Partikelmodellen i praktiken

Partikelmodellen i praktiken

Hur mellanstadielärare undervisar om partikelmodellen

The particle model in practice

How Swedish primary school teachers teach about the particle model

Michaela Johansson

Fakultet: Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap

Utbildningsprogram: Grundlärarprogrammet, årskurs 4-6

Nivå/Högskolepoäng: avancerad nivå, 30 hp

Handledarens namn: Torodd Lunde

Examinatorns namn: Jesper Haglund

Datum: 2020-06-12

© 2020 – Michaela Johansson – (f. 1997)

Partikelmodellen i praktiken

The particle model in practice

Ett examensarbete inom ramen för lärarutbildningen vid

Karlstads universitet: Grundlärarprogrammet

http://kau.se

The author, Michaela Johansson, has made an online version of this work available under a

Creative 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

Partikelmodellen i praktiken Michaela Johansson

II

Abstract

The purpose of this study is to contribute with increased knowledge of how

primary school teachers teach about the particle model. The data collection

method was qualitative semi-structured interviews and eight teachers were in-

terviewed. The result shows that the particle model has a small place in today’s

chemistry teaching for pupils in age 10 to 12 years. The teachers mention sev-

eral ideas that pupils should learn but without presenting a holistic model. Sim-

ilarly, they emphasized a limited teaching content linked to the particle model

which does not reflect its usefulness or provide students with the conditions to

develop a holistic understanding of what the model means. In addition, teach-

ers can more easily tell why and what they teach about the particle model than

when and how. This indicates that they lack strategies for how to teach about

the particle model with a progression. One conclusion is that teachers are aware

of the importance of the particle model, but this is not reflected in their teaching

practice.

Keywords: Chemistry, education, particle model, primary school, teachers.


III

Sammanfattning

Syftet med denna studie är att bidra med ökade kunskaper om hur mellansta-

dielärare undervisar om partikelmodellen. Datainsamlingsmetoden var kvali-

tativa semistrukturerade intervjuer och åtta lärare intervjuades. Resultatet visar

att partikelmodellen får lite utrymme i dagens kemiundervisning på mellansta-

diet. Lärarna anger flera idéer men gör det utan att presentera en holistisk mo-

dell. Likaså lyfter de fram ett begränsat undervisningsinnehåll kopplat till par-

tikelmodellen som inte speglar dess användbarhet eller ger eleverna förutsätt-

ningar till att utveckla en helhetsförståelse för vad modellen innebär. Lärarna

har dessutom lättare för att ange varför och vad de undervisar om partikelmo-

dellen än när och hur. Detta tyder på att de saknar strategier för hur de kan

undervisa om partikelmodellen med en genomtänkt progression. En slutsats är

att lärarna är medvetna om att partikelmodellen är viktig, men att detta inte

speglas i deras undervisningspraktik.

Nyckelord: Kemi, lärare, mellanstadiet, partikelmodellen, undervisning.


IV

Förord

Idén till detta examensarbete växte fram under min sista VFU när jag upp-

täckte att mellanstadieelever får för lite undervisning om de vetenskapliga

förklaringsmodellerna för att de ska få förutsättningar till att utveckla en me-

ningsfull förståelse för kemi. Det har därmed varit med stort intresse som jag

genomfört denna studie, men som dock aldrig hade blivit färdig utan allt stöd

jag fått av alla människor omkring mig, och jag vill därför rikta ett stort tack

till:

Alla lärare som tog sig tid till att ställa upp på en intervju, utan er hade det

inte funnits något underlag för studien.

Min handledare Torodd som outtröttligt hjälpt mig framåt i arbetet med goda

råd och stöttning, och för det stora engagemang som du har visat samt all mo-

tivation som du gett mig.

Min familj som alltid stöttat och peppat mig i mitt arbete.


V

Innehållsförteckning

1 INLEDNING ................................................................................................................. 1

1.1 SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNINGAR ................................................................................ 2

1.2 BAKGRUND ................................................................................................................. 3

1.2.1 Modeller i vetenskapen ..................................................................................... 3

1.2.2 Partikelmodellen i vetenskapen ........................................................................ 3

1.2.3 Den lilla partikelmodellen ................................................................................ 4

1.2.4 Partikelmodellen i skolans styrdokument ......................................................... 4

2 LITTERATURGENOMGÅNG ................................................................................... 7

2.1 VARFÖR SKA LÄRARE UNDERVISA OM PARTIKELMODELLEN? ..................................... 7

2.2 VAD SKA ELEVERNA LÄRA SIG OM PARTIKELMODELLEN? ........................................... 7

2.3 NÄR SKA ELEVERNA LÄRA SIG PARTIKELMODELLEN? ................................................. 8

2.4 ELEVERS LÄRANDE OM PARTIKELMODELLEN ........................................................... 11

2.4.1 Progression i elevernas lärande om partikelmodellen .................................... 12

2.4.2 Elevers alternativa uppfattningar om materiebegreppet ................................. 14

2.5 HUR SKA LÄRARE UNDERVISA OM PARTIKELMODELLEN? ......................................... 16

3 TEORI ......................................................................................................................... 21

4 METOD ....................................................................................................................... 22

4.1 URVAL ...................................................................................................................... 22

4.2 DATAINSAMLINGSMETOD ......................................................................................... 24

4.3 DATABEARBETNING OCH ANALYSMETOD ................................................................. 25

4.4 ETISKA ÖVERVÄGANDEN .......................................................................................... 26

4.5 GILTIGHET, TILLFÖRLITLIGHET OCH GENERALISERBARHET ...................................... 27

5 RESULTAT ................................................................................................................. 29

5.1 SYFTEN SOM LÄRARE BETONAR MED ATT UNDERVISA OM PARTIKELMODELLEN....... 29

5.2 IDÉER OM PARTIKELMODELLEN SOM LÄRARNA BETONAR ATT ELEVERNA SKA LÄRA SIG

................................................................................................................................. 32

5.3 UNDERVISNINGSINNEHÅLL SOM LÄRARE BETONAR ATT DE KOPPLAR TILL

UNDERVISNING OM PARTIKELMODELLEN ............................................................................ 37


VI

5.4 HUR LÄRARE BETONAR ATT ELEVERNA SKA LÄRA SIG PARTIKELMODELLEN ............ 38

5.5 RESULTATSAMMANFATTNING .................................................................................. 43

6 DISKUSSION .............................................................................................................. 44

6.1 RESULTATDISKUSSION .............................................................................................. 44

6.1.1 Flera syften och saknad av viktiga idéer ......................................................... 44

6.1.2 Utmanande undervisning ................................................................................ 45

6.1.3 Undervisningsinnehåll på en avancerad nivå .................................................. 47

6.1.4 Traditionell undervisning på flera nivåer ....................................................... 47

6.1.5 Avsaknad av en röd tråd i undervisningen...................................................... 49

6.1.6 Diskussion av studiens giltighet och generaliserbarhet .................................. 50

7 SLUTSATS .................................................................................................................. 52

8 IMPLIKATIONER ..................................................................................................... 53

9 REFERENSER ........................................................................................................... 54

10 BILAGOR ................................................................................................................... 59


1

1 INLEDNING

Även fast partikelmodellen betraktas som en grundsten inom kemiämnet pekar

tidigare forskning på att den får lite utrymme i dagens kemiundervisning i

grundskolan (Andersson, 2012; Helldén, 2015). En förklaring till detta kan

vara att partikelmodellen har en liten plats i de läromedel som används och att

många lärare använder dessa som vägledning när de designar sin undervisning

(Nelson, 2006). NTA-lådor och läroböcker är två vanligt förekommande läro-

medel som används och som därmed påverkar hur lärare planerar och bedriver

sin undervisning. Studier visar dock att läroböcker inte fokuserar nämnvärt på

ett modelltänkande och att partikelmodellen inte introduceras på ett sätt som

gör att eleverna stimuleras till att använda den i sina förklaringar (Andersson,

2012; Lindner & Redfors, 2007). Partikelmodellen har heller inte en framträ-

dande plats i NTA-materialet (Anderhag & Wickman, 2007). I materialet riktas

ett stort fokus på att undervisa om egenskaper och kemiska processer på en

fenomennivå istället för att rikta fokus på att undervisa om de vetenskapliga

förklaringarna. Om lärare då väljer att följa sitt läromedel och planerar och

bedriver sin undervisning utifrån dessa, innebär det att eleverna får få tillfällen

till att utveckla en förståelse för partikelmodellen trots att denna är en nödvän-

dighet för att förstå kemi.

Kemiämnet syftar till att kunna förstå verkligheten genom att beskriva under-

liggande mekanismer som förklarar hur kemiska fenomen uppstår (Andersson,

2011). Därför är en förståelse för partikelmodellen grundläggande inom ke-

mins alla områden (Andersson, 2008a; Vikström, 2014). Elever behöver kun-

skaper om de vetenskapliga förklaringarna som beskriver mekanismer på

mikronivå för att kunna förklara det som utspelar sig på en makronivå. Utan

kännedom om dessa, som definieras med hjälp av partikelmodellen, utvecklar

eleverna inte en meningsfull uppfattning om hur observerbara fenomen upp-

kommer (Lindner & Redfors, 2007).

När forskning visar att partikelmodellen är grundläggande för att förstå kemi,

samtidigt som studier indikerar att den får lite utrymme i undervisningen, blir

en intressant fråga hur lärare ser på partikelmodellens roll i undervisningen.


2

1.1 Syfte och frågeställningar

Syftet med denna studie är att bidra med ökade kunskaper om hur undervisning

om partikelmodellen bedrivs på mellanstadiet. De frågeställningar som studien

kommer att utgå ifrån är:

• Vilka syften betonar lärarna med att eleverna ska lära sig partikelmo-

dellen?

• Vilka idéer betonar lärarna att eleverna ska lära sig om partikelmo-

dellen?

• Vilket innehåll betonar lärarna att de kopplar till undervisning om par-

tikelmodellen?

• Vilka arbetsformer betonar lärarna att de använder när eleverna ska lära

sig partikelmodellen?


3

1.2 Bakgrund

1.2.1 Modeller i vetenskapen

Modeller inom naturvetenskapen används för att beskriva, förklara och förutse

fenomen i naturen och samhället (Haglund & Jeppsson, 2013). Vetenskapliga

modeller synliggör samband och ger teoretiska förklaringar till hur fenomen

uppstår. Med hjälp av dessa kan vi sätta ord på fenomens uppkomst och skapa

oss en mer konkret förståelse för det som vi annars har svårt att bilda oss en

uppfattning om (Areskoug m.fl., 2017). Varje modell inom naturvetenskapen

är framtagen för att användas i ett visst syfte och kan tillämpas till att förklara

en mängd olika fenomen.

1.2.2 Partikelmodellen i vetenskapen

Trefil (2008) talar om tio bärande idéer (Big ideas) inom naturvetenskapen

som anses vara mer betydelsefulla och grundläggande än övriga teorier och

modeller. Han benämner dessa idéer som naturvetenskapens skelett och menar

att det är utifrån dem som hela vetenskapen är uppbyggd. En av dessa bärande

idéer är partikelmodellen. Denna modell har haft en stor betydelse för veten-

skapens utveckling och är idag helt avgörande för hur vi förstår vår omvärld

(Feynman m.fl., 1995). Richard Feynman, 1965 års Nobelpristagare i fysik,

hävdade till och med att partikelmodellen är den mest centrala idéen inom na-

turvetenskapen, på grund av dess enorma kapacitet att förklara vår omvärld.

Modellens grundläggande roll belyste han med detta uttalande:

”Om all vetenskaplig kunskap skulle förstöras i en katastrof och bara en enda mening

fick föras vidare till nästa generation, vilket uttalande skulle innehålla mest information

med minst ord? Jag tror det är atomhypotesen (eller det faktum att det finns atomer eller

hur man nu ska uttrycka det) att allt är uppbyggt av atomer – små partiklar i ständig

rörelse, som attraherar varandra på små avstånd och repellerar varandra då de trycks

ihop. I denna mening ryms en enorm mängd information om vår omvärld, bara vi använ-

der lite fantasi och tänkande.” (Feynman m.fl., 1995, s.4).

Det finns ett antal grundläggande idéer som partikelmodellen bygger på och

som inom den ämnesdidaktiska forskningen kallas för stora idéer (Harlen,

2010; Talanquer, 2013). Några exempel på stora idéer som modellen innefat-

tar är idén om att allt är uppbyggt av atomer, att partiklar har en ständig rö-

relse, att partiklar attraheras på nära avstånd och att det är vakuum mellan

alla partiklar (Johnson, 1998; P. S. Smith & Plumley, 2016; Vos & Verdonk,

1996). Med hjälp av dessa kan partikelmodellen användas till att beskriva och

förklara en rad kemiska fenomen såsom: materiens uppbyggnad; materiens

oförstörbarhet; ämnens egenskaper; fysikaliska omvandlingar; kemiska reakt-

ioner; kemiska föreningar; blandningar och lösningar; kemiska bindningar


4

samt kretslopp (Andersson & Bach, 1995; Harlen, 2010; Talanquer, 2013).

Partikelmodellen har därmed ett stort användningsområde och det är inte utan

anledning som den också kallas för kemins ramverk (Loughran m.fl., 2004).

1.2.3 Den lilla partikelmodellen

När en partikelförståelse har en sådan central roll för att förstå kemi leder det

till att partikelmodellen också blir central inom skolans kemiundervisning.

Däremot skiljer det sig åt vilken modell som används inom vetenskapen och

vilken modell som behandlas i skolan (Roth, 1992). Inom vetenskapen använ-

der man orbitalteorin, på högstadiet och gymnasiet dominerar undervisning om

Bhors atommodell och på mellanstadiet dominerar undervisning om en enkel

partikelmodell. Det som främst skiljer en enkel partikelmodell från de två

andra modellerna är att den inte skiljer på olika typer av elementarpartiklar

eller innehåller beskrivningar av atomens struktur. Istället inkluderar modellen

främst den grundläggande vetskapen om att all materia är uppbyggd av partik-

lar, som är för små för att kunna se, och som befinner sig i ett vakuum och har

en ständig rörelse. Denna modell benämns inom forskningslitteraturen som

Den lilla partikelmodellen (The small particle model) (Johnson, 1998; P. S.

Smith & Plumley, 2016). Detta är en modell som har stora likheter med den

kinetiska gasteorin då båda teorierna huvudsakligen används för att förklara

fasövergångar med betoning på partiklarnas rörelser som förklaring och mate-

riens uppbyggnad och bevarande.

I det här arbetet kommer vi att använda begreppet partikelmodell på ett likande

sätt som den svenska läroplanen använder begreppet vilket är i enlighet med

den modell som benämns som den lilla partikelmodellen. Begreppet kommer

att diskuteras vidare längre fram i arbetet.

1.2.4 Partikelmodellen i skolans styrdokument

Det går att skilja på två olika motiveringar till varför eleverna ska lära sig par-

tikelmodellen. Dessa två är för vidare studier och för en naturvetenskaplig all-

mänbildning (P. J. Fensham, 1988). En tidig uppfattning om modellen anses

underlätta för eleverna i deras senare skolgång där de kommer att möta ett mer

komplicerat partikeltänk (Andersson, 2008b, 2011). En allmänbildande under-

visning om partikelmodellen anses istället utveckla naturvetenskapliga kun-

skaper och färdigheter som de som samhällsmedborgare bör känna till, och

som de kan använda för att lösa praktiska problem och hantera valsituationer i

vardagen, samt fatta välgrundade beslut och ta ställning i samhällsfrågor som

har ett naturvetenskapligt innehåll (Sjøberg m.fl., 2005). Att undervisningen


5

ska vara allmänbildande finns det dessutom en stor betoning på i den svenska

läroplanens syftestext.

Ett sätt att förfina diskussionen kring syften i läroplanen är att använda Roberts

(1982) sju kunskapsbetoningar. Dessa representerar olika svar på frågan om

vilka syften det finns med att eleverna ska lära sig ett visst kunskapsinnehåll

och kan användas för att motivera varför eleverna ska undervisas om partikel-

modellen. En av Roberts betoningar som kan användas för att motivera varför

eleverna ska lära sig partikelmodellen, är för att de ska kunna förklara fenomen

i naturen och vardagen. En annan betoning är att eleverna själva ska kunna

undersöka hur saker förhåller sig i omgivningen när svaret inte redan är givet

för dem. Kunskaper om partikelmodellen kan då vara till användning för ele-

verna ska kunna genomföra systematiska undersökningar och för att de ska ha

en medvetenhet om vilka variabler som kan spela roll. En tredje betoning är att

eleverna ska lära sig om naturvetenskapens karaktär. Ett sätt att motivera

undervisning om partikelmodellen kan därför vara för att eleverna ska förstå

att partikelmodellen är en mänsklig konstruktion som har utvecklats för att

kunna förklara och förutsäga verkligheten och att den därmed inte ger en exakt

skildring av hur världen fungerar. Eleverna behöver därför lära sig att de ska

ha ett kritiskt förhållningssätt till naturvetenskapliga resultat. Två av Roberts

kunskapsbetoningar handlar även om att använda kunskap för att lösa praktiska

problem och ta beslut i vardagen och samhället. Partikelmodellen är relevant

för båda dessa då kunskaper om denna är en förutsättning för att kunna ta ställ-

ning i exempelvis hälso- och miljöfrågor samt för att hantera vardagliga situ-

ationer där naturvetenskapligt innehåll kommer till uttryck. Alla dessa beto-

ningar finns även i läroplanens syftestext och är relevanta för att partikelmo-

dellen ska tas upp i kemiundervisningen på mellanstadiet.

Redan i kursplanen för kemi för årskurs 4-6 står det att eleverna ska lära sig en

”enkel partikelmodell” för att beskriva och förklara materiens uppbyggnad,

oförstörbarhet och kretslopp (Skolverket, 2018). De ska även lära sig partik-

larnas rörelser som förklaring till övergångar mellan fast form, flytande form

och gasform. Men begreppet ”enkel partikelmodell” nämns dock enbart en

gång i kursplanen för mellanstadiet. Trots detta finns det mycket annat innehåll

i kursplanen som har kopplingar till partikelmodellen (se Tabell 1).


6

Tabell 1. Centralt innehåll i kursplanen i kemi för årskurs 4-6 som kan kopplas till undervis-

ning om partikelmodellen (Skolverket, 2018).

Centralt innehåll för åk. 4-6 Innehåll som partikelmodellen förklarar

• Enkel partikelmodell för att beskriva

och förklara materiens uppbyggnad.

Materiens uppbyggnad


och förklara materiens oförstörbarhet.

Materiens oförstörbarhet

• Vattnets egenskaper.

• Luftens egenskaper.

Ämnens egenskaper


och förklara partiklars rörelser som för-

klaring till övergångar mellan fast form,

flytande form och gasform.

Fysikaliska omvandlingar

• Fotosyntes, förbränning och några

andra grundläggande kemiska reakt-

ioner.

Kemiska reaktioner

• Luftens sammansättning.

• Indelningen av ämnen och material uti-

från egenskaper som löslighet.

Blandningar och lösningar


och förklara materiens kretslopp.

• Vattnets kretslopp.

Kretslopp

Tabell 1 visar att partikelmodellen är relevant inom en rad områden av kemi-

undervisningen på mellanstadiet. Detta i och med att partikelmodellen behövs

för att förklara fenomen som är förknippade med de stora idéer som modellen

bygger på.


7

2 LITTERATURGENOMGÅNG

2.1 Varför ska lärare undervisa om partikelmodellen?

Ämnesdidaktisk forskning visar att elever behöver utveckla en partikelförstå-

else för att kemiundervisningen ska bli framgångsrik (Eskilsson, 2001;

Helldén, 2015). Detta anses därför vara en av de främsta anledningarna till att

lärare ska undervisa om partikelmodellen. Forskare menar att när partikelmo-

dellen har en sådan grundläggande roll inom hela ämnet, är kunskaper om de

vetenskapliga förklaringarna en förutsättning för att eleverna ska kunna ut-

veckla en vidare förståelse för kemins alla områden (Andersson & Bach, 1995;

Vikström, 2014). Utan en meningsfull förståelse för partikelmodellen anses det

vara svårt för eleverna att förstå fenomens uppkomst och hur modellen kan

användas för att beskriva och förklara det som sker på en makronivå i vår om-

givning (Andersson, 2012; Lindner & Redfors, 2007). En rad forskare har där-

för diskuterat vilket innehåll som anses vara relevant för elever på mellansta-

diet att lära sig för att de ska kunna utveckla en förmåga att själva tillämpa

modellen för att förklara hur fenomen i deras omgivning uppstår.

2.2 Vad ska eleverna lära sig om partikelmodellen?

Nivån på undervisningsinnehållet är en betydelsefull faktor för elevernas möj-

ligheter att lära sig partikelmodellen (Smith m.fl., 2006). Forskare menar att

nivån måste anpassas efter elevernas utvecklingsförmåga och har därför argu-

menterat för att de idéer som lilla partikelmodellen inkluderar är passande att

undervisa om på mellanstadiet (Smith & Plumley, 2016). Dock finns det delade

uppfattningar bland forskare vilka idéer som den lilla partikelmodellen inne-

fattar och vilka idéer som eleverna behöver lära sig. Smith m.fl. (2006) anser

att mellanstadieelever främst behöver kunna förklara fenomen som massans

uppbyggnad, oförstörbarhet och fasövergångar. De betonar därför att eleverna

ska lära sig idéerna om partiklar som byggstenar, dess rörelser som förklaring

till fasövergångar och partiklarnas bevarande när ett ämne övergår till ett annat

tillstånd. Fler forskare har nämnt dessa idéer, men har i tillägg till dessa även

lyft fram idéer som att partiklarna har skilda avstånd i olika tillstånd; att par-

tiklarna attraherar varandra på nära avstånd; att det är vakuum mellan partik-

larna; att det finns olika typer av partiklar; att olika partiklar som förenas blir

nya ämnen; att partiklarnas egenskaper skiljer sig från makroskopiska ämnen

samt att de utöver partiklarnas bevarande vid fasövergångar även betonat dess

bevarande vid kemiska reaktioner (Andersson & Bach, 1995; Johnson, 1998;


8

P. S. Smith & Plumley, 2016; Vos & Verdonk, 1996). Dessa forskare framhä-

ver därmed att mellanstadieelever utöver de tidigare nämnda fenomenen även

ska lära sig att använda modellen för att förklara fenomen som exempelvis

enklare kemiska reaktioner och ämnens egenskaper. Liknade idéer har även

nämnts från andra håll. Ett exempel på detta är en svensk sammanställning som

benämns som ”Skolans partikelmodell” och som har presenterats vid Göte-

borgs universitet för att påvisa vad eleverna ska lära sig (Andersson m.fl.,

2003b). Även i en studie där erfarna lärare fick ange vilka idéer de betonade

när de undervisade om partikelmodellen presenterades liknande idéer (Lough-

ran m.fl., 2004). Detta indikerar att det finns en viss konsensus kring vilka idéer

som uppfattas som relevanta för elever att lära sig och där en kännedom om

dessa bedöms ge dem förutsättningar till att kunna använda modellen för att

förklara de fenomen som förväntas av elever på mellanstadiet (Johnson, 1998;

C. L. Smith m.fl., 2006).

2.3 När ska eleverna lära sig partikelmodellen?

Flera forskare har konstaterat att elever redan i grundskolans tidiga år har en

förmåga att använda ett partikeltänk. Två av dem som identifierat detta är Lind-

ner och Redfors (2007) som i syfte att undersöka hur elevers användning av ett

partikeltänk utvecklas i grundskolan följde samma elever från 6 till 16 års ål-

der. Resultatet visar att några av eleverna så tidigt som vid 7 års ålder tog hjälp

av ett partikeltänk för att förklara vattnets fasövergångar. Detta visade sig dock

vara ovanligt och istället kunde de se att majoriteten av eleverna började att

använda ett partikeltänk först i 10-12 års ålder. Mellanstadieelevers goda för-

måga att utveckla och använda ett partikeltänk synliggörs även i resultat från

flera andra studier. Ett exempel på detta är Papageorgiou och Johnson (2005)

som i deras studie bad 10-11 åringar att förklara fasövergångar, och där resul-

tatet visade att övervägande del av eleverna gav förklaring till fasövergångarna

med partiklarnas rörelse som orsak. Likaså visade resultaten från Merritt och

Krajcik (2008) studie att mellanstadieelever har en god förmåga att använda

ett partikeltänk. Elever i åldern 12-13 år fick då förklara hur lukt diffunderar

och det visade sig att samtliga elever som deltog i studien gav förklaringar på

en partikelnivå. Många av eleverna förklarade dessutom diffusionen genom att

nämna partiklarnas rörelse och kollisioner som orsak. Eskilsson (2001) genom-

förde även han en studie tillsammans med elever i 10 till 12 års ålder för att

undersöka deras användning av partikelbegrepp när de talar om vardagliga fe-

nomen. Utifrån vad resultatet visade var det betydligt fler elever som använde

partikelbegrepp i sina förklaringar, än vad antalet elever som gav en beskriv-

ning på makronivå var. Dessa studier tyder därmed på att elever som går på

mellanstadiet har en god förmåga att utveckla och använda ett partikeltänk.


9

Även om många studier visar att mellanstadieelever har en förmåga att ut-

veckla ett partikeltänk finns det delade åsikter om elevernas användbarhet av

partikelmodellen (Lindner & Redfors, 2007). Vissa anser att partikelmodellen

blir ett verktyg som underlättar för eleverna när de ska förklara hur fenomen

uppkommer. De menar att en partikelförståelse gör det lättare för eleverna att

skapa sammanhang och identifiera mönster, trots att yngre elever sällan enbart

använder en mikroskopisk förklaringsmodell för att förklara fenomens upp-

komst (Eskilsson, 2001). Partikelförståelsen anses dessutom underlätta för ele-

verna när de ska förklara det som utspelar sig på en makronivå, då de med hjälp

av de rätta begreppen på egen hand kan förklara processen (Andersson & Bach,

1995). Andra menar att yngre elever, trots att de utvecklat ett partikeltänk, inte

har användning av modellen (Liu & Lesniak, 2006). Detta eftersom de använ-

der begrepp utan att egentligen veta vad de betyder. När eleverna blivit intro-

ducerade till begrepp som atom, molekyl och partikel använder de dessa trots

att de saknar förmågan att använda dem i rätt sammanhang och att själva kunna

beskriva skillnaden mellan en atom, en molekyl och ett ämne. För att under-

söka om ett partikeltänk stödjer 10-11 åringars förståelse för hur fenomen upp-

kommer eller inte genomförde Papageorgiou och Johnson (2005) en experi-

mentell studie. Resultatet visade att alla elever som blivit introducerade till

partikelmodellen använde mikroskopiska förklaringar för att förklara hur vat-

ten övergår till gasform. Även när det skulle förklara ytterligare fasövergångar

och processer använde eleverna i stor utsträckning en mikroskopisk förkla-

ringsmodell. Att eleverna har stor användning av ett partikeltänk och att detta

underlättar för dem när de ska förklara hur fenomen uppstår visar även resultat

från flera andra studier tecken på (Eskilsson, 2001; Lindner & Redfors, 2007;

Merritt & Krajcik, 2008). Resultaten visade dessutom att när eleverna hade

byggt upp ett partikeltänk, användes detta fortsättningsvis spontant till att för-

klara fenomens uppkomst och att det då var mycket ovanligt att eleverna åter-

gick till att använda en makroskopisk förklaringsmodell igen. Övervägande del

av studierna visar därmed att en tidig introduktion av partikelmodellen stödjer

eleverna i deras utveckling och att de har användning av modellen när ska för-

klara olika fenomen.

Det finns dock delade åsikter om en förenklad partikelmodell på sikt hämmar

eller främjar elevernas naturvetenskapliga förståelse och kunskapsutveckling.

Fensham (1994) är en av dem som anser att en förenklad partikelmodell häm-

mar eleverna i deras utveckling. Han menar att den förenklade partikelmo-

dellen skiljer sig så mycket från den vetenskapliga modellen, och att den med-

för så många missuppfattningar, att det istället är till elevernas fördel att vänta

med att introducera partikelmodellen till dess att de har en förmåga att tillägna

sig den mer vetenskapliga modellen. Denna åsikt stödjs av andra forskare som


10

anser att en enkel partikelmodell inte är tillräckligt omfattande (Harrison &

Treagust, 2003). De påstår istället att modellen ger eleverna utrymme till att

utveckla egna alternativa uppfattningar, som ofta är oförenliga med den veten-

skapliga modellen, och som leder till att missuppfattningar kring materiebe-

greppet uppstår. Men det finns också de som anser att en enkel partikelmodell

mycket väl kan vara steget mot en mer utvecklad modell och att den främjar

för elevernas utveckling (Lindner & Redfors, 2007). Johnson (1998) menar att

den förenklade partikelmodellen är tillräcklig för att eleverna ska få möjlighet

att bygga upp sina föreställningar kring materiebegreppet när den vetenskap-

liga modellen konstaterats som för svår för yngre elever att lära sig. För att

utmana yngre elevers föreställningar och på så vis främja för en grundläggande

naturvetenskaplig förståelse anser han därmed att man inte behöver kunna

skilja mellan olika typer av elementarpartiklar eller ägna sig åt atomens struk-

tur som de mer avancerade modellerna gör.

Om en enkel partikelmodell är tillräcklig för att skapa en meningsfull förståelse

hos eleverna anser Novak och Musonda (1991) att det inte finnas någon anled-

ning till att vänta med att introducera partikelmodellen till dess att eleverna kan

ta till sig den vetenskapliga modellen. När en introduktion inte bör dröja blir

istället en progression i skolans undervisning viktig för att stegvis leda eleverna

från en enkel partikelmodell mot en mer avancerad modell. Andersson (2008b,

2011) bedömer att en progression i undervisningen om materiebegreppet är

nyckeln till att eleverna kan utveckla en förståelse för något så abstrakt som

den atomära världen. Han anser att en förståelse för partikelmodellen är något

som successivt byggs upp och presenterar därmed hur en möjlig progression i

skolans undervisning om materiebegreppet kan se ut, vilken han presenterar i

sin figur (se Figur 1).

Figur 1. Några huvuddrag i skolans undervisning om materia och möjlig progression (Anders-

son, 2008b).


11

I Figur 1 begränsar han yngre elever till de som går på lågstadiet och tidiga

delen av mellanstadiet, och äldre elever till de som går i senare delen av mel-

lanstadiet samt högstadiet. Figuren tyder därmed på att lågstadieelever ska

möta en undervisning på makronivå, som stärker den makroskopiska förståel-

sen för materiebegreppet, med fokus på material och ämnen som kan identifie-

ras i vår omgivning med hjälp av våra sinnen. Däremot rekommenderas under-

visningen på mellanstadiet bedrivas på en mer mikroskopisknivå där eleverna

introduceras till en enkel partikelmodell som de kan använda till att beskriva

och förklara fenomen som fasövergångar, kretslopp och grundläggande ke-

miska reaktioner. Först när eleverna går på högstadiet bör de möta ett mer

komplicerat undervisningsinnehåll som behandlar bland annat atomteorin, ke-

miska föreningar och mer avancerade reaktioner. På så vis skapas en progress-

ion i undervisningen om materiebegreppet och som successivt leder eleverna

mot en mer avancerad partikelmodell.

Sammanfattningsvis menar övervägande del av forskarna att 10 till 12-årsål-

dern är en lämplig ålder att introducera partikelmodellen i skolans kemiunder-

visning. Lindner och Redfors (2007) anser däremot att partikelmodellen bör

introduceras så tidigt som i 6-årsåldern och menar att det är viktigt att eleverna

så tidigt som möjligt blir bekanta med modellen, med tanke på dess grundläg-

gande betydelse. Likaså konstaterar Papagergiou och Johnson (2005) att intro-

duktionen av partikelmodellen kan ske tidigare än på mellanstadiet för att un-

derlätta för elevernas förståelse. Liu och Lesniak (2006) är däremot två av dem

som anser att partikelmodellen först bör introduceras på mellanstadiet. De an-

ser att en introduktion av partikelmodellen inte är effektiv förrän tidigast i 11

års ålder, då de konstaterat att yngre elever inte har förmågan att använda ett

partikeltänk på ett meningsfullt sätt. 10-12 års ålder bedömer även Eskilsson

(2001) och Andersson (2008b) som en bra ålder att introducera partikelmo-

dellen vid. De menar att elever i den åldern med fördel har nytta av ett parti-

keltänk och har en god förmåga att använda den på ett sätt som stödjer deras

utveckling. Något som även Piaget och Inhelder (1997) ser som en relevant

ålder då det enligt dem, är först i 11-12 års ålder som barn är redo att utveckla

en ”atomisk förståelse” som de kan använda i sitt tänkande.

2.4 Elevers lärande om partikelmodellen

När man konstaterat att eleverna har en förmåga att utveckla en förståelse för

partikelmodellen samtidigt som en förståelse för partikelmodellen betraktas

som en förutsättning för att eleverna ska kunna lära sig kemins alla områden

har ett stort antal forskare intresserat sig för att undersöka hur denna förståelse

utvecklas och vilka faktorer som anses påverka i vilken utsträckning denna


12

sker. Detta har därmed lett till att elevers lärande om materiebegreppet idag är

det mest beforskade området inom naturvetenskapens didaktik (Vikström,

2014) .

2.4.1 Progression i elevernas lärande om partikelmodellen

Studier har visat att elevernas förståelse för materia utvecklas progressivt när

de får lära sig om materiens olika aspekter var för sig (Hadenfeldt m.fl., 2014).

Forskare menar att det finns fyra enskilda aspekter av materia som elever be-

höver lära sig för att de ska utveckla en helhetsförståelse för begreppet (Liu &

Lesniak, 2005). Dessa är: materiens struktur och sammansättning, fysikaliska

egenskaper och förändringar, kemiska egenskaper och förändringar samt mas-

sans bevarande. Utifrån dessa fyra aspekter har en progression identifierats

som visar att eleverna först utvecklar en förståelse för materiens fysikaliska

egenskaper och massans bevarande (Liu & Lesniak, 2006). Därefter lär de sig

att förstå kemiska egenskaper, för att slutligen utveckla en förståelse för mate-

riens struktur och sammansättning. Inom varje enskild aspekt har forskare hit-

tat mönster i elevernas utveckling då de konstaterat att det finns en tydlig pro-

gression från en makroskopisk till en mikroskopisk förståelse. Hadenfeldt m.fl.

(2014) har skapat en figur (se Figur 2) som illustrerar elevernas progression

inom de fyra aspekterna.

Figur 2. Mönster i elevernas utveckling av att förstå de fyra aspekterna av materia (Hadenfeldt

m.fl., 2014).

Figur 2 visar att eleverna i början av lärprocessen enbart har en förmåga att

beskriva fenomen med hjälp av en makroskopisk förklaringsmodell, utan hän-

syn till partiklar. Allt eftersom de utvecklar en partikelmedvetenhet närmar sig

förmågan att kunna använda en mikroskopisk förklaringsmodell till att förklara

fenomen. Efter att eleverna utvecklat en mikroskopisk förståelse för samtliga


13

fyra aspekter anses det bli lättare för dem att utveckla en helhetsförståelse för

vad materia som idé innebär, och de är därefter redo att tillägna sig mer djup-

gående kunskaper om partikelmodellens övriga idéer och teorier. När studier

har identifierat att det finns olika nivåer i elevernas utveckling av en mikro-

skopisk förklaringsmodell har forskare intresserat sig för att undersöka hur ele-

verna rör sig mellan dessa nivåer.

Tidigare forskning tyder på att elever tar olika vägar fram till en utvecklad

förståelse för partikelmodellen (Eskilsson, 2001; Johnson, 1998; Lindner &

Redfors, 2007; Merritt & Krajcik, 2008). I en studie kunde man identifiera fyra

olika tankemodeller som eleverna använder undertiden som de successiv rör

sig mot en mer korrekt partikelmodell (Johnson, 1998). Dessa tankemodeller

representerar fyra olika nivåer i elevernas utveckling, där den första nivån in-

nebär att de helt saknar förståelse för att det finns något som kallas partiklar.

De använder varken begreppet partiklar i sina förklaringar eller när de ritar

förklaringsmodeller till hur fenomen uppstår. På nästa nivå har eleverna däre-

mot utvecklat en medvetenhet om partiklarnas existens och de har skapat en

uppfattning om att partiklarna befinner sig i ett kontinuerligt ämne, där dessa

enbart utgör en del av substansen, medan resterande del består av något annat

medium som exempelvis luft. På den tredje nivån har eleverna istället en upp-

fattning om att partiklarna utgör hela substansen och att det därmed inte finns

något alls mellan partiklarna. På denna nivå för dessutom eleverna över ämnets

makroskopiska karaktär till partiklarna, och uppfattar därmed enskilda partik-

lar som små bitar av det makroskopiska ämnet. På den fjärde och mest avan-

cerade nivån förstår eleverna att det är partiklarna som är substansen och att

partiklarnas egenskaper på en mikronivå skiljer sig från ämnet på en makro-

nivå. Eleverna är nu dessutom medvetna om partiklarnas rörelse och att denna

skiljer sig åt beroende på vilken aggregationsform ämnet befinner sig i. En

liknande progression som visar hur eleverna rör sig mot en korrekt förståelse

för partikelmodellen identifierade även Merritt och Krajcik (2008) i sin studie

där de undersökte hur elever använder partikelmodellen för att förklara olika

fenomen i vardagen, vilken de presenterar i deras tabell (se Tabell 2).


14

Tabell 2. Lärande progression för materiens partikelmodell (Merritt & Krajcik, 2008).

I Tabell 2 kan man se att eleverna till en början beskrev fenomen på en mak-

roskopisknivå utan att ens nämna partiklar. När eleverna sedan blivit medvetna

om partiklarnas existens började de kombinera en makroskopisk- och en mik-

roskopisk modell för att förklara hur fenomen uppstår, innan de mer och mer

började övergå till att enbart använda en mikroskopisk förklaringsmodell.

Först när eleverna började använda en mikroskopisk förklaringsmodell utveck-

lade de en förståelse för att partiklarna befinner sig i ett tomrum och att de

alltid rör sig.

I båda studierna kunde de konstatera att elevernas förståelse för partikelmo-

dellen utvecklas olika. Några elever behövde genomgå alla nivåer för att ut-

veckla en förståelse för den mer korrekta partikelmodellen medan andra elever

kunde hoppa över nivåer och ändå utveckla en förståelse. Gemensamt för alla

elever var däremot att när de väl utvecklat en partikelförståelse bibehölls denna

för att förklara hur olika kemiska fenomen uppkom. Dock visade det sig att

trots att eleverna lärde sig att tillämpa en enkel partikelmodell, kvarstod ändå

många missuppfattningar (Hadenfeldt m.fl., 2014). En anledning till detta kan

vara att elever har svårt att generalisera partikelmodellen och dess teorier.

När flera studier har konstaterat att elever har olika föreställningar kring mate-

riebegreppet har det resulterat i att många forskare har lockats till att undersöka

vilka alternativa uppfattningar som faktiskt råder kring materia ur ett elevper-

spektiv.

2.4.2 Elevers alternativa uppfattningar om materiebegreppet

Kunskaper om materiens partikelmodell är grundläggande för elevers förstå-

else inom kemins alla områden, men trots dess grundläggande funktion har

forskning identifierat betydande inlärningssvårigheter inom området och visar

att det finns en rad missuppfattningar kring begreppet materia (García Franco


15

& Taber, 2009). Barke m.fl. (2009) menar att det finns två olika anledningar

till varför elevers missuppfattningar uppstår. Dessa är vardagsföreställningar

och skolorsakade missuppfattningar. Vardagsföreställningar är de tankar ele-

verna skapar kring naturvetenskapliga fenomen innan de har fått undervisning.

Anderson m.fl. (2003a) har konstaterat att eleverna i vardagen bland annat ser

materia som något kontinuerligt och statiskt, medan den i vetenskapen beskrivs

som partikulär och dynamisk. De menar att det är när eleverna tvingas byta

perspektiv som missuppfattningarna uppstår. På väg från ett vardagsperspektiv

till ett mer vetenskapligt perspektiv bildar eleverna egna uppfattningar, som

har drag av båda perspektiven, och som leder till att deras förståelse för mate-

riebegreppet skiljer sig från de vetenskapliga teorierna. Med skolorsakade

missuppfattningar menas istället de missförstånd som orsakats av undervis-

ningen (Barke m.fl., 2009). Harrison och Treagust (2003) anser att två anled-

ningar till att elever har svårt att lära sig materiens partikelnatur är undervis-

ningen och undervisningsmaterialet som används i skolorna. De har sett att

eleverna i undervisningen inte ges möjligheter till att själva tillämpa partikel-

modellens teorier för att förklara olika fenomen, vilket de menar är en nödvän-

dighet för att eleverna ska tillgodogöra sig en meningsfull förståelse. De har

dessutom konstaterat att läroböckerna enbart presenterar partikelmodellens

idéer utan att vidare hjälpa eleverna att utveckla en grundläggande förståelse

för dem. Likaså har Andersson (1990) uppmärksammat brister i undervisnings-

materialet där han fann illustrationer och fraser som förstärker uppfattningen

om att materia är kontinuerligt. Därtill anser även Lidner och Redfors (2007)

att undervisningen är en stor faktor som bidrar till att missuppfattningar kring

materiebegreppet uppstår och menar att undervisningsinnehållet i sig inte är

något problem för eleverna att förstå, utan det hur innehållet undervisas som

är avgörande. Eskilsson (2001) och Johnson (1998) menar också att en avgö-

rande faktor för elevernas förståelse för partikelmodellen är lärarnas sätt att

introducera och använda den i undervisningen. Trots att lärarens kunskaper om

partikelmodellen lyfts fram som viktiga har den didaktiska forskningen visat

att det inte enbart är svårt för elever att ta till sig vad modeller och modellering

innebär inom naturvetenskapen, utan det är även något som många lärare ser

som komplicerat, och som därmed riskerar att påverka hur undervisningen be-

drivs (Haglund & Jeppsson, 2013; Loughran m.fl., 2004). När många elever

har en felaktig bild av materia i vardagen samtidigt som det finns en risk för

att alternativa uppfattningar bildas genom undervisningen kan detta vara en

förklaring till varför det finns så många missuppfattningar kring materiebe-

greppet.

Många elever delar uppfattningen om att partikelmodellen och dess teorier är

komplicerade och svåra att förstå (Hadenfeldt m.fl., 2014). Dessa svårigheter


16

indikeras även i en rad studier som visar att det ofta förekommer missuppfatt-

ningar kring de flesta områden där en förståelse för partikelmodellen är väsent-

lig (Roth, 1992). Studierna visar att elever har svårt att förstå områden som

materiens uppbyggnad och egenskaper som såväl oförstörbarhet som till-

ståndsförändringar (Andersson m.fl., 2003b; Johnson, 1998; Lindner & Red-

fors, 2007; Loughran m.fl., 2004). Ett problem som är mycket vanligt före-

kommande är att elever undviker vakuum i sina beskrivningar av materiens

byggnad. Eleverna ser istället materia som något kontinuerligt och fyller ut

tomrummen med partikelmassa eller inför ett medium mellan partiklarna som

skiljer sig från det aktuella ämnet (Andersson, 2011; Andersson m.fl., 2003b;

Vikström, 2014). Eleverna har ofta en uppfattning om materia som ”en enda

sammanhängande massa”, som går att dela hur många gånger som helst till

dess att det försvinner. Många elever tror även att partiklarna försvinner då

man eldar upp ämnen eller då exempelvis vatten övergår till vattenånga.

Undersökningar har visat att det är svårt för eleverna att förstå att det som inte

syns eller det som uppfattas som viktlöst, som exempelvis gaser, fortfarande

finns kvar och är uppbyggt av materia (Zeidler, 2012). Andra svårigheter som

det har visat sig att elever har, är att skilja mellan makroskopiska och mikro-

skopiska egenskaper och de därför vill tillskriva ämnens makroskopiska egen-

skaper på en partikelnivå (Eskilsson, 2001). Många elever tror då att atomer

har egenskaper som färg, lukt, temperatur och fasthet. Detta gör att eleverna

exempelvis tror att det är atomerna som ändrar färg vid kemiska reaktioner och

att det är atomerna som smälter eller stelnar vid fasövergångar. Eleverna har

även missuppfattningar om materia på en makronivå. De tror exempelvis att

fasta ämnen alltid är hårda och att en kemisk reaktion, där nya ämnen bildas,

är en blandning av ursprungsämnena (Johnson, 1998). När materiebegreppet

är så viktigt för att eleverna ska förstå begrepp, processer och teorier inom

kemins alla områden samtidigt som det visar sig att elever har stora svårigheter

med att förstå materiens partikelnatur indikerar det att undervisningen om par-

tikelmodellen har stor betydelse för elevernas utveckling.

2.5 Hur ska lärare undervisa om partikelmodellen?

Många lärare ser undervisningen om materia och partikelmodellen som utma-

nande (Vikström, 2014). En anledning kan vara att partikelmodellen innefattar

flera abstrakta delar som gör det svårt för lärarna att hjälpa eleverna att ut-

veckla en meningsfull förståelse (Singer & Wu, 2003; Vikström, 2014; Özmen,

2011). Johnstone (2000) har därför tagit fram en didaktisk modell som kan

fungera som stöd för att planera undervisning där partikelmodellen ingår

(Wickman m.fl., 2018). Modellen kallas den kemididaktiska triangeln (se Fi-


17

gur 3) och synliggör tre olika nivåer som lärare bör vara medveten om i kemi-

undervisningen: den makroskopiska nivån, som beskriver ämnens egenskaper

som kan identifieras med våra sinnen, den mikroskopiska nivån som beskriver

fenomen på partikelnivå med hjälp av atomer, molekyler och joner, och repre-

sentationsnivån som beskriver fenomen med hjälp av kemiska formler, bilder,

animationer och modeller. Lärare kan använda de tre nivåerna för att reflektera

över hur de i undervisningen kan hjälpa eleverna att urskilja och separera mik-

roskopisk, makroskopisk och representation nivå från varandra och bidra till

att en djupare förståelse för partikelmodellen utvecklas (Talanquer, 2011). Lä-

rare kan därmed bli medvetna om att den abstrakta förståelsen på mikronivå

förutsätts av en konkret förståelse på makronivå, och utifrån den insikten pla-

nera en undervisning där eleverna får möta och ge förklaringar på så väl en

makroskopisk som mikroskopisk nivå (Singer & Wu, 2003). För att främja för

att eleverna undervisas om samtliga nivåer uppmuntras därmed lärare till att

använda modellen som en vägledning i sitt arbete. Johnstone (2000) menar att

när det finns tre olika nivåer att förklara ett fenomen på så ska alla dessa också

ingå i kemiundervisningen. Den didaktiska triangeln kan därmed bidra till att

lärare blir mer medvetna om de tre nivåerna, så att de i sin tur kan ge stöd åt

eleverna i deras utveckling av förmågan att kunna växla och skilja mellan de

olika förklaringsnivåerna samtidigt som de även utvecklar en djupare förstå-

else för kemiämnet.

Figur 3. Johnstones kemididaktiska triangel (Andersson m.fl., 2003a). Figuren bygger på Ring-

nes & Hannisdal (2000).

Figur 3 visar de tre olika nivåerna som kemiska fenomen kan beskrivas och

förklaras utifrån. Men i och med att triangelns utformning inte synliggör hur

eller när man bör arbeta med de olika nivåerna har det lett till att lärare bland

annat har undervisat om alla nivåer samtidigt, något som Johnstone (2000) ser

som ett missförstånd:

”Vi står inför den komplicerade utmaningen att sammanföra och arbeta med tre olika

tankenivåer: den makroskopiska och konkreta, den mikroskopiska och molekylära samt


18

den representativa användningen av symboler och matematik. Det är ett psykologiskt

vansinne att introducera ett fenomen på alla tre nivåer samtidigt. Här är anledningen till

många missuppfattningar. En utbildad kemist kan hålla dessa tre i balans, men inte en

elev.” (Johnstone, 2000, s.9).

Johnstone anser att elevers arbetsminne kan överbelastas om de undervisas på

alla nivåer parallellt. Han menar att eleverna är nybörjare inom kemiämnet,

och att all kunskap som läraren förmedlar därmed är ny kunskap för dem. Ele-

vernas ovana gör att de inte kan ta in för mycket ny information på en och

samma gång. Överbelastning kan då leda till att användbara kunskaper inte

befäster sig i långtidsminnet. Bristen på befästa kunskaper kan i sin tur vara

anledningen till att elever uppfattar modellen som komplicerad och obegriplig

och som därmed kan leda till att eleverna upplever att de, trots undervisningen,

inte lär sig att förstå innehållet och att de får svårt att lära sig att ge förklaringar

med hjälp av partikelmodellen. För att undvika detta förespråkar Johnstone att

läraren dels synliggör växlingarna mellan de olika nivåerna och dels bara un-

dervisar på en nivå i taget.

Det krävs att man är en van kemist för att kunna växla mellan olika förkla-

ringsnivåer på ett enkelt och naturligt sätt (Johnstone, 2000). Detta är en för-

måga som elever saknar och som gör att gränsen mellan de olika nivåerna blir

diffusa. Läraren har därmed en viktig roll att tydliggöra för eleverna när olika

perspektiv används och hur de växlar mellan dem. Läraren bör därmed tydlig-

göra att ett nytt perspektiv antas för att underlätta växelspelet för eleverna (Har-

rison & Treagust, 2003; Jong & Taber, 2007). Eskilsson (2001) menar att ett

sätt att förtydliga övergången mellan makro- och mikronivå är att använda No-

vick och Nussbaums (1978) teori om de ”magiska glasögonen”. Detta är ett

tankeverktyg som de utvecklat för att hjälpa eleverna med växlingen mellan de

olika perspektiven. Teorin innebär att läraren ber eleverna ta på sig sina ma-

giska glasögon med syfte att synliggöra de partiklar som för ögat är osynliga.

Genom att använda de magiska glasögonen blir det lättare för eleverna att växla

mellan de olika nivåerna samtidigt som de successivt utvecklar förmågan att

själva kunna växla mellan de olika förklaringsnivåerna.

Ett centralt syfte med att eleverna ska lära sig kemi är att de utvecklar en för-

måga att föreställa sig fenomen på både en makro- och mikronivå och att de

lär sig att koppla dessa nivåer till varandra (Berg m.fl., 2019). Studier visar

dock att elever har svårt att göra kopplingar mellan makro- och mikronivå och

att det därmed hindrar dem i deras utveckling av en helhetsförståelse för kemi-

ämnet (Harrison & Treagust, 2003). I studierna har man kunnat se att elever

vanligtvis inte har problem med att identifiera och förklara fenomen på en mak-

ronivå, utan det är istället den mikroskopiska nivån som många elever har svå-

righeter med (Johnstone, 2000). Den mikroskopiska nivån anses vara styrkan


19

och kärnan inom kemiämnet, men när kemi ska läras ut ses nivån istället som

ämnets svaghet. Gilbert och Treagust (2009) menar att en orsak till att många

elever ser den mikroskopiska nivån som svår och obegriplig kan vara att den

traditionella undervisningen har tenderat att fokusera enbart på makroskopiska

observationer och symboliska framställningar. Lärare antar att fenomenet för-

klarar sig själv i observationen och utesluter därmed att koppla observerbara

fenomen till en mikroskopisknivå. Likaså har Berg m.fl. (2019) konstaterat att

undervisning, som lägger stor vikt på experiment och praktiskt arbete, heller

inte hjälper eleverna att förstå förhållandet mellan observationer och mikro-

skopiska modeller. De anser att en sådan undervisning endast ligger på en mak-

roskopisk nivå och att den därmed inte stödjer eleverna i utvecklingen av ett

vetenskapligt resonemang på en mikronivå. Özmen (2011) hävdar dessutom

att traditionell undervisning som bedrivs i form av att läraren ger förklaringar

till hur fenomen uppstår med hjälp av bilder, där partiklarna avbildas som

prickar, inte heller är tillräcklig för att eleverna ska få full förståelse för parti-

kelmodellen. Istället förespråkas en undervisning som inkluderar många repre-

sentativa aktiviteter (Berg m.fl., 2019). Dessa aktiviteter ska syfta till att stödja

eleverna i deras förmåga att beskriva, tolka och förklara observerbara fenomen

på en mikronivå genom att ständigt skapa möjligheter i undervisningen där de

själva får träna på att använda partikelmodellen och dess generaliserbara prin-

ciper. Exempel på sådana aktiviteter är experiment, storyboards, fysiska mo-

deller, animationer och andra arbetsuppgifter som inkluderar mycket kommu-

nikation. När det gäller experiment som representativ aktivitet framhävs vikten

av att eleverna får genomföra experimentet i tre steg där de får observera, do-

kumentera och slutligen förklara fenomenet på en mikronivå. På så vis utveck-

lar eleverna en förståelse för hur den makroskopiska nivån kopplas till den

mikroskopiska nivån. Även när eleverna skapar storyboards tränas de i att för-

klara observerbara fenomen på en mikronivå. Eleverna får då på ett detaljerat

sätt skriva förklaringar och rita bilder till hur ett givet fenomen uppstår. Harri-

son & Treagust (2003) menar att modellskapande också är en bra representativ

aktivitet som hjälper eleverna att utveckla en förståelse för kopplingen mellan

den makroskopiska- och mikroskopiska nivån. Med hjälp av fysiska modeller

kan man lättare synliggöra exempelvis materiens uppbyggnad på en mikronivå

och de kan även användas som underlag till att diskutera och belysa skillnader

och likheter mellan partiklarnas uppbyggnad i olika ämnen eller fastillstånd.

Likaså anses datoranimeringar underlätta elevernas förståelse för den mikro-

skopiska nivån (Berg m.fl., 2019). Eleverna kan med hjälp av datoranimeringar

få en visuell förståelse för fenomen på en mikronivå och de kan exempelvis se

hur partiklar beter sig vid fasövergångar eller hur partiklar sitter ihop i olika

ämnen. Kelly och Jones (2007) anser därmed att datoranimeringar ger eleverna

en bättre och fördjupad förståelse för hur fenomen förklaras på en mikronivå


20

än vad bilder som används vid en traditionell undervisning gör. Ytterligare ett

arbetssätt som främjar för att eleverna ska utveckla en förståelse på mikronivå

är att de får möjlighet att kommunicera mycket i undervisningen (Loughran

m.fl., 2004). Eleverna behöver få sätta egna ord på hur fenomen på en mikro-

nivå uppstår för att utveckla en förmåga att själva beskriva och förklara kopp-

lingen mellan makro-och mikronivå. Det ses även som nyttigt för eleverna att

de får försvara sina egna tankar, förklaringar och ställningstaganden i syfte att

förstärka tron på deras egna mikroskopiska kunskaper. När elevernas förståelse

för den mikroskopiska nivån är grundläggande för att kemi ska bli begripligt

är det viktigt att den mikroskopiska nivån ses som en lika naturlig del av sko-

lans kemiundervisning som den makroskopiska nivån redan utges som idag.


21

3 TEORI

Fenomenografi är en forskningsansats som används inom kvalitativ metod och

analys och som syftar till att beskriva de kvalitativt skilda sätten som fenomen

uppfattas av människor i en bestämd situation (Dimenäs, 2007; Johansson &

Dahlgren, 2015; Kroksmark, 2007). Utgångspunkten för den fenomenogra-

fiska forskningsansatsen är att alla människor uppfattar fenomen på olika sätt,

eftersom individuella tankar och tidigare erfarenheter skiljer sig åt (Kroks-

mark, 2007). Huvudsyftet med forskningsansatsen är att finna variationer i,

och systematisera människors erfarenheter av olika fenomen (Johansson &

Dahlgren, 2015). Fenomenografi används därför när det finns ett fenomen som

man önskar större kännedom om och när man vill ha djupare insikt i hur detta

uppfattas av andra människor (Dimenäs, 2007). Resultatet i en fenomenogra-

fisk studie utgör dock enbart en beskrivning av de kvalitativt skilda uppfatt-

ningar som kommer till uttryck i en specifik grupp. Dessa uppfattningar utgör

inte alla tänkbara sätt att erfara fenomenet på, utan endast den specifika under-

sökningsgruppens skilda sätt. Därmed kan det finnas ytterligare sätt att erfara

fenomenet på men som inte presenteras i studien (Johansson & Dahlgren,

2015).

Enligt Marton och Booth (2000) bör forskaren i en fenomenografisk baserad

studie inta ett andra ordningens perspektiv. Detta perspektiv innebär att fors-

karen tvingas ”sätta parantes” kring sina egna erfarenheter av fenomenet, för

att på så vis kunna få en förståelse för hur andra uppfattar och erfar det. För-

ståelsen för andras uppfattningar är i sin tur grundläggande för att kunna ut-

forska vilken uppfattningsvariation som råder kring det fenomen som studien

grundar sig på, och det är därmed viktigt att detta perspektiv antas i alla delar

i forskningsprocessen för att samla in data som skildrar den verkliga variat-

ionen i hur fenomenet uppfattas.


22

4 METOD


dielärare bedriver undervisning om partikelmodellen. För att göra detta har en

intervjustudie valts för att ge en ögonblicksbild av hur det ser ut i den verkliga

skolpraktiken. Studien är kvalitativ och baserar sig på semistrukturerade inter-

vjuer (Kvale & Brinkmann, 2014).

4.1 Urval

Deltagarna i studien var åtta verksamma och behöriga lärare som undervisade

i kemiämnet i en eller flera klasser på mellanstadiet. Lärarna arbetade på sju

olika skolor i fem olika kommuner i Mellansverige. Urvalet gjordes för att få

en spridning i deltagarnas arbetskommuner, ålder, verksamma år och erfaren-

heter av att undervisa i kemiämnet, samt kön. Spridning eftersträvades för att

skapa en bredd i urvalet i syfte att få en så heltäckande bild som möjligt av

praktiken så som den ser ut idag.

Ett stort antal lärare tillfrågades att delta i studien men många tackade dock

nej. Anledningarna till detta var dels på grund av att flertalet lärare uttryckte

en osäkerhet till att kunna svara på frågorna samt dels att många uttryckte att

de inte arbetade med partikelmodellen i undervisningen. Några av de lärare

som uttryckte en osäkerhet kring att kunna svara på frågorna ansåg sig inte veta

vad partikelmodellen innebar, eller att de inte hade tillräckligt goda kunskaper

för att kunna delta i studien. Andra lärare tackade nej, på grund av att de inte

arbetade med partikelmodellen och menade att modellen inte utger en del av

mellanstadiets kemiundervisningsinnehåll, då den är för svår för elever i års-

kurs 4-6 att lära sig och att det därmed är först på högstadiet som eleverna

undervisas om den.

Tabellen nedan (se Tabell 3) sammanfattar lärarnas utbildning, yrkeserfarenhet

och erfarenheter av att undervisa i kemiämnet.

Tabell 3. Lärarnas utbildning, yrkeserfarenhet och erfarenhet att undervisa i kemiämnet.

Lärare: Utbildning: Yrkeserfarenhet: Erfarenhet av att

undervisa i kemi:

Lärare A Behörig matte/No lä-

rare för årskurs 1-7

17 år 17 år


23

Lärare B Behörig matte/No lä-


14 år 12 år

Lärare C Behörig matte/No lä-


13 år 9 år

Lärare D Behörig matte/No lä-


24 år 22 år

Lärare E Behörig matte,

svenska och No lä-


9 år 8 år

Lärare F Behörig matte, No

och musiklärare för

årskurs 1-7

20 år 16 år

Lärare G Behörig matte,

svenska, engelska

och No lärare för års-

kurs 4-6

3 år 3 år

Lärare H Behörig matte/No lä-


16 år 14 år

Som vi kan se i Tabell 3 är samtliga lärare behöriga att undervisa i kemi och

alla har även erfarenheter av att undervisa i ämnet. Majoriteten av lärarna har

en matte/No-lärarutbildning för årskurs 1-7 och enbart en av lärarna har en

lärarutbildning som ger behörighet att undervisa i No-ämnena för årskurs 4-6.

Det som skiljer sig mest åt mellan lärarna är deras yrkeserfarenhet och deras

erfarenheter av att undervisa i kemiämnet sett till antalet år. Lärarnas yrkeser-

farenheter varierar från 3 till 24 år medan deras erfarenheter av att undervisa i

kemi varierar från 3 till 22 år. I Tabell 3 kan man se att övervägande del av

lärarna har en lång yrkeserfarenhet och att det är få lärare som enbart har varit

verksamma i ett färre antal år. Orsaken till detta var att de som tackade ja, till

övervägande del, var mer erfarna lärare, i kombination med att nyutbildade

No-lärare var en underrepresenterad yrkesgrupp i kommunerna där studien ge-

nomfördes.


24

4.2 Datainsamlingsmetod

För att kunna skildra lärarnas uppfattningar av undervisning om partikelmo-

dellen har kvalitativa semistrukturerade intervjuer används som datain-

samlingsmetod (Kroksmark, 2007). Detta är en metod som är lämplig för att

komma åt respondenternas egna tankar, uppfattningar och beskrivningar kring

fenomenet (Dimenäs, 2007). Kroksmark (2007) anser att människors skilda

uppfattningar främst framkommer via språkliga uttryck och därmed är kvalita-

tiva intervjuer en lämplig datainsamlingsmetod. Att intervjuerna dessutom var

av semistrukturerad karaktär var för att skapa ett så naturligt samtal som möj-

ligt där både intervjuaren och respondenten var en del av samtalet. I intervjun

var intervjuarens roll att se till så att riktningen i intervjun skedde med fokus

på syftet (Johansson & Dahlgren, 2015).

Under intervjun användes en förkonstruerad intervjuguide (se bilaga 1) som

vägledning. För att komma åt lärarnas uppfattningar formulerades frågor av

öppen karaktär som gav lärarna utrymme till att associera relativt fritt kring ett

angivet tema. Detta gav även möjligheten till att ställa uppföljningsfrågor uti-

från vad lärarna svarade för att komma åt mer uttömmande och beskrivande

svar. Målet var därmed att styra lärarna i så liten utsträckning som möjligt och

samtidigt uppmana dem till att redogöra för sina tankar kring de olika teman

med egna ord, för att få ett så rikt datamaterial som möjligt (Dimenäs, 2007).

För att besvara de fyra forskningsfrågorna konstruerades fyra övergripande in-

tervjufrågor. Dessa var tematiskt formulerade utifrån forskningsfrågorna med

tillhörande underfrågor för att få en djupare beskrivning av lärarnas syn på

undervisning om partikelmodellen. Vid konstruktionen av frågorna eftersträ-

vades formuleringar som lärarna inte skulle uppleva som ett kunskapsförhör

eller som en granskning av undervisningskvalitet. I tillägg till dessa fyra forsk-

ningsfrågorna konstruerades även två uppvärmningsfrågor som inledde inter-

vjun där lärarna dels fick berätta om sin utbildning, yrkeserfarenhet och nivå

av trivsel att undervisa i kemi och dels hur de ser på kemiundervisningen i sin

helhet utifrån viktigt undervisningsinnehåll, svåra arbetsområden och uppskat-

tade arbetsområden. Därefter fick de besvara frågorna som var kopplade till

forskningsfrågorna. Den första frågan ställdes för att få en bild av lärarens upp-

fattning och erfarenheter av partikelmodellen. En förståelse för hur läraren

uppfattande fenomenet ansågs vara grundläggande för att kunna följa lärarens

vidare resonemang och beskrivningar av varför, vad och hur de undervisade

om partikelmodellen. Den andra frågan formulerades för att få reda på lärarnas

uppfattning om varför de anser att eleverna ska lära sig partikelmodellen, vil-

ken roll de anser att den har för att eleverna ska förstå kemiämnet och vilken


25

användning de anser att elever har av ett partikeltänk. Den tredje frågan for-

mulerades i syfte att få en uppfattning om vilka kunskaper lärare betonar att

elever bör ha, och om några av de nämnda kunskaperna involverade en förstå-

else för partikelmodellen. Den fjärde och sista formulerades för att komma åt

vad de undervisar om när de använder partikelmodellen och hur de undervisar

om den, med utgångspunkt i arbetsområden, läromedel, representationsfor-

mer/material, teoretiskt eller praktiskt arbete, kopplingar mellan makro- och

mikronivå samt elevernas möjlighet att använda partikelmodellen i undervis-

ningen.

För att förbereda lärarna på intervjun fick de i förväg veta vad intervjun skulle

handla om via ett informationsbrev (se bilaga 2). Lärarna uppmanades även

inför intervjun att reflektera över när/hur de använder partikelmodellen i sin

undervisning och vilken betydelse de ansåg att en förståelse för modellen har

för elevernas lärande i kemi. Förhoppningen var att det skulle bidra till mer

uttömmande svar ifall lärarna hade fått möjlighet att reflekterat kring sin under-

visning och om partikelmodellen innan intervjun. Informationen om temat för

intervjun var dock ganska övergripande för att undvika att de skulle förbereda

sig genom att läsa på om partikelmodellen eller genom att gå till läroplanen

och konstruera svar på frågorna som inte speglade deras verkliga uppfattning

kring undervisning om partikelmodellen.

Intervjuerna genomfördes individuellt genom antingen ett personligt möte på

lärarnas arbetsplatser, via telefon eller zoom. Intervjuerna genomfördes på

olika sätt på grund av distansen till några av lärarnas arbetskommuner och si-

tuationen som uppstått på grund av Coronaviruset. Samtliga intervjuer spela-

des in med syftet att dels kunna fokusera på samtalet och dess utveckling istäl-

let för på anteckningarna, och dels för att kunna transkribera intervjuerna i ef-

terhand (Johansson & Dahlgren, 2015).

4.3 Databearbetning och analysmetod

För att få svar på de fyra forskningsfrågorna har lärarintervjuerna analyserats

med hjälp av den fenomenografiska analysmodellen (Johansson & Dahlgren,

2015). Innan analysen påbörjades transkriberades först intervjumaterialet i

Word och enbart de delar av materialet som ansågs som användbart till att be-

svara forskningsfrågorna transkriberades. Därefter påbörjades den fenomeno-

grafiska analysprocessen som består av sju steg. Det första steget handlar om

att bekanta sig med det transkriberade materialet, vilket innebar att intervjuerna

upprepade gånger lästes igenom, samtidigt som anteckningar fördes, i syfte att

skapa en helhetsbild av materialet. I steg två hittades betydelsefulla passager


26

och de mest utmärkande uttalanden i intervjumaterialet urskildes. Dessa pas-

sager var framförallt där lärarna besvarade frågorna om vad, hur, när och varför

de undervisar om partikelmodellen och som i sin tur ansågs vara relevanta för

att besvara forskningsfrågorna. Dessa områden klipptes därefter ut från reste-

rande intervjumaterialet. I steg tre jämfördes sedan de utklippta utsagorna för

att hitta likheter och skillnader i materialet. Johansson och Dahlgren förklarar

att fokus under detta steg bör ligga på att finna likheter, för att utifrån dessa

sedan kunna urskilja kvalitativt skilda sätt att uppfatta ett fenomen på, som är

målet inom fenomenografin. Ett exempel på en likhet som kunde urskiljas var

att många lärare uttalade att syftet med undervisning om partikelmodellen är

elevernas användning och nytta av den i senare studier. För att få fram ett tyd-

ligt mönster med likheter och olikheter användes olika färger på pennorna. I

steg fyra sammanställdes sedan likheterna och skillnaderna i olika kategorier,

varpå de olika intervjuerna ställdes i relation till varandra för att kontrollera att

en lämplig sortering gjorts. I steg fem utformades därefter ett väldefinierat ka-

tegorisystem vilket innebar att gränser mellan de olika kategorierna skapades,

vilka var så pass tydliga att de olika uppfattningarna inte överlappade varandra.

I steg sex namngavs i sin tur de färdigutformade kategorierna, där kategori-

namnet ska syfta till att beskriva innehållet och bör vara såväl utmärkande som

tilltalande. I det sjunde och sista steget jämfördes slutligen alla funna passager

för att eventuellt hitta intervjuutsagor som skulle kunna förflyttas till en annan

kategori. Avsikten med detta steg var att säkerställa att kategorierna var full-

ständiga och uttömmande. Målet under hela analysprocessen var att skapa så

få kategorier som möjligt för att kunna urskilja lärarnas kvalitativa variation i

uppfattningen om hur de ser på undervisning om partikelmodellen (Marton &

Booth, 2000).

4.4 Etiska överväganden

Studien har genomförts med hänsyn till de fyra forskningsetiska kraven som

Vetenskapsrådet (2017) har tagit fram i syfte att säkerställa att forskningen

håller hög kvalitet och skyddar individens identitet (Dimenäs, 2007). I enlighet

med informationskravet informerades de intervjuade, genom ett informations-

brev (se bilaga 2), om studiens syfte, vem som utförde studien och de villkor

som gällde för deltagandet. De blev därmed informerade om att deltagandet är

frivilligt och att de när som helst kunde avbryta sin medverkan, samt att per-

sonuppgifter behandlas enligt GDPR. I överensstämmelse med samtyckeskra-

vet fick deltagarna skriva under en samtyckesblankett (se bilaga 3) för att in-

tyga sitt deltagande i studien och för att ge godkännande för hantering av per-

sonuppgifter.


27

Med hänsyn till konfidentialitetskravet förvarades insamlade data i min dator

så att obehöriga inte kunde ta del av informationen. Den data och information

som samlats in under arbetets gång har även anonymiserats genom att presen-

tera lärarna med en bokstav så att de inte på något sätt kan kopplas till studien.

Med utgångspunkt i nyttjandekravet användes all data som samlats in enbart

för forskningsändamålet. När examensarbetet sedan är godkänt kommer all

data att förstöras och därmed göras oåtkomligt för ytterligare användning.

4.5 Giltighet, tillförlitlighet och generaliserbarhet

För att öka giltigheten eftersträvades ett urval som betraktades som trovärdiga

källor. I detta fall ansågs det vara behöriga lärare som aktivt undervisar i kemi-

ämnet på mellanstadiet och som representerade en stor spridning i ålder, antalet

verksamma år och skilda arbetskommuner (Dimenäs, 2007). För att komma åt

en spridning i urvalet kontaktades många skolor där rektorer hänvisade vidare

till potentiella respondenter för att på så vis komma åt lärare som aktivt under-

visar inom ämnet. För att öka giltigheten eftersträvades öppna och väl anpas-

sade intervjufrågor, där innehåll och formuleringar av dessa diskuterats till-

sammans med handledare, i tillägg till att de testats i en pilotstudie och därefter

bearbetades igen. Pilotstudien genomfördes även för att öva på att inta rollen

som intervjuare och därmed sträva efter att bidra till en högre giltighet i stu-

dien. Detta genom att träna på att inta ett objektivt synsätt, ställa frågorna utan

värdeladdade betoningar och ställa uppföljningsfrågor med utgångspunkt i det

som lärarna uttryckte i intervjun utan att ställa vägledande frågor.

För att få mer uttömmande och tillförlitliga svar fick lärarna innan intervjuerna

reda på temat. Ett annat syfte med detta var att lärarna kunder reflektera över

sin undervisning inför intervjuerna, med förhoppning om att de skulle ge så

genomtänkta svar som möjligt och som grundade sig på deras individuella

undervisning och tankar (Dimenäs, 2007; Justesen m.fl., 2011). Trots att denna

möjlighet gavs fanns det dock ingen garanti när det gällde hur sanningsenligt

lärarna svarade på frågorna. Istället fanns det risk för att lärarna skulle förbe-

redda sig genom att läsa på om partikelmodellen eller gå till läroplanen. Men

för att minska risken för att detta skulle ske och därmed eftersträva så verklig-

hetstrogna och tillförlitliga svar som möjligt fick lärarna inte ta del av intervju-

frågorna i förväg.

Det finns dock alltid en risk för att lärarna kan påverkas av bias från intervju-

aren och som kan ha betydelse för tillförlitligheten. För att reducera att lärarnas

svar påverkades av intervjuarens reaktioner, genom kroppsspråk, kommentarer

eller uttryck antogs ett objektivt synsätt där personliga tankar och erfarenheter


28

inte skulle påverka hur lärarna svarade. Därtill kan även transkription av inter-

vjumaterialet utifrån ljudinspelningarna ha bidragit till en högre tillförlitlighet,

då ställen där ledande följdfrågor eller värdeladdade kommentarer identifiera-

des uteslöts i analysen (Dimenäs, 2007).

Studien är en intervjustudie och gör inte anspråk på att resultatet skulle vara

generaliserbart, då dataunderlaget är för litet för att kunna dra slutsatsen om att

resultatet visar en generell bild av hur lärare undervisar om partikelmodellen.

Studien bidrar istället med en överblicksbild av hur en mindre mängd lärare

undervisar om partikelmodellen. Detta eftersom en spridning framför en större

kvantitet eftersträvades då det ansågs vara mer intressant att komma åt mer

djupgående beskrivningar av lärarnas personliga tankar och erfarenheter än

översiktliga och allmänna. Studien ger därmed enbart en begränsad bild, vilket

innebär att det därutöver kan finnas ytterligare uppfattningar om hur lärare be-

driver undervisning om partikelmodellen. Det uppnåddes inte en mättnad i stu-

dien då nya syften, idéer, innehåll och arbetssätt framkom med jämna mellan-

rum under intervjuerna. Dock fanns det märkbara likheter i många av lärarnas

svar och studien gav därmed anspråk på att identifiera ett mönster när lärarna

talade om deras undervisningspraktik. Detta kan tyda på att även andra lärare

skulle kunna känna igen sig i den bild som identifierats och att den därmed inte

är specifik för den här gruppen av lärare. Men trots detta är dessa tankar och

uppfattningar inte generella då fler hade kunnat identifieras om antalet respon-

denter hade varit större.


29

5 RESULTAT

I detta kapitel presenteras det resultat som analysprocessen har utmynnat i. Re-

sultatet har delats in utifrån studiens frågeställningar och underkategoriserats

utifrån de kategorier som identifierades i analysen.

5.1 Syften som lärare betonar med att undervisa om par-

tikelmodellen

I intervjuerna framkom det att lärarna såg flera syften till varför man ska un-

dervisa om partikelmodellen i mellanstadiet. Sex av åtta lärare angav att de

undervisade om partikelmodellen och bland dessa fanns en stor spridning i sy-

nen om varför elever i den åldern ska utveckla en förståelse för modellen. Föl-

jande fem huvudkategorier av syften identifierades i datamaterialet:

För att kunna använda naturvetenskapliga kunskaper i vardagen

Det syfte som hälften av lärarna betonade och som därmed var det mest fre-

kventa syftet som framkom under intervjuerna var för att eleverna ska kunna

använda sina utvecklade kunskaper om partikelmodellen i vardagen, för att

göra medvetna och välgrundade val i miljö- och hälsofrågor där kemi är invol-

verat. Ett exempel på detta uttryckte lärare E under sin intervju:

Lärare E: Jag tycker ju att de behöver förstå den för att de ska vara medvetna om att alla

val som vi gör påverkar klimatet och att vi genom våra val kan styra vilket

avtryck vi vill göra. Då är det främst det här med att ingenting försvinner som

jag tänker på.

Lärare E belyser med detta uttryck att eleverna behöver ha en förståelse för

massans oförstörbarhet, vilket i sin tur är en grundläggande insikt för att kunna

göra medvetna val i miljö- och klimatfrågor, och för att förstå att skilda val

påverkar klimatet i olika stor utsträckning. Även lärare H nämner elevernas

förmåga att kunna göra medvetna val i vardagen som syfte, men tar istället

utgångspunkt i hälsofrågor:

Lärare H: Jag tänker att de måste förstå partikelmodellen för att kunna ta beslut i varda-

gen. Eleverna kommer ju stå inför massa val när det gäller vad de stoppar i sig

och hur det påverkar deras hälsa. Jag menar att exempelvis E-ämnen, protei-

ner, kolhydrater, vitaminer och näringsämnen handlar ju också om de där små

partiklarna. Hur de är uppbyggda och vilka funktioner de har.


30

Lärare H uttrycker med detta uttalande att eleverna behöver ha en förståelse

för hur olika ämnen är uppbyggda på en partikelnivå samt veta om dess egen-

skaper för att kunna göra medvetna kost val och för att förstå hur olika val

påverkar deras hälsa.

För att ge förutsättningar för att förstå kemi

Ett annat syfte som tre av lärarna nämnde var för att eleverna ska få förutsätt-

ningar till att kunna utveckla en vidare förståelse inom kemins alla områden.

Dessa lärare menade att partikelmodellen är så grundläggande inom hela kemi-

ämnet och att en förståelse för denna därför är en förutsättning för att eleverna

ska kunna utveckla en meningsfull förståelse för det övriga ämnesinnehållet.

Detta syfte var lärare H en av dem som angav:

Lärare H: Det finns ett tydligt syfte med att eleverna ska förstå partikelmodellen, och det

är för att de ska förstå någonting inom kemi överhuvudtaget […] Förstår de

inte modellen är syftet med att försöka lära dem kemi helt borta.

Lärare H uttrycker i citatet att partikelmodellen är den viktigaste idén inom

kemi och att en förståelse för denna är en nödvändighet för att eleverna ska

kunna lära sig, och utveckla en vidare förståelse inom kemins alla områden.

Läraren menar att modellen är så grundläggande att syftet med att undervisa

kemi förvinner om eleverna inte utvecklar en förståelse för denna. Likaså lyfter

lärare A fram vikten av att eleverna lär sig att förstå partikelmodellen och be-

tonar dessutom betydelsen av en undervisning på mikronivå:

Lärare A: Jag tycker ju att den är så otroligt grundläggande. Allt bygger på den! Med

partikelmodellen så kan man förklara det mesta i kemi för det är ju när man

kommer ner på den där mikronivån som man får förklaringarna […] och där-

för måste ju eleverna förstå partikelmodellen för att förstå kemiämnet.

Lärare A framhäver här hur grundläggande partikelmodellen är inom kemiäm-

net och lyfter fram hur viktig mikronivån är för att eleverna ska lära sig de rätta

vetenskapliga förklaringarna, vilka krävs för att få en meningsfull förståelse

för ämnet, och som eleverna annars inte skulle känna till om de enbart under-

visas om fenomen på en makronivå.

För att kunna förklara fenomen med partikelmodellen

Ett tredje syfte som framkom i analysen var att eleverna behöver förstå parti-

kelmodellen för att kunna förklara fenomen i omgivningen med anledning av

materiens fundamentala roll. De två lärarna som angav detta syfte menade att

allt omkring oss är uppbyggt av materia och att partikelmodellens principer i

sin tur kan användas för att förstå och förklara denna. När eleverna är omgivna

av materia ansåg lärarna också att de har ett behov av att kunna förstå och

förklara sin omgivning. Detta syfte uttryckte lärare G på följande vis:


31

Lärare G: Jag tycker att syftet är att de förstår att det finns något som allt är uppbyggt av

och att det finns regler … eller teorier … eller vad man ska säga som förklarar

varför materien ser ut som den gör eller beter sig på ett visst sätt. Vi kan ju då

använda partikelmodellen för att förklara och förstå hur detta beteende eller

uttryck uppstår. Eleverna omges ju ständigt av materia.

Lärare G framhäver här att syftet med att eleverna ska lära sig partikelmodellen

är för att de ska kunna använda de naturvetenskapliga kunskaperna för att vi-

dare kunna förstå och förklara sin omgivning utifrån de begrepp och teorier

som modellen innefattar. Eleverna anses därmed kunna använda modellen för

att redogöra för de rätta naturvetenskapliga förklaringarna till hur kemiska fe-

nomen i vardagen uppstår.

För att ge en grund för senare skolgång och arbetsliv

Ett fjärde syfte som två av lärarna betonade var att undervisningen om parti-

kelmodellen på mellanstadiet är till för att utveckla en kunskapsgrund för ele-

verna att stå på, och som i sin tur ska underlätta för dem i deras senare skolgång

och kommande arbetsliv. Lärarna som angav detta som syfte belyste partikel-

modellens komplexitet och menade att man måste börja tidigt och repetera dess

principer många gånger för att eleverna ska kunna utveckla en meningsfull

förståelse för den abstrakta partikelmodellen. De menade även att partikelmo-

dellen utger en större del av undervisningen ju äldre eleverna blir och att det

då är bra att eleverna har med sig grundläggande kunskaper från tidigare sta-

dier, så att de lättare kan möta och förstå det mer avancerade partikeltänket

längre fram i årskurserna. Citatet från intervjun med lärare B är ett exempel på

att detta syfte kom till uttryck:

Lärare B: Syftet för min del är ju att de ska förstå när de läser vidare sedan på högre

stadier. Att de har en grund så att de förstår vad läraren pratar om. Det är det

som vi fokuserar på: att försöka skapa en stabil grund, som jag tror skapas

genom mycket repetition. På högstadiet måste de ju ha en förståelse för parti-

kelmodellen och för att de ska hinna utveckla en någorlunda förståelse för vad

den innebär eftersom den är så svår och abstrakt så måste man börja i tid.

Lärare B belyser med detta uttalande partikelmodellens komplexitet och häv-

dar att modellen är svår för eleverna att lära sig. Detta gör att läraren anser att

eleverna behöver tid på sig att utveckla en förståelse för dess principer och att

det därför inte räcker med att eleverna får möta partikelmodellen som under-

visningsinnehåll först på högstadiet. Istället menar läraren att eleverna behöver

bli bekanta med modellen redan på mellanstadiet så att de kan utveckla grund-

läggande kunskaper som de har nytta av när de ska möta det mer avancerade

partikeltänket på högstadiet. Denna tanke stödjs även av lärare H som i tillägg

för senare skolgång även nämner syftet att ge en grund för kommande arbets-

liv:


32

Lärare H: Ytterligare ett syfte med att eleverna ska lära sig partikelmodellen är för att de

lättare ska förstå kemi längre fram. Genom att börja tidigt och sedan ständigt

repetera tror jag eleverna har nytta av på högstadiet, på gymnasiet och på uni-

versitetet men också i kommande arbetsliv.

Lärare H menar här att eleverna inte enbart har nytta av en förståelse för parti-

kelmodellen längre fram i sin skolgång utan att det även kan komma till an-

vändning i framtida arbetsliv.

Inte relevant på mellanstadiet

En sista kategori som skapades utifrån svaren som framkom i analysen var att

två av lärarna ansåg att det saknades ett syfte med att undervisa om partikel-

modellen på mellanstadiet då de dels ansåg att elever i den åldern inte har nå-

gon användning av en partikelförståelse, och dels då de hävdade att undervis-

ning om partikelmodellen inte ingår i undervisningsinnehållet på mellansta-

diet. Att en undervisning om partikelmodellen inte är relevant för elever i den

här åldern var lärare C en av dem som uttryckte:

Lärare C: Nej, jag tycker ju inte det, inte när de är så små. Det är ju så svårt att koppla

partiklar till ett sammanhang som gör att de utvecklar en förståelse i denna

ålder och dessutom pratar man ju inte om atomer och sådant när man går på

mellanstadiet, det är ju först på högstadiet.

Lärare C framhäver med detta uttalande att en undervisning om partikelmo-

dellen på mellanstadiet är irrelevant och anser vidare det kan vara svårt att göra

kopplingar mellan makro- och mikronivå. Därmed anser läraren att det är en

utmaning att skapa sammanhang som gör att innehållet blir begripligt för ele-

verna. Läraren framför även att partikelmodellen som undervisningsinnehåll

inte betraktas som aktuellt för elever i den här åldern, då det först är när ele-

verna börjar på högstadiet som en undervisning om partikelmodellen ses som

relevant. Trots att lärare C inte såg något syfte med att undervisa om partikel-

modellen angav läraren under intervjun idéer som hen ansåg att eleverna skulle

lära sig, vilka i sin tur kan kopplas till en undervisning om partikelmodellen.

5.2 Idéer om partikelmodellen som lärarna betonar att

eleverna ska lära sig

När lärarna fick ge svar på frågan om hur de tolkar begreppet partikelmodellen

och vad de associerar med denna visade det sig att det fanns en liten variation

bland deras uppfattningar. Exempel på teman som var typiska och återkom-

mande var: ”Hur atomen är uppbyggd”, ”Fasövergångarna”, ”Att allt är upp-

byggt av atomer” samt att en av lärarna associerade begreppet med ”En enkel

bild av vattenmolekylen”. Vanligast var att de individuella lärarna endast


33

angav ett av dessa teman, vilket även var en tendens som präglade lärarnas

individuella uppfattningar av vilka idéer eleverna skulle lära sig om partikel-

modellen. Samma teman återkom och det fanns en relativt liten variation bland

de idéer som lärarna uttryckte. Nedan presenteras sju olika idékategorier som

kom till uttryck under intervjuerna:

Allt är uppbyggt av atomer

Den första och mest frekventa idén som sex av lärarna gav till uttryck att ele-

verna skulle lära sig var att allt runt omkring oss är uppbyggt av små partiklar

som kallas atomer. Ett exempel på detta kom till uttryck under intervjun med

lärare G:

Lärare G: De måste ju veta att allting är uppbyggt av små delar, alltså små partiklar som

kallas atomer.

Lärare G betonar i citatet att eleverna ska lära sig att saker runt omkring oss är

uppbyggt av atomer, och att atomer kan ses som små partiklar som fungerar

som små byggstenar, vilka i sin tur kan sättas ihop till större saker. Läraren

uttrycker därmed idén om att atomer är minsta enheten i materia och att dessa

kan gå ihop till större enheter. Detta kommer även till uttryck under intervjun

med lärare E som betonar att eleverna även måste förstå att luft är materia och

denna därmed också består av atomer:

Lärare E: Jag tycker även att de ska lära sig att det finns partiklar i luften […] eftersom

verkligen allt som de omges av har atomer i sig.

I detta citat förtydligar läraren att eleverna även måste få lära sig att gaser be-

står av partiklar. En grundläggande idé till detta är att eleverna verkligen förstår

att absolut allt som vi omges av består av atomer. Detta uttalande kan hänga

ihop med att osynliga gaser ibland kan uppfattas som något annat än materia

och att läraren därför vill förtydliga för eleverna att även gaser är materia som

består av mindre byggstenar.

Partiklarnas rörelser som förklaring till fasövergångar

Den andra idén som identifierades i intervjumaterialet var att fem av lärarna

ansåg att eleverna skulle lära sig partiklarnas skilda rörelser i de olika faserna

och att dessa är förklaringen till att fasövergångar sker. En av de lärarna som

uttryckte denna idé var lärare D:

Lärare D: De ska känna till partiklarnas rörelse som förklaring och det här med hur de

vibrerar och avstånd och sådant när vi pratar om vattnets aggregationsformer

och fasövergångar.

Lärare D ger här uttryck för idén att partiklarnas rörelser kan användas för att

förklara faser och fasövergångar. I citatet refererar läraren till att atomer har


34

rörelse och att avståndet mellan dessa kan variera. Atomernas rörelse och av-

stånd lyfts därmed fram för att förklara att ett och samma ämne kan befinna sig

i olika former. Lärare D belyser även partiklarnas vibrerande rörelse vilket kan

vara med anledning av att det finns en vanlig förekommande missuppfattning

om att partiklar i fast tillstånd helt saknar rörelse och att läraren därför betonar

detta i ett försök att undvika att eleverna lär sig att partiklarna är helt stilla när

de befinner sig i fast form.

Partiklarnas förändrade struktur och bevarande vid kemiska reaktioner

En tredje idé som fyra av lärarna implicit uttryckte när de angav vilket ämnes-

innehåll en undervisning om partikelmodellen kan kopplas till var partiklarnas

förändrade struktur och bevarande vid kemiska reaktioner. Detta var en idé

som kom till uttryck när lärarna pratade om nedbrytningsprocesser, fotosynte-

sen, matspjälkning och massans bevarande som innehåll. Utifrån hur lärarna

uttryckte sig identifierades en betoning på att eleverna skulle lära sig att par-

tiklarna omrangerar sig och övergår till nya ämnen vid en kemisk reaktion och

att detta exempelvis gör att ursprungsämnet bryts ned när mat spjälkas eller när

organismer bryts ned. Lärarna belyste även att eleverna skulle lära sig att det

är lika många partiklar före som efter en kemisk reaktion har skett. När lärarna

därtill betonade att en undervisning om fotosyntesen kunde kopplas till parti-

kelmodellen uttryckte de implicit att eleverna skulle lära sig idén om hur par-

tiklar kan få en ny struktur och på så vis skapa nya ämnen vid en kemisk re-

aktion.

Atomer kan bilda kemiska föreningar

En fjärde idé som fyra av lärarna uttryckte under intervjuerna var att eleverna

skulle lära sig att atomer kan sitta ihop och bilda nya enheter. Detta var en idé

som samtliga lärare endast förknippade med vattenmolekylen och dess upp-

byggnad och som associeras med att olika atomer kan hålla ihop med hjälp av

kemiska bindningar och därmed ingå i kemiska föreningar. Lärare H var en av

dem som gav uttryck för denna idé:

Lärare H: De ska känna till hur en vattenmolekyl är uppbyggd och hur den ser ut […] de

ska veta att den har två vätemolekyler och en syremolekyl och hur dessa sitter

ihop och bildar en vattenmolekyl.

I citatet betonar läraren att en vattenmolekyl är uppbyggd av olika atomslag

och att dessa sitter ihop på ett särskilt sätt (läraren använder dock molekyl be-

greppet felaktigt när hen egentligen refererar till atomer). I lärarens citat som

kretsar kring vattenmolekylen finns det även en betoning på att eleverna dess-

utom ska veta hur vattenmolekylen ser ut, inte bara vilka byggstenar som ingår.


35

Atomen är uppbyggd av mindre partiklar i en bestämd struktur

Den femte idén som framkom under intervjuerna var att tre av lärarna ansåg

att eleverna skulle lära sig idén om att alla atomer består av mer grundläggande

partiklar och att dessa är lika för alla atomer. Lärarna betonade att eleverna ska

känna till att atomen har en bestämd struktur med en atomkärna och med

elektroner som rör sig i en bana runt kärnan. Flera av lärarna gav även uttryck

för att eleverna skulle känna till namnet på elementarpartiklarna och var i ato-

men dessa finns. En av de lärarna som angav denna idé ansåg även att eleverna

skulle lära sig att antalet elektroner i det yttersta elektronskalet påverkar vilka

egenskaper ett ämne har. Ett exempel på en av de lärarna som uttryckte denna

idé var lärare H:

Lärare H: De ska veta att inuti atomen så finns det en kärna och runt kärnan kretsar det

tre olika partiklar som de ska veta vilken laddning de olika partiklarna har och

vad de heter.

I citatet uttrycker läraren att eleverna ska lära sig idén om att en atom är upp-

byggd av mindre partiklar och att dessa kallas för proton, neutron och elektron,

samt att de skilda partiklarna har olika laddningar (dock uttrycker läraren fel-

aktigt att samtliga mindre elementarpartiklar kretsar runt kärnan när det egent-

ligen enbart är elektronerna som rör sig runt kärnan medan protonerna och ne-

utronerna finns inuti kärnan). Denna tanke delades av lärare A som i tillägg till

atomens uppbyggnad ansåg att eleverna ska känna till att en atom dessutom

har elektronskal:

Lärare A: De ska veta lite ingående vad en atom består av […] jag tycker även att de ska

känna till det här med att det finns olika skal.

Med detta uttalande menar lärare A att eleverna utöver att de ska lära sig ato-

mens mindre delar dessutom ska lära sig att en atom har ett eller flera elektron-

skal i vilka elektronerna rör sig runt atomkärnan och som utger en del av idén

om atomens uppbyggnad och struktur. I tillägg till detta anser lärare C att ele-

verna även ska känna till att antalet elektroner i det yttersta skalet skiljer sig åt

mellan olika ämnen:

Lärare C: Jo men de ska väl veta att det finns många olika atomer som tillexempel har

olika många valenselektroner […] och att ämnet då reagerar på ett visst sätt.

Med detta citat visar lärare C att eleverna även ska känna till att olika atomslag

har olika många elektroner i det yttersta elektronskalet som kallas för valens-

elektroner. Beroende på hur många elektroner som atomen har och om det yt-

tersta elektronskalet är fullt eller inte så är detta en faktor som påverkar vilka

egenskaper ett ämne har. I citatet betonar läraren att ett exempel på en egen-

skap som antalet valenselektroner styr är ämnets reaktionsförmåga. Ett fullt


36

yttersta elektronskal innebär att ämnet inte kan reagera med andra ämnen me-

dan ett yttersta elektronskal där det finns plats för fler elektroner lättare kan

reagera med andra ämnen.

Massan är oförstörbar

Den sjätte idén som kom till uttryck under intervjuerna var att två av lärarna

ansåg att eleverna skulle lära sig är att massan är oförstörbar. Eleverna skulle

då förstå att materia varken kan skapas eller försvinna, utan att det alltid finns

lika många partiklar såväl före som efter en kemiskreaktion och en fysikalisk

omvandling. Lärare G var en av dem som uttryckte denna idé:

Lärare G: Eleverna ska lära sig att även om ett ämne byter form så finns all materia kvar.

Att det är precis lika många partiklar som fanns från början, innan en kemisk

reaktion skedde till exempel.

Lärare G uttrycker här att eleverna ska lära sig idén om att materia varken kan

skapas eller förstöras. Läraren betonar i citatet att eleverna ska förstå att all

materia finns kvar även om den byter form, vid en fysikalisk förändring, eller

om det sker en kemisk reaktion och ett nytt ämne bildas. För att eleverna ska

förstå att materien bevaras behöver de få insikt om att materien finns kvar även

om mängden materia uppfattas som en annan än den mängd som identifierades

från början innan den ändrade form, eller innan ett nytt ämne bildades. Ele-

verna behöver då få förståelse för att det inte är antalet partiklar som förändras

utan att det är partiklarnas avstånd till varandra som skiljer sig från hur det var

från början.

Det finns olika atomslag

Den sjunde idén som två av lärarna anser att eleverna ska lära sig var att det

finns olika slags atomer och att detta är anledningen till att det finns olika grun-

dämnen med olika egenskaper. Denna idé var lärare G en av dem som gav

exempel på:

Lärare G: Jag tycker att de ska veta att det finns många olika atomer som kan bilda olika

ämnen.

I citatet betonar läraren att det finns många olika atomslag och att dessa till-

sammans kan bilda olika ämnen. Dock nämner inte läraren något om relationen

mellan atom och molekyl och hur olika atomslag kan bilda olika ämnen.


37

5.3 Undervisningsinnehåll som lärare betonar att de

kopplar till undervisning om partikelmodellen

Under intervjuerna framkom flertalet arbetsområden som lärarna kunde koppla

till en undervisning om partikelmodellen. Sju av åtta lärare kunde ange minst

ett undervisningsinnehåll där partikelmodellen ansågs vara en relevant del av

undervisningen. Den åttonde läraren kunde inte ange något arbetsområde där

hen undervisade om partikelmodellen. Nedan presenteras åtta olika kategorier

av undervisningsinnehåll som kunde identifieras i analysen:

Ämnens uppbyggnad: Detta var det undervisningsinnehållet som flest lärare

kopplade till partikelmodellen. Sex av lärarna betonade att de behöver under-

visa om partikelmodellen för att eleverna skulle få en grundläggande förståelse

för att ämnen är uppbyggda av mindre partiklar. Detta innehåll relaterar där-

med till idén om att allt är uppbyggt av atomer. Flera nämnde också att de

undervisar om att ämnens egenskaper bestäms på en partikelnivå utifrån ato-

mens uppbyggnad och struktur.

Fasövergångar: Fem av lärarna betonade att de undervisade om partikelmo-

dellen när fasövergångar var ämnesinnehållet, i tillägg till att flera av lärarna

uttryckte att detta var det undervisningsinnehåll där de i störst utsträckning un-

dervisade om partikelmodellen. En anledning till detta var för att flera ansåg

att en partikelförståelse – med betoning på förståelsen för partiklarnas skilda

rörelser i de olika faserna – var en förutsättning för att eleverna ska få en me-

ningsfull förståelse för fasövergångar. Detta kan kopplas till idén om partiklar-

nas rörelse som förklaring till fasövergångar.

Fotosyntesen: Fyra av lärarna kopplade partikelmodellen till en undervisning

om fotosyntesen. Lärarna belyste då att de undervisade om hur olika molekyler

kan byggas om och på så vis bygga nya ämnen. En av lärarna uttryckte även

att eleverna måste få en förståelse för vad som sker på en partikelnivå för att

de ska förstå hur olika partiklar kan reagera med varandra och därmed bilda

ämnen med nya egenskaper. Detta undervisningsinnehåll kan därmed kopplas

till idén om att partiklar får en förändrad struktur men bevaras vid kemiska

reaktioner.

Hållbar utveckling: Fyra av lärarna kopplade undervisning om hållbar utveckl-

ing med en undervisning om partikelmodellen. Samtliga av lärarna som ut-

tryckte denna koppling ansåg att en partikelförståelse var grundläggande för

att eleverna ska kunna förklara att alla ämnen som släpps ut i luften bevaras.

Att eleverna förstod hur ämnen bevaras på en partikelnivå betonade två av lä-

rarna som nödvändigt för att de ska kunna använda sina naturvetenskapliga

kunskaper för att göra val och ta ställning till situationer i vardagen. När lärarna


38

uttryckte denna koppling kan idén om massans oförstörbarhet kopplas till en

undervisning där hållbar utveckling behandlas som ämnesinnehåll.

Kretslopp: Tre av lärarna angav att de undervisade om partikelmodellen när

vattnets kretslopp var undervisningsinnehållet. En lärare nämnde dessutom ko-

lets kretslopp. Lärarna ville att eleverna skulle förstå att det är samma partiklar

som cirkulerar, men att de under kretsloppets gång kan befinna sig i olika till-

stånd eller ämnen. Flera lärare undervisade dessutom om att partiklar varken

kan skapas eller förstöras och innehållet kan därmed kopplas till idén om att

alla materia bevaras.

Nedbrytningsprocesser: Tre av lärarna uttryckte att de undervisade om parti-

kelmodellen när de arbetade med nedbrytningsprocesser. Dock betonade två

av lärarna endast detta innehåll när de listade upp en rad av arbetsområden som

de kunde koppla till partikelmodellen. Den tredje läraren ansåg att eleverna

behövde undervisas om nedbrytningsprocesser på en partikelnivå för att förstå

att materia finns kvar trots att den inte längre kan identifieras. Läraren uttryckte

även att eleverna skulle lära sig att nedbrytning är en process där ursprungs-

ämnen genom kemiska reaktioner bryts ned till nya ämnen. När läraren ut-

tryckte denna koppling kan innehållet kopplas dels till idén om att all materia

bevaras samt dels partiklarnas förändrade struktur och bevarande vid kemiska

reaktioner.

Matspjälkning: Ett sista innehåll som identifierades var att två av lärarna kopp-

lade partikelmodellen till undervisning om matspjälkning. Eleverna skulle då

lära sig att ämnen på en partikelnivå är uppbyggda på olika sätt och att detta

gör att de bryts ned olika snabbt i kroppen. Detta gör att innehållet kan kopplas

till idén om partiklarnas förändrade struktur och bevarande vid kemiska reakt-

ioner.

5.4 Hur lärare betonar att eleverna ska lära sig partikel-

modellen

När lärarna under intervjuerna fick beskriva hur de arbetade med partikelmo-

dellen visade det sig att majoriteten av lärarna hade svårt att komma på några

konkreta exempel när och hur de i sin undervisning behandlade ett undervis-

ningsinnehåll där partikelmodellen kom till uttryck. Helhetsintrycket blev där-

för att lärarna inte i någon större utsträckning reflekterat över hur de involverar

partikelmodellen i sin undervisning trots att majoriteten tidigare kunde nämna

ett tydligt syfte med en undervisning om denna, samt att de nämnde flertalet

idéer som de ansåg att eleverna ska lära sig och som kan kopplas till en under-

visning om modellen. Att lärarna hade svårt att komma på hur de arbetade med


39

partikelmodellen i sin undervisning genomsyrades även i de arbetsmetoder

som kom till uttryck. Lärarna angav till stor del arbetssätt och aktiviteter som

kan kopplas till en traditionell undervisning utan att i någon större grad nämna

hur de arbetade för att eleverna specifikt ska lära sig partikelmodellen. Många

av lärarna uttryckte liknande arbetsmetoder vilket gjorde att det var en begrän-

sad variation i lärarnas svar. Nedan presenteras sju olika kategorier som lärarna

gav uttryck till:

Genom att använda och skapa bilder

Att använda bilder i undervisningen var ett arbetssätt som samtliga åtta lärare

angav att de gjorde för att eleverna skulle lära sig partikelmodellen och var

därmed det arbetssättet som framkom flest gånger i intervjumaterialet. Ele-

verna fick då titta på bilder i läroböcker, rita egna bilder där avståndet mellan

olika atomer framkom samt rita bilder av molekylmodeller för att lära sig hur

partiklar kan vara sammansatta. En av de lärare som uttryckte detta arbetssätt

var lärare E:

Lärare E: Det gäller ju att göra det så konkret som möjligt och då är bilder bra. Både

sådana som redan finns men också så får eleverna rita egna bilder. Då förstår

de lättare hur partiklarna är.

Lärare E framhäver här att eleverna får lära sig partikelmodellen med hjälp av

bilder. Detta genom att de dels får titta på färdiga bilder samt dels genom att

de får rita egna bilder. Läraren menar i citatet att bilder kan hjälpa eleverna

med att lättare utveckla en förståelse för partikelnivån då de får en mer konkret

förklaring och en visuell föreställning. Likaså uttryckte lärare H att bilder är

ett sätt som hjälper eleverna att få en förståelse för hur det ser ut på en parti-

kelnivå:

Lärare H: Och sedan brukar vi rita. Jag brukar exempelvis rita en isbit […] och så säger

jag att nu sätter vi på oss våra förstorningsglasögon […] då går vi in i mikro-

världen och ritar hur tätt atomerna är i en isbit. […] sedan fortsätter vi och gör

samma sak med en vattenpöl och en kastrull med kokande vatten då får ele-

verna i alla fall en bild av hur det ser ut på en partikelnivå så att de förstår det

lite mer.

Lärare H uttrycker med detta citat att hen använder bilder för att konkretisera

för eleverna hur ett makroskopiskt objekt som de kan identifiera med sina sin-

nen kan beskrivas på en mikronivå. Läraren ger här exempel på hur bilder kan

användas för att visa hur vatten ser ut i de olika fastillstånden på partikelnivå

och betonar då att partiklarnas avstånd till varandra kan synliggöras och att

eleverna då lättare kan förstå att avståndet skiljer sig åt beroende på vilket till-

stånd ämnet befinner sig i.


40

Genom traditionell katederundervisning

Det andra arbetssättet som sju av lärarna angav att de använde sig av när de

undervisade om partikelmodellen var traditionella genomgångar vid tavlan där

läraren intog rollen som kunskapsförmedlare. Eleverna skulle då lära sig äm-

nesinnehållet enbart genom att lyssna och eventuellt skriva korta anteckningar.

Under intervjuerna framkom det även att några av lärarna såg det som sin upp-

gift att förklara kemiska fenomen med hjälp av partikelmodellen under genom-

gångarna och att det inte var något som eleverna själva fick möjlighet till att

göra. Lärare H var en av dem som angav att genomgångar var ett arbetssätt

som användes för att eleverna skulle lära sig partikelmodellen:

Lärare H: Jag gör ju mycket själv på så vis att jag står och undervisar framför eleverna

istället för att läsa texter eller att de ska fylla i böcker.

Lärare H uttrycker i detta citat att eleverna ska lära sig partikelmodellen genom

att lyssna på genomgångar som hålls av läraren. Läraren belyser även att detta

är ett arbetssätt som hen använder sig av istället för att eleverna ska lära sig

genom att arbeta i arbetsböcker eller läsa texter. Likaså anser lärare D att lära-

ren har en viktig roll som kunskapsförmedlare när det handlar om att utveckla

en förståelse hos eleverna för modellen:

Lärare D: Det blir ju att det nästan enbart är jag som använder modellen för att förklara

eller vad man ska säga. Det är ju ingenting som kommer spontant från ele-

verna att de vill använda modellen så då förklarar jag och pratar med dem om

den istället så att de lär sig.

Lärare D anser här att eleverna ska lära sig att använda partikelmodellen ge-

nom att hen förklarar och använder modellen inför klassen. Läraren menar att

detta inte är något som eleverna själva gör på eget initiativ och ser det därför

som sin uppgift att under genomgångar använda och förklara modellen på ett

sätt som gör att eleverna ändå lär sig modellens principer, istället för att ele-

verna själva får använda modellen och därmed förklara fenomen med egna ord

och begrepp så att de aktivt får utveckla ett eget partikeltänk.

Genom att läsa texter och svara på frågor

Ett tredje arbetssätt som sex av lärarna ansåg att eleverna skulle lära sig parti-

kelmodellen på var genom att läsa och arbeta i läroböcker. Många av lärarna

var mycket nöjda med sitt undervisningsmaterial och använde flitigt läroböck-

erna i sin undervisning. Det böckerna som förekom mest frekvent var Boken

om Kemi och Fysik och Koll på No. Samtliga lärare som angav detta undervis-

ningssätt använde sig både av en textbok och en arbetsbok i sin undervisning.

Lärare C var en av dem som angav att hen använde sig av detta arbetssätt:


41

Lärare C: Vi arbetar mycket utifrån läromedlet vi har, Koll på No heter det. Ett mycket

bra material. Sedan är det ju bra att det finns en arbetsbok så att eleverna kan

arbeta mycket själva.

Lärare C uttrycker här att eleverna till stor del ska lära sig partikelmodellen

genom att arbeta med de läroböcker som de har. Läraren betonar även att ele-

verna får lära sig partikelmodellen genom att de själva får arbeta med frågor

och uppgifter i arbetsboken. Likaså var lärare B en av dem som ansåg att ele-

verna ska lära sig partikelmodellen genom att arbeta med läroböckerna:

Lärare B: Vi arbetar ju mest utifrån textboken och arbetsboken. Man hinner inte göra så

mycket mer […] så partikelmodellen lär sig eleverna genom boken.

Lärare B anger här att eleverna ska lära sig partikelmodellen genom att arbeta

med textboken och arbetsboken då detta är ett arbetssätt om läraren prioriterar

framför andra aktiviteter och metoder. Med citatet uttrycker läraren att det är

läromedlet som betraktas som kunskapskälla och att eleverna får lära sig det

innehåll som läromedlet tar upp.

Genom att se på filmer

Ett fjärde sätt som fem av lärarna angav att eleverna skulle lära sig partikelmo-

dellen på var genom att låta eleverna titta på filmer eller kortare undervisnings-

klipp. Lärarna menade att film till, skillnad från bilder, är ett bra sätt för att

påvisa partiklarnas rörelser och hur massan bevaras när ett ämne övergår till

olika former. Lärare G var en av dem som gav exempel på detta:

Lärare G: Jag brukar försöka att visa många filmer där de förklarar lite mer än bara bilder

och då finns det ju massor på nätet att hitta. Tillexempel hur allt finns kvar

även om vi eldar upp något eller äter upp något. Film tycker ju eleverna dess-

utom är roligt så då tror jag att de lär sig bättre.

Lärare G menar här att hen visar film för att eleverna ska lära sig partikelmo-

dellen. Hen motiverar sitt val med att använda filmer i undervisningen ef-

tersom dessa kan användas för att, genom levande bilder, ge en djupare förkla-

ring till hur partiklarna beter sig på en partikelnivå än vad bilder kan göra.

Läraren betonar även att det finns ett brett utbud av filmer och tillägger även

att det är ett arbetssätt som hen har en uppfattning om att eleverna uppskattar.

Genom att dramatisera partiklarnas rörelser

Ett femte arbetssätt som fyra av lärarna angav att de använde sig av för att

eleverna skulle lära sig partikelmodellen var genom aktiviteter där eleverna

fick dramatisera partiklarnas rörelse. Under denna aktivitet lät läraren eleverna

själva agera partiklar för att de skulle lära sig hur partiklarna rör sig i olika

faser. En av de lärare som angav att hen använde sig av denna aktivitet var

lärare E:


42

Lärare E: Vi brukar dansa för att förstå hur atomerna rör sig i fast, flytande och gasform.

Partikeldansen kallar jag den för. Eleverna rör sig då lite på samma ställe i

fast, rör sig lite mer på ett lite större område i flytande och springer runt och

viftar med armar och ben på en mycket större yta i gasform.

I citatet uttrycker läraren att eleverna ska lära sig partikelmodellen genom en

aktivitet där läraren låter varje elev gå in i rollen som atom och där elevens

uppgift är att anpassa sina rörelser efter vilken fas som partiklarna anges be-

finna sig i.

Genom att demonstrera fenomen och förklara

Ett sjätte sätt som tre av lärarna nämnde var att eleverna skulle lära sig parti-

kelmodellen genom att läraren demonstrerade kemiska fenomen på en makro-

nivå samtidigt som de gav den vetenskapliga förklaringen på en mikronivå.

Eleverna skulle då observera ett fenomen i verkligheten samtidigt som mikro-

nivån presenterades med bilder på tavlan. Detta var ett undervisningsupplägg

som tre av lärarna nämnde att de använde, varav lärare B var en av dem:

Lärare B: Om jag kokar vatten tillexempel så, samtidigt som jag visar vad som händer

på plattan med ångan och sådär så visar jag samtidigt med bilder på tavlan hur

partiklarnas avstånd förändras när de går från vatten till ånga.

I detta citat ger läraren exempel på en aktivitet där hen låter eleverna få obser-

vera ett kemiskt fenomen samtidigt som hen presenterar en förklaring på tav-

lan. Därmed får eleverna se hur vatten övergår till ånga i verkligheten parallellt

med att de undervisas om vad som sker på en partikelnivå, med betoning på att

partiklarnas avstånd förändras när fasövergången sker.

Genom att bygga modeller av molekyler

Ett sjunde arbetssätt som identifierades var att eleverna själva fick bygga mo-

deller med hjälp av legobitar. Denna aktivitet var det enbart en av lärarna som

angav vilket var lärare F:

Lärare F: När vi jobbar med vattenmolekylen och andra kemiska föreningar också för

den delen så brukar jag låta dem bygga med legobitar för att visa hur de är

uppbyggda och hur de hänger ihop. Då använder jag olika färger på legobi-

tarna så att de ser att det är olika sorter.

I citatet framkommer det att läraren använde lego för att låta eleverna bygga

molekyler och därigenom konkret synliggöra hur olika molekyler är upp-

byggda. Varje legobit symboliserade en atom och olika färger olika atomslag.


43

5.5 Resultatsammanfattning

Sammanfattningsvis kan man se att resultatet visar att majoriteten av lärarna i

tanken ser ett tydligt syfte med att undervisa om partikelmodellen redan på

mellanstadiet och att det främsta syftet som de betonar är för att eleverna ska

kunna använda sina kunskaper i vardagen för att hantera situationer och fatta

välgrundade beslut. I resultatet kan man också se att lärarna betonar en rad

idéer som eleverna ska lära sig och som kan kopplas till partikelmodellen. Allt

är uppbyggt av atomer var den idé som flest lärare betonade till skillnad från

att de var få lärare som betonade idéerna om att massan är oförstörbar och att

det finns olika atomslag. När lärarna angav vilket undervisningsinnehåll som

de kopplade till en undervisning om partikelmodellen visar resultatet att de

individuella lärarna betonade ett begränsat undervisningsinnehåll men att det

fanns en spridning bland det innehåll som kom till uttryck. Ämnens uppbygg-

nad var det innehåll som betonades av flest lärare och likaså kopplade många

av lärarna undervisning om fasövergångar till partikelmodellen. Resultatet vi-

sar även att lärarna till största del anger aktiviteter och undervisningsmetoder

som kan associeras med en traditionell undervisning utan någon större hänsyn

till att eleverna specifikt ska lära sig att förstå och använda partikelmodellen.

Lärarna anger främst att eleverna ska lära sig genom att läsa texter och svara

på frågor i läromedlet, lyssna på genomgångar, rita bilder samt kolla på film

utan att de i någon större grad ger uttryck till hur dessa arbetsmetoder främjar

för att eleverna ska lära sig partikelmodellen.


44

6 DISKUSSION

6.1 Resultatdiskussion

Resultatet visar att partikelmodellen får lite utrymme i dagens kemiundervis-

ning på mellanstadiet, vilket är överensstämmande med vad tidigare studier

har visat (Andersson, 2012; Harrison & Treagust, 2003). Detta trots att parti-

kelmodellen både benämns som kemins ramverk och vetenskapens skelett då

kunskaper om modellen anses vara en förutsättning för att eleverna ska kunna

utveckla en förståelse för kemins alla områden (Andersson, 2008a; Feynman

m.fl., 1995; Loughran m.fl., 2004; Trefil, 2008; Vikström, 2014). Istället för

att undervisa om partikelmodellen lägger lärarna fokus på att undervisa om

kemiska fenomen på en makronivå, även fast kemiundervisningen ska syfta till

att eleverna utvecklar kunskaper så att de kan förstå verkligheten genom att

presentera vetenskapliga förklaringar till hur kemiska fenomen uppstår, vilka

ges på en mikronivå (Andersson, 2011). När partikelmodellen framhävs som

så grundläggande och betydelsefull kan det ses som problematiskt att den inte

utger en större del av undervisningen.

6.1.1 Flera syften och saknad av viktiga idéer

Trots att partikelmodellen hade en bristande plats i lärarnas undervisning var

majoriteten av dem väl medvetna om vilket värde det fanns med en undervis-

ning om modellen. Lärarna betonade flera skäl till att undervisa om partikel-

modellen och de lyfte fram flertalet syften som även andra har pekat på (An-

dersson & Bach, 1995; Lindner & Redfors, 2007; Roberts, 1982; Vikström,

2014). Likaså kunde lärarna utan större problem lista upp ett antal idéer som

de ansåg att eleverna skulle lära sig och som därmed skulle leda till att de ut-

vecklade en förståelse för vad partikelmodellen innebär. Dock var det ingen av

de individuella lärarna som angav samtliga av de fyra mest grundläggande

idéerna som betraktas som nödvändiga för att eleverna ska få en helhetsförstå-

else för modellen. Detta kan i sin tur resultera i att eleverna får svårt att se

samband och därmed förstår att partikelmodellen är en generaliserbar modell

som kan användas för att förklara majoriteten av kemiska fenomen (Eskilsson,

2001; Liu & Lesniak, 2006). Tillskillnad från syften och idéer kunde lärarna

inte lika lätt ange när och hur de arbetade med partikelmodellen. De hade svårt

att komma på innehåll som de kunde koppla till undervisning om modellen

trots att partikelmodellen har en central roll inom kemins alla områden, samt

att de därtill hade svårt att konkret ge exempel på aktiviteter och arbetssätt som

de använde sig av i sin undervisning (Andersson & Bach, 1995; C. L. Smith

m.fl., 2006; Vikström, 2014). En förklaring till att lärarna lättare kunde ange


45

varför och vad de undervisade om partikelmodellen än när och hur, kan vara

att majoriteten av lärarna förstår att det är viktigt att undervisa om partikelmo-

dellen men att de inte vet hur de ska göra i praktiken, vilket tidigare studier

visar är en vanlig uppfattning bland lärare (Özmen, 2011).

Den idé som flest lärare angav att eleverna skulle lära sig var att allt är upp-

byggt av atomer vilken är en grundläggande idé som även betonas av flera

forskare men som i tillägg till denna också betonar idén om att det finns va-

kuum mellan partiklarna (Andersson m.fl., 2003b; Andersson & Bach, 1995;

Loughran m.fl., 2004; P. S. Smith & Plumley, 2016; Vos & Verdonk, 1996).

Denna idé var det däremot ingen av lärarna som betonade och som därmed

resulterar i att lärarna heller inte ger eleverna förutsättningar till att uppfatta

materia som partikulär istället för kontinuerlig, vilket i sin tur är en vanlig

missuppfattning bland elever (Andersson m.fl., 2003a; Eskilsson, 2001; Zeid-

ler, 2012). Att majoriteten av lärarna däremot betonar idén om att allt är upp-

byggt av atomer kan ändå ses som betryggande när det är den mest grundläg-

gande idén inom kemiämnet och en förutsättning till att eleverna kan skapa en

meningsfull förståelse för de övriga idéerna (Eskilsson, 2001; Hadenfeldt m.fl.,

2014; C. L. Smith m.fl., 2006). Lärarna anser däremot, till skillnad från fors-

kare, att elever på mellanstadiet ska lära sig idén om att atomen är uppbyggd

av mindre partiklar. Detta är dock en idé som forskare menar att elever på mel-

lanstadiet inte behöver undervisas om då de inte har något behov av kunna

skilja på olika typer av elementarpartiklar för att utveckla den förståelse som

krävs av elever i 10 till 12 års ålder (Johnson, 1998).

6.1.2 Utmanande undervisning

Majoriteten av lärarna såg undervisning om partikelmodellen som en utmaning

eftersom de ansåg att det är svårt att undervisa om saker som eleverna inte

konkret kan se i verkligheten. Samtidigt visar tidigare studier att elever har

svårt att utveckla en förståelse för det som inte syns, och att läraren därför har

en viktig uppgift att vägleda och hjälpa eleverna så att de utvecklar en parti-

kelförståelse (Zeidler, 2012). Inom forskning finns exempel på strategier som

kan tillämpas av lärarna för att underlätta och stödja eleverna i deras utveckling

av den mikroskopiska förståelsen, men som ingen av lärarna uttryckte att de

hade någon kännedom om (Loughran m.fl., 2004; Novick & Nussbaum, 1978).

Att lärarna uppfattar undervisning om partikelmodellen som utmanande ses

dock inte som en anledning till att kunna bortse ifrån mikronivån i undervis-

ningen (Johnstone, 2000; Singer & Wu, 2003; Vikström, 2014; Özmen, 2011).

Johnstone (2000) pekar istället på betydelsen av att undervisa på alla tre nivåer

och menar att när det finns tre olika nivåer att beskriva och förklara kemiska

fenomen på ska dessa också ingå i undervisningen. Detta för att eleverna ska


46

få en djupare förståelse, och för att de ska kunna skilja och växla mellan de

olika nivåerna. Om lärarna ger lite utrymme till partikelmodellen i sin under-

visning, på grund av att de anser att det är svårt att undervisa på en mikronivå,

ger de därmed inte eleverna förutsättningar till att utveckla en förmåga, att

kunna växla mellan de olika förklaringsmodellerna eller förklara fenomen på

en mikronivå, vilka anses vara två av de främsta syftena med kemiundervis-

ningen (Berg m.fl., 2019).

Mer än hälften av lärarna uttryckte att de inte kände sig trygga med att under-

visa om partikelmodellen och uttryckte att de inte kände sig säkra på vad mo-

dellen innebar, vilka principer den innefattar eller inom vilka områden den kan

användas. Om lärarna inte känner sig trygga med att undervisa om partikelmo-

dellen kan detta vara en anledning till att den mikroskopiska undervisningen

blir åsidosatt (Haglund & Jeppsson, 2013; Loughran m.fl., 2004). Detta ef-

tersom forskare har konstaterat att lärarnas individuella kunskaper påverkar

hur undervisningen bedrivs samtidigt som lärarnas sätt att undervisa om mo-

dellen påverkar hur elevernas förståelse för modellen utvecklas (Eskilsson,

2001; Johnson, 1998; Loughran m.fl., 2004). När detta lyfts fram som betydel-

sefulla faktorer kan lärarnas begränsade kunskaper resultera i att eleverna inte

får de förutsättningar som krävs för att de ska lära sig modellen, trots att den

utger en sådan stor och grundläggande del av kemiämnet (Lindner & Redfors,

2007; Vikström, 2014). För att ge eleverna goda förutsättningar till att utveckla

en meningsfull förståelse för modellen behöver de möta den ofta i undervis-

ningen, men när övervägande del av lärarna främst associerade modellen med

en eller två associationer finns det risk för att eleverna inte undervisas om den

lika ofta som de borde (Andersson & Bach, 1995; Vikström, 2014). Likaså kan

det finnas risk för att lärarnas begränsade uppfattningar om vilka idéer eleverna

ska lära sig resulterar i att eleverna får svår att utveckla en meningsfull hel-

hetsförståelse för modellen i och med att de bara undervisas av några av mo-

dellens många idéer (Andersson m.fl., 2003b; Andersson & Bach, 1995; John-

son, 1998; Loughran m.fl., 2004; P. S. Smith & Plumley, 2016; Vikström,

2014; Vos & Verdonk, 1996).

Majoriteten av lärarna menade att det är utmanande att lära eleverna partikel-

modellen men att det inte är något som är omöjligt. Men det var också några

av lärarna som ansåg att partikelmodellen är för svår för eleverna att lära sig

och hävdade därför att modellen inte är en del av kemiundervisningen på mel-

lanstadiet. Denna delade uppfattning finns även bland forskare, men där majo-

riteten av dem anser att elever i 10 till 12 års ålder har en god förmåga att

utveckla och använda ett partikeltänk, och att en förståelse för modellen stödjer

eleverna i deras utveckling (Eskilsson, 2001; P. Fensham, 1994; Harrison &


47

Treagust, 2003; Lindner & Redfors, 2007; Merritt & Krajcik, 2008; Papageor-

giou & Johnson, 2005). En rad studier motsäger därmed att modellen skulle

vara för svår för mellanstadieelever att lära sig och det anses därför inte finnas

någon anledning till att vänta med att introducera den till dess att eleverna går

på högstadiet, då man menar att undervisningsinnehållet i sig inte är något pro-

blem för eleverna att förstå, utan det hur innehållet undervisas som är avgö-

rande (Lindner & Redfors, 2007; Novak & Musonda, 1991). Istället lyfter man

fram att en tidig introduktion till modellen kan underlätta för eleverna i deras

utveckling av en partikelförståelse (Andersson, 2008b, 2011).

6.1.3 Undervisningsinnehåll på en avancerad nivå

Lärarna saknade ett progressionstänk och de introducerade modellen med att

lära eleverna atomens uppbyggnad och struktur. Detta skiljer sig dock från den

ordning som forskare anser att eleverna ska undervisas om partikelmodellens

innehåll (Liu & Lesniak, 2006). Forskare menar att elevernas förståelse för

partikelmodellen utvecklas genom en progression i undervisningen där mate-

riens uppbyggnad anses vara det innehåll som eleverna sist bör undervisas om

i och med att de innan dess behöver förstå materiens fysikaliska och kemiska

egenskaper och förändringar samt dess oförstörbarhet (Andersson, 2008b,

2011; Liu & Lesniak, 2006). Att lärarna introducerar eleverna till partikelmo-

dellen med att undervisa om atomens olika delar är därmed helt tvärt emot vad

forskning säger. Eleverna får då möta ett innehåll som egentligen rekommen-

deras för undervisning på högre stadier istället för att lärarna begränsar inne-

hållet till att undervisa om lilla partikelmodellen och på så vis se till så att

innehållet är på en lagom nivå och därmed ägna tid åt meningsfullt innehåll

som elever i årskurs 4-6 har nytta av (P. S. Smith & Plumley, 2016). Detta gör

att lärarna inte underlättar för eleverna i deras utveckling av en förståelse för

partikelmodellen som redan är konstaterad som svår för dem att lära sig (An-

dersson & Bach, 1995; Hadenfeldt m.fl., 2014; Lindner & Redfors, 2007).

6.1.4 Traditionell undervisning på flera nivåer

Ingen av lärarna gav eleverna själva möjlighet att tillämpa partikelmodellens

teorier för att förklara fenomen i undervisningen trots att detta betraktas som

en nödvändighet för att eleverna ska tillgodogöra sig en förmåga att själva

kunna använda modellen (Harrison & Treagust, 2003). Istället betonade lä-

rarna att de undervisade partikelmodellen med hjälp av traditionella arbetsme-

toder och aktiviteter där undervisning utifrån läroböckerna var ett mycket van-

ligt förekommande arbetssätt. Undervisning som bygger på läromedel anses

dock vara en av de främsta anledningarna till att eleverna inte utvecklar en


48

förståelse för partikelmodellen och en anledning till att det finns många miss-

uppfattningar om modellen, Detta med anledning av att man konstaterat att

böckerna innehåller ett mycket begränsat innehåll om partikelmodellen samt

att de innehåller illustrationer och fraser som förstärker vanliga missuppfatt-

ningar om modellen (Andersson, 1990, 2012; Barke m.fl., 2009; Harrison &

Treagust, 2003; Lindner & Redfors, 2007). Om lärarna då enbart låter eleverna

lära sig partikelmodellen genom att läsa och arbeta i läroböcker innebär det att

eleverna får en mycket begränsad undervisning om modellen och att de därmed

osannolikt utvecklar en förståelse eftersom de behöver möta den i en större

utsträckning i undervisningen (Andersson, 1990, 2012). Forskning visar där-

med att traditionell undervisning inte är tillräcklig för att eleverna ska lära sig

partikelmodellen och visar istället att representativa aktiviteter där eleverna får

träna på att beskriva, tolka och förklara observerbara fenomen på en mikronivå

främjar för att eleverna utvecklar en förmåga till att kunna använda partikel-

modellen som verktyg till att förklara fenomen i omgivningen (Berg m.fl.,

2019; Özmen, 2011). Sådana typer av aktiviteter var det däremot enbart en av

lärarna som angav att hen använde i sin undervisning, vilket var att bygga mo-

deller av molekyler med hjälp av legobitar.

Lärarna fokuserade på att undervisa om kemiska fenomen på en makronivå

och ägnade därför lite tid åt att undervisa eleverna på en mikro- och represen-

tationsnivå. Johnstone (2000) betonar dock att elever behöver bli undervisade

om kemiska fenomen på alla tre nivåer för att de ska utveckla en djupare för-

ståelse för partikelmodellen och för att de ska lära sig att skilja på en makro-

skopisk- och mikroskopisk förklaringsmodell. Dessutom anses lärarna inte

kunna utesluta någon av nivåerna från undervisningen då en förståelse för de

olika nivåerna förutsätts av en förståelse på de övriga nivåerna, vilket gör att

samtliga nivåer betraktas som likvärdiga. Däremot var det ovanligt att lärarna

undervisade fenomen på mer än en nivå och när de väl angav att de undervisade

på fler nivåer undervisade de på dessa nivåer parallellt. Johnstone ser dock

detta som ett av de största misstagen som lärare kan göra då eleverna inte klarar

av att ta in för mycket ny information på en och samma gång och därmed ris-

kerar att inte befästa några kunskaper överhuvudtaget. Därtill förväntas ele-

verna kunna växla mellan de olika nivåerna vilket blir svårt för dem att lära sig

när lärarna inte själva växlar mellan de olika förklaringsnivåerna utan under-

visar om de olika nivåerna samtidigt (Talanquer, 2011). För att eleverna ska

kunna lära sig att växla mellan nivåerna anses läraren ha en viktig roll att tyd-

ligt synliggöra när en ny nivå antas (Harrison & Treagust, 2003; Jong & Taber,

2007).


49

6.1.5 Avsaknad av en röd tråd i undervisningen

Resultatet visar att det saknas ett samband i lärarnas betoningar av syften,

idéer, undervisningsinnehåll och arbetssätt. Lärarna betonar att eleverna ska

lära sig partikelmodellen för att kunna förklara fenomen i sin omgivning men

ändå låter de inte eleverna få träna på att förklara fenomen på en mikronivå i

undervisningen, vilket ses som en grundläggande förutsättning för att de ska

kunna använda modellen i praktiken (Harrison & Treagust, 2003). Likaså var

det flera av lärarna som betonade att syftet med att undervisa om partikelmo-

dellen var för att ge eleverna förutsättningar till att lära sig kemi eftersom mo-

dellen har en sådan grundläggande roll inom ämnet, men som sedan hade svårt

att komma på undervisningsinnehåll som de kopplade till en undervisning om

partikelmodellen (Andersson, 2008b; Trefil, 2008; Vikström, 2014). Det var

även lärare som ansåg att det inte fanns något syfte med att undervisa om par-

tikelmodellen men som trots detta angav att eleverna skulle lära sig idén om

att atomen är uppbyggd av mindre partiklar och att antalet valenselektroner

påverkar vilka egenskaper ett ämne har. Att denna idé betonas av lärare som

anser att det finns något syfte med att undervisa om partikelmodellen på mel-

lanstadiet, eftersom den anses vara för svår för eleverna att lära sig, kan ses

som intressant då forskare menar att detta är en idé som är relevant att under-

visa om först på högstadiet på grund av dess svårighetsgrad (Hadenfeldt m.fl.,

2014; Roth, 1992). Förutom detta visade det sig att lärarna betonade ett under-

visningsinnehåll som inte gav förutsättningar till att utveckla en förståelse för

samtliga idéer som de betonade att eleverna skulle lära sig. Att lärarna är med-

vetna om vad eleverna behöver lära sig men att detta inte speglas i undervis-

ningen kan uppfattas som att lärarna inte har ett tydligt syfte med den under-

visningen de bedriver. Därutöver är det några av lärarna som anger att eleverna

ska lära sig varför fasövergångar sker men som inte nämner att de ska lära sig

att allt är uppbyggt av atomer trots att denna idé är den mest grundläggande

och en förutsättning till att eleverna ska förstå att det är partiklarnas rörelser

som är förklaringen till fasövergångar (Johnson, 1998; P. S. Smith & Plumley,

2016; Vos & Verdonk, 1996). Dessutom är det flera av lärarna som betonar att

de kopplar undervisning om partikelmodellen till undervisning om hållbar ut-

veckling men som inte betonar att eleverna ska lära sig idén om att massan är

oförstörbar, trots att detta är en grundläggande insikt för att förstå hållbarut-

veckling ur ett kemiperspektiv (Vikström, 2014). Resultatet ger därför intryck

av att lärarna inte i någon större utsträckning har reflekterat över om det finns

ett sammanhang i deras betoningar av varför, vad, när och hur de undervisar

om partikelmodellen.


50

6.1.6 Diskussion av studiens giltighet och generaliserbarhet

Studiens resultat bygger enbart på åtta intervjuer och ger därför ingen fullstän-

dig bild av praktiken. Det låga antalet är otillräckligt för att kunna dra en slut-

sats om att resultatet visar en generell bild av hur mellanstadielärare undervisar

om partikelmodellen och antalet var även otillräckligt för att uppnå en mättnad

i studien. Nya syften, idéer, innehåll och undervisningsformer kom till uttryck

under intervjuernas gång och därmed tillfördes hela tiden nya insikter. Detta

pekar på att ytterligare insikter kunnat framträda om antalet respondenter varit

fler och som därmed minskar studiens generaliserbarhet (Dimenäs, 2007). Men

trots att det tillkom nya insikter kunde ett mönster i lärarnas svar identifieras

och som visade att partikelmodellen får lite utrymme i undervisningen. När

dessa åtta lärare gav en överensstämmande bild av hur de undervisar om par-

tikelmodellen kan det också finnas chans till att fler lärare kan känna igen sig

i bilden som resultatet visar. Detta kan i sin tur peka på att resultatet till viss

del kan vara överförbart även om det inte är generaliserbart.

I studien hade dock övervägande del av de deltagande lärarna lång erfarenhet.

En grund till detta var att många av de med kort erfarenhet tackade nej. Urvalet

är därför snett fördelat och detta är något som behöver problematiseras för att

kunna dra rimliga slutsatser om resultatets giltighet och generaliserbarhet.

Något som talar för detta kan vara att resultatet skulle kunna spegla en generell

bild av partikelmodellens plats i undervisningen trots att nyutbildade lärare var

underrepresenterade i urvalet. Detta i och med att flertalet lärare med lång yr-

kesverksamhet och många års erfarenhet av undervisning i kemiämnet beto-

nade partikelmodellen på ett sätt som visar att den får lite utrymme i deras

undervisning. När dessa erfarna lärare undviker att ge modellen plats i under-

visningen finns det därför risk för att modellen även får lite plats i kemiunder-

visningen som nyutbildade lärare bedriver. Denna slutsats kan även styrkas av

att flertalet lärare med kortare yrkeserfarenhet tackade nej till att delta i studien

med anledning av deras oro att inte kunna besvara frågorna. Något som i sin

tur skulle kunna tyda på att de antingen hade bristande kunskaper om partikel-

modellen eller att denna inte hade så stor plats i deras undervisning. Det finns

därmed chans för att resultatet hade varit liknande även om ett större antal lä-

rare med mindre erfarenhet hade deltagit i studien. En följd av detta kan där-

med vara att resultatet kan spegla en allmän bild av hur det ser ut i praktiken

och som i sin tur kan styrka studiens generaliserbarhet och giltighet (Kroks-

mark, 2007).

En annan slutsats kan dock vara att resultatet gav en orättvis bild av hur parti-

kelmodellen behandlas i kemiundervisningen. En anledning till detta är ef-

tersom läraren med kortast yrkeserfarenhet var en av dem som i jämförelse


51

med övriga respondenter signalerade en större medvetenhet om vad partikel-

modellen innebär och att denna behandlades i en större utsträckning i lärarens

undervisning. Utifrån denna slutsats betraktades därför en längre erfarenhet

istället som en nackdel och det motsatta som en styrka. En faktor som kan ligga

bakom denna skillnad kan vara att dagens lärarutbildning och dess innehåll

möjligen skiljer sig från den utbildning som majoriteten av lärarna hade och

att detta kan vara något som påverkar hur erfarna respektive mindre erfarna

lärare arbetar med partikelmodellen i undervisningen. Denna skillnad kan där-

med peka på att resultatet endast ger en rättvis bild av hur erfarna lärare bedri-

ver undervisning om partikelmodellen.

För att komma åt ett mer generaliserbart resultat som speglar en bild av hur

hela yrkesgruppen undervisar om partikelmodellen hade det krävts att fler ny-

utbildade lärare deltog i studien. Ett mer jämnt fördelat urval hade därmed kun-

nat leda till att resultatet möjligen hade sett annorlunda ut (Dimenäs, 2007).

Även för att stärka studiens giltighet hade fler nyutbildade lärare varit att önska

då studien utgår från hur mellanstadielärare generellt undervisar om partikel-

modellen utan hänsyn till antalet verksamma år. Dock var likheterna i svaren

mellan de erfarna och den nyutbildade läraren så stora att resultatet troligtvis

ändå hade visat att partikelmodellen får lite utrymme i dagens kemiundervis-

ning.


52

7 SLUTSATS

En slutsats av denna studie är att lärare undervisar om partikelmodellen i en

mycket mindre utsträckning än vad som rekommenderas enligt forskningslit-

teraturen. De tar upp ett fåtal idéer och gör det utan att presentera en holistisk

modell som eleverna kan använda för att själva förklara fenomen. Likaså lyfter

de fram ett begränsat undervisningsinnehåll kopplat till partikelmodellen som

inte speglar dess användbarhet eller ger elever förutsättningar till att utveckla

en helhetsförståelse för vad modellen innebär. En annan slutsats är att lärarna

är medvetna om att partikelmodellen är viktig, men att de verkar sakna kun-

skaper och strategier om hur de ska undervisa om denna med en genomtänkt

progression och med fokus på den lilla partikelmodellen.


53

8 IMPLIKATIONER

När partikelmodellen lyfts fram av både naturvetare och nv-didaktiker som den

viktigaste och största idén inom kemiämnet samtidigt som den konstaterats

som svår för eleverna att lära sig, är det problematiskt att lärarna inte undervi-

sar om modellen i större utsträckning än vad undersökningen visar (Andersson,

2008a; Feynman m.fl., 1995; Alex H. Johnstone, 2000; Vikström, 2014). Stu-

dien pekar på att lärare har svårt att tolka vad partikelmodellen innebär och vad

de ska undervisa för att eleverna ska lära sig denna. Detta tyder på att de saknar

kunskaper, strategier och aktiviteter som de kan utgå ifrån när de designar och

bedriver undervisning om partikelmodellen. Inom nv-didaktiska forskningen

förespråkas den lilla partikelmodellen och en utgångspunkt i stora idéer som

ett sätt att strukturera undervisningen så att lärarna lättare ska veta hur de ska

organisera undervisningen, vad som är centralt och hur en lämplig progression

skulle kunna se ut (Andersson, 2012; Areskoug m.fl., 2017; Loughran m.fl.,

2004). En följdfråga blir då vad som krävs för att lilla partikelmodellen ska få

fotfäste i kemiundervisningen och hur undervisningen kan bli mer systematisk

genom att fokusera mer på stora idéer.

Skolverket erbjuder lärarna stödmaterial för att tolka styrdokumenten och kon-

kretisera innebörden av det centrala innehållet (Skolverket, 2017). Läroplanen

betonar undervisning om en enkel partikelmodell och stödmaterial kan vara ett

sätt att ge vägledning i hur lärarna begränsar undervisningen på mellanstadiet

till att enbart undervisa om den lilla partikelmodellen (P. S. Smith & Plumley,

2016). Idag finns det även resurser på skolverket som kan stödja lärare i deras

arbete. Concept cartoons är ett exempel på detta och som främjar för att ele-

verna själva ska lära sig att använda partikelmodellen för att förklara fenomen

(Skolverket, 2020). Frågan är dock i vilken utsträckning dessa resurser nyttjas

i klassrummen eller om lärarna har kännedom om att materialet finns. För att

bidra till att fler lärare ska använda sig av materialet i undervisningen behöver

materialet göras mer känt bland lärare.

I lärarutbildningen och på lärarfortbildningar skulle man kunna rikta ett större

fokus på att introducera den lilla partikelmodellen samt presentera hur man kan

arbeta med den på ett elevaktivt sätt. Därtill skulle man kunna presentera hur

man kan strukturera upp undervisningen utifrån tankesättet om stora idéer och

ge exempel på aktiviteter som lärare kan använda sig av i undervisningen.


54

9 REFERENSER

Anderhag, P., & Wickman, P.-O. (2007). Utvärdering av hur NTA hjälper skolorna

att nå kursplanemålen för femte skolåret i naturorienterande ämnen. Stock-

holm: Lärarhögskolan, UKL.

Andersson, B. (1990). Pupils’ Conceptions of Matter and its Transformations (age

12-16). Studies in Science Education, 18(1), 53–85.

Andersson, B. (2008a). Att förstå skolans naturvetenskap: Forskningsresultat och

nya idéer. Lund: Studentlitteratur.

Andersson, B. (2008b). Grundskolans naturvetenskap: Helhetssyn, innehåll och pro-

gression. Lund: Studentlitteratur.

Andersson, B. (2011). Att utveckla undervisning i naturvetenskap: Kunskapsbygge

med hjälp av ämnesdidaktik. Lund: Studentlitteratur.

Andersson, B. (2012). Teorier i det naturvetenskapliga klassrummet. Malmö:

Gleerups.

Andersson, B., & Bach, F. (1995). Att utveckla naturvetenskaplig undervisning. Ex-

emplet gaser och deras egenskaper. Rapport nr.: IPD-rapport NA-spektrum

14.

Andersson, B., Bach, F., Frändberg, B., Jansson, I., Kärrqvist, C., Nyberg, E., Wal-

lin, A., & Zetterqvist, A. (2003a). Kemiska reaktioner. I Att förstå naturen—

Från vardagsbegrepp till kemi sex ’workshops´. Göteborg: Göteborgs uni-

versitet.

Andersson, B., Bach, F., Frändberg, B., Jansson, I., Kärrqvist, C., Nyberg, E., Wal-

lin, A., & Zetterqvist, A. (2003b). Materiens byggnad. I Att förstå naturen—

Från vardagsbegrepp till kemi sex ’workshops´. Göteborg: Göteborgs uni-

versitet.

Areskoug, M., Ekborg, M., Lindahl, B., & Rosberg, M. (2017). Naturvetenskapens

bärande idéer: För lärare F-6, Andra upplagan. Malmö: Gleerups.

Barke, H.-D., Hazari, A., & Yitbarek, S. (2009). Misconceptions in Chemistry. Ber-

lin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg.

Berg, A., Orraryd, D., Pettersson, A. J., & Hultén, M. (2019). Representational chal-

lenges in animated chemistry: Self-generated animations as a means to en-

courage students’ reflections on sub-micro processes in laboratory exercises.

Chemistry Education Research and Practice, 20(4), 710–737.

Dimenäs, J. (2007). Lära till lärare: Att utveckla läraryrket - vetenskapligt förhåll-

ningssätt och vetenskaplig metodik. Stockholm: Liber.

Eskilsson, O. (2001). En longitudinell studie av 10-12-åringars förståelse av materi-

ens förändringar. Acta Universitatis Gothoburgensis.


55

Fensham, P. (1994). Beginning to teach chemistry. I P. Fensham, R. Gunstone & R.

White (Red.), The content of science: A constructivist approach to its teach-

ing and learning (s 14-28). Falmer Press.

Fensham, P. J. (Red.). (1988). Familiar but Different: Some Dilemmas and New Di-

rections in Science Education. I Development and Dilemmas in Science Ed-

ucation. Falmer Press.

Feynman, R. P., Leighton, R. B., & Sands, M. L. (1995). Six easy pieces: Essentials

of physics, explained by its most brilliant teacher. Addison-Wesley.

García Franco, A., & Taber, K. S. (2009). Secondary Students’ Thinking about Fa-

miliar Phenomena: Learners’ explanations from a curriculum context where

‘particles’ is a key idea for organising teaching and learning. International

Journal of Science Education, 31(14), 1917–1952.

Gilbert, J. K., & Treagust, D. F. (2009). Introduction: Macro, Submicro and Sym-

bolic Representations and the Relationship Between Them: Key Models in

Chemical Education. I J. K. Gilbert & D. Treagust (Red.), Multiple Repre-

sentations in Chemical Education (s. 1–8). Springer Netherlands.

Hadenfeldt, J. C., Liu, X., & Neumann, K. (2014). Framing students’ progression in

understanding matter: A review of previous research. Studies in Science

Education, 50(2), 181–208.

Haglund, J., & Jeppsson, F. (2013). Modeller, analogier och metaforer i naturveten-

skapsundervisning. Lund: Studentlitteratur.

Harlen, W. (2010). Principles and Big Ideas of Science Education. Association for

Science Education.

Harrison, A. G., & Treagust, D. F. (2003). The Particulate Nature of Matter: Chal-

lenges in Understanding the Submicroscopic World. I J. K. Gilbert, O. De

Jong, R. Justi, D. F. Treagust, & J. H. Van Driel (Red.), Chemical Educa-

tion: Towards Research-based Practice (s. 189–212). Springer Netherlands.

Helldén, G. (2015). Vägar till naturvetenskapens värld: Ämneskunskap i didaktisk

belysning. Stockholm: Liber.

Johansson, K., & Dahlgren, L. O. (2015). Fenomenografi. I Fejes, A., Thornberg, R

(Red.). I Handbok i kvalitativ analys. Stockholm: Liber.

Johnson, P. (1998). Progression in children’s understanding of a ‘basic’ particle the-

ory: A longitudinal study. International Journal of Science Education,

20(4), 393–412.

Johnstone, A. H. (1991). Why is science difficult to learn? Things are seldom what

they seem. Journal of Computer Assisted Learning, 7(2), 75–83.

Johnstone, Alex H. (2000). Teaching of chemistry - Logical or psychological?

Chem. Educ. Res. Pract., 1(1), 9–15.


56

Jong, O., & Taber, K. (2007). Teaching and learning the many faces of chemistry.

Handbook of research on science education, 631–652.

Justesen, L., Mik-Meyer, N., & Andersson, S. (2011). Kvalitativa metoder: Från ve-

tenskapsteori till praktik. Lund: Studentlitteratur.

Kelly, R. M., & Jones, L. L. (2007). Exploring How Different Features of Anima-

tions of Sodium Chloride Dissolution Affect Students’ Explanations. Jour-

nal of Science Education and Technology, 16(5), 413–429.

Kroksmark, T. (2007). Fenomenografiskdidaktik: En möjlighet. Didaktisk tidskrift,

17(12).

Kvale, S., & Brinkmann, S. (2014). Den kvalitativa forskningsintervjun. Lund: Stu-

dentlitteratur.

Lindner, A.-C., & Redfors, A. (2007). Partikelmodell som utgångspunkt för elevers

förklaringar av avdunstning. Nordic Studies in Science Education, 3(1), 29-

44.

Liu, X., & Lesniak, K. (2006). Progression in children’s understanding of the matter

concept from elementary to high school. Journal of Research in Science

Teaching, 43(3), 320–347.

Liu, X., & Lesniak, K. M. (2005). Students’ progression of understanding the matter

concept from elementary to high school. Science Education, 89(3), 433–450.

Loughran, J., Mulhall, P., & Berry, A. (2004). In search of pedagogical content

knowledge in science: Developing ways of articulating and documenting

professional practice. Journal of Research in Science Teaching, 41(4), 370–

391.

Marton, F., & Booth, S. (2000). Om lärande. Lund: Studentlitteratur.

Merritt, J. D., & Krajcik, K. (2008). Development of a Learning Progression for the

Particle Model of matter. In Proceedings of the 8th international conference

on International conference for the learning sciences-Volume 2 (pp.75-81).

Nelson, J. (2006). Hur används läroboken av lärare och elever? Nordic Studies in

Science Education, 2(2), 16–27.

Novak, J. D., & Musonda, D. (1991). A Twelve-Year Longitudinal Study of Science

Concept Learning. American Educational Research Journal, 28(1), 117–

153. JSTOR.

Novick, S., & Nussbaum, J. (1978). Junior high school pupils’ understanding of the

particulate nature of matter: An interview study. Science Education, 62(3),

273–281.

Papageorgiou, G., & Johnson, P. (2005). Do Particle Ideas Help or Hinder Pupils’

Understanding of Phenomena? International Journal of Science Education,

27(11), 1299–1317.


57

Piaget, J., & Inhelder, B. (1997). The Child’s Construction of Quantities: Conserva-

tion and Atomism. (Vol. 2) Psychology Press.

Ringnes, V., & Hannisdal, M. (2000). Kjemi i skolen undervisning og læring. Kris-

tiansand: Høyskoleforlaget.

Roberts, D. A. (1982). Developing the concept of “curriculum emphases” in science

education. Science Education, 66(2), 243–260.

Roth, D. W.-M. (1992). The particulate theory of matter for preservice elementary

teachers. Journal of Science Teacher Education, 3(4), 115-122.

Singer, J., & Wu, H.-K. (2003). Students’ Understanding of the Particulate Nature of

Matter. School Science and Mathematics, 103(1), 28-44.

Sjøberg, S., Claesdotter, A., Andersson, S., & Strömdahl, H. (2005). Naturvetenskap

som allmänbildning: En kritisk ämnesdidaktik. Lund: Studentlitteratur.

Skolverket. (2017). Kommentarmaterial till kursplanen i kemi. Stockholm: Skolver-

ket

Skolverket. (2018). Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet

2011 (Rev. uppl.). Stockholm: Skolverket

Skolverket. (2020). Concept cartoons i naturvetenskap. Hämtad 2020-05-08 från:

https://www.skolverket.se/skolutveckling/inspiration-och-stod-i-arbe-

tet/stod-i-arbetet/concept-cartoons-i-naturvetenskap

Smith, C. L., Wiser, M., Anderson, C. W., & Krajcik, J. (2006). FOCUS ARTICLE:

Implications of Research on Children’s Learning for Standards and Assess-

ment: A Proposed Learning Progression for Matter and the Atomic-Molecu-

lar Theory. Measurement: Interdisciplinary Research & Perspective, 4(1–

2), 1–98.

Smith, P. S., & Plumley, C. L. (2016). A Review of the Research Literature on

Teaching about the Small Particle Model of Matter to Elementary Students.

Horizon Research, Inc. (35)

Talanquer, V. (2011). Macro, Submicro, and Symbolic: The many faces of the

chemistry “triplet”. International Journal of Science Education, 33(2), 179–

195.

Talanquer, V. (2013). Chemistry Education: Ten Facets To Shape Us. Journal of

Chemical Education, 90(7), 832–838.

Trefil, J. (2008). Why science? New York: Teachers College Press; NSTA Press.

Vetenskapsrådet. (2017). God forskningssed. Stockholm: Vetenskapsrådet.

Vikström, A. (2014). Vad är det som gör skillnad? ‑ vad undervisningen måste göra

synligt och vad eleverna måste lära sig för att förstå begreppet materia.

Forskning om undervisning och lärande, (15), 22-37.


58

Vos, W. de, & Verdonk, A. H. (1996). The particulate nature of matter in science

education and in science. Journal of Research in Science Teaching, 33(6),

657–664.

Wickman, P.-O., Hamza, K., & Lundegård, I. (2018). Didactics and didactic models

in science education. Nordic Studies in Science Education, 14(3), 239–249.

Zeidler, A. (2012). Materiabegreppet i de tidiga skolåren. Naturvetenskap och yngre

barn: om att forskningsanknyta utbildning för förskolelärare och grundlä-

rare; (12).

Özmen, H. (2011). Effect of animation enhanced conceptual change texts on 6th

grade students’ understanding of the particulate nature of matter and trans-

formation during phase changes. Computers & Education, 57(1), 1114–

1126.


59

10 BILAGOR

Bilaga 1 – Intervjuguide

Intervjuguide

Syfte:


dielärare ser på undervisning om partikelmodellen.

Frågeställningar:

• Vilka syften med att eleverna ska lära sig partikelmodellen betonar lä-

rarna?

• Vilka idéer betonar lärarna att eleverna ska lära sig om partikelmo-

dellen?

• Vilket innehåll betonar lärarna att de kopplar till undervisning om par-

tikelmodellen?

• Vilka arbetsformer betonar lärarna att de använder när eleverna ska lära

sig partikelmodellen?

Intervjufrågor:

1. Kan du berätta lite för mig om din bakgrund som lärare?

• Utbildning.

• Erfarenhet.

• Antal år av undervisning i kemiämnet.

• Nivå av trivsel att undervisa kemi.

2. Kan du berätta lite om kemiundervisningen i sin helhet?

• Viktigt ämnesinnehåll.

• Kritiska/svåra arbetsområden & uppskattade arbetsområden.

• Läromedel.


60

3. I det centrala innehållet används begreppet ”partikelmodell”. Hur tolkar du

det begreppet?

• Uppfattning om partikelmodellen.

• Egna kunskaper om partikelmodellen.

4. Vilka tankar har du om varför man ska undervisa om partikelmodellen på

mellanstadiet?

• Syftet med att eleverna ska lära sig modellen.

• Partikelmodellens roll för att förstå kemi.

• Elevers användning av ett partikeltänk.

5. Vad anser du att eleverna ska kunna när de lämnar mellanstadiet?

• Kunskaper.

o Partiklars existens.

o Partiklars rörelse.

o Materiens uppbyggnad.

o Oförstörbarhet.

o Fasövergångar med partiklars rörelse som förklaring.

o Kemiskförändring.

6. Kan du berätta för mig inom vilka arbetsområden du arbetar med partikel-

modellen i din undervisning?

• Vad?

o Innehåll.

▪ Uppbyggnad.

▪ Fysikalisk förändring.

▪ Kemisk förändring.

▪ Massans bevarande.

o Syfte /mål?


61

• Hur?

o Undervisningsupplägg.

o Läromedel.

o Representationsformer /material.

o Teoretiskt/praktiskt arbete.

o Elevernas möjlighet att använda partikelmodellen.

o Introduktion? Före /efter/samtidigt som makronivå.

o Kopplingar makro - mikronivå /partikelmodell-vardag.


62

Bilaga 2 - Informationsbrev

Informationsbrev till deltagare i studien:

Hur undervisar mellanstadielärare om partikel-

modellen?

Syfte med studien

Syftet med denna studie är att bidra med ökade kunskaper om hur

mellanstadielärare undervisar om partikelmodellen.

Insamling av data

Insamling av data till studien kommer att ske genom intervjuer med

lärare som undervisar i kemi på mellanstadiet. Intervjuerna kommer

att spelas in.

Behandling av personuppgifter och frivillighet

Personuppgifter i studien behandlas enligt ditt informerade sam-

tycke. Deltagande i studien är helt frivilligt. Du kan när som helst

återkalla ditt samtycke utan att ange orsak, vilket dock inte påverkar

den behandling som skett innan återkallandet. Alla uppgifter som

kommer oss till del behandlas på ett sådant sätt att inga obehöriga

kan ta del av dem. Uppgifterna kommer att bevaras till dess att ex-

amensarbetet godkänts och betyget har registrerats i Karlstads uni-

versitets studieregister för att sedan förstöras.

Karlstads universitet är personuppgiftsansvarig. Enligt personupp-

giftslagen (dataskyddsförordningen från och med den 25 maj 2018)

har du rätt att gratis få ta del av samtliga uppgifter om dig som han-

teras och vid behov få eventuella fel rättade. Du har även rätt att

begära radering, begränsning eller att invända mot behandling av

personuppgifter, och det som finns möjlighet att inge klagomål till

Datainspektionen. Kontaktuppgifter till dataskyddsombudet på

Karlstads universitet är [email protected]

mailto:[email protected]


63

Hoppas du vill delta i studien!

Michaela Johansson

Handledare:

Torodd Lunde, Universitetsadjunkt och doktorand


64

Bilaga 3 - Samtyckesblankett

Samtycke till att delta i studien:

Hur undervisar mellanstadielärare om partikel-

modellen?

Jag har skriftligen informerats om studien och samtycker till att

delta.

Jag är medveten om att mitt deltagande är helt frivilligt och att jag

kan avbryta mitt deltagande i studien utan att ange något skäl.

Min underskrift nedan betyder att jag väljer att delta i studien och

godkänner att Karlstads universitet behandlar mina personuppgifter

i enlighet med gällande dataskyddalagstiftning och lämnad inform-

ation.

…………………………

Underskrift

………………………… …………………………

Namnförtydligande Ort och datum

Kontakta mig gärna vid eventuella frågor eller funderingar!

Michaela Johansson

Handledare:

Torodd Lunde, Universitetsadjunkt och doktorand

Partikelmodellen i praktiken

Documents

Transcript of Partikelmodellen i praktiken