1 EXAMENSARBETE INOM TEKNIK OCH LÄRANDE,
AVANCERAD NIVÅ, 30 HP, KURSKOD: LT200X STOCKHOLM, SVERIGE 2017
Situationellt intresse i klassrummet
Hur elever arbetar med och upplever ett
undervisningsmaterial inom fysik som är baserat på situationellt intresse
ANDREAS MÅRTENSSON DAVID WADELIUS
KTH
SKOLAN FÖR TEKNIKVETENSKAPLIG KOMMUNIKATION OCH LÄRANDE
2
3
Situational interest in the classroom
How students work with and experience an
education material in physics based on Situational Interest
ANDREAS MÅRTENSSON DAVID WADELIUS
EXAMENSARBETE INOM TEKNIK OCH LÄRANDE PÅ PROGRAMMET CIVILINGENJÖR OCH LÄRARE
Huvudhandledare: Tanja Kramer Nymark, Vetenskapens Hus KTH.
Biträdande handledare: Carolina Svensson Huldt, Institutionen för matematikämnets och naturvetenskapsämnenas didaktik SU.
Examinator: Jan Scheffel, Fusionsplasmafysik KTH.
4
5
Sammanfattning
I den här rapporten visar vi att ett undervisningsmaterial, som är framtaget utifrån faktorer som enligt tidigare forskning ökar det situationella intresset för något som ska läras, triggar ett situationellt intresse för materialet hos flera av eleverna i den gymnasieklass som deltog i undersökningen och håller det situationella intresset hos vissa av dessa elever. Intresse är en faktor som påverkar elevers framtida val av yrke och utbildning och således kan lärare som lyckas skapa intresse för fysik hos elever vara med och bidra till en mer jämlik skola. Situationellt intresse är den typ av intresse som på kort sikt går att påverka i klassrummet, och med rätt stöd kan ett situationellt intresse vara grunden för att ett mer långvarigt individuellt intresse ska uppstå. Det finns flera olika faktorer som påverkar det situationella intresset i klassrummet och inte direkt beror av läraren, och utifrån dessa designade vi ett undervisningsmaterial som implementerades i en fysikklass under tre lektioner.
Syftet med undersökningen var att se om det uppstod situationellt intresse för materialet hos eleverna genom att titta på hur eleverna har arbetat med och hur de har upplevt materialet. Utifrån observationer, elevintervjuer och elevenkät går det att fastställa att ett situationellt intresse för materialet har uppstått hos flera elever i klassen. Därmed kan det situationella intresset i klassrummet ökas utan att läraren förändrar sitt sätt att undervisa.
Nyckelord: situationellt intresse, intressestimulerande faktorer, triggat situationellt intresse, ihållande situationellt intresse, elevhäfte, fysikprojekt
6
Abstract
In this report, we show that an education material, which is produced according to factors that previous research has shown increases the situational interest for things to be learnt, triggers a situational interest for the material within several of the students that took part in the study and maintains the situational interest for some of these students. Interest is a factor that affects students’ future choice of occupation and education and therefore teachers who successfully create interest for physics within students can contribute to a more equal school system. Situational interest is the kind of interest that with a short-term view can be affected in the classroom, with the right support situational interest can be the foundation for a more long-term individual interest. There are multiple factors that can affect the situational interest in the classroom which do not directly depend on the teacher, and we designed an education material, which was implemented in a physics class during three lessons, according to those factors. The purpose of this study was to see if situational interest arose for the material within the students by looking at how the students work with the material and what they experienced when working with it. From observations, survey answers and interviews one can determine that a situational interest for the material has arisen within many students in the study. One can conclude that the situational interest can be increased in the classroom without the teacher having to change his or her way of teaching.
Keywords: Situational interest, interest increasing factors, triggered situational interest, maintained situational interest, student compendium, physics projects.
7
Förord
När vi, Andreas och David, satte oss ned för att utveckla en idé till ett examensarbete kände vi båda att vi ville skapa något nytt som skulle vara av nytta för gymnasieskolan. Att designa ett undervisningsmaterial för att öka det situationella intresset för fysik blev vår slutliga idé och vi känner oss stolta och nöjda över arbetet.
Förhoppningsvis kommer Du som läsare också att uppskatta denna rapport.
Vi är evigt tacksamma för all hjälp från våra två handledare, Carolina och Tanja, som inte har hållit tillbaka med kritiken och hjälpt oss att ta fram den här rapporten. Vi tillägnar också ett stort tack till vår examinator, Jan, som gladligen mantlade ansvaret att bedöma det här arbetet då det berör ett kärt område.
Det finns även en person som har gjort mer än vad vi någonsin skulle önska.
Onekligen har det varit ett hårt arbete som personen har gjort utan kompensation.
Tack så väldigt mycket till den lärare som tillät oss att genomföra studien!
Avslutningsvis vill vi tacka alla utomstående som har kommit med tips.
Med Pompös Salut Andreas och David
8
Innehåll
1 Introduktion ... 10
1.1 Inledning ... 10
1.2 Bakgrund ... 11
1.2.1 Icke-textrelaterade faktorer ... 14
1.2.2 Textrelaterade faktorer ... 15
1.3 Syfte och frågeställningar ... 17
2 Teori ... 17
2.1 Centrala begrepp ... 19
3 Metod ... 19
3.1 Arbetsprocess ... 19
3.2 Litteraturstudie ... 20
3.3 Utveckla ett undervisningsmaterial ... 20
3.3.1 Effekter av atomens struktur i rymden. Något litet i något väldigt stort! .. 22
3.3.2 Medicinska atomer ... 22
3.3.3 Vem är vetenskapspersonen? ... 23
3.3.4 Klimatet på jorden ... 23
3.4 Datainsamling ... 24
3.5 Databearbetning ... 26
3.6 Forskningsetiska principer ... 26
4 Resultat och Analys ... 27
4.1 Generella observationer av lektionerna ... 27
4.1.1 Dag 1 ... 27
4.1.2 Dag 2 ... 28
4.1.3 Dag 3 ... 28
4.2 Kim ... 29
4.2.1 Observationer av Kim ... 29
4.2.2 Intervju med Kim ... 29
4.2.3 Analys av Kim ... 30
4.3 Robin ... 31
4.3.1 Observationer av Robin ... 31
4.3.2 Intervju med Robin ... 31
4.3.3 Analys av Robin ... 32
4.4 Mio ... 33
9
4.4.1 Observationer av Mio ... 33
4.4.2 Intervju med Mio ... 34
4.4.3 Analys av Mio ... 35
4.5 Love ... 36
4.5.1 Observationer av Love ... 36
4.5.2 Enkätsvar av Love ... 36
4.5.3 Analys av Love ... 37
4.6 Nour ... 37
4.6.1 Observationer av Nour ... 37
4.6.2 Intervju med Nour ...38
4.6.3 Analys av Nour ... 39
4.7 Vide ... 40
4.7.1 Observationer av Vide ... 40
4.7.2 Analys av Vide ... 40
5 Diskussion ... 41
5.1 Arbetets svagheter ... 45
5.1.1 Datainsamling ... 45
5.1.2 Alternativa tolkningar ... 46
5.2 Rekommendationer ... 47
6 Slutsatser ... 48
10
1 Introduktion
1.1 Inledning
I den här rapporten har vi använt oss av tidigare forskning om hur situationellt intresse kan stimuleras i undervisning för att utveckla ett undervisningsmaterial utifrån intressestimulerande faktorer. Vi kommer visa på att det går att väcka ett situationellt intresse för ett visst fysikinnehåll hos elever i en klass där läraren upplever att intresset för fysik är lågt. Vi gör det genom att titta på hur eleverna i klassen arbetat med materialet och hur de upplevt att det var att arbeta med materialet för att kunna analysera om det uppstått ett situationellt intresse för materialet hos någon av eleverna.
Intresse är en psykologisk konstruktion som påverkar både hur mycket en elev kan lära sig och kvalitén på det eleven lär sig samt framtida val av studier och karriär (Hidi, Renninger & Krapp, 2004; Krapp & Prenzel, 2011). Andra faktorer som påverkar svenska elevers val av framtida studier är bland annat elevernas socioekonomiska bakgrund och föräldrarnas utbildningsnivå (Anderhag, Wickman &
Hamza, 2015). Ett sätt att göra den svenska skolan mer jämlik och ge varje elev samma chans till en karriär inom naturvetenskap kan således vara att arbeta mer aktivt i skolan med att väcka elevers intresse för naturvetenskap. Anderhag, Hamza och Wickman (2014) fokuserade i sin undersökning på lärarens roll, och vad läraren kan göra för att elever ska bli intresserade av naturvetenskap. Vi har istället valt att fokusera på materialet som elever använder när de arbetar med naturvetenskap, i det här fallet fysik, och hur det kan påverka elevers intresse för just fysik. Det material vi har fokuserat på i den här undersökningen är ett material vi själva tagit fram utifrån intressestimulerande faktorer och innehåller uppgifter som elever kan arbeta med och en text elever kan läsa för att tillgodogöra sig den information de behöver lära sig.
För att genomföra undersökningen behövde vi finna en lämplig skola. Vi fick kontakt med en lärare som undervisade en klass i kursen Fysik II och där eleverna enligt läraren har ett lågt intresse för fysik. Det tyckte vi lät bra med tanken att det då skulle bli tydligt om det uppstått intresse för vårt material hos eleverna. Både Anderhag et al. (2014) och Palmer, Dixon och Archer (2016) belyser att läraren har en roll i att väcka intresse för det som undervisas hos eleverna och beskriver också olika saker en lärare kan göra för att väcka intresse hos elever. Vi ville dock fokusera på att se om undervisningsmaterialet väcker intresse hos eleverna och därför utformades materialet sådant att läraren bara kort behövde introducera området. Läraren ombads sedan att låta eleverna arbeta med vårt undervisningsmaterial och agera som om eleverna arbetade med sitt ordinarie material. Anledningen till att vi valde att göra så är att ’något nytt’ är en faktor som kan påverka situationellt intresse hos elever (Bergin, 1999). Om läraren agerat annorlunda under de här lektionerna hade det kunnat vara något som utöver materialet själv stimulerade situationellt intresse för materialet. Därför var det heller aldrig aktuellt för oss att gå in och hålla i undervisningen de här lektionerna.
För att analysera resultatet av undersökningen använde vi oss av den psykologiska definitionen av situationellt intresse. Det förekommer kritik mot att mycket av den
11 forskning som gjorts inom intresse för naturvetenskap har baserats på enkäter (till exempel Potvin & Hasni, 2014). Vi tar delvis hänsyn till den kritiken genom att närvara och observera hur eleverna arbetar med materialet under lektionerna och delvis basera analysen på resultatet från de observationerna. Däremot använder vi oss av en enkät och intervjuer, av de elever som ville ställa upp på att bli intervjuade, för att få reda på hur eleverna upplevde att det var att arbeta med materialet och vilka känslor de hade när de arbetade. Eftersom den psykologiska definitionen av situationellt intresse innehåller upplevda känslor anser vi att det är nödvändigt att fråga eleverna vilka känslor de upplevt för att analysen ska bli korrekt. Även om den här undersökningen är begränsad till en klass och därför inte går att generalisera, visar den på hur vissa faktorer hos ett undervisningsmaterial stimulerar situationellt intresse hos eleverna i undersökningen, vilket borde vara intressant för lärare och läroboksförfattare att läsa om.
1.2 Bakgrund
Den tidigaste referensen om intresse som förekommer i litteraturen är John Deweys bok Interest and Effort in Education från 1913 (se till exempel Krapp & Prenzel, 2011;
Hidi, Renninger & Krapp, 2004; Mitchell, 1992). I den boken ger Dewey en definition av intresse som handlar om att en person identifierar sig med objekt och färdigheter som krävs för att utföra någon aktion samt att den här aktionen uppslukar personens krafter (Mitchell, 1992). Senare kom Roe och Siegelman med en egen definition i sin artikel The origin of interests från 1964, den lyder att intresse är någon aktivitet till vilken man ger automatisk uppmärksamhet utan ansträngning (Hidi, Renninger &
Krapp, 2004). I moderna artiklar använder författare mer komplexa definitioner av intresse och man har dessutom delat upp intresse i olika delar.
Intresse som forskningsfält tog fart under 1980- och 1990-talet, innan dess fanns endast några få publikationer på ämnet. En av de tidigare publikationerna från tiden då forskningsfältet började ta fart är skriven av Schiefele, Krapp, Prenzel, Heiland och Kasten (1983). I den definieras intresse på ett sätt som i stora drag är samma som den definitionen som finns idag, även om dagens definition är mer utförlig och precis.
Definitionen som används av Schiefele et al. (1983) beskriver intresse som en intressespecifik person-objekt-relation, vilket är en relation mellan en individ och ett objekt av intresse. I den här relationen vill individen utföra en aktion på eller med objektet, aktionen kallas för intresseaktion och har sin grund i tre aspekter (Schiefele et al., 1983). En aspekt är kognitiv, som innebär att individen behöver viss kunskap om objektet och aktionen, en aspekt är affektiv, objektet eller aktionen är förknippade med positiva känslor, och en aspekt är värde, objektet eller aktionen har ett värde för individen (Schiefele et al., 1983).
Efter att artikeln av Schiefele et al. (1983) kom ut har andra författare utvecklat definitionen av intresse och förtydligat vad konstruktionen intresse är. Man har kommit fram till att intresse är en multidimensionell psykologisk konstruktion som kräver både kognitiva och emotionella kategorier för att definieras (Hidi et al., 2004;
Krapp & Prenzel, 2011). De viktigaste egenskaperna för ett intresse har att göra med känslor och värden, ett intresse är förknippat med positiva känslor och har personlig betydelse för individen som är intresserad (Hidi et al., 2004; Krapp & Prenzel, 2011).
En person som är intresserad av något känner att det är lätt att fokusera och tänka
12 om objektet i fråga (Schiefele, 2009). Det som särskiljer intresse från andra motivationella begrepp är att intresse alltid är innehållsspecifikt, alltså ett intresse måste vara riktat mot något, man är intresserad av något (Hidi et al., 2004; Krapp &
Prenzel, 2011; Mitchell, 1992). Att ‘vara intresserad’ är ett psykologiskt tillstånd som involverar fokuserad uppmärksamhet, ökad kognitiv funktionalitet, uthållighet, och affektiv involvering (Krapp & Prenzel, 2011).
Krapp (2002) och Deci (1992) beskriver kopplingar mellan intresse och självbestämmandeteori. Självbestämmandeteori gör skillnad på motivationen bakom varför en person gör något, om personen gör det av fri vilja eller om personen känner sig tvingad att göra det (Deci, 1992). En person som är självbestämmande deltar i en aktivitet av fri vilja, självvalt och av personlig anledning (Deci, 1992). Krapp (2002) menar att den emotionella delen av en intresseaktion upplevs positiv tack vare att aktionen uppfyller det som gör en person självbestämmande.
Den mest utbredda synen på intresse idag delar upp intresse i olika delar, där man i huvudsak delar upp intresse i individuellt intresse och situationellt intresse, en uppdelning som först föreslogs av Andreas Krapp vid en konferens 1989 (Mitchell, 1992). Individuellt intresse kan tolkas som ett inneboende och ihållande intresse hos en individ, ett intresse som man tar med sig till en situation. En individ som har ett individuellt intresse har en ihållande tendens att hålla på med objektet som är av intresse (Hidi et al., 2004; Krapp & Prenzel, 2011). Ett individuellt intresse kräver tidigare kunskap eller kognitiva scheman om objektet av intresse och är förknippat med positiva känslor och värden, dessutom ger ett individuellt intresse motivation att hålla på med objektet av intresse (Ainley & Ainley, 2011; Hidi et al., 2004).
Situationellt intresse är ett temporärt, övergående, tillstånd som orsakas av omgivningen och är kontext-specifikt (Krapp & Prenzel, 2011; Hidi et al., 2004;
Schraw & Lehman, 2001; Palmer et al., 2016). Situationellt intresse karaktäriseras av fokuserad uppmärksamhet, affektivitet och kognitivt engagemang (Hidi et al., 2004, Palmer et al., 2016, Ainley & Ainley, 2011). Jämfört med individuellt intresse har situationellt intresse att göra med en individs upplevelse av den aktuella situationen, aktiviteten eller objektet och hur attraktivt det är i stunden och inte individens personliga och inneboende inställning till situationen, aktiviteten eller objektet (Chen, Darst & Pangrazi, 2001).
Den här undersökningen har fokuserat på situationellt intresse eftersom det är möjligt att påverka det situationella intresset hos eleverna i klassrummet (Schraw, Flowerday, Lehman, 2001; Mitchell, 1992; Bergin, 1999), medan det är svårt att påverka det individuella intresset hos eleverna i ett kortare perspektiv (Bergin, 1999).
Det finns en missuppfattning bland lärare att det inte går att påverka elevers intresse alls, men en lärare kan genom sin undervisning bidra till både att en elev upplever ett situationellt intresse och utvecklar ett individuellt intresse för något ämne (Hidi &
Renninger, 2006). Forskning om situationellt intresse har fokuserat på de faktorer som bidrar till att ett situationellt intresse uppkommer (Hidi et al., 2004) och det är den forskningen som det framtagna undervisningsmaterialet i den här undersökningen är baserat på. Utifrån den tidigare forskningen kategoriserar vi de faktorer som bidrar till ett ökat situationellt intresse i textrelaterade faktorer och icke-textrelaterade faktorer.
13 Mitchell (1992) genomförde en undersökning angående situationellt (och individuellt) intresse för matematik hos gymnasieelever. Syftet var att fastställa vilka faktorer som kunde bidra till ett ökat situationellt intresse för matematik. Vårt undervisningsmaterial är menat att öka det situationella intresset för fysik, men undersökningen belyser ändå användbara aspekter. För att ta reda på vad som ökar det situationella intresset i klassrummet samlade Mitchell (1992) in data från fokusgrupper och enkäter från gymnasieelever. De icke-textrelaterade faktorerna som, enligt Mitchell (1992), bidrar till ett ökat situationellt intresse och som är relevant för det här arbetet är:
Pussel
Grupparbeten
Datorer
Det positiva med resultatet från Mitchells undersökning är att både lekar och grupparbeten återfinns i en senare sammanställning av Bergin (1999). Det kan uppfattas som felaktigt att använda sig av forskning om datorers inverkan på situationellt intresse från 90-talet då datorer är en del av elevers vardag idag. Men Mitchell (1992) refererar till Lepper och Malone (1987) som menar att datorer kan öka det situationella intresset eftersom eleverna får möjlighet att lära sig på egen hand.
Bergin (1999) har sammanställt tidigare arbeten och kartlagt flera faktorer som påverkar det situationella och individuella intresset. Även om Bergin (1999) gör en tydlig uppdelning av faktorer som påverkar det situationella respektive det individuella intresset, menar han att det inte går att isolera det situationella intresset från det individuella intresset. De faktorer som Bergin (1999) menar ökar det situationella intresset i klassrummet är:
Icke-textrelaterade faktorer
Avvikelser och missuppfattningar
Något nytt
Social interaktion
Lekar och pussel Textrelaterade faktorer
Innehåll
Likt Bergin (1999), har Schraw, Flowerday och Lehman (2001) sammanställt tidigare arbeten om situationellt intresse och presenterar flera olika faktorer för att öka det situationella intresset. Fokus läggs på textrelaterade faktorer, men det presenteras även två icke-textrelaterade faktorer som är användbara för oss. Enligt Schraw et al.
(2001) ökar följande faktorer det situationella intresset:
Textrelaterade faktorer:
Hur sammanhängande texten är
Hur relevant texten är
Textens livlighet
14 Icke-textrelaterade faktorer:
Låta elever göra meningsfulla val
Förse elever med tillräcklig information inför en text som ska läsas
Alla faktorerna har också förklarats av författarna till de ovanstående artiklarna och förklaringarna sammanfattas här nedan. Ett antal av dessa faktorer presenteras som att läraren kan göra eller tänka på något för att öka det situationella intresset hos elever. Eftersom vi i vår undersökning inte ville att läraren skulle agera annorlunda jämfört med en vanlig lektion försökte vi inte få läraren att uppfylla några av de faktorerna. Istället har vi inkluderat de faktorerna i undervisningsmaterialet.
1.2.1 Icke-textrelaterade faktorer
Schraw et al. (2001) menar att när universitetsstudenter tillåts att göra val, angående vad de vill läsa, ökar det situationella intresset. Vårt arbete berör inte universitetsstudenter utan gymnasieelever, men vi anser att denna faktor är användbar för gymnasieelever också. Även ett tidigare experiment visar att elever, med ett lågt individuellt intresse, får ett ökat situationellt intresse då de erbjuds att göra ett val angående vad de ska läsa (Flowerday, 2000, refererad i Schraw et al., 2001)1. Det handlar dock inte bara om val av vilken text som ska läsas, utan syftet är att låta eleverna göra meningsfulla val utefter vissa riktlinjer som kan bero på undervisningssituationen. Varför val resulterar i ett ökat intresse har med autonomi och tillhörande att göra (Deci, 1992). När elever tillåts göra val uppfylls elevernas autonoma behov som leder till ett ökat intresse och engagemang. Eleverna känner en inneboende motivation att utföra uppgiften, eftersom de tillåts att ta egna initiativ och göra egna val (a.a.).
Schraw et al. (2001) presenterar två olika metoder för hur man som lärare kan förse elever med tillräcklig information inför en text eller lektionsaktivitet2. Antingen kan lärare använda sig av texter som har ett innehåll som eleverna känner till (Schraw et al., 2001) och på så sätt kan eleverna skapa kopplingar mellan tidigare kunskaper och kategorisera informationen. Eller så kan läraren ge ut lämplig information inför en text som ska läsas, vilket kan ske genom att läraren håller en kort presentation om textinnehållet (a.a.).
Att använda sig av avvikelser och missuppfattningar handlar om att läraren har en uppfattning om vad hen tror att många elever har en missuppfattning om. Därefter korrigerar läraren denna missuppfattning genom att presentera den rätta förklaringen (Bergin, 1999). Det blir en kognitiv konflikt och ett situationellt intresse uppstår eftersom eleverna vill klargöra sin missuppfattning (a.a.).
Både Bergin (1999) och Deci (1992) menar att något nytt ökar det situationella intresset3. Exakt vad som räknas som något nytt framgår inte av Bergin (1999), men det är inte rent innehållsrelaterat. Till exempel kan hög musik under en matematiklektion ses som något nytt, medan hög musik under en musiklektion inte
1 Flowerday et al. (2000) är ej tillgänglig, därav används sekundärreferens.
2 Det är uppenbart att denna faktor inte endast är en textrelaterad faktor.
3 Deci pratar inte specifikt om situationellt intresse, utan menar att något nytt ökar intresset generellt.
15 är något nytt (a.a.). Det vi vill med vårt arbete är att undervisningsmaterialet ska vara så pass nytt att det stimulerar ett situationella intresse för materialet, och inte att själva närvaron av oss besökare är det som är intressant. Det här tar inte Bergin (1999) upp men det är värt att belysa, däremot tar Bergin upp en annan risk, nämligen att när en ny uppgift introduceras kan eleverna bli förvirrade och behöva mer hjälp av läraren (Blumenfeld et al., 1987, refererad i Bergin, 1999)4.
Social interaktion och grupparbeten kan ses som samma faktor. Bergin (1999) menar att när elever får samarbeta med sina vänner blir uppgiften de utför mer intressant.
Arbetet får en social aspekt. Deci (1992) anser att när elever får vara delaktiga i sociala aktiviteter och får uppfylla sina autonoma, kompetens- och igenkännande behov, ökar intresset för dessa aktiviteter. Om de däremot genomför en social aktivitet där dessa behov inte uppfylls (t.ex. en icke fungerande gruppsammansättning), påverkar det utvecklingen av intresse negativt (a.a.). Det problematiska med grupparbeten, som även Bergin (1999) belyser, är om eleverna ska få välja grupper eller inte.
Lärarens mål med aktiviteten riskerar att bli bortglömd av eleverna om de ser grupparbetet som ett tillfälle för att endast ha kul (a.a.). Så om eleverna ska få dela in sig själva i grupper eller inte beror på klassammansättningen och vad läraren anser vara lämpligt. Zajac och Hartup (1997) har kommit fram till att elevers prestationer ökar då de genomför grupparbeten tillsammans med vänner, generellt sett. Dock finns det situationer då läraren känner på sig att två elever, som är nära vänner, inte fungerar bra ihop i en grupp (a.a.). Därför är det lämpligt att överlämna gruppindelningen till läraren. Mitchell (1992) tar även upp en annan aspekt, nämligen att elever är mer villiga att fråga sina klasskamrater om hjälp istället för läraren då det finns en rädsla över att bli utpekad som dum beroende på om den ställda frågan är ”bra” eller ”dålig”. Dessutom anser elever att deras klasskamrater är bättre på att förklara än läraren, eftersom klasskamrater använder sig av ett mer informellt språk än läraren (a.a.).
Pussel är ett samlingsnamn för gåtor och tankeställare som kan öka det situationella intresset (Mitchell, 1992). Det som kännetecknar ett pussel är att det berör ett område som är annorlunda och konstigt, och som resulterar i att eleverna måste fundera och reflektera på ett nytänkande sätt, vilket kan öka det situationella intresset (a.a.). Vår utmaning blir att ta fram en aktivitet som berör ett område som är just annorlunda och konstigt, och samtidigt finns med i kursinnehållet på Skolverket.
1.2.2 Textrelaterade faktorer
En text som är sammanhängande kan öka det situationella intresset eftersom den är lätt att förstå (Schraw et al., 2001). Det som kännetecknar en sammanhängande text är att den är uppdelad i tydliga stycken som bygger på varandra (O'Brien & Mysers, 1999). På så sätt kan en person ta in den nya informationen och koppla den till det hen redan vet (a.a.). Andersson och Ekström (2013) genomförde ett examensarbete där de jämförde två elevtexter. En av elevtexterna hade, som de benämner det, en klassisk läroboksstruktur medan den andra hade en läsbarhetsorienterad struktur (LOS) som innebär att texten är skriven utefter en struktur som ger läsaren en inblick
4 Originalverket är ej tillgängligt, därför används sekundärkällan.
16 i hur författaren har utformat textinnehållet (a.a.). Andersson och Ekström (2013) kom fram till att eleverna i deras undersökning uppskattade LOS-texten bättre. LOS innebär att man har en inledande kappa som åtskiljer textinnehållet och som förklarar syftet med texten (a.a.). Därefter kommer en innehållsförteckning där genomtänkta rubriker är strukturerade på ett genomtänkt sätt (a.a.). Det följande inledande kapitlet ska sedan ge en helhetsbild av texten och förklara hur läsaren ska orientera sig genom texten. Varje kapitel ska sedan börja med en sammanfattning av vad som har gåtts igenom i tidigare kapitel för att binda ihop innehållet.
Kapitelrubrikerna bör också vara strukturerade på något sätt, t.ex. färgkodning (a.a.).
Det avslutande kapitlet sammanfattar textens kritiska delar. Vi anser att LOS kan bidra till att göra texten sammanhängande.
Att göra en text relevant innebär att sammanlänka texten till läsarens syfte (Schraw et al., 2001). Det är ofta upp till lärare att instruera elever att läsa för ett syfte. Det behöver inte vara ett märkvärdigt syfte, utan mer som en uppgift. Schraw och Dennison (1994) har visat att elevers intresse vid läsning ökar då de instrueras att läsa efter ett speciellt textinnehåll. Det blir därmed relevant att läsa. Även Deci (1992) menar att när elever läser och studerar för ett syfte, t.ex. för att lära ut det som de läser, ökar intresset jämfört med om eleverna endast skulle läsa för att minnas texten inför ett prov eller liknande. Slutligen kan läraren skriva kommentarer i samband med en text, där hen binder samman textinnehållet med elevernas vardag och därmed blir texten relevant (Means, Jonassen & Dwyer, 1997). Means et al. (1997) genomförde ett experiment där de gjorde en biologitext relevant för matematikstudenter5 genom att koppla ihop innehållet med studenternas vardag och liv.
Den sista textrelaterade faktorn av Schraw et al. (2001) är en texts livlighet. Att en text är livlig innebär att den innehåller spännande och livfulla detaljer (a.a.). En undersökning av Schraw, Bruning och Svoboda et al. (1995) visar att en texts livlighet är en av de viktigare faktorerna som bidrar till elevers upplevda intresse då de läser en text.
Angående innehåll menar Bergin (1999), generellt sett, att ett visst innehåll är intressantare än ett annat innehåll för en viss person. Här finns uppenbarligen ett problem, lärare är begränsade angående vad som ska läras ut utifrån det kursspecifika centrala innehållet från Skolverket. Däremot har läraren fortfarande möjlighet att koppla det innehållet till saker och händelser som eleverna, allmänt, tycker är intressant. Schank (1979) har spekulerat kring vilket innehåll som är intressant6 och menar att döden, oväntade händelser, faror och områden som man kan känna igen sig i intresserar elever. Viktigt att poängtera är att Schank (1979) endast har spekulerat om detta, men eftersom det delvis stämmer överens med det vi tidigare har presenterat ser vi det som användbart. Innehåll är både en textrelaterad och en icke-textrelaterad faktor. Schreiner och Sjøberg (2008, refererade i Sjøberg, 2010) har analyserat data från ROSE-projektet och sammanställt vad pojkar
5 Det var en grupp studenter som läste en statistikkurs.
6 Schank pratar om absolut intresse och situationellt intresse, men beskriver inte situationellt intresse som vi gör i detta arbete. Däremot överensstämmer Schanks tankar om absolut intresse med att ett innehåll är mer intressant än ett annat.
17 respektive flickor är intresserade7 av. Det visar sig att i länder där utvecklingen och jämställdheten har kommit längst, till exempel Sverige, är skillnaden mellan flickors och pojkars intressen som störst (Sjøberg, 2010). Generellt är naturvetenskapliga ämnen i Sverige rankat som mer ointressanta än de flesta andra ämnena. Utifrån ROSE-data har Sjøberg (2010) sammanfattat det innehåll som är intressant för både pojkar och flickor, nämligen: estetiska aspekter av naturvetenskap, fenomen som mänskligheten ännu inte har förklarat, människors behov av naturvetenskapen samt naturvetenskapens roll för vår hälsa. Från ROSE-data går det också att sammanfatta vad som intresserar pojkar och flickor minst inom naturvetenskapen, det är optiska instrument, atomer och molekyler samt viktiga forskare och deras liv8 (a.a.).
1.3 Syfte och frågeställningar
Alla de artiklar som fokuserat på situationellt intresse och som refererats ovan har haft fokus på vilka faktorer som kan öka det situationella intresset hos elever. Det finns ingen artikel, till vår kännedom, som fokuserar på hur elever upplever ett undervisningsmaterial som är utformat efter ett flertal faktorer som ska öka situationellt intresse och om situationellt intresse för materialet väcks hos elever när de använder det. Vi har genomfört vår undersökning med målet att börja fylla den luckan i forskningen.
Det övergripande syftet för rapporten är att analysera om det uppstår ett situationellt intresse för vårt material hos de elever som är med i undersökningen genom att beskriva hur elever i en specifik gymnasieklass arbetar med och upplever att det är att arbeta med vårt undervisningsmaterial. Målet är att skapa ett undervisningsmaterial inom ämnesområdet atomens elektronstruktur, absorptions- och emissionsspektra, vilket ingår i kursen Fysik II (https://www.skolverket.se/), som stimulerar ett situationellt intresse för innehållet i materialet hos eleverna som använder det. För att uppnå syftet med rapporten finns två frågor som om de båda besvaras innebär att syftet uppfylls. Frågorna är:
Hur arbetar en gymnasieklass med ett undervisningsmaterial som är utformat för att stimulera situationellt intresse för atomens elektronstruktur, absorptions- och emissionsspektra?
Hur upplever elever att det är att arbeta med ett undervisningsmaterial utformat för att stimulera situationellt intresse?
2 Teori
Den definition av situationellt intresse som kommer användas i den här rapporten är den som beskrivs av Hidi och Renninger (2006). För intresse generellt gäller i deras modell att intresse är en specifik person-objekt-relation, att intresse är objektspecifikt och associerat med positiva känslor. De delar upp situationellt intresse i triggat situationellt intresse och ihållande situationellt intresse, som är fas
7 Här används intresse lekmannamässigt utan någon koppling till individuellt eller situationellt intresse.
8 Sjøberg (2010) presenterar mer som är ointressant för pojkar och flickor inom naturvetenskap, men detta finns inom det centrala innehållet för Fysik II.
18 1 och 2 i deras modell för intresseutveckling, och vi kommer titta på båda dessa. Alla faser i modellen för intresseutveckling är psykologiska tillstånd som uppkommer från olika faktorer och kännetecknas av olika faktorer (a.a.). Hidi och Renninger (2006) beskriver triggat situationellt intresse, tolkat ur Hidi och Baird (1986, 1988) och Mitchell (1993), som ett resultat av kortsiktiga förändringar i affektivitet gentemot och kognitiv bearbetning av ett objekt. Ett ihållande situationellt intresse följer efter ett triggat situationellt intresse och karaktäriseras av fokuserad uppmärksamhet mot ett objekt och att tillståndet är uthålligt över en tidsperiod eller återkommer, vilket gör att personen fortsätter involvera sig med objektet trots eventuella motgångar (Hidi & Renninger, 2006). Den affektiva delen är alltså viktig för att trigga det situationella intresset, men för att hålla ett situationellt intresse behövs upplevelsen av meningsfullhet och personligt engagemang (Harackiewicz et al., 2000; Mitchell, 1993; refererade i Hidi & Renninger, 2006).
Det finns ett antal faktorer som kan stimulera ett situationellt intresse i undervisning (Schraw et al., 2001; Mitchell, 1992; Bergin, 1999). Faktorerna har presenterats i bakgrunden och därför nämner vi dem inte här. Mitchell (1992) delar upp situationellt intresse på samma sätt som Hidi och Renninger (2006), nämligen i triggat situationellt intresse och ihållande situationellt intresse. I sin artikel om situationellt intresse i matematikundervisning, menar Mitchell (1992) att datorer, pussel och grupparbeten är triggande faktorer för situationellt intresse och att meningsfullhet och involvering är hållande faktorer för situationellt intresse. Schraw et al. (2001) och Bergin (1999) använder inte samma uppdelning av situationellt intresse i triggande och hållande faktorer, utan menar att de faktorer som de presenterar kan öka det situationella intresset i klassrummet. Eftersom vårt syfte är att stimulera elevers intresse i klassrummet är både Mitchells (1992) samt Schraw et al. (2001) och Bergins (1999) faktorer relevanta.
Det går att se i klassrummet vid observation om elever arbetar med fokuserad uppmärksamhet riktad mot undervisningsmaterialet och hur länge de har fokus på undervisningsmaterialet. Det går också att observera om elever kognitivt bearbetar undervisningsmaterialet. Hur eleverna upplevt det går inte att observera, det kan endast eleverna själva svara på. Genom att låta eleverna svara på enkäter, och intervjua vissa elever, får vi information om eleverna har upplevt positiva känslor gentemot undervisningsmaterialet och huruvida de upplevde det meningsfullt och personligt engagerande. Utifrån det kan vi beskriva om en elev upplevt situationellt intresse för undervisningsmaterialet och i vilken situation det uppstått. Genom att se i vilken situation ett triggat, och eventuellt ihållande, situationellt intresse uppstår för en elev kan vi diskutera vilka av de intressestimulerande faktorerna som gett störst effekt för varje elev.
För att ett situationellt intresse för något i undervisningsmaterialet ska kunna ha uppstått hos en elev måste eleven alltså ha tänkt om, eller fokuserat sin uppmärksamhet på, något i undervisningsmaterialet. För att ett triggat situationellt intresse för något i undervisningsmaterialet ska ha uppstått krävs dessutom att eleven upplevt positiva känslor för det eleven tänkt om. För att ett ihållande situationellt intresse för något i undervisningsmaterialet ska ha uppstått krävs att
19 detta något triggat ett situationellt intresse som sedan håller i sig genom att eleven över tid eller återkommande fokuserar sin uppmärksamhet mot objektet.
2.1 Centrala begrepp
Situationellt intresse – ett psykologiskt begrepp som innebär att en person har fokuserad uppmärksamhet på ett objekt, har positiva känslor för objektet och tänker på eller om objektet. Situationellt intresse är temporärt och övergående och uppkommer i en aktuell situation eller aktivitet.
Triggat situationellt intresse – ett psykologiskt begrepp som beskriver fas 1 av situationellt intresse. Begreppet innebär att en person tänker på eller om ett objekt och upplever positiva känslor i den aktuella situationen eller aktiviteten för just det objektet.
Ihållande situationellt intresse – ett psykologiskt begrepp som beskriver fas 2 av situationellt intresse. Begreppet följer efter ett triggat situationellt intresse och innebär att en person som upplevt triggat situationellt intresse fokuserar sin uppmärksamhet mot objektet över en tidsperiod eller återkommande fokuserar sin uppmärksamhet mot objektet. Personen tänker fortfarande om objektet och upplever positiva känslor för det.
I de här lite tydligare och förenklade beskrivningarna av begreppen har vi använt orden ”positiva känslor” i stället för den mer korrekta termen ”affektivitet”. I bland annat Hidi och Renninger (2006) beskrivs hur denna affektivitet ibland kan vara negativa känslor, även om det oftast handlar om positiva känslor. I vår undersökning är det bara positiva känslor som har varit aktuellt och därför väljer vi att skriva som vi gör.
3 Metod
3.1 Arbetsprocess
Arbetsprocessen för arbetet bestod av fyra moment: Genomföra en litteraturstudie, utveckla ett undervisningsmaterial, implementera undervisningsmaterialet i en gymnasieklass samt samla in och analysera data. Det färdiga undervisningsmaterialet implementerades i en fysikklass som går teknikprogrammet i gymnasiets årskurs tre, under fyra lektioner i en gymnasieskola i en förort till en av Sveriges storstäder. Det var ett stort glapp tidsmässigt mellan lektion tre och lektion fyra och därför bestämde vi att undersökningen skulle vara koncentrerad till endast de tre första lektionerna. Klassen bestod av 19 elever och lärarens generella beskrivning av klassen var att eleverna inte är särskilt intresserade av fysik och inte brukar arbeta fokuserat under lektionstid. Implementering av undervisningsmaterialet innebär i det här sammanhanget att läraren genomför lektionerna på sitt vanliga vis fast med vårt undervisningsmaterial. I enlighet med vad vi skriver i bakgrunden överlät vi gruppindelningen till läraren. I lärarinstruktionen står att elevgrupperna bör vara om två elever i största möjliga mån men grupper om tre fungerar också. Under de tre lektionerna gick vi runt i klassrummet och observerade eleverna utan att ingripa, med undantag för några enstaka gånger då eleverna ställde frågor riktade mot oss. Vi observerade var för sig
20 några elever i taget och förflyttade oss runt i klassrummet för att kunna observera samma grupp elever några gånger per lektion. I slutet av den tredje lektionen svarade eleverna på en enkät angående undervisningsmaterialet. Enkäten var digital och de flesta elever fyllde i den på sina mobiltelefoner, några elever använde sina datorer för att fylla i enkäten. Inom loppet av tio dagar efter den tredje lektionen hade vi genomfört sex elevintervjuer. Innan implementering skickades undervisningsmaterialet till läraren som godkände innehållet.
Det centrala innehåll som undervisningsmaterialet handlade om var atomens elektronstruktur samt absorptions- och emissionsspektra. Anledningen till valet av område är uteslutande att det var det innehåll som klassen skulle arbeta med då vi, tillsammans med läraren, planerade in att genomföra undersökningen. Det låga elevantalet resulterade i att undersökningen uteslutande blev kvalitativ. En kvantitativ undersökning hade krävt ett avsevärt större elevantal. Det fanns inte tillräckligt med tid för att implementera undervisningsmaterialet i fler klasser. Efter avslutat arbete på gymnasieskolan har elevernas arbetssätt och upplevelser analyserats utifrån den teori som presenterats i teoridelen av rapporten.
Nedan följer en tydligare beskrivning av varje moment i arbetsprocessen.
3.2 Litteraturstudie
En litteraturstudie var nödvändig för att reda på hur situationellt intresse definieras och vilka faktorer i klassrummet som påverkar det. De faktorer, för att öka det situationella intresset, som presenterats i den teoretiska bakgrunden var de faktorer som vi ansåg vara användbara vid utvecklandet av undervisningsmaterialet och som flera tidigare forskare har lyft fram. Faktorerna passade även in under den definition av situationellt intresse vi valde att använda. Informationen som har använts till litteraturstudien har kommit ifrån artiklar som handlat om situationellt intresse och intresse generellt för naturvetenskap. Scopus och Google scholar var de sökmotorer vi använde för att hitta artiklarna.
3.3 Utveckla ett undervisningsmaterial
Undervisningsmaterialet bestod av två delar, ett elevhäfte samt flera olika fysikprojekt. Elevhäftet ersatte kapitel 14, ’Atomen’, i elevernas fysikbok av Alphonce (2012), vilket var nödvändigt eftersom textinnehållet i undervisningsmaterialet, som utgörs av elevhäftet, var tvunget att innehålla det kursspecifika innehållet i Fysik II.
Kapitel 1 till kapitel 6 i elevhäftet motsvarar kapitel 14 ’Atomen’, resterande innehåll av elevhäftet var nödvändigt för att få med de faktorer som kan öka det situationella intresset. Vi fokuserade på att skriva en sammanhängande, relevant och livlig text för att öka det situationella intresset för något i elevhäftet (Bergin, 1999; Schraw et al., 2001).
För att göra texten sammanhängande delades texten upp i tydliga segment som byggde på varandra (O’Brien & Myers, 1999). Dessutom användes LOS som beskrivits av Andersson och Ekström (2013) för att göra texten sammanhängande.
Resultatet blev två inledande texter med rubriker som förklarade textinnehållet samt varför eleverna skulle lära sig det. Vi skrev sedan en elevinstruktion till elevhäftet som förklarade vad man skulle läsa beroende på vilket fysikprojekt gruppen arbetade med. I elevinstruktionen förklarades också färgkodningen som vi valde att använda.
21 I slutet av elevhäftet lades en sammanfattning av hela elevhäftet till.
Elevinstruktionen kan även ses som ett hjälpmedel där eleverna har tillgänglig information om textinnehållet de ska läsa (Schraw et al., 2001).
Livfulla och spännande detaljer integrerades på så många ställen som möjligt för att göra texten mer livlig (Schraw et al., 2001). Exempel på detta är Rutherfords experiment där vi belyser hur oväntat och chockerande resultatet var och tankeexemplet där atomen jämförs med Globen för att visa att människan, och allt annat, till största delen består av ett tomrum. Dessa livfulla detaljer motiveras ytterligare av att de liknar missuppfattningar som också kan öka det situationella intresset (Bergin, 1999).
Att göra texten i elevhäftet relevant löstes delvis med fysikprojekt (hur det motiveras förklaras längre ned när fysikprojekten presenteras) och dels med att försöka koppla det fysikaliska innehållet till elevernas vardag och liv (Means et al., 1997).
Utöver det innehåll som fanns i Kapitel 14 i Alphonce (2012), nämligen atomens elektronstruktur, absorptions- och emissionsspektra, innehåller elevhäftet avsnitt som handlar om röntgen och om jordens klimat. Detta beror på att elever, generellt, tycker att naturvetenskapens roll för vår hälsa och mänsklighetens behov av naturvetenskap är intressant (Sjøberg, 2010). Röntgen var det område inom sjukvården som kunde kopplas till atomens elektronstruktur, och därför passade in i elevhäftet. Avsnittet om jordens klimat handlar till stor del om hur växthusgaser absorberar värmestrålning i atmosfären och leder till en förhöjd temperatur. Vi ansåg att det här innefattar mänsklighetens behov av naturvetenskapen samtidigt som det är en typ av absorption och emission och därför kunde vara en del av elevhäftet.
Varken röntgen eller växthuseffekten finns med under det centrala innehållet för Fysik II. Däremot står det under fysikämnets syfte att undervisningen ”ska bidra till att eleverna utvecklar kunskaper om fysikens olika tillämpningar inom till exempel teknik, medicin och hållbar utveckling och därigenom förståelse av fysikens betydelse i samhället.” (https://www.skolverket.se/). Dessutom är röntgen och växthuseffekten något som elever kan känna igen från sin vardag, vilket kan bidra till att textinnehållet blir relevant (Means et al., 1997).
Enligt Sjøberg (2010) är elever även intresserade av fenomen som ännu inte är förklarade. Därför blev det naturligt att koppla textinnehållet i elevhäftet till astronomi. Elevhäftet visar hur absorption och emission kan användas för att ta reda på vad interstellära objekt har för grundämnessammansättning. Även fotonernas dubbelnatur och materians vågegenskaper anser vi vara något som mänskligheten inte riktigt kan förklara. Enligt Skolverket är ”[m]aterians vågegenskaper: de Broglies hypotes och våg-partikeldualismen” (https://www.skolverket.se/) en del av Fysik II, men det återfinns inte under samma rubrik som atomens elektronstruktur, absorptions- och emissionsspektra. Men vi ansåg ändå att de båda områdena är närbesläktade eftersom det handlar om materia på kvantnivå och därför fick materiens vågegenskaper ett eget kapitel för att öka antalet oförklarade fenomen.
I slutet av elevhäftet finns ett kapitel om Marie Curie. Hennes forskning har inte exakt handlat om det innehåll som elevhäftet väsentligen handlar om, men de båda områdena handlar ändå om atomen. Anledningen till varför Marie Curie finns med i
22 elevhäftet är för att Schank (1979) och Means et al. (1997) anser att elever är intresserade av områden som de kan känna igen sig i. Vi tolkar det som att eleverna kan bli intresserade om det finns vetenskapspersoner som de kan relatera till.
Majoriteten av vetenskapspersonerna som presenteras i elevhäftet är män, så för att ge alla elever en möjlighet att relatera till en vetenskapsperson av vardera kön lades ett kapitel om Marie Curie till.
Arbetsuppgifterna för undervisningsmaterialet utgjordes av fyra olika fysikprojekt.
Tre av fysikprojekten hade tydliga teman som var rymden, sjukvården och klimatet.
Dessutom fanns ett projekt som liknade ett pussel där eleverna samlade bokstäver för att lista ut vilken vetenskapsperson som söktes. Motiveringen till utvecklandet av fysikprojekten var att låta eleverna göra ett val och välja det projekt som behandlade ett område som de var intresserade av. Dessutom ansåg vi att elevernas autonoma behov kunde bli tillfredsställda om de tilläts att välja vilket projekt de skulle arbeta med, vilket kan påverka det situationella intresset (Deci, 1992).
Varje fysikprojekt är sedan baserade på faktorer för att öka det situationella intresset.
Vid flertalet tillfällen i fysikprojekten uppmanades eleverna att söka information på internet. Anledningen till detta var att projekten skulle introducera ett nytt arbetssätt (Bergin, 1999). I varje projekt ska man arbeta i grupper eftersom social interaktion är en faktor som kan öka det situationella intresset (Bergin, 1999; Deci, 1992). Nedan följer nu en beskrivning av de utvecklade projekten.
3.3.1 Effekter av atomens struktur i rymden. Något litet i något väldigt stort!
Projektet baseras på den icke-textrelaterade faktorn Lekar och Pussel, och det ingår inte så mycket matematik i projektet. Istället måste eleverna vid flera uppgifter formulera ett fysikaliskt svar utifrån kluriga ledtrådar som kräver diskussion inom gruppen. Skolverket menar att elever ska öva på sitt fysikaliska resonemang utan matematik, nämligen att ”[e]leverna ska ges möjlighet att analysera och lösa problem genom resonemang baserade på begrepp och modeller, såväl med som utan matematik” (https://www.skolverket.se/). Att använda rymden som tema inspirerades av att elever är intresserade av det som mänskligheten inte känner till (Sjøberg, 2010) och därför har även uppgiftstexterna skrivits med en viss mystik för att öka det situationella intresset.
I de två sista uppgifterna tilldelas eleverna en roll där de måste hjälpa NASA med en astronomiuppgift. Tanken med det var att ge eleverna en roll där de upplever att någon behöver deras hjälp, och därmed får eleverna ett syfte med att läsa i elevhäftet vilket kan öka det situationella intresset (Schraw et al., 2001; Schraw & Dennison, 1994; Deci, 1992).
3.3.2 Medicinska atomer
Projektet är inspirerat av att både pojkar och flickor är intresserade av naturvetenskapens roll för vår hälsa (Sjøberg, 2010). Uppgiftsformuleringen är baserad på den icke-textrelaterade faktorn Lekar och Pussel (Mitchell, 1992; Bergin, 1999). Frågorna är formulerade så att eleverna måste selektera ut den viktiga informationen från Fakta 1-2, Statistik 1 och Krav från sjukhuset beroende på vilken uppgift de genomför. På så sätt liknar projektet ett pussel där man måste ha ‘rätt
23 påståenden’ för ‘rätt uppgift’. Eleverna tilldelas också en roll där de ska hjälpa ett sjukhus att konstruera en röntgenmaskin, vilket kan skapa ett syfte med att läsa i elevhäftet (Schraw et al., 2001; Schraw & Dennison, 1994; Deci, 1992).
Den avslutande diskussionsuppgiften om tandläkarbesök handlar om risker med strålning eftersom faror och döden är något som elever kan uppleva som intressant (Schank, 1979).
3.3.3 Vem är vetenskapspersonen?
Projektet fokuserar huvudsakligen på den icke-textrelaterade faktorn Lekar och Pussel (Mitchell, 1992; Bergin, 1999). Hela projektet är utformat till en lek eller pussel som går ut på att uppgifter måste lösas för att få fram bokstäver som bildar namnet på en vetenskapsperson. Den sökta personen är Marsden. Inspiration till uppgifterna har tagits ifrån Alphonce (2012), Gottfridsson, Jonasson och Lindfors (2004) samt Alphonce (2001). Uppgifterna 1 och 4 från projektet är läsförståelseuppgifter och motiveras utifrån att det är uppgifter där eleverna måste läsa i elevhäftet för att finna ett svar. Tanken var att eleverna skulle känna av ett syfte med att läsa i elevhäftet (Schraw et al., 2001; Schraw & Dennison, 1994).
Uppgift 2 baseras på avvikelse- och missuppfattningsfaktorn, vi antog att elever har en missuppfattning om att massan inte är koncentrerad i atomkärnan. När eleverna sedan kommer fram till det korrekta svaret uppstår, förhoppningsvis, en kognitiv konflikt då det kan vara obegripligt att jorden skulle ha en radie på några hundra meter om jorden hade samma densitet som atomkärnan. Att reda ut denna kognitiva konflikt är det som leder till ett ökat situationellt intresse (Bergin, 1999).
Uppgift 3 och uppgift 5 är vad vi kallar för standarduppgifter och liknar uppgifterna från Alphonce (2012), Gottfridsson et al. (2004) och Alphonce (2001). Det finns ingen ytterligare motivation till dessa uppgifter förutom att de uppfyller kraven för det centrala innehållet för atomens elektronstruktur, emissions- och absorptionsspektra.
Uppgift 6 är pusselinspirerad. Det handlar om att använda sina kunskaper om hur energin hos en foton hänger ihop med våglängden för att slippa göra för många beräkningar. Frågeställningen är även formulerad så att eleverna inte bör börja räkna på en gång, utan de måste använda sina kunskaper för att lista ut vilken övergång som är lämplig att börja med.
3.3.4 Klimatet på jorden
Projektet bidrar med att ge de elever som vill veta mer om jordens klimat, eller tycker att miljö är viktigt, ett meningsfullt val av uppgift. Tanken med projektet är att om det finns elever som har ett intresse för miljö eller klimat, ska de kunna relatera den fysik som ingår till något som de känner igen sig i och som intresserar dem (Sjøberg, 2010; Schank, 1979). Informationen som presenteras, att det finns en väldigt fysikalisk förklaring till växthuseffekten, är antagligen ny för många och det kan väcka ett intresse att ta reda på förklaringen (Bergin, 1999; Deci, 1992). Dessutom förekommer växthuseffekten i samtal i samhället men ofta helt utan någon förklaring om vad som orsakar växthuseffekten. Det kan därför finnas missuppfattningar hos elever om att koldioxid är det enda som påverkar växthuseffekten och om hur
24 växthuseffekten uppstår (Bergin, 1999). Arbetssättet att ha en stor uppgift som behandlar stora delar av områdesinnehållet är nytt för eleverna som ofta bara räknar på uppgifter som finns i boken.
Uppgiftsformuleringen är utformat så eleverna ska skriva en förklarande text om växthuseffekten för en person som inte känner till de fysikaliska begrepp som kan behövas för att förstå växthuseffekten. I och med det får eleverna ett syfte att läsa i elevhäftet, nämligen att behärska innehållet så väl att de kan förklara för någon som inte känner till de fysikaliska begreppen (Schraw et al., 2001; Schraw & Dennison, 1994; Deci, 1992).
Tanken med elevhäftet och fysikprojekten var att eleverna skulle arbeta med projekten under lektionerna och använda elevhäftet som informationskälla. Vi beslutade även att alla elever skulle genomföra “Vem är vetenskapspersonen?” den första lektionen eftersom det projektet var mindre än de resterande projekten och för att det projektet innehöll räkneuppgifter som påminner om uppgifter som kan komma vid ett fysikkursprov. För läraren utvecklades också en lärarinstruktion som tydligt instruerar hur läraren ska arbeta med undervisningsmaterialet i klassrummet.
Elevhäftet, fysikprojekten och lärarinstruktionen finns som Bilaga 1. Observera att det finns facit till projekten i bilaga 1. Facit är endast för lärarens skull, eleverna fick inte tillgång till facit.
3.4 Datainsamling
Vi använde oss av tre olika datainsamlingsmetoder, enkäter, observationer och elevintervjuer. Genom att observera eleverna i klassrummet kunde vi se hur de arbetade med undervisningsmaterialet och hur fokuserade de var. Men för att få en bild av hur eleverna upplevde materialet utförde vi elevintervjuer och bad eleverna att svara på en enkät. Bjørndal (2005) menar att samtalet, som är en del av intervjun, kan vara den främsta metoden för att ta reda på hur en annan individ har upplevt något. Nackdelen med intervjuer är att det tar lång tid att förbereda och genomföra vilket kan leda till att man endast kan intervjua ett fåtal personer (a.a.). Det här var även fallet för oss, men det berodde huvudsakligen på att endast ett fåtal elever ville bli intervjuade. Däremot var alla elever villiga att svara på en enkät angående undervisningsmaterialet och därmed lades fokus på att utveckla den väl.
Majoriteten av den forskning som vi baserade undervisningsmaterialet på har använt sig av enkäter som datainsamling (Mitchell, 1992; Schraw & Dennison, 1994; Means et al., 1997; Schraw et al., 1995). Huvudparten har använt sig av en Likertskala (Mitchell, 1992; Means et al., 1997; Schraw et al., 1995) för att mäta det situationella intresset hos eleverna. En typisk Likertskala sträcker sig från 1= inte alls intresserad till 6 = väldigt intresserad (Flowerday et al., 2004). En Likertskala är ett svarsalternativ av typen ‘slutet svarsalternativ’, och innebär att alla respondenter har samma svarsalternativ att välja mellan (Bjørndal, 2005). Motsatsen kallas för ett
‘öppet svarsalternativ’, och kännetecknas av att respondenten själv får formulera sitt svar (a.a.). Det positiva med ett öppet svarsalternativ är att respondenten kan förmedla sina tankar, nackdelen är dock att det är tidskrävande att sammanställa ett större antal öppna svarsalternativ (a.a.). Slutna svarsalternativ har motsatta nack- och fördelar, det är inte tidskrävande att analysera ett större antal samtidigt som djupa tankar och idéer inte lyfts fram (a.a.). Eftersträvansvärt är därför att ha en
25 kombination av båda, t.ex. att följa upp en sluten fråga med en öppen fråga för att ge respondenten en chans att motivera sig (a.a.).
Förutom vilket svarsalternativ som ska användas, finns två viktiga aspekter vid utvecklandet av en enkät (Bjørndal, 2005). Det första är att respondenterna måste förstå vad alla ord i enkäten betyder (a.a.). Respondenterna i vårt fall är gymnasieelever så vi utgår ifrån att eleverna är familjära med ett vardagligt, och inte allt för komplicerat, språk. En respondent som svarar på en fråga som hen inte helt förstår sänker kvalitén på resultatet (a.a.). Det andra är att frågeformuleringarna ska förse respondenterna med tillräcklig information så att de svarar på det frågan efterfrågar (a.a.). Till exempel om eleverna ombeds berätta något de ansåg var roligt med vårt undervisningsmaterial, är det mer lämpligt att formulera frågan
"undervisningsmaterialet har bestått av ett elevhäfte och olika fysikprojekt, var det något som var extra roligt?" istället för "vad var roligt med undervisningsmaterialet?".
Frågeformuleringen för de frågor som ska ge svar på hur eleverna har upplevt undervisningsmaterialet skulle kunna ske på två sätt. Antingen ställer man frågor som liknar ”var det här intressant?” och ”uppstod det ett intresse när du läste texten?”
eller så ställer man frågor som ”var texten livlig?” och ”var texten sammanhängande?”. Den första typen av frågor ger direkt svar på om eleverna är intresserade eller om det uppstod ett situationellt intresse. Problemet är att eleverna då tolkar begreppet intresse och använder det lekmannamässigt. Elevernas tolkning av intresse behöver inte stämma överens med vår definition av situationellt intresse.
Den andra typen av frågor går ut på att lyfta fram vad eleverna tyckte om undervisningsmaterialet utifrån de faktorer som vi anser öka det situationella intresset.
Till enkäterna valde vi att använda samma skala som Mitchell (1992) använde sig av, nämligen att eleverna väljer det alternativ av följande som bäst stämmer överens med ett påstående:
Stämmer verkligen
Stämmer
stämmer delvis
stämmer delvis inte
stämmer inte
stämmer verkligen inte
Enkäten finns som bilaga 2. Intervjuerna baserades på elevernas enkätsvar men en separat intervjumall användes för att i mer detalj kunna analysera om det uppstått ett triggat eller ihållande situationellt intresse för undervisningsmaterialet och vilka faktorer som kan ha skapat det. Den använda intervjumallen återfinns som bilaga 3.
Den intervjuform vi valde att använda var ‘samtal med hjälp av en intervjuguide’
(Bjørndal, 2005). Kortfattat innebär det att vi använde oss av en intervjumall (intervjuguide) och ställde de frågor som vi hade förberett innan intervjun (a.a.). Om eleven nämnde något intressant följde vi upp det och bortgick, temporärt, från intervjumallen. Vi försökte dock hålla oss till intervjumallens struktur, som var
26 uppbyggd utifrån tre olika teman: vad eleven tycker om fysikämnet generellt, vad eleven tyckte om elevhäftet och vad eleven tyckte om fysikprojekten?
3.5 Databearbetning
Intervjuer, enkäter och observationer har bearbetats på ett sådant sätt att den data som presenteras i resultatet visar om eleverna har arbetat med undervisningsmaterialet och hur de har upplevt det. Vi presenterar observation, enkät- och intervjuutdrag för varje elev individuellt i resultatet för att svara på frågeställningarna. Därefter analyseras resultatet för varje elev individuellt och direkt efter utdragen. Anledningen är att situationellt intresse, enligt det teoretiska ramverket, är individuellt och objektspecifikt. Alla namn som presenteras är fingerade.
Observationerna från de olika lektionerna sammanfattas och relevant information presenteras individuellt i resultatet för varje elev. För att ett situationellt intresse för undervisningsmaterialet ska ha uppstått hos eleverna måste de ha kognitivt bearbetat materialet, alltså arbetat med materialet. Därför blir observationerna en essentiell del av analysen, nämligen den första delen för ett situationellt intresse. Den andra delen för att det ska ha uppstått ett situationellt intresse är att eleverna upplevde affektiva känslor för undervisningsmaterialet. Hur eleverna upplevde undervisningsmaterialet operationaliseras av enkäten och intervjuer. De känslor och upplevelser som uppkom under intervjuerna och som framgår enligt enkätsvaren sammanfattas och presenteras tillsammans med enkät- och intervjuutdrag för att stärka analysen. Har en elev arbetat med något i materialet och dessutom upplevt positiva känslor för den delen av materialet anser vi att ett triggat situationellt intresse uppstått. Om samma elev också arbetat fokuserat med den delen i materialet över tid anser vi att ett ihållande situationellt intresse finns hos eleven.
3.6 Forskningsetiska principer
Ett krav för att kunna diskutera och analysera hur eleverna har uppfattat undervisningsmaterialet är att vi får använda observationer, enkätsvar och intervjuinspelningar av eleverna. Vid forskning, eller undersökningar, som involverar människor måste de som genomför undersökningen förhålla sig till fyra huvudkrav enligt de forskningsetiska principer som råder i samhället (Vetenskapsrådet, 2002). Dessa principer förtydligas genom fyra huvudkrav, nämligen informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet och nyttjandekravet (a.a.). I praktiken innebär dessa att de deltagande informeras om undersökningens syfte och att det är frivilligt att delta (informationskravet), dessutom är det deltagarna själv som bestämmer över om de vill delta eller inte (samtyckeskravet) (a.a.). Alla elever i vår undersökning var över 15 år, annars hade vi behövt fråga elevernas föräldrar om deras medverkan. Alla uppgifter om deltagarna måste också förvaras oåtkomliga så att det endast är vi som genomför undersökningen som har tillgång till informationen (konfidentialitetskravet) (a.a.).
Slutligen skall den data som insamlas i samband med undersökningen endast användas för undersökningens syfte eller forskningsändamål (Nyttjandekravet) (a.a.). För att förhålla oss till dessa forskningsetiska principer skrev vi ett dokument som eleverna fick skriva på innan vi genomförde undersökningen. Dokumentet
27 innehöll information angående vad vår undersökning innebar, att det var frivilligt att delta och att alla skulle anonymiseras. Dokumentet finns som Bilaga 4.
4 Resultat och Analys
Utdrag från fyra elevintervjuer kommer att presenteras för att sedan tillsammans med klassrumsobservationer av de eleverna analyseras. Det kommer även att presenteras enkätsvar och observationer av en elev som inte ville bli intervjuad och observationer av en elev som varken svarade på enkäten eller ville bli intervjuad.
Anledningen till varför dessa elever presenteras beror på att deras arbetssätt och åsikter har varit relevanta för arbetets syfte och ger en någorlunda representativ bild över hur undervisningsmaterialet har upplevts i klassen. Den elev som analyseras kommer benämnas med ett fiktivt namn, till exempel Arian, och partner betyder den person som Arian arbetade tillsammans med.
4.1 Generella observationer av lektionerna 4.1.1 Dag 1
Den första lektionen genomfördes i ordinarie fysik- och kemiklassrum. Det klassrummet hänger ihop med ett annat, mindre, klassrum som eleverna också kunde sitta i senare under lektionen. De som närvarade den första lektionen var:
Nour
Sasha
Kim
Vide
Mio
Noah
Love
Robin
Noel
Alex
Lollo
Dominique
Sammy
Jackie
Elliot
Under de första minuterna av lektionen var det väldigt stökigt. Läraren försökte förklara hur eleverna skulle arbeta med undervisningsmaterialet men det var få som lyssnade. När arbetet delades ut så blev eleverna mer fokuserade. Det var först några oklarheter med hur arbetet skulle genomföras men när eleverna förstod vad som skulle göras så blev det tyst och eleverna arbetade i sina uppdelade grupper. Sex grupper arbetade i fysik- och kemiklassrummet och en grupp arbetade i det mindre klassrummet. I fysik- och kemiklassrummet så var ljudnivån behaglig men det var högljutt i det mindre klassrummet.
28
4.1.2 Dag 2
Lektionen genomfördes i samma klassrum som lektionen innan. De som närvarade den andra lektionen var:
Sammy
Dominique
Robin
Noel
Devin
Jackie
Elliot
Mio
Nour
Kim
Sasha
Mika
Bodil
Vide
Love
Noah
Alex
Lektionen börjar med en genomgång av det obligatoriska projektet. Eleverna är mer fokuserade idag jämfört med förra lektionen. Många elever vill ge förslag på vad det har gjort då läraren går igenom uppgifterna. Efter att genomgången har slutat så tappar eleverna fokus, det verkar som om det är oklart vad eleverna ska göra.
Tydligare instruktioner hade behövts, dagen innan var eleverna igång med projektet tidigt, det sker inte när eleverna får välja ett eget projekt nu. Det tar även lång tid innan vissa elevgrupper har valt projekt. Tre grupper har valt “Medicinska atomer”
och fyra grupper har valt “Effekter av atomens struktur i rymden”. Tre grupper arbetar bra, tre grupper arbetar ofokuserat och en grupp arbetar inte alls. Läraren hjälper de elever som ber om hjälp. Efter cirka 15 min är det arbetsro i fysik- och kemiklassrummet men två grupper arbetar i klassrummet bredvid, där är det väldigt högljutt.
4.1.3 Dag 3
Lektion tre genomfördes i ett klassrum där klassen egentligen har matematik. De som närvarade den tredje lektionen var:
Jackie
Elliot
Devin
Robin
Noel
Noah
Love
Alex
Mika
Sammy
