Det står sedan att definitionen av en mol är vald så att molmassan (i g/mol) får samma mätetal som atommassan (i u). Därefter följer några exempel på sambandet mellan substansmängd, molmassa och massa, vilket leder fram till en faktaruta där sambandet definieras. Efter detta avsnitt följer ett kort avsnitt där Avogadros konstant beskrivs, dvs. antalet partiklar en mol utgör. Sedan påpekas att man för att bestämma substansmängden av ett grundämne inte behöver räkna atomerna, utan man kan istället väga ämnet.

I kursplanen för Kemi A på gymnasiet (Kursplan i Kemi 2000) står som ett av målen efter avslutad kurs att eleven ska kunna tolka, skriva och använda sig av formler för kemiska föreningar och reaktioner. Vidare ska eleven kunna föra stökiometriska

resonemang och utföra enkla beräkningar. Avsnittet om substansmängd berör dessa moment, förutom att kemiska reaktioner inte tas upp, vilket dock görs på andra ställen i läroboken.

Övningsuppgifter

Till temaavsnittet hör tre övningsuppgifter. Två stycken är kunskapskontroller medan den tredje uppgiften kräver lite mer tankeverksamhet. Till teoriavsnittet hör nio uppgifter. Uppgifterna är av varierande karaktär men anknyter inte till elevens vardag eller verkligheten utanför skolan på något sätt. I de tre första uppgifterna ska olika begrepp definieras samt en formel skrivas, dvs. de kontrollerar innehållet i avsnittet. Följande två uppgifter går ut på att använda sambandet mellan massa, molmassa och substansmängd och räkna ut den okända variabeln. I nästa uppgift är massan och substansmängden angiven och frågan är vilket grundämne det rör sig om. De sista två uppgifterna går ut på att omvandla till substansmängd respektive massa när de två andra storheterna i sambandet är kända eller kan fås fram med hjälp av Avogadros tal.

Koppling till övriga samhället och vardagen

Kemi A (Engström 2005) sätter i och med temaavsnitten in de olika ämnesavsnitten i ett sammanhang och kopplar där till det övriga samhället och vardagen. Den första delen av texten i temadelen i det studerade avsnittet innehåller historik som leder fram till introducerandet av molbegreppet. Nästa stycke inleds med Avogadros hypotes att ”grundämnen tagna i samma proportioner som sina atommassor innehåller lika många atomer” (Engström 2005, s. 19). Detta mynnar ut i definierandet av en mol (det antal atomer som finns i exakt 12 g kol-12) och Avogadros tal. I det sista avsnittet introduceras begreppet substansmängd. För att gå över till molmassa från atommassa används en liknelse med en kaffekopp (se citat, s. 27). Kaffekoppen är det närmaste vardagsanknytning som man kommer i avsnittet. I teoridelen förekommer inga kopplingar till elevens vardag eller samhället i övrigt.

Överbryggande av kända svårigheter

I temadelen ”Grundämnen” där avsnittet om substansmängd ingår beskrivs molbegreppet ur ett historiskt perspektiv. Begreppet atommassa och den universella massenheten introduceras och motiveras med att massorna är så små att det är mer praktiskt att använda den universella massenheten u istället för gram. Engström et al (2005) skriver att dagens system bygger på ett system där isotopen kol-12 har tilldelats massan 12 u. Därefter beskrivs i texten att Avogadro la fram hypotesen att grundämnen tagna i samma proportioner som sina atommassor innehåller lika många atomer. Det antal atomer som finns i exakt 12 gram kol-12 har man enats om att kalla en mol. För att introducera substansmängd och molmassa ger Engström et al följande exempel (Engström 2005, s 19):

Eftersom en mol betyder ett visst antal atomer, kan man också låta en mol betyda en substansmängd, ungefär som man inom matlagningen anger ”en kaffekopp” och menar det som ryms i en kaffekopp på 1,5 dl. Atommassorna kan nu översättas till de massor som krävs för att man ska få en mol atomer. Man definierar en molmassa som anges i gram/mol.

Därefter följer ett exempel på hur mycket atommassan för koppar är i u (den universella massenheten) samt hur många gram ett u motsvarar. Vidare anger Engström et al (2005) vad molmassan samt vad massan för en mol koppar är.

I det första stycket i teoridelen vänder sig Engström et al (2005) till läsaren. Läsaren antas ha två burkar, en med koppar och en med svavel. Massan av ämnena är lika stora. Atommassorna anges och svavels atommassa är ungefär hälften så stor som koppars. Engström et al (2005) skriver att då varje svavelatom väger hälften så mycket som en kopparatom kan läsaren (i du-form) dra slutsatsen att det finns dubbelt så många svavelatomer som kopparatomer. I andra stycket i teoriavsnittet står det att antalet atomer eller molekyler ofta är av stor betydelse vid kemiska reaktioner. Då det endast är massan som man kan ta reda på behövs ett samband mellan antal om massa. Därefter följer en definition av en mol följt av definitionen av molmassa. Engström et al (2005) skriver sedan att definitionen av en mol är vald så att molmassan i gram/mol får samma

mätetal som atommassan, formelmassan etc. i enheten u. Sedan tas sambandet mellan substansmängd, massa och molmassa upp.

Begreppet mängd används inte som fristående ord i texten, utan bara sammansatt i ordet substansmängd. När Engström et al (2005) refererar till substansmängd använder de istället ”antal”. I läroboken finns ingen tabell över molmassor, utan enbart över atommassor. Vidare finns atommassorna angivna i det periodiska systemet som återfinns i lärobokens pärm.

5.1.2.3 Avsnittets bilder

Motiv

I temaavsnittet finns en bild. En mol koppar och en mol svavel är fotograferade. I teoriavsnittet finns en utökning av bilden i temaavsnittet där ytterligare fyra ämnen är med nämligen vatten, socker, kopparsulfat och natriumklorid. Ytterligare en bild finns i teoriavsnittet. I mitten av bilden finns ett rött hjärta. I hjärtat står det skrivet ”n substansmängd (mol)”. Bakgrunden till bilden är en rektangel och i varje hörn av rektangeln finns en mindre rektangel där det står ”m massa (gram)”, ”N antal atomer”, ”M molmassa (gram/mol)” respektive ”NA Avogadros tal 6,02·1023”. Mellan hjärtat och

kvadraterna med ”massa” och ”antal atomer” finns pilar med division och multiplikationstecken samt beteckningen M respektive NA angivet.

Koppling mellan bild och text

Texten till den första bilden där koppar och svavel är fotograferade beskriver vad bilden föreställer. Vidare står det att det finns lika många atomer av de båda ämnena och massan av ämnena anges. Bilden är placerad längst ner på sidan. I slutet av avsnittet tas ett exempel upp med koppar och svavel, som avbildas på bilden, men det förekommer ingen hänvisning till bilden i texten. Bildtexten till den utökade bilden i teoriavsnittet, där fler ämnen är avbildade, förklarar vilka ämnen som är avbildade samt att det är en mol av varje ämne. Denna bild är placerad längst ner på sidan. I texten tar Engström et al (2005) åter upp ett exempel med svavel och koppar, men det förekommer ingen hänvisning till bilden i texten. Till den sista bilden i avsnittet, med det röda hjärtat i

mitten, är bildtexten följande, ”Bilden ”kemistens hjärta” kan vara till god hjälp vid kemiska beräkningar” (Engström 2005, s. 128). Det förekommer ingen hänvisning till bilden i texten. Bilden är placerad efter den sista texten i avsnittet. Bilderna i läroboken saknar genomgående numreringar. Samtliga bildtexter är skrivna i marginalen av läroboken i anslutning till bilden.

5.2 Några lärares synpunkter på läroböckerna

Den första läraren som använder läroboken Gymnasiekemi A (Andersson 2000) använder boken som läxunderlag. Hon tycker att omfånget i läroboken är tillräckligt. Hon tycker att man dragit ner på ”beräkningsmomentet” i avsnittet som rör molbegreppet och att det borde vara fler övningsexempel. Hon anser att det är nödvändigt för eleverna att ha det. Som det ser ut nu fabricerar hon extrauppgifter själv. Hon tycker att det är en bra lärobok för elever som måste läsa på egen hand, av någon anledning. Vidare tycker hon att marginaltexten är bra samt att aktuella övningsuppgifter är markerade i marginalen. Språket anser hon är OK, även för medeleleven. Hon anser att bilderna i läroboken kompletterar texten lagom mycket. Hon tycker att läroboken som sig bör, riktar sig till den studiemotiverade eleven.

Den andra läraren som använder läroboken Gymnasiekemi A (Andersson 2000) använder läroboken som lektions- och läxunderlag. Hon tycker att omfånget i läroboken är lite väl stort. Hon menar att läroboken försöker täcka mer än läroplanen och det gör att vissa bitar blir översiktligt behandlat. I första hand tänker hon på avsnittet som rör organkemin (som inte ingår i kursplanen för Kemi A). Hon tycker att materialet framställs på ett bra sätt och att sammanfattningarna i marginalen är en bra sak läroboken har. Hon anser att språket i läroboken är bra och att bilderna kompletterar texten i läroboken. Hon menar att läroboken vänder sig till elever med teoretisk inriktning. De flesta elever som går det naturvetenskapliga programmet klarar den bra, men de elever som går det tekniska programmet har svårare för den.

Den lärare som använder läroboken Kemi A (Engström 2005) utgår från temat som tas upp i läroboken och går därefter till teoridelen. Hon tycker läroboken överlag är lite kortfattad. Hon hade gärna sett att läroboken innehållit både grundläggande förklaringar samt varit lite mer förklarande för de mindre duktiga eleverna. Eftersom hon tycker att teoridelen av läroboken är tråkig funderar hon på att byta ut den mot en annan lärobok, men ändå fortsätta använda temadelen av läroboken. Det hon framhåller som det bästa med läroboken (”kanonbra”) är att kunskaperna byggs upp kring olika teman. Hon har inte reflekterat speciellt över språket i läroboken. Hon tycker att bilderna kompletterar texten i läroboken. Hon anser inte att boken vänder sig till de svaga eleverna då det ibland kan behövas mer förklaringar än vad som ges i boken för dem.

6. Diskussion och slutsatser

6.1 Textens struktur

Textens uppbyggnad

Avsnittet om substansmängd är betydligt längre i Gymnasiekemi A (Andersson 2000) jämfört med Kemi A (Engström 2005). Vidare är textens uppbyggnad mer varierad i

Gymnasiekemi A (Andersson 2000) än i Kemi A (Engström 2005) med många definitioner och exempeluppgifter insprängda mellan textavsnitten. Båda läroböckerna använder kursiv stil då nya begrepp ska introduceras samt då ett speciellt ord ska betonas, som inte är ett nyinfört begrepp. Denna mångtydiga användning av kursiv stil är vanlig i läroböcker vilket kan vara förvirrande för läsaren (Melin 1999).

Överskådlighet

I Gymnasiekemi A (Andersson 2000) är det enkelt att enbart läsa en del av texten då det tydligt framgår vad de olika avsnitten handlar om. I Kemi A (Engström 2005) är det svårare att få en överblick över innehållet. I temaavsnittet fås ingen överblick utan att läsa den löpande texten. De båda läroböckerna är fasettordnade, då de olika kapitlen har liknade uppbyggnad, vilket kan bidra till att göra materialet mer överskådligt för eleverna (Selander 1988).

Språket

Texten i båda läroböckerna innehåller många räkneord, vilket är typiskt för kvantitativ vetenskap (Hellspong 2001). Det finns många sammansatta ord i båda texterna, vilket är vanligt inom kemi. Sammansatta ord förekommer i många innehållstunga texter (Hellspong 2001), vilket en lärobok i regel kan klassas som. Att meningarna i

Gymnasiekemi A (Andersson 2000) innehåller relativt få bisatser stämmer väl överens med tidigare studier av läroböcker (Melander 1999). Kemi A (Engström 2005) innehåller något fler bisatser i meningarna. Meningarna i de båda läroböckerna är ofta relativt korta, vilket anses bidra till att göra texten mer tillgänglig för eleven (Lindberg 1985). En typisk mening innehåller omkring tio ord. Språket i läroböcker är ofta koncentrerat och faktamättat (Melander 1999), vilket även stämmer för de två studerade

läroböckerna. Läroböckerna innehåller inte speciellt svåra ord, men som lärare gäller det att kontrollera så att eleverna förstår språket, då lärarens och elevens förståelse för ord i regel skiljer sig åt. Elever förstår ofta färre ord än vad han eller hon själv tror (Wellington 2001). Trots att alltför svåra ord inte förekommer förklarar Andersson et al (2000) och Engström et al (2005) de introducerade begreppen på ett korrekt sätt. En del läroboksförfattare drar sig för att använda svåra ord, vilket ibland kan leda till att felaktiga begrepp skapas (Lindberg 1985). Andersson et al (2000) känns närvarande i texten när de på ett systematiskt sätt går igenom nya begrepp i läroboken. De skriver mycket av texten i vi-form och avser då sig själva som författare alternativt sig själva tillsammans med läsaren. Engström et al (2005) använder endast vi-form en gång, i övrigt använder de pronomenet man. En del gånger riktar de sig direkt till läsaren i du-form. Att rikta sig till mottagaren kan vara ett sätt att skapa engagemang för texten (Ekvall 1999).

6.2 Textens innehåll

Kursplanuppfyllelse

I kursplanen för Kemi A på gymnasiet (Kursplan i Kemi 2000) står som ett av målen efter avslutad kurs att eleven ska kunna tolka, skriva och använda sig av formler för kemiska föreningar och reaktioner. Vidare ska eleven kunna föra stökiometriska resonemang och utföra enkla beräkningar. Avsnittet om substansmängd i de båda läroböckerna berör dessa moment, förutom att kemiska reaktioner inte tas upp, vilket görs längre fram i läroböckerna. Innehållet tas upp betydligt grundligare i

Gymnasiekemi A (Andersson 2000) än i Kemi A (Engström 2005). När man läser texten i Kemi A (Engström 2005) känns det som om man redan innan borde känna till begreppen för att kunna ta till sig den kortfattade texten. I Gymnasiekemi A (Andersson 2000) upplevs ibland innehållet lite väl grundligt beskrivet. Genom att läsa och ta till sig innehållet i var och en av läroböckerna i detta avsnitt borde man som elev kunna uppnå det ovan beskrivna målet. För självstudier borde Gymnasiekemi A (Andersson 2000) vara en mer lämpad bok då Kemi A (Engström 2005) kräver en stor lärarnärvaro som stöd. En av de intervjuade lärarna som använder sig av Gymnasiekemi A (Andersson 2000) framhåller att boken är lämplig för instudering på egen hand.

Att Engström et al (2005) inleder temaavsnittet med hur man har kommit fram till att definiera en mol ur ett historiskt perspektiv passar in i målen att sträva mot i kemiundervisningen. Skolan ska bland annat sträva mot att eleven tillägnar sig kunskap om kemins idéhistoria (Kursplan i Kemi 2000). Vidare stämmer det väl överens med läroplanen då skolan ska sträva mot att eleverna har god insikt i det svenska, nordiska och västerländska kulturarvet (Lpf 94). Att utgå från historik är ett sätt att förankra vetenskapen hos eleverna så de förstår att kunskapen inte är statisk, utan utvecklas (Ekstig 2001). På så sätt kan ett intresse för ämnet möjligtvis väckas hos eleverna. Sjöberg menar att lärare i naturvetenskapliga ämnen ofta har goda ämneskunskaper, medan de inte sätter vetenskapen i ett historiskt och socialt perspektiv (Sjöberg 2000). Ekstig menar också att lärarna behöver mer kunskaper om naturvetenskap i stället för enbart i ämnet (Ekstig 2001). Här kan fortbildning fylla en viktig funktion.

Övningsuppgifter

Om uppgifterna i de båda läroböckerna kombinerats hade ett bättre heltäckande material uppnåtts. Genom att ha mer varierade uppgifter där det inte direkt är givet hur uppgiften ska lösas förmedlar man till eleven att naturvetenskap inte enbart är en samling fakta som inte kan ifrågasättas, vilket många elever anser, utan att det krävs logisk slutledningsförmåga bland annat (Ekstig 2001).

Koppling till övriga samhället och vardagen

Eftersom elever enligt den konstruktivistiska kunskapssynen konstruerar sin egen bild av omvärlden (Andersson 2001, Claesson 2002, Tullberg 1998) är det till stor hjälp för läraren att utgå från verkligheten i undervisningen. Läroboken Kemi A (Engström 2005) utgår från verkligheten och tar därefter upp kemiska begrepp. Avsnittet om substansmängd och mol ingår i ett tema om grundämnen. Eleverna har således läst en del om olika grundämnen, bland annat om några som finns i människokroppen, när de kommer till avsnittet om mol. På så sätt är avsnittet kopplat till verkligheten. I en förklaring i den studerade texten tas en kaffekopp upp som exempel, vilket kan klassas som en koppling till vardagen. Kaffekoppen, ett vardagsföremål, är ett sedan tidigare känt begrepp för eleven och användandet av detta ord kan underlätta för eleven att ta till sig innehållet i texten (Lindberg 1985). Förutom kaffekoppen förekommer inga

kopplingar till vardagen eller samhället i övrigt. Enda undantaget är att molbegreppet förankras i historien, vilket kan anses som en koppling till samhället utanför skolvärlden.

Substansmängd och mol är centrala begrepp inom kemi. De är verktyg att använda och inga fenomen man kan se i omvärlden och därmed utgå ifrån i sin undervisning. Att utgå från omvärlden är annars ett sätt att engagera eleverna i undervisningen (Dimenäs 1996). Eftersom innehållet i de studerade avsnitten mer har karaktären av verktyg är det viktigt att sätta dem i sitt sammanhang. Övningsuppgifter och exempel kan förslagsvis utformas på så sätt att det som efterfrågas är något som kan relateras till elevens vardag eller samhället i övrigt. Genom att knyta an med exempel och uppgifter som eleverna på något sätt kan relatera till, så att de kan utgå från sin förförståelse, kan intresse för undervisningen skapas och de inlärda begreppen få en djupare innebörd (Andersson 2001). En hel del uppgifter kan se ut på ungefär samma sätt som de gör nu om de enbart kompletteras med lite text. Då massa eller substansmängd efterfrågas kan det göras med avseende på ett bestämt föremål. Elevers nyfikenhet på företeelser i vardagslivet kan vara ett sätt att göra undervisningen intressant (Andersson 1989). Andersson et al (2000) inleder avsnittet som handlar om molbegreppet i Gymnasiekemi A med att ge exempel på områden där mätningar och beräkningar görs och därmed substansmängd och relaterade begrepp behövs. Genom att på detta sätt konkretisera innehållet i läroboken kan lärandet underlättas (Lindberg 1985). Annars kan lärobokstexten bidra till ett ytligt läsande och memorerande av lösryckta fakta (Melander 1999).

Överbryggande av kända svårigheter

Kända svårigheter angående molbegreppet behandlas i den teoretiska bakgrunden. Att elever inte ser hur substansmängd och molbegreppet är relaterat till andra naturvetenskapliga begrepp (Tullberg 1998) skulle kunna avhjälpas genom att det i läroboken ges exempel på hur substansmängd och antalet mol används. Andersson et al (2000) gör en ansats i inledningen till kapitlet där det ges exempel på mätningar och beräkningar som görs för att få reda på blandningars sammansättning. Vidare föreslår Andersson et al (2000) att kapitlet som rör substansmängd etc. med fördel kan delas upp och tas upp i samband med andra kapitel och laborationer. På detta sätt kan molbegreppet relateras till andra naturvetenskapliga begrepp. Engström et al (2005)

motiverar först i andra stycket av teoridelen varför man ska lära sig om substansmängd etc. Engström et al (2005) inleder istället med hur man tänker när man räknar med mol. I de båda läroböckerna används mängd enbart i det sammansatta ordet substansmängd. Undersökningar har visat att elever även använder begreppet mängd för att beteckna volym, antal och massa (Lybeck 1985). Som lärare har man en viktig uppgift i att se till att eleverna använder begreppen rätt. De två läroböckerna bidrar till att underlätta detta eftersom uttrycket mängd konsekvent enbart används i begreppet substansmängd. Vidare använder sig båda läroböckerna enbart av SI-definitionen av substansmängd med enheten en mol. Som lärare är det viktigt att använda de korrekta definitionerna. I slutet av 1980-talet använde sig en majoritet av lärarna i en undersökning inte av SI-definitionen (Strömdahl 1996).

Som beskrevs i den teoretiska bakgrunden är i regel övergången mellan atommassa och molmassa oklar i läroböcker (Lybeck 1985). Andersson et al (2000) går igenom de olika begrepp som behövs noggrant, men vid övergången från atom- och formelmassa till molmassa blir det svårförståeligt. I Gymnasiekemi A (Andersson 2000) verkar det mer som det är en slump att molmassan (med enheten g/mol) för ett ämne har samma mätetal som atom- eller formelmassan (med enheten u, den universella massenheten) och inte att antalet som innefattas i en mol har definierats så att det ska bli så. I Kemi A (Engström 2005) beskrivs bakgrunden till hur en mol definieras i temadelen och på så sätt förstår man bättre varför en mol motsvarar det antal den gör. Vidare står det hur många gram som ett u motsvarar, vilket också kan öka kopplingen mellan begreppen atommassa och molmassa. Det beskrivs dock i löpande text i slutet av temadelen, så en fara kan vara att elever inte läser det så noggrant. Tabeller för atommassor finns i båda läroböckerna, men tabeller för molmassor saknas. Andersson et al (2000) skriver i texten i läroboken att det finns en tabell över atommassor och att den kan användas då molmassor ska beräknas. I Kemi A (Engström 2005) saknas det hänvisning i läroboken till tabellen. Om Andersson et al (2000) tydligare tagit upp varför en mol motsvarar det antal som den gör, så det inte framställs som en slump, samt tagit upp hur många gram ett u motsvarar hade de överbryggt svårigheter som kan uppstå då molbegreppet introduceras på ett adekvat sätt. Innehållet i Kemi A (Engström 2005) är korrekt, men eventuellt för kortfattat för att eleverna ska ta det till sig och därmed överbrygga svårigheterna på ett tillfredställande sätt.