Experiment om tyngdkraft i fysikämnet

(1)

Experiment om tyngdkraft i fysikämnet

En kvalitativ studie om i vilken utsträckning barns intresse och lärande ut- trycks genom experiment i fysikämnet

Experiments on gravity in physics. A qualitative study on the extent to which children’s interest and learning are expressed through experiments in physics

Ninni Rådberg

Fakultet: Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap

Utbildningsprogram: Grundlärarprogrammet, inriktning förskoleklass – årskurs 3 Nivå/Högskolepoäng: avancerad nivå, 30 hp

Handledarens namn: Jesper Haglund Examinatorns namn: Jan Andersson Datum: 2020-10-09

(2)

Ett examensarbete inom ramen för lärarutbildningen vid Karlstads universitet: Grundlärarprogrammet

http://kau.se

The author, Ninni Rådberg, has made an online version of this work available under a Crea- tive Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 License.

http://diva-portal.org

Creative Commons-licensen: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.sv

(3)

II

Abstract

This study focuses on primary school and students in grade three. The purpose of the study is to investigate how these students' interest and knowledge acqui- sition in the subject of physics is expressed through the use of the education method experiment.

The study is based on an observation of a designed activity where seven students divided into two groups examine gravity and air resistance with the help of falling objects. In addition to the designed activity that was observed, the study is also strengthened with questionnaires that all participating students answered after the activity was completed. As the purpose of the study is to investigate how students' learning and interest in the subject of physics is expressed via the working method experiments where students integrate in groups, the sociocultural perspective has been chosen as a theoretical basis.

The results show that primary school students' learning of a physical phenom- enon can be achieved by the experimental approach if the activity is well thought out and that the teacher's presence and support are of great importance.

With regard to students' interest, the results show that experiments engage students in their exploratory work and that they appreciate the way they work.

The recommendation for primary school teachers is to use experiments in their physics teaching, preferably experiments that students can relate everyday events to. It is important that the activity is well thought out and that the teacher can be involved and support the students in their research work.

Keywords - Experiments, Gravity, Physics Education, Primary School, Social Interaction,

(4)

III

Sammanfattning

Denna studie inriktar sig mot lågstadiet och elever i årskurs tre. Syftet med studien är att undersöka hur dessa elevers intresse och kunskapsinhämtning för fysikämnet kommer till uttryck genom användning av arbetsmetoden experiment.

Studien bygger på en observation av en designad aktivitet där sju elever uppdelade i två grupper undersöker tyngdkraft och luftmotstånd med hjälp av fallande föremål. Utöver den designade aktiviteten som observerats stärks även studien med enkäter som samtliga deltagande elever besvarade efter genom- förd aktivitet. Då syftet med studien är att undersöka hur elevers lärande och intresse för fysikämnet uttrycks via arbetsmetoden experiment där eleverna in- tegrerar i grupp, har det sociokulturella perspektivet valts som teoretisk grund.

Av resultatet framgår att lågstadieelevers lärande av ett fysikaliskt fenomen kan uppnås via arbetssättet experiment om aktiviteten är väl genomtänkt samt att lärarens närvaro och stöttning har stor betydelse. När det gäller elevers intresse visar resultatet att experiment engagerar eleverna i sitt undersökande arbete samt att de uppskattar arbetssättet.

Rekommendationen till lågstadielärare är att använda experiment i sin fysikundervisning, gärna experiment som eleverna kan relatera vardagsnära händel- ser till. Viktigt är att aktiviteten är väl genomtänkt och att läraren kan vara med och stötta eleverna i sitt undersökande arbete.

Nyckelord - Experiment, fysikundervisning, gravitation, lågstadiet, socialt samspel

(5)

IV

Innehållsförteckning

1 INLEDNING ... 1

1.1 SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNINGAR ... 2

2 TIDIGARE FORSKNING ... 3

2.1 INSTÄLLNING TILL FYSIKÄMNET ... 3

2.2 PRAKTISKT ARBETE I NATURVETENSKAP ... 4

2.3 DIALOGER OCH ARGUMENTATION ... 7

3 TEORI ... 9

3.1 SOCIOKULTURELLT PERSPEKTIV ... 9

4 METOD ... 11

4.1 DESIGN AV AKTIVITETEN ... 12

4.2 URVAL ... 14

4.3 DATAINSAMLINGSMETODER ... 15

4.4 DATABEARBETNING OCH ANALYSMETOD ... 15

4.5 ETISKA ÖVERVÄGANDEN ... 16

4.6 VALIDITET, RELIABILITET OCH GENERALISERBARHET ... 17

5 RESULTAT ... 20

5.1 OBSERVATION ... 20

5.2 ENKÄT ... 34

5.3 SAMMANFATTNING MED TEORETISK KOPPLING ... 36

6 DISKUSSION ... 38

6.1 RESULTATDISKUSSION ... 38

6.2 METODDISKUSSION... 41

6.3 REKOMMENDATIONER FÖR VERKSAMHETEN/UNDERVISNINGEN ... 43

7 REFERENSER ... 45

BILAGOR ... 47

(6)

1

1 INLEDNING

När jag tänker tillbaka på min egen skolgång kan jag inte minnas att vi fick någon undervisning i fysik på vare sig låg- eller mellanstadiet. På den tiden var Lpo 94 (Skolverket, 2006) den läroplan som låg till grund för skolornas utbild- ningsområde. Även om den var tunn innefattade den mål och riktlinjer för skolan och tillsammans med kursplanen framgick tydligt vad eleverna skulle kunna i slutet av årkurs fem och nio i såväl fysik som alla andra skolämnen.

Trots de tydliga mål och riktlinjer som fanns så var det först i högstadiet som jag kommer ihåg att vi hade fysikundervisning och tyvärr upplevde jag ämnet fysik som både tråkigt och svårt. Mitt intresse för fysik väcktes liksom aldrig och jag minns att lektionerna byggde på en traditionell undervisningsstil där läroboken och lärarens samtal stod i fokus. Detta har förstås resulterat i att jag inte fått med mig den kunskap kring de olika begreppen som avhandlades i fysikämnet som jag hade önskat.

När jag har läst litteratur inför detta arbete har jag insett att jag inte är ensam om mina tankar kring fysikämnet. Lindahl (2003) beskriver i sin studie hur elever uppger att de har en begränsad kunskap med sig från de tidiga skolåren i framförallt fysikämnet. Eleverna gör jämförelser med andra ämnen som till exempel engelska som de fick leka in redan från årskurs ett. Vidare uppger eleverna att fysikämnet därför blir svårt när de kommer upp i de högre skolåren eftersom mycket blir nytt och svårt medan man i andra ämnen har byggt på svårighetsgraden successivt. Även Skolinspektionen (2010) rapporterar om hur elever i högstadiet tycker att fysikämnet är både svårt och tråkigt. Eleverna uppger även att de inte ges inflytande när det gäller planering av fysikundervisning och att undervisningen ofta bedrivs på ett enformigt vis. Vidare efter- frågar eleverna en mer varierad undervisning där till exempel film, experiment och studiebesök involveras. Undervisningen som bedrivs anses bristfällig och tillsammans med elevers minskade intresse och motivation för ämnet fysik har elevresultaten inom ämnet blivit sämre. En anledning till att eleverna upplever fysikämnet som svårt är att undervisningen i de tidiga skolåren är bristfällig och inte alltid innefattar allt som den ska i enlighet med kursmålen.

När jag började studera på Karlstads universitet och stötte på fysikundervisning på universitetsnivå blev fysikämnet helt plötsligt roligt och för första gången kände jag att jag förstod ämnet. Hur kan det komma sig? När jag tänker på det ser jag två orsaker, för det första hade vi en lärare som verkligen brann för ämnet och lät oss studenter vara med och styra över vår undervisningstid, och för det andra fick vi studenter utföra experiment med de begrepp inom fysiken som skulle läras in. Det arbetssätt vi fick möta var alltså helt annan än

(7)

2

den som Skolinspektionen (2010) rapporterar om och som jag kan minnas från min egen skolgång. Vår lärare arbetade i enlighet med Lgr11 (Skolverket, 2018) där det står att ett av lärarens uppdrag att väcka elevers intresse för fysik och använda sig av undervisningsmetoder som främjar elevers lärande inom ämnet. Det är utifrån min egen erfarenhet av fysikundervisning som ovan be- skrivits som mitt intresse för att undersöka hur just experimentell undervisning inom fysikämnet påverkar elevers intresse och lärande.

1.1 Syfte och frågeställningar

Syftet med studien är att ta reda på hur elevers intresse och kunskapsinhämt- ning för fysikämnet kan komma till uttryck genom användning av experiment i undervisningen på lågstadiet. Studien fokuserar på begreppet tyngdkraft inom ämnet och tanken är att med hjälp av ett experiment försöka tydliggöra hur elever i årskurs tre intresserar sig för och förstår begreppet med hjälp av denna undervisningsmetod. Med utgångspunkt i syftet har jag formulerat följande mer konkreta frågeställningar:

❖ I vilken utsträckning uttrycks intresse för fysik av elever i årskurs tre vid experiment kring tyngdkraft?

❖ Hur påverkar användningen av experiment i undervisningen elevers förståelse av begreppet tyngdkraft i årskurs tre?

(8)

3

2 TIDIGARE FORSKNING

Nedan följer tidigare forskning som rör det område denna studie grundar sig på.

2.1 Inställning till fysikämnet

Skolinspektionen (2010) har i sin rapport, Fysik utan dragningskraft granskat 35 grundskolor runt om i Sverige för att ta reda på hur fysikundervisningen bedrivs samt vad eleverna har för uppfattning kring ämnet. För att få svar på det sistnämnda har 3171 elever i årskurs sju till nio fått besvara en enkät rö- rande fysikämnet. Två tredjedelar av eleverna uppger att ämnet är viktigt och nödvändigt för att förstå omvärlden men bara hälften av eleverna uppger att fysikundervisningen känns givande och meningsfull. På frågan om eleverna tycker att fysikundervisningen känns användbar i vardagslivet, svarar drygt hälften att de tar avstånd från det påståendet. Vidare uppger elever att fysik- ämnet är tråkigt och svårt. Orsaken till detta varierar och uppges bland annat bero på att lektionerna är ointressanta men också att fysikämnet i sig är oin- tressant och svårt att förstå. För att fysikämnet ska bli mer intressant uppger eleverna att de vill ha mer variation i undervisningen samt att fenomen de ska lära sig om kopplas till vardagshändelser. Eleverna efterfrågar studiebesök, se på film, laborationer, diskussioner och grupparbeten.

När det kommer till elever i lågstadiets attityder och intresse kopplat till fysik- ämnet saknas såvitt jag har kunnat se forskning. Däremot redogör Lindahl (2003) i sin studie, Lusten att lära naturvetenskap och teknik för hur elevers attityder och intresse kring dessa ämnen förändras mellan skolår fem och nio.

I studien har hon följt hundra elever under en femårsperiod med hjälp av observationer, intervjuer och enkäter. Resultatet visar att intresset för NO är lägre än för de andra skolämnena redan i årskurs fem. I en intervju med eleverna i årskurs fem framkommer dock att eleverna uppskattar de experimentdagar de haft inom NO på lågstadiet. Under skolårens gång ökar sedan intresset för biologi medan det sjunker för kemi och fysik. På frågan om vilka skolämnen eleverna i årskurs sju till nio är intresserade av att lära sig mer i så framgår att de är minst intresserade av att lära sig mer om kemi och fysik. Anledningen till detta är enligt eleverna att undervisningen innebär mycket utantillinlärning samt att innehållet är svårbegripligt. Eleverna står i de senare skolåren fast vid att laborationer är det som gör NO- undervisningen intressant även om många inte förstår vad de ska lära sig av laborationerna.

(9)

4

Eftersom eleverna enligt ovannämnda studier efterfrågar mer variation i undervisningen där bland annat mer laborationer efterfrågas i de naturvetenskapliga ämnena, är det också intressant att lyfta vad lärare har för tankar kring ämnet.

Almqvist, Engström, Lidar och Lundqvist (2019) undersöker i en studie vad lärare i årskurs sex i den svenska skolan prioriterar i sin naturvetenskapliga undervisning och hur kursplan, nationella prov och betyg påverkar innehållet.

I studien användes enkät som undersökningsmetod där 796 svar kom från un- dervisande lärare i årskurs sex. Resultatet visar att lärarna över lag är eniga om vad som är viktig kunskap att undervisa om, men att prioriteringen av de under- visningsmål som finns för de naturorienterande ämnena kan skilja sig. Att se samband i naturen är till exempel ett arbetsområde som alla respondenter vär- derar högt. Den stora skillnaden ligger i vilket undervisningsmål som respondenterna prioriterar högst, där hälften anger att laborativt arbete är viktigast medan andra prioriterar annat. Andelen som prioriterar laborativt arbete sticker också ut när det gäller vilken grundinställning de har till de naturorienterande ämnena, där cirka hälften av dem anser att det är innehållet i dessa ämnen som engagerar dem och att det är deras engagemang de vill förmedla vidare till eleverna. Denna inställning anses till största del vara förknippad med lärare som besitter en ämneslärarexamen vilket inte är representativt för denna grupp då majoriteten av dem har en grundlärarexamen. När det gäller hur kursplan, nationella prov och betyg påverkar innehållet i undervisningen så uppger samtliga respondenter att kursplanen är den som styr mest men att dessa tre refor- mer till stor del styr mot samma mål.

2.2 Praktiskt arbete i naturvetenskap

”Jag hör och jag glömmer. Jag ser och jag minns. Jag gör och jag förstår”

Gammalt kinesiskt ordspråk ur Stringer och Nilsson, 2007, s. 13.

Citatet ovan motiverar hur naturvetenskapsundervisning med fördel bygger på ett praktiskt arbete. Detta arbetssätt är extra viktigt under de tidiga skolåren då det är när eleverna får arbeta med konkreta föremål och att upptäcka fenomen i praktiken som deras entusiasm för ämnet kan främjas (Stringer & Nilsson, 2007).

Vad är då praktiskt arbete? Ett praktiskt arbete är enligt Hodson (1988) en undervisningsmetod som kan innefattas av laborationer där experiment utgör en del av laborationen eller andra aktiviteter, till exempel rollspel och skapande arbete. Hult (2000) har gjort en kunskapsöversikt över laborationer inom tek- nisk och naturvetenskaplig utbildning där det framgår att han håller med

(10)

5

Hodson om att ett praktiskt arbete kan innefattas av experiment, laborationer eller andra aktiviteter där inlärarna studerar vetenskap. Däremot håller han inte med om att experiment nödvändigtvis utgör en del av laborationer, detta då han menar att laborationer kan utföras utan att innehålla experiment, till exempel vid insamlande av material som ska mätas, klassificeras och kategoriseras.

Ett experiment är för Hult en aktivitet där eleverna ges möjlighet att på ett undersökande vis bekräfta en hypotes eller teori, och på så vis tränas på att använda en av de metoder som används inom vetenskaplig forskning. Vidare beskriver han att oavsett om det är ett experiment eller en laboration som utförs i det praktiska arbetet, är det viktigt att ha ett genomtänkt syfte för lektionspla- neringen. Det praktiska arbetet ska trots allt hjälpa eleverna att förstå den ve- tenskapliga teorin bakom ett fenomen (Hult, 2000).

Om man tittar på hur ett praktiskt arbete skulle kunna gå till mer konkret, så finns en metod som många av oss troligen känner igen och som White &

Gunstone (1992) benämner som Predict – Observe – Explain (POE). Metoden innefattar ett undersökande arbetssätt där predict står för att eleverna först får ställa en hypotes kring ett fenomen som ska undersökas. Observe står för att eleverna genom en aktivitet får observera det fenomen som undersöks och explain står för att eleverna ska kunna förklara vad de just observerat, samt diskutera huruvida det stämde med den hypotes de tidigare ställt. För att metoden ska vara gynnsam är det viktigt att först tydliggöra vad eleverna ska undersöka och hur undersökningen ska gå till så att de är införstådda med vad de till exempel ska bygga sina hypoteser på. Det är också viktigt att eleverna tillåts ställa frågor kring det de ska undersöka för att de ska kunna ställa rimliga hypoteser.

Elevernas hypoteser ska dokumenteras, detta kan till exempel göras med ett förberett arbetsblad. Dokumentationen är viktig för att eleverna då måste be- stämma sig för vad de tror kommer hända innan de undersöker och observerar vad som händer. Under själva observationen behöver alla elever ges chansen att observera och även här är det viktigt att de dokumenterar vad som sker. Om eleverna inte gör det finns en risk att de i efterhand ändrar uppfattning av vad de sett utifrån vad andra elever säger. När eleverna i det sista steget ska förklara resultatet och jämföra det med sina hypoteser är det av stor vikt att läraren finns tillgänglig och stöttar eleverna. Att göra jämförelser mellan hypotes och observation är något många elever kan ha svårt med och läraren behöver därför uppmuntra eleverna till att fundera över de skillnader respektive likheter som finns mellan hypotesen och resultatet. Det är elevernas förklaringar som visar vilken förståelse de har fått med sig och om dessa inte efterfrågas finns en risk att eleverna tar med sig en felaktig uppfattning kring det de undersökt.

Hagström, Ottander och Benckert (2010) har i en studie undersökt lärares syn på laborativt arbete i grundskolan. I studien intervjuades sju NO-lärare, alla

(11)

6

med flerårig erfarenhet av ett laborativt arbete. Majoriteten av lärarna uppger att ett laborativt arbete kan bidra till ett ökat intresse för det naturvetenskapliga ämnet hos eleverna. Fysik och biologi uppges vara de två ämnen som är lättast att genomföra laborationer i då de är minst abstrakta och där de naturvetenskapliga fenomen som ska undersökas enkelt går att knyta an till vardagen.

Svårigheterna som lärarna upplever med att arbeta laborativt är bland annat brist på tid, brist på lokaler, brist på material och brist på tillfällen att arbeta i halvklass. När det gäller stora elevgrupper och tidsbrist uppger lärarna att de inte hinner samtala med eleverna i den mån de önskar under laborationerna.

Detta medför att de inte kan hjälpa eleverna med förståelsen av det naturvetenskapliga fenomen som sker medan det undersöks. Det sistnämnda påminner om ett fenomen som Abrahams och Millar (2008) presenterar i sin undersök- ning om hur effektivt ett laborativt arbete är i skolan. Deras studie bygger på observationer av praktiska lektioner från grundskolor i England. Av resultatet framgår att lärarna ägnar tid åt det praktiska arbetet när det kommer till att förse eleverna med material och instruktioner för att de ska kunna konstruera det fenomen som ska undersökas. Däremot ägnar de nästan ingen tid åt att stötta eleverna i sina observationer kring de naturvetenskapliga fenomen som undersöks. Det framkommer dock inte att det skulle bero på tidsbrist eller stora elevgrupper utan snarare att lärarna i denna studie har en upptäcksbaserad syn på inlärning och förväntar sig att eleverna på egen hand kan observera och förstå ett naturvetenskapligt fenomen bara de utför experimentet på ett korrekt vis. Elevernas förståelse för det naturvetenskapliga fenomen som undersöks visar sig dock inte alls vara självklart i studien och därmed är detta typ av ar- betssätt inte fullt så effektivt som det skulle kunna vara (Abrahams & Millar, 2008).

Att låta elever på egen hand studera fysikaliska fenomen med hjälp av experiment behöver dock inte alltid vara ett mindre effektivt arbetssätt. Nilsson (2004) visar i sin studie, Barns kommunikation och lärande i fysik genom praktiska experiment en positiv bild av elevernas förståelse kring de fysikaliska begrepp de undersöker. I studien medverkade cirka 25 elvaåringar uppdelade i fyra grupper. Dessa elever fick studera ett antal fysikaliska begrepp kopplade till åkattraktioner på Lisebergs nöjespark inför ett kommande besök. Elevgrup- perna var ofta själva och kunde styra diskussionen fritt. Resultatet visar att eleverna är mycket engagerade i sina diskussioner och att de kopplar spontana begrepp kopplade till sina vardagserfarenheter med de fysikaliska begrepp som berörs. Eleverna ställer hypoteser och när dessa inte stämt med resultatet söker de svar på varför. Till exempel kom en grupp fram till att två lika stora föremål men med olika massa faller till marken lika snabbt på grund av tyngdkraften/dragningskraften även om delar av gruppen från början trodde att det

(12)

7

tyngre föremålet skulle nå marken först. Gruppens uppfattning ändrades vid observationen och när de observerade ett annat resultat än det de trott. Deras resonemang blev att föremålen nådde marken samtidigt på grund av tyngdkraften och eftersom föremålen var lika stora så verkade luftmotståndet lika mycket på dem. En gruppmedlem resonerade även vidare kring begreppet luft- motstånd och menade att fallhastigheten hade förändrats med en fallskärm eftersom det då hade blivit mer luftmotstånd. Enligt denna studie lär sig elever med hjälp av praktiskt arbete i form av experiment att ta reda på bevis för hur ett fenomen fungerar. De lär sig även att resonera kring de olika begreppen och att ändra sina resonemang utifrån de bevis de samlar.

2.3 Dialoger och argumentation

Kolstø och Ratcliffe (2008) har studerat den sociala aspekten kring hur barn argumenterar i vetenskaplig undervisning. Resultatet de kommit fram till bygger på två samtalstyper, vetenskaplig utredning samt kritisk diskussion och visar att en ökad medvetenhet kring dessa skulle kunna förbättra undervisningen när det gäller argumentation rörande vetenskap.

En vetenskaplig utredning kräver god insikt i ämnet som ska diskuteras medan en kritisk diskussion inte kräver några specifika kunskaper. Målet med en vetenskaplig undersökning är att deltagarna kollektivt ska finna evidens för en teori medan en kritisk diskussion går ut på att parterna ska försöka övertyga varandra. I en kritisk diskussion krävs att deltagarna är öppna för att ändra sin uppfattning utifrån de argument som lyfts fram. Denna typ av diskussion kan försvagas när elever väljer att acceptera ett påstående utifrån den talandes kar- isma eller andra egenskaper snarare än att kritiskt granska det. Om deltagarna i en kritisk diskussion inte är öppna för att ändra sin uppfattning kan diskussionen övergå i en så kallad eristisk diskussion där syftet är att vinna istället för att granska pålitligheten i de argument som lyfts fram.

Mercer (1995) beskriver tre sätt att kommunicera på. Dessa tre sätt kallas för disputational talk, cumulative talk och exploratory talk. Disputational talk är inte helt i enlighet med men påminner om den ovan beskrivna kritiska diskussionen. Samtalsmetoden innebär att personer som ingår i en dialog är oense och individuella beslut fattas. Vidare saknas förmågan att ge konstruktiv kritik och dessa samtal domineras av påståenden och motsatser. Individerna agerar de- fensivt genom att försvara sitt tycke och samtalet anses vara konkurrenskraftigt där fokus ligger på meningsskiljaktigheter istället för att uppnå en gemensam lösning. Cumulative talk fokuserar på enighet och bygger på upprepning och bekräftelse av gruppmedlemmarnas åsikter. Till skillnad från disputational talk försöker gruppen här enas om en lösning. Exploratory talk, kännetecknas av

(13)

8

att personerna som ingår i dialogen arbetar kritiskt men konstruktivt med varandras idéer. I dessa samtal leder olika resonemang till ett gemensamt beslut. Samtal av denna karaktär utmärker sig genom att de innehåller begäran- den om förtydligande svar som ger förklaringar och motiveringar. Exploratory talk anses vara den typ av samtal som är mest effektivt när det gäller att sam- arbeta för att lösa problem.

(14)

9

3 TEORI

Nedan beskrivs det sociokulturella perspektivet och hur det kan kopplas som en grundtanke till denna studie.

3.1 Sociokulturellt perspektiv

Det sociokulturella perspektivet härleds till Vygotsky (1978) som med denna teori menar att kunskap skapas och sprids när människor kommunicerar med varandra. För att människan ska kunna förstå och agera i sin omvärld använder hon enligt Säljö (2010) de fysiska och språkliga resurser hon har tillgång till.

När människor samtalar med varandra ges de möjligheten att dela med sig av egna erfarenheter vilket innebär att samma kunskap inte behöver upptäckas på nytt av varje individ, utan kan istället lånas och spridas vidare. Den mänskliga hjärnan är i interaktionen en viktig komponent för att människan ska kunna tillägna sig nya kunskaper som inte finns naturligt, som alltså inte är biologiskt medfödda, tillexempel att kunna tänka och utföra praktiska projekt. Kunskaper likt dessa bygger på de handlingsmönster som människan utvecklat och spridit genom interaktion under människans alla levnadsår.

Ett annat känt begrepp inom det sociokulturella perspektivet som kopplas till människors lärande via interaktion är zone of proximal development, eller den närmsta utvecklingszonen (Vygotsky, 1978). Cole och Scribner (1978) beskriver den närmsta utvecklingszonen som avståndet mellan det en individ kan prestera på egen hand, och det som individen kan prestera med stöd från en mer kunnig individ. Det en individ kan prestera på egen hand ligger inom ramen för ett annat begrepp, den aktuella zonen. En individs prestation som sker på egen hand styrs inte av den kronologiska åldern då denna inte behöver stämma överens med den mentala åldern. En individ som är tolv år gammal kan till exempel ha en mental ålder som motsvarar en åttaårings. Denne individ skulle då i sin aktuella zon, på egen hand klara av att lösa uppgifter som motsvarar en åttaårings nivå. Vidare kan två individer som innan stöd befinner sig i samma aktuella zon efter att ha fått samma stöd hamna på olika mentala ni- våer och skulle då kunna lösa uppgifter på olika nivåer.

Då studien, Experiment om tyngdkraft i fysikämnet bygger på att eleverna i små grupper tillsammans ska diskutera hypoteser och resultat så fungerar detta teoretiska perspektiv som en bra utgångspunkt. Eleverna som deltar i studien får genom att integrera med varandra chansen att dela med sig av sina tidigare

(15)

10

erfarenheter och tankar, vilket kan bidra med ny kunskap för de andra i gruppen. Eleverna kan alltså använda sig av den närmsta utvecklingszonen då de kan stötta varandra för att nå längre i sitt lärande.

(16)

11

4 METOD

Då syftet med den här studien är att undersöka hur barns intresse och lärande för ämnet fysik kommer till uttryck genom praktiska experiment, har intervent- ion med efterföljande kvalitativ enkät valts som lämplig undersökningsmetod.

Interventionen kan ses som en sorts designstudie och som i denna undersök- ning även baseras på en ostrukturerad icke deltagande observation. Enligt Barab och Squire (2004) innebär en designbaserad studie att forskare eller lä- rare designar och prövar olika undervisningsupplägg, till exempel kan en praktisk lärmiljö designas där eleverna får undersöka det begrepp eller fenomen som ska behandlas. En praktisk lärmiljö öppnar upp för att bredda vidden när det gäller förståelsen för det teoretiska begrepp som ska undersökas då eleverna först får ställa en hypotes som de sedan testar för att få belägg för huruvida den stämmer eller inte. Vid användning av en designstudie kan man med fördel ändra på aktiviteten och det område som ska undersökas för att kunna jämföra och få ett bredare innehåll och perspektiv på resultatet.

En ostrukturerad icke deltagande observation innebär enligt Patel och David- son (2011) att observatören inte deltar i aktiviteten som ska observeras samt att hen under observationen inte följer ett noggrant observationsschema, utan noterar istället nyckelord under hela observationen. I denna studie designades ett undervisningsupplägg som lämnades över till den ordinarie klassläraren som genomförde aktiviteterna med två mindre elevgrupper. Läraren var inte med och designade undervisningsupplägget utan fick en skriftligt utförlig in- struktion för hur aktiviteterna skulle gå till samt vilken muntlig information hen skulle ge eleverna både innan, under och efter aktiviteterna (se bilaga 3).

Som icke deltagande observatör var jag inte på plats utan läraren ledde aktiviteterna ensam och dessa videofilmades för att kunna observeras i efterhand.

Fördelen med videoinspelat material är möjligheten till att kunna granska det så många gånger som är nödvändigt för att kunna återge ett så noggrant resultat som möjligt.

För att stärka validiteten av undersökningens resultat har enkäter valts som en kompletterande undersökningsmetodmetod. De deltagande eleverna i studien har efter utförd aktivitet fått besvarat tre frågor som är kopplade till syftet med undersökningen, varav två tillhör gruppen öppna frågor. Dessa frågor saknar fasta svarsalternativ där något av dem är mer rätt eller fel och respondenterna får istället svara utifrån sina egna erfarenheter (Patel & Davidson, 2011). Då respondenterna i denna studie är yngre barn valdes även att svaret kunde anges genom att rita eller skriva.

(17)

12

4.1 Design av aktiviteten

I denna studie designades en gruppaktivitet där de deltagande eleverna fick undersöka det fysikaliska begreppet tyngdkraft och luftmotstånd. Aktiviteten började med att den deltagande klassläraren gav eleverna en muntlig introdukt- ion i form av en liten berättelse om när Galileo Galilei släppte två klot med olika massa från det lutande tornet i Pisa för att undersöka tyngdkraften. Be- rättelsen avslutades med en frågeställning som eleverna fick svar på efter att de genomfört aktiviteten med syftet att försöka bygga upp en spänning och ett intresse hos eleverna att själva vilja undersöka ämnet (bilaga3). Efter berättel- sen fick eleverna av klassläraren inför varje moment muntliga instruktioner för vad de skulle göra, vad de skulle diskutera och hur de skulle dokumentera på sina förtryckta arbetsblad (idib).

Aktiviteten delades upp i tre stationer där innehållet mellan stationerna justerades lite för att få ett perspektiv på vad som påverkar föremåls rörelse och i det här fallet tyngdkraft och luftmotstånd. I station ett skulle en spelkula släp- pas tillsammans med en pysselkula. Spelkulan var gjord av glas och pysselkulan av bomull. Kulorna hade samma storlek men vägde olika mycket (se figur 1). Det förväntade resultatet, att kulorna når marken samtidigt, kan vara svårt att se men förhoppningen var att någon elev skulle upptäcka det och att det kunde bli en bra resultatdiskussion där eleverna började komma in på begreppen tyngdkraft och luftmotstånd. Då misstanke fanns att eleverna skulle ha svårt att se det rätta resultatet på station ett och enbart diskutera tyngd eller tyngdkraft, justerades station två till att fokusera mer på luftmotståndet. I station två skulle två papper släppas, ett som var vikt två gånger och ett som var ihopknycklat till en boll (se figur 2). Föremålen som skulle släppas hade nu alltså samma massa och förhoppningen var att eleverna i sin resultatdiskussion skulle nå fram till begreppet luftmotstånd och hur det påverkar ett fallande fö- remål. För att öka chansen till att alla deltagande nådde fram till luftmotstån- dets påverkan designades en tredje station som de flesta elever troligtvis kunde relatera bättre till. I stationen skulle två muggar, en utan och en med fallskärm släppas samtidigt (se figur 3). Muggarna vägde likt papperna i förra stationen lika mycket men denna gång hade de även samma form. Skillnaden var nu istället att ena muggen hade ett redskap i form av en fallskärm. Förhoppningen var att eleverna nu i sin resultatdiskussion blev säkra på att luftmotståndet på- verkar hastigheten hos ett fallande föremål då de flesta troligtvis vet hur en fallskärm fungerar.

(18)

13

Figur 1: Bild på spelkula och pysselkula som användes vid station ett

Figur 2: Bild på pappersbrev och pappersboll som användes vid station två

Figur 3: Bild på mugg och mugg med fallskärm som användes vid station tre

Aktivitetens upplägg när det gäller elevernas uppgift på vardera station är in- spirerad från prediction-observation-explanation (White & Gunstone, 1992).

Upplägget går ut på att varje elev först får ställa en hypotes, alltså vad eleven tror kommer att hända och som hen kan förklara för sina gruppmedlemmar.

(19)

14

Efter genomförd diskussion får eleverna dokumentera sina hypoteser genom att rita eller skriva på ett varsitt arbetsblad (se bilaga 3). När eleverna har ställt sina hypoteser får varje elev både genomföra och observera experimentet för att slutligen kunna förklara och diskutera huruvida hypotesen och resultatet stämde överens tillsammans med gruppen. Resultatet dokumenteras på samma arbetsblad som hypotesen ställdes på. Skillnaden är nu att eleverna ska rita eller skriva vad som hände och varför.

Att arbeta på följande vis bidrar till att elever tillägnar sig kunskap kring ett fenomen genom en frågeställning där de själva får utforska svaret (White &

Gunstone, 1992). Det är precis det som är tanken med upplägget av denna aktivitet. Eleverna ska själva få utforska begreppen tyngdkraft och luftmotstånd där de ges chansen att koppla sina nuvarande erfarenheter och kunskaper till att utvecklas och lära sig nya. Det eleverna förhoppningsvis uppfattar efter att ha genomfört de tre olika stationerna är att luftmotståndet och tyngdkraften är det som påverkar hur snabbt olika föremål faller till marken.

4.2 Urval

Valet av deltagare i denna studie föll sig naturligt på elever då det är deras intresse och kunskapsinhämtning som undersöks. Valet föll sig på elever i års- kurs tre då experimentet i denna studie kretsar kring begreppet tyngdkraft/gravitation vilket i läroplanen anges som ett centralt innehåll i undervisningen för årskurs 1-3 (Skolverket, 2018). Vidare gjordes valet av elever i års- kurs tre då chansen att de någon gång har fått arbetat på ett undersökande vis och ställa hypoteser är större än i till exempel årskurs ett. Klasserna som blev tillfrågade att delta har tidigare arbetat undersökande med hypotestagande vilket har betydelse för studiens resultat. Då studien bygger på ett sociokulturellt perspektiv där lärande sker via kommunikation valdes att genomföra experimentet i två elevgrupper om fyra. Eleverna gavs då en chans att själva få testa alla stationer, se ett resultat upprepade gånger samt få tillräckligt med talut- rymme för att kunna diskutera kring experimentet. Eleverna stöttades av en klasslärare och tränades på att använda sina tidigare erfarenheter samt att sätta ord på sin förståelse, vilket bidrar till lärande (Vygotsky, 1978; Säljö, 2010).

Att klasserna hade arbetat på ett undersökande vis där hypoteser ställts tidigare kom till kännedom via mejlkontakt med klasslärare på olika grundskolor. Två grundskolor valdes ut för att delta men tyvärr inkom ett sent återbud på den ena på grund av de omständigheter som nu råder i samband med Covid19. Den skola som blev kvar och som deltar i studien är en F-6 grundskola, belägen i en mindre kommun i mellersta Sverige.

(20)

15

Då alla elever i klassen var intresserade av att få delta i studien, lottades åtta fram. I grupp ett deltog: Anna, Adam & Alexander. I grupp 2 deltog: Elvira, Erika, Emma & Erik. Dessa elever fick ta med sig både informationsbrev och samtyckesblanketter hem för att få ett godkännande i att delta från sina vård- nadshavare. Alla vårdnadshavare var positivt inställda till studien och gav sitt godkännande. Vid datumet för studien var däremot en elev från denna klass sjuk. Därav deltog sju elever fördelat på två grupper.

4.3 Datainsamlingsmetoder

Data samlades in genom videoinspelning som skedde med hjälp av min Ipad.

Klassläraren som genomförde den designade aktiviteten lånade Ipaden vid arbetsdagens början. Förutom Ipaden fick klassläraren ett mejl med en utförlig beskrivning av hur aktiviteten skulle gå till, ett arbetsblad samt en enkät till de deltagande eleverna (bilaga 3 och 4). Klassläraren skrev ut allt material och vid arbetsdagens slut återlämnades Ipaden tillsammans med de deltagande elevernas arbetsblad och enkäter.

Enkäten som använts i denna studie består av tre frågor, två öppna frågor och en med svarsalternativ. Enkäten utformades med endast två öppna frågor och inte mer dels för att det krävs ett intresse hos respondenterna att besvara dessa med egna ord men också för att öppna frågor är svåra att sammanställa om de är alltför många (Björkdahl Ordell, 2007). Eftersom respondenterna i denna studie är barn i årskurs tre togs framförallt det förstnämnda i beaktning.

Fråga 1 handlar om vad eleven själv tycker att hen har lärt sig av den designade aktiviteten. Frågan kan besvaras genom att skriva eller rita.

Fråga 2 handlar om den designade aktivitetens fokus, tyngdkraft och berör lä- randet av kring det. Även denna fråga kan besvaras genom att skriva eller rita.

Fråga 3, den sista frågan handlar om elevernas intresse för den designade aktiviteten. Frågan kan besvaras genom att ringa det alternativ som passar bäst av tre möjliga.

4.4 Databearbetning och analysmetod

Den primära data som samlats in och som analyserats är de två videoinspel- ningar som ägt rum vid utförandet av den designade aktiviteten. Kihlström (2007a) framhåller att det som observatör är viktigt att beskriva det som sker och att försöka undvika att se det man vill se. Observatörens egna intressen och värderingar påverkar observationen och detta behöver observatören vara medveten om för att hålla sig till syftet. I denna studie har löpande protokoll valts

(21)

16

som observationsmetod. Eftersom det är filmer som har observerats och möj- ligheten till att kunna spola tillbaka funnits, har all gruppkonversation under hela aktivitetens gång valts att redovisas i löpande text. Konversationen har citerats exakt utifrån det som sagts under hela aktiviteten. Förutom det talade språket redovisas även kroppsspråk som ansiktsuttryck och gestikulerande som tydligt framgår i videon också i den löpande texten. Deltagarnas namn nämns i konversationen med fingerade namn som inte går att härleda till vem det är.

Utöver videoinspelningarna har även enkäterna som de deltagande eleverna fick besvara efter genomförd aktivitet analyserats. Dessa innehöll två öppna frågor som gick att besvara genom att skriva eller rita. De svar som är skriftliga har citerats exakt i löpande text och de som ritats redovisas med en bildkopia på det som ritats. Den sista frågan på enkäten besvarades genom att ringa in det alternativ som passade bäst och detta redovisas i form av ett cirkeldiagram som skapats manuellt där informationen matats in manuellt i Word. Analysen av både videoinspelningarna och enkäterna bygger på syftet och det som lyfts fram är därför kopplat till elevers lärande och intresse när det kommer till äm- net fysik vid användandet av experiment i undervisningen. Det som i studien anses vara indikationer på elevers intresse och lärande är det engagemang de visar under aktivitetens gång, hur de använder de fysikaliska begreppen tyngdkraft och luftmotstånd både i gruppdiskussionerna och i sina enkätsvar.

4.5 Etiska överväganden

I denna studie tas hänsyn till begreppet anonymisering som finns beskrivet i Vetenskapsrådet (2017) och innebär att alla deltagares identiteter är icke iden- tifieringsbara för allmänheten. Även skolans identitet skyddas genom att dess namn och geografiska läge inte går att identifiera. Denna information har samtliga deltagare delgivits genom ett informationsbrev (bilaga 1). I informationsbrevet har även deltagarna informerats att det är frivilligt att delta i studien samt att de kan avbryta sin medverkan när som helst utan att uppge specifika skäl. Studien bygger på observationer som filmas och anonyma enkäter som sparas för vidare analys vilket också framgår i informationsbrevet. Då deltagarna är under femton år har även vårdnadshavare tagit del av såväl informationsbrev som samtyckesblankett (bilaga 2) där de godkänt att deras barn deltar i studien (Vetenskapsrådet, 2017). En annan viktig punkt som framgår i informationsbrevet är den om dataskyddförordningen som innebär att berörda personer gratis har rätt till samtliga uppgifter i studien och har rätt att begära att få eventuella fel rättade. Även rätten till radering, begränsning eller att komma med invändningar när det gäller behandlingen av personuppgifter och vem man vänder sig till nämns.

(22)

17

Vetenskapsrådet (2017) framhåller att det i en forskningsstudie är viktigt att ta hänsyn till de individer som ska medverka. Forskaren behöver därför innan sitt genomförande av sin studie göra etiska överväganden kring vilka åtgärder som kan skydda de medverkande individerna från att skadas eller kränkas. Denna studie valdes därför att genomföras med elever i grupper om fyra. Eleverna var då inte ensamma med en vuxen, en situation som för en ensam elev annars skulle kunna upplevas som olustig i och med den maktobalans som uppstår mellan denne och den vuxna. Vidare valdes studien att genomföras i ett för eleverna välkänt grupprum, en plats som därmed kunde bidra med trygghet och på så vis minska risken för ett eventuellt obehag.

Vid genomförandet av observationer användes en iPad som digitalt redskap för videoinspelning. Som säkerhetsåtgärd var iPaden som användes inställd på flygplansläge genom hela studien. Eftersom det är viktigt att deltagarna förstår varför just inspelning och ingen annan metod valts som dokumentationsmetod för studien fick de deltagande eleverna innan inspelning av observationen information om att inspelning sker och varför. (Vetenskapsrådet, 2017). De deltagarna eleverna informerades än en gång om att de kan avbryta deltagandet när som helst.

Efter avslutad studie flyttades videomaterialet över till en dator och kunde ra- deras från iPaden. Den dator som materialet har förvarats på är både lösenords- skyddad och har förvarats inlåst tillsammans med enkäterna genom hela ar- betstes gång. Detta för att minimera risken för att obehöriga kunnat få tillgång till materialet. Allt material kommer att förstöras från datorn när studien god- känts av Karlstad universitet.

4.6 Validitet, reliabilitet och generaliserbarhet

I denna studie valdes observation med efterföljande enkät som undersöknings- redskap. Valet grundar sig på att elevers fysikinlärning och intresse för ämnet med hjälp av experiment i undervisningen ska undersökas, och enligt Kihl- ström (2007a) är då observation ett lämpligt undersökningsredskap. Hon menar att det är genom att observera och koppla resultatet till tidigare forskning som man kan lära sig mer om barns lärande. Att observationen i denna studie valts att följas upp med en enkät till de deltagande eleverna är för att det är de som bäst kan beskriva hur experiment påverkar deras intresse och inlärning för fysik. Genom att kombinera dessa två undersökningstekniker stärks enligt Kihlström (2007b) validiteten, det vill säga giltigheten i studien. Ytterligare ett sätt att stärka validiteten på är att göra en förstudie. Med en förstudie provar man sin valda undersökningsmetod på en grupp som liknar den grupp som ska ingå i huvudstudien. Eventuella problem kan då upptäckas och korrigeras för

(23)

18

att undvikas i huvudstudien. För att upptäcka eventuella problem med denna studie gjordes en förstudie där tre barn i samma ålder som de som deltar i huvudstudien. Ett problem som upptäcktes och som ändrades till huvudstudien var hur introduktionen innan experimentet utfördes kommunicerades. Barnen i förstudien fick i introduktionen veta svaret på vilket klot som nådde marken först när Galileo Galilei släppte dem från det lutande tornet i Pisa. Detta ledde till att barnen fokuserade på att få samma svar när de genomförde experimentet med spel- och pysselkulan. De fick då inte chansen att upptäcka svaret själva och därför korrigerades introduktionen till att barnen i huvudstudien fick veta svaret när de experimenterat färdigt. Ett annat problem som upptäcktes i för- studien var att det för barnen var svårt att släppa muggen med fallskärm när de stod på golvet. Fallskärmen hann inte riktigt fylla sin funktion då avståndet mellan start och stoppsträcka blev för kort. I huvudstudien instruerades därför barnen att stå på en stol eller ett bord när de genomförde detta experiment.

Förutom validitet är reliabilitet är viktigt begrepp när man undersöker något.

Reliabilitet handlar om hur trovärdigt eller tillförlitligt ett resultat är. I en ob- servationsstudie är det viktigt att vara noggrann vid antecknande av vad som sker. Reliabiliteten kan stärkas genom att videofilma det som ska observeras då det annars kan vara svårt att hinna anteckna allt som sker i realtid. Vid da- tabearbetningen är det viktigt att som observatör vara medveten om att det egna intresset påverkar det som observeras. Om så inte är fallet finns en risk att observatören ger ett vinklat resultat med en låg reliabilitet (Kihlström, 2007b).

I denna studie har videoinspelning skett för att få ett så noggrant resultat som möjligt. Det inspelade videomaterialet har pausats och spolats tillbaka så många gånger som varit nödvändigt för att kunna transkribera all kommunikation som skett mellan deltagarna i de båda grupperna. För att minska risken för ett resultat, vinklat utifrån egna intressen, har all kommunikation valts att redovisas. Kommunikation i form av tal har citerats in ordagrant utifrån vad som sagts och kroppsspråk utifrån vad som gjorts. Uttryck som berör känslor har valts att inte tolkas då detta är en just en tolkningsfråga och kan bli vilse- ledande. När det kommer till enkäten som deltagarna fyllt i efter genomförd aktivitet, har frågorna formulerats på en nivå som gjort att alla deltagare förstått frågorna och uppfattat dem på ett likvärdigt sätt. Detta är viktigt för reliabiliteten vid användning av enkäter (Dimenäs, 2007).

Ett annat begrepp som berör en studie är generalisering, det vill säga om resultatet går att applicera på alla som liknar den grupp som undersökts. Denna studie är av kvalitativ karaktär där en mindre grupp med elever i årskurs tre ingår och resultatet går knappast att applicera på alla årskurs tre elever i Sverige.

Även om resultatet inte går att generalisera så menar Kihlström (2007b) att det i en kvalitativ studie inte är det generella i sig som är betydelsefullt. Istället

(24)

19

handlar det om att kunna placera iakttagelser som gjorts i ett andra perspektiv och på så vis skapa en igenkänningsfaktor som kan leda till en ökad förståelse för sin egen och andras situation.

(25)

20

5 RESULTAT

Här redovisas studiens resultat av hur elevers intresse och lärande uttrycks genom att använda experiment inom fysikämnet. Sju elever i årskurs tre, uppdelade i två grupper har fått genomföra ett experiment med begreppen tyngdkraft och luftmotstånd samt efter experimentet fått besvara en enkät med tre frågor.

Avsnittet är uppdelat i tre delar, observation, enkäter och sammanfattning. Ob- servationen bygger på citerade dialoger från experimentet och enkäterna på citerade svar och bilder från enkäterna. Avsnittet avslutas med en sammanfattning av resultatet från observationerna och enkäterna.

5.1 Observation

Den designade studien börjar med att läraren läser upp en liten kort introdukt- ion om vad eleverna ska få göra. Introduktionen lyder:

Idag ska ni få experimentera med tyngdkraft eller gravitation som det också kallas. På 1500-talet levde en italiensk matematiker som hette Galileo Galilei som också experi- menterade med tyngdkraft. Han ville ta reda på om olika tunga föremål, alltså föremål med olika massa når marken lika snabbt om man släpper dem från samma höjd samtidigt.

Han klättrade därför upp i lutande tornet i Pisa och släppte två klot som vägde olika mycket samtidigt (visa eleverna bild). Vad hände? Det får ni veta när ni har experimenterat färdigt själva. Då får vi se om ni fick samma resultat som Galileo Galilei (bilaga 3).

Efter introduktionen går läraren igenom varje station för sig, där hen instruerar vad eleverna ska göra.

Grupp 1 station 1

Läraren - Vilken kula når marken först? Spelkulan eller pysselkulan? Eller tror du att de når marken samtidigt? Prata med din grupp om vilken kula du tror kommer att falla först?

Alexander - Jag tror att glaskulan kommer att landa först.

Adam - Aa, jag med.

Anna - Jag med.

Läraren - Alla tror glaskulan?

Gruppen svara - Aa.

Läraren - Varför kommer den falla först tror ni?

Anna - Den har mer tyngd.

Övriga gruppmedlemmar instämmer med Anna och skriver/ritar sin hypotes på övnings- bladet.

(26)

21

Alla i gruppen är överens om hypotesen att spelkulan som är gjord av glas kommer att nå marken först. Läraren uppmanar eleverna till att motivera sin hypotes om varför de tror så. Gruppens samlade motivering är att spelkulan når marken först då den väger mer än pysselkulan. Min förväntning inför denna station var att de flesta deltagande elever skulle ha motiveringen att den tyngre kulan når marken först. Det känns som ett naturligt tankesätt innan en fullstän- dig medvetenhet kring vad som påverkar hastigheten finns.

Efter att ha skrivit sina hypoteser är alla gruppmedlemmar ivriga på att få köra igång med experimentet men de kommer snabbt överens om att Alexander får vara den som börjar. Han klättrar upp på bordet där han ska släppa de båda kulorna. Läraren tydliggör att det är viktigt att han släpper kulorna från samma höjd och ber de andra i gruppen kontrollera att det ser bra ut innan han släpper kulorna. Anna observerar ståendes medan Adam lägger sig på golvet för att lättare se vilken kula som når marken först. Alexander släpper kulorna.

Adam – Samtidigt!

Läraren: Var det samtidigt? Då provar Anna så får vi se om ni får samma resultat.

Anna släpper kulorna medan Alexander och Adam observerar.

Adam – Samtidigt igen!

Läraren – Samtidigt igen?!

När Alexander släpper kulorna märker Adam att resultatet inte blev som de trott. Anna är tyst, kanske beror det på att hon är osäker på resultatet som Adam uppmärksammat? Läraren uppmanar Anna att genomföra experimentet så att gruppen kan se resultatet en gång till. Adam menar att resultatet blev likadant igen medan Alexander är tyst. Kanske är även han tyst på grund av osäkerhet?

Då det är svårt att hinna uppmärksamma kulornas fall var min förväntning att majoriteten av eleverna skulle gå på sin hypotes att spelkulan landade först, men jag hade även en förhoppning om att någon elev skulle kunna göra upp- täckten som Adam lyckades med.

Adam vill också prova att genomföra experimentet och klättrar upp på bordet där han släpper kulorna medan Anna och Alexander observerar. Alexander lägger sig på golvet för att lättare se vad som händer precis som Adam gjort tidigare.

Alexander & Anna – Kulan! (De pekar på spelkulan gjord av glas)

Läraren – Aa, men du höll inte riktigt lika högt va? Frågar hon Adam. Prova igen. Det är viktigt att de släpps från samma punkt.

Adam provar att släppa igen, denna gång har Anna och Alexander kontrollerat att han håller de båda kulorna i samma höjd innan han släpper.

(27)

22

Anna & Alexander – Kulan! (De pekar på spelkulan gjord av glas)

När Adam genomfört experimentet första gången uppfattar Alexander och Anna att spelkulan nådde marken först. Läraren uppmärksammade dock att kulorna inte släppts från samma höjd och förklarar att det är viktigt att det görs.

Adam gör därför om experimentet och denna gång kontrollerar Anna och Alex- ander att de släpps från samma höjd. När kulorna nått marken står de fast vid att spelkulan når marken först. Gruppen har nu olika uppfattning om vilken kula som når marken först. Adam är tyst och kanske börjar han här bli osäker på resultatet han uppfattat då resterande grupp uppfattat något annat?

Gruppen samlas vid bordet för att skriva ner/rita resultatet av vad som hände.

Läraren – Vad är det som händer? Vilken kula nådde marken först? Vad kom ni fram till?

Alexander – Glaskulan.

Anna – mm, glaskulan.

Läraren – Ni sa ju samtidigt med två gånger?

Adam – mm, både och.

Alexander – Jag tyckte att kulan va lite före.

Adam – Ja, kulan va lite före.

Alexander - Typ såhär (han visar med kulorna mot bordet hur mycket före glaskulan var).

Läraren – Gör en gång till då så får ni se.

När gruppen ska anteckna resultatet av vad som hände märks att det finns en osäkerhet hos Adam och det slutar med att han ändrar uppfattning till densamma som Alexander och Anna har. Alexander visar intresse i att förklara sitt svar att spelkulan nådde marken före spelkulan genom att visa skillnaden med kulorna. Läraren uppmärksammar ändå osäkerheten och uppmanar gruppen att testa en gång till.

Alexander ställer sig på golvet och släpper de båda kulorna medan Anna och Adam observerar ståendes.

Anna – Aa, kulan va före. (pekar på spelkulan)

Gruppen samlas vid bordet igen för att skriva ner/rita resultatet.

Läraren – stämmer det här med vad ni trodde?

Gruppen tillsammans – Aa.

Läraren – Varför stämmer det tror ni?

(28)

23

Alexander – Varför?

Anna – Den är mer tyngre, den har mer tyngd. Det beror på vikten.

Alexander – Det beror på tyngdkraften.

Anna – Ja.

Alexander – Jorden har också en tyngdkraft.

Efter att ha testat att genomföra experimentet igen är nu gruppen enade om att spelkulan nådde marken först och att resultatet stämde med deras hypotes. Lä- raren uppmanar eleverna att motivera varför resultatet stämmer och Anna bör- jar med att koppla att det har med tyngden att göra, precis som de uppgav i hypotesen. Alexander kopplar däremot in begreppet tyngdkraft och att det har med den att göra. Han ger dock ingen förklaring av vad tyngdkraften innebär men visar på en förståelse av att fler föremål påverkas av den genom att säga att även jorden har en tyngdkraft.

Lärare - Spelkulan och Pysselkulan (visar kulorna för gruppen). Ni kommer att släppa dem från samma höjd, vad tror ni kommer att hända?

Elvira – Jag tror att båda kommer att falla till marken samtidigt.

Läraren – Skriv eller rita. Det ska ni göra under hypotes, alltså vad ni tror. (Hen visar på arbetsbladet var de ska skriva eller rita).

Erika – Men jag vet inte.

Läraren – Vad tror du? Om jag skulle släppa de här (håller upp kulorna). Vad kommer att hända då?

Erika – Den faller först (pekar på spelkulan).

Läraren – Då skriver du det eller ritar.

Elvira – De är lika stora.

Läraren – Okej, är de lika tunga då?

Elvira – Nej.

Emma – Får vi känna på dem?

Läraren – Ja, det kan ni göra.

Läraren förklarar för gruppen att de ska prata med varandra om vilken de tror faller först och varför de tror det.

Elvira – Jag tror att de kommer att falla samtidigt. Kommer ni ihåg när vi gjorde experimentet med en bok och en penna och båda föll samtidigt? Boken var mycket tyngre och större men de föll samtidigt.

De andra i gruppen funderar men säger inget.

(29)

24

När gruppen ska ställa en hypotes är först Erika osäker på vad hon ska tro.

Läraren stöttar genom att demonstrera med kulorna och Erika bestämmer sig för att tro att spelkulan når marken först. Läraren instruerar att gruppen ska prata med varandra gällande vad de tror och varför. Någon diskussion blir det dock inte men Elvira säger att hon tror att kulorna når marken samtidigt och engagerar sig genom att motivera sin hypotes med hjälp av tidigare erfarenheter. Hon uppmuntrar gruppen till att minnas ett experiment de tidigare gjort och där det ena föremålet var tyngre än det andra men att de ändå nådde marken samtidigt. Hon får gruppen att fundera men någon vidare diskussion blir det inte. Elvira är den första av de båda gruppernas deltagare som ställer hypotesen att kulorna når marken samtidigt. I grupp ett var alla eniga om hypotesen att spelkulan når marken först då den är tyngre än pysselkulan. I grupp två skrev alla utom Elvira också ner hypotesen att spelkulan når marken först, däremot kommunicerade de inte varför så motiveringen saknades.

Efter att eleverna har ställt sina hypoteser är de är ivriga på att få genomföra experimentet men kommer överens om att Erika får börja. Hon klättrar upp på bordet där hon ska släppa de båda kulorna. Läraren kontrollerar att Erika håller kulorna i samma höjd medan de övriga gruppmedlemmarna observerar ståen- des. Erika släpper kulorna.

Emma – Spelkulan föll först.

Elvira – Samtidigt!

Emma & Erika– Den stora först! (pekar på spelkulan) Elvira – Nej, samtidigt.

Läraren – Gör igen.

Likt Adam i grupp ett så uppmärksammar Elvira i grupp två att kulorna når marken samtidigt medan Emma och Erika uppmärksammar att spelkulan når marken först. Erik säger ingenting, kanske beror det på att han, likt Anna i grupp ett kan ha haft svårt att uppmärksamma vad som hände? Gruppen är oense om resultatet och läraren uppmuntrar dem till att göra experimentet en gång till.

Erik klättrar upp på bordet för att släppa kulorna medan de andra i gruppen observerar sittandes på golvet. Erik släpper kulorna.

Elvira – Samtidigt.

Emma & Erika – Nej, den först (Pekar på spelkulan) Erika – Den stora studsade. (pekar på spelkulan) Elvira – Ja, men det räknas inte.

(30)

25

Läraren – Det är när de landar.

Elvira – Ja, och det är samtidigt.

Gruppen fortsätter att vara oense då Elvira står fast vid att kulorna når marken samtidigt och Emma och Erika står fast vid att spelkulan når marken först. En detalj som uppmärksammas av Erika är att spelkulan studsar när den når golvet vilket skulle kunna vara en bidragande faktor till att resultatet blir svårtolkat.

Erik är tyst, kanske är resultatet för osäkert?

Gruppen fortsätter att genomföra experimentet och denna gång klättrar Emma upp på bordet för att släppa kulorna medan de andra i gruppen observerar sittandes på golvet. Emma släpper kulorna.

Erika – Det är den stora först.

Emma – Ja det är den här först (Visar spelkulan som hon håller i).

Läraren – Är det den tyngre först?

Emma & Erika – Ja Elvira – Nej!

Läraren – Prova igen om ni inte är överens.

Gruppen har fortfarande skilda meningar om vilken kula som når marken först och läraren uppmanar återigen gruppen att testa experimentet igen.

Elvira klättrat upp på bordet och släpper sex kulor, 3 spelkulor och 3 pyssel- kulor samtidigt medan de andra i gruppen observerar ståendes.

Erik – Fortfarande de tunga.

Elvira – Fortfarande samtidigt.

Nu verkar Erik vara säker på det han uppmärksammat under försöken och går på samma linje som Emma och Erika, att spelkulan når marken först. Elvira står fast vid att kulorna når marken samtidigt. Emma och Erika är här tysta, kanske för att de vet att de inte kommer att bli helt ense i gruppen?

Gruppen samlas vid bordet för att skriva/rita sitt resultat.

Läraren – Vad händer? Vilken kula når marken först?

Erika & Emma – Den största.

Läraren säger till alla i gruppen att var och en skriva det de tror.

Läraren – Blev resultatet de ni trodde?

(31)

26

Elvira – Men man kan inte göra likadant som han…, vi kan inte gå efter vad han... för att vi hade inte lika stor, vi hade olika... alltså han hade olika storlekar.

Läraren – Galileo menar du?

Elvira – Aa, men vi hade olika tunga bara, så det går inte.

Läraren – Aa, vi får se. Men blev resultatet som ni trodde då?

Erika – Ja, det blev exakt som jag trodde.

Läraren – Då skriver du det.

Läraren ber eleverna diskutera varför resultatet blev som det blev.

Erika – Men jag vet inte.

Emma – För att den lätta kulan, den är bara bomull, den här (visar upp pysselkulan) är ju typ bara bomull och den här (visar upp spelkulan) är ju glas. Det gör att tyngdkraften på den här, på den lätta åker långsammare än vad den här. För att den här (pysselkulan) är inte någonting jättetungt i. Den här (spelkulan) är tyngre än den här (pysselkulan).

Elvira – Men man måste tänka på luftbromsningen. För att båda bromsas in lika mycket och båda dras lika mycket. Det spelar ingen roll hur tungt det än är, så är det hur mycket luften bromsar in föremålet och hur mycket massa. Det spelar ingen roll hur tungt det är, föremålet faller hur man än gör. Lika mycket.

Emma – Kolla här Elvira (hon släpper spelkulan och pysselkulan på bordet) och säger den här slår ner först och pekar visar spelkulan.

Emma & Erika – Nej.

Erik bygger en ”våg” av två suddgummin där han lägger spelkulan i ena änden och pysselkulan i den andra för att visa att spelkulan är tyngst. Spelkulan väger ner vågen och rullar iväg.

Erik – Det är den! Den (han pekar på pysselkulan) står bara stilla och den (han pekar på spelkulan) rullar iväg.

När gruppen ska anteckna resultatet är de väldigt engagerade i att försöka motivera vad som hände och varför. Emma som ställde hypotesen att spelkulan skulle nå marken först står fast vid att resultatet blev just så och motiverar att det beror på tyngden. Vidare kopplar hon kulornas tyngd till begreppet tyngdkraft och får med sig både Erik och i Erika i sitt tankesätt. Elvira håller däremot inte med gruppen och motiverar sin hypotes och det uppfattade resultatet med att kulorna når marken samtidigt genom att redogöra för både tyngdkraft och luftmotstånd. Elvira visar på ett imponerande sätt att hon har förstått att tyngdkraften handlar om en kraft som drar föremål mot marken oavsett vad de väger och att luftmotståndet bromsar in föremålen. Hon lyckas dock inte få med sig sina gruppmedlemmar i tänket och både Emma och Erik försöker istället över- tala Elvira om att det är spelkulan som når marken först eftersom den är tyngst.

(32)

27

Erik bygger en våg för att demonstrera varför det är spelkulan som når marken först. Jag kan förstå att barn i denna åldersgrupp har en föreställning om att tyngre föremål faller snabbare och framförallt när en balansvåg kan få det att se ut just så. Jämför man resultatet av grupp ett och två blir det tydligt att majoriteten av eleverna i de båda grupperna har uppfattningen att tyngre föremål faller snabbare och att det beror på tyngden som några av dem kopplar till begreppet tyngdkraft.

Läraren – Vilket papper når marken först? Bollen eller brevet? Eller tror du att de når marken samtidigt? Prata med din grupp om vilket papper du tror når marken först och förklara varför du tror så. Skriv eller rita din hypotes.

Alexander – Bollen.

Läraren visar pappersbollen och pappersbrevet.

Adam – Jag vet, vi har testat det här förut säger han samtidigt som hans skriver sin hypotes.

Läraren läser att Adam har skrivit att han tror bollen landar först och frågar varför han tror det?

Adam – för att den är tyngre.

Vad tror du? Frågar läraren Alexander Alexander - För att den är ihopknycklad.

Anna instämmer med Alexander.

Alla i gruppen är överens om hypotesen att bollen kommer att nå marken först.

När läraren uppmuntrar deltagarna till att motivera varför har de dock lite skilda meningar. Adam tror att bollen når marken först för att den är tyngre medan Alexander och Anna tror att det beror på att den är ihopknycklad. Min förväntning inför denna station var att eleverna skulle börja fundera över formen på föremålen istället för vikten eftersom de nu är lika tunga. Förhopp- ningen var att eleverna under experimentets gång skulle kunna se ett samband mellan formen och luftmotståndets påverkan.

När gruppen har ställt färdigt sina hypoteser får Adam börja att genomföra experimentet. Han klättrar upp på bordet där han ska släppa de båda papperna.

Läraren kontrollerar att de andra i gruppen har kontrollerat att höjden på papperna är densamma. Anna observerar ståendes medan Alexander observerar liggandes på golvet. Adam släpper papperna.

Anna – Bollen.

Läraren – Bollen ja, vill ni prova allihop?