Elevenes utfordringer og forståelse av kjemiske reaksjoner - Utvikling, utprøving og evaluering av et undervisningsopplegg på mellomtrinnet

Abstract

Temaet for denne masteroppgaven er undervisning av kjemi på mellomtrinnet, nærmere bestemt unge elevers (10-11 år) forståelse av begrepet kjemiske reaksjoner. Det er tatt utgangspunkt i et konstruktivistisk syn på læring i denne masteroppgaven, der tanken om at hver enkelt person konstruerer sin egen kunnskap står sentralt. Hensikten med oppgaven er å forstå elevenes utfordringer med fenomenet kjemiske reaksjoner og hvordan undervisningen om fenomenet burde legges opp. Et målrettet undervisningsopplegg ble utviklet, utprøvd og evaluert. Det har blitt benyttet en kvalitativ tilnærmingsmåte ved innsamling, behandling og analysering av datamaterialet. Flere innsamlingsmetoder ble tatt i bruk. Datamaterialet har bestått av gruppeintervjuer og tester, både fra før og etter undervisningen. Pre- og posttestene var identiske og bestod av både lukkede og åpne spørsmål. Resultatene fra undersøkelsen tyder på at elevenes største utfordringer med å utvikle en forståelse av kjemiske reaksjoner er knyttet til grunnleggende stoff-forståelse, feilaktige forestillinger og det naturvitenskapelige språket. I undervisningen ble det lagt til rette for en anbefalt faglig progresjon, hvor temaet stoffer ble behandlet før temaet kjemiske reaksjoner. Det ble spesielt fokusert på forståelsen av noen utvalgte begreper og det å unngå at elevene skulle sitte igjen med elevforestillinger. Partikkelmodellen for stoffer ble introdusert for å skape en forståelse for aggregattilstanden gass. Denne virker å ha styrket elevenes forståelse for mulige utgangsstoffer og produkter i kjemiske reaksjoner. Resultatene fra undersøkelsen indikerer at elevenes forståelse har utviklet seg mot et høyere nivå der forståelsen er mer fullstendig og vitenskapelig. Enkelte av forestillingene var likevel fremdeles gjeldende også etter undervisningen. Elevene klarte i liten grad å anvende kunnskaper fra forsøkene som ble gjennomført i undervisningsopplegget når de svarte på testene, men elevene klarte i noen grad å anvende disse kunnskapene i diskusjonsoppgaver i gruppeintervjuene.

The theme of this thesis is the teaching of chemistry at the intermediate stage, more particularly young students' (10-11 years) understanding of the concept of chemical reactions. This thesis is based on a constructivist view of learning, where the idea that each person constructs his own knowledge is central. The purpose of this study is related to students' challenges in understanding chemical reactions as a phenomenon and how the phenomenon should be taught. A targeted teaching program has been developed, tested and evaluated. A qualitative approach of collecting, processing and analysing data has been used. The process of collecting data is based on group interviews and tests, collected before and after instruction. The survey included closed and open questions on two identical tests. The results indicate that the student’s biggest challenges in developing an understanding of chemical reactions is related to their basic understanding of substance, misconceptions and the scientific language. The teaching program was arranged for a recommended progression of topics, where the topic substance was taught before the topic of chemical reactions. Specifically, it was focused on the students understanding of relevant science concepts and avoiding that misconceptions was established. The particle model of matter was introduced in order to help students understanding the aggregate state of gas. This seem to have strengthened their understanding of possible reactants and products of chemical reactions. The results of the teaching program indicate that students' understanding, relating to statements and claims about chemical reactions, has evolved towards a higher level where their expressed knowledge is more complete and closer to a scientific understanding. However, some students kept the misconceptions after the teaching program had ended. Students responses to test-questions revealed that only a few applied knowledges from experiments, conducted in the teaching program, when they responded. To some extent students involved in the group interviews were able to apply knowledge from experiments when they were discussing questions in group interviews.