EXAMENSARBETE. "Det kommer onekligen att smälta" En studie om elevers föreståelse för vattnets fasförändringar. Malin Matti Emilia Stålnacke

EXAMENSARBETE "Det kommer onekligen att smälta" En studie om elevers föreståelse för vattnets fasförändringar Malin Matti Emilia Stålnacke Lärarexamen, grundnivå Lärarexamen, 210 hp Luleå tekniska universitet Institutionen för konst, kommunikation och lärande

Det kommer onekligen att smälta En studie om elevers förståelse för vattnets fasförändringar Malin Matti Emilia Stålnacke Lärarutbildning Allmänt utbildningsområde C-nivå Institutionen för Konst, kommunikation och lärande Handledare: Per Högström Examinator: Ing-Marie Munkhammar

Förord Det känns bra att äntligen få skriva dessa ord. Det har varit både roligt och jobbigt att skriva detta examensarbete och vi är därför oerhört glada över att det äntligen är färdigt. Först och främst vill vi tacka varandra för ett bra samarbete och mycket tålamod. Vi riktar ett stort tack till de lärare och elever som deltagit i undersökningen, det är ni som gjort att detta arbete blivit av. Vi är även tacksamma för det stöd vi fått från alla runt omkring oss under arbetets gång. Ett speciellt tack till vår studiekamrat Anna Granberg för alla reflektioner och positiva samtal vi haft tillsammans. Vi vill även tacka vår handledare Per Högström för hans utmaningar och stora engagemang som väglett oss genom hela arbetet. December 2011 Malin Matti och Emilia Stålnacke

Abstrakt Studiens syfte var att undersöka hur elever i årskurs två förstår vattnets fasförändringar i jämförelse med elever i årskurs fyra. Även elevernas kunskaper i förhållande till kursplanens centrala innehåll och kunskapskrav undersöktes. Studien baseras på 52 elever varav 24 i årskurs två och 28 i årskurs fyra. För att ta reda på hur eleverna förstod vattnets fasförändringar gjordes kvalitativa gruppintervjuer där eleverna fick förklara olika fenomen som visades för dem. Även intervjuer med lärarna för klasserna har gjorts för att ta reda på vilken undervisning eleverna har fått. I analysen har vi undersökt hur Piagets och Vygotskijs kunskapssyn återspeglas i elevernas sätt att använda begrepp och förklara fasförändringar. Resultatet visar att eleverna i årskurs två har vardagliga föreställningar om vattnets fasförändringar medan eleverna i årskurs fyra har en mer utvecklad förståelse och använder kemiska begrepp. De vardagliga föreställningarna som är vanliga i årskurs två förekommer även i årskurs fyra. Studiens resultat indikerar att elevernas vardagsföreställningar är svåra att förändra med den undervisning de fått. Det är därför viktigt med naturvetenskaplig undervisning redan i tidiga skolår för att eleverna ska få möjlighet och den tid som krävs för att förändra och utveckla sina föreställningar av naturvetenskapliga fenomen. Nyckelord: Naturvetenskapligt lärande, elevers vardagliga och naturvetenskapliga föreställningar, begreppsbildning, kemi, vattnets fasförändringar.

Innehåll 1. Inledning... 1 2. Bakgrund... 2 2.1 Förklaring till ord och begrepp... 2 2.2 Fasförändringar... 3 2.3 Piagets och Vygotskijs kunskapssyn... 3 2.4 Elever utvecklar begrepp... 4 2.5 Vardagliga och vetenskapliga föreställningar av naturvetenskapliga fenomen... 5 2.6 Bearbetning av kunskap... 6 2.7 Styrdokument... 7 3. Syfte... 9 3.1 Frågeställning... 9 4. Metod... 10 4.1 Urvalsgrupp... 10 4.2 Genomförande... 10 4.2.1 Gruppintervjuer... 11 4.2.2 Datainsamling... 11 4.3 Fenomenografisk ansats som analysmetod... 11 5. Resultat... 13 5.1 Undervisning... 13 5.2 Årskurs två... 13 5.2.1 Var vatten finns och vad det består av... 13 5.2.2 Smältning, stelning och vattnets tre former... 14 5.2.3 Kokning... 14 5.2.4 Kondensation... 14 5.2.5 Avdunstning... 14 5.2.6 Sammanfattning... 14 5.3 Årskurs fyra... 15 5.3.1 Var vatten finns och vad det består av... 16 5.3.2 Smältning och stelning... 16 5.3.3 Kokning, kondensation och avdunstning... 16 5.3.4 Sammanfattning... 16 5.4 Jämförelse mellan årskurserna... 18

5.5 Jämförelse med kursplanen... 18 5.5.1 Årskurs två... 19 5.5.2 Årskurs fyra... 19 6. Diskussion... 20 6.1 Metoddiskussion... 20 6.1.1 Validitet och reliabilitet... 20 6.1.2 Urvalsgrupp... 20 6.1.3 Genomförande... 20 6.1.4 Gruppintervjuer... 21 6.1.5 Datainsamling... 22 6.1.6 Analysmetod... 22 6.2 Resultatdiskussion... 23 6.2.1 Undervisningens påverkan... 23 6.2.2 Elevernas egna iakttagelser... 24 6.2.3 Vattnets uppbyggnad... 24 6.2.4 Smältning och stelning... 25 6.2.5 Kokning, kondensation och avdunstning... 25 6.3 Avslutande reflektion och framtida forskning... 26 Referenslista... 28 Elektroniska resurser... 29 Bilaga 1... 30 Bilaga 2... 31 Bilaga 3... 32

1. Inledning Efter att ha läst kursen Barnen i naturen har vi utvecklat ett intresse för det naturvetenskapliga ämnet. Det finns många intressanta problemområden inom naturvetenskap, ett av dem är hur elever förstår begreppen inom kemins område fasförändringar. Vi har genom verksamhetsförlagd utbildning i grundskolan erfarit att fasförändringar är något som är svårt för elever i tidiga skolår. Dessutom påvisar forskning inom samma åldersgrupp liknande resultat (Holgersson & Löfgren, 2004; Lindner, 2007; Löfgren & Helldén, 2005). Elever i olika åldrar har svårt att använda sig av begrepp inom området fasförändringar och även inom naturkunskapsämnet i sin helhet. Det är mer vanligt att elever använder sig av vardagliga begrepp som till exempel ånga istället för gas (Bar, 1989). Elevernas kunskaper kommer att jämföras med kursplanens centrala innehåll och kunskapskrav för årskurs tre och sex i vår studie. Vi anser att det är en relevant jämförelse eftersom kursplanen, som skolans verksamhet ska genomsyras av, behandlar begrepp inom området fasförändringar redan i årskurs sex och forskare menar att dessa är svåra för barn att förstå. Då kunskapskraven är uppsatta för årskurs tre och sex anser vi att vår studie är lämplig att utföra i årskurs två och fyra eftersom eleverna i årskurs fyra ska ha uppnått kunskapskraven för årskurs tre och eleverna i årskurs två ska vara på väg mot dessa. Kunskapskraven för årskurs sex kommer att beröras eftersom eleverna i årskurs fyra ska arbeta mot dem. Vår tanke är att eleverna i årskurs två inte har fått all undervisning som krävs för att nå upp till kunskapskraven för årskurs tre. Vi vill ta reda på detta eftersom vi som blivande lärare anser att det är intressant att veta var elevers förståelse ligger i förhållande till de mål som finns i styrdokumenten. Vår studie kan utveckla kunskaper om elevers förståelse av begrepp inom området fasförändringar i tidig skolålder. Den kan också vara en vägledning till lärare, om vilka begrepp inom området som är svåra för elever att förstå samt vad det beror på. För oss som blivande lärare kan denna studie utveckla våra kunskaper om elevers förståelse för olika begrepp inom vissa områden i kemin. Har vi kunskap om elevers förståelse för olika begrepp underlättar det för oss att ge elever goda förutsättningar för lärande. Om vi som lärare vet vilka begrepp som är svåra att förstå får vi även själva bättre förutsättningar för planering av undervisningen. Vi har fördelat litteraturen mellan oss och skrivit ner intressanta och viktiga delar för att sedan arbeta fram en gemensam text. Detta har skett på samma sätt i alla delar av uppsatsen. Intervjuerna med elever och lärare samt transkription av dem har gjorts tillsammans. Vi har även analyserat och diskuterat resultatet tillsammans. Diskussionen har skrivits tillsammans under ett gemensamt samtal om vad som ska finnas med. Vi anser därmed att vi tagit lika stort ansvar för uppsatsen. 1

2. Bakgrund Bakgrunden börjar med en förklaring av ord och begrepp som uppkommer flera gånger i texten. Sedan kommer en förklaring av området fasförändringar kopplat till vatten, vad det är och hur det kan förklaras på ett naturvetenskapligt sätt. Studien fokuserar på inlärning utifrån Piagets och Vygotskijs kunskapssyn och därmed innehåller bakgrunden en förklaring och jämförelse dem emellan. Därefter görs en beskrivning av tidigare forskning om hur elever utvecklar kunskap om och förståelse för naturvetenskapliga begrepp och vad som är viktigt att tänka på i skolans undervisning. Styrdokumenten är en viktig del i skolans värld eftersom skolans verksamhet ska präglas av den. Vår tolkning av skolans läroplan och kursplan i kemi för årskurs ett till tre samt årskurs sex är ett avslutande avsnitt i bakgrunden. 2.1 Förklaring till ord och begrepp I texten förekommer ord och begrepp som kan behöva en grundligare förklaring för att läsaren ska förstå texten bättre. Både termen barn och termen elev används. När utveckling och lärande från födseln behandlas används termen barn istället för elev. Med barn avses de i åldern innan skolålder och med elev de barn som går i skolan. Termen barn används när lärande beskrivs ur ett generellt perspektiv och termen elev när lärandet och utvecklingen gäller barn i skolan. När ordet fenomen används avses en företeelse, något som visar sig (Alexandersson, 1994). Ett vardagsfenomen kan vara en vanlig förekommande händelse i vardagen som till exempel att isen smälter på våren. Ett naturvetenskapligt fenomen kan vara att is smälter för att molekylernas rörelse ökar. I texten behandlas barns och elevers föreställningar om naturvetenskapliga fenomen, då används begreppen vardagsföreställning och naturvetenskaplig föreställning. Vardagsföreställning beskriver en föreställning om något naturvetenskapligt på en vardaglig nivå. Det kan till exempel vara en föreställning att vatten fryser till is för att det blir kallt. Föreställningen är grundad på egna upplevda erfarenheter som till exempel att vattenpölarna har stelnat när det varit kallt ute. En naturvetenskaplig föreställning till att vatten fryser till is är att vattnets fryspunkt är noll grader vilket medför att det stelnar när det är kallare än noll eller att molekylernas rörelse minskar när vattnet kyls ned. Termerna vardagligt begrepp och naturvetenskapligt begrepp förekommer ofta i texten. Ett vardagligt begrepp är till exempel ordet frysa. Frysa är i vardagsspråket en korrekt beskrivning av vad som händer när vatten läggs i frysen men även något som används som beskrivning till att vara nedkyld och känna sig frusen. När termen vetenskapliga begrepp används avses enligt naturvetenskapen korrekta begrepp. Begreppet frysa är enligt naturvetenskapen inte ett korrekt begrepp utan där bör istället begreppet stelna användas. Att inneha ett utvecklat molekylbegrepp innebär att förklaringar av vattnets fasförändringar görs på mikronivå. Det kan till exempel vara att vatten stelnar till is för att molekylernas rörelse minskar. 2

2.2 Fasförändringar Ett ämne som ändrar form och övergår från en fas till en annan kallas fasförändring. De fasförändringar som sker är när ett ämne övergår från fast till flytande, från flytande till gas, från gas till flytande eller från flytande till fast. Is som smälter till vatten är ett exempel på en av vattnets fasförändringar. Det är alltid samma molekyler före och efter en fasförändring. Skillnaden mellan två faser är hur molekylerna rör sig och vilket avstånd de håller till varandra. Mellan en fasförändring och en kemisk reaktion är skillnaden att det vid det sistnämnda bildas ett nytt ämne. En kemisk reaktion innebär att atomer reagerar med varandra och bildar nya molekyler. Vatten är partiklar med tomrum mellan varandra. Partiklar är enligt Svenska akademiens ordlista (2011) en smådel av ett ämne eller av materia. Vatten består av atomerna väte och syre som tillsammans bildar vattenmolekyler. Den kemiska beteckningen för vatten är H 2 O. Vattenmolekylerna står aldrig stilla utan är i ständig rörelse. I en vattenpöl på golvet rör sig molekylerna i en väldig fart och den har från en dag till en annan avdunstat. Det beror på att molekylerna rör sig så snabbt att de ibland får sådan hög fart att de lämnar sin pöl. Vattnet har övergått till gasform, molekylerna har spridit ut sig en och en i rummet och det går inte längre att se dem. Denna process kallas för avdunstning. För att skynda på den kan energi tillföras. Det resulterar i att molekylerna rör sig ännu snabbare. När en tröja hängs på tork i solen kommer den att torka snabbare än om den hänger inomhus eftersom molekylernas rörelse ökar av solens värme. När vatten kokas på spisen är det värmestrålningen från plattan som gör att molekylerna rör sig fortare, det vill säga att vattnet till slut börjar koka. Om vattnet får koka utan lock kommer alla vattenmolekyler att tillslut vara utspridda i luften i och med att de rör sig så fort. Molekylernas rörelse minskar när energin avtar. När molekylerna når fönstret kommer det därmed att bildas kondens, vattenångan kyls ned och det blir flytande igen. När vatten stelnar minskar molekylernas rörelse. I is är molekylerna längre ifrån varandra än i flytande vatten. Det är därför is flyter på vatten. Vatten är det enda ämne där den fasta formen är lättare än den flytande. När isen smälter igen ökar molekylernas rörelse och molekylerna kommer närmare varandra. 2.3 Piagets och Vygotskijs kunskapssyn Det finns ett flertal kunskapsteoretiker som forskat om hur barn tillägnar sig och utvecklar kunskap. Studien fokuserar på Jean Piagets och Lev Vygotskijs olika kunskapssyn. De studerade hur barn konstruerar kunskap av sin livsvärld (Hwang & Nilsson, 2003). Piaget (1976) belyser att kunskap inte är något som kan överföras från en person till en annan utan att individen själv måste skapa den. Barns utveckling påverkas av både tidigare erfarenheter och den själsliga mognaden (Piaget, 1976). Piaget menar att människan tillägnar sig nya intryck och ny kunskap på två olika sätt, genom assimilation och ackommodation. Med assimilation menas att gammal kunskap kan berikas med ny, medan ackommodation innebär att kunskapen som en människa tidigare tillägnat sig måste förändras och anpassas efter den nya (Hwang & Nilsson, 2003). Vygotskij belyser precis som Piaget att barnet hela tiden tillägnar sig kunskap aktivt från omvärlden. Till skillnad från Piaget visar Vygotskij även att det sociala och kulturella sammanhang en människa befinner sig i har betydelse för inlärningen av ny kunskap. All kunskap en människa tillägnar sig är bunden till en kulturell situation och det sociala samspelet med omgivningen (Vygotskij, 2001). Det finns alltid någon kunskap sedan tidigare som utvecklar den nya kunskapen barn tillägnar sig. Barn lär sig från den dag de föds, genom att samtala med och härma de vuxna (Vygotskij, 1978). 3

Piaget beskriver barns utveckling i fyra faser. Faserna bygger på varandra vilket innebär att de uppkommer i samma ordning för alla barn (Hwang och Nilsson, 2003). Piaget (1976) hävdar att utvecklingsfaserna beskriver den mest gynnsamma utvecklingen och att den varken bör skyndas på eller saktas ner. Vygotskij (1978) anser däremot att barn måste få möta nya utmaningar som kräver egen ansträngning för att utveckla sina kunskaper. Dessa utmaningar som ingår i det Vygotskij kallar för den proximala utvecklingszonen kräver att en vuxen finns som stöd. Den proximala utvecklingszonen definierar Vygotskij (1978) som det avstånd som uppstår mellan barnets utvecklingsnivå vilken visar sig vid enskild problemlösning och den utvecklingsnivå som framträder när en vuxen vägleder och hjälper barnet vid problemlösning. "It is the distance between the actual developmental level as determined by independent problem solving and the level of potential development as determined through problem solving under adult guidance or in collaboration with more capable peers" (Vygotskij, 1978, s.86). Den proximala utvecklingszonen innebär för barns utveckling att med hjälp av en vuxen kunna lösa ett problem för att senare göra det på egen hand. I barnets tankevärld finns då en lösningsmetod som är under utveckling och på väg mot mognad. Det är viktigt att undervisningen i skolan syftar till att eleverna utvecklar ett djupare lärande. Därför måste nivån på undervisningen ligga så pass högt att den utmanar eleverna och ger dem möjlighet till utveckling (Vygotskij, 1978). 2.4 Elever utvecklar begrepp Inom naturvetenskapen finns mängder av begrepp som är svåra att förstå och använda sig av för både barn och vuxna. Pedersens (1992) studie visar att det fortfarande i årskurs nio finns elever som saknar ord och begrepp för att göra naturvetenskapliga förklaringar och därmed inte uppnår kursplanens mål. Skolan har en avgörande roll i utvecklingen av både de vardagliga och vetenskapliga begreppen hos barn. Beroende på hur undervisningen ser ut kommer begreppsutvecklingen ske på olika sätt. Det finns ett ytligt användande av begrepp hos barn i åldern före tonåren (Vygotskij, 2001). Att introducera ett förenklat molekylbegrepp för elever i tidig ålder är gynnsamt eftersom de gärna använder sig av ordet molekyl för att förklara naturvetenskapliga fenomen (Lindner, 2007). Ett förenklat molekylbegreppet kan innebära att olika sorters molekyler introduceras, som till exempel vattenmolekyler, luftmolekyler och trämolekyler. Det är viktigt att till en början införa vetenskapliga begrepp på ett okonventionellt sätt för yngre elever (Holgersson & Löfgren 2004). Molekylbegreppet ger elever något att grunda sina föreställningar på och utveckla sitt tänkande (Lindner, 2007). Det kan även vara ett bra verktyg för elever i tidig ålder att använda vid förklaringar av naturvetenskapliga fenomen samt ge dem bättre förutsättningar att i skolans senare del förstå mer avancerade förklaringsmodeller (Löfgren, 2009). Introduceras begreppen först i senare skolår hinner inte eleverna utveckla en förståelse för dem eftersom de är så pass abstrakta att utvecklingen tar lång tid (Harlen, 1998). Både Harlen (1998) och Vygotskij (2001) belyser att förståelsen för begreppen inte är fullständig förrän de kan användas i olika sammanhang. Många elever kan mycket om molekyler när de blir tillsagda att berätta om det, men har svårt att se kopplingen mellan sin egen uppfattning av molekylbegreppet och de vardagsfenomen som finns (Eskilsson, 2001; Lindner, 2007). Det beror troligtvis på att de fortfarande har kvar sina vardagsföreställningar vid sidan om de nyutvecklade partikelmodellerna. Trots ihärdig undervisning fortsätter elever att prata om fenomen på makronivå. Vilket i sin tur kan bero på en ovana att använda sin molekylmodell hos eleverna eller att de är för osäkra på modellen för att självmant använda den i samtal. Elever som spontant använder sig av molekylbegreppet i sina förklaringar är väldigt säkra på sin kunskap. Det innebär dock inte att alla elever som inte 4

gör detta är osäkra på sin kunskap utan det kan även bero på att de inte anser att molekylbegreppet behöver användas för att förklara något vardagligt. Det kan även vara så att eleverna har svårt att själva sammankoppla de olika delarna av kunskap till en helhet i sina förklaringar (Eskilsson, 2001). Eskilsson (2001) beskriver hur eleverna i hans studie utvecklar användandet av tidigare upplevelser som hjälp för att förklara naturvetenskapliga fenomen. Elevernas erfarenheter har stor betydelse när de talar om de fenomen vi diskuterar vid intervjuerna. Kvaliteten i hur eleverna anknyter till sina erfarenheter ökar under studien. Nästan tre fjärdedelar av eleverna använder sina erfarenheter när de beskriver mönster eller orsaker i den fjärde intervjun mot drygt hälften så många i den första. Det är också många som under projektet ser fler och fler kopplingar mellan sina erfarenheter och det vi talar om. Det kan bero på att de har en bättre förståelse av sina begrepp och därigenom ser kopplingarna. Det kan också bero på att de blir mer vana vid att tala om sina erfarenheter under projektet och att de vågar hänvisa till dem (Eskilsson 2001, s.186). Det är vanligt att elever inte förstår skillnaden mellan de kemiska begreppen kemisk reaktion och fysikalisk förändring. Elever uppfattar ofta vatten och is som två olika ämnen. Ett problem som kan uppstå med en sådan uppfattning är att elever skulle kunna beskriva smältning som att ett nytt ämne bildas (Eskilsson, 2001). För att förstå ett visst begrepp inom naturvetenskapen behövs ibland en förståelse för de relaterade begreppen. Exempelvis för att förstå avdunstning kan det bli lättare om förståelse för molekylbegreppet redan finns (Löfgren, 2009). Det hjälper även många elever att på ett mer självsäkert sätt förklara till exempel avdunstning och kondensation. Holgersson och Löfgren (2004) visar dock att elever inte använder molekylbegreppet om de inte har användning för det. De visar även att användningen av det är låg i samtal om vatten (Holgersson & Löfgren, 2004). Det är inte förrän vid tio och elva års ålder elever börjar använda begreppen förångning och avdunstning. Förångning kan de förklara med ett molekylbegrepp men avdunstning är fortfarande en process eleverna refererar till varmt vatten (Löfgren, 2009). Eskilsson (2001) beskriver att avdunstning i förhållande till kokning är svårt att förklara utan ett partikeltänkande. 2.5 Vardagliga och vetenskapliga föreställningar av naturvetenskapliga fenomen Det finns skillnader och vissa mönster i elevers tänkande om naturvetenskapliga fenomen (Harlen, 2000). Med stigande ålder förändrar och utvecklar elever sina förklaringar för fenomen. De går från konkreta orsaker i sina förklaringar till mer rikare och detaljerade förklaringar och börjar se samband och likheter mellan olika fenomen desto äldre de blir. Eskilsson (2001) belyser att det troligen beror på att äldre elever har hunnit få mer erfarenhet av naturvetenskapen och därmed har fler upplevelser att utgå ifrån i sina förklaringar av fenomen. Bland elever i tidig skolålder är det vanligt att de förlitar sig till sina tidigare upplevda erfarenheter när de förklarar olika fenomen (Eskilsson, 2001; Holgersson & Löfgren, 2004; Lindner, 2007; Löfgren & Helldén, 2005). Vardagsföreställningar finns i alla åldrar men kommer till uttryck på olika sätt. Elever i tidig skolålder använder ibland sin naturvetenskapliga kunskap de tillägnat sig i skolan, som stöd för sina vardagliga föreställningar (Osborne & Cosgrove, 1983). Det är vanligt att elever blandar vardagliga och naturvetenskapliga förklaringar (Eskilsson, 2001; Lindner, 2007). Elever i åldern fem till åtta år utgår ofta från sig själva i sina föreställningar om naturvetenskapliga fenomen medan elever i åldern åtta till tolv år börjar påverkas av andra. Äldre elever har lättare att relatera sina egna erfarenheter till naturvetenskapliga förklaringar (Harlen, 2000). 5

I åldern sex till sju år har eleverna oftast ingen förklaring till hur kondens uppstår men de som har börjat utveckla en förklaring anger värme i sina svar. Vid nio års ålder använder många elever värme och luft i sina förklaringar till hur kondens uppstår (Löfgren & Helldén, 2005). Vid en situation då vatten spillts på golvet och elever ska förklara var vattnet tagit vägen säger de flesta fem- och sexåringar att vattnet försvinner, men kan inte berätta var eller hur. De har svårt att förknippa ånga med processen avdunstning eftersom de ofta anser att vattnet måste koka eller bli varmt för att det ska bildas ånga. Sju- och åttaåringar svarar oftast att vattnet trängt igenom eller sugits upp av golvet. Ibland nämner de att det finns hål i golvet där vattnet försvinner. Efter åtta års ålder börjar de flesta elever få en klarare uppfattning och svarar att vattnet åker upp i luften. Från åtta till elva års ålder utvecklas denna uppfattning och elever börjar mer och mer använda sig av ånga i sina förklaringar och i stor mån även ordet avdunstning (Bar, 1989). 2.6 Bearbetning av kunskap Redan från födseln börjar barn utveckla egna föreställningar om vardagsfenomen. När de kommer till skolan ska dessa föreställningar förenas med nya kunskaper och utvecklas mot vetenskapliga modeller (Vygotskij, 2001). Hodson (1998) och Sjøberg (2010) belyser vikten av att ta tillvara på elevernas vardagsföreställningar för att kunna styra deras förståelse åt rätt håll. Många vetenskapliga modeller elever lär sig kan vara abstrakta för dem och inte relatera till någon tidigare vardagserfarenhet påpekar Osborne och Cosgrove (1983). Elevers egna föreställningar om hur vardagsfenomen fungerar kan med hjälp av naturvetenskaplig undervisning påverkas. Undervisningen måste vara utformad utifrån elevernas föreställningar, annars kommer en del av dem inte att förändras, eller förändras på ett oönskat sätt (Osborne & Cosgrove, 1983). Det kan vara svårt för elever att med hjälp av tidigare erfarenheter förklara den nyvunna kunskapen på ett naturvetenskapligt sätt. De använder ofta en förklaring som verkar rimlig för dem själva. Ett exempel är en elev som hade föreställningen att något som inte flyter gör det om det är tillräckligt djupt. Den föreställningen gick inte att motbevisa av läraren och därmed gick inte elevens föreställning att förändra. För att hjälpa eleven att utveckla ett annat sätt att förstå fenomenet bör läraren presentera alternativa förklaringar. Det kan vara till hjälp om eleven kan knyta fenomenet till någon relevant erfarenhet (Harlen, 2000). En undervisning där eleverna får möjlighet att erfara innehållets objekt ur flera perspektiv ger möjligheter till ett förståelseinriktat lärande. I undervisningen ska det finnas med varierade exempel av samma lärandeobjekt för att eleverna ska få chansen till ett konstituerande av innehållet i undervisningen (Dimenäs, 2001). Det är viktigt att som lärare ha en helhetssyn på elevers utveckling och framsteg för att kunna förena de delar eleverna utvecklat med en helhetsförståelse. Det är inget eleverna kan göra på egen hand (Harlen, 2000). Utifrån sin studie visar Lindner (2007) att elevers egna föreställningar inom naturvetenskap kan vara svåra att förändra, de vill gärna hålla fast vid sin egen föreställning. Det är därför viktigt att ge eleverna möjlighet att dela med sig av sina tankar med andra och reflektera över sin egen utveckling eftersom det ger dem bättre möjligheter för lärande (Lindner, 2007). Den naturvetenskapliga undervisningen bör syfta till att elever förenar den nyvunna kunskapen med den gamla. Det är dock inte lätt eftersom alla barn förstår ett fenomen på olika sätt beroende på vilka förkunskaper de har. Det är därför viktigt att ta tillvara på elevernas förkunskaper för att kunna möta dem där de befinner sig (Harlen, 2000; Hodson, 1998; Sjøberg, 2010). 6

I den naturvetenskapliga undervisningen är det extra viktigt att läraren uppmuntrar alla elever till nyfikenhet och kritisk reflektion slår Harlen (2000) fast. Hon belyser vikten av att elever utvecklar respekt för bevis samt är villiga att förändra idéer i naturvetenskapen. Det kan till exempel innebära att elever som sällan ställer frågor uppmuntras att göra det för att utveckla sin nyfikenhet. Barn har ofta svårt att tro på något som skiljer sig från deras egna föreställningar om de inte får bevis på det. Det går inte att anta att elever tror på naturvetenskapen i samma utsträckning som vuxna gör, utan de måste få träning i detta. Det är därför viktigt att samtala med eleverna om deras föreställningar och hur de har förändrats. Benägenheten att förändra idéer är en nödvändighet för naturvetenskapen eftersom det ständigt kommer nya upptäckter. Det kan annars bli förvirrande om de går emot elevens egna föreställningar. Kritisk reflektion är också en viktig del eftersom det i naturvetenskapen inte alltid blir det resultat som önskats vid till exempel ett experiment. Då är det viktigt att kunna göra en kritisk reflektion kring hur det går att göra annorlunda för att få ett annat resultat (Harlen 2000). Experiment i undervisningen kan utveckla elevers förståelse och uttryckssätt kring ett särskilt fenomen. Vid experimenten är det viktigt med interaktion mellan lärare och elev där läraren finns som stöd för eleven och kan problematisera undervisningen för att utveckling ska ske (Dimenäs, 2001). Det bör finnas med redan från skolstart eftersom det är då elever är som mest angelägna att använda naturvetenskapliga förklaringar istället för vardagliga när de förklarar ett fenomen, slår Osborne & Cosgrove, (1983) fast. I de lektioner där fokus ligger på praktiska övningar istället för innehåll hamnar innehållet i bakgrunden. Om innehållet är i fokus hamnar görandet och undersökandet i bakgrunden dold av undervisningen (Dimenäs, 2001). Piaget (1976) anser att den experimentella undervisningen inte har låtit eleverna utveckla sin förmåga genom att försöka på egen hand. Han konstaterar att det är viktigt att eleverna får utforska själva eftersom det annars inte ger dem någon gripbar kunskap de kan återgå till vid ett senare tillfälle. Det är viktigt att inspirera eleverna att tänka själva och även motbevisa deras ibland oreflekterade svar så att de måste tänka en gång till (Piaget, 1976). Eller sagt med andra ord: om det finns något område där aktiva metoder i begreppets verkliga bemärkelse bör påbjudas, så är det inom det där man lär sig själva procedurerna för att göra experiment. Ett experiment ger nämligen inte en verklig erfarenhet, om man inte får göra det med full frihet att ta egna initiativ. Annars blir experimentet en ren drill utan pedagogiskt värde: man har inte till fullo kunnat förstå innebörden i de olika åtgärderna (Piaget, 1976, s.26). 2.7 Styrdokument I detta avsnitt tolkas skolans uppdrag och kursplanens mål för kemi och fasförändringar. För att kunna göra en jämförelse mellan elevernas kunskaper och kursplanens kunskapskrav och centrala innehåll krävs först och främst en tolkning av vad dessa innebär. Läroplanen med tillhörande kursplaner är det dokument som ska genomsyra hela skolans verksamhet, där finns de mål som ska uppfyllas av eleverna och även en beskrivning av vilket centralt innehåll undervisningen ska beröra. Skolans uppdrag är att uppmuntra eleven till utforskande, nyfikenhet och lust att lära (Skolverket, 2011, s.13) vilket är tre viktiga delar av naturvetenskapen. Undervisningen i kemi ska syfta till att eleven ska kunna använda sin naturvetenskapliga kunskap i vardagliga situationer samt ges goda förutsättningar för fortsatta studier. Kunskaper inom ämnet gynnar även samhället ur ett flertal aspekter (Skolverket, 2011). Kunskaper i kemi har stor betydelse för samhällsutvecklingen inom så skilda områden som hälsa, resurshushållning, materialutveckling och miljöteknik. Med kunskaper om 7

materiens uppbyggnad och oförstörbarhet får människor redskap för att kunna bidra till en hållbar utveckling (Skolverket, 2011, s.144). Kunskapskraven för årskurs tre framhäver att eleverna utifrån egna iakttagelser ska kunna berätta om vattnets tre faser. De ska känna till att det finns tre faser och att de heter is, vatten, och vattenånga (Skolverket, 2011). Det kan finnas elever i undersökningen som förstår vattnets fasförändringar på en högre nivå än vad kunskapskraven för årskurs tre kräver. Därför är det relevant att även kunskapskraven för betyget E i årskurs sex presenteras. För att uppnå betyget E ska eleverna ha kunskaper om vattnets uppbyggnad. De ska veta att vatten består av väte och syre samt att vattnets faser heter fast, flytande och gas. De ska kunna beskriva fasförändringar med hjälp av några kemiska begrepp, till exempel smältning, stelning, kondensering, förångning, kokning och avdunstning (Skolverket, 2011). 8

3. Syfte Syftet med denna studie är att undersöka hur elever i årskurs två förstår vattnets fasförändringar i jämförelse med elever i årskurs fyra. I studien kommer även elevernas kunskaper i förhållande till kursplanens kunskapskrav i kemi för årskurs tre och sex att jämföras. 3.1 Frågeställning Vad får eller har eleverna fått för undervisning om fasförändringar? Hur förklarar eleverna vattnets fasförändringar? Använder de begreppen avdunstning, kondensation, stelning, smältning och kokning samt formerna fast, flytande och gas i samtal? Hur förhåller sig elevernas kunskaper i årskurs två respektive årskurs fyra till kursplanens kunskapskrav? 9

4. Metod 4.1 Urvalsgrupp Studien började med att fyra lärare på tre olika skolor kontaktades för att ta reda på om de var villiga att ställa upp i undersökningen. Därefter skickades ett brev (Bilaga 1) till varje lärare med kort information om vår studie och ett önskemål om att brevet skulle skickas vidare till föräldrarna, eftersom deras medgivande var en förutsättning för att eleverna skulle få delta i undersökningen (Vetenskapsrådet, 2002). Den undersökningsgrupp vi hade till förfogande bestod av 65 elever och fyra lärare. Efter tillstånd från föräldrar och sjukfrånvaro vid undersökningsdagen hade vi 13 bortfall varav två i årskurs två och elva i årskurs fyra. Den slutgiltiga undersökningsgruppen bestod av 52 elever varav 24 i årskurs två och 28 i årskurs fyra samt fyra lärare. De klasser som har ingått i undersökningen finns i en kommun i Norrbotten. Valet av skolor har gjorts utifrån ett bekvämlighetsval, vilket innebär att den urvalsgrupp som finns att tillgå används (Trost & Hultåker, 2007). De skolor som en av oss haft verksamhetsförlagd utbildning på kontaktades i första hand eftersom en bekantskap med både lärare och elever redan fanns. Tanken var att det skulle vara så lätt som möjligt att få lärarnas medgivande. Det är oftast positivt för en intervju om eleverna är bekanta med de som intervjuar (Doverborg & Pramling-Samuelsson, 2000). 4.2 Genomförande I studien har kvalitativa intervjuer använts eftersom det lämpar sig bäst för att ta reda på hur elever förstår fasförändringar. Den kvalitativa intervjun ger intervjuaren möjlighet att se hur elever förstår något (Trost, 2005; Dalen, 2008). För att ta reda på vilken undervisning eleverna hade fått gjordes intervjuer med läraren för varje klass (Bilaga 2). Under intervjuerna har olika fenomen visats för eleverna som de sedan fått förklara. Processen smältning visades genom att en isbit fick smälta i ett glas. För att visa övergångarna kokning, förångning och kondensation kokades vatten i en vattenkokare, sedan sattes en glasskål ovanför öppningen till den så att vattenångan bildade kondens. För att visa avdunstning blöttes ett par jeans som fick torka under intervjun. Innan varje fenomen visades gavs eleverna möjlighet att ställa hypoteser med syfte att få igång deras tankeverksamhet. Att elever får fokusera på något specifikt under en intervju är viktigt (Doverborg & Pramling- Samuelsson, 2000). Om eleverna får möjlighet att fokusera sina tankar på vattnets fasförändringar under intervjun blir det lättare för dem att förklara för oss hur de tänker. Respekt och intresse har visats för eleverna för att motivera och engagera dem till att svara på frågorna. Det är viktigt att intervjupersonerna känner att de som intervjuar är intresserade av svaren de ger eftersom det annars finns risk att de intar en försvarsposition (Patel & Davidson, 2003). Öppna frågor har ställts eftersom de ger utrymme för öppna svar (Sundberg, 1994). Att eleverna erbjuds ett stort svarsutrymme är nödvändigt för att ta reda på hur de förstår fasförändringar. Detta innebär enligt Patel och Davidson (2003) att studien har en låg struktureringsgrad. Under alla intervjuer har en mall med intervjufrågor (Bilaga 3) använts, ordningen på frågorna har varierat beroende på vad intervjupersonerna svarat. Efter varje huvudfråga har följdfrågor ställts och då har det ibland passat med en varför-fråga. Däremot har varför-frågor undvikits i huvudfrågorna eftersom de ofta kan ställa till problem i ett 10

samtal (Patel & Davidson, 2003; Sundberg, 1994). Detta gör att studien antar en mellangrad av standardisering (Patel & Davidson, 2003). Alla intervjuer har skett under skoltid eftersom frågorna som ställs berör kunskaper som har anknytning till undervisning men också för att eleverna ska motiveras till att ställa upp på intervjun. För alla intervjuer har en lugn och avskild plats valts för att minska störningsmoment i möjligaste mån. Om en intervjuad elev blir avbruten under intervjun kan denne tappa koncentrationen (Doverborg & Pramling-Samuelsson, 2000). I så stor utsträckning som möjligt har en känd miljö tillgodosetts för eleverna, vilket är viktigt i intervjuer med barn (Kvale & Brinkmann, 2009). 4.2.1 Gruppintervjuer För att ta reda på vad eleverna kan som gemensam grupp har gruppintervjuer genomförts, vilket är ett bra redskap för att ta reda på hur en grupp tänker tillsammans. Positivt för gruppintervjuer är även att eleverna inte behöver känna sig otrygga ensam med en vuxen. Lärarna har valt ut grupper om tre till fem elever där de känner sig trygga med varandra för att undvika att olika roller antas i gruppen. Roller kan medföra att en del elever bara håller med vad de andra säger eller inte uttrycker sig alls. Vi har även varit tydliga med att intervjun inte är något test och att inget de säger är fel. För att få ut så mycket som möjligt av intervjun har vi försökt att visa intresse och engagemang för elevernas uttalanden samt försökt ställa relevanta följdfrågor som får dem att reflektera över samtalet. Att eleverna reflekterar över samtalet kan resultera i att de utvecklar sina idéer kring ett visst fenomen med hjälp av varandras reflektioner (Doverborg & Pramling-Samuelsson, 2000). 4.2.2 Datainsamling För att få med allt eleverna säger samt kunna gå tillbaka till intervjuerna vid analystillfället har de spelats in med en mobiltelefon. Det är svårt att hinna anteckna allt som sägs under en intervju (Doverborg & Pramling-Samuelsson, 2000). Ingen form av dokumentation där det går att identifiera undersökningsgruppen har samlats in vilket medför att den är anonym. Lärarna har därmed fått behålla brevet om medgivande från föräldrarna. I intervjuerna har det dock inte gått att hindra eleverna från att kalla sina kamrater vid namn vilket medfört att några intervjuer är konfidentiella. Undersökningsgruppen hålls därmed anonym med vissa undantag (Patel & Davidson, 2003). 4.3 Fenomenografisk ansats som analysmetod I tolkning och analys av insamlad data har en empiriskt grundad fenomenografisk ansats använts. Det innebär att det undersökningsgruppen uttryckt vid intervjuerna har analyserats och placerats in i beskrivningskategorier (Larsson, 1986). Kategorierna är indelade från ett till tre och har kvalitativa skillnader på olika sätt att uppfatta ett fenomen. Kategori 3 är högst rangordnad och Kategori 1 lägst (Alexandersson, 1994). Rangordningen är gjord i relation till kursplanens kunskapskrav i årskurs tre och sex. Under analysen gjordes först en avlyssning av de inspelade intervjuerna för att transkribera relevanta delar av dem. Relevanta delar av intervjun är när elever uttrycker kunskaper om vattnets fasförändringar. Elevernas uttryck analyserades och placerades in i de olika kategorierna. Kategori 1 motsvarar godtagbara kunskaper i årskurs tre och Kategori 3 motsvarar betygskriteriet E för årskurs sex. I Kategori 2 är elevernas uttalanden på väg mot Kategori 3. 11

Kategori 1 Uttrycker vattnets egenskaper med vardagliga begrepp Eleverna uttrycker vardagliga begrepp om vattnets former som till exempel is, vatten eller imma. De kan även relatera vattnets egenskaper till egna iakttagelser som till exempel att det blir imma på spegeln i badrummet. Kategori 2 Använder något kemiskt begrepp Eleverna kan ge exempel på egenskaper hos vatten som till exempel att vatten kan stelna till is eller att det består av vattenmolekyler. De använder något kemiskt begreppet i sina förklaringar. Kategori 3 Utgår från naturvetenskapliga förklaringar Eleverna använder till viss del kemins begrepp i sina förklaringar av fasförändringar. Det kan till exempel innebära att eleven förklarar kokning som att molekylerna rör sig fortare och fortare eller att något som torkar kallas avdunstning. Eleverna kan till viss del relatera vattnets egenskaper till naturliga förlopp som till exempel att vatten finns i molnen. 12

5. Resultat För att hålla klasserna anonyma och samtidigt kunna skilja dem åt kallas de för klass A, B, C och D. Klass A och B är klasser i årskurs två och klass C och D är klasser i årskurs fyra. Årskurs två består av sex grupper varav fyra i klass A och två i klass B. Årskurs fyra består också av sex grupper, tre i varje klass. Kategorisering av gruppernas uttryck presenteras i tabell 1 för årskurs två och i tabell 2 för årskurs fyra. 5.1 Undervisning Intervjuerna med lärarna visade att tre av dem har undervisat i sin klass i tre terminer medan en av lärarna (klass B) endast haft undervisning i sin klass i en termin. Enligt det centrala innehållet för årskurs ett till tre ska vattnets olika former finnas med i undervisningen. Av intervjuerna framgick att klass A och B inte fått någon specifik undervisning om fasförändringar men att det förekommit samtal om vatten i olika situationer som till exempel att snö och is också är vatten. På frågan Har du eller någon annan lärare undervisat om fasförändringar? svarade läraren i klass B: Vi har pratat lite ytligt om det när vi har haft utedagar, varifrån vatten kommer och vart det finns vatten, att snö och is är vatten och så. Klass C har inte haft någon specifik undervisning för just vattnets fasförändringar men de har pratat om vattnets uppbyggnad och de tre faserna när de behandlat andra områden inom naturvetenskapen. På frågan Hur har undervisningen gått till? svarar läraren i klass C: Det har nog varit i samband med att vi arbetat med något annat, då vi kommit in på det. Vi har pratat om H 2 O när vi arbetat om uppfinnare. Sett film om el och vattenkraft. Vi har pratat om Musse Pigg-figuren och varför det heter H 2 O, två H och ett O. Klass D har inte haft någon undervisning av den intervjuade läraren men det framkommer att de fått undervisning i tidigare årskurser av annan lärare. Troligtvis har den undervisningen handlat om vattnets kretslopp. På frågan Har du eller någon annan lärare undervisat om fasförändringar? svarade läraren i klass D: Nej, det har jag inte. De har fått undervisning om det i årskurs två. Jag tror att de jobbade med vattnets kretslopp och gjorde lite olika experiment när vattnet fryser och så. 5.2 Årskurs två Resultatet för intervjuer i årskurs två presenteras i förhållande till elevers uttalande om vad vatten är, vattnets tre former och vattnets fasövergångar. 5.2.1 Var vatten finns och vad det består av Intervjuerna med eleverna visade att en av sex grupper i årskurs två uttryckte att vatten finns i molnen (Tabell 1). I de övriga grupperna fanns endast uttryck om att vatten finns i sjöar, kranar och badhus. Endast en grupp nämnde vattnets kemiska beteckning, H 2 O. De kunde dock inte förklara vad det var. På frågan Vad består vatten av? svarade gruppen från klass B: H 2 O (Kategori 2). På följdfrågan Vad är H 2 O? svarade de: H måste vara en förkortning på något, och O också (Kategori 1). Två grupper hade inget svar på frågan vad vatten består av. 13

5.2.2 Smältning, stelning och vattnets tre former Alla grupper uttryckte att is smälter (Kategori 1) och en att vatten stelnar (Tabell 1). De andra fem grupperna använde det vardagliga begreppet fryser om vatten som stelnar. En grupp pratar om att vatten finns i olika former. På frågan Vad har vi på bordet? svarade en grupp i klass A: Olika former av vatten (Kategori 3). På följdfrågan Vilka former är det? svarade samma grupp: Flytande och stelt (Kategori 3) och pekade på vilken som var vilken. Grupperna kunde endast på makronivå beskriva vad som händer när vatten stelnar eller smälter (Tabell 1). Alla grupper hade föreställningen att vatten blir is när det förvaras kallt; i kylen, frysen eller utomhus och att is smälter till vatten när det är varmt. 5.2.3 Kokning När vatten kokades i vattenkokaren uttryckte tre av sex grupper att vattnet kokade (Tabell 1). De andra tre grupperna uttryckte att vattnet blev varmt och två av dem sa även att det kom ånga. Gasen som steg från det kokande vattnet benämndes olika av grupperna. På frågan Vad är det som kommer ut från vattenkokaren? svarade en grupp att det var vattenånga (Kategori 2), tre grupper att det var ånga (Kategori 2), en grupp att det var rök (Kategori 1) och den sjätte gruppen svarade inte alls. 5.2.4 Kondensation För att förklara uppkomsten av kondens i en skål som hölls ovanför vattenkokaren använde två grupper kyla i sina förklaringar och en grupp ånga (Tabell 1). De tre återstående grupperna hade ingen förklaring alls. Kondensen benämndes av tre grupper som imma och av tre som dimma (Tabell 1). Två grupper uttryckte att imman/dimman var vatten (Kategori 2), tre grupper uttryckte att det var ånga (Kategori 1) och en grupp uttryckte att det var varm luft (Kategori 1). Två grupper kunde koppla kondensen till dimma vid vatten medan de fyra andra grupperna inte kunde koppla den till någon egen iakttagelse. På frågan Var mer kan man se detta? svarade en grupp i Klass A: Dimma vid vattnet (Kategori 1). 5.2.5 Avdunstning Alla grupperna visade vardagliga föreställningar om var vatten som avdunstar tar vägen. På frågan Vad har hänt med den blöta byxan? svarade alla grupper att det har torkat (Tabell 1). En av grupperna kunde förklara det på ett naturvetenskapligt sätt genom att säga att det åker ut i luften, medan de andra grupperna sa att det åker in i materialet. Gruppen kunde dock inte på mikronnivå förklara varför vattnet åkte ut i luften utan uttryckte att luften vill ha vatten (Kategori 1). 5.2.6 Sammanfattning Sammanfattningsvis uttryckte en av sex grupper att vatten finns i molnen. Två grupper uttryckte att vatten består av vattenmolekyler och en grupp uttryckte den kemiska beteckningen H 2 O. De kunde dock inte förklara vad vattenmolekyler eller H 2 O är. Alla grupper hade endast vardagliga kunskaper om vattnets fasförändringar med undantag för processen kokning där hälften av grupperna uttryckte att vattnet kokar. Fyra grupper uttrycker att det kommer ånga från vattnet vid kokning men ingen grupp uttrycker det vid avdunstning utan tillförsel av energi. Endast en grupp nämnde att vatten som avdunstar åker ut i luften 14

men hade ingen naturvetenskaplig förklaring till det. De begrepp som uttrycks av elever i årskurs två i denna studie är stelt, flytande, ånga, smältning, stelning och kokning. Tabell 1. Sammanställning av intervjusvar med exempelcitat från elevgrupper i årskurs två. 1-4 anger antal grupper och A och B anger vilken klass. I Kategori 1 uttrycks vattnets egenskaper med vardagliga begrepp, i Kategori 2 används något kemiskt begrepp och i Kategori 3 utgår svaren från naturvetenskapliga förklaringar. Då någon grupp inte svarat på en fråga finns gruppen inte med i tabellen. Fråga Kategori 1 Kategori 2 Kategori 3 Var finns vatten? 3(A) 2(B) I sjöar och hav 1(A) I luften Vad består vatten av? Vad är is? Vad händer när det blir is? Vad händer när is smälter? Vad händer om vi slår på vattenkokaren? Vad har hänt i skålen? [hölls upp och ner ovanför vattenkokaren] Varför blev skålen immig? Vad har hänt med den blöta byxan? Var har vattnet tagit vägen? 1(B) Vatten 3(A) 2(B) Vatten som har frusit 3(A) 2(B) Det fryser 4(A) 2(B) Det blir vatten, det är för varmt och så smälter det 1(A) Vattnet blir varmt 4(A) 2(B) Det blev imma 2(A) 1(B) För att det kommer ånga från vattnet 4(A) 2(B) Det har torkat 4(A) 1(B) Det har sugit sig igenom byxan och in genom huden 2(A) 1(B) Vattenmolekyler 3(A) 2(B) Det far upp vattenånga och så blir det mindre 1(A) Stelt vatten 1(A) Det stelnar 1(B) Ut i luften 5.3 Årskurs fyra Resultaten för intervjuerna i årskurs fyra presenteras på samma sätt som för årskurs två. I förhållande till elevernas uttalande om vad vatten är, vattnets tre former och vattnets fasövergångar. 15

5.3.1 Var vatten finns och vad det består av Intervjuerna med eleverna visade att tre av sex grupper i årskurs fyra uttryckte att vatten finns i luften och i molnen (Tabell 2). De resterande tre grupperna sa att vatten finns i hav och sjöar. Tre grupper uttryckte att vatten består av atomerna väte och syre och nämnde den kemiska beteckningen H 2 O (Tabell 2). En grupp sa att vatten består av vattenmolekyler och en annan att det består av partiklar. Den sjätte gruppen hade ingen naturvetenskaplig förklaring till vad vatten består av. 5.3.2 Smältning och stelning Alla sex grupper uttryckte att is smälter (Kategori 1) och två grupper att vatten stelnar (Tabell 2). En grupp pratade om is som stelnat och fast vatten medan fyra grupper uttryckte att is är fruset vatten och en grupp att det är vatten (Tabell 2). Grupperna förklarade endast på makronivå vad som händer när vatten stelnar eller smälter (Tabell 2). En grupp uttryckte att vatten blir is om det förvaras i minusgrader medan de fem andra sa att det måste vara i frysen. 5.3.3 Kokning, kondensation och avdunstning När vatten kokades i vattenkokaren uttryckte alla sex grupper att vattnet kokade och att det kom ånga (Tabell 2). Fyra grupper benämnde ångan som vattenånga, en femte grupp som ånga och den sjätte gruppen pratade om ånga som vatten i gasform. För att förklara uppkomsten av kondens i en skål som hölls ovanför vattenkokaren använde fyra grupper varmt vatten och ånga i sina förklaringar (Tabell 2). En femte sa att ångan har blivit kall och den sjätte gruppen hade ingen förklaring alls. Kondensen benämndes av fyra grupper som imma och av två som dimma (Tabell 2). Alla grupper kunde relatera den till egna erfarenheter och förklara att kondensen var vatten (Kategori 1). Tre av grupperna uttryckte att vatten som avdunstar blir ånga i luften (Tabell 2). De använde även begreppet avdunstar. De resterande tre grupperna sa att det torkar. Förklaringen till något som torkar var hos två grupper att det åker in i materialet och hos en grupp att det försvinner. 5.3.4 Sammanfattning Sammanfattningsvis har tre av sex grupper i årskurs fyra uttryckt att vatten finns i luften och i molnen. Tre grupper sa att vatten består av atomerna väte och syre och att den kemiska beteckningen är H 2 O. En grupp uttryckte vattnets tre former; fast, flytande och gas. Grupperna hade mest utvecklade uttryck om processerna kokning och avdunstning då fem av sex grupper sa att det kommer ånga som åker upp i luften när det kokar. En grupp i klass D uttrycker att det blir varmt och vattenånga som åker upp på frågan Vad händer när vi slår på vattenkokaren? Vid avdunstning utan energitillförsel uttryckte tre av sex grupper att det blir ånga i luften. Tre grupper benämnde processen som att det avdunstar. De begrepp som uttrycks av elever i årskurs fyra i denna studie är fast, flytande, gas, ånga, smältning, stelning, kokning och avdunstning. 16