Partikler og partikkelmodellen - et dypdykk i elevers forklaringer om den abstrakte verden.

Abstract

Denne forskningsoppgaven bygger på kvalitative undersøkelser, og setter lys på elevers forståelse av partikler og partikkelmodellen. For å svare på problemstillingen har jeg valgt ut tre fokusområder som utgjør temaet for mine forskerspørsmål: elevenes bruk av naturlige og formelle begreper, hvilke kjennetegn som kommer frem knyttet til partikler og partikkelmodellen, og hvordan elevene anvender sin kunnskap og beskriver praktiske og teoretiske situasjoner. I tillegg til det faglige innholdet, har jeg også valgt å belyse sosiale eller pedagogiske situasjoner, som også er av stor betydning i et læringsperspektiv.

Datamaterialet består av tre gruppeintervju, hvert med fire elever. Intervjuene ble utført mens vi gjennomførte tre praktiske aktiviteter i fellesskap. I forkant av aktivitetene var elevenes hypoteser i fokus, mens det i etterkant handlet om å kunne forklare hva som skjedde, sett fra både et teoretisk og praktisk perspektiv. De tre aktivitetene som ble gjennomført handlet henholdsvis om luft inni ei sprøyte, masse- og volumendring når sukker blandes med vann og konditorfarge i varmt og kaldt vann.

Resultatene viser at elevenes begrepsbruk varierer i stor grad, både i hyppighet og innhold. Formelle begreper ble brukt på en god måte i noen tilfeller, mens det andre ganger later til at forståelsen av begrepet var mangelfullt, eller at et begrep ble brukt til en situasjon som viste en annen betydning. Elevene tydeliggjorde hvordan naturlige og formelle begreper kan komplementere hverandre, hvor det naturlige bygger grunnmuren, mens det formelle kommer som en byggekloss høyere i systemet.

Når det kom til emnet partikler og partikkelmodellen kom elevene ofte med indirekte forklaringer som beskrev temaet på en god måte. Det var derimot vanskeligere for elevene å beskrive en bestemt situasjon på oppfordring, og selve ordet partikkel så ut til å skape forvirring. De viste en god forståelse av modeller som fenomen, men hadde vanskeligheter med å ytre hva som lå i selve partikkelmodellen. I denne sammenhengen viste elevene en klar assosiasjon til molekylbyggesett, og begrepene ioner, atomer og molekyler var vanskelig å sette i en sammenheng.

Gjentagende gjennom intervjuet var at elevene hadde klare forventinger om hva som kom til å skje, men når prosessen skulle forklares på mikronivå, var ordene vanskelige å finne. Masse- og volumendringer ble sett på som to likeverdige problemstillinger for elevene, og tallforståelsen var av stor betydning for de naturfaglige resonnementene som kom frem.

Det sosiale aspektet som ble drøftet, viste at gruppedynamikken var av stor betydning, og i mange situasjoner var det enklest å mene som de andre. Fliring og hånlige kommentarer kan være en mulig kilde til et ekstra bekreftelsesbehov mellom elevene, og det kom tydelig frem at elevene har en forventing om å finne det riktige svaret. Sett i et pedagogisk perspektiv kom det tydelig frem at kunnskap er i stadig utvikling, og ble også formet gjennom intervjusituasjonene.

This researcher study is building on qualitative studies, and has the purpose to see how secondary school students understand particles and the particle model. There are three focus areas, helping to answer the central problem: the use of natural and formal concepts or terms, indicia of particles and the particle model, and how students use their knowledge in different situations, both theoretical and practical. In addition to the school subjects there is also a focus on situations that bring up important social or educational points. These views are therefore discussed in the thesis.

The data comes from three group interviews, each with four students. The conversations that were brought up, were based on three activities that was presented for the students during the interview. Ahead of the activities, we discussed possible hypotheses, whereas we talked about what actually happened after the activity was completed. The explanations could be both practical and theoretical. The activities was about a syringe with air, mass and volume change of sugar blended with water, and food colors in hot and cold water.

The results show that students use terms, both formal and natural, in a variation of situations. Sometimes the formal terms were used in a good way, showing off high-level knowledge. Other times, they were used without an explanation, or was fitted to the wrong context. Nevertheless, the value of using both terms together is high, because a natural term can build a foundation that makes the formal term to flourish.

When speaking about particles and the particle model, the students often had indirectly explanations that suited the situation well. On the other side, it was hard to make the students to speak out their thoughts on command, and particle as a phenomenon was difficult to understand. The general understanding of models were good, but they had difficulties by explaining the particle model specifically. In this context, they referred to building molecules with colorful pieces, and was confused by the hierarchically roles of atoms, ions and molecules.

Repetitive throughout the interview, was the students clear thoughts about the outcome of a situation. Further explanations stopped when the micro world came in to the picture. The change of mass and volume were seen as two equal issues, and their understandings of numbers was of great importance in these science contexts.

The social aspect is focusing on the dynamics of the groups. It was often easiest to think like the others, rather than tell about their own point of view. Laughter and overbearing comments represented a possible source to hesitation and an increased need for confirmation. It clearly showed that the students were searching for the right answer, and their knowledge was under a constant development also during the interview sessions.