Malmö högskola
Lärarutbildningen
Natur, Miljö, Samhälle
Examensarbete
15 högskolepoäng
Integrera Naturkunskap med Idrott och
hälsa i gymnasieskolan
Integrate Science with Physical Education and Health
Maria Närstad
Lärarexamen 270 hp
Naturvetenskap och lärande 2009-01-16
Examinator: Jesper Sjöström Handledare: Mats Areskoug
Sammanfattning/Abstract
Intresset för naturvetenskapen sjunker allt mer bland elever. Övergripande syfte med detta arbete är att öka intresse och förståelse för naturvetenskapen genom att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa på gymnasiet. Med hjälp av intervjuer undersöktes möjligheterna av att kunna integrera ämnena och vad lärare och elever ansåg om det. Resultatet visar att eleverna anser Naturkunskap vara ganska ointressant och svårt, däremot ses Idrott och hälsa som roligt och lätt. Både lärare och elever är överlag positiva till att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa och ser det som ett bra sätt för att öka intresse och förståelse för naturvetenskapen. Baserat på undersökningen utarbetades en undervisningssekvens kring energibegreppet som också presenteras i arbetet.
Nyckelord: energi, förståelse, gymnasieskola, Idrott och hälsa, integrering, intresse, Naturkunskap, undervisning, undervisningssekvens
Innehållsförteckning
Innehållsförteckning ...5
1. Inledning ...7
2. Syfte och frågeställningar ...8
Frågeställningar: ...8
3. Teoretisk bakgrund ...10
Vad säger styrdokumenten?...10
Resultat från undersökningar kring elevattityder...11
Lärande utifrån ett konstruktivistiskt förhållningssätt ...11
Vad innebär integrering?...13
Energibegreppet: Vad är energi? ...14
Energiformer ...14
Energiomvandlingar och energikvalitet...15
Kroppen och energi...16
Varifrån får kroppen sin energi till arbete och hur kan man mäta den? ...16
Energiomsättning hos en vilande person ...17
Energiomsättning hos en arbetande person...17
4. Metod ...18
Procedur och urval ...18
Datainsamling ...18
Forskningsetik...19
Kritik mot vald metod...20
5. Resultat och analys ...21
Lärarintervjuer ...21
Elevintervjuer...24
6. Diskussion och slutsats ...27
7. Utveckling av undervisningssekvens...31
Förslag till övningar i undervisningen kring energibegreppet...32
Sammanfattning av de sex övningarna ...38
8. Slutord...39
1. Inledning
Enligt skolverkets ”Attityder till skolan 2003”, anser eleverna att de naturvetenskapliga ämnena varken är roliga eller viktiga. Endast 34 procent av eleverna tycker att det är viktigt att uppnå goda kunskaper och färdigheter i naturvetenskapliga ämnen, vilket är en minskning jämfört med år 1997 då andelen var 44 procent. Idrott och hälsa anses däremot som roligast men inte som viktigast (Skolverket 2004 a). Eftersom jag själv har upplevt ointresserade och oengagerade elever ser jag en chans som blivande lärare i Naturkunskap och Idrott & hälsa att försöka integrera mina ämnen. Jag vill med detta arbete undersöka möjligheterna att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa på gymnasiet, för att öka intresse och förståelse för naturvetenskapen. Jag fann energibegreppet som en länk mellan ämnena och producerade därför en undervisningssekvens med sex övningar kring begreppet. Energi är ett begrepp som tydligt står skrivet i kursplanen för Naturkunskap A ”Eleven skall ha kunskaper om energiomvandlingar och energiformer samt begreppet energikvalitet” (Skolverket 1994 a). Eftersom energi är ett brett fysikaliskt begrepp med många betydelser blir det oftast svårt för eleverna. Samtidigt är det ett begrepp som enkelt kan kopplas ihop med hur vår kropp fungerar. Därför är min tanke att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa i undervisningen kring energibegreppet. Jag hittar följande kursmål för Idrott och hälsa A ”Eleven skall ha kunskap om hur den egna kroppen fungerar i arbete och vila” (Skolverket 1994 a). Idag, men också i framtiden, kommer energi- och hälsofrågor vara väldigt aktuella såsom strävan efter en hållbar utveckling där energisnåla alternativ i samhället är i fokus och fetma. Vi blir allt fetare, letar ihärdigt efter miljövänliga alternativ att framställa energi på samtidigt som vi försöker hindra den ökande växthuseffekten. För att eleverna skall kunna vara med i diskussionerna och ta ställning i en allt mer angelägen miljö- och klimatpolitik måste de kunna behärska vissa naturvetenskapliga begrepp och samband (Areskoug och Eliasson 2007 s. 327).
2. Syfte och frågeställningar
Syftet med arbetet är att undersöka möjligheterna att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa samt att undersöka lärares och elevers syn på integreringen. Ett övergripande syfte för hela arbetet är också att försöka öka intresset för naturvetenskap och förståelsen för naturvetenskapliga begrepp hos eleverna.
Frågeställningar:
1. Vad anser lärare på ett idrottsprogram om att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa och hur arbetar de med integreringen?
2. Vad anser elever på ett idrottsprogram om Naturkunskap och Idrott och hälsa och om att integrera ämnena?
Ytterligare en fråga som jag vill undersöka är:
På vilket sätt går det att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa i undervisning kring energibegreppet?
3. Teoretisk bakgrund
Här presenterar jag bakomliggande litteratur till mina frågeställningar.
Vad säger styrdokumenten?
När man läser ämnesbeskrivningarna (Skolverket 1994 a) för Naturkunskap och Idrott & hälsa finner man ganska snart beröringspunkter; bland annat kroppens funktion som kan ses som en utgångspunkt vid en integration mellan ämnena. Naturkunskap ”behandlar människans biologiska, fysikaliska och kemiska vardag samt organismens byggnad och funktion”. ”Även betydelsen av en hälsofrämjande livsstil ingår i kursen…” I ämnet Idrott och hälsa ”ingår kunskaper om hur kroppen fungerar i arbete och vila samt om kost, motion och ergonomi”. Under kursen Idrott och hälsa A finner man många mål som handlar om kroppen och dess välmående och framförallt målet att eleven skall ”ha kunskap om hur den egna kroppen fungerar i arbete och vila”. I Idrott och hälsa B finns det mål som kräver en fördjupad kunskap och att eleven själv ska kunna ta ansvar för och diskutera sin träning. Man finner exempelvis följande kursmål, eleven skall ”ha kunskap om och erfarenhet av fysiologiska och psykologiska effekter av olika former av träning”. Även läroplanen för skolans frivilliga skolformer har ett tydligt mål att uppnå, att ge gymnasieeleverna ”kunskaper om förutsättningarna för en god hälsa” (Skolverket 1994 a).
Delen människokroppen ligger under Naturkunskap B. Det är också där man finner flest kursmål som berör organismens uppbyggnad och hälsa. Det finns också ett mål som säger att eleven ska ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp”. Ett exempel på ett fysikaliskt begrepp är energi och under Naturkunskap A finner man följande: eleverna skall ”ha kunskaper om energiomvandlingar och energiformer samt begreppet energikvalitet” (Skolverket 1994 a). Energibegreppet är därför väldigt centralt i ämnet Naturkunskap. Detta leder fram till den sista frågeställningen, ”På vilket sätt går det att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa i undervisningen kring energibegreppet”?
Resultat från undersökningar kring elevattityder
Enligt flera undersökningar är eleverna överens om att naturvetenskap är viktigt och användbart för andra, men inte för dem själva. De saknar intresse för naturvetenskapen i skolan och längst ner på intresselistan finns kemi. Eleverna tycker NO -lektionerna i skolan är tråkiga, svåra och saknar vardagsanknytning. De eftersträvar diskussioner, variation och utmaningar (Lindahl 2003; Osborne, Collins 2001; Simon 2000). Enligt en TIMSS -undersökning harSverige nu en lika stor andel elever med mycket låga resultat i naturvetenskap som generellt inom OECD. I naturvetenskap har nedgången under året 2007 varit större och resultaten tyder inte på att den tidigare nedgången skulle vara på väg att bromsas upp (TIMSS 2007). Elevers självuppfattning och intresse i naturvetenskap är starkt kopplad till deras prestationsförmåga i naturvetenskap. I Sverige presterar de elever med lägst intresse också sämre i undersökningar jämförelsevis med de elever som är mest intresserade.
Vad det gäller det allmänna intresset för naturvetenskap finns det inga generella skillnader mellan pojkar och flickor (PISA 2006).
Sjöberg (2005) beskriver dagens ungdom som ”homo zapiens”. Ungdomarna är otåliga och har svårt för att koncentrera sig en längre stund. När de känner att det inte är roligt eller motiverande längre går de vidare till någonting annat. Han menar att ungdomarna i dagens samhälle har så många val i livet (kanaler) så att om de vet att det finns något mer intressant på en annan kanal väljer de den kanalen istället (zappar). Ungdomarnas val, enligt Sjöberg, bygger framförallt på attityder och intressen, värderingar och motivation. ”All bra undervisning måste bygga på elevernas erfarenheter och intresse” (Sjöberg 2005 s. 378)
Lärande utifrån ett konstruktivistiskt förhållningssätt
Läraren undervisar ofta genom att låta eleverna lyssna, skriva av, läsa texter och svara på frågor. Undervisningen bygger på en empiristisk syn på kunskap och lärandet leder inte till någon djupare förståelse, utan istället till utantillkunskaper (Dimenäs, Sträng Haraldsson 1996). Eleven lär sig fakta utan att egentligen förstå den vetenskapliga förklaringsmodellen och fortsätter därför att ha kvar sin ursprungliga vardagskunskap (Dimenäs, Sträng Haraldsson 1996 s. 49).
Den konstruktivistiska modellen har sin grund i Piagets, Vygotskys och Bruners kunskapsteorier (Dimenäs, Sträng Haraldsson 1996 s. 42). För att komma fram till en konstruktivistisk kunskapsmodell behöver eleven utveckla sin vetenskapliga förståelse utifrån sin vardagskunskap. Andersson och Bach (1995) ger förlag på fyra steg i en undervisning, för att få eleven att utveckla begrepp:
1. Elevernas egna föreställningar inom området tas upp, diskuteras och utmanas. Det skapar en osäkerhet i det egna sättet att tänka samtidigt som det uppstår nyfikenhet och engagemang från eleven.
2. Begreppsintroduktioner och diskussioner gör det möjligt för eleven att börja omstrukturera, modifiera och utvidga sina tankar och föreställningar.
3. Genom att prova och öva nya begrepp på många olika sätt i olika situationer kan eleven alltmer lita på den vetenskapliga förklaringen.
4. Eleven får jämföra nya mot gamla föreställningar för att titta på och reflektera över skillnader.
Enligt en lärare, som provade modellen i ett forskningsprojekt, uppnådde eleverna betydligt bättre resultat än i den nationella utvärderingen. Undervisningen krävde dock dubbelt så lång tid mot den traditionella undervisningsmetoden (Andersson och Bach 1995). Ekstig (2002) ger i sin bok ”Naturen, naturvetenskapen och lärandet” exempel på en förklaringsmodell som består av ett motexempel till vardagskunskapen, ett modellexempel och även en vetenskaplig förklaring. Han menar att en fråga kan ställas och besvaras på många olika sätt och det är därför viktigt för läraren att kunna se begrepp ur många olika synvinklar.
Vid inledandet av ett nytt ämnesområde eller begrepp menar författarna, Areskoug och Eliasson (2007), att det kan vara bra och låta eleverna själva få komma fram till vad de redan vet om ämnet (vardagskunskap). När eleverna blir medvetna om sin förförståelse upptäcker de ofta att den nya kunskapen inte riktigt överensstämmer med den gamla. Om eleven aktivt tar ställning för att lära sig ny kunskap är det mera sannolikt att den blir bestående. Författarna anser att på grund av naturvetenskapens försök att finna gemensamma beskrivningar och generella förklaringsmodeller till fenomen i naturen riskerar ämnet bli abstrakt och oengagerade för många studenter och elever. För att naturvetenskaperna skall upplevas som mer intressant för eleverna måste de sättas in i ett sammanhang (Areskoug och Eliasson 2007 s. 329).
Problembaserade eller tematiska studier kan vara en lösning, menar de. Engagerande frågor ställs då med hjälp av praktiskt arbete och genom begrepp och metoder undersöks samband i naturvetenskapen problembaserat.
Vad innebär integrering?
”Med integration menas, när det gäller undervisning och lärande om världen, att sammanfoga skilda delar till ett helt” (Skolverket 1994 b s. 161).
Det finns många olika grundformer för integration som till exempel rumsintegration eller orsaksintegration (Skolverket 1994 b). En slags komplex form av integration är en teoriintegration, som kan presenteras i ett konsekvensschema eller i en orsaksväv. Om man gör ett så kallat orienteringsmönster kan man visa eleverna hur delar, som de kanske själva inte reflekterat över, hänger ihop och har ett samband står det i skolverkets rapport 69 (Skolverket 1994 b s. 163).
Ett orienteringsmönster sätter ihop många kunskapsdelar till mönster och hjälper eleven att orientera sig i omvärlden. För att skapa ett orienteringsmönster kräver det en hel del kunskap, men eleverna behöver inte ha full förståelse för alla delar för att kunna integrera till en helhet, menar Skolverket. Det fodras däremot en hel del ämneskunnande och vardagskunskap för att kunna byggas på ett stabilt sätt. Det finns också begränsningar vad gäller integration och en sådan är betygssättningen som separerar ämnena åt (Skolverket 1994 b). Novak 1998 skriver i sin bok ”Learning, creating and using knowledge” att meningsfullt lärande uppnås när den som lär väljer att sammanföra ny kunskap med kunskap som den redan har. Han skriver också att utmaningen i undervisning är att försöka integrera i en mängd olika kontexter. Novak fann att ”concept maps” (begreppskartor) var ett bra sätt vid organisation och strukturering av en lektion och en hjälp för elever att finna huvudbegrepp och teorier. Begreppskartor hjälpte eleverna i deras lärande och var ett användbart hjälpmedel för
Energibegreppet: Vad är energi?
Energos kommer från grekiskan och betyder något i stil med verksamhet eller
handlingskraft. Den korrekta definitionen av energi bygger också på arbetsbegreppet och enheten Joule, som är såväl enhet för både arbete och energi (Lenskjoer & Aagren Nielsen 1999). Enligt Nationalencyklopedin är energi en:
”inneboende (god) förmåga att åstadkomma direkta handlingar eller påtagliga resultat”. Eller
”ett abstrakt begrepp, inte en materiell vara. Begreppet går tillbaka åtminstone till Galilei på 1600-talet, men först på 1800-talet utvecklades det så att det kunde förklara en rad egenskaper hos naturen, bl.a.” sambanden mellan arbete, värme och rörelse”(www.ne.se 2008-12-10)
Areskoug och Eliasson skriver att ur ett kunskapsteoretiskt perspektiv är energi ”ett begrepp som människan konstruerat för att beskriva skeenden i natur, samhälle och teknik” (Areskoug och Eliasson 2007 s. 325). Energi är ett grundläggande begrepp inom fysiken som är svårt att definiera på ett generellt sätt. Däremot menar författarna att man kan definiera energins olika former genom att ange vilka faktorer som påverkar energiformen och genom att ange exakt hur man kan beräkna de olika energiformerna (Areskoug och Eliasson 2007). Energi kan aldrig nyskapas eller förstöras utan den omvandlas från en form till en annan. När vi ”använder oss av energi” omvandlar vi alltså bara energin från en form till en annan. De flesta människor har utifrån vardagliga erfarenheter en uppfattning om begreppet energi. Precis som med andra varor, köper vi och förbrukar vi energi. Vi köper energi från elkablar och på bensinmacken, vi köper batterier till våra mp3- spelare och vi köper matvaror. Därför blir vi hela tiden påminda om vår energianvändning (Lenskjoer & Aagren Nielsen 1999).
Energiformer
Inom naturvetenskapen brukar man tala om sju energiformer: rörelse- respektive lägesenergi som tillsammans kallas för mekanisk energi, elektrisk energi, kemisk energi, kärnenergi, strålningsenergi och termisk energi (Areskoug och Eliasson 2007 s. 61).
Det krävs arbete för att kunna sätta föremål i rörelse; föremålen sägs då ha rörelseenergi eller kinetisk energi. När ett föremål ökar sin höjd i tyngdkraftfältet, till exempel en person som hoppar höjdhopp eller en bergsbestigare som bestiger ett berg
är det exempel på en ökning av lägesenergin (potentiell energi). Den energin är lagrad och kan eventuellt utnyttjas vid utförandet av ett arbete (Lenskjoer & Aagren Nielsen 1999). Elektrisk energi uppnås när det finns en skillnad mellan plus- och minusladdningar, ett exempel på en permanent laddningsskillnad är ett batteri. I vår kropp sker dagligen kemiska reaktioner. När två föremål reagerar kemiskt, kan det krävas energi som till exempel i växternas fotosyntes: 6CO2 + 6H2O+ energi →
C6H12O6 + 6O2. Man säger att det är lagrad (kemisk) energi i glukosmolekylen.
Energin kan också frigöras från ämnet vid förbränning till exempel genom cellandningen i mitokondrierna: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O+ energi. Maten
representerar bränslet med den kemiska energin, som eventuellt kan omsättas i kroppen. Vissa tunga atomkärnor kan spjälkas (fissionsprocess) under frigörelse av energi. Även vid sammansmältning (fusion) av lätta atomkärnor kan energi frigöras (Lenskjoer & Aagren Nielsen 1999).
Alla ämnen utsänder energi i from av elektromagnetisk strålning. Solen, med dess cirka 5500 grader Celsius, utsänder elektromagnetisk strålning. Cirka hälften av denna strålningsenergi ligger i det synliga våglängdsområdet. Den mänskliga kroppen utsänder också strålningsenergi, men den är inte synlig. Samtidigt absorberar den hela tiden strålningsenergi från omgivningen. Då alla molekyler och atomer i ett ämne är i rörelse, har ämnet rörelseenergi (kinetisk energi) men också potentiell energi från krafter mellan atomer och molekyler. Denna energi kallas för ämnets termiska energi eller inre energi. Ofta är man intresserad av att veta hur mycket energi som omsätts per tidsenhet. Den fysiska storheten kallas effekt och den är definierad som: Effekt = Omsatt energi per tidsenhet. SI- enheten för denna storhet är Joule/sekund, som också kallas Watt, W (Lenskjoer & Aagren Nielsen 1999).
Energiomvandlingar och energikvalitet
En energiform kan omvandlas till en annan, men alla energiomvandlingar är inte möjliga. Till exempel kan rörelseenergi (kinetisk energi) omvandlas helt till lägesenergi (potentiell energi) medan kemisk energi bara kan omvandlas delvis till rörelseenergi. Energin går dock inte förlorad utan den resterande delen av energin omvandlas nästan alltid till termisk energi (värme). Om man beräknar energin före
före och efter, medan termodynamikens andra huvudsats istället pekar ut riktningen för en möjlig energiomvandling. Varje spontan process ökar oordningen och energikvaliteten minskar (Areskoug och Eliasson 2007).
Energikvalitet är ett mått på hur mångsidigt användbar energin är. Vissa former av energi har hög energikvalitet, det vill säga kan omvandlas till många andra energiformer och är användbara på flera sätt. Andra energiformer kan bara genomgå vissa omvandlingar; de är mindre användbara och har lägre energikvalitet. Energihushållning handlar om att använda rätt kvantitet och kvalitet för det ändamål man är ute efter vare sig det handlar om att värma upp ett hus eller om man ska prestera i en idrott (Areskoug och Eliasson 2007).
Kroppen och energi
Lenskjoer och Aagren, Nielsen skriver i sin bok ”Krop & Energi” att det är svårt att beskriva kroppens funktion utan att samtidigt beskriva energiflödena. De skriver också att det är orimligt att lära sig om begreppet energi, om det är lösryckt från oss själva, den egna kroppen. De menar att man kan lära sig mycket om energi med utgångspunkt från kroppen och tvärtom. Vår kropp kan ses som ett arbetsredskap och den har ett visst energibehov. I gengäld ger den ifrån sig energi i arbetsprocessen. I genomsnitt har en kvinna mellan 15-18 år (gymnasiet) som väger cirka 54 kilo en energiomsättning på 8,8 MJ per dygn. En man i samma ålder (gymnasiet) som väger 61 kilo har en energiomsättning på 12,6 MJ per dygn. Människokroppen ger ifrån sig värme och är normalt också varmare än dess omgivning. I vår kropp sker det hela tiden processer för att hålla oss vid liv; till exempel behöver vi andas och hjärtat pumpar ut blod. Dessa processer ger värme i olika former (Lenskjoer & Aagren Nielsen 1999).
Varifrån får kroppen sin energi till arbete och hur kan man mäta
den?
Energi till kroppens muskelarbete kommer från maten. Kroppen behöver tillförsel av diverse energigivande ämnen som fett, kolhydrater och protein men även andra ämnen som vatten, kalk och vitaminer för att kunna fungera.
- Näringsämnen som är utan energiinnehåll, men som är väsentliga för kroppens funktion
- De energigivande näringsämnena De energigivande ämnena innehåller per gram: Kolhydrater: 17 kJ = 4,1 kcal
Fett: 38 kJ = 9,4 kcal Protein: ca 17 kJ = 4,1 kcal
(Lenskjoer & Aagren Nielsen 1999; Wilmore & Costill 2004 s. 121).
Energiomsättning hos en vilande person
Även om kroppen inte utför något fysiskt muskelarbete omsätter den ändå energi. Cellerna behöver energi för att kunna fungera även om vi vilar, till exempel hjärnans celler eller hjärtats muskelceller. Bortsett från den lilla del som går till uppbyggnad av nya celler, kommer alla dessa energiomsättningar från kemisk energi till andra former i sista steget att ge en värmeutveckling i kroppen. Kroppen har en inre temperatur på cirka 37 grader Celsius och det är just denna värmeproduktion som ser till att kroppen håller den temperaturen. I vilotillstånd omsätter kroppen cirka 80 Joule varje sekund för att upprätthålla livsprocesserna (Lenskjoer & Aagren Nielsen 1999). En persons BMR (Basal, Metabolic, Rate) innebär den lägsta graden av kroppsomsättning eller energianvändning för upprätthållande av liv (Wilmore & Costill 2004 s. 139). Människan avger inte bara energi via värmeledning, värmeströmning och värmestrålning utan också via avdunstning (förångning) av vatten (från hud, genom kläder och via andedräkten). Viloeffekten blir alltså större om man räknar med alla delar än om man bara räknar med värmeeffekten (Lenskjoer & Aagren Nielsen 1999).
Energiomsättning hos en arbetande person
När kroppen ska gå från vilande tillstånd till att göra ett yttre muskelarbete resulterar det i många förändringar. Till exempel ökar hjärtfrekvensen, blodmängden per hjärtslag, andetagsfrekvensen och mängden luft per andetag. Det beror på att det ökade muskelarbetet kräver en ökad energiomsättning och därmed måste det transporteras mer syre till musklerna (Lenskjoer & Aagren Nielsen 1999). Vid regelbunden träning blir kroppen alltmer effektiv och kan använda sina resurser
4. Metod
Här presenterar jag hur jag gick till väga när jag samlade in mitt material och varför jag valde just den metoden.
Procedur och urval
Jag kontaktade en gymnasieskola med samhällsvetenskapliga program där man höll på att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa. Under en vecka var jag och besökte skolan för att intervjua lärare och elever. Undersökningen utfördes på två lärare och arton av deras elever i två klasser på skolan. Den ena läraren undervisade i ämnet Naturkunskap och den andra i ämnet Idrott & hälsa. Lärarna ingick i lärarlaget Idrott som innebar att de undervisade i de två idrottsklasserna på skolan. Läraren i Naturkunskap valdes ut eftersom han arbetade med att försöka ta tillvara elevernas idrottsintresse i sin undervisning, genom att på olika sätt integrera ämnena. Läraren i Idrott & hälsa valdes ut för sin undervisning i de integrerade lokala kurserna som Träningslära och Natur & friluftsliv för idrottseleverna. Eleverna gick sitt sista år på ett samhällsprogram med inriktning idrott. Vid intervjutillfället delades eleverna slumpmässigt upp i grupper om tre eller fyra med det enda kravet att båda könen var representerade. Eftersom killarna var överrepresenterade i de båda klasserna resulterade det i att tolv killar och sex tjejer blev intervjuade. Jag valde att intervjua treorna för att kunna få så uttömmande svar som möjligt och eftersom det endast fanns två idrottsklasser på skolan var urvalet relativt litet.
Datainsamling
Detta är en kvalitativ studie gjord på intervjuer (Patel 2003; Johansson & Svedner 2006). Jag valde att göra en kvalitativ undersökning eftersom jag dels ville ta reda på hur undervisningen vid integreringen gick till, dels hur lärare och elever upplevde det. Intervjuerna spelades in med hjälp av diktafon och var semistrukturerade, på så sätt att jag hade i förväg skrivit ner frågor med eventuella följdfrågor. I en kvalitativ intervju enligt Johansson och Svedner (2006) är frågeområderna förutbestämda men frågorna kan variera. Alltefter intervjun fortskred reviderade jag mina frågor beroende på svaren från respondenterna. Intervjuerna, se bilaga 1 och 2, var ostandardiserade, vilket innebar att respondenten hade fullt utrymme att svara och de avslutades med respondenternas egna kommentarer och tillägg (Patel 2003 s. 72).
Lärarintervjuerna, bilaga 1, började med en fråga som skulle vara någorlunda enkel,
”Vad gör du för att skapa och bibehålla ett intresse för naturvetenskapen respektive Idrott och hälsa?” Frågan låg till grund för vidare frågor och till mitt övergripande syfte. Elevintervjuerna skulle belysa mitt övergripande syfte. Eleverna gav svar på alla mina tre frågeställningar om hur undervisningen med en integration mellan Naturkunskap och Idrott och hälsa uppfattades och hur den kunde utvecklas. Innan och under intervjuerna lät jag eleverna fylla i en attitydenkät som behandlade frågor kring ämnena Naturkunskap och Idrott & hälsa, se bilaga 3. Den innehöll två enkla frågor som låg till grund för andra frågor och diskussionen i intervjun (Patel 2003). Eleverna fick ta ställning till hur väl ett påstående som till exempel, ”intressant” och ”aktuellt”, stämde överens med respektive ämne. Enkäten samlades sedan in och sammanställdes i två diagram. Nedan presenteras intervjufrågor med lärare och elever i förhållande till mina två frågeställningar.
Frågeställning 1:
Vad anser lärare på ett idrottsprogram om att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa och hur arbetar de med integreringen?
På vilket sätt integrerar du Naturkunskap och Idrott och hälsa? Hur ser organisationen ut vid integrationen mellan de båda ämnena?
Vad ser du för positiva/negativa aspekter med att integrera Naturkunskap och idrott och hälsa?
Frågeställning 2:
Vad anser elever på ett idrottsprogram om Naturkunskap och Idrott och hälsa och om att integrera ämnena?
Vad anser du om ämnet Naturkunskap i skolan (attitydenkät) Vad anser du om ämnet Idrott och hälsa i skolan (attitydenkät)
Vad ser du för positiva/negativa aspekter med att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa?
skulle gå till. Alla intervjuer slutade med egna tillägg och kommentarer från de intervjuade (Patel 2003; Johansson & Svedner 2006). Intervjuerna såg olika ut beroende på om det var en lärare eller en elev på skolan som intervjuades, men också beroende på vilken lärare som intervjuades. Lärarna fick givetvis frågor som mer berörde deras respektive ämne för att kunna få så fullständiga svar som möjligt. För att skapa en sorts relation till eleverna initierades varje intervju med en kort diskussion kring vilka idrotter de ägnade sig åt på fritiden. Detta för att erhålla så uttömmande och sanningsenliga svar som möjligt. Elevernas intervjuer var kortare, innehöll fler följdfrågor och speglingar för att uppmuntra eleverna och minimera risken för missförstånd. För att öka tryggheten hos eleverna gjordes intervjuerna i grupper om tre eller fyra. Eftersom eleverna var myndiga krävdes inga föräldramedgivanden (Johansson & Svedner 2006).
Kritik mot vald metod
Enkäter kan ge en bred men ganska ytlig information därför valde jag att istället intervjua lärarna och eleverna. Enkäter kan dessutom vara svåra att konstruera och bearbeta (Johansson & Svedner 2006 s. 30) Vad som kunde ha gett en felaktig eller missvisande bild, enligt läraren, skulle vara att vissa svaga elever såg sin chans att slippa en lektion i Naturkunskap för att bli intervjuade. Det kan ha gjort att validiteten (Johansson & Svedner 2006 s. 108) minskat något eftersom det inte gav en sann bild av det jag ville undersöka. Eftersom jag var okänd för eleverna och intervjuerna gjordes i grupp fanns det en risk att eleverna inte svarade sanningsenligt. Intervjuerna reviderades alltefter vilka svar jag fick och vissa ord, som till exempel utmaning, kunde ha olika betydelser för olika elever. Därför kan reliabiliteten som innebär hur väl resultaten kommer att stämma överens vid upprepade mätningar (Johansson & Svedner 2006 s. 108), ha minskat något. Eftersom det endast fanns en lärare i Naturkunskap och en lärare i Idrott och hälsa som arbetade med att integrera ämnena fanns det ingen möjlighet att intervjua fler lärare på skolan, det kan också ha gjort att reliabiliteten minskat. De av mig utvecklade övningarna kring energibegreppet baserades på vad lärarna sade i intervjuerna. På grund av julledighet kunde jag dock inte få kommentarer på övningarna av de intervjuade lärarna.
5. Resultat och analys
Här redovisas resultaten från intervjuerna av lärarna samt eleverna enligt frågemall (bilaga 1-3). Därefter kommer en diskussion och analys kring intervjuerna. Under rubriken ”Utveckling av undervisningssekvens” presenteras mina sex övningar med syfte att ligga som en grund för undervisningen kring energibegreppet.
Lärarintervjuer
Vad gör du för att skapa och bibehålla ett intresse för naturvetenskapen respektive Idrott och hälsa?
Läraren i Naturkunskap försökte skapa och bibehålla ett intresse för naturvetenskapen genom att lägga undervisningen på en individnivå och koppla det till intresse och framtidsbilder. Just nu försökte han att koppla så mycket som möjligt till elevernas idrott; han kallade det att färga in idrotten i naturkunskapen. Då märkte han en skillnad, de blev mer intresserade och jobbade hårdare. Läraren i Idrott och hälsa svarade att han brukade ha väldigt varierade lektioner. Han menade att en teoridel, som gav svar på varför man behövde ägna sig åt fysisk aktivitet, kunde skapa och främst upprätthålla ett intresse för Idrott och hälsa. En annan sak som han menade skapade och bibehöll ett intresse för ämnet var att klassen umgicks och tränade fysiskt på hans timmar. Han menade att endast prata om hur och att man ska träna inte ger så mycket. Han ansåg också att eleverna fick mycket information kring kost och träning från massmedia.
Vad gör du för att öka förståelse för naturvetenskapliga begrepp som t.ex. energi och kraft?
Läraren i Naturkunskap började undervisa om cellens byggnad och funktion första terminen på idrottsprogrammet. De fysiologiska processerna med energiflöderna brukade läras ut med en schematisk bild där eleverna själva fick fylla i namnen (ämnena) på bilden. Energin i miljön var ett eget kapitel, kanske på bekostnad av fortplantning och evolution, berättade Läraren. Han menade att det var viktigt att jobba med ett helhetsperspektiv och brukade därför använda sig av så kallade "mind- maps". ”De är inte nollställda när de kommer till gymnasiet utan man måste ta tillvara på den kunskapen de kommer med, göra dem medvetna på vilken stil de lär sig bäst
brukade ha i bakhuvudet när han planerade sin undervisning. Med en integrering hjälpte man eleverna upp i instuderingsspiralen, menade han. Läraren i idrott och hälsa undervisade inte mycket om cellen, energi och kraft och på sina lektioner, eftersom han visste att naturkunskapen tog upp de begreppen. Han undervisade istället om allting som handlade om rörelseapparaten.
På vilka sätt integrerar du Naturkunskap med Idrott och hälsa?
Första terminen undervisade läraren i Naturkunskap i fysiologi och läraren i Idrott och hälsa i kursen Träningslära. I naturkunskapen tog läraren upp om cellen och organ som njurar och så vidare. I Träningslära undervisades eleverna om hjärtat, syreupptagningsförmåga, kondition och hur man tränar. Läraren i Naturkunskap menade dock att integrationen kunde bli mycket bättre i fysiologin. I kursen Natur och friluftsliv A följde han med ut och paddlade kanot tillsammans med elever och lärare i Idrott och hälsa. Då fick eleverna lära sig om ekologi och göra ett litet ekosystem. Läraren hade också följt med på en resa till fjällen med elever och lärare i Idrott & hälsa och då undervisat i geologi. I miljöundervisningen valde eleverna en valfri idrott för att skriva om dess miljöpåverkan. I delen om organisk kemi försökte han titta på hälsobiten med vitaminer, fett och så vidare, men han erkände även där att näringsläran som de hade i Idrott och hälsa kunde integreras ännu bättre med Naturkunskap. Idrottsläraren berättade att till följd av färre idrottslektioner blev det mindre teori. Träningslära, Natur & friluftsliv och ledarskap var de kurserna som han gick igenom mest teori i. Integration med Naturkunskap fanns inte alls tidigare utan det hade kommit till genom idrottsprogrammet och att läraren i Naturkunskap hade knutits till arbetslaget.
Hur ser organisationen ut vid integrationen mellan de båda ämnena? Varje måndag var det arbetslagsmöte. Då träffades bland annat arbetslaget idrott, som innebar att en naturkunskapslärare, en religionslärare, en samhällskunskapslärare och flera idrottslärare planerade. De hade en schemaläggare på skolan som läraren i Naturkunskap hela tiden diskuterade med, eftersom det var mycket som skulle stämma. Bland annat blocklade schemaläggaren kursen Träningslära och Naturkunskap för att lektionerna skulle hamna vid varandra. När jag frågade om bedömning och betyg svarade han att varje lärare bedömde sitt eget ämne och att eleverna fick ta del av bedömningskriterierna.
Vad ser du för positiva/negativa aspekter med att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa?
Läraren i Naturkunskap ansåg att med integration blev det en större helhetssyn och bättre förståelse hos eleverna. Han försökte integrera där han ansåg att det passade, men att naturkunskapen ibland kunde komma i skymundan vid en integrering. Läraren menade att med integrering blev det en bättre gemenskap och samarbete mellan lärarna på skolan eftersom, ”det blir ett team kring eleven”. Vad som kunde vara svårt med att integrera var planeringen och schemaläggningen med alla lärare, elever och klassrum. När jag frågade om vilka eller vad som skulle kunna missgynnas av en integration med Idrott och hälsa menade han att vissa kunde ha svårt för att jobba självständigt och strukturera sig. Läraren påpekade dock att alla elever har nytta av att se en helhet. Läraren i Idrott och hälsa ansåg att Naturkunskap och Idrott & hälsa har många beröringspunkter som till exempel hur kroppen fungerar. Han menade att friluftsliv har mycket med naturen att göra och ”istället för att snacka om det hemma, får man uppleva det på plats”. Läraren hade svårt att tro att några elever missgynnades av det eftersom de fick en bredare syn, en helhet. Han trodde också att lärarna lärde sig av varandra och att eleverna uppskattade det. Även läraren i Idrott och hälsa tog upp tidsaspekten och att samarbetet mellan lärarna måste klaffa. Han menade att vid en integration skulle man fråga sig om vad man ville ha ut och hur avgränsat det skulle bli och inte ta för stora områden. Eleverna behövde tydlighet och ville veta vilket ämne de läste.
Elevintervjuer
Vad anser du om ämnet Naturkunskap i skolan?
Den allmänna uppfattningen hos eleverna var att Naturkunskap är tråkigt. Ämnet kändes svårt och saknade vardagsanknytning, se figur 1.
Naturkunskap 0 2 4 6 8 10 12 14 Intre ssan t Lätt Vard agsn ära Aktu ellt Anvä ndba rt Varie rad Utm anan de Påstående Antal elever
Håller inte alls med Håller delvis med Håller med i stort Håller helt med
Figur 1: Resultat attitydenkät (se bilaga 3) av 18 gymnasieelever. Staplarna representerar hur väl påståendet stämmer överens med ämnet Naturkunskap enligt eleverna.
Många elever menade att ämnet Naturkunskap var för stort och omfattande och ville hellre läsa djupare om färre ämnen. Eleverna ansåg att det var onödig fakta i Naturkunskap och saknade syfte med undervisningen. De menade att forskare, biologer eller kemister, kunde ha användning för det men inte de. De skulle bara hålla på med idrott. Eleverna tyckte kemi var minst intressant eftersom det, enligt eleverna, innehöll uträkningar och formler och det fanns ingen anknytning till vardagen. Alla verkade vara överens om att ju roligare ämnet var desto lättare blev det. Enligt resultatet från enkäten, se figur 1, och från intervjuerna, verkade eleverna vara lite oense huruvida de ansåg undervisningen i Naturkunskap som varierad. Många nämnde läxan med instuderingsfrågor; den lämnades in utan diskussion eller närmare eftertanke. En tjej tyckte att det var på grund av laborationerna som undervisningen blev varierad; annars var den inte så varierad. ”Man gör samma sak, föreläsning, instuderingsfrågor och labbar”.
Vad anser du om ämnet Idrott och hälsa i skolan?
Den allmänna uppfattningen hos eleverna var att ämnet var roligt, intressant och lätt, se figur 2, eftersom de kunde relatera det till sig själva. Enligt attitydenkäten tyckte eleverna att Idrott och hälsa var både mer intressant, aktuellt och användbart än Naturkunskap.
Idrott och hälsa
0 2 4 6 8 10 12 14 Intre ssan t Lätt Vard agsn ära Aktu ellt Anvä ndba rt Varie rad Utm anan de Påstående Antal elever
Håller inte alls med Håller delvis med Håller med i stort Håller helt med
Figur 2: Resultat attitydenkät (se bilaga 3) av 18 gymnasieelever. Staplarna representerar hur väl påståendet stämmer överens med ämnet Idrott och hälsa enligt eleverna.
Många tog upp nyttoeffekten av att de fick lära sig om att äta och träna rätt. Eleverna såg ett användningsområde av ämnet, se figur 2, eftersom de skulle utbilda sig inom Idrott och hälsa. Eleverna menade att det berodde på läraren huruvida det var varierade Idrott och hälsa -lektioner eller inte. Det var inte bara variation på övningarna utan också på var de utövades. Eleverna ansåg däremot att det var få grupparbeten och inte många diskussioner på lektionerna.
Hur ser er undervisning i naturkunskap ut?
Eleverna hade läxa med instuderingsfrågor varje vecka och varannan vecka var det laborationer i halvklass. Laborationerna kändes ofta svåra och tagna ur sitt sammanhang. Vissa menade att läxorna ibland diskuterades, men det saknades diskussioner om nyttoeffekt, användningsområde, varför de skulle göra frågorna och
naturkunskapsundervisningen saknade vardagsanknytning och eleverna hade svårt att se en integrering med Idrott och hälsa. Eleverna ville att undervisningen skulle kopplas mer till verkligheten och hur kroppen påverkas i olika sammanhang. Eleverna eftersträvade mer integration för att öka förståelsen i Naturkunskap och på det sättet göra ämnet mer intressant.
Vad ser du för positiva/negativa aspekter med att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa?
Eleverna berättade om alla kurser de haft en integrering i som positiva upplevelser. När de läste om ungefär samma delar i Naturkunskap och i kursen Träningslära tyckte många att det blev lättare att förstå. Grupparbetet om en idrotts miljöpåverkan i fysiken, som nämndes ovan, ansåg många intressant och roligt. Då fick de bland annat gå till Intersport och undersöka varorna och titta på varifrån de kom. Att åka till fjällen menade de var roligt eftersom de var på plats istället för att läsa om det i en bok. En tjej sade att när undervisningen kopplades till henne själv eller till den egna kroppen blev det mer intressant och också lättare. Vad som kunde vara negativt med att integrera ämnena menade många var att det kunde bli rörigt om lärarna inte pratade ihop sig. Vissa ansåg också att det kunde bli för mycket idrott och att allting inte behövde kretsa kring den. En kille sa följande om att integrera de båda ämnena: ”Man satsar alltid på att bli bättre i sin idrott så att det hade varit en fördel”. Han fortsatte att berätta om hur bra det hade varit om de fick reda på ”Gör såhär därför att… och inte bara gör så här…”De flesta eleverna kom fram till att man skulle göra fler kopplingar till idrotten eller som, de uttryckte det, ”det vi håller på med och tycker är intressant”.
6. Diskussion och slutsats
Min attitydundersökning kring ämnena Naturkunskap och Idrott & hälsa visade sig stämma väl överens med andra undersökningar (Lindahl 2003; PISA 2006; TIMSS 2007). Naturvetenskapen upplevs inte som speciellt spännande och intressant av eleverna. Liksom i föregående undersökningar anser även eleverna i min undersökning att kemin är minst intressant. Eleverna anser att undervisningen i Naturkunskap känns omfattande, oanvändbar och svår. Därför verkar lärare och elever i undersökningen överens om att det finns skäl att prova att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa. Från elevernas sida handlar det om att göra naturkunskapen roligare, medan lärarna pratar om att kunna visa en helhet för eleverna, för att på det viset öka förståelsen.
Genom att jämföra resultaten från attitydenkäterna kunde jag urskilja stora skillnader på popularitet mellan ämnena Naturkunskap och Idrott & hälsa hos eleverna. Den som visade på störst skillnad var påståendet lätt, där ingen höll med helt att Naturkunskap var lätt utan fyra elever höll med i stort och den största gruppen, 12 elever höll med delvis. 13 elever svarade att de höll helt med vad det gällde Idrott och hälsa och resten höll med i stort, se figur 3.
Är Naturkunskap resp Idrott och hälsa lätt?
0 2 4 6 8 10 12 14
Håller inte alls med Håller delvis med Håller med i stort Håller helt med Antal elever Naturkunskap Idrott och hälsa
Figur 3: Hur väl påstående lätt hör ihop med respektive ämne enligt eleverna. En jämförelse mellan ämnena Naturkunskap och Idrott & hälsa från figur 1 och 2 (Attitydenkät se bilaga 3).
Ett annat påstående som stämde väl överens med Idrott och hälsa, men inte alls med Naturkunskap var intressant enligt eleverna. Den största gruppen, 10 elever höll med helt att Idrott och hälsa var intressant medan ingen höll med helt att Naturkunskap var intressant. Den största gruppen, 11 elever höll med delvis att Naturkunskap var intressant. Eleverna i min undersökning gick ett program som inriktade sig mot idrott. Därför var de, som de själva sade i intervjuerna, mest intresserade av just Idrott och hälsa. De såg det ämnet som roligast och mest användbart, eftersom det var inom idrott de senare skulle jobba. Precis som läraren i Naturkunskap sade i intervjun och Sjöberg (2005) s. 356 i sin bok ”Naturvetenskap för allmänbildning” så handlar det om att koppla undervisningen till intresse och också till framtidsbilder. Läraren i Naturkunskap uppfattade det som att eleverna jobbade hårdare och tyckte det var roligare när han färgade in idrotten i naturkunskapen.
Det påstående som skiljde sig minst mellan ämnena var påståendet utmanande, som kan ha varit ett ord med olika betydelser beroende på elev. Det var fem elever som höll helt med att Naturkunskap var utmanande respektive sex elever som höll helt med att Idrott och hälsa var utmanande. Den största gruppen 7 elever för Idrott och hälsa respektive 9 elever för Naturkunskap höll med i stort, se figur 4.
Är Naturkunskap resp Idrott och hälsa utmanande?
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Håller inte alls med Håller delvis med Håller med i stort Håller helt med Antal elever Naturkunksap Idrott och hälsa
Figur 4: Hur väl påståendet utmanande hör ihop med respektive ämne enligt eleverna. En jämförelse mellan ämnena Naturkunskap och Idrott & hälsa från figur 1 och 2 (Attitydenkät se bilaga 3).
Utmaningar var något som eleverna i undersökningarna av Lindahl (2003), Osborne
& Collins (2001) och Simon (2000) eftersträvade i sin NO-undervisning. Eleverna i min undersökning var äldre och hade inte längre NO som ett ämne utan hade istället Naturkunskap. Dessa elever ansåg kanske att det var svårt nog med Naturkunskap, att de inte behövde fler utmaningar i undervisningen. De flesta eleverna tyckte Naturkunskap var svårt och att laborationerna var krångliga att förstå. Eleverna i min undersökning valdes inte slumpvis utan alla gick ett samhällsvetenskapligt program med inriktning idrott. Därför fanns de elever som valde ett naturvetenskapligt program på gymnasiet inte med i studien. Min undersökning gav därför en ännu dystrare bild av intresset för naturvetenskapen än vad som kanske egentligen stämmer allmänt.
Variation var också något som eleverna eftersträvade i Lindahl (2003), Osborne &
Collins (2001) och Simons (2000) undersökningar. Eleverna i min undersökning var inte helt överens om de ansåg lektionerna i Naturkunskap som varierade eller inte. Någon höll helt med, ingen höll inte alls med utan de flesta låg någonstans mitt emellan. 11 stycken höll helt med att lektionerna i Idrott och hälsa var varierade, resten höll med i stort. Eleverna i min undersökning eftersträvade lite mer variation i undervisningen i Naturkunskap. De ville ha lite mer praktiskt arbete och saknade diskussioner, precis som eleverna i föregående undersökningar. Läraren i Naturkunskap var också medveten om att det var få diskussioner på hans lektioner. Undervisningen i Idrott och hälsa kunde bedrivas på olika platser och med stor variation beroende på lärare. Läraren i Naturkunskap tog upp många punkter som överensstämde med den konstruktivistiska kunskapssynen (Areskoug och Eliasson 2007 s. 327; Dimenäs, Sträng Haraldsson 2006 s. 49). Även Ekstig (2003) tar upp vikten av att kunna integrera olika begrepp för att kunna möta eleverna och presentera en slags ”helhet”. Läraren ville utgå från och använda sig av den kunskap eleverna redan hade när de kom till gymnasiet. Han brukade använda sig av ”mind-maps” och schematiska bilder i sin undervisning. Läraren i Naturkunskap försökte också koppla sin undervisning till elevernas intresse, precis som Sjöberg (2005) s. 356, betonar vikten av. Bland annat gjorde han det genom att färga in idrotten i naturkunskapen.
kunde vara negativt vid en integrering. De menade att det är många delar som måste klaffa och det fick inte kännas krystat. Andersson och Bach (1995) tar upp tiden som ett problem, för en lärare som hade provat undervisa efter en konstruktivistisk modell tog det dubbelt så lång tid jämfört med vanlig traditionell undervisning, dock med bättre resultat än i de nationella undersökningar som följd.
7. Utveckling av undervisningssekvens
Med hjälp av teoretisk bakgrund och svar på intervjuer kan jag nu ta mig an min frågeställning: ”På vilket sätt går det att integrera Naturkunskap med Idrott och hälsa i undervisning kring energibegreppet”? Det resulterade i en undervisningssekvens med sex övningar baserade på intervjuer, litteratur och kursplaner.
Undervisningssekvensen lades upp utifrån den konstruktivistiska modellen (Andersson och Bach 1995). Övningarna valdes och motiverades utifrån intervjuerna och teori kring lärande ur ett konstruktivistiskt förhållningssätt (Dimenäs, Sträng Haraldsson 1996; Areskoug och Eskilsson 2007) och Skolverkets former för integration (Skolverket 1994 b). Den första övningen handlar om att ta vara på elevernas vardagskunskap. Till övningen skapade jag en slags begreppskarta (Novak 1998) för att kunna strukturera upp undervisningen och presentera en helhetsbild. Eleverna i undersökningen saknade syfte med sin naturkunskapsundervisning och ville veta användningsområde. Jag tror att det är viktigt att både för mig som lärare och för eleverna att veta när man börjar på ett nytt område vart undervisningen är på väg och vad den ska leda till. Om man som lärare inte tänkt igenom uppgiften ordentligt är det svårt att svara eleverna och det tror jag leder till misstro och ointresse. Eleverna i flera undersökningar, (Lindahl 2003; Osborne & Collins 2001; Simons 2000), efterstävade diskussioner, variation och utmaningar. Därför är mina varierade övningar baserade på mycket diskussioner och praktiskt arbete (laborationer) som utmanar.
Min tanke var att skapa en undervisningssekvens kring en begreppskarta som grund för att strukturera undervisningen, se bilaga 4. Jag valde att fördjupa mig inom kemisk energi. Under kemisk energi ligger både näringslära, cellandning och fotosyntes. Alltså kan undervisningen gå från människokroppen till växterna, se bilaga 4. Även om delen människokroppen inte kommer förrän i Naturkunskap B anser jag att man kan utgå från den egna kroppen även i Naturkunskap A. Energibegreppet ligger under Naturkunskap A och det gör också ekologi och miljö. Därför menar jag att man kan slå ihop de tre delarna. Växterna är dock inget ämne inom Idrott och hälsa, så det
Förslag till övningar i undervisningen kring energibegreppet
För att kunna gå igenom begreppet energi bör eleverna redan kunna begrepp som arbete, kraft och effekt (Lenskjoer & Aagren, Nielsen 1999). Övningarna kan användas som repetition för ovanstående begrepp och/eller som en början till undervisning kring begreppet energi. Undervisningssekvensen kan fortlöpa under en termin som en temastudie kring begreppet energi.Övning 1: Brainstorming kring begreppet energi
Syfte: Elevernas vardagskunskap lockas fram, utmanas och diskuteras. Exempel på olika energiformer introduceras och eventuellt leds eleverna in på en viss energiform som till exempel kemisk energi vid undervisning av cellen. Koppla till kursmålet: ”ha kunskaper om energiomvandlingar och energiformer samt begreppet energikvalitet” (Skolverket 1994 a).
Utförande: Ordet energi kan stå skrivet i mitten på tavlan och elevernas förslag på vad energi är för någonting kan skrivas runt omkring. Varje förslag eleverna kommer med kan sedan skrivas in under en viss energiform och diskuteras.
Kommentarer: Lärarna i undersökningen tog upp betydelsen av att visa en helhet för eleverna. Läraren i Naturkunskap pratade om att börja med den kunskap som eleverna redan besitter när de kommer till gymnasiet. Om man böjar med att ta reda på vad eleverna tänker kring energibegreppet är det en bra start till vidare undervisning. På detta sätt inser eleverna hur stort energibegreppet är och vilka olika energiformer som finns. Eleverna får en helhet och kan sedan ledas in på valfri energiform för mer undervisning. Exempel på en begreppskarta finns i bilaga 5. Den visar alla olika energiformer och går sedan djupare in på kemisk energi eftersom det är den som finns lagrad i livsmedel och ger energi till våra celler. Man kan göra "mind- maps" eller begreppskartor på många olika sätt; andra exempel är att titta på energiflödena i samhället eller i vår kropp.
Övning 2: Film från en tävling i till exempel cykling
Syfte: Energibegreppet kopplas till den egna kroppen och idrotten. Fokus läggs på kinetisk (rörelse) energi respektive potentiell (läges) energi och begrepp som kraft, arbete och effekt. Koppla till kursmålen ”ha kunskaper om energiomvandlingar och energiformer samt begreppet energikvalitet” och ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp” (Skolverket 1994 a).
Utförande: Låt eleverna titta på en film från Tour de France eller någon annan tävling med en tydlig koppling till energi, kraft, arbete och effekt. Cyklisten som cyklar upp och ner för bergsmassiv visar ett exempel på användandet av energiomvandlingar från lägesenergi till rörelseenergi. Gå igenom krafter, arbete, effekt och så småningom även kinetisk respektive potentiell energi. Titta, visa och rita ut krafter. Låt eleverna själva lista ut när cyklisten har kinetisk respektive potentiell energi.
Kommentarer: Läraren i Naturkunskap pratade om att eleverna tyckte det var roligare, blev mer engagerade och jobbade hårdare när han kopplade undervisningen till idrotten. Läraren i Idrott och hälsa såg många beröringspunkter med att integrera sitt ämne med Naturkunskap, bland annat undervisningen kring kroppens funktion. Eleverna ansåg att Idrott och hälsa var roligare och lättare, eftersom de kunde relatera undervisningen till sig själva. I naturkunskapen saknade de användningsområde. Eleverna såg därför en fördel med att integrera naturkunskapen med idrott eftersom undervisningen då relaterades till den egna kroppen och deras intresse. Det blev lättare och också roligare. Läraren i idrott och hälsa undervisade inte mycket om cellen, energi och kraft på sina lektioner, eftersom han visste att naturkunskapen tog upp de begreppen. Istället för att använda sig av föremål som är obekanta för eleverna i undervisning kring begrepp som kraft, arbete och effekt kan man koppla det till den egna kroppen och idrott. I denna övning tar man till vara elevernas intresse vid undervisning av annars kanske svåra och abstrakta begrepp. Om man vill gå in djupare på energiomvandlingar, kraft, arbete och effekt kan man börja räkna på begreppen för titta på hur prestationen inom en idrott förändras beroende på hoppstil
Övning 3: Egen uppgift för att upptäcka olika energiformer
Syfte: Elevernas problemlösning utvecklas och kopplas till intresse/framtidsplaner. Koppla till kursmålen ”ha kunskaper om energiomvandlingar och energiformer samt begreppet energikvalitet” och ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp” (Skolverket 1994 a).
Material: Exempelvis bollar, klubbor, trappor, tidtagarur, pulsmätare, diagram, bilder, livsmedel
Utförande: Eleverna får själva hitta på, beskriva och redovisa ett sätt som visar på en energiomvandling inom idrotten. Till exempel en löpning fram till en boll som skjuts i mål, en löpning upp och ner i en trappa eller ett höjdhopp.
Kommentarer: Läraren i Naturkunskap berättade om att han försökte få eleverna att jobba självständigt och problematisera. Han försökte lägga undervisningen på en individnivå och koppla den till intresse och framtidsplaner för att få eleverna mer engagerade. Eleverna ansåg att grupparbetet i fysikundervisningen, då de själva fick välja en valfri idrott för att titta på dess miljöpåverkningar, var intressant och roligt.
Övning 4: Träningsdagbok
Syfte: Eleverna får reflektera över matintag och träning. Titta på samband mellan energi och prestationsförmåga. Koppla till kursmålen ”ha kunskap om och erfarenhet av fysiologiska och psykologiska effekter av olika former av träning” samt ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp” (Skolverket 1994 a).
Utförande: Eleverna skriver en träningsdagbok under fyra till sju dagar (helst en helgdag ska finnas med för jämförelse). I dagboken ska varje matintag redovisas (så noggrant som möjligt, helst väga maten) och också vad de har tränat (ev. även andra aktiviteter som att titta på tv, läsa mm) skall skrivas ned. Den insamlade data ska eleverna sedan skriva in i ett program på datorn till exempel i Dietcoach (192.121.104.146) eller Kostkoll (kostkoll.se). Till följd av programmet får eleverna en tydlig bild av hur mycket energi varje aktivitet kräver och de får en uppfattning om hur näringsmässigt bra de äter. Eleverna skriver sedan en inlämningsrapport där de redovisar sin matdagbok, resultaten i näringsprogrammen och förändringar som de vill göra för att eventuellt uppnå en hälsosammare tillvaro. De kan även redovisa något intressant, som är värt att diskutera, från deras rapport för klassen. Här kan eleverna ta hjälp av litteratur från både nätet (uppladdningen.se), artiklar och böcker.
Kommentarer: I delen om organisk kemi försökte läraren i Naturkunskap titta på hälsoaspekten med vitaminer, fett och så vidare men han erkände att näringsläran kunde integreras ännu bättre med Naturkunskap. Eleverna tog upp nyttoeffekten av att de fick lära sig om att äta och träna rätt. En elev menade följande om att integrera ämnena: ”man satsar alltid på att bli bättre i sin idrott, så […] det hade varit en fördel”. Läraren i Idrott och hälsa menade att en teoridel, som gav svar på varför man ska ägna sig åt fysisk aktivitet, kunde skapa och främst upprätthålla ett intresse för Idrott och hälsa. Han undervisade dock bara lite om kost och hur man skulle äta och leva för att prestera bra, samtidigt som han menade att eleverna fick mycket information från massmedia. Därför är det viktigt att diskutera dieter och andra kostrådgivningar som det spekuleras om i media, för att reda ut vissa missförstånd.
Övning 5: Konditionstest på Ergonomicykel
Syfte: Energibegreppet kopplas till cellen och kroppens funktion i arbete. Lägg vikt vid förståelsen av enheter som Newton och Watt. Koppla till kursmålen ”ha kunskap om hur den egna kroppen fungerar i arbete och vila”, ”ha kunskap om och erfarenhet av fysiologiska och psykologiska effekter av olika former av träning” samt ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp” (Skolverket 1994 a).
Material: Konditionscykel, en automatisk pulsmätare eller ett stoppur, en personvåg och ev. en metronom
Utförande:
• Försökspersonen intervjuas, en testblankett fylls i och arbetsbelastningen väljs utifrån kön, ålder och träningsnivå. Sadel och styre justeras efter personens längd.
• Pendeln nollställs, metronom startas och utgångsbelastningen ställs in med hänseende till svaren på intervjun.
• Långtidsklockan startas när försökspersonen kommit in i rätt takt med den inställda arbetsbelastningen. Med klockan mäts hela arbetsprovet, cirka 6 minuter.
• Under testet ska takt, puls och belastning kontrolleras. Pulsen mäts varje minut tills dess att den stabiliseras efter 5-6 min (steady state).
• Beräkningar på arbetspuls, maximal syreupptagning, ålderskorrektionsfaktor och testvärde finns att hitta i tabeller (Andersson, Forsberg, Malmgren 1999) .
Kommentarer: Läraren i Idrott och hälsa menade att visa på betydelsen av fysisk aktivitet, kunde skapa och upprätthålla ett intresse. Eleverna tyckte att laborationerna ofta kändes svåra och tagna ur sitt sammanhang och ville att undervisningen mer skulle kopplas till hur kroppen påverkas i olika sammanhang. Läraren i Naturkunskap tyckte att fysiologin kunde integreras bättre med Idrott och hälsa. Istället för att börja undervisa om cellens byggnad och funktion, som något lösryckt från kroppen, menar jag att det är roligare och mer greppbart att sätta eleverna på en cykel och börja diskutera cellen och kondition utifrån dem själva.
Övning 6: Mätning av kroppens energiomsättning/kroppens effekt (Areskoug 2005)
Syfte: Energibegreppet kopplas till cellen och kroppens funktion i vila. Koppla till kursmålen ”ha kunskap om hur den egna kroppen fungerar i arbete och vila”, ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp” (Skolverket 1994 a). Idén i experimentet är att sammankoppla en 60 W glödlampa med försökspersonens okända viloeffekt.
Material: Mätinstrument för koldioxid, temperatur, relativ fuktighet och syre. En klimatkammare med ett hål i taket för en kabel med ett 220 V uttag. En bordsfläkt att lufta ur kammaren med mellan mätningarna och ett kollegieblock för att vifta inne i kammaren med. En lamphållare, monterad på träplatta, med en 60W -lampa som ansluts i kammaren. En dator med datainsamlings- och analysprogram att koppla instrumenten till (Areskoug 2005).
Utförande: Försökspersonen bör vara lättklädd och sitta stilla, vänd med ryggen eller sidan mot mätinstrumenten. Kammaren stängs så fort försökspersonen har klivit in och mätningarna startas.
• Mätserien på datorn avslutas efter 5 minuter och studeras som en funktion av tid.
Kroppens effekt beräknas genom att studera temperaturökningen.
• Kammaren luftas ur noggrant så att temperaturen kommer ner till samma nivå som vid början av experimentet.
• 60 W -lampan sätts in och tänds, dörren stängs och en ny temperaturmätserie genomförs.
Eleverna får fram fyra grafer som vardera visar temperatur, relativ fuktighet, syrehalt och koldioxidhalt som funktion av tiden. (Areskoug 2005 s. 5)
Kommentarer: Eleverna eftersträvade koppling till kroppens funktion. En tjej sade att när undervisningen kopplades till henne själv eller till den egna kroppen blev det mer intressant och också lättare. Läraren i Naturkunskap berättade att energin i miljön
Sammanfattning av de sex övningarna
Undervisningen börjar med övning 1 där elevernas vardagskunskap och olika energiformer introduceras. Följande kursmål tas upp ”ha kunskaper om energiomvandlingar och energiformer samt begreppet energikvalitet” (Skolverket 1994 a). När eleverna har fått klart för sig hur stort energibegreppet är och hur många former det finns kan det kopplas till idrotten i övning 2. Övning 2 bygger på kursmålen ”ha kunskaper om energiomvandlingar och energiformer samt begreppet energikvalitet” samt ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp” (Skolverket 1994 a). I denna övning kan begrepp som energiomvandling, kraft, arbete och effekt dyka upp. I övning 3 är det dags för eleverna att själva komma på en energiomvandling. Efter övning 3 skall eleverna ”ha kunskaper om energiomvandlingar och energiformer samt begreppet energikvalitet” och ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp” (Skolverket 1994 a).
I övning 4 kopplas energin till maten och näringslära. Övningen bygger på kursmålen ”ha kunskap om och erfarenhet av fysiologiska och psykologiska effekter av olika former av träning” samt ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp” (Skolverket 1994 a). Eleverna får reflektera över energiintag, energiomvandling och träning. I övning 5 testas eleverna fysiskt med ett konditionstest. De får reflektera över kondition och förbränning i cellen. Följande kursmål tas upp ”ha kunskap om hur den egna kroppen fungerar i arbete och vila”, ”ha kunskap om och erfarenhet av fysiologiska och psykologiska effekter av olika former av träning” samt ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp” (Skolverket 1994 a). För att kunna beräkna testvärden behöver eleverna vara förtrogna med enheter som Newton och Watt. I övning 6 får eleverna jämföra träning med vila. Begrepp som metabolism, energiförbrukning och miljöpåverkan kan diskuteras. Efter övning 6 skall eleverna ”ha kunskap om hur den egna kroppen fungerar i arbete och vila” samt ”kunna beskriva några vardagliga tillämpningar med hjälp av fysikaliska begrepp” (Skolverket 1994 a).
8. Slutord
Min undersökning tyder på att eleverna saknar intresse och också förståelse för naturvetenskapen. Enligt TIMSS undersökning (TIMSS 2007) harSverige nu en lika stor andel elever med mycket låga resultat i naturvetenskap som generellt inom OECD. Om vi som lärare i naturorienterade ämnen ska kunna vända den neråtgående trenden måste vi kunna skapa och bibehålla ett intresse. Vi måste fråga eleverna vad de eftersträvar för att få undervisningen i de naturvetenskapliga ämnena lustfyllda. Som lärare måste man kunna koppla det till deras intresse och integrera flera ämnen i naturvetenskapen, vare sig det är idrott eller något annat ämne. Detta arbete är någonting som jag tar med mig och kommer att ha i bakhuvudet som nyutexaminerad naturkunskapslärare. Förhoppningsvis kommer jag också att kunna använda mig av mina övningar i undervisningen kring energibegreppet.
8. Litteraturlista
Andersson, Björn; Bach, Frank (1995) Att utveckla naturvetenskaplig undervisning
exemplet gaser och deras egenskaper. Göteborg universitet, Institutionen för
ämnesdidaktik
Andersson, Gunnar; Forsberg, Artur; Malmgren, Sture (1999) Konditionstest på cykel Farsta SISU idrottsböcker. Malmö
Areskoug, Mats (2005) ”Kroppens effekt”. Fysikaktuellt maj 2005 nr 2.
Areskoug, Mats; Elisasson, Per (2007) Energi för hållbar utveckling: ett historiskt och
naturvetenskapligtperspektiv. Studentlitteratur: Lund
Dietcoach http://192.121.104.146/ (hämtat 2008-12-10)
Dimenäs, Jörgen; Sträng Haraldsson, Monica (1996) Undervisning i naturvetenskap. Studentlitteratur: Lund
Ekstig, Börje (2002) Naturen, naturvetenskapen, och lärandet. Studentlitteratur. Lund Joahansson, Bo; Svedner, Per Olov (2006) Examensarbetet i lärarutbildningen. Kunskapsföretaget. Uppsala
Kostkoll http://www.kostkoll.se/ (hämtad 2008-12-10)
Lindahl, Britt (2003) Lust att lära naturvetenskap och teknik, en longitudinell studie
om vägen till gymnasiet. Acta Universitatis Gothoburgensis. Göteborg
Lenskjær, Torben: Aagren Nielsen, Jørgen (1999) Krop & energi. Naturfag- Tema Nationalencyklopedin. www.ne.se (hämtad 2008-12-10)
Osborne, Jonathan; Collins, Sue (2001). Pupils´views of the role and value of the
science curriculum: a focus-group study. King’s College, London
Patel, Runa (2003) Forskningsmetodikens grunder: att planera, genomföra och
