PowerPoint - Na-didaktik

Min utgångspunktElever är nyfikna, fantiserar och formulerar hypoteseroch använder sig av modellerIntervjuer kan ge tillförlitlig information om eleversföreställningar (Duit, Treagust & Mansfield 1996) och gerflexibilitet genom att tillåta uppföljningsfrågor (Ginsburg1997)Seminarieserie_Stockholm_091111 3

Bakgrund• Elever har svårigheter att förstå processer där materiatycks försvinna (Driver, Guense & Tiberghen 1985;Krnel, Watson & Glazar 1998)• Att förstå sådana processer är ett viktigt mål i noundervisningeni grundskolan (Skolverket 2001). Härfinns samband med lärande för hållbar utveckling.• Det finns en pågående diskussion avseende när och hurabstrakta idéer som t ex materiens partikelnatur skaintroduceras (Novak & Musonda, 1991; Papageorgiou &Johnson, 2005; Fensham, 1994; Harrison & Treagust,2002).Seminarieserie_Stockholm_091111 4

Teoretisk ramHuman constructivism (Novak, 1993)• bygger på Ausubels teori om meningsfullt lärande(Ausubel, Novak & Hansenian, 1978)• understryker det unika samspel som sker mellantänkande, känslor och handlingar vid människorslärande eller vid konstruktion av ny kunskap• understryker språkets viktiga roll i lärandeprocesser• säger att alla människor har en enorm kapacitet attskapa mening, denna förmåga benämns HumanConstructivism.Seminarieserie_Stockholm_091111 5

”If I had to reduce all of educational psychology to justone principle, I would say this: The most importantsingle factor influencing learning is what the learneralready knows. Ascertain this and teach himaccordingly.” (Ausubel 1968)Seminarieserie_Stockholm_091111 6

DesignLongitudinell studie23 elever födda 199010-årig studie 1997-2006; elevålder 7-16Undervisningsinslag1997, 1999, 2001 (forskarna); 2003 (lärarna)Diskuterade olika material och dess egenskaperIntroducerade idén om materiens partikelnatur(inspirerade av Novak & Musonda 1991)Diskuterade olika situationer som innehöllmaterieomvandlingarSeminarieserie_Stockholm_091111 7

IntervjusituationerLövenVad tänker du skulle hända med de här löven om defick ligga kvar på marken?De brinnande ljusenVad tänker du har hänt med den biten ljus?Vattenglaset täckt med en glasskivaVad tänker du att det är vi kan se på insidan avglasskivan?Hur tänker du att det blivit så här?I 16-årsintervjun avslutades med direkt fråga om molekylerSeminarieserie_Stockholm_091111 8

199719981999200020012002200320042005ÖversiktIntervju 7:1 Undervisningsinslag Intervju 7:2Intervju 8 börjar med att de lyssnar på 7:2Intervju 9:1 Undervisningsinslag Intervju 9:2Intervju 10 börjar med att de lyssnar på 9:2Intervju 11:1 Undervisningsinslag Intervju 11:2Intervju 12 börjar med att de lyssnar på 11:2Intervju 13 UndervisningsinslagIntervju 14 smågruppsintervjuIntervju 15 börjar med att de lyssnar på 11:12006 Intervju 16 slutade med prompt av molekylbegreppetSeminarieserie_Stockholm_091111 9

• Bara försvinnerResultatFöreställningarLöven• Förändring orsakad av människor• Blir jord• Blir mindre bitar• Ruttnar• Djur äter demSeminarieserie_Stockholm_091111 10

Mönster av utveckling, gruppnivåLövenGår sönder i bitar, ruttnar eller trampas påLägger till att djur äter dem och/eller att de blir jordFortsätter att utveckla idén, fokuserar på förändringen tilljordSeminarieserie_Stockholm_091111 11

FöreställningarLjusen• En beskrivning men ingen förklaring• Stearin rinner• Stearin smälter• Stearin går ut i luften• Tecken på kemisk reaktionSeminarieserie_Stockholm_091111 12

Mönster av utveckling, gruppnivåLjusenRinner ner och/eller smälterBrinner upp i luften som rök eller gasFörändring som förklaras av molekylidé och/eller avmaterieförändringsidé och/eller avdunstningsidéSeminarieserie_Stockholm_091111 13

FöreställningarVattenglaset• Yttre orsak, mänskliga egenskaper hos vatten• Luft i fokus• Värme i fokus• Avdunstning i fokus• Partiklar i fokusSeminarieserie_Stockholm_091111 14

Mönster av utveckling, gruppnivåVattenglasetVatten förflyttningVärme eller luft orsakar förflyttningenAvdunstning och/eller molekyler som ordMolekyler och/eller avdunstning används för att förklarafasändring och gasfasens osynlighetSeminarieserie_Stockholm_091111 15

Att förstå de olika elevernas”lärandestigar”Att användaerfarenheterAttanvändamolekylDenindividuellaelevenAtt prata om sitteget lärandeAtt användainformation somerhållits genom den 10-åriga studienSeminarieserie_Stockholm_091111 16

Slutsatser• Avdunstning vid rumstemperatur och ett stearinljus’förbränning är komplicerade situationer att förstå(BouJaoude, 1991; Johnson 1998, 2002).• Tidiga erfarenheter tycks betyda mycket för elevernasföreställningar.• Elever kan använda ett enkelt molekylbegrepp för atthjälpa dem förstå materia som är osynligt (gasfasen)(Papageorgiou & Johnson, 2005; Tytler, 2007) och dettabegrepp är möjligt att utveckla till ett mernaturvetenskapligt korrekt begrepp.• Det är en stor skillnad (och den tycks växa) på elevernasförmåga att använda sina erfarenheter ochnaturvetenskapen som undervisas i skolan.Seminarieserie_Stockholm_091111 17

Några exempel på svarSeminarieserie_Stockholm_091111 18

Några slutsatser och frågor• De flesta elever tror att stearinet avdunstar. Ärdet ok?• Alla elever vet att syre behövs för förbränningmen ingen kan förklara vad det har för funktion.Är det ok?• Eleverna tycks ha svårigheter att användaskolans naturvetenskap för att förstå och förklaravardagliga fenomen. Förväntar vi oss förmycket? Är det viktigt?Seminarieserie_Stockholm_091111 19

BedömningNaturvetenskaplig förståelse av omvärldenBedömningen gäller elevens förmåga att beskriva ochförklara omvärlden ur naturvetenskapligt perspektiv.Vidare gäller bedömningen hur eleven kan följa, förståoch delta i naturvetenskapliga samtal och diskussioneroch därvid uttrycka sina tankar och frågor med hjälp avbegrepp, modeller och teorier från biologi, fysik ochkemi. (Kursplaner, 2000)Seminarieserie_Stockholm_091111 20

Reflektioner från studien• Alla elever väljer (eller försöker) till att börjamed att lära sig meningsfullt• Vi tar inte tillvara unga eleverslärandekapacitet• Att lära sig nya begrepp tar tid• För många begrepp presenteras under skolår7 till 9• Väldigt få ges möjligheten att fortsätta lära sigmeningsfulltSeminarieserie_Stockholm_091111 21

”Huvudbudskap”• Vi måste diskutera vilka lärandemål som ärviktiga i grundskolan• Genom att introducera fundamentala begrepptidigt och fortsätta att successivt utveckladem, kanske både förståelsen i och intressetför naturvetenskap skulle öka• Ex: Att förstå avdunstning vid rumstemperatur ärsvårt. Behövs det ett partikelbegrepp? Vilket?När?Seminarieserie_Stockholm_091111 22

Att använda erfarenheter• Tidiga erfarenheters betydelse:Sune gör ljus• Att hänvisa till relevanta erfarenheter meninte kunna relatera naturvetenskapen från desenare skolåren med dessa erfarenheter:Inger och vattenglasetSeminarieserie_Stockholm_091111 23

Elevernas kommentarer om sitt egetlärande• Jag har lärt mig av …; Vi brukade …; Jag hargjort/varit med om … (individuella påpekanden)• Att använda fakta eller naturvetenskapliga ord – detär det lärande handlar om• Vi har inte lärt oss något om detta i skolan• Vi har frågat, själva tänkt, och kan nu utesluta merSeminarieserie_Stockholm_091111 24

Mönster då man följer elevernaGenom att följa A, B, C, D elever bakåt och jämföra med deras sättatt använda erfarenheter, sätt att prata om sitt eget lärande ochandra personliga drag framkom intressanta mönsterA refererar inte till erfarenheter; lär sig inte mycket; ser påsig själva som under medelB refererar inte till erfarenheter; att lära sig ord är viktigt; ärinte medvetna om när de saknar kunskap; ser på sigsjälva som över medelC refererar till erfarenheter, medvetna om när de saknarkunskap; drar ingen nytta av naturvetenskapen somundervisas i skolans åk 7-9; ser på sig själv som medelD refererar till erfarenheter; medvetna om när de saknarkunskap; reflekterar och tar aktiv del i sinlärandeprocess, drar nytta av naturvetenskapen somundervisas de senare åren i grundskolanSeminarieserie_Stockholm_091111 25

Inger och vattenglaset[8]Inger: Det är precis som dagg liksom. Precis som när mantar mat så på locket då är det fullt med sånt. Det ärvattendroppar.[11:1]Inger: Det är vatten, det avdunstas väl precis som … Detblir så också när man planterar ju som vi gjort medplasten.…I: När du säger att det blir ånga, vad är det för någonting?Inger: Det är som i en bastu, vi har bastu hemma. Såhäller man vatten på stenarna och så blir det ånga förvärmen stiger uppåt.Seminarieserie_Stockholm_091111 26

[15y]Inger: Jag vet fortfarande inte vad som händermed det, det är vatten däruppe. Kanske kommerdet från luften för det kan bli så utan vatten. Jagmenar till exempel på ett fönster i ett rum mellandet varma och det kalla, då kondenserar det.De sa, när jag köpte min mobiltelefon, att om jaghade den i innerfickan då kunde det blikondensation och det skulle kunna förstöratelefonen för att det är varmt på insidan och kalltpå utsidan.Seminarieserie_Stockholm_091111 27

[16y]Inger: Det är vatten. Jag tror inte precis att det hoppar uppmen det åker nog upp på något sätt, det avdunstar väl menjag vet inte riktigt för om det avdunstar då tycker jag att detborde försvinna helt men det kanske är så att om det intehade varit någon glasskiva då kanske vattnet som ligger därhade försvunnit upp i luften men nu kanske glasskivan fångardet eller nåt sånt.Nej, det försvinner ut i luften och jag tror att det fortfarande ärvatten men de är liksom små. Jag vet inte om man kan sägamolekyler eller, ja små delar vilket betyder att man inte kan sedom. Det är nästan som om man är i en bastu och kastarvatten på stenarna och det blir vattenånga istället och du kannästan känna det i luften men inte se det.Seminarieserie_Stockholm_091111 28

Att använda ett molekylbegrepp• Molekylbegreppet används inte i situationen med löven• Molekylbegreppet används för att förklara den osynligagasfasen i situationerna med ljusen och vattnet• När eleverna lärt sig använda avdunsta överger mångamolekylbegreppet• Eleverna använder inte de modeller de lär sig i skolanavseende atomer, molekyler och kemiska reaktioner närde förklarar materieomvandlingarna i dessa tresituationerSeminarieserie_Stockholm_091111 29

Kategorier när de speciellt blir frågadeom molekyler i 16-års intervjunA: Ingen skillnad mellan molekyl och ämneB: Naturvetenskapliga fakta används på ett ickeproduktivt sätt i förhållande till situationen sombeskrivsC: Ett molekylbegrepp används på ett produktivtsätt för att förklara situationenD: Ett molekylbegrepp som bygger på dennaturvetenskapliga idén om materienspartikelnaturSeminarieserie_Stockholm_091111 30

Sune och det brinnande ljuset[11y:1]När man gör ljus då har man vatten och stearin. Förjag har brukade göra ljus med min mamma och dom.Och sen vattnet, vattenmolekylerna när de blev varmaoch stearinet smälter då försvinner vattenmolekylernaoch ljuset blir mindre och mindre och stearinet kan gåupp i luften ibland.[11y:2]Lite rinner ner men det är inte mycket för ljuset, kanske70 till 80 procent är vatten vilket betyder att det mestablir vattenmolekyler som försvinner ut i luften.Seminarieserie_Stockholm_091111 31

Sune fortsättning[12y]Det blir varmt precis som kokande vatten, alltså ljuset är90 procent vatten och när det värms många gånger, dåförsvinner vattnet mer och mer. Till slut finns det ingetstearin kvar.[16y]Det är mycket vatten i stearinet och då gårvattenmolekylerna bort och de stiger upp i luften ochsedan till slut försvinner allt till molekyler medanstearinet, en del av det rinner ner och används igen närljuset brinner ner.Seminarieserie_Stockholm_091111 32

Gunnar och ljusen[7:1]Gunnar: Den blir bara mindre och mindre för det är varmt så attden smälter.[8]Gunnar: Ja, den röken. Den blir mindre och mindre ju högre uppden kommer. Sedan blir den så liten att det blir molekyler.[11:1]Gunnar: Ja, det smälter ju ner till vätska och så till slut så blir det… Är det inte vätska heller utan det blir rök. Och till slut flyger uppi luften. Till slut är det inte rök utan molekyler som flyger runt ochsom vi inte kan se i luften.Seminarieserie_Stockholm_091111 33

[11:2]Gunnar: Det har smält och blivit vatten, serdet ut som. I vätska och sen har det …Sedan blir det rök. Och sedan har det flugit uti luften och blivit mindre och mindre tills detblir små molekyler.[16]Gunnar: Stearinet försvinnner ut i luften ochavdunstar. Det är egentligen veken sombrinner, stearinet smälter och avdunstarSeminarieserie_Stockholm_091111 34

[16, molekyler]Gunnar: Det är ungefär samma sak stearinmolekylernarör sig ju alltmer och mer i och med den lågan då och tillslut frigörs dom från varandra och avdunstar och går ut iluften.[om vattnet, ungefär samma sak]Gunnar: När det värms upp jag tänkte molekylerna rörsig mer och mer och frigör sig från varandra ju varmaredet blir till slut kan dom frigöra sig på så vis att delämnar glaset och avdunstar ut i luften.I: Det lilla systemet?Gunnar: Så kommer den upp på den här glasbiten somär kall och då kyls molekylerna ner och så rör dom siginte fullt lika mycket och går över i fast nej flytande formigen.Seminarieserie_Stockholm_091111 35

Katja och vattenglaset9:2Katja: Ja det kan ju vara vattenmolekyler eller…I: Hur har vattenmolekylerna kommit dit upp, tänkerdu?Katja: Liksom att vad ska man kunna säga … detvattnet därnere som det är i kranen då kan det jurinna som det vill och komma vart det vill men nu såär ju det på och nu så kommer det uppvattenmolekyler eller så eller vattenbubblor (skratt).Seminarieserie_Stockholm_091111 36

[11:1]Katja: Det är någon sorts vattenmolekyler.I: Ok och hur tänker du att de har kommit dit då?Katja: Jag vet inte de kanske har kommit upp ja de kanske ja detär någon sorts imma eller ja sånt som blir på glaset för att vattnetär ju instängt och så.I: Om jag plockar bort locket och om vi sedan låter den härburken ståKatja: Hm då hade ju dom här molekylerna kommit upp här iluften för dom går väl bara uppåtI: Ok, och sedan hade den så småningom blivit tom?Katja: Nejmen, jag vet inte. Kanske lite vatten för allt går kanskeinte upp för det är jättesmå saker som man inte kan se eller så.Seminarieserie_Stockholm_091111 37

[16]Katja: Det är vattenmolekyler. Vattnet det klättrar juupp. Dom är ju hela tiden rörliga ju och dom förflyttarsig ju uppåtI: Det är lite fascinerande att vi kan se dom där nereoch där uppe men inte emellan eller hur?Katja: Det är för att dom är så många dom går ihopdåI: Och så få då så att vi inte kan se dom emellandå?Katja: Ja.Seminarieserie_Stockholm_091111 38