KEMIN SATT I SAMMANHANG - HUR GÖR MAN ÄMNET RELEVANT FÖR ELEVER?

KEMIN SATT I SAMMANHANG - HUR GÖR MAN ÄMNET RELEVANT FÖR ELEVER? Karolina Broman, Umeå universitet Camilla Christensson, Katedralskolan Lund VAD TYCKER ELEVER ÄR INTRESSANT, RELEVANT, MENINGSFULLT? Öppna frågor ställdes till gymnasielever och deras lärare 243 av 372 elever (65%) svarade: Mer laborationer/demonstrationer N=87 36% Mer verklighets-/vardagsanknytning N= 65 27% Läraren viktig för att det ska vara bra N= 24 10% Allt är redan bra N= 24 10% Alla 18 lärare svarade: Mer laborationer (inte bara explosioner) N=13 Mer verklighets-/vardagsanknytning N=11 Mer tid N=10 1

! STUDENTS CHOICES AND IDEAS ABOUT CHEMISTRY EDUCATION HUR KAN MAN GÖRA KEMIN MER INTRESSANT OCH MENINGSFULL?!! Figure 2. Students opinion, when ranking their top three, on how to improve their chemistry education and to make it more interesting and meaningful 1 More laboratory work 10 More teacher-centred working methods 2 Less laboratory work 11 More calculating tasks 3 More connections to everyday life 12 Less calculating tasks 4 Less connections to everyday life 13 More advanced chemistry 5 More time for chemistry lessons 14 Less advanced chemistry 6 Less time for chemistry lessons 15 More laboratory reports 7 Better chemistry textbooks 16 Less laboratory reports 8 Better teachers 17 More educational visits 9 More student-centred working methods! KONTEXTBASERAD KEMI Kontext sammanhang 1980-talet start i England, Israel, Tyskland, USA och Nederländerna Salters Advanced Chemistry/Biology/Physics Viktigt att kontexterna är relevanta och att eleverna känner igen dem, annars blir eleverna varken motiverade eller intresserade. (Bulte et al., 2006; Vos et al., 2010) 2

Kontexter - sammanhang OLIKA TYPER AV KONTEXTER KAN ANVÄNDAS Personliga, samhälleliga, professionella/tekniska sammanhang Socio-scientific issues (SSI) Svenska SNI, jfr med Jespers presentation igår Beroende på lärarens föreställning kan olika kontexter vara att föredra. Lärare som är mer intresserade av ämneskunskaper i kemi prefer to choose contexts from issues associated with professional and research chemistry, rather than socio-scientific issues. (van Driel et al., 2007; p 169) NEED-TO-KNOW Ledord för kontextbaserad undervisning Vilka kemikunskaper behöver man ha för att förstå t ex hur maten på tallriken ger mig energi, hur mobilen funkar eller hur vi kan leva hållbart? Starten är sammanhanget, inte att man först måste lära sig en massa för att sedan förstå det stora 3

VAD ÄR RELEVANT? ROSE-studien, Relevance of Science Education Datainsamling 2003, 15-åringar Mycket intressant, men samtidigt ifrågasatt https://roseproject.no ROSE 2.0 Relevant för vem/vilka? Ämnesmässigt relevant? Relevant eller intressant? Overall interest: large differences between countries Overall country mean for 108 ROSE items of "I want to learn about" Philippines Uganda Bangladesh India (Gujarat) Zimbabwe Swaziland Botswana Trinidad & T Malaysia Ghana (Centr) Greece Russia (Karel) Portugal Latvia Ireland Poland N. Ireland England Estonia Japan Norway Iceland Sweden Denmark Finland 2,36 2,36 2,35 2,43 2,41 2,53 2,48 2,48 2,47 2,64 2,63 2,58 2,73 2,66 2,83 2,97 2,93 2,86 3,04 3,02 2,99 3,1 3,21 3,2 3,17 In less wealthy countries: Everything is interesting Nordic and Japanese students have the lowest interest (or: are the most selective in their interests?) 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 4

HUR KAN MAN ANVÄNDA RELEVANTA SAMMANHANG I UNDERVISNINGEN? Fundera varför man gör detta? Skapa intresse och motivation Utveckla ämneskunskaper med ett syfte (need-to-know) Kontextbaserade läromedel (nytt digitalt för högstadiet på gång från Karolina och Ulf Ellervik, se bifogad pdf) Kontextbaserad undervisning Kontextbaserade uppgifter för eleverna att arbeta med, samtidigt utveckla problemlösningsförmåga (en generisk kompetens) vårt fokus ELEVERS PROBLEMLÖSNINGSFÖRMÅGA Möta öppna uppgifter satta i sammanhang Kontext i form av läkemedel/energidrycker/bränslen/fetter/choklad/tvål & rengöringsmedel Personligt/samhälleligt/professionellt sammanhang Fokus på högre kunskapsnivåer, inte enbart memorera faktakunskaper, dessa dock grundläggande 5

EXEMPEL PÅ KONTEXTBASERAD KEMIUPPGIFT STEG 1, INTERVJUER 20 gymnasieelever löste två uppgifter vardera enligt thinkaloud (5-10 minuter per uppgift) Två publicerade artiklar Hur elever använder sig av kontexterna för att lösa uppgifterna Hur lärarna kan stötta eleverna i problemlösningen (scaffolding) Resultat, artikel 1 (2014) Löslighet, kemisk bindning, polaritet hänger tydligt samman men är svårt för eleverna att kombinera Eleverna kan ofta använda begreppen var för sig OH-grupper viktiga Personliga kontexter föredras Eleverna använde kontexten Intervjuaren/läraren påverkar problemlösningen 6

STEG 1 Resultat artikel 2 (2018) Hur kan lärare hjälpa eleverna att nå högre kunskapsnivåer med hjälp av dessa uppgifter Namnge/ange beskriv förklara (jfr P-Os kunskapsintressen) INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION 1189 Table 8. Students final solutions to the two problems they solved. Problem 1 Insufficient problem-solvers Independent problem-solvers Progressing problem-solvers Problem 2 Insufficient 3 0 0 Independent 0 6 0 Progressing 0 0 11 Figure 3. The categorisation of the students statements according to the MHC-C framework. The figure presents three interviews to exemplify each problem-solver type. STEG 2, ENKÄT Hur löser eleverna uppgifterna utan stöttning? Vad uppfattar eleverna intressant, relevant, lätt/svårt? Förslag till hur kemiämnet kan utvecklas på gymnasiet 175 gymnasieelever, 2 skolor, 7 olika lärares klasser Hösten 2014 7

Uppgift 1. Läkemedel Mycket Inte alls Hur intressant tycker du att det är med läkemedel? Hur relevant tycker du att det är med läkemedel? Läs igenom de tre följande uppgifterna: A. Kemister på läkemedelsföretag måste designa, utveckla och producera molekyler som ger önskad effekt men också har rätt löslighet för att vara effektiva. Det finns många läkemedel mot huvudvärk på marknaden, t ex Alvedon, Treo och Ipren. När man tittar på dessa tre läkemedelsmolekyler finns det likheter men också skillnader. Vilka delar av molekylen måste läkemedelskemisten ta hänsyn till när det gäller dess spridning i kroppen? B. När läkemedel används i samhället blir det alltid utsläpp i miljön, delvis från det som passerar genom människor vid användning av läkemedlet, delvis från industrier när de producerar läkemedlen. Vilka kemiska egenskaper har nedanstående läkemedelsmolekyler (i huvudvärksläkemedlen Alvedon, Treo och Ipren) som gör att de sprids i miljön? C. När du äter ett läkemedel måste det lösa sig i blodet för att det ska kunna transporteras i kroppen. Blod består till största delen av plasma som främst är uppbyggt av vatten. Om du har huvudvärk finns det många olika läkemedel att välja bland, t ex Alvedon, Treo och Ipren. För att få en snabb reaktion och bli av med smärtan är det viktigt att läkemedelsmolekylen löser sig i blodet. Vad gör att dessa läkemedel kan spridas med blodet? Paracetamol/Alvedon Acetylsalicylsyra/Treo Ibuprofen/Ipren Vilken av uppgifterna (A-C) tycker du är mest intressant? A B C Försök därefter lösa uppgift A, skriv så utförligt du kan på baksidan. Du ska alltså endast lösa A-uppgiften! Lätt Svår Hur svår tycker du att uppgiften var att lösa? EXEMPEL PÅ ELEVSVAR 8

KONTEXTBASERAD PROBLEMLÖSNING Mycket Uppgift 1. Läkemedel Mycket Inte alls Hur intressant tycker du att det är med läkemedel? Hur relevant tycker du att det är med läkemedel? Intressant Relevant Inte alls Läkemedel Bränsle Tvål och rengöringsmedel Energidrycker Fetter VILKEN KONTEXT ÄR MEST INTRESSANT? Antal elever 100 90 80 70 60 50 40 30 20 Per sonlig Samhällelig Profe ssione ll Antal elevsvar 400 350 300 250 200 150 100 10 0 Läkemedel Bränsle Tvål och rengöringsmedel Energidrycker Fetter 50 0 Annorlunda mönster, varför? Total 9

STEG 3, INTERVJUER 25 elever diskuterade begreppen intressant och relevant, signalord i uppgifterna lyftes upp som viktiga Varför är exempelvis fetter mer intressant i den professionella kontexten? Vilka ord reagerar eleverna på i uppgifterna? 1. Ord från vardagen (t ex transfetter, huvudvärkstabletter, biobränslen, E85, palmolja), skapar intresse 2. Nya, svåra kemiord (t ex NMR, ytspänning, hydrogenering) även om orden förklarades i uppgifterna, påverkar negativt 3. Siffervärden i uppgiften gör att man tror att man ska räkna FÖRSLAG PÅ FÖRBÄTTRINGAR AV KEMIN 78 av 175 elever i steg 2 gav kommentarer kring hur vi kan förbättra skolans kemiundervisning Fråga ställdes också om denna typ av uppgifter var vanliga eller inte De menar att de är ovana men uppskattar denna typ av uppgifter Ha mer fokus på verkligheten, dvs koppla det till relevanta områden som visar vad kemi verkligen är och varför kunskapen behövs. Ex. Medicin, Toxikologi, Fetter. Koppling till saker som berör oss ungdomar/människor, i läroböckerna är det mer industriella kopplingar vilket inte är lika intressant. Kurserna bör sätta faktan i användning, dvs om man lär sig om t ex organiska ämnen så bör detta användas i praktiska ändamål i form av problemlösning liknande dessa uppgifter 10

WORKSHOP Vilka sammanhang kan vara relevanta och intressanta för era elever? Välj en specifik kontext, diskutera i gruppen hur det kan konkretiseras till undervisning, exempelvis genom att skapa någon/några kontextbaserade uppgifter INFÖR WORKSHOP Exempel på lektionsupplägg med kontextbaserad problemlösning Tidningsartiklar Laboration Varför ska man lära sig om kemisk bindning? 11

TIDNINGSARTIKLAR - LEKTIONSUPPLÄGG Gymnasieelever som gick kursen Kemi 1 och hade haft undervisning om kemisk bindning (men inte om organisk kemi) Delades in i små grupper om två eller tre elever per grupp Varje grupp läste en eller två tidningsartiklar Fick besvara en eller ett par frågor med hjälp av olika källor Presenterade vad de kommit fram till för hela klassen i slutet av lektionen TIDNINGSARTIKLAR - EXEMPEL Artikel Frågor Skölj gärna men gifterna blir kvar Varför går det inte att skölja bort bekämpningsmedel från frukt och grönsaker? Varför kan det vara farligt att få i sig bekämpningsmedel? Artiklar Frågor Julfettet täpper till avloppen Åttaåring fick svar på flaskpost Varför är en del fetter fasta medan andra är flytande vid rumstemperatur? Hur kan fettet täppa till avloppen? Hur kan flaskan tätas med stearin? Artikel Fråga Luktforskning prisas Vad krävs för att vi ska kunna känna doften av parfym? 12

TIDNINGSARTIKLAR FÖRSLAG PÅ KÄLLOR Läroböcker Internet Andersson, Stig, Sonesson, Artur och Vanneberg, Nils-Gösta (2001) Kemin i samhället. Liber Ljung, Johanna (2004) Kroppens kemi om balans, obalans och botemedel. Liber Lodén, Marie (2013) Ren, mjuk och vacker kemi och funktion hos kosmetika. Apotekarsocieteten Sterner, Olov (2010) Förgiftningar och miljöhot. Studentlitteratur LABORATION - LEKTIONSUPPLÄGG Gymnasieelever som gick kursen Kemi 1 och hade haft undervisning om kemisk bindning (men inte om organisk kemi) Lektion 1 Läste tidningsartikel Onödiga kemikalier ökar risken för allergier Valde något att göra fläckar med och ta med till nästa lektion exempel: avokado, rödbeta, svarta vinbär, kaffe, choklad, gräs, cykelolja, ketchup, blod Lektion 2 Gjorde fläckar på antingen T-shirt (klippta vita tygbitar av bomull) eller skärbräda (utsågade bitar av plast) Systematiskt göra likadana fläckar på flera tygbitar eller plastbitar Testade olika ämnen för att försöka ta bort fläckarna exempel: kallt vatten, vart vatten, tvål, diskmedel, tvättmedel, ättika, citronsyra, salt, lacknafta 13

LABORATION - LEKTIONSUPPLÄGG Lektion 3 Försökte förklara varför fläckarna gick att ta bort med vissa ämnen, men inte med andra Letade fram strukturformler och försökte rita ut intermolekylära bindningar WORKSHOP Vilka sammanhang kan vara relevanta och intressanta för era elever? Välj en specifik kontext, diskutera i gruppen hur det kan konkretiseras till undervisning, exempelvis genom att skapa någon/några kontextbaserade uppgifter Kontakta oss gärna: karolina.broman@umu.se 14

2018-10-04 LÄSTIPS DE JONG, BLONDER, OVERSBY ADVANCES IN LEARNING ENVIRONMENTS RESEARCH Ingo Eilks Institute for Science Education, University of Bremen, Germany and Avi Hofstein (Eds.) Department of Science Teaching, Weizmann Institute of Science, Israel This book is aimed at chemistry teachers, teacher educators, chemistry education researchers, and all those who are interested in increasing the relevance of chemistry teaching and learning as well as students perception of it. The book consists of 20 chapters. Each chapter focuses on a certain issue related to the relevance of chemistry education. These chapters are based on a recently suggested model of the relevance of science education, encompassing individual, societal, and vocational relevance, its present and future implications, as well as its intrinsic and extrinsic aspects. ISBN 978-94-6300-173-1 SensePublishers DIVS Spine 20.676 mm From Theory to Practice Ingo Eilks and Avi Hofstein (Eds.) Teachers Creating Context-Based Learning Environments in Science R. Taconis Eindhoven University of Technology, The Netherlands P. den Brok Eindhoven University of Technology, The Netherlands and A. Pilot (Eds.) Utrecht University, The Netherlands Context-based science education has led to the transformation of science education in countries all over the world, with changes also visible in learning environments and how these are being shaped. These changes involve authentic problems on research and design, new types of interactions within communities of practice, new content areas and also new challenges for teachers in teaching, motivating, scaffolding and assessing their students, among other things. ADVANCES IN LEARNING ENVIRONMENTS RESEARCH Teachers Creating Context-Based Learning Environments in Science R. Taconis, P. den Brok and A. Pilot (Eds.) This book focuses on context-based science education and its resulting changes in the perspective of research on learning environments. It also focuses on the implications for the teachers and the professional development of their competencies and beliefs. The book consists of eleven chapters by experts in various themes surrounding learning environments research and science education, preceded by and concluded with a chapter with reflections on context-based learning environments in science by the editors of this book. The conclusion they draw is that professional development of science teachers may be the most important and the most difficult part of the process of teachers creating context-based learning environments in science, as is the focus in the title of this book. ISBN 978-94-6300-682-8 SensePublishers ALER 9 R. Taconis, P. den Brok and A. Pilot (Eds.) Cover image by Ziv Ariely Ingo Eilks and Avi Hofstein (Eds.) Two highly distinguished chemical educators, Ingo Eilks and Avi Hofstein, have brought together 40 internationally renowned colleagues from 16 countries to offer an authoritative view of chemistry teaching today. Between them, the authors, in 20 chapters, give an exceptional description of the current state of chemical education and signpost the future in both research and in the classroom. There is special emphasis on the many attempts to enthuse students with an understanding of the central science, chemistry, which will be helped by having an appreciation of the role of the science in today s world. Themes which transcend all education such as collaborative work, communication skills, attitudes, inquiry learning and teaching, and problem solving are covered in detail and used in the context of teaching modern chemistry. The book is divided into four parts which describe the individual, the societal, the vocational and economic, and the non-formal dimensions and the editors bring all the disparate leads into a coherent narrative, that will be highly satisfying to experienced and new researchers and to teachers with the daunting task of teaching such an intellectually demanding subject. Just a brief glance at the index and the references will convince anyone interested in chemical education that this book is well worth studying; it is scholarly and readable and has tackled the most important issues in chemical education today and in the foreseeable future. Professor David Waddington, Emeritus Professor in Chemistry Education, University of York, United Kingdom Relevant Chemistry Education Teachers Creating Context-Based Learning Environments in Science From Theory to Practice Relevant Chemistry Education Relevant Chemistry Education Spine 13.995 mm 1 15