Hva lærer elever om kjemiske reaksjoner på 8. trinn? - En kvalitativ studie av elevers forståelsesutvikling

Abstract

Kjemi er et fag som kan bli sett på som krevende å lære. Mye av dette kan skyldes at modeller og begreper i faget er abstrakte. I tillegg er det vanskelig å knytte dette fagstoffet til elevenes erfaringer. Det har tidligere blitt gjennomførtflere studier som undersøker elevers forståelser i kjemi, men få av disse undersøker elevers utvikling over en lengre periode. Denne studien undersøker hvordan elevers forståelseav kjemiske reaksjoner utvikler seg i løpet av 8. trinn. For å undersøke dette blir det sett på hvordan elevene veksler mellom å uttrykke seg på makronivå, mikronivåog med symbolsk representasjon. Eleversforståelsesutvikling av begrepene atom, molekyl og bindinger også studert.Metoden som er benyttet i studien er kvalitativ.Tre elever ble intervjuet fire ganger i løpet av 8. trinn. Denne undersøkelsen er en del av et større prosjekt, som skal undersøke elevenes utvikling gjennom hele ungdomsskolen. Prosjektet legger til rette for praktisk og variert undervisning i naturfag.Resultatene i denne studien viser at elevene utvikler seg fra å omtalekjemiskereaksjoner på makronivå, til å veksle mellom de tre representasjonsnivåene. I starten av 8. trinn tilegnet elevene molekylene makroskopiske egenskaper. Dette kan skyldes at elevene ikke hang med i den stadige vekslingen mellom representasjoner i naturfagundervisningen. Denne oppfatningen forandret seg i løpet av året. Prinsippet om massebevaring viste seg fortsatt å være utfordrende å forstå også på slutten av året. Parallelt med utviklingen av at elevene kombinerte flere representasjoner, fikk elevene en bedre forståelse av begrepene atomer, molekylerog bindinger. Elevene viste en lavere utvikling av bindingsbegrepet, sammenlignet med de to andre begrepene. Dette kan skyldes at bindinger er et utfordrende begrep å lære, og at modellene som er brukt i opplæringen for dette komplekse og abstrakte fenomenet, ikke har fungert godt nok. Elevene brukte tidligere kunnskaper og erfaringer fra hverdagen til å forklare kjemiske reaksjoner. Det kan være hensiktsmessig å ta utgangspunkt i elevenes tidligere erfaringer, for å gi elevene en bedre forståelse av kjemiske reaksjoner. Dette ved å videreutvikle elevenes ”knowlegde-in-pieces”.

Chemistry as school subject is often looked upon as demanding to learn. This might be due to models and terms that are somewhat abstract. Parts of the subject are viewed as of little relevance to the students’ everyday life. Several prior studies have addressed students’ understanding of chemistry, but not many deals with development of students’ understanding over time. This study examines how the students’ understanding of chemical reactions develops during the 8thgrade. To examine this, it has been studied how the students change the way of expressing themselves at macro level, micro leveland with symbolic representation. Another aspect has been to examine how their understanding of the concepts atom, molecule and bonding develop. This study is qualitative, and three students were interviewed four times during grade eight. This study is part of a greater project, which will examine the students’ development throughout Middle school. The project is arranged for practical and varied teaching in science.The results of this study show that students develop their way of referring to chemical reactions from descriptions at macro level, to alternate between the three representation levels. In the beginning of grade eight, the students described moleculesas having macroscopic qualities. This might be because the students didn’t manage to follow the continuous alternation between the representation levels in the science lessons. Even if the students’ understanding seemed to improve, the principle of mass conservation turned out to be a challenge throughout the whole year. Parallel to this development the students achieved a better understanding of the terms atoms, moleculesand bonds. The term chemical bonding was less well understood. This might be becausebonds are a challenging term to learn, since it’s difficult to make good models. The students seemed to use previously acquired knowledge and experiences from their everyday lives to explain chemical reactions. (It might be useful consider students “knowledge-in-pieces” to give the students a better understanding of chemical reactions.)