Malmö högskola
Lärarutbildningen
Skolutveckling och ledarskap
Examensarbete
10 poäng
Kemi – ett svårt ämne?
En ämnesdidaktisk undersökning av den i Sveriges grundskolor
mest använda kemiläroboken Kemi Lpo TEFY
Chemistry – a difficult subject?
An examination of the textbook in chemistry Kemi Lpo TEFY
which is the most frequently used textbook in the Swedish compulsory schools
Thomas Springer
Lärarutbildning 60 poäng
Höstterminen 2004
Handledare: Margareta Ekborg
2
Abstract
Arbetets syfte var att undersöka om grundskolekemiläroboken Kemi Lpo av TEFY är
”en bra kemilärobok” enligt 6 krav som jag som kemist ställde på ”en bra kemilärobok”.
Kraven omfattade översiktlig, strukturerad, logisk, precis, lättförståelig och begriplig,
tydlig, förklarande, samband förmedlande och sakligt korrekt framställning av kemin,
samband till elevernas värld och till aktuella globala problem, experimentens
frihetsgrader och jämställdhetsprincipen mellan könen. Anledning till undersökningen
var det dåliga resultatet i ämnet kemi i den Nationella Utvärderingen av grundskolan
2003 och undersökningsmetod en värderande textanalys i samband med en enkät med
högstadieelever. Resultatet är att jag anser att Kemi Lpo TEFY inte är ”en bra
kemilärobok” enligt mina krav och att den borde omarbetas grundligt. Elever som läser
boken måste enligt min åsikt uppfatta kemi som ett svårt ämne.
Nyckelord:
Kemi,
Kemi
Lpo
TEFY,
kemilärobok,
lärobok,
läromedel,
läromedelsanalys, textanalys, grundskola, ämnesdidaktik.
Förord
Jag tackar hjärtligt Margareta Ekborg, som alltid hade överblick och har varit till stor
hjälp, Britt Liljequist för allt hennes stöd, Carina Jörnland som möjliggjorde enkäten
och alla elever som svarade på enkäten!
Dessutom tackar jag Anna Forsvall för den uppmuntran och hjälp hon gav mig under
den verksamhetsförlagda tiden och Jan Nilsson för alla de positiva mötena under hela
lärarutbildningen!
Thomas Springer
3
4
Innehållsförteckning
1.
Inledning, syfte och undersökningens betydelse
7
2.
Bakgrund
9
2.1.
Nationella utvärdering av grundskolan 2003
9
2.2.
Kunskapsluckan som den planerade undersökningen ska fylla
11
2.3.
Problemformulering
11
3.
Metod
13
3.1.
Textanalys av läroboken Kemi Lpo TEFY
13
3.1.1.
Inledning
13
3.1.2.
Textanalysmetod: värderande analys – krav på ”en bra kemilärobok”
14
3.1.3.
Textanalys - val av bokens analyserade kapitel
16
3.1.4.
Textanalys: sammanhanget mellan de ställda kraven och
analysen i detalj
16
3.1.4.1. Analys beträffande översiktlig, strukturerad, logisk, precis, tydlig,
lättförståelig och begriplig och sammanhang förmedlande
framställning av kemin
16
3.1.4.1a Överblick över analysen
16
3.1.4.1b Analys beträffande disposition av texten
17
3.1.4.1c Analys beträffande blandning av kemins nivåer och ytterligare oprecisa
formuleringar
18
3.1.4.2. Analys beträffande sakligt korrekt och tydlig framställning av kemin så att
ingen risk består att eleverna får falska föreställningar om kemin
19
3.1.4.3. Analys beträffande anknytning till elevernas vardag
20
3.1.4.4. Analys beträffande anknytning till globala problem
20
3.1.4.5. Analys beträffande experiment med tanke på experimentens frihetsgrader 20
3.1.4.6. Analys beträffande avbildning av båda könen på fotografierna
20
3.1.5.
Textanalys – kreativa förslag till förbättring
21
3.2.
Enkät med elever med frågor om elevernas uppfattningar av
lärobokens framställning av kemin
21
3.2.1.
Enkätens syfte
21
3.2.2.
Urval
21
3.2.3.
Procedur
22
3.2.4.
Tillförlitlighet – reliabilitet
22
5
3.2.5.
Databearbetning
23
3.2.6.
Forskningsetik
23
3.2.7.
Enkätens resultat
23
4.
Sammanfattning av textanalysens resultat
25
4.1.
Analys beträffande översiktlig, strukturerad, logisk, precis,
lättförståelig och begriplig, tydlig, förklarande och
4.1.1.
sammanhang förmedlande framställning av kemin
25
Analys av hela kapitlen
25
4.1.1.1. Analys beträffande dispositionen av kapitlen
25
4.1.1.2. Analys beträffande blandning av kemins nivåer och ytterligare
4.1.2.
oprecisa formuleringar
26
Analys av enstaka underkapitel, texter och bilder
27
4.1.2.1. Bok 1, kapitel ”Kemiska reaktioner”
27
4.1.2.2. Bok 2, kapitel ”Kolföreningar”
29
4.1.2.3. Bok 3, kapitel ”Elektrokemi”
30
4.2.
Analys beträffande sakliga fel och otydlig framställning av kemin, så
att eleverna kan få falska föreställningar om kemin
32
4.3.
Analys beträffande anknytning till elevernas vardag
33
4.4.
Analys beträffande anknytning till globala problem
33
4.5.
Analys beträffande experimentens frihetsgrader
34
4.6.
Analys beträffande jämställdhet mellan könen i samband
med framställningen av personer på bilderna i boken
34
5.
Diskussion
35
5.1.
Svar på mina delfrågor i samband med resultatsammanfattning
35
5.2.
Enkät - tillförlitlighet och generaliserbarhet
38
5.3.
Textanalys – tillförlitlighet och generaliserbarhet – svar på
övergripande fråga
39
5.4.
Undersökningens betydelse och resultatets användning inom läraryrket
40
5.5.
Vad hade kunnat göras annorlunda?
41
6.
Slutord
43
7.
Referenser
45
Bilaga T
Resultat av textanalys
49
Bilaga E-1 Enkätens resultat
83
Bilaga E-2 Enkät
87
6
1. Inledning, syfte och undersökningens betydelse
En studie (Eskilsson, 2000), som handlar om kemiundervisningen i grundskolan,
kommer till resultatet att de flesta lärare utgår från någon lärobok när de lägger upp
kemiundervisningen och att läroboken Kemi Lpo av TEFY ( Paulsson, Nilsson,
Karpsten & Axelsson, 1996) är det mest använda, vanligast förekommande
kemiläromedlet i de i studien undersökta grundskolorna.
Syftet med det föreliggande arbetet är att undersöka om Kemi Lpo av TEFY är
”en bra kemilärobok”. En kemilärobok skulle kunna definieras som ”en bra
kemilärobok”
1. när
den
framställer
kemin
översiktligt,
strukturerat,
logiskt,
precist,
lättförståeligt och begripligt, tydligt, förklarande och samband förmedlande
inom kemin,
2. när eleverna inte kan få falska föreställningar om kemi genom sakliga fel eller
mycket otydlig framställning,
3. när den har anknytning till elevernas vardag,
4. när den visar eleverna samband till aktuella globala problem,
5. när den utmanar eleverna med experiment som utvecklar elevernas förmåga att
lösa problem och
6. när boken tar hänsyn till jämställdhet mellan könen
i samband med
framställningen av personer på bokens bilder.
Definitionen bygger på den diskussionen, som skolverket för i sin sammanfattande
huvudrapport av den Nationella Utvärderingen av grundskolan 2003 (Skolverket 2004).
Anledningen till min undersökning är nämligen det dåliga resultatet i ämnet kemi i
denna utvärdering (Andersson, Bach, Olander & Zetterqvist, 2004). Dessutom bygger
definitionen på min yrkeserfarenhet med undervisning om och forskning i kemi på Freie
Universitet Berlin, och på mina kunskaper som lärarkandidat med ämnet kemi. Närmare
förklaringar till definitionen ges i kapitlen 2 (Bakgrund) och 3 (Metod).
7
Jag anser att ”en bra kemilärobok” kan bidra till
•
att eleverna inte uppfattar kemi som ett svårt och obegripligt ämne,
•
att eleverna blir intresserade av kemi,
•
att eleverna får förmågor att tänka systematiskt och att lösa kemiska problem
och
•
att eleverna bättre begriper omvärlden.
På så sätt kan en bra kemilärobok bidra till att höja undervisningens kvalitet.
Skulle undersökningen komma till resultatet att läroboken är ”en bra kemilärobok” så
borde skolorna använda läroboken i större utsträckning. Skulle undersökningen komma
till motsatt resultat så borde boken omarbetas, eller så borde skolorna välja en annan
kemilärobok.
8
2. Bakgrund
2.1. Nationella utvärdering av grundskolan 2003
Den 28 oktober 2004 presenterades Skolverkets sammanfattande huvudrapport av den
Nationella Utvärderingen av grundskolan 2003 (Skolverket, 2004).
Enligt rapporten har svenska elever god förmåga att tala och skriva svenska och
engelska, att samarbeta och lösa problem, men har samtidigt brister inom viktiga
kunskapsområden som läsförståelse, matematik och kemi.
Jämfört med den nationella utvärderingen 1992 har elevernas begreppsförståelse i
ämnet kemi tydligt försämrats med i genomsnitt 10 procentenheter (Andersson, Bach,
Olander & Zetterqvist, 2004). Jämfört med biologi tycker eleverna att ämnet kemi är
svårare,
ointressantare,
betydligt
oviktigare,
respektive
onyttigt
och
att
undervisningskvaliteten är sämre (Skolverket, 2004).
Skolverket (2004) för i huvudrapportens avslutande del en diskussion över resultatet
och kommer bland annat till följande slutsats:
•
Att ämnet kemi av eleverna betraktas som svårt, ointressant och onyttig
”kan ha samband med undervisningens bristande anknytning till
elevernas vardagsvärld, förutsättningar och dagliga behov” (s 116).
•
„I matematik och naturorienterade ämnen ska eleverna också lära sig
tänka systematiskt utifrån ämnenas villkor, något som ställer stora krav
på lärarens kunskaper i ämnenas didaktik. ”( s 116).
•
”Vissa ämnen präglas av komplicerade och för många elever svåra
begrepp och samband, t.ex. kemi, fysik och matematik, begrepp och
samband som kanske kan bli mer begripliga om de t.ex. länkas till
aktuella globala frågeställningar och samhällsföreteelser eller för
eleverna angelägna konsumtionsfrågor.” (s 116).
9
Summerar jag de problem och svårigheter som har nämnts i samband med elevernas
försämring i kemi så skulle en förbättring av situationen ha följande mål:
•
att förändra kemins rykte från ett svårt till ett lättare ämne
•
att skapa ett intresse för kemi
•
att förbättra elevernas förståelse av kemin
•
att höja undervisningskvaliteten.
I samband med skolverkets situationsbeskrivning vore det meningsfullt att vidta
följande åtgärder:
•
att visa struktur och samband inom kemin och framställa kemin lättförståeligt
•
att visa var och varför kemin är viktig, respektive nyttig och
•
att anknyta till elevernas vardagsvärld och till aktuella globala frågeställningar.
•
Med de svenska elevernas goda förmåga att samarbeta och lösa problem kunde
experimentet som en form av grupparbete och problemlösande uppgift spela en
viktig roll.
De nämnda målen och möjliga åtgärderna är en logisk följd av skolverkets resultat och
diskussion. De kan inte betraktas separat utan hänger naturligtvis ihop och ledde till
definitionen av ”en bra kemilärobok”. Mera utförliga förklaringar till definitionen följer
i kapitlet 3.
Men i samband med ”en bra kemilärobok” måste en punkt spela en avgörande roll:
själva kemin!
Det kan, enligt min uppfattning, inte vara framgångsrikt att försöka skapa ett intresse
hos eleverna genom t.ex. roliga experiment när själva kemin framställs som
svårbegriplig, utan struktur och det fattas ett samband inom kemin. En översiktlig,
strukturerad, logisk, precis, tydlig, lättförståelig, förklarande, samband förmedlande och
sakligt riktig framställning av kemin anser jag därmed vara en förutsättning och ett
kärnproblem för en bra kemilärobok.
10
Läroboken Kemi Lpo av TEFY undersöks eftersom den
är det mest använda,
vanligast förekommande kemiläromedlet i Sveriges grundskolor (Eskilsson, 2000;
Paulsson, 2004) och eftersom de flesta skolor utgår från någon lärobok när de lägger
upp undervisningen (Eskilsson, 2000). Kärnfrågan är härvid om boken är ”en bra
kemilärobok” enligt definitionen i det föreliggande arbetet.
2.2. Kunskapsluckan som den planerade undersökningen ska fylla
Det är inte ovanligt att läromedel undersöks i förhållande till olika slags styrdokument,
som läroplaner och kursplaner. (Johansson & Svedner, 2001). En läromedelsanalys av
Kemi Lpo TEFY hittade jag däremot inte. Östman (1989) har gjort en textanalys av
Kemi Tefy, kapitlet ”Vår livsmiljö” bok 3. Men boken är äldre (1989) och analysen
genomfördes med helt andra målsättningar än mina (Östmann, 1995). Enligt min
informationssökning finns varken en undersökning av läroboken Kemi Lpo TEFY eller
andra kemiläroböcker beträffande den nämnda framställningen av kemin.
2.3. Problemformulering
I metodavsnitten ställs sex krav på ”en bra kemilärobok”, som begrundas detaljerat
senare i texten. Den övergripande frågeställningen i samband med de uppställda kraven
lyder:
•
Är läroboken Kemi Lpo Tefy ”en bra kemilärobok” enligt de krav som jag som
kemist och kemilärare ställer på ”en bra kemilärobok”?
Delfrågor i detta samband är:
1. Ger lärobokens analyserade kapitel eleverna en översiktlig, strukturerad, logisk,
precis,
tydlig,
lättförståelig
och
begriplig,
förklarande
och
sambandsförmedlande framställning av kemin?
2. Ger lärobokens analyserade kapitel eleverna en sakligt korrekt och tydlig
framställning så att eleverna inte får falska föreställningar om kemin och stöder
eleverna min hypotes att en del av bokens texter och bilder med stor sannolikhet
leder till sakligt falska föreställningar hos eleverna?
3. Anknyter lärobokens analyserade kapitel till elevernas vardag?
4. Anknyter lärobokens analyserade kapitel till aktuella globala problem?
5. Utmanar lärobokens analyserade kapitel eleverna med experiment, som
utvecklar elevernas förmåga att lösa problem?
6. Tar lärobokens analyserade kapitel hänsyn till jämställdheten mellan könen i
samband med framställningen av personer på bilderna i boken?
11
12
3. Metod
Som
datainsamlingsmetoder
används
två
metoder,
nämligen
textanalys
av
kemiläroboken och enkät med elever. Textanalysen bildar huvudandelen av
undersökningsmetoderna. Enkäten genomfördes för att ge stöd åt min hypotes, att en del
av bokens texter och bilder kan leda till missuppfattningar hos eleverna.
Innan datainsamlingsmetoderna beskrivs ges en kort översikt över läroboken Kemi
Lpo TEFY. Kemi Lpo TEFY består av tre böcker som är årskursböcker (årskurserna 7,
8 och 9). Böckerna behandlar följande kapitel:
Bok 1:
Ämnena omkring oss
Kemiska reaktioner
Syror och baser
Salter
Bok 2:
Kolföreningar
Alkoholer-syror-estrar
Vardagens kemi
Några viktiga material
Bok 3:
Eld och brand
Kemiska bindningar
Elektrokemi
Från malm till metall
Vår livsmiljö
Analys och beräkningar
Till varje kapitel hör försök och studieuppgifter. Varje bok avslutas med ett kapitel om
kemins historia. Enligt förlagets uppgifter (Paulsson, 2004) utkom senaste upplagan
1996.
3.1. Textanalys av läroboken Kemi Lpo Tefy
3.1.1. Inledning
Många pedagoger är överens om att det är oerhört viktigt att eleverna begriper, förstår
och ser samband och inte lär lösa fakta utantill. Så skriver Andersson att skolans
naturvetenskap i stor utsträckning går ut på att eleven ska utveckla begreppsförståelse
för att bättre begripa omvärlden (Andersson, Bach, Olander & Zetterqvist, 2004).
Carlgren & Marton anser att elever ska utveckla förståelse och förmågor att tänka och
lösa problem och bemästra situationer de aldrig har mött förr och inte lära sig
sammanhangslösa fakta utantill (Carlgren & Marton, 2000). Smith skriver att om vi
läser en bok med det enda syftet att komma ihåg vad som står i boken så slår detta
negativt mot förståelsen. Om vi däremot läser en bok med det primära syftet att förstå
vad den handlar om så tar förståelsen hand om minnet (Smith, 2000). Nilsson skriver att
undervisningen måste byggas på elevernas förståelse och att undervisningens syfte är att
göra livet och verkligheten synlig och begriplig (Nilsson, 1999; Nilsson, 2003).
13
Om en lärobok ska fungera i enlighet med ovan citerade mål och syften borde den
skrivas så att de övergripande och grundläggande principerna blir synliga. Om eleverna
har förstått behöver de inte lära mycket fakta utantill. Detaljer utan en fast struktur att
passa in dem i skapar bara osäkerhet och gör att ämnet uppfattas som svårt. En lärobok
som visar på sammanhang och strukturer, som förklarar varför någonting i kemin är
som det är och som beskriver komplicerade sammanhang lättförståeligt men precist,
öppnar eleverna möjligheten att förstå och att se vad som är viktigt.
Jag anser att ”en bra kemilärobok” kan bidra till att eleverna förstår vad kemi
handlar om, och att de kan använda de begrepp och teorier som de lärt. På så sätt kan
”en bra kemilärobok” bidra till att ämnet kemi blir intressant för eleverna.
För att utröna om kemiläroboken Kemi Lpo TEFY är ”en bra kemilärobok”
genomförde jag en textanalys av boken. Textanalysens syfte var att ge mig stöd för mitt
omdöme om kemiläroboken.
3.1.2. Textanalysmetod: värderande analys – krav på ”en bra kemilärobok”
Det finns olika former av textanalys med olika syften (Hellspong, 2001, Hellspong &
Ledin, 1997). Textanalysmetoden som jag använde för att analysera kemiläroboken är
en värderande analys, även kallad normativ analys (Hellspong, 2001). I alla
textanalysmetoder ingår det att värdera, men i en värderande analys står
kvalitetsfrågan i centrum (Hellspong, 2001). Den värderande analysen ställer vissa
krav på texten och undersöker om texten motsvarar de ställda kraven.
14
Följande krav skulle kunna ställas på ”en bra kemilärobok”:
”En bra kemilärobok” borde framställa kemin på ett sådant sätt
1. att kemin beskrivs översiktligt, strukturerat, logiskt, precist,
lättförståeligt och begripligt, tydligt, förklarande och samband
förmedlande inom kemin,
2. att eleverna inte kan få falska föreställningar om kemi genom
sakliga fel eller otydlig framställning
3. att den visar samband till elevernas vardag
4. att den visar eleverna samband till aktuella globala problem
5. att den utmanar eleverna med experiment som utvecklar elevernas
förmåga att lösa problem och
6. att boken tar hänsyn till jämställdheten mellan könen i samband
med framställningen av personer på bilderna i boken.
De ställda kraven är en logisk följd av skolverkets diskussion i samband med det dåliga
resultatet i ämnet kemi i den Nationella Utvärderingen 2003 (Skolverket, 2004).
Dessutom bygger de ställda kraven på följande didaktiska och pedagogiska arbeten:
Andersson, 1989; Andersson, 2001; Andersson, 2003; Andersson, Bach, Olander &
Zetterqvist, 2004, Carlgren & Marton, 2000; Dyste, Hertzberg & Lokensgard Hoel, 2002;
Hellspong, 2001;
Evenshaug & Hallen, 2000; Jansson, 1995; Malmgren & Nilsson,
1993; Nilsson, 1999; Nilsson, 2003; Shelley, 1978; Nilsson, 1999; Sjöberg, 2000;
Smith, 2000; Thorsson, 2003. De nämnda arbetena citeras i samband med de didaktiska
motiveringarna av de enstaka kraven (kapitel 3.1.4 och 3.1.1).
Den värderande analysen omfattar även en läsbarhetsanalys (Hellspong, 2001).
Tyngdpunkten i läsbarhetsanalysen ligger på textens språk, inte på textens grafiska form
eller yttre gestalt. Frågor i samband med läsbarhetsanalysen är t.ex.: Är texten
överskådlig? Hänger textens delar ihop? Finns konnektivbindningar mellan olika led?
Finns luckor i tankegångarna? Är tankehopp nödvändiga? Läsbarhetsanalysen
genomfördes inte separat från den värderande analysen, utan är del av den. Den
värderande analysen och läsbarhetsanalysen överlappar alltså varandra. Textanalysen är
parallellt framställande och resonerande för att skapa en bättre översiktlighet (Johansson
& Svedner, 2001).
15
3.1.3. Textanalys - val av bokens analyserade kapitel
Enligt Eskilssons studie om kemi i grundskolan tillhör avsnitten
”Kemiska reaktioner” (bok 1)
”Kolföreningar” (bok 2) och
”Elektrokemi” (bok 3)
de mest behandlade avsnitten inom grundskolans kemiundervisning (Eskilsson, 2000).
Därför analyserades dessa tre kapitel.
3.1.4. Textanalys: sammanhanget mellan de ställda kraven och analysen i detalj
De tre kapitlen ”Kemiska reaktioner”, ”Kolföreningar” och ”Elektrokemi” analyserade
jag enligt samma schema, som jag beskriver i kapitlet 3.1.4. Undantag: Analysen av
kapitlet ”Kolföreningar” innehåller ett extra kapitel, nämligen kapitlet T.2.7.
I detta
kapitel sammanfattar jag allmänna sammanhang i kapitlet ”Kolföreningar” som boken
inte tar upp eller bara mycket otydligt, och som - enligt min uppfattning - borde tas upp
övertydligt för att visa eleverna på samband inom kemin.
3.1.4.1. Analys beträffande översiktlig, strukturerad, logisk, precis, tydlig, lättförståelig och begriplig och sammanhang förmedlande framställning av
kemin
3.1.4.1a Överblick över analysen
Textanalysens tyngdpunkt ligger på frågan hur boken framställer själva kemin:
Analysen omfattar å ena sidan hela det undersökta kapitlet:
•
beträffande disposition av kapitlet och beträffande blandning av kemins nivåer
och ytterligare oprecisa formuleringar
och å andra sidan enstaka underkapitel, sammanhängande texter och bilder.
•
Analysen beträffande disposition av kapitlet undersöker tyngdpunktmässigt
frågor som berör översiktlighet, struktur och logik.
•
Analysen beträffande blandning av kemins nivåer undersöker om kemin
framställs precist och lättförståeligt och begripligt i samband med kemins nivåer.
•
Analysen av enstaka underkapitel, sammanhängande texter och bilder
undersöker alla nämnda egenskaper, men tyngdpunkten ligger här på hur precis,
lättförståelig och begriplig, tydlig, förklarande och sammanhang förmedlande
texten är.
16
Med tydlig menas att det tillräckligt betonas vad som är viktigt och oviktigt. Med
förklarande menas om eleverna får svar på frågan varför någonting är så som det är.
Med sammanhang förmedlande menas här sammanhanget inom själva kemin.
Följande tabell ska ge mera överblick över sammanhanget mellan de ställda kraven och
textanalysen i detalj.
Framställning
Analys av
hela kapitlet:
disposition
Analys av
hela kapitlet:
blandning av
kemins nivåer,
oprecisa formuleringar
Analys av
enstaka
underkapitel,
texter,
bilder
översiktlig
X
x
strukturerad
X
x
logisk
X
x
precis
X
X
lättförståelig och begriplig
X
X
tydlig
X
förklarande
X
samband förmedlande
X
Tabell 1: Sambandet mellan de ställda kraven och textanalysen
3.1.4.1b Analys beträffande disposition av texten
De mest använda dispositionsprinciperna är den kronologiska och logiska principen
(Johansson & Svedner, 2001). För en facktext anses den logiska principen vara den
enda meningsfulla (Dyste, Hertzberg & Lokensgard Hoel, 2002). Den logiska
dispositionsprincipen innehåller undergrupper som bildar hierarkier (begreppen ordnas i
över- och undergrupper), jämförelser (man säger något om likheter och skillnader
17
mellan grupper) och kontrastering (man etablerar motsättningar) (Dyste, Hertzberg &
Lokensgard Hoel, 2002; Hellspong, 2001). Karakteristisk för den logiska principen är att
grupperna inte överlappar varandra.
Skolverket kommer i sin sammanfattande huvudrapport av den Nationella
Utvärderingen av grundskolan 2003 till följande resultat: ”I matematik och
naturorienterade ämnen ska eleverna också lära sig tänka systematiskt utifrån ämnenas
villkor, något som ställer stora krav på lärarens kunskap i ämnenas didaktik.”
(Skolverket, 2004, s 116). För en kemilärobok ställs det därmed stora krav på en logisk
disposition av texten. Syftet med dispositionen är ju att bygga upp en överskådlig och
lättläst helhet (Johansson & Svedner, 2001). I de naturorienterade ämnena anses det
vara enormt viktigt att hjälpa eleverna att bygga upp en logisk tankestruktur
(Skolverket, 2004). Ett väsentligt undersökningskriterium är därmed dispositionen av
kapitlen. Frågan i detta samband blir: ”Är dispositionen logisk, ger kapitlet översikt och
visar det struktur?”
3.1.4.1c Analys beträffande blandning av kemins nivåer och ytterligare oprecisa
formuleringar
Blandning av kemins nivåer:
Kemin betraktar – som inget annat ämne – alltid ett fenomen på tre olika nivåer.
Nivåerna är
•
Makronivå
Makronivån är det som eleverna kan observera och mäta. På makronivån
används begrepp som t.ex. substans, ämne, gas, vätska, kristall, element,
förening, salt, syra, elektrolyt. På makronivån beskriver kemisten kemiska
fenomen som han kunde observera.
•
Mikronivå
Mikronivån är det ”som eleverna inte kan se”. På mikronivån används
begrepp som t.ex. atom, molekyl, katjon, anjon, partikel. På mikronivån kan
kemisten bara betrakta enstaka partiklar, t.ex. en atom, en molekyl, en
partikel eller många partiklar, alltså ett system av atomer, ett system av
molekyler. Avsikten med att beskriva kemin på mikronivån är att förklara
någonting, som eleverna observerade på makronivån, antigen atomteoretiskt
eller i form av den dynamiska partikelteorien.
18
•
Representation av fenomen och kemiska reaktioner i form av kemiska formler.
Det som kemisten observerade på makronivån och förklarade på mikronivån
beskriver han på en tredje nivå, nämligen med hjälp av kemiska symboler,
kemiska formler, kemiska reaktionsformler eller olika slags modeller.
(Andersson, 2001; Andersson, 2003; Riedel, 1999; Beyer, Walter & Franke,
1998; Atkins, 2002).
I Anderssons forskningsöversikt om elevernas begreppsförståelse (Andersson, 2001), i
Janssons studie om begreppsförståelse i gymnasiets kemi (Jansson, 1995), såväl som i
Shelleys artikel om ”The confusion of molecular particles with substances” (Shelley,
1978) betonas vikten och betydelsen av att i undervisningen strikt skilja mellan de olika
nivåerna. I samband med de beskrivna nivåerna och skolundervisningen i kemi kommer
Andersson (2003, s 15) till följande resultat:
”Läraren rör sig obehindrat mellan de olika beskrivningsnivåerna, men
eleverna kan ha svårt att följa skiftningarna mellan nivåerna. I läroböckerna
blandas ibland de olika nivåerna med varandra utan att det klargörs vilken nivå,
som avses.”
På grund av den stora didaktiska betydelsen av en klar avgränsning mellan de olika
nivåerna undersöks läroboken även med hänsyn till den nämnda avgränsningen.
Frågan i detta samband blir: ”Blandas makronivån och mikronivån?”
Ytterligare oprecisa formuleringar
En blandning av kemins nivåer innebär en oprecis formulering av ett fenomen. Texten
undersöks även efter eventuella andra oprecisa och oklara formuleringar, som inte
förorsakas av en nivåblandning.
3.1.4.2. Analys beträffande sakligt korrekt och tydlig framställning av kemin så
att ingen risk består att eleverna får falska föreställningar om kemin
Det är självklart att en lärobok inte borde innehålla sakliga fel och att den framställer
kemin så tydligt, att det inte uppstår någon risk för missuppfattningar hos eleverna.
19
3.1.4.3. Analys beträffande anknytning till elevernas vardag
En anknytning till elevernas kända värld och erfarenheter anses allmänt vara mycket
viktig för att öka elevernas intresse och engagemang (Nilsson, 1999; Evenshaug &
Hallen, 2000; Malmgren & Nilsson, 1993; Skolverket 2004).
3.1.4.4. Analys beträffande anknytning till globala problem.
En anknytning till globala problem är en möjlighet att visa eleverna samband som finns
på jorden. Dessutom ser eleverna varför kemin är viktig och vilken nytta den har. På så
sätt kan elevernas intresse för kemin, miljön och hållbar utveckling ökas (Skolverket
2004; Thorsson, 2003).
3.1.4.5. Analys beträffande experiment med tanke på experimentens frihetsgrader
Ett experiment består av tre delar, nämligen
•
problemställning,
•
tillvägagångssätt,
•
resultat,
och indelas ämnesdidaktiskt i fyra frihetsgrader. Experimentet har
noll frihetsgrader när noll
en frihetsgrad
när en
två frihetsgrader när två
tre frihetsgrader när tre
experimentdelar
experimentdel
experimentdelar
experimentdelar
är okända (alla är kända),
är okänd,
är okända,
är okända (alla är okända)
(Andersson, 1989).
Ju fler frihetsgrader ett experiment har, desto mer problemlösande aktivitet krävs av
eleverna, och desto intressantare blir det för eleverna.
Enligt den Nationella Utvärderingen av grundskolan 2003 (Skolverket, 2004) har
svenska elever god förmåga att lösa problem och borde därmed också ha god förmåga
att genomföra experiment med flera frihetsgrader. Därför undersöks de i boken
beskrivna experimenten med tanke på experimentens frihetsgrader.
3.1.4.6. Analys beträffande avbildning av båda könen på fotografierna.
Skolans naturvetenskapliga ämnen betraktas som kvinnodiskriminerande, t.ex. genom
att flickor och kvinnor är underrepresenterade i illustrationer i läroböcker (Sjöberg,
2000). Därför undersöks om båda könen avbildas i lika omfång på bilder (och
fotografier).
20
3.1.5.
Textanalys – kreativa förslag till förbättring
Under textanalysens förlopp görs många förslag för ändringar och förbättringar.
Därmed ska den kritiska analysen också få en kreativ sida. Förbättringsförslag görs
exempelvis. Det var inte examensarbetets mål att skriva om läroboken.
3.2.
Enkät med elever med frågor om elevernas uppfattningar av
lärobokens framställning av kemin
3.2.1. Enkätens syfte
Eleverna fick sex uppgifter. Varje uppgift bestod av en ur läroboken ordagrant kopierad
del, nämligen en text eller bild. I samband med den kopierade delen fick eleverna
frågor som syftade till att utreda hur eleverna uppfattade den kopierade delen. Syftet
med enkäten var att ge stöd för min hypotes, att de ur boken valda texterna och bilderna
kunde leda till missuppfattningar hos eleverna. Enkätens syfte var alltså inte att pröva
elevernas kunskaper i kemi. Jag valde enkäten som metod därför att eleverna då
befinner sig i principiellt samma situation när de läser uppgifterna i enkäten, som när de
läser i boken.
3.2.2. Urval
Elever:
Eftersom syftet med enkäten var att ge stöd för min hypotes, var ett sannolikhetsurval
inte nödvändigt (Hartmann, 1998). Jag fördelade därför enkäten på min partnerskola,
där jag undervisade under VFT: n. Eleverna på partnerskolan var inom räckhåll, alltså
”tillgängliga individer”. Urvalet var därmed ett tillfällighetsurval (Hartmann, 1998).
Tillfällighetsurvalet kan anses som tillräckligt, därför att det inte fanns någon anledning
att anta att enkätens resultat kunde påverkas av de valda individerna (Hartmann, 1998).
Jag gav enkäten till alla elever i en sjunde-, två åttonde- och två niondeklasser.
Sammanlagt tillfrågades 79 elever.
Bortfall: en elev avbröt därför att han inte hade lust att svara på frågorna. Eleverna
var mycket ordentliga vid ifyllandet av enkäten. Det var bara några få elever som inte
fyllde i alla svaren.
21
Uppgifter:
Jag valde ut två uppgifter ur var och en av de tre läroböckerna, tillsammans alltså sex.
Tre uppgifter bestod av sammanhängande texter, en uppgift av en bild, en uppgift av en
bild i kombination med text och en uppgift av en enda mening. De valda texterna och
bilderna var bara en del av de texter och bilder som jag befarade kunde leda till
missuppfattningar hos eleverna, men de liknade andra enligt min uppfattning lätt
missförståeliga texter. Därför ansåg jag att de valda delarna var representativa för alla.
3.2.3. Procedur
Jag åkte själv ut till skolan och fördelade enkäten personligen till alla elever i klasserna.
Därmed ville jag höja elevernas motivation att besvara enkäten (Widerberg, 2002).
Dessutom kan bortfallet minimeras genom personlig närvaro (Johansson & Svedner,
2001). Efter att eleverna svarat samlade jag in enkäten igen.
3.2.4. Tillförlitlighet - reliabilitet
Med mina frågor ville jag veta hur en elev, som inte visste någonting om det
efterfrågade avsnittet i kemiboken, uppfattade texten, respektive bilderna. Eleverna
skulle alltså inte svara utifrån sina kemikunskaper, utan utifrån informationen som
läroboken gav dem. Där ligger problematiken i samband med reliabiliteten. Jag kan
nämligen inte veta om eleven bara utgick ifrån texten och textens tolkning eller om den
kom fram till ”det rätta svaret” genom användning av egna, redan förvärvade
kemikunskaper.
För att minimera problemet fanns möjligheten att ställa frågorna enbart till elever där
jag med en viss sannolikhet kunde anta att de inte har några förkunskaper om
frågeområdet:
Så består Kemi Lpo TEFY av tre böcker. Bok 1 är avsedd för
kemiundervisning i klass 7, bok 2 för kemiundervisning i klass 8 och bok 3 för
kemiundervisning i klass 9. Frågor som berör bok 1 skulle då elever i sjätte klass
besvara, frågor som berör bok 2 elever i sjunde klass och frågor som berör bok 3 elever
i åttonde klass. På så sätt kunde jag utgå ifrån att frågeområdet ännu inte behandlats i
undervisningen. Men delar jag upp frågorna på det beskrivna sättet så kunde naturligtvis
Kemi Lpos författare förebrå mig att bok 1 är avsedd för skolår 7, inte för skolår 6, och
att eleverna i en sjätteklass inte är intellektuellt mogna för den. Därför valde jag inte den
metoden, utan utvärderade enkäten som beskrivs i avsnitt 3.2.5.
22
3.2.5. Databearbetning
Uppgifterna till bok 1 utvärderades från skolår sju, åtta och nio, där jag kunde utgå ifrån
att alla är ”mogna” för uppgifterna (78 elever). Uppgifterna till bok 2 utvärderades inte
från klass sju, där jag inte kunde utgå ifrån att eleverna är ”mogna” för uppgifterna, utan
från klasserna åtta och nio (61 elever). Uppgifterna till bok 3 utvärderades motsvarande
från de nionde klasserna (29 elever). För alla frågor fanns fasta svarsalternativ ja/nej.
3.2.6. Forskningsetik
Innan jag fördelade enkäten till eleverna, beskrev jag undersökningsmetoden,
undersökningens syfte, informerade dem om att deras anonymitet är skyddad, att de kan
ställa frågor, att de få sina frågor sanningsenligt besvarade, och kan avbryta sin
medverkan utan negativa följder (Johansson & Svedner, 2001). Dessutom informerade
jag rektorn.
3.2.7. Enkätens resultat
Enkätens resultat visade att några av författarnas texter och bilder ledde till sakligt
falska föreställningar hos en del elever. Därmed stödde eleverna min hypotes att en del
av bokens texter och bilder kan leda till sakligt falska föreställningar hos eleverna. Jag
kommer att hänvisa till enkätresultaten på relevanta ställen i textanalysen. I bilagan E-1
finns de fullständiga resultaten.
23
24
4. Sammanfattning av textanalysens resultat
Det följande är en sammanfattning av textanalysen. Sammanfattningen omfattar de
viktigaste resultaten. Den fullständiga analysen med litteraturhänvisningar finns i
bilaga T. Inom parantes i texten som följer hänvisas till de kapitel av textanalysen som
ger mer detaljerad information. I kapitlet 4.2. ges också hänvisningar till enkätens
resultat (bilaga E-1), som stödde mina hypoteser om att författarnas beskrivningar
kunde leda till missuppfattningar hos eleverna.
4.1.
Analys beträffande översiktlig, strukturerad, logisk, precis, lättförståelig och begriplig, tydlig, förklarande och sammanhang
förmedlande framställning av kemin
4.1.1.
Analys av hela kapitel
4.1.1.1. Analys beträffande dispositionen av kapitlen
Jag kunde inte upptäcka någon logisk indelning i de tre analyserade kapitlen.
Huvudproblemet var att de allra flesta underkapitlen överlappar, en logisk avgränsning
mellan underkapitlen saknas alltså i stor utsträckning. Kapitlet ”Kemiska reaktioner”
behandlar flera underkapitel som inte har någonting med kemiska reaktioner att göra
och som hellre skulle ha behandlats separat före, respektive efter kapitlet ”Kemiska
reaktioner” (T.1.1.1.1.a). Bara till en liten del kunde jag upptäcka ett visst system i
indelningen, nämligen indelningen av underkapitlet ”Kolväten” och indelningen i
gasformiga, flytande och fasta bränslen i kapitlet ”Kolföreningar” (T.2.1.1.1.c, d).
Däremot är dispositionen av underkapitlen ”Skyddande oxidation” (T.1.1.1.1.d) och
”Organisk kemi” (T.2.1.1.1.b) inte bara ologisk utan också sakligt fel, och kan därför
leda till fundamentala missuppfattningar hos eleverna.
Karakteristiskt för den logiska dispositionsprincipen är att underkapitlen inte ska
överlappa varandra (Dyste, Hertzberg & Lokensgard Hoel, 2002; Hellspong, 2001). Men
nästan alla bokens underkapitel gör detta och därmed är dispositionen inte logisk.
25
4.1.1.2.
Analys beträffande blandning av kemins nivåer och ytterligare oprecisa
formuleringar
I de tre undersökta kapitlena blandas makronivån och mikronivån ca 50 gånger.
Blandningar görs i samband med viktiga och fundamentala begrepp inom kemin, som
t.ex. atom, jon, molekyl, kemisk förening, oxidation, reduktion och förklaringar till
molekyl- och strukturformler. Det görs tyvärr inte bara i den löpande texten utan också i
med speciella färger särskilt markerade kapiteldelar, nämligen viktiga definitioner och
kapitlens sammanfattningar.
Exempel för en nivåblandning:
”Därför måste väte skrivas H2 och syre O2.” Kemiskt korrekt utan nivåblandning lyder
meningen: Därför måste formeln för en vätemolekyl skrivas H2 och formeln för en
syremolekyl O2 (T.1.1.1.2.).
Men det finns även andra mycket oprecisa formuleringar som t.ex.
”Med kolföreningar menar man kemiska föreningar som innehåller kol.” Det som
författarna ville säga var att kolföreningarnas molekyler består av (bland annat!)
kolatomer (T.2.1.1.2.).
Flera författare betonar vikten och betydelsen av att strikt skilja mellan de olika
nivåerna (Andersson, 2001; Andersson, 2003; Shelley, 1978; Jansson, 1995). Nivåerna
får aldrig blandas, framför allt inte i samband med fundamentala begrepp inom kemin,
för då kan eleverna ha svårt att följa skiftningarna mellan nivåerna (Andersson, 2003).
Kan eleverna inte följa skiftningarna så består risken att de inte ser den principiella
skillnaden mellan den observerande makronivån, förklarande mikronivån och de
beskrivande kemiska symbolerna, kemiska formler, kemiska reaktionsformler eller olika
slags modeller. I så fall kan eleverna inte förstå systemet utan uppfattar de tre nivåerna
sannolikt som en svårbegriplig villervalla.
När jag undervisade kemi kunde jag själv observera hur viktigt det är att alltid skilja
mellan makronivå och mikronivå.
I detta samband tycker jag är det intressant att den Nationella Utvärderingen av
grundskolan 2003 visade, att många elever inte tycks förstå hur naturvetenskapens
organisationsnivåer hänger ihop och att eleverna inte i någon större utsträckning
resonerar på makro- och mikronivå utan håller sig på en av dem (Andersson, Bach,
Olander & Zetterqvist, 2004).
26
4.1.2.
Analys av enstaka underkapitel, texter och bilder
4.1.2.1. Bok 1, kapitel ”Kemiska reaktioner”
Modeller
Författarna använder färgade kulor som ska föreställa atomer, men det hänvisas inte till
att de färgade kulorna är modeller. Det hade varit mycket viktigt att förklara begreppet
”modell” (Andersson, 2001; Sjöberg, 2000). Även problematiken vid användning av
modeller tas inte upp. Användningen av modeller kan nämligen vara förvirrande för
eleverna eller kan leda till falska föreställningar (Andersson, 2001; Sjöberg, 2000),
(T.1.1.2.1.). En bild med vattenmolekylmodeller på blå bakgrund kan förmedla
eleverna en föreställning av att vattenmolekylerna simmar i vattnet och att det i glaset
finns vanligt vatten samt molekyler (Andersson, 1989), (T.1.1.2.2.c).
Begrepp
Istället för att genomgående använda facktermer, blandas facktermer med begrepp, som
inte är facktermer. T.ex. är begreppet ”sammansatta ämnen” inte en fackterm, men
används i samband med facktermen ”kemiska föreningar” (T.1.1.2.2.a). Likaså är
”kemisk förändring” ingen fackterm, men används i samband med facktermen ”kemisk
reaktion” (T.1.1.2.4.). Det är otydligt och förvirrande att blanda fackterm med ”ickefackterm”.
Begreppet ”grupp” används istället för molekyl i samband med definitionen av
molekylbegreppet, trots att begreppet ”grupp” i kemin används i helt andra
sammanhang (T.1.1.2.5.b). Begreppen ”ämne” och ”grundämne” blandas (T.1.1.2.1.).
Andra grundläggande begrepp förklaras bara otydligt eller onödigt komplicerat,
nämligen begreppen ”kemisk förening” (T.1.1.2.2.),
”molekyl” (T.1.1.2.5.).
”förbränning” (T.1.1.2.6.) och
Författarna nämner i samband med molekylbegreppet helt
riktigt att ”atomerna är bundna till varandra”. Men för en precis förklaring
av
molekylbegreppet borde enligt min uppfattning tre saker påpekas övertydligt, vilket
författarna tyvärr inte gör:
•
Atomerna som bildar en molekyl är bundna till varandra.
•
De är bundna till varandra med starkare krafter.
•
Det som binder atomerna kallas kemisk bindning.
Begreppet ”kemisk bindning”, som är centralt inom kemin (Riedel, 1999; Beyer, Walter
& Franke, 1998; Christen, 1994), och som uttryckligt nämns i Kursplanen Kemi för
grundskolan, inrättad 2000-07, förekommer inte överhuvudtaget.
27
Omnämnandet av starkare krafter är viktigt, därför att det naturligtvis även finns
svagare bindningar, men mellan molekylerna. Dessa svagare bindningar har stor
betydelse i samband med andra (fysikaliska) processer (Brdicka, 1992; Atkins, 2002),
(T.1.1.2.5.).
Begreppet ”reaktion” förväxlas med begreppet ”reaktionsformel”, och det görs i
samband med en grundläggande förklaring av reaktionsformeln (T.1.1.2.8.a, b.).
Fundamentala kemiska begrepp förklaras alltså bara otydligt eller onödigt
komplicerat och används inte precist eller överhuvudtaget inte.
Förklaringar:
Författarna beskriver eller hävdar någonting utan att förklara varför:
I beskrivningen av reaktionsformeln t.ex., som är central i kapitlet ”kemiska
reaktioner”, skriver författarna att ”det ska finnas lika många atomer av varje
grundämne på båda sidor om pilen” (T.1.1.2.8.), men förklarar inte varför. Principen om
massans bevarande, som är oerhört viktigt inom naturvetenskapen, förklaras inte. Det
finns omfattande undersökningar av att inte bara elever utan också NO-studenter har
falska föreställningar om konservationen av massan (Ekborg, 2003; Andersson, 2001;
Andersson, 2003), (T.1.1.2.8.c.). Även den Nationella Utvärderingen av grundskolan
2003 visade elevernas svårigheter i samband med massans bevarande. Så svarade bara
7 % av eleverna att avgasmängden (kg) hos en körande bil är mycket högre än den
tankade bensinmängden (Andersson, Bach, Olander & Zetterqvist, 2004).
Författarna skriver: ”Därför måste väte skrivas H2 och syre O2” (T.1.1.2.10.d.). Men
förklaringen varför, nämligen därför att en vätemolekyl består av två väteatomer och en
syremolekyl av två syreatomer, finns inte (T.1.1.2.10.d.).
Vidare fattas förklaringar i samband med den principiella beskrivningen av
reaktionsformeln (T.1.1.2.8.) och förbränningen vid matsmältningen (T.1.1.2.6.b.),
(T.1.1.2.9.).
Här nämns inte heller parallellen och därmed sambandet mellan en
”vanlig” förbränning i form av eld och förbränningen vid matsmältningen i kroppen
(T.1.1.2.9.).
I detta samband verkar det vara intressant att i den Nationella
Utvärderingen av grundskolan 2003 bara 57 % av eleverna visste att det bildas
koldioxid när en människa går uppför en trappa (Andersson, Bach, Olander &
Zetterqvist, 2004).
28
4.1.2.2. Bok 2, kapitel ”Kolföreningar”
Begrepp
Begreppen
molekylformler,
strukturformler
och
molekylmodell
förklaras
inte
systematiskt och enligt min uppfattning inte tillräckligt precist och tydligt (T.2.1.2.1.).
Viktiga nämnda begrepp som ”destillation” och ”fraktion” förklaras inte (T.2.1.2.4.c).
Förklaringar och samband inom kemin
Enkla förklaringar, som borde visa eleverna sambandet och leda till förståelse, ges inte
eller bara mycket otydligt. Det handlar framför allt om sambandet mellan molekylernas
struktur och ämnets egenskaper, framställning och användning:
•
Diamants och grafits struktur, egenskaper och användning (T.2.1.2.2.).
•
Förklaring av begreppen mättat och omättat kolväte i samband med kolvätens
reaktivitet (T.2.1.2.3.).
•
Tyngdpunkten i kapitlet ”Kolföreningar” ligger på beskrivningen av kolväten. I
olika
avsnitt,
fördelade
över
kapitlet
”Kolföreningar”
ges
isolerade
informationer till kolvätens egenskaper, användning, aggregationstillstånd,
framställning enligt metoden fraktionerad destillation, molekylstorlek och
kokpunkt.
Enligt min åsikt hade det varit oerhört viktigt att understryka sambandet mellan
de fakta som beskrivs i olika avsnitt i ett gemensamt övergripande avsnitt. I
detta avsnitt hade det varit viktigt att övertydligt beskriva sambandet mellan
•
molekylstorlek (antal kolatomer per molekyl) och
•
aggregationstillstånd.
Har man centralt framställt detta sammanhang så följer därav logiskt
•
de olika kolvätenas användningar
•
kokpunkt, såsom
•
framställningsprincipen i form av en fraktionerad destillation.
(T.2.1.2.4.c.), (T.2.7.).
Författarna informerar fragmentariskt om ”oktantalet”, men förklarar inte sambandet.
Därmed blir det ett meningslöst faktapluggande för eleverna (T.2.1.2.5.).
29
Det finns även andra viktiga samband i kapitlet som inte förklaras:
•
Halva kapitlet ”Kolföreningar” handlar om kolvätens användning som bränsle,
därav även fossila bränslen. Därför hade det enligt min uppfattning varit viktigt att
en gång grundligt beskriva den övergripande principen av en förbränning och
sambandet mellan förbränning, syre, oxider, växthuseffekt (koldioxid) och
försurning av naturen (svaveloxider). Kemiskt ett oerhört enkelt samband med av
oerhört stor betydelse för människorna. (T.2.7.2.)
•
Samband (torrdestillation trä – torrdestillation stenkol) och (förbränning av
träkol - förbränning av koks) och (förbränning av koks - reaktion av koks med
järnoxider) beskrivs inte heller (T.2.7.3.).
4.1.2.3. Bok 3, kapitel ”Elektrokemi”
Förklaringar och samband inom kemin
Redoxreaktion, oxidation, reduktion
I kapitlet behandlas omvandlingarna mellan metallatomer och metalljoner, t.ex.
Fe → Fe 2+ + 2e- . Men begreppen oxidation och reduktion i samband med de nämnda
elektronövergångarna förklaras inte. Fenomenet oxidation/reduktion nämns först i slutet
av kapitlet ”Elektrokemi”. Men här väljer författarna en mycket besvärlig, för mig
obegriplig och för eleverna sannolikt svårförståelig väg för att komma till resultatet att
”Ämnen som oxideras lämnar ifrån sig elektroner. Ämnen som reduceras tar till sig
elektroner.” (T.3.1.2.5).
Hade författarna redan från början infört begreppen ”redoxreaktion”, hade eleverna
haft möjligheten att förstå hela kapitlet ”Elektrokemi” från början utifrån begreppen
oxidation och reduktion. Därmed hade eleverna inte bara fått en större överblick utan
också en mycket bättre förståelse av elektrokemin (T.3.1.2.1), (T.3.1.2.5.a, c).
Författarna behandlar i slutet av kapitlet ”Elektrokemi” först avsnitten ”Oxidation”,
sedan ”Reduktion” och mot slutet skriver författarna i ett kapitel vars rubrik har en
betydligt mindre bokstavsstorlek, att ”Oxidation och reduktion sker samtidigt”
(T.3.1.2.5.). Därmed lägger boken tyngdpunkten på de enstaka reaktionerna oxidation
och reduktion, men inte på helheten. Begreppet ”redoxreaktion” nämns inte i boken
överhuvudtaget. För att eleverna ska se helheten och sambandet är det enligt min
uppfattning oerhört viktigt att övertydligt förklara följande för eleverna:
30
•
Det finns bara redoxreaktioner.
•
En oxidation eller reduktion är bara en del, nämligen hälften av en
redoxreaktion.
•
Kemisten beskriver en delreaktion isolerad, t.ex. en oxidation, bara när han vill
lägga fokus på precis denna hälft av redoxreaktionen (T.3.1.2.5.c).
Men inte heller andra viktiga samband förklaras, nämligen det oerhört viktiga
sambandet mellan reaktionsriktningen och begreppen oxidation/reduktion,
t.ex.:
Cu2+ + 2e- → Cu :
kopparjonen reduceras,
Cu2+ + 2e- ← Cu :
koppartatomen oxideras (T.3.1.2.5.d).
Spänningsserie
Författarna
behandlar
metallernas
spänningsserie,
men
använder
begreppet
”spänningsserie”. För att eleverna ska kunna se helheten skulle författarna nämna att
spänningsserien som det pratas om i detta kapitel är metallernas spänningsserie, alltså
utan ickemetallatom/ickemetalljonsystem. Begreppet ”spänning” förklaras inte i
samband med spänningsserien (T.3.1.2.2), (T.3.1.2.3.c).
Galvaniska element
Det i läroboken beskrivna galvaniska elementet är voltaelementet och därmed ett relativt
komplicerat galvaniskt element (Brdicka, 1992; Atkins, 2002). Enligt min uppfattning
är det mycket enklare och därmed för eleverna lättare att förstå, när ett galvaniskt
element förklaras med daniellelementet som exempel. I motsats till voltaelementet
består daniellelementet nämligen av två separata system, som är förbundna med
varandra genom en saltbrygga (Brdicka, 1992; Atkins, 2002). Med hjälp av
daniellelementet kan fenomenet ”spänning” åskådligt förklaras, dessutom betydelsen av
jonerna för strömtransporten (Brdicka, 1992; Atkins, 2002). Författarna nämnde inte
det, som i elektrokemin är det allra viktigaste, nämligen att strömmen i elektrolyter leds
genom rörelse av joner, i motsats till metaller, där strömmen leds genom rörelse av
elektroner (Brdicka, 1992; Atkins, 2002), (T.3.1.2.3.), (T.3.2.).
Blyackumulatorn beskrivs utförligt inklusive fyra bilder, men inte reaktionsformlerna
för reaktionerna som sker vid de två polerna. Utan de båda reaktionsformlerna kan
31
eleverna aldrig förstå hur ackumulatorn ger ström och hur laddningen fungerar, utan de
kan bara lära en massa fakta utantill (T.3.1.2.4).
4.2.
Analys beträffande sakliga fel och otydlig framställning av
kemin, så att eleverna kan få falska föreställningar om kemin
Bok 1, kapitel ”Kemiska reaktioner”:
På grund av en ologisk disposition består risken att eleverna uppfattar galvanisering och
förkromning som oxidationsprocesser (T.1.1.1.1.), (T.1.2.).
Författarna beskriver syremolekylen och vätemolekylen så att eleverna kan få
intrycket av att syre och väte bilder molekyler bara därför att de är gaser (T.1.1.2.5.a),
(T.1.1.2.10.a), (T.1.2.).
Elevernas enkätsvar stödde min hypotes att författarnas beskrivning kunde leda till
missuppfattningar (bilaga E-1, Enkätens resultat, uppgift A).
Författarna beskriver sönderdelningen av socker så, som om socker skulle bestå av
vätemolekyler och syremolekyler (T.1.1.2.7.b), (T.1.2.). Elevernas enkätsvar stödde min
hypotes att författarnas beskrivning kunde leda till missuppfattningar (bilaga E-1,
Enkätens resultat, uppgift B).
Bok 2, kapitel ”Kolföreningar”:
Författarna beskriver den organiska kemin så som om koldioxid vore en typisk organisk
förening (T.2.2.1). Elevernas enkätsvar stödde min hypotes att författarnas beskrivning
kunde leda till missuppfattningar (bilaga E-1, Enkätens resultat, uppgift D).
Författarna visar en tecknad bild utan vidare förklaring som handlar om kolets
kretslopp. Bilden förmedlar eleverna att både atmosfärens koldioxidandel som
härstammar från människans förbränning och atmosfärens koldioxidandel som
härstammar från förbränningen av fossila bränslen som torv, kol, olja och gas återförs i
ett slutet kretslopp till träden och växterna. Men i verkligheten återförs inte hela
atmosfärens koldioxid till växt- och djurriket, utan bidrar till en ökning av
växthuseffekten. (T.2.2.2). Elevernas enkätsvar stödde min hypotes att författarnas
beskrivning kunde leda till missuppfattningar (bilaga E-1, Enkätens resultat, uppgift C).
Författarna beskriver ringformiga kolväten som aromatiska kolväten, vilket är sakligt
fel (T.2.2.3.). Eleverna förmedlas på grund av det sakliga felet intrycket av att bensen
32
och naftalen skulle likna de hittills beskrivna alifatiska kolvätena. Men bensen och
naftalen har som aromatiska kolväten helt andra egenskaper än de beskrivna alifatiska
kolvätena.
Bok 3, kapitel ”Elektrokemi”
Författarna skriver ”En vattenlösning av ett kopparsalt innehåller kopparjoner, Cu2+”,
och inget mer. (T.3.1.2.1.). Härmed består risken att eleverna inte ser helheten utan
uppfattar kopparsaltlösningen som en lösning som bara består av kopparjoner
(T.3.1.2.1.), (T.3.2.). Elevernas enkätsvar stödde min hypotes att författarnas
beskrivning kunde leda till missuppfattningar (bilaga E-1, Enkätens resultat, uppgift E).
Författarna beskriver voltaelementet som exempel för ett galvaniskt element. Medan
de förklarar vad som händer vid zinkplattan, beskriver de inte vad som händer vid
kopparplattan. Det kan leda till missuppfattningar hos elever, att det t.ex. inte händer
någonting eller att det sker andra reaktioner än den verkliga reaktionen. (T.3.1.2.3.),
(T.3.2.). Elevernas enkätsvar stödde min hypotes att författarnas beskrivning kunde
leda till missuppfattningar (bilaga E-1, Enkätens resultat, uppgift F).
4.3.
Analys beträffande anknytning till elevernas vardag
Kapitlen innehåller många bilder i form av färgfotografier. De flesta foton står i
samband med användningen av i texten beskrivna ämnen och fenomen. På så sätt
understryks på ett mycket lättförståeligt sätt sambandet mellan de i texten behandlade
ämnena eller fenomenen och deras betydelse i vardagen som delvis också tillhör
elevernas vardag. En del bilder anknyter till senare beskrivna elevexperiment och bildar
därmed en bra anknytning till elevernas vardag i kemiundervisningen. En lyckad
anknytning till vardagen!
4.4.
Analys beträffande anknytning till globala problem
I samband med en allmän framställning av ”Kemiska reaktioner” (bok 1) och
”Elektrokemi” (bok 3) är det enligt min uppfattning varken möjligt eller meningsfullt att
anknyta till globala problem.
I kapitlet ”Kolväten” (bok 2) däremot hade det varit lätt att anknyta till följande
globala problem:
•
Växthuseffekt (T.2.7.2.), (T.2.7.3.),
33
•
Förekomster av fossila bränslen på jorden och politiska problem i samband
härmed, som har lett till många krig och stort elände (T.2.1.2.6.),
•
Försurning av naturen (T.2.7.2.).
Dessutom hade det varit viktigt att utförligt behandla kolets kretslopp.
Författarna anknöt inte till de nämnda områdena.
4.5.
Analys beträffande experimentens frihetsgrader
I anslutningen till de tre kapitlen beskrivs sammanlagt 29 elevförsök. 27 försök har en
frihetsgrad, två försök har noll frihetsgrader. Det hade varit mycket lätt att formulera en
del experiment som experiment med två frihetsgrader. Andersson beskriver, hur det är
möjligt att omvandla experiment med frihetsgrad ett i experiment med två frihetsgrader,
även med exemplet galvaniska element (Andersson, 1989), (T.1.5.), (T.2.5.), ( T.3.5.).
4.6.
Analys beträffande jämställdhet mellan könen i samband med
framställningen av personer på bilderna i boken
På fotografierna kan eleverna tydligt urskilja sammanlagt 10 män men bara 2 kvinnor.
Dessutom finns en bild med en kvinnlig hand. Den kvinnliga handen putsar ett bord. En
annan bild visar en kvinna som lagar mat. Kvinnorna utför alltså traditionella ”typiska”
kvinnliga arbeten. Männen däremot svetsar, bygger, de ses i samband med ett flygplan,
alltså mer inom tekniska yrken. På bilderna ses varken pojkar eller flickor (T.1.6.),
( T.2.6), (T.3.6.).
34
5. Diskussion
5.1. Svar på mina delfrågor i samband med resultatsammanfattningen
1. Ger lärobokens analyserade kapitel eleverna en översiktlig, strukturerad, logisk,
precis, tydlig, lättförståelig och begriplig, förklarande och sambandsförmedlande
framställning av kemin?
Dispositionen är ologisk, delvis även sakligt fel, ger eleverna varken översikt eller
visar dem struktur och kan enligt min uppfattning inte hjälpa eleverna att bygga upp en
logisk tankestruktur, en hjälp som skolverket anser vara enormt viktigt (Skolverket,
2004). Dispositionens syfte, att bygga upp en överskådlig och lättläst helhet är inte
uppfyllt (Johansson & Svedner, 2001; Dyste, Hertzberg
& Lokensgard Hoel; 2002,
Hellspong, 2001).
I de undersökta kapitlen blandas makro- och mikronivån ca 50 gånger i samband
med fundamentala begrepp inom kemin, dessutom finns även andra mycket oprecisa
formuleringar. Flera författare betonar betydelsen av att strikt skilja mellan de olika
nivåerna (Andersson, 2001; Andersson, 2003; Shelley, 1978; Jansson, 1995), annars är
det svårt för eleverna att följa nivåskiftningarna (Andersson, 2003). Kan eleverna inte
följa skiftningarna så finns risken att de inte förstår systemet, utan de uppfattar de tre
nivåerna antagligen som en svårbegriplig villervalla.
Facktermer blandas med begrepp, som inte är facktermer eller så används de här i
helt andra sammanhang än vanligtvis inom kemin. Grundläggande begrepp förklaras
inte alls, eller inte tillräckligt precist, inte systematiskt, bara otydligt eller onödigt
komplicerat och de förväxlas, eller nämns inte överhuvudtaget.
Författarna använder färgade kulor som ska föreställa atomer, men hänvisar inte till
att kulorna är modeller, förklarar inte begreppet ”modell” och tar inte upp
problematiken med användningen av modeller, som kan vara förvirrande för eleverna
eller kan leda till falska föreställningar (Andersson, 2001; Sjöberg, 2000; Andersson,
1989).
Enkla förklaringar, som borde visa eleverna paralleller och därmed samband inom
kemin och leda till förståelse, alltså ge svaret på frågan „varför“ ges inte eller bara
mycket otydligt. Det handlar framförallt om sambandet mellan molekylernas struktur
och ämnets egenskaper, framställning och användning. Istället för övergripande,
35
sammanfattande och samband förmedlande förklaringar ges isolerad och fragmentarisk
information.
Kapitel som sammanställer ett sammanhang hjälper eleverna att förstå. Förståelse
hos eleverna anses som det översta målet i naturvetenskapsundervisning (Andersson,
Bach, Olander & Zetterqvist, 2004; Carlgren & Marton; 2000; Nilsson, 1999; Nilsson,
2003). Utan samband blir det, enligt min uppfattning, ett meningslöst „faktapluggande“
för eleverna. Ämnet måste uppfattas som oöversiktligt, ointressant och svårt.
Mitt svar på första delfrågan:
Lärobokens analyserade kapitel ger inte eleverna en översiktlig, strukturerad, logisk,
precis, tydlig, lättförståelig och begriplig, förklarande och samband förmedlande
framställning av kemin.
2. Ger lärobokens analyserade kapitel eleverna en sakligt korrekt och tydlig
framställning så att eleverna inte får falska föreställningar om kemin och stöder
eleverna min hypotes att en del av bokens texter och bilder med stor sannolikhet
leder till sakligt falska föreställningar hos eleverna?
De analyserade kapitlen innehåller 10 texter respektive bilder som framställer kemin
sakligt fel eller mycket otydligt.
Mitt svar på andra delfrågan:
Lärobokens analyserade kapitel ger eleverna delvis en sakligt felaktig eller så otydlig
framställning att eleverna kan få falska föreställningar om kemin. Elevernas enkätsvar
stödde min hypotes att en del av bokens texter och bilder med stor sannolikhet leder till
sakligt falska föreställningar hos eleverna.
3. Anknyter lärobokens analyserade kapitel till elevernas vardag?
Kapitlen innehåller många färgfotografier som står i samband med användningen av
i texten beskrivna ämnen och fenomen eller med senare beskrivna elevexperiment.
Därmed anknyter författarna till vardagen som delvis också tillhör elevernas vardag.
Anknytningen ökar elevernas intresse och engagemang (Nilsson, 1999; Evenshaug &
Hallen, 2000; Malmgren & Nilsson, 1993).
Mitt svar på tredje delfrågan:
Lärobokens analyserade kapitel ger en lyckad anknytning till elevernas vardag.
36
4. Anknyter lärobokens analyserade kapitel till aktuella globala problem?
I två av de analyserade kapitlen är det enligt min uppfattning varken möjligt eller
meningsfullt att anknyta till globala problem. I kapitlet ”Kolväten” hade det däremot
varit lätt att anknyta till växthuseffekten, förekomster av fossila bränslen och försurning
av naturen, men författarna anknöt inte till de nämnda områdena.
Mitt svar på fjärde delfrågan:
Lärobokens analyserade kapitel anknyter inte till aktuella globala problem.
Därmed har eleverna det svårare att se varför kemin är viktig och vilken nytta den
har. Dessutom försummas en möjlighet att öka elevernas intresse för kemin, miljön och
hållbar utveckling (Thorsson, 2003).
5. Utmanar lärobokens analyserade kapitel eleverna med experiment, som utvecklar
elevernas förmåga att lösa problem?
Inget av de sammanlagt 29 beskrivna elevförsöken har mer än en frihetsgrad, trots att
det hade varit lätt att formulera en del experiment som experiment med fler
frihetsgrader (Andersson, 1989). I detta sammanhang vill jag klargöra att jag inte har
uppfattningen att en lärobok är bättre ju fler experiment med många frihetsgrader den
har. Vilket experiment som är passande beror på vilka mål och syfte i undervisningen
detta experiment har. Experiment och praktiskt arbete kan nämligen ha olika syften och
mål (Monk & Osborne, 2000; Sjöberg, 2000). Beroende på målet kan det därför också
vara fördelaktig att eleverna genomför ett experiment med bara en eller även noll
frihetsgrader, t.ex. när eleverna har liten eller ingen erfarenhet av experiment.
Men i alla fall anser jag, att åtminstone en del experiment borde ha två eller tre
frihetsgrader för att kunna utmana eleverna. Enligt den Nationella Utvärderingen av
grundskolan 2003 (Skolverket, 2004) har svenska elever god förmåga att lösa problem
och borde därmed också ha god förmåga att genomföra experiment med flera
frihetsgrader. Experiment med fler frihetsgrader kräver mer av eleverna, men kunde
enligt min uppfattning även höja elevernas intresse och delaktighet.
Mitt svar på femte delfrågan:
Lärobokens analyserade kapitel utmanar inte eleverna med experiment, som utvecklar
elevernas förmåga att lösa problem.
37
6. Tar lärobokens analyserade kapitel hänsyn till jämställdhet mellan könen i
samband med framställningen av personer på bilderna i boken?
På fotografierna kan eleverna tydligt se sammanlagt 10 män men bara 2 kvinnor.
Därmed motverkar boken inte att naturvetenskapliga ämnen betraktas som
kvinnodiskriminerande (Sjöberg, 2000).
Mitt svar på sjätte delfrågan:
Lärobokens analyserade kapitel tar inte hänsyn till jämställdheten mellan könen i
samband med framställningen av personer på bilderna i boken.
5.2. Enkät - tillförlitlighet och generaliserbarhet
Enkäten skulle ge stöd för min hypotes, att ur boken valda texter och bilder kunde leda
till missuppfattningar hos eleverna. Problematiken i samband med reliabiliteten ligger i
att eleverna inte skulle svara på frågorna utifrån sina kemikunskaper, utan utifrån
informationen som läroboken gav dem. Men jag kan egentligen inte veta om eleven bara
utgick ifrån texten och textens tolkning eller om den kom fram till ”det rätta svaret”
genom användning av egna, redan förvärvade kemikunskaper. Använde eleven redan
förvärvade kemikunskaper så ger det ett mindre stöd för mina hypoteser, därför att
eleverna svarade rätt fast texten var missvisande.
Vid en av delfrågorna gav bara 7 % av eleverna ett felaktigt svar. Men i de allra
flesta fallen missuppfattade en tredjedel, hälften, två tredjedelar eller ännu fler av
eleverna de enligt min uppfattning tvivelaktiga texterna och bilderna. Därmed gav
elevsvaren stöd åt min hypotes att ur boken valda texter och bilder kunde leda till
missuppfattningar hos eleverna.
Frågan är om jag kan utgå ifrån att en enkät med andra än de elever, som frågades
skulle ge samma resultat. Till denna fråga fastställer jag, att det inte fanns - och
fortfarande inte finns - någon anledning att anta att enkätens resultat kunde påverkas av
de valda individerna. Därför kan tillfällighetsurvalet anses som tillräckligt (Hartmann,
1998). Jag anser det som osannolikt att ett sannolikhetsurval skulle leda till ett
principiellt annat resultat. Även om jag skulle anta att inte en enda annan elev i Sverige
skulle missuppfatta de ur boken valda texterna och bilderna så hade jag i alla fall stöd
för min hypotes från de elever, som frågades.
38
5.3. Textanalys – tillförlitlighet och generaliserbarhet – svar på min
övergripande fråga
Tillförlitligheten av textanalysen baserar på min kunskap som promoverad kemist och
lärarkandidat med ämnet kemi. Jag genomförde textanalysen mycket djupgående och
försökte belysa de analyserade kapitlen ur å ena sidan så många synvinklar som möjligt
och å andra sidan ur de synvinklarna som jag ansåg vara viktigast.
Syftet med det föreliggande arbetet var att fastställa om kemiläroboken Kemi Lpo
Tefy är ”en bra kemilärobok” enligt mina 6 krav som jag ställde på ”en bra
kemilärobok”. För att ta reda på detta genomförde jag textanalysen av tre kapitel, som
tillhör de mest behandlade avsnitten inom grundskolans kemiundervisning (Eskilsson,
2000). Textanalysen i samverkan med enkäten skulle ge mig stöd för mitt omdöme om
kemiläroboken.
Textanalysen och enkäten visade tydligt att de undersökta kapitlen inte uppfyller 5
av mina 6 krav. Resultatet av min analys är därmed att de undersökta kapitlen inte är
kapitel som ska ingå i ”en bra kemilärobok”. För att fastställa om de övriga kapitlen
motsvarar mina krav borde alla kapitel undersökas. En granskande blick på de övriga
kapitlen visade mig emellertid samma problem, som jag redan upptäckte i de
analyserade kapitlen. Därför utgår jag ifrån att även de icke textanalyserade kapitlen
inte skulle komma att motsvara mina krav.
Även om jag skulle anta att de icke textanalyserade kapitel oinskränkt skulle
uppfylla alla mina 6 krav - i motsats till de analyserade kapitlen - kunde jag ändå inte
beteckna kemiläroboken som ”en bra kemilärobok” därför att den innehåller de
analyserade kapitlen, som dessutom tillhör de mest behandlade avsnitten inom
grundskolans kemiundervisning (Eskilsson, 2000).
Svaret på min övergripande frågeställning är därmed:
Jag anser att kemiläroboken Kemi Lpo TEFY inte är ”en bra kemilärobok”.
Eleverna som läser boken måste enligt min åsikt uppfatta kemi som ett svårt
ämne!
39
5.4. Undersökningens betydelse och resultatets användning inom
läraryrket
Det unika med det föreliggande arbetet är, att för första gången undersöktes den i
Sveriges grundskolor mest använda kemiläroboken Kemi Lpo TEFY med tanke på hur
boken framställer kemin.
Kemi Lpo TEFY borde omfattande omarbetas, eller så borde skolorna välja en
annan kemilärobok.
För en lärare verkar det vara viktigt att själv kritiskt granska de på skolorna använda
läroböckerna och använda dem som är bäst. Finns det inte flera skolböcker att välja
emellan så borde läraren uppmärksamma eleverna på de upptäckta bristerna i boken.
Även för en lärares egen undervisning är det enligt min uppfattning enormt viktigt att
uttrycka sig precist och tydligt, förklara varför och visa eleverna samband.
Jag själv har lärt mycket under arbetets förlopp, bland annat hur många detaljer det
är som bidrar till att eleverna kan uppfatta kemi som ett svårt ämne, men också hur
många möjligheter det finns att underlätta för eleverna att begripa kemin. Jag skulle
gärna själv skriva en kemilärobok.
Grundskolans kemiundervisning: Med tanke på att de flesta i Eskilssons studie
undersökta skolorna utgår från någon lärobok när de lägger upp undervisningen
(Eskilsson, 2000), med tanke på att Kemi Lpo av TEFY är det mest använda, vanligast
förekommande kemiläromedlet i Sveriges grundskolor (Eskilsson, 2000; Paulsson,
2004) och med tanke på att jag anser att denna lärobok inte är ”en bra kemilärobok”
verkar det sannolikt att Kemi Lpo av TEFY inte bidrar till en hög undervisningskvalitet
på de svenska grundskolorna.
Därför verkar det inte vara orimligt att även utgå ifrån att Kemi Lpo TEFY sannolikt
inte har bidragit till att resultatet i den Nationella Utvärderingen av grundskolan 2003
(Skolverket, 2004) i ämnet kemi inte utfallit bättre.
Jämfört med den nationella utvärderingen 1992 har elevernas begreppsförståelse i
ämnet kemi tydligt försämrats med i genomsnitt 10 procentenheter (Andersson, Bach,
Olander & Zetterqvist, 2004). I detta samband verkar det vara intressant att min analys
av Kemi Lpo TEFY upptäckte stora brister i förklaringar och användningar av
grundläggande kemiska begrepp.
40
5.5. Vad hade kunnat göras annorlunda?
Fler av bokens kapitel hade kunnat analyseras. Inom den givna tidsramen hade det då
inte varit möjligt att gå så mycket på djupet. Men det verkar vara bättre att analysera
noggrant än att analysera mer text men då mer på ytan. Det ställdes de beskrivna 6
kraven på ”en bra lärobok”. Naturligtvis kan det även ställas andra och fler än de 6
kraven. Men de i föreliggande arbetet ställda kraven föreföll viktigast, framförallt
framställningen av själva kemin.
Betraktas själva kemin (krav 1, och 2) och ”övrigt” (de andra kraven) så var en av
analysens mål att undersöka förbindelser mellan själva kemin och ”övrigt”. Den vanliga
synvinkeln härvid är säkert, hur kemin kan skapa förbindelser till ”övrigt”. Men i det
optimala fallet borde allt bilda en helhet. Vi skulle också kunna betrakta problemet
utifrån det andra hållet och säga: de globala problem och elevernas vardag t.ex. är
medelpunkt och därmed utgångspunkt för kemin. Det skulle alltså vara intressant att
inte betrakta kemiboken så att den borde skapa förbindelser till någonting ”utanför
kemin”, utan tvärtom att de globala problemen och elevernas värld skulle bilda basen
till kemiläroboken. Även så kunde en lärobok analyseras. En annan intressant aspekt är
att eleverna tycker att ämnet kemi är svårare, ointressantare och mindre viktigt än ämnet
biologi (Skolverket, 2004). Då skulle en kombination av kemi och biologi vara
intressant och viktig. Även under den synpunkten kunde en lärobok analyseras.
41
42
6. Slutord
Utan tvekan borde Kemi Lpo TEFY genomgå en omfattande omarbetning. Kemiboken
verkar genom sitt yttre tilltalande och inbjudande. Indelningen i ”faktadelen”, som
författarna kallar den av mig analyserade delen, elevförsök och studieuppgifter tycker
jag är lyckad. Språket är enkelt, vilket jag tycker är bra, men det får inte ske på
bekostnad av precisionen. A4-formatet tycker jag är mycket lämpligt som arbetsbok,
bokens pris är extremt lågt (www.tefy.se). Dessutom finns läroboken på CD-ROM som
hjälpmedel för dyslektiker.
Genom en grundlig omarbetning kunde Kemi Lpo TEFY inte bara vara den i
Sveriges grundskolor mest använda kemiläroboken utan också bli
Sveriges bästa kemilärobok!
.
43
44
7. Referenser
Andersson,
Stockholm.
Björn
(1989).
Grundskolans
naturvetenskap.
Utbildningsförlaget.
Andersson, Björn ( 2001). Elevers tänkande och skolans naturvetenskap. Skolverket.
Andersson, Björn (2003). Kemiska reaktioner. Projekt NORDLAB-SE. Institut för
pedagogik och didaktik. Göteborgs Universitet.
Andersson, Björn & Bach, Frank & Olander, Clas & Zetterqvist, Ann (2004).
Grundskolans naturvetenskap – utvärderingar 1992 och 2003 samt en framtidsanalys.
NA-Spektrum Nr. 24 Göteborg.
Areskoug, Mats (1999). Miljöfysik. Energi och klimat. Studentlitteratur. Lund.
Atkins, Peter, William (2002). Physikalische Chemie. Wiley-VCH-Verlag. Weinheim
Beyer, Hans & Walter, Wolfgang & Francke, Wittko (1998). Lehrbuch der
Organischen Chemie. Hirzel Verlag: Stuttgart.
Boren, Hans & Larsson, Monika & Lif, Tor & Lilleborg, Sigvard & Lindh, Birgitta
(2001). Kemiboken. A. Liber: Stockholm.
Brdicka, R. (1992). Grundlagen der physikalischen Chemie. Wiley-VCH-Verlag.
Weinheim.
Carlgren, Ingrid & Marton, Ference (2000). Lärare av imorgon. Lärarförbundets förlag.
Stockholm.
Christen, Hans, Rudolf
Sauerländer: Frankfurt.
(1994). Grundlagen der organischen Chemie. Diesterweg-
Christen, Hans, Rudolf (1988). Grundlagen der allgemeinen und anorganischen
Chemie. Diesterweg-Sauerländer: Frankfurt.
Dyste, Olga & Hertzberg, Froydis & Lokensgard Hoel, Torlang (2002). Skriva för att
lära. Studentlitteratur. Lund.
Ekborg, Margareta (2003). Naturvetenskaplig utbildning för hållbar utveckling? En
longitudinell studie av hur studenter på grundskollärarprogrammet utvecklar för
miljöundervisning relevanta kunskaper i naturkunskap. Göteborg Studies in
Educational Sciences 188, Acta Universitatis Gothoburgensis.
Ekdal, Christer & Nettelblad, Folke A. & Pålsson, Anders (1996). Kemi Spektrum.
Stockholm: Liber.
45
Eskilsson, Eva (2000). Kemi i grundskolan. Examensarbete i Institutionen för tillämpad
lärarkunskap. Linköpings Universitet. Linköping.
Evenshaug, Oddbjörn & Hallen, Dag (2001). Barn- och ungdomspsykologi.
Studentlitteratur. Lund.
Hartman, Jan (1998). Vetenskapligt tänkande. Studentlitteratur. Lund.
Hellspong, Lennart & Ledin, Per (1997). Vägar genom texten. Studentlitteratur. Lund.
Hellspong, Lennart (2001). Metoder för brukstextanalys. Studentlitteratur. Lund.
Jansson, Ingrid (1995). Begreppsförståelse i gymnasiets kemi – svenska resultat och
internationella rön. NA-Spektrum Nr. 13. Göteborgs Universitet. Göteborg.
Johansson, Bo & Svedner, Per Olov (2001). Examensarbetet i lärarutbildningen.
Kunskapsföretaget i Uppsala AB. Uppsala.
Kursplanen Kemi för grundskolan, inrättad 2000-07.
Malmgren, Lars-Göran & Nilsson, Jan (1993). Litteraturläsning som lek och allvar.
Studentlitteratur. Lund.
Monk, Martin & Osborne, Jonathan (2000). Good Practice in Science Teaching. What
research has to say. Open University Press. Buckingham.
Nilsson, Jan (1999). At se och förstå undervisning. Studentlitteratur. Lund.
Nilsson, Jan (2003). Verkligheten som träningsfält. Nämnaren Nr. 3.
Paulsson, Bo & Nilsson, Bo & Karpsten, Bertil & Axelsson, Jan (1996). Kemi Lpo för
grundskolans senare del, Bok 1, 2 och 3. Skånetryck. Båstad.
Paulsson, Bo (2004). Personligt muntligt meddelande 2004-12-06. Båstad.
Riedel, Erwin (1999). Anorganische Chemie. De Gruyter- Verlag. Berlin-New York.
Shelley, N.J. (1978). The confusion of molecular particles with substances. Education in
Chemistry, 15, 144-145.
Sjöberg, Svein (2000). Naturvetenskap som allmänbildning – en kritisk ämnesdidaktik.
Studentlitteratur. Lund.
Smith, Frank (2000). Läsning. Liber förlag.
Skolverket (2004). Nationella Utvärderingen av grundskolan 2003. Sammanfattande
huvudrapport. 28.10.2004. Skolverket. Stockholm.
Thorsson, Bengt (2003). Gymnasieelevers
Examensarbete Malmö högskola. Malmö.
46
attityder
och
intresse
för
kemi.
Widerberg, Karin (2002). Kvalitativ forskning i praktiken. Studentlitteratur. Lund.
Östmann, Leif (1995). Socialisation och mening. NO-utbildning som politiskt och
miljömoraliskt problem. Uppsala Universitet. Uppsala.
47
48
Bilaga T
Resultat av textanalys
Innehållsförteckning bilaga T
T.1.
Bok 1, kapitel ”Kemiska reaktioner” (s 21-34)
T.1.1.
Analys beträffande översiktlig, strukturerad, logisk, precis, lättförståelig
53
och begriplig, tydlig, förklarande och sammanhang förmedlande
T.1.1.1.
framställning av kemin
53
Analys av hela kapitlet ”Kemiska reaktioner”
53
T.1.1.1.1. Analys beträffande dispositionen av kapitlet ”Kemiska reaktioner”
53
T.1.1.1.2. Analys beträffande blandning av kemins nivåer och ytterligare oprecisa
T.1.1.2.
formuleringar
55
Analys av enstaka underkapitel, texter och bilder
55
T.1.1.2.1. Kapitel ”Grundämnen”
55
T.1.1.2.2. Kapitel ”Kemiska föreningar”
56
T.1.1.2.3. Kapitel ”Fysikaliska förändringar”
57
T.1.1.2.4. Kapitel ”Kemiska förändringar”
57
T.1.1.2.5. Kapitel ”Syre”
57
T.1.1.2.6. Kapitel ”Förbränning – oxidation”
58
T.1.1.2.7. Kapitel ”Vi sönderdelar ämnen”
59
T.1.1.2.8. Kapitel ”Reaktionsformler”
59
T.1.1.2.9. Kapitel ”Koldioxid”
60
T.1.1.2.10. Kapitel ”Reaktionsformel”
61
T.1.2.
Analys beträffande sakliga fel och mycket otydlig framställning av
kemin, så att eleverna kan få falska föreställningar om kemin
62
T.1.3.
Analys beträffande anknytning till elevernas vardag
62
T.1.4.
Analys beträffande anknytning till globala problem
62
T.1.5.
Analys beträffande experimentens frihetsgrader
62
T.1.6.
Analys beträffande jämställdhet mellan könen i samband med
framställningen av personer på bokens bilder
49
62
T.2.
Bok 2, kapitel ”Kolföreningar” (s 4-16)
T.2.1.
Analys beträffande översiktlig, strukturerad, logisk, precis,
63
Lättförståelig och begriplig, tydlig, förklarande och sammanhang
T.2.1.1.
förmedlande framställning av kemin
63
Analys av hela kapitlet ”Kolföreningar”
63
T.2.1.1.1. Analys beträffande dispositionen av kapitlet ”Kolföreningar”
63
T.2.1.1.2. Analys beträffande blandning av kemins nivåer och ytterligare oprecisa
T.2.1.2.
formuleringar
65
Analys av enstaka underkapitel, texter och bilder
66
T.2.1.2.1. Kapitel ”Strukturformler”
66
T.2.1.2.2. Beskrivning av diamant och grafit
67
T.2.1.2.3 Kapitel ”Mättade och omättade kolväten”
68
T.2.1.2.4. Kapitel ”Flytande bränslen”
68
T.2.1.2.5. Kapitel ”Bensin”
70
T.2.1.2.6. Bild ”Förekomst av stenkol, olja och naturgas”
70
T.2.2.
Analys beträffande sakliga fel och mycket otydlig framställning av
kemin, å att eleverna kan få falska föreställningar om kemin
70
T.2.2.1.
Avsnitt ”Allt levande innehåller kol”
70
T.2.2.2.
Ritning till avsnitt ”Allt levande innehåller kol”
71
T.2.2.3.
Avsnitt ”Ringformiga kolväten”
72
T.2.3.
Analys beträffande anknytning till elevernas vardag
73
T.2.4.
Analys beträffande anknytning till globala problem
73
T.2.5.
Analys beträffande experimentens frihetsgrader
73
T.2.6.
Analys beträffande jämställdhet mellan könen i samband med
framställningen av personer på bokens bilder
T.2.7.
73
Extrakapitel: Allmänna sammanhang i kapitlet ”Kolföreningar” som
boken inte tar upp eller bara mycket otydligt, och som - enligt min
uppfattning - borde tas upp övertydligt för att visa eleverna samband
inom kemin.
T.2.7.1.
74
Samband molekylstorlek–aggregationstillstånd-de olika kolvätenas
användningar - kokpunkt - principen av framställningen i form av en
fraktionerad destillation
74
50
T.2.7.2.
Samband förbränning - syre – oxider
T.2.7.3.
Samband (torrdestillation trä - torrdestillation stenkol) och
74
(förbränning av träkol - förbränning av koks) och
(förbränning av koks - reaktion av koks med järnoxider)
75
T.3.
Bok 3, kapitel ”Elektrokemi” (s 26–37)
T.3.1.
Analys beträffande översiktlig, strukturerad, logisk, precis, lättförståelig
76
och begriplig, tydlig, förklarande och sammanhang förmedlande
T.3.1.1.
framställning av kemin
76
Analys av hela kapitlet ”Elektrokemi”
76
T.3.1.1.1. Analys beträffande dispositionen av kapitlet ”Elektrokemi”
76
T.3.1.1.2. Analys beträffande blandning av kemins nivåer och ytterligare oprecisa
T.3.1.2.
formuleringar
77
Analys av enstaka underkapitel, texter och bilder
77
T.3.1.2.1. Kapitel ”Atomer blir joner – joner blir atomer
77
T.3.1.2.2. Kapitel ”Ädla och oädla metaller”
77
T.3.1.2.3. Kapitel ”Galvaniska element”
78
T.3.1.2.4. Kapitel ”Ackumulatorn”
79
T.3.1.2.5. Kapitel ”Oxidation”, ”Reduktion” och ”Oxidation och reduktion sker
samtidigt”
T.3.2.
79
Analys beträffande sakliga fel och mycket otydlig framställning av
kemin, så att eleverna kan få falska föreställningar om kemin
81
T.3.3.
Analys beträffande anknytning till elevernas vardag
82
T.3.4.
Analys beträffande anknytning till globala problem
82
T.3.5.
Analys beträffande experimentens frihetsgrader
82
T.3.6.
Analys beträffande jämställdhet mellan könen i samband med
framställningen av personer på bokens bilder
51
82
52
T.1.
Bok 1, kapitel ”Kemiska reaktioner” (s 21-34)
T.1.1.
Analys beträffande översiktlig, strukturerad, logisk, precis,
lättförståelig och begriplig, tydlig, förklarande och
sammanhang förmedlande framställning av kemin
T.1.1.1.
T.1.1.1.1.
Analys av hela kapitlet ”Kemiska reaktioner”
Analys beträffande dispositionen av kapitlet ”Kemiska reaktioner”
Allmänt angående lärobokens rubriker: rubrikerna är inte numrerade. De olika
rubriknivåerna synliggörs genom användning av olika bokstavsstorlekar,
nämligen storleken 4,5 - 4,0 – 3,5 och 3,0 mm. I avsnittet „Kemiska reaktioner”
används alltså fyra rubriknivåer. En disposition, alltså en systematisk indelning
av kapitlet, förmedlas läsaren därmed genom rubrikernas bokstavsstorlek.
Ordnar man rubrikerna enligt rubrikernas bokstavsstorlek kommer man till följande
indelning (efter en rubriks namn står inom parantes rubrikens bokstavsstorlek) :
Kemiska reaktioner
Grundämnen
Kemiska föreningar
Kemiska tecken
Fysikaliska förändringar
Kemiska förändringar
Syre
Förbränning – oxidation
Först blandar vi två ämnen
Sedan värmer vi blandningen
Vi sönderdelar ämnen
Reaktionsformler
Järnoxider
Rost
Skyddande oxidation
Koppar
Aluminium
Galvanisering och förkromning
Rostskyddsfärg
Koldioxid
Koloxid – kolmonoxid
Avgaser
3,5
3,5
3,5
4,5
4,5
4,0
3,0
3,5
3,5
3,5
4,5
4,0
3,0
4,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
(Efter ett vågrätt blått streck kommer de följande, tydligt mot varandra avgränsade
kapitlen:)
Väte
Vatten är vätets oxid
Reaktionsformel
Lär dig känna igen dessa gaser
Syrgas
53
4,0
3,0
3,0
3,0
2,5
Koldioxid
Vätgas
Atomen
Atomens byggnad
Molekylföreningar och jonföreningar
2,5
2,5
4,0
3,0
4,0
För mig är det omöjligt att upptäcka någon logisk indelning av kapitlet ”Kemiska
reaktioner”:
Enligt bokens rubrikstorlek och extra kapitelavgränsningar med vågräta sträck, har
kapitlet ”Kemiska reaktioner” sju huvudkapitel, nämligen ett huvudkapitel utan rubrik
(som behandlar ”Grundämnen”, ”Kemiska föreningar” och ” Kemiska tecken”) och
avsnitten ”Fysikaliska förändringar”, ”Kemiska förändringar”, ”Reaktionsformler”,
”Väte”, ”Atomen” och ”Molekylföreningar och jonföreningar”.
a) Därmed behandlar kapitlet ”Kemiska reaktioner” tre kapitel som inte har någonting
med kemiska reaktioner att göra, nämligen:
• Första huvudkapitlet utan rubrik. Här behandlas ”Grundämnen”, ”Kemiska
föreningar” och ” Kemiska tecken”, men inga kemiska reaktioner. Att veta
någonting om grundämnen, kemiska föreningar och kemiska tecken är
förutsättning för att behandla kemiska reaktioner. Men en klarare disposition
vore att ställa kapitlen ”Grundämnen”, ”Kemiska föreningar” och ” Kemiska
tecken” före kapitlet ”Kemiska reaktioner”, istället för att behandla dem i
kapitlet.
• Kapitlet ”Atomen” och kapitlet ”Molekylföreningar och jonföreningar”: Här
behandlas återigen inte kemiska reaktioner utan atomens byggnad och hur man
skiljer mellan molekylföreningar och jonföreningar. Att veta det är viktigt för att
kunna förstå innehållet i nästa stora kapitel i boken ”Syror och baser”. Men
mellan kapitlena ”Kemiska reaktioner” och ”Syror och baser” ligger åtta sidor
försök och studieuppgifter. Betydligt klarare verkar det att ställa kapitlet som
handlar om atombyggnad och joner direkt före kapitlet ”Syror och baser”.
(Anmärkning: kemin som handlar om kemiska rektioner framställs i boken på en
nivå som inte förutsätter kunskaper om atomens byggnad.)
b) Med undantag av huvudkapitlet ”Fysikaliska förändringar” överlappar alla
huvudkapitel. Därmed är indelningen ologisk.
c) Kapitel ”Kemiska förändringar”
Här behandlas under en stor rubrik rent ”Syre”. Det hade varit logiskt och översiktligare
att istället behandla syre i kapitlet ”Grundämnen” och att redan där tydligt
uppmärksamma på att grundämnen kan vara enstaka atomer men också molekyler som
hos syre.
d) Kapitlet ”Skyddande oxidation” har sju underkapitlen. Därav behandlas fenomenet
”skyddande oxidation” bara i två underkapitel, nämligen ”Koppar” och ”Aluminium”.
Varken galvanisering eller förkromning eller behandling med rostskyddsfärg är
skyddande oxidationsprocesser som hos koppar och aluminium. Därmed är kapitlets
disposition inte bara ologisk utan också sakligt fel. Det består risk att eleverna uppfattar
t.ex. galvanisering och förkromning som oxidationsprocesser. Sammanhanget mellan
54
”Skyddande oxidation” och de övriga kapitlen ”Koldioxid”, ”Koloxid – kolmonoxid”
och ”Avgaser” är helt oklart (vid förbränningen av kol oxideras kolatomerna, men det är
inte en ”skyddande oxidation”).
e) Kapitlet ”Väte” behandlar i underkapitlet ”Lär dig känna igen dessa gaser” också syre
och koldioxid. Dispositionen av kapitlet ”Väte” är därmed ologisk.
T.1.1.1.2. Analys beträffande blandning av kemins nivåer och ytterligare oprecisa
formuleringar
I kapitlet ”Kemiska reaktioner” blandas makronivån och mikronivån upprepade gånger i
samband med viktiga begrepp inom kemin. Det görs tyvärr inte bara i den löpande
texten utan också i med speciella färger särskilt markerade kapiteldelar, som viktiga
definitioner (s 23) och kapitlets sammanfattning (s 28). Nivåerna får aldrig blandas,
framför allt inte i detta kapitel som tar upp fundamentala begrepp inom kemin!
Några exempel för blandningarna:
•
•
•
•
•
•
”Därför måste väte skrivas H2 och syre O2” (s 27).
(För att ge ett exempel skriver jag samma mening kemiskt korrekt utan
nivåblandning: Därför måste formeln för en vätemolekyl skrivas H2 och formeln
för en syremolekyl O2.)
”Detta betyder att de (kemiska föreningar) är uppbyggda av atomer från två
eller flera olika grundämnen.” (s 21).
”En kemisk förening innehåller två eller flera slags atomer. (s 21).
”I järnsulfiden som bildas vid uppvärmningen är atomerna bundna till
varandra.” (s 23).
”De båda syreatomerna förenar sig sedan med var sin magnesiumatom, så att
det bildas magnesiumoxid.” (s 24).
”En kemisk förening innehåller atomer från mer än ett grundämne.” (s 28).
T.1.1.2.
Analys av enstaka underkapitel, texter och bilder
För att förtydliga ett allmänt sammanhang vill jag först förklara vad som karakteriserar
en kemisk reaktion. Som redan namnet ”reaktion” säger, reagerar här ”någonting“,
nämligen ämnen, och det bildas nya ämnen som har andra egenskaper än
utgångsämnena.
Innan man börjar prata om kemiska reaktioner måste eleverna alltså ha tydliga
kunskaper om själva ämnena innan de reagerar. Annars kan de inte förstå vad en kemisk
reaktion handlar om.
Kunskaper om ämnen innan de reagerar ger författarna i kapitlen ”Grundämnen”,
”Kemiska föreningar” och ”Kemiska tecken” – tyvärr utan att tydliggöra att här inte
pratas om kemiska reaktioner:
T.1.1.2.1. Kapitel ”Grundämnen”
a) Begreppet ”grundämne” definieras klart ”Ett grundämne består bara av ett
slags atomer.”
55
b) Bredvid texten finns en bild med färgade kulor som ska föreställa atomer:
•
Det hänvisas tyvärr inte till att de färgade kulorna är modeller. Det hade varit
mycket viktigt att förklara begreppet ”modell” (Andersson, 2001; Sjöberg,
2000). Även problematiken vid användningen av modeller tas inte upp.
Användningen av modeller kan nämligen vara förvirrande för eleverna eller kan
leda till falska föreställningar (Andersson, 2001; Sjöberg, 2000).
• Även enligt min erfarenhet i grundskolans kemiundervisning är det enormt
viktigt att uppmärksamma eleverna på att kulorna inte är ”förstorade” atomer
utan modeller av atomer. En gång frågade mig en elev i en sjunde klass: ”Har
atomerna samma färg som kulorna?”
• Även i de andra delarna av kapitlet ”Kemiska reaktioner”, där författarna
avbildar atommodeller, upplyses det aldrig om att det är modeller som avbildas
här (s 22, 24, 26, 27, 28).
• Kulorna visas med olika färger och i olika storlekar: Det hade varit viktigt att
även i texten hänvisa till att de olika grundämnenas atomer har olika storlek.
Till kulornas färger ges följande förklaring:
”Atomerna ritar man ofta som små kulor. För att skilja på atomer från olika
ämnen har vi valt ovanstående färger i denna bok.”
Det hade varit bättre att tydligt påpeka att kulornas färger inte har någonting med
grundämnenas färger att göra! Atommodellen av kol- och svavelatomen ritas ju i
de färger som grundämnena verkligen har: kol svart och svavel gult. Kvävets
atommodell är blå. Är kväve nu blått? Himlen är ju blå och luften består till
80 % av kväve!
Ovan citerade förklaring visar dessutom ett annat grundläggande problem:
det skrivs ”… från olika ämnen…”, men det menas grundämnen! I kemin finns
grundämnen och ”icke-grundämnen”. ”Icke-grundämnen” betecknas vanligtvis
med ”ämnen”. När författarna menar ett grundämne bör de endast använda
begreppet grundämne och inte ämne. Annars kan det bli förvirrande för
eleverna. Tyvärr blandas även senare i boken begreppen grundämne och ämne.
c) Boken fortsätter med kapitlet ”Kemiska föreningar”.
Logiskt hade det varit att fortsätta med kapitlet ”Kemiska tecken” ( kemiska tecken
gäller ju grundämnena!) och sedan med beskrivningen av ”Syremolekyler”, som ju
också handlar om grundämnen. (Istället kommer tyvärr beskrivningen av
”Syremolekyler” först efter beskrivningen av fenomenet ”kemisk reaktion”.)
T.1.1.2.2. Kapitel ”Kemiska föreningar”
Textcitat:
”De flesta ämnen du kommer i kontakt med är sammansatta ämnen, så kallade
kemiska föreningar. Detta betyder att de är uppbyggda av atomer från två eller
flera olika grundämnen. Vatten är exempel på en kemisk förening, som består av
grundämnena syre och väte.
Ett grundämne innehåller endast ett slags atomer. En kemisk förening innehåller
två eller flera slags atomer ”
a) Begreppet ”kemisk förening” är ett centralt, fundamentalt och oerhört viktig
begrepp i kemin. Ändå är fyra av de fem meningarna av den ovan citerade texten
kemiskt inte korrekt formulerade:
56
•
Första meningen: Här skrivs att sammansatta ämnen också kallas kemiska
föreningar. ”Sammansatta ämnen” är inte en fackterm.
• Andra meningen: Som redan nämnts i mitt kapitel T.1.1.1.2 blandas här makrooch mikronivån. Kemiskt korrekt och mycket enkelt definierar jag en
molekylförening som följer:
En kemisk molekylförening består av molekyler som är uppbyggda av atomer
från olika grundämnen.
• Tredje meningen: Författarna skriver att ”vatten består av grundämnena syre och
väte”. Hur ska eleverna uppfatta det? Är vatten en blandning av syre och väte?
Har vatten egenskaper som liknar egenskaperna hos syre och väte?
Kemiskt korrekt hade varit: En vattenmolekyl består av en syreatom och två
väteatomer.
• Sista meningen: Åter en blandning av mikro- och makronivån.
b) För att kunna förklara begreppet ”kemisk förening” tydligt borde först begreppet
”molekyl” förklaras, men begreppet ”molekyl” beskrivs först på sidan 22, alltså efter
begreppet ”kemisk förening” och där på ett mycket förvirrande sätt (se kapitlet
T.1.1.2.5.)
c) Kapitlet visar följande bild: ett glas fyllt med blått vatten. En förstorning av vattnet
visar modeller av vattenmolekyler med blå bakgrund.
Bilden kan enligt min uppfattning förmedla eleverna en föreställning av att
vattenmolekylerna simmar i vattnet. Det är naturligtvis inte så. Utan vattenmolekylerna
är vattnet. Andersson skriver att sådana illustrationer leder till att elever „lätt kan fatta
denna typ av illustration bokstavligt och tänka att i glaset finns vanligt vatten samt
molekyler” (Andersson, 1989).
T.1.1.2.3. Kapitel ”Fysikaliska förändringar”
Första kapitlet som ”går i riktning” mot kemiska reaktioner handlar om fysikaliska
förändringar. Jag tycker det hade varit mycket tydligare och lett till mera sammanhang
med ett gemensamt kapitel som behandlar skillnaden mellan en tillståndsändring och en
kemisk reaktion, t.ex. med rubriken ”Skillnad mellan en fysikalisk förändring och en
kemisk reaktion”.
T.1.1.2.4. Kapitel ”Kemiska förändringar”
”Kemisk förändring” är ingen fackterm. Facktermen är ”kemisk reaktion”. Det är
tydligare att genomgående använda facktermen.
T.1.1.2.5. Kapitel ”Syre”
Kapitlet börjar med bild som är markerad med blått. Bilden har rubriken
”Syremolekyler”, visar modeller av syremolekyler och har följande text:
”Eftersom syre är ett grundämne består det enbart av ett slags atomer, nämligen
syreatomer.
Kemiska tecknet för syre är O.
När syre förekommer som gas är atomerna bundna till varandra två och två, så
att de bildar små grupper.
En sådan grupp kallas molekyl.
En syremolekyl skrivs O2
två syremolekyler skrivs 2O2
tre syremolekyler skrivs 3O2.”
57
a) Meningen ”När syre förekommer som gas är atomerna bundna två och två…”
förmedlar intrycket att när syre inte förekommer som gas vore atomerna inte bundna två
och två. Det är sakligt fel. Syre består i alla aggregationstillstånd av molekyler
(Christen, 1988; Riedel, 1999).
b) Författarna ”definierar” molekylbegreppet genom att de skriver att atomerna ”bildar
små grupper. En sådan grupp kallas molekyl.”
• Molekyler betecknas i kemin inte som grupper.
• Begreppet ”grupp” används i kemin i helt andra sammanhang. Nämligen i
samband med det periodiska systemet (grupper är de lodräta raderna) och i den
organiska kemin som ”funktionell grupp” som t.ex. metylgrupp, hydroxigrupp
osv. (Riedel, 1999; Beyer, Walter & Franke, 1998).
• Det är helt förvirrande att vilja förklara begreppen ”molekyl” med begrepp som
inom kemin används helt annorlunda.
c) Författarna nämner i samband med molekylbegreppet fullständigt riktigt att
”atomerna är bundna till varandra”. Men för en förklaring av molekylbegreppet borde
enligt min uppfattning tre saker påpekas övertydligt:
•
•
•
Atomerna som bildar en molekyl är bundna till varandra.
De är bundna till varandra med starkare krafter.
Det som binder atomerna kallas kemisk bindning.
Centralt i sambandet med molekylbegreppet och därmed i kemin överhuvudtaget är
begreppet ”kemisk bindning” (Riedel, 1999; Beyer & Walter & Franke, 1998;
Christen, 1994). Detta begrepp nämns inte överhuvudtaget. Här ser man problematiken
som användningen av modeller för med sig: syremolekylmodellen som visas i boken på
sida 22 består av två röda kulor som berör varandra, bindningar syns inte. Det hade
varit viktigt för elevernas förståelse att här välja en modell som tydliggör bindningarna.
Möjligtvis ville författarna inte ta upp det faktum att de olika grundämnenas atomer har
olika många bindningsmöjligheter (olika många ”armar”) på ett så tidigt stadium här i
boken. Men i alla fall hade det varit oerhört viktigt att förklara rent kvalitativt att det
finns starka bindningar (”kemiska bindningar”) mellan atomerna i en molekyl.
Förklaringen är viktig därför att det naturligtvis finns bindningar även mellan
molekyler, som t.ex. mellan vattenmolekyler. Men det är svaga bindningar. De svaga
bindningarna har en stor betydelse i samband med andra (fysikaliska) processer, som
t.ex. de på s. 22 nämnda tillståndsändringar av vatten (Brdicka, 1992; Atkins, 2002).
T.1.1.2.6. Kapitel ”Förbränning – oxidation”
Citat:
”För att ett ämne ska kunna brinna måste det finnas syre som underhåller
förbränningen. Vid förbränningen sker det en kemisk reaktion mellan ämnet och
syret. Vid reaktionen utvecklas värme. De ämnen som bildas vid förbränningen
kallas oxider. Därför kallas förbränningen ibland för oxidation. När ett ämne
brinner i syre, tas syret från luften. ”
a) Hade det inte varit mycket enklare, klarare och tydligare att skriva:
En förbränning av ett ämne är en kemisk reaktion mellan ämnet och syre.
58
b) Författarna skriver ”När ett ämne brinner i luft, tas syret från luften”. Istället borde
de också ge eleverna mer samband och förklara varifrån syret kommer när ett ämne inte
brinner i luft och var det sker.
T.1.1.2.7. Kapitel ”Vi sönderdelar ämnen”
Citat ur kapitlets sista avsnitt:
”Vanligt socker består av grundämnena kol, väte och syre. Om vi värmer socker
i ett provrör som i figuren till höger, sönderdelas det. Sockrets vätemolekyler
och syremolekyler slår sig samman till vatten, som emellertid direkt avdunstar
vid uppvärmningen. Kvar på provrörets botten blir sockrets tredje beståndsdel,
nämligen kol.”
a) Första meningen är en mycket oprecis formulering. Hur ska eleverna uppfatta ”består
av…”? Är socker en blandning av grundämnena kol, väte och syre? Består socker av
kolmolekyler, vätemolekyler och syremolekyler? Det som författarna ville meddela låter
kemiskt korrekt: En molekyl av vanligt socker består av kol- väte- och syreatomer.
b) ”Sockrets vätemolekyler och syremolekyler slår sig…” Formuleringen förmedlar
eleverna intrycket av att socker har vätemolekyler och syremolekyler som reagerar med
varandra. Det är sakligt helt fel. En sockermolekyl består av kol-, väte- och syreatomer.
Det är väteatomerna och syreatomerna som ”slår sig samman”. Möjligtvis är
författarnas förvirrande formulering en följd av deras egen redan ovan av mig
kritiserade oprecisa formulering att ”socker består av grundämnena kol, väte och syre”.
c) Kapitlets position i mitten av oxidationsreaktioner är obegriplig. Författarna
behandlar genomgående oxidationsreaktioner. Däremot ligger med kapitlet ”Vi
sönderdelar ämnen” en helt annan reaktionstyp omotiverat mitt ibland
oxidationsreaktionerna.
Se bilaga E-1, uppgift B!
T.1.1.2.8. Kapitel ”Reaktionsformler”
Efter två inledande meningar beskriver författarna hur en elev ska skriva en
reaktionsformel:
Citat:
”Så här skriver du en reaktionsformel:
• Skriv först de ämnen du har från början. Sätt ett plustecken mellan varje
ämne.
• Rita sedan en pil (som anger själva reaktionen).
• Till höger om pilen skriver du de ämnen som bildas.
OBS! Det ska alltid finnas lika många atomer av varje grundämne på båda sidor
om pilen.
Som exempel väljer vi reaktionsformeln, då järn och svavel reagerar med
varandra och bildar järnsulfid.
Reaktionsformeln skriven med ord ser så ut så här: järn + svavel → järnsulfid
Reaktionsformeln skriven med kemiska tecken:
Fe + S
→
FeS
För tydlighetens skull ritar vi också atomerna:” (här ritas reaktionen med hjälp
av atommodeller).
a) Författarna använder en mycket oprecis formulering när de skriver ”En
reaktionsformel skriven med ord…”. En reaktionsformel handlar, som namnet redan
59
säger, om formler, men inte om ord. I en reaktionsformel beskrivs atomerna med
kemiska tecken och molekylerna med molekylformler. Vill författarna alltså beskriva en
reaktionsformel i ord, så måste de beskriva reaktionsformeln på mikronivån, men inte som de gjort – på makronivån. Det som författarna ville säga var: en reaktion (och inte
en reaktionsformel!) skriven med ord…
b) Efter att författarna skriver ”reaktionsformeln” först med ord, skrivs sedan
reaktionsformeln med kemiska tecken. En vidare förklaring ges inte. Utan förklaring
består risken att eleverna kan uppfatta det så att reaktionsformeln, skriven med kemiska
tecken är en förkortning som betyder detsamma som det som redan skrevs i ord,
nämligen att järn och svavel blir järnsulfid. Men så är det inte. Författarna skriver
visserligen på sida 21 ”När man exempelvis skriver Fe menar man en atom järn. Skriver
man 2Fe menar man två atomer järn o.s.v.”, men det skrevs 3 sidor tidigare och under
rubriken ”kemiska tecken”. Enligt min uppfattning hade det varit mycket viktigt att
fram för allt i samband med reaktionsformler hänvisa till att de kemiska tecknen alltid
betyder enstaka atomer!
Kemiskt korrekt lyder en formulering av nämnda reaktionsformeln i ord:
En järnatom reagerar med en svavelatom och bildar i en kemisk reaktion en
järnsulfidmolekyl. (Istället för: järn + svavel → järnsulfid).
c) Författarnas beskrivning av en reaktionsformel verkar på mig som en
”bruksanvisning“: eleven ska nu ta en penna och rita någonting. Det jag saknar är en
övertydlig förklaring av en reaktionsformel. Reaktionsformeln är ju ett centralt och
oerhört viktig begrepp i kemin.
I det här sammanhanget hade det varit viktigt att förklara varför ”det ska finnas lika
många atomer av varje grundämne på båda sidor om pilen”. Principen av massans
bevarande, som är enormt viktig, måste förklaras här. Det finns omfattande
undersökningar av att inte bara elever utan också NO-studenter har falska
föreställningar om konservationen av massan (Ekborg, 2003; Andersson, 2001;
Andersson, 2003).
T.1.1.2.9. Kapitel ”Koldioxid”
Citat:
”Kol är ett grundämne som mycket lätt brinner i syre. Vid förbränningen bildas
en gas, som kallas koldioxid, CO2. Kol förekommer i alla växter och i allt
levande. Eftersom våra födoämnen innehåller kol, bildas koldioxid då de
förbränns vid matsmältningen. Koldioxiden lämnar kroppen genom luften som vi
andas ut.”
a) I kapitlet skrivs att födoämnen förbränns vid maltsmältningen. Vidare förklaringar
ges inte.
Jag betvivlar starkt att eleverna i en sjunde klass utan vidare förklaring vet vad
födoämnenas förbränning vid matsmältningen egentligen är och vilken betydelse
reaktionen har. Här tycker jag det vore viktigt att tydligt visa parallellen mellan en
förbränning som alla känner till i form av eld och nämnda förbränning vid
matsmältningen. Författarna förklarar inte varifrån syret för matsmältningens
förbränning kommer och vilken betydelse värmen har som utvecklas under reaktionen.
Reaktionen som det pratas om här är en fundamental biokemisk reaktion som gör det
möjligt att vi människor kan leva över huvud taget. Och därför, tycker jag, att en
tydligare förklaring är nödvändig.
60
T.1.1.2.10. Kapitel ”Reaktionsformel” (s 27) (reaktionen mellan syre och väte)
Citat:
”Då vi skriver reaktionsformeln för vätets förbränning i syre, måste vi tänka på
att både väte och syre är i gasform. Det betyder att atomerna har bildat
molekyler. Därför måste väte skrivas H2 och syre O2. Eftersom varje syreatom
binder två väteatomer för att bilda vatten, måste det finnas dubbelt så många
väteatomer som syreatomer i formeln. ”
a) Jag uppfattar de första två meningar så att därför att väte och syre är i gasform bildar
atomerna molekyler. Likadant måste eleverna uppfatta det. Men det är sakligt fel. Att ett
ämne är i gasform betyder inte automatisk att atomerna bildar molekyler. Ett enkelt
exempel för atomära gaser är ädelgaserna: på grund av ädelgasstrukturen är atomerna
stabila och bildar därför inte molekyler (Christen, 1988; Riedel, 1999).
b) ”Därför måste väte skrivas H2 och syre O2.”
Författarna menade att en vätemolekyl ”måste skrivas” H2, men författarna skrev tyvärr
”väte” och därmed fel. Det kemiska tecknet för väte är H och inte H2.
c) Meningarna två och tre uppfattar jag så, att därför att atomerna bildat molekyler
måste väte skrivas H2 och syre O2. Det är ologiskt. Det finns nämligen också O3molekyler (Riedel, 1999). Logiskt att skriva O2 är det bara, om man vet att en molekyl
består av två atomer. Men det skrev författarna inte.
d) Författarna uttrycker sig mycket otydligt när de skriver ”måste skrivas”, och
förklarar inte varför? Sambandet är ju helt enkelt och kan därför också förklaras helt
enkelt och precist, nämligen på följande sätt:
Väte består inte av enstaka väteatomer utan av vätemolekyler. En vätemolekyl
består av två väteatomer. Formeln för en vätemolekyl skrivs därför H2.
e) I sista meningen blandas åter makro- och mikronivån.
Författarna formulerar i Kapitlet ”Reaktionsformel” på ett vilseledande och ologiskt sätt
en kemisk reaktion som bildar ett av de viktigaste ämnen på jorden: vatten.
Se kapitel 9: Enkätresultat, uppgift A!
61
T.1.2.
Analys beträffande sakliga fel och mycket otydlig
framställning av kemin, att eleverna kan få falska
föreställningar om kemin
För att inte förlora sambandet i texten behandlades textdelar som innehåller sakliga fel
eller så otydlig framställning att stor risk för missuppfattningar hos eleverna består,
redan i kapitlet T.1.1. De ska bara sammanfattas här:
•
•
•
•
T.1.3.
Kap. T.1.1.1.1.a) Det består risk att eleverna uppfattar t.ex. galvanisering och
förkromning som oxidationsprocesser.
T.1.1.2.5.a) Meningen ”När syre förekommer som gas är atomerna bundna två
och två…” förmedlar intrycket att när syre inte förekommer som gas vore
atomerna inte bundna två och två.
T.1.1.2.7.b) Formuleringen förmedlar eleverna intrycket av att socker skulle ha
vätemolekyler och syremolekyler som reagerar med varandra.
T.1.1.2.10. Jag uppfattar de första två meningarna som följer: därför att väte och
syre är i gasform bildar atomerna molekyler. Likadant kan eleverna uppfatta det.
Analys beträffande anknytning till elevernas vardag
Kapitlet innehåller 12 bilder i form av färgfotografier. Sju fotos står i samband med
användningen av i texten beskrivna processer. På så sätt understryks på ett mycket
lättförståeligt sätt sambandet mellan de i texten behandlade fenomen och kemiska
reaktioner och deras betydelse i vardagen som delvis också tillhör elevernas vardag.
Fem bilder står i samband med senare beskrivna elevexperiment och bildar därmed en
bra anknytning till elevernas vardag i kemiundervisningen. En lyckad anknytning till
vardagen!
T.1.4.
Analys beträffande anknytning till globala problem
Jag tror att det är varken möjligt eller meningsfullt att anknyta till globala problem i
samband med en allmän framställning av kemiska reaktioner.
T.1.5.
Analys beträffande experimentens frihetsgrader
I anslutning till kapitlet beskrivs 9 elevförsök. Varje försök har (bara) en frihetsgrad.
Det hade varit mycket lätt att formulera de experiment som handlar om påvisningen av
gaserna koldioxid, väte och syre som experiment med två frihetsgrader (försök 12, 21,
22 och 23). Andersson beskriver hur det är möjligt att höja experimentens frihetsgrader
(Andersson, 1989).
T.1.6.
Analys beträffande jämställdhet mellan könen i samband
med framställningen av personer på bokens bilder
I detta kapitel finns inga bilder med människor.
62
T.2.
Bok 2, kapitel ”Kolföreningar” (s 4-16)
T.2.1.
Analys beträffande översiktlig, strukturerad, logisk, precis,
lättförståelig och begriplig, tydlig, förklarande och
sammanhang förmedlande framställning av kemin
T.2.1.1. Analys av hela kapitlet ”Kolföreningar”
T.2.1.1.1. Analys beträffande dispositionen av kapitlet ”Kolföreningar”
Ordnar man rubrikerna enligt rubrikernas bokstavsstorlek kommer man till följande
indelning (efter en rubriks namn står inom parantes rubrikens bokstavsstorlek) :
Kolföreningar
Organisk kemi
Allt levande innehåller kol
Träkol
Teknisk kol – aktivt kol
Diamant
Grafit
Fullerener
Kolatomen i kemiska föreningar
Kolväten
Metan
Etan, propan och butan
Metanserien
(4,5)
(3,5)
(3,5)
(3,5)
(3,5)
(3,5)
(3,5)
(4,0)
(4,0)
(3,0)
(3,0)
(3,5)
Strukturformler
Förgrenade kolkedjor
Mättade och omättade kolväten
Acetylen vid svetsning
Ringformiga kolväten
Gasformiga bränslen
Naturgas
Naturgas som motorbränsle
Gasol
Flytande bränslen
Eldningsolja och dieselolja
Fotogen
Bensin
Krackning
Smörjolja
Fasta bränslen
Bränslevärde
Torv
Stenkol
Koks
(4,5)
(3,5)
(3,5)
(3,0)
(3,0)
(3,5)
(3,0)
(3,0)
(3,0)
(4,0)
(3,5)
(3,5)
(3,5)
(2,5)
(3,5)
(4,0)
(3,0)
(3,0)
(3,0)
(3,0)
Det omöjligt för mig att upptäcker någon logisk indelning av kapitlet ”Kolföreningar”:
63
a) Kapitlet ”Kolföreningar” delas in i två huvudavsnitt, nämligen ”Organisk kemi” och
”Strukturformler”. Därmed är avsnitten ”Organisk kemi” och ”Strukturformler”
undergrupper av ”Kolföreningar”. Det är ologiskt: rubrikerna ”Kolföreningar” och
”Organisk kemi” utesluter inte, utan överlappar. Författarna skriver ju själva: ”Därför
kallas den organiska kemin också för kolföreningarnas kemi.”
b) Under rubriken ”Organisk kemi” följer 6 underavsnitt, nämligen ”Allt levande
innehåller kol”, Träkol”, ”Teknisk kol – aktivt kol”, ”Diamant”, ”Grafit” och
”Fullerener”.
Denna indelning är inte bara ologisk utan också sakligt fel och kan leda till
fundamentala missuppfattningar hos eleverna: Träkol, teknisk kol, aktivt kol, diamant,
grafit och fullerener är olika former av grundämnet kol och därmed inte organiska
ämnen utan tvärtom typiska oorganiska ämnen. Därför behandlas de i kemiböcker om
oorganisk kemi, nämligen under grundämnena av den 14: e gruppen (Christen, 1988;
Riedel, 1999).
Kemins klassiska indelning av ämnen i oorganiska och organiska ämnen är inte en
formell indelning utan oorganiska ämnen saknar de typiska egenskaper hos organiska
ämnen.
Typiska för organiska ämnen är summan av flera egenskaper, bland annat:
molekylerna består av en eller flera kolatomer, men också av atomer av (en eller flera)
andra grundämnen, som t.ex. väte, syre, kväve, svavel och fosfor. Kolatomerna i
molekyler som består av mer än en kolatom är förbundna med varandra som i en kedja.
Därmed är ”homologa serier” (molekylerna i en homolog serie är uppbyggda efter vissa
mönster) och serier/grupper med karakteristiska funktionella grupper som t.ex.
alkoholer, estrar osv. typiska för organisk kemi. Organiska ämnen är - jämfört med
typiska oorganiska ämnen - termiskt relativt instabila (Christen, 1994; Beyer & Walter
& Franke, 1998) .
Därmed är dispositionen av avsnittet ”Organisk kemi” inte bara ologisk utan också
sakligt fel.
Andra kemiläroböcker behandlar (tyvärr) också grundämnet kol i samband med
organiska ämnen, t.ex. i ”Kemi spektrum” (Ekdal & Nettelblad & Pålsson, 1996). Men
där uppmärksammas läsaren på problemet: ”Och den gren av kemivetenskapen som
sysslar med kolföreningar heter fortfarande organisk kemi. Det finns några få undantag;
grundämnet kol och några väldigt enkla kolföreningar räknas till den oorganiska
kemin.” (Ekdal, Nettelblad & Pålsson, 1996, s 132).
c) Avsnitten ”Kolväten” har undergrupper ”Metan”, ”Etan, propan och butan” och
”Metanserien”. Metan, etan, propan och butan är kolväten och de bildar metanserien.
Därför kan dispositionen av avsnitten ”Kolväten” betecknas som logisk.
d) Avsnittet ”Strukturformler” har underavsnitten ”Förgrenade kolkedjor”, ”Mättade
och omättade kolväten”, ”Gasformiga bränslen”, ”Flytande bränslen” och ”Fasta
bränslen”. Åter är det omöjligt för mig att upptäcka någon logik i dispositionen. Alla
underavsnitten överlappar. Ett visst system ser man i uppdelningen ”Gasformiga
bränslen”, ”Flytande bränslen” och ”Fasta bränslen”. Varför rubriken ”Gasformiga
bränslen” har en mindre bokstavsstorlek än rubrikerna ”Flytande bränslen” och ”Fasta
bränslen” är oklart. Möjligtvis är det tryckfel. Men det kan inte vara elevernas uppgift
att fundera över eventuella tryckfel i läroboken. Denna gruppering hade varit logisk om
författarna hade valt ett nytt avsnitt med rubriken ”Bränsle” med undergrupperna
”Gasformiga bränslen”, ”Flytande bränslen” och ”Fasta bränslen”.
64
e) Avsnitt ”Fasta bränslen” har underavsnitten ”Bränslevärde”, ”Torv”, ”Stenkol” och
”Koks”. Avsnitten ”Bränslevärde” överlappar med alla tre avsnitten ”Gasformiga
bränslen”, ”Flytande bränslen” och ”Fasta bränslen”. Dispositionen av ”Fasta bränslen”
är därmed åter ologisk.
T.2.1.1.2. Analys beträffande blandning av kemins nivåer och ytterligare oprecisa
formuleringar
a) Blandning av kemins nivåer:
I kapitlet ”Kolföreningar” blandas makronivån och mikronivån ungefär 30 gånger och
tyvärr inte bara i den löpande texten utan också i med speciella färger särskilt markerade
kapiteldelar, som t.ex. viktiga definitioner, förklaringar till molekyl- och strukturformler
och kapitlets sammanfattning (s 11).
Några exempel för blandningarna:
•
•
•
•
•
•
•
”Kolväten som endast har enkelbindning mellan kolatomerna kallas mättade
kolväten.” (s 7).
(Som ett exempel skriver jag samma mening utan nivåblandning: ”Kolväten vars
molekyler endast har enkelbindning mellan kolatomerna kallas mättade
kolväten.”)
”De (kemiska föreningar) består således av atomer från två eller flera
grundämnen.” (s 4).
”I kemiska föreningar kan atomer bytas ut så att det uppstår nya ämnen.” (s 4).
”Etan, som är nästa ämne i serien, har två kolatomer.” (s 6)
”Hos de kolväten som har minst fyra kolatomer kan emellertid kedjorna
förgrena sig i olika riktningar.” (s 7).
”I metan binder varje kolatom fyra väteatomer.” (s 7).
”De (kolväten) som har mellan 5 och 15 kolatomer är vätskor.” (s 6, 11).
b) Ytterligare oprecisa formuleringar:
Förutom nivåblandningarna finns andra oklara formuleringar, t.ex.:
”Med kolföreningar menar man kemiska föreningar som innehåller kol.” (s5).
Vad menas med föreningar som innehåller kol? Finns det ren kol i föreningar? Och så
fall, hur mycket? Är kolföreningar någonting blandat med kol? Har kolföreningar vissa
egenskaper som liknar kolets egenskaper? Svaret är naturligtvis: nej! Kolföreningar har
ingenting med grundämnet kol att göra! Kolföreningarnas egenskaper har ingenting
med kolets egenskaper att göra. Men eleverna med sina vardagsbegrepp kan lätt förstå
det annorlunda (Andersson, 2001).
Det som författarna ville säga är att kolföreningarnas molekyler består av (bland
annat!) kolatomer.
Andra exempel för oklara formuleringar:
•
•
”Allt material från växt- och djurriket innehåller grundämnet kol.” (s 4).
”Dessa ämnen (socker och stärkelse) som innehåller kol …”) (s 4).
65
•
•
•
•
•
”Därför kommer vår kropp, precis som allt annat levande, att innehålla kol.”
(s 4).
”Förutom kol ingår ofta grundämnena väte, syre, kväve, svavel och fosfor.”
(s 5).
”Att grundämnet kol ingår i så många ämnen beror på kolatomens unika
förmåga att binda till sig andra atomer.” (s 5).
”Kolväten är en stor grupp ämnen, som endast består av grundämnena kol och
väte.” (s 6).
”De kolföreningar som endast innehåller grundämnena kol och väte kallas
kolväten.” (s 11).
T.2.1.2.
Analys av enstaka underkapitel, texter och bilder
T.2.1.2.1. Kapitel ”Strukturformler”
Citat ur bokens text:
”Strukturformler”
”Molekylformeln för ett kolväte anger bara hur många kolatomer och
väteatomer som ingår i molekylen. För att visa hur atomerna binds samman kan
man bygga molekylmodeller, där kulor får tjänstgöra som atomer. Svarta kulor
föreställer kolatomer och vita kulor väteatomerna.
Med en molekylmodell kan man visa bindningarna mellan atomerna samt i vilka
riktningar de utgår från atomerna.
Eftersom det kanske är tidsödande att bygga molekylmodeller, brukar man nöja
sig med att rita en förenklad bild av molekylen, en så kallad strukturformel.
När man rita en strukturformel kan man tänka sig att kolatomen har fyra
”armar”.
En kolatom har nämligen fyra bindningsmöjligheter. Detta betyder att varje
kolatom kan binda fyra andra atomer.”
Den citerade texten är den enda som handlar om ”strukturformel”.
Kommentar till texten:
a) Kapitlets rubrik ”Strukturformler” är inte en överordnade begrepp för det som
behandlas i avsnitten utan en del därav och som rubrik för avsnitten därmed ologisk.
En molekylformel, en strukturformel och en molekylmodell är nämligen tre olika
möjligheter för att beskriva en molekyl, står alltså ”parallellt” sida vid sida (Christen,
1994; Beyer, Walter & Franke, 1998) . Logiskt hade det varit att välja t.ex. rubriken
”Möjligheterna att beskriva en molekyl” och undergruppera avsnitten i ”molekylformel”
”strukturformel” och ”molekylmodell”.
b) De tre begreppen förklaras inte i den enda logiska ordningsföljden: molekylformel,
strukturformel och sedan molekylmodell. I den ordningsföljden nämligen ökar
informationshalten som formlerna respektive modellen ger:
Molekylformel:
Anger vilka och hur många atomer som ingår i molekylen.
Strukturformel:
Utöver det som molekylformel anger visar strukturformeln alla
bindningar mellan atomerna och därmed molekylens struktur.
Strukturformeln ger därmed en tvådimensional bild av en
molekyl.
66
Molekylmodell:
Utöver det som strukturformeln anger visar molekylmodellen en
rumslig bild av molekylen, ger alltså en tredimensional bild av en
molekyl (Beyer, Walter & Francke, 1998) .
De tre begreppen molekylformel, strukturformel och molekylmodell är fundamentala
begrepp inom kemin (Beyer, Walter & Francke, 1998). Därför hade det varit oerhört
viktigt att beskriva begreppen så precis och systematiskt som möjligt.
c) Som redan namnen på de tre begreppen visar, är de första två begreppen formler och
det tredje en modell. En formel är inte detsamma som en modell. Därmed består mellan
molekylformel och strukturformel å ena sidan och molekylmodell å andra en principiell
skillnad. Kemiska formler beskrivs med hjälp av kemiska symboler, men inte modeller.
Med en modell beskriver man det okända med någonting som är känt: atomer t.ex. med
färgade kulor. Enligt min uppfattning hade det varit viktigt att hänvisa till skillnaden.
d) Problematiken av användningen av modeller tas inte upp överhuvud tagit
(Andersson, 2001). För det första finns olika modeller med olika informationsinnehåll
och för det andra kan användningen av modeller vara förvirrande för eleverna eller leda
till falska föreställningar (Andersson, 2001). Detta problem är viktigt att ta upp
(Andersson, 2001. Sjöberg, 2000). Jag tycker att fundamentala begrepp som
molekylformel, strukturformeln och molekylmodell, som är ”kemistens dagliga bröd”,
måste förklaras övertydligt.
Speciellt till användningen av kemiska formler i boken:
a) Molekylformler skrevs i boken första gången utan någon förklaring i avsnitten ”
Metan”, ”Etan, propan och butan” och ”Metanserien”. Förklaringarna kommer tyvärr
först senare i avsnitt ”strukturformler”.
b) Jag tycker att det är meningslös att använda molekylformler i den löpande texten.
Eleverna kan bara lära molekylformlerna utantill, utan att ha någon föreställning om
molekylerna. Däremot – tycker jag - är det didaktiskt värdefullt att använda
strukturformler. Strukturformeln förmedlar eleverna en åskådlig bild av molekylen.
Dessutom kan eleverna lätt rita strukturformler i sina anteckningsböcker (i motsats till
modeller).
T.2.1.2.2. Beskrivning av diamant och grafit
I texten skrivs ”Diamant är det hårdaste ämne man känner till” och ”I motsats till
diamant är grafit ett mjukt ämne…”. Bredvid texten ser man bilder av modeller (det
hänvisas inte att det är modeller som man ser) av diamantstrukturen och
grafitstrukturen. Modellerna är beskrivna. Men sambandet mellan struktur, egenskaper
och användning av de två olika kolformerna kan man högst gissa. Det hade varit viktigt
att övertydligt hänvisa till sambandet, som är:
Diamant: starka bindningar mellan alla kolatomer, därför stabil struktur, därför
hård, därför användning som borrkronor för borrning i sten, därför att diamant
är ännu hårdare än sten.
Grafit: starka bindningar inte mellan alla kolatomer, utan bara mellan
kolatomerna som bildar ett skikt. Mellan skikten bara svaga krafter (beskrivs
67
också i boken). Därför glider skikten lätt mot varandra, därför är grafit mjuk,
därför används grafit som beståndsdel i smörjmedel…
(Citat: ”Kolatomer från grafiten lossnar och fastnar på papperet.” Jag tvivlar starkt på
att enstaka kolatomer lossnar.)
T.2.1.2.3. Kapitel ”Mättade och omättade kolväten”
Med tydliga färger skrivs följande definitioner:
”Kolväten som endast har enkelbindning mellan kolatomen kallas mättade kolväten.”
”Kolväten som innehåller dubbelbindning eller trippelbindning kallas omättade
kolväten.”
En förklaring varför det kallas mättad respektive omättad ges inte. Återigen fakta utan
förklaring, som kunde ges ganska åskådligt: Jag gör ett förslag för en icke
konventionell, utan mera åskådlig förklaring av begreppet ”omättat kolväte”:
”Molekylen är inte mätt, har alltså hunger, hunger efter atomer. Varför?:
Dubbelbindningen kan öppna sig. Kolatomerna som bildade dubbelbindningen
har efter öppningen två ”fria armar” och tar till sig två atomer. Därmed blir det
omättade kolväte ett mättat kolväte (”inte längre hungrig”).
På så sätt kan eleverna lätt förstå att omättade kolväten (alkener) är betydligt
reaktionsbenägna och instabilare än mättade kolväten (alkaner) (Christen, 1994; Beyer,
Walter & Francke, 1998), på grund av alkeners förmåga att addera atomer till
dubbelbindningen (additionsreaktioner). Just detta kan inte alkaner. Sådana
additionsreaktioner har stor betydelse i samband med instabiliteter t.ex. oxiderbarhet av
omättade fettsyror, och i samband med synteser (Beyer, Walter & Francke, 1998;
Christen, 1994).
Om författarna skriver om mättade och omättade kolväten bör de enligt min uppfattning
förklara varför de heter så, därför att man på så sätt lätt kan förstå den viktiga
skillnaden i reaktiviteten av å ena sidan mättade och å andra sidan omättade föreningar.
T.2.1.2.4. Kapitel ”Flytande bränslen”
Kapitlet omfattar två sidor.
Första sidan består av
• en ritning som visar ett oljeborrtorn, en pipeline, råoljans uppvärmning och ett
fraktioneringstorn med de olika fraktionerna asfalt, smörjolja, tjockolja,
eldningsolja/dieselolja, fotogen, bensin, gaser,
• en förklarande text till ritningen,
• ett foto av Scanraff: s raffinaderi i Bohuslän.
Andra sidan består av underkapitlen ”Eldningsolja och dieselolja”, ”Fotogen”,
”Bensin”, ”Krackning” och ”Smörjolja”.
68
Citat av den förklarande texten till ritningen:
”Olja är idag världens viktigaste energikälla. Den är dessutom en mycket viktig
råvara inom industrin vid framställning av plaster, tvättmedel och mycket annat.
Petroleum – råolja
Oljan ligger djupt nere i berggrunden. Därför måste man borra för att komma åt
den.
Petroleum eller råolja är en blandning av hundratals olika kolväten. Råoljan är
oftast mörk och trögflytande.
Ur råoljan kan man utvinna både gaser, fasta och flytande ämnen.
Från oljekällan transporteras oljan vidare i tankbåtar eller i rör, som kallas
pipelines, till raffinaderier.
Vid raffinaderierna delas råoljan upp i ämnen som asfalt, eldningsolja, fotogen,
bensin och gasol. Metoden kallas fraktionerad destillation. Oljan värms upp så
att den kokar och bildar ånga. Ångan leds sedan in i höga fraktioneringstorn
där den stiger uppåt. Längs ner skiljer man ut ämnen som har hög kokpunkt.
Ångan kyls av när den stiger uppåt i tornet. Högre upp i tornet skiljer man bort
mer lättflyktig ämnen som bensin och fotogen. Högst upp får man gaser som
metan och etan.”
a) Kapitlets rubrik är ologisk: hälften av kapitlet handlar om fraktionerad destillation,
som dessutom leder till ämnen i alla tre aggregationstillstånd, men för denna del av
kapitlet (fraktionerad destillation) – som ju är hälften – finns ingen rubrik.
b) Den förklarande texten börjar med ordet ”Olja” utan att författarna säger vilken olja
de menar – trots att det på den nästa halva sidan nämns fem olika oljesorter. Författarna
menade uppenbarligen ”råolja”, men då hade de också vara tvungna att använda
begreppet de menar. I nästa mening pratas om ”framställning av plaster, tvättmedel och
mycket annat”, men därefter beskrivs framställning av helt andra ämnen, utan att
ämnena ”plaster, tvättmedel” åter nämns. Här förklaras inga samband.
c) Meningarna efter ”Petroleum - råolja” är osystematiskt ordnade, ”hoppar hit och
tillbaka” och hänger inte riktigt ihop:
Först beskrivs var oljan (råoljan) ligger (djupt nere).
Sedan skrivs om råoljans egenskaper.
Sedan skrivs att man kan utvinna gaser, fasta ämnen och flytande.
Sedan beskrivs hur oljan transporteras: Det hade varit logiskt om författarna
hade skrivit det efter beskrivningen var oljan ligger.
Författarna försöker inte att formulera ett logiskt samband mellan de olika
informationerna. Ett sådant samband görs genom en logisk ordningsföljd, förklaringar
av begrepp och logiska textmarkörer (Dyste, Hertzberg & Lokensgard Hoel, 2002;
Hellspong, 2001). (Författarnas text innehåller bara en enda tydlig logiskt textmarkör,
nämligen: ”Oljan ligger djupt nere i berggrunden. Därför måste man borra för att
komma åt den.”)
Här finns ju ett oerhört viktigt och enkelt samband, nämligen mellan
• molekylernas olika storlek
• kolvätens olika aggregationstillstånd
• kolvätens olika kokpunkt
• de olika höjderna, till vilka de olika kolvätena stiger upp i fraktioneringstornet
• de olika fraktionerna.
69
Det viktiga sambandet skulle ha förklarats övertydligt, men eleverna kan i bästa fall ana
det.
Viktiga begrepp som ”destillation”, ”fraktion” och ”lättflyktig” är inte förklarade.
T.2.1.2.5. Kapitel ”Bensin”
I avsnitten ”bensin” informeras i den nedan citerade texten över ”oktantalet”:
”Om bensinmotorn ska arbeta effektivt måste man välja bensin med rätt
oktantal. En viktig beståndsdel i bensin är kolväte iso-oktan. Det har en grenad
kolkedja med 8 kolatomer. Begreppet oktantal kommer från detta kolväte. Isooktan har tilldelats oktantalet 100. Heptan är ett ogrenat kolväte med 7
kolatomer. Det har tilldelats oktantalet 0. En bensinsort som har oktantalet 98
motsvarar en blandning av 98 % iso-oktan och 2 % heptan.
Jag är övertygad om att eleverna bara kan lära det utantill. Och därför tycker jag inte att
författarna skulle skriva om oktantalet om de inte förklarar sambandet.
För att kunna förstå betydelsen av ”oktantalet” är det nödvändigt att först förklara
begreppet ”knackning” i samband med bensinens komprimering i ottomotorns cylinder.
Sedan måste förklaras att med iso-oktan bedrivna motorer inte knackar, men de med nheptan bedrivna mycket. Dessutom måste förklaras att oktantalsbestämningen av bensin
är en jämförelse mellan bensinen och standardiserade iso-oktan- / n-heptanblandningar.
(Test i provmotorer.) (Christen, 1994; Beyer, Walter & Francke, 1998). Förklaras inte
allt detta blir det ett meningslöst faktapluggande för eleverna. I detta samband får man
inte glömma att högstadieelever inte kör bil till skolan, utan de cyklar och har därmed
mindre förbindelse till bensin än de vuxna. Menar författarna att de nämnda förklaringar
är för svåra för grundskolan (vilket jag inte tycker) så skulle de hellre inte behandla
”oktantalet”.
T.2.1.2.6. Bild ”Förekomst av stenkol, olja och naturgas”
I slutet av kapitlet ”Kolföreningar” finns en ritning som med olika färger visar
förekomsten av stenkol, olja och naturgas på jordens kontinenter. Inga kommentarer ges
till bilden.
Här hade det varit möjligt och nödvändigt att uppmärksamma på sambandet mellan
energiförekomster på jorden och samhälleliga, politiska problem.
T.2.2.
Analys beträffande sakliga fel och mycket otydlig
framställning av kemin, att eleverna kan få falska
föreställningar om kemin
T.2.2.1.
Avsnitt ”Allt levande innehåller kol” (underavsnitt av kapitlet ”Organisk
kemi”)
Citat:
”Nästan alla ämnen vi har omkring oss är kemiska föreningar. De består
således av atomer från två eller flera olika grundämnen. I kemiska föreningar
kan atomer bytas ut så att det uppstår nya ämnen.
Allt material från växt- och djurriket innehåller grundämnet kol. Därför kallas
den organiska kemin också för kolföreningarnas kemi. I luften finns kol bundet i
koldioxid. Växterna använder koldioxiden när de med hjälp av solljus
70
”tillverkar” socker och stärkelse. Dessa ämnen, som också innehåller kol,
används som föda för människor och djur. Därför kommer vår kropp, precis som
allt annat levande, att innehålla kol. Koldioxiden i luften är inte mer än 0,03 %.
För att täcka växternas behov måste luften ständigt tillföras ny koldioxid. Detta
sker bland annat genom utandningsluften från djur och människor.
Förbränningsgaserna från fordon och eldningsanläggningar består också till
stor del av koldioxid.”
Analys:
a) Rubrikerna ”Organisk kemi” och ”Allt levande innehåller kol” och texten ger
intrycket av att avsnittet handlar om organiska föreningar och att grundämnet kol är
elementärt för organiska föreningar. Men som det första ämnet i avsnitten nämns
”koldioxid”. Det skrivs att koldioxid innehåller kol (”kol bundet i koldioxid ”) lika som
socker, stärkelse och ”vår kropp, precis som allt annat levande”. Enligt min
uppfattning måste det förmedla eleverna föreställningen av att koldioxid är en typisk
organisk förening. Men det är sakligt fel. Koldioxid är ett oorganiskt ämne, bara de
nämnda ämnena socker och stärkelse är organiska ämnen (Beyer, Walter & Francke,
1998; Riedel, 1999).
b) Texten är dessutom oöversiktligt skriven och därför svår att förstå.
Se kapitel 9: Enkätresultat, uppgift D!
T.2.2.2. Ritning till avsnitt ”Allt levande innehåller kol”
På sida 4 finns en tecknad bild. Bilden visar solen, några träd och växter, en ko som står
på en äng, huvudet av en människa som äter en smörgås, en bil med avgaser, ett hus
med rykande skorsten och mark som är betecknad som torv, kol, olja och gas.
Mellan bildens delar visar breda vita pilar som är markerade med olika ord, ett
samband mellan bildens delar: Döda växter och djur blir torv, kol, olja och gas. Torv,
kol, olja och gas är bränslen för bilen och för husets uppvärmning. Växterna och kon är
föda för människan.
Från människans huvud utgår en pil, betecknad ”Förbränning”. Även från bilen och
huset utgår en pil, betecknad ”Förbränning”. Båda pilar förenas till en gemensam pil
med ordet ”Koldioxid”. Den förenade pilen visar tydligt tillbaka till träden och växterna.
Bilden förmedlar därmed att både, koldioxidandelen som härstammar från
människans förbränning och atmosfärens koldioxidandel som härstammar från
förbränningen av torv, kol, olja och gas återförs i ett slutet kretslopp till träd och växter.
Det är sakligt helt fel och kan leda till feluppfattningar i sammanhang med
växthuseffekten.
Koldioxidandelen som härstammar från människans förbränning bildas vid en
förbränning av en ”förnybar energikälla” och återförs verkligen i ett kretslopp till
växtriket, nämligen i form av fotosyntesen (Areskoug, 1999).
Däremot är, olja, gas (naturgas) och kol fossila bränslen, alltså ”icke förnybara
energikällor”. Koldioxidandelen av förbränningen av fossila bränslen återförs inte till
växtriket utan höjer koldioxidhalten i atmosfären och bidrar därmed till en ökning av
växthuseffekten! (Areskoug, 1999). Betoningen ligger på andelen, inte på de enstaka
molekylerna. Naturligtvis kan en växt eller ett träd vid fotosyntesen inte urskilja en
koldioxidmolekyl som kommer från en ”förnybar energikälla” från en koldioxidmolekyl
som kommer från en ”icke förnybar energikälla”. Men för varje koldioxidmolekyl som
växten upptar från en ”icke förnybar energikälla” kan den inte uppta en
71
koldioxidmolekyl från en ”förnybar energikälla” och tvärtom. Atmosfärens
koldioxidandel som kommer från de fossila bränslen bidrar därmed till en ökning av
växthuseffekten, eftersom den koldioxid som bildas vid förbränning tagits upp ur luften
för länge sedan. (Mycket bättre hade det varit om de två förbränningspilarna inte hade
förenats. ”Bränsleförbränningspilen” skulle vara riktad mot jordens atmosfär och inte
mot växtriket.) Lärobokens text bredvid bilden (redan i kapitlet T.2.2.1 citerad) gör inga
förklaringar till bilden.
Se bilaga E-1, Enkätens resultat, uppgift C!
T.2.2.3. Avsnitt ”Ringformiga kolväten”
Citat:
”I de kolväten vi hittills beskrivit har kolatomerna varit bundna till varandra i
raka eller grenade kedjor. Det finns emellertid kolväten där kolatomerna
kopplas samman så att de bildar ringar. Exempel för sådana ringformiga
kolväten är bensenen och naftalen.
Ringformiga kolväten kallas också aromatiska kolväten. Eftersom många
aromatiska kolväten är cancerframkallande måste de hanteras med försiktighet.
Cigarettrök innehåller ämnen ur denna grupp och kan bidra till uppkomsten av
lungcancer.
Bensenen, C6H6, är exempel på ett ringformigt kolväte. Det är en färglös vätska
som avger giftiga ångor. Bensen framställs ur olja eller stenkolstjära och
används bland annat för framställning av lösningsmedel, färger och plaster.”
Innehållet av kapitlet vill jag sammanfatta som följer:
Utöver de kolväten som hittills har beskrivits finns också ringformiga kolväten som
också kallas aromatiska kolväten. Sedan beskrivs bensenen som exempel för ett
ringformigt kolväte.
a) Meningen ”Ringformiga kolväten kallas också aromatiska kolväten” är sakligt fel.
Ringformiga kolväten kan vara aromatiska kolväten. Men det är de bara under en
förutsättning: molekylen måste ha ett slutet, ringformigt system av (4n + 2)
delokaliserade π–elektroner (n = antalet av ringarna) (Christen, 1994). (Det är
naturligtvis inte kemi för grundskolan.) Aromatiska kolväten har på grund av
molekylernas unika elektronsystem unika egenskaper. (Beyer & Walter & Francke,
1998). Dessa egenskaper saknar icke aromatiska ringformiga kolväten som t.ex.
cyclohexan fullständigt. Cyclohexanmolekylen är ringformig, och ringen bildas av 6
kolatomer, liksom bensenmolekylen. Men cyclohexanmolekylen har inte delokaliserade
π–elektroner och cyclohexan har därmed helt andra egenskaper än bensen (Christen,
1994).
b) Eleverna förmedlas på grund av det sakliga felet intrycket av att bensen skulle likna
de hittills beskrivna alifatiska kolväten, bara därför att bensenmolekylen är ringformig.
Men det är – som redan förklarat inte så. Samma sak gäller naturligtvis för det i texten
nämnda naftalenet.
c) Vill man beskriva bensen och andra aromatiska kolväten i läroboken måste man
hänvisa till att de har helt andra egenskaper än de hittills beskrivna kolvätena.
72
d) Det enklaste när det gäller aromatiska kolväten skrevs inte: Aromatiska kolväten
heter ”aromatisk” därför att många typiska aromatiska kolväten luktar aromatiskt,
delvis inte oangenämt. Ändå är de mycket giftiga ämnen! ( Beyer, Walter & Francke,
1998).
T.2.3.
Analys beträffande anknytning till elevernas vardag
Kapitlet innehåller 14 bilder i form av färgfotografier. Alla fotos står i samband med
användningen av i texten beskrivna ämnen. På så sätt understryks på ett mycket lätt
förståeligt sätt sambandet mellan de i texten beskrivna ämnen och deras betydelse i
vardagen som delvis också tillhör elevernas vardag. En lyckad anknytning till
vardagen!
T.2.4.
Analys beträffande anknytning till globala problem
Kapitlet hade kunnat anknyta till följande globala problem:
• Växthuseffekt (T.2.7.2.) (T.2.7.3.),
• Förekomster av fossila bränslen, inklusive råolja, på jorden och politiska
problem i detta samband (T.2.1.2.6.),
• Försurning av naturen (T.2.7.2.).
Dessutom hade det varit viktigt att utförligt behandla kolets kretslopp.
Författarna anknöt inte till de nämnda områdena.
Jag skulle föreslå att inleda kapitlet ”kolföreningar” med kolets kretslopp och
växthuseffekten. Det vore möjligt att anknyta hela kapitlets innehåll till det.
T.2.5.
Analys beträffande experimentens frihetsgrader
I anslutning till kapitlet beskrivs 9 elevförsök. Två försök har noll frihetsgrader (försök
04 och 08), de övriga har en frihetsgrad. Det hade varit möjligt att höja några
experiments frihetsgrader (Andersson, 1989).
T.2.6.
Analys beträffande jämställdhet mellan könen i samband
med framställningen av personer på bokens bilder
På fotografierna ser man tydligt 9 män och bara 2 kvinnor. Dessutom ser man en bild
med en kvinnlig hand. Vad gör kvinnorna? Den kvinnliga handen putsar ett bord. En
annan bild visar en kvinna som lagar mat. Kvinnorna utför alltså traditionella ”typiska”
kvinnliga arbeten. Vad gör männen? Männen svetsar, bygger, de ses i samband med ett
flygplan, alltså mer i samband med tekniska yrken. På bilderna ser man varken pojkar
eller flickor.
73
T.2.7.
Extrakapitel: Allmänna sammanhang i kapitlet
”Kolföreningar” som boken inte tar upp eller bara mycket
otydligt, och som - enligt min uppfattning - borde tas upp
övertydligt för att visa eleverna samband inom kemin.
T.2.7.1.
Samband molekylstorlek–aggregationstillstånd-de olika kolvätenas
användningar- kokpunkt-principen av framställningen i form av en
fraktionerad destillation
Tyngdpunkten i kapitlet ”Kolföreningar” ligger på beskrivning av kolväten. I olika
avsnitt, fördelade över kapitlet ”Kolföreningar” ges isolerade informationer till
kolvätens egenskaper, användning, aggregationstillstånd, framställning enligt metoden
fraktionerad destillation, molekylstorlek, kokpunkt.
Det hade enligt min åsikt varit oerhört viktig att beskriva sambandet i ett gemensamt
övergripande avsnitt. I detta avsnitt hade det varit viktigt att övertydligt beskriver det
redan tidigare nämnda sambandet mellan
• molekylstorlek (antal kolatomer per molekyl) och
• aggregationstillstånd.
Har man centralt framställt detta sammanhang så följer därav logiskt
• de olika kolvätenas användningar
• kokpunkt, såsom
• principen av framställningen i form av en fraktionerad destillation.
T.2.7.2.
Samband förbränning – syre - oxider
Dessutom hade det varit viktigt att en gång beskriva den övergripande principen av en
förbränning. Hälften av kapitlet ”Kolföreningar” handlar ju om kolvätens användning
som bränsle. Följande repetition hade, enligt min uppfattning, varit viktigt och
nödvändig:
Vid en förbränning reagerar ämnet som förbränns med syre och bildar oxider.
Molekylernas (olika) atomer reagerar med syremolekyler och bildar de olika
atomernas oxider. Förbränningen av ett kolväte (vars molekyler bara består av
kol- och väteatomer) blir därmed koldioxid och vatten (väteoxid). Beroende av
bränslesorten (fossil eller inte fossil) bidrar koldioxiden till en ökande
växthuseffekt eller inte.
Ämnen som innehåller svavel, respektive molekyler som består förutom av
kol- och väteatomer av svavelatomer, bildar följaktligen dessutom svaveloxid.
Svaveloxider bildar med vatten svavelsyrighet respektive svavelsyra som leder
till försurning av naturen.
Ett sådant övergripande kapitel ger sambandet mellan förbränning av bränslen och det
globala problemet ökande växthuseffekt såsom problemet försurning av naturen.
Kemisk ett oerhört enkelt samband med oerhört stor betydelse för människorna.
Kapitel som sammanställer ett samanhang hjälper eleverna att förstå. Förståelse hos
eleverna är det översta målet i naturvetenskapsundervisning. Utan samband leder det
till enbart „faktapluggande“ för eleverna. Ämnet måste uppfattas som oöversiktligt,
svårt och ointressant.
74
T.2.7.3.
Samband (torrdestillation trä - torrdestillation stenkol) och
(förbränning av träkol - förbränning av koks) och
(förbränning av koks - reaktion av koks med järnoxider)
a) I kapitlet ”kolföreningar” nämns två gånger metoden ”torrdestillation”, en gång i
samband med träkolframställning (s 4) och en gång i samband med koksframställning
(s 11). Här hade det varit viktigt att tydliggöra å ena sidan den gemensamma principen
och å andra sidan visa på skillnaden av förbränningen av å ena sidan träkol
(växthuseffekten ökar inte) och å andra sidan koks (växthuseffekten ökar).
b) I kapitlet ”koks” (s 11) skrivs att det används koks vid järnframställning: ”dels för att
befria malmen från syre så att järnoxiden omvandlas till järn.” Ingen förklaring ges. Här
hade det varit viktigt att tydliggöra parallellen mellan förbränningen av koks (syret som
är nödvändig för oxidationen av kol härstammar ifrån luften) och ”att befria malmen
från syre” (syret som är nödvändig för oxidationen av kol härstammar ifrån malmen).
75
T.3.
Bok 3, kapitel ”Elektrokemi” (s 26–37)
T.3.1.
Analys beträffande översiktlig, strukturerad, logisk, precis,
lättförståelig och begriplig, tydlig, förklarande och
sammanhang förmedlande framställning av kemin
T.3.1.1. Analys av hela kapitlet ”Elektrokemi”
T.3.1.1.1. Analys beträffande dispositionen av kapitlet ”Elektrokemi”
Ordnar man rubrikerna enligt rubrikernas bokstavsstorlek kommer man till följande
indelning (efter en rubriks namn står inom parantes rubrikens bokstavsstorlek) :
Elektrokemi
Atomer blir joner – joner blir atomer
Ädla och oädla metaller
Galvaniska element
Batterier
Korrosion
Ackumulatorn
Elektrolys
Elektrolys av kopparkloridlösning
Ytbehandling genom elektrolys
Elektrolys av saltsyra
Eloxering
Oxidation
Reduktion
Oxidation och reduktion sker samtidigt
3,0
3,5
3,5
3,0
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3,0
4,0
4,0
3,0
Jag kan inte upptäcka någon logisk indelning av kapitlet ”Elektrokemi”:
a) Kapitlen ”Atomer blir joner – joner blir atomer”, ”Ädla och oädla metaller”,
”Oxidation”, ”Reduktion” och ”Oxidation och reduktion sker samtidigt” överlappar
med alla andra kapitel: hela elektrokemin handlar ju om omvandlingar mellan atomer
och joner och därmed om oxidations-/reduktionsreaktioner.
b) Dessutom överlappar å ena sidan kapitlen ”Galvaniska element”, ”Batterier”,
”Korrosion” och ”Ackumulatorn” och å andra sidan kapitlen ”Elektrolys”, ”Elektrolys
av kopparkloridlösning”, ”Ytbehandling genom elektrolys”, ”Elektrolys av saltsyra”
och ”Eloxering”. De sist nämnda fem kapitlen handlar ju om samma sak, nämligen
elektrolys.
Följande disposition är enkel och logisk: en indelning i tre huvudkapitel:
1. Allmänt om elektrokemiska processer (atom, jon, reduktion – oxidation,
spänningsserien)
2. Specialområde: Galvaniska element (allmänt, batterier, ackumulator)
3. Specialområde: Elektrolys (allmänt, de olika elektrolysen)
76
T.3.1.1.2. Analys beträffande blandning av kemins nivåer och ytterligare oprecisa
formuleringar
I kapitlet ”Elektrokemi” blandas makronivån och mikronivån upprepade gånger i
samband med de fundamentala begreppen oxidation – reduktion. Det görs tyvärr inte
bara i den löpande texten utan också i kapitlets sammanfattning (s 30).
Några exempel för blandningarna:
•
•
•
•
•
•
•
”Försöket ovan visar att järn lättare bildar joner än vad koppar gör.” (s 26).
Utan nivåblandning heter meningen korrekt: Försöket ovan visar att järnatomer
lättare bildar joner än vad kopparatomer gör.
”Alla metaller har inte lika lätt för att bilda joner.” (s 26).
”När batteriet används omvandlas zinken till joner.” (s 27).
”Ämnen som oxideras lämnar ifrån sig elektroner.” (s 30).
”Ämnen som reduceras tar till sig elektroner.” (s 30).
”Metaller som inte gärna bildar joner kallas ädla.” (s 30).
”Oädla metaller bildar lätt joner.” (s 30).
T.3.1.2.
Analys av enstaka underkapitel, texter och bilder
T.3.1.2.1. Kapitel ”Atomer blir joner – joner blir atomer
I detta kapitel behandlas fenomenet att kopparjoner, som är beståndsdel av ett i vatten
löst kopparsalt, omvandlas till kopparatomer när
en järnspik sänks ner i
kopparsaltlösningen.
a) Kopparsaltlösningen beskriver författarna som följer:
”En vattenlösning av ett kopparsalt innehåller kopparjoner, Cu2+.” Mer skrivs inte.
Det är riktigt att en kopparsaltlösning innehåller kopparjoner. Men trots att
metallatomerna och –jonerna står i kapitlets medelpunkt, skulle författarna dessutom
nämna, att lösningen förutom de positiva kopparjonerna naturligtvis även innehåller
saltets negativa joner. Annars består risken att eleverna inte ser helheten utan uppfattar
kopparsaltlösningen som en lösning som bara består av kopparjoner. Dessutom bidrar
även anjonerna till strömtransporten i en elektrolytlösning (se kapitel T.3.1.2.3.).
Se bilaga E-1, Enkätens resultat, uppgift E!
b) I kapitlet behandlas omvandlingarna mellan metallatomer och metalljoner, nämligen
Fe → Fe 2+ + 2eoch
Cu 2+ + 2e- → 2Cu . Men begreppen oxidation och
reduktion förklaras inte i samband med de nämnda elektronövergångarna. Fenomenet
oxidation/reduktion nämns först i slutet av kapitlet ”Elektrokemi”. Enligt min
uppfattning är det didaktiskt oerhört viktigt och hade dessutom varit mycket enkelt att i samband med de beskrivna reaktionerna - redan från början konsekvent använda
begreppen oxidation, reduktion och redoxreaktion ( se kapitel T.3.1.2.5.).
T.3.1.2.2. Kapitel ”Ädla och oädla metaller”
a) Författarna behandlar metallernas spänningsserie, men använder hela tiden begreppet
”spänningsserie”. För att eleverna ska kunna se helhetens skulle författarna nämna att
spänningsserien som det pratas om i detta kapitel är metallernas spänningsserie. I en
fullständig spänningsserie ingår nämligen inte bara redoxsystem som är
+
2e- ),
utan även
metallatom/metalljonsystem
(t.ex. Cu → Cu2+
ickemetallatom/ickemetalljonsystem (t.ex. 2Cl → Cl2 + 2e ) (Christen, 1988;
Riedel, 1999; Brdicka, 1992)
77
b) Tyvärr förklaras inte begreppet ”spänning” i samband med metallernas
spänningsserie.
T.3.1.2.3. Kapitel ”Galvaniska element”
Citat av texten:
”Figuren till höger visar principen för ett galvaniskt element. I bägaren finns en
lösning som innehåller positiva och negativa joner. En sådan lösning kallas
elektrolyt. Denna kan exempelvis bestå av utspädd svavelsyra.
Sänker vi ner en zinkplatta och en kopparplatta i lösningen och ansluter dem till
en glödlampa, kommer det att uppstå en elektrisk ström. Zink är oädlare än
koppar. Därför omvandlas zinkatomerna till zinkjoner. De elektroner som då
frigörs leds genom lampan över till kopparplattan.
Det måste vara två olika ämnen som sänks ner i lösningen. För att få så högt
spänning som möjligt väljer man två metaller som ligger långt från varandra i
spänningsserien.
För att det ska alstras ström måste lösningen innehålla joner och plattorna
bestå av två olika ämnen.”
Bredvid texten finns en bild: en zink- och en kopparplatta som är nersänkta i en vätska.
Eleverna ser en lysande glödlampa, som är ansluten mellan plattorna. Elektroner flyter
från zinkplattan genom glödlampan till kopparplattan. Bilden har följande förklarande
text:
”Zn → Zn2+ + 2e- .
Zinkatomerna omvandlas till zinkjoner som går ut i lösningen.
De elektroner som frigörs vid zinkplattan leds genom lampan till kopparplattan.
Zinken blir minuspol och kopparn blir pluspol.”
Författarna beskriver alltså att elektronerna, som frigörs när zinkatomerna omvandlas
till zinkjoner, leds genom lampan över till kopparplattan.
a) Men vad som händer vid kopparplattan beskriver författarna inte. Vad kan eleverna
föreställa sig? Att på den plattan händer det ingenting? Eller att det på kopparplattan
bildas kopparatomer liksom i kapitlet ”Atomer blir joner – joner blir atomer”, där
järnspiken upplöstes och samtidigt metallisk koppar bildades?
Jag kan föreställa mig att de flesta eleverna tänker det sistnämnda, nämligen att
samma sak händer som i försöket med järnspiken. Men så är det inte: i lösningen finns
inga kopparjoner! Men det finns vätejoner, och vätejonerna reduceras till väteatomer,
som bildar vätemolekyler. Bubblor av vätgas bildas (Brdicka, 1992; Atkins, 2002).
Det beskrivna galvaniska elementet är voltaelementet och därmed ett relativt
komplicerat galvaniskt element. (Brdicka, 1992; Atkins, 2002). Enligt min uppfattning
är det mycket enklare och därmed för eleverna lättare att förstå, när ett galvaniskt
element förklaras med Daniellelementet som exempel. Daniellelementet består
nämligen av två separata system, nämligen systemet zink/zinksulfat och systemet
koppar/kopparsulfat. Systemen är förbundna med varandra med en saltbrygga (Brdicka,
1992; Atkins, 2002). Med hjälp av daniellelementet kan fenomenet ”spänning”
åskådligt förklaras, dessutom betydelsen av alla joner för strömtransporten (Brdicka,
1992; Atkins, 2002).
Se bilaga E-1, Enkätens resultat, uppgift F!
78
b) Glödlampan på bilden lyser. Det flyter alltså ström genom lampan. Eleverna,
som är niondeklasselever, har i fysiken redan lärt att en strömkrets måste vara
sluten för att ström ska kunna flyta. Betraktar eleverna bokens bild och läser
texten så ser de inte någon sluten strömkrets. Glödlampan skulle därför inte lysa.
Författarna har nämligen inte påtalat det allra viktigaste inom elektrokemin:
I stort sett finns det två sorters elektriska ledare:
1. Metaller: strömmen leds genom rörelse av elektroner.
2. Elektrolyter: strömmen leds genom rörelse av joner!
(Brdicka, 1992; Atkins, 2002).
Mellan zink- och kopparplattan rör sig alltså (vandrar) elektrolytens joner. Därmed
blir strömkretsen sluten och lampan kan lysa. Men det har författarna tyvärr inte nämnt.
Som redan tidigare sagt kan allt detta åskådligt förklaras med daniellelementet.
Andra lärobokförfattare gör just så (Boren, Larsson, Lif, Lilleborg & Lindh, 2001;
Ekdal, Nettelblad & Pålsson, 1996).
c) Vilken möjlighet har eleverna att förstå meningen: ”För att få så hög spänning som
möjligt…”? Författarna har ju inte förklarat begreppet ”spänning” i samband med
spänningsserien.
T.3.1.2.4. Kapitel ”Ackumulatorn”
Kapitlet innehåller en utförlig beskrivning av blyackumulatorn, inklusive fyra bilder,
men inte reaktionsformlerna för reaktionerna som sker vid de två polerna. Utan de båda
reaktionsformlerna kan eleverna aldrig förstå hur ackumulatorn ger ström och hur
laddningen fungerar, utan bara lära en massa fakta utantill utan sammanhang.
T.3.1.2.5. Kapitel ”Oxidation”, ”Reduktion” och ”Oxidation och reduktion sker
samtidigt”
Citat:
”Oxidation
När ett ämne brinner i syre, sker en oxidation. Man säger att syre underhåller
förbränningen. Vid förbränning av exempelvis magnesium i syre kommer
magnesiumatomerna att avge elektroner och omvandlas till positiva
magnesiumjoner. Syreatomerna tar emot elektronerna och omvandlas då till
negativa oxidjoner. De positiva och negativa jonerna dras till varandra och
bildar magnesiumoxid.
Förutom syre finns det vissa andra ämnen, exempelvis klor och svavel, som kan
underhålla förbränning. Även de reaktioner som då sker kallas oxidation. Precis
som vid förbränning i syre lämnar de ämnen som oxideras ifrån sig elektroner.
Med oxidation menar man rent allmänt alla kemiska processer där elektroner
avges.
Reduktion
Syre har lättare att förena sig med visas ämnen än med andra. Exempelvis
förenar sig syre hellre med kol än med bly. Om man upphettar blyoxid
tillsammans med kol, kommer därför syret att lämna blyoxiden och istället
förena sig med kolet. Man säger att blyoxiden reduceras. Själva reaktionen
kallas reduktion.
79
När man på detta sätt tar bort syre ur en kemisk förening, sker en överflyttning
av elektroner. Det ämne som reduceras tar till sig elektroner. Eftersom ämnen
som oxideras lämnar ifrån sig elektroner, kan man säga att reduktion är
motsatsen till oxidation.
Ämnen som oxideras lämnar ifrån sig elektroner. Ämnen som reduceras tar till
sig elektroner.
Oxidation och reduktion sker samtidigt
Om en koppartråd sänks ner i en silversaltlösning, sker en reaktion mellan
kopparatomerna och silverjonerna. Varje kopparatom lämnar ifrån sig två
elektroner och omvandlas då till en kopparjon, d.v.s. kopparn oxideras.
Cu → Cu2+ + 2e-.
För varje kopparjon som bildas frigörs alltså två elektroner. Dessa tas
omedelbart upp av två silverjoner som då omvandlas till silveratomer.
Silverjonerna reduceras.
2Ag+ + 2e- → 2Ag.
Elektroner som avges av ett ämne tas alltid upp av ett annat ämne. Därför sker
en oxidation och en reduktion alltid samtidigt och kan beskrivas med en enda
formel.
Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag.“
a) Författarna går i kapitlen ”Oxidation” och ”Reduktion” en mycket besvärlig och
obegriplig väg för att komma till resultatet att ”Ämnen som oxideras lämnar ifrån sig
elektroner. Ämnen som reduceras tar till sig elektroner.” Däremot hade det för eleverna
varit mycket lättare att förstå, om författarna redan från början i det första kapitlet
”Atomer blir joner – joner blir atomer” hade infört begreppen oxidation och reduktion. I
detta kapitel nämligen behandlades omvandlingarna Fe → Fe2+ + 2e- och
Cu2+ + 2e- → Cu, och därmed en oxidation och en reduktion. Här hade eleverna
direkt kunnat ”se” att järnatomen som oxideras lämnar ifrån sig elektroner och
kopparjonen, som reduceras tar till sig elektroner. Dessutom hade eleverna haft
möjligheten att redan från början förstå hela kapitlet ”Elektrokemi” utifrån begreppen
oxidation och reduktion. Därmed hade eleverna fått en större överblick och framför allt
en mycket bättre förståelse av elektrokemin.
b) I kemin menas med oxidation alltid att elektroner avges och med reduktion att
elektroner tas upp (Christen, 1994; Riedel, 1999). Förbränningen, alltså reaktionen av
ett ämne med syre, är bara ett specialfall för en oxidation. Att ordet ”oxidation” hänger
ihop med syre är rent historiskt betingat. Lavoisier kallade alla reaktioner, där ett ämne
reagerar med syre, oxidation. Syre heter nämligen ”oxigenium” på latin (Christen,
1988). Likadant är motsatta reaktionen, alltså att ett ämne lämnar ifrån sig syre, ett
specialfall för en reduktion: en metalloxid ”reducerades” till ren metall genom att syret
togs bort (Christen 1988).
c) Författarna behandlar först avsnitten ”Oxidation”, sedan ”Reduktion” och till slutet
skriver författarna i ett kapitel dess rubrik en betydligt mindre bokstavsstorlek har, att
”Oxidation och reduktion sker samtidigt”. Därmed lägger boken tyngdpunkten på de
enstaka reaktionerna oxidation och reduktion, men inte på helheten. Det allra viktigaste
i detta samband är att det inte fins isolerade oxidationer eller reduktioner.
Fackbegreppet för reaktionerna som behandlas i boken är därför ”redoxreaktioner”
80
(Christen, 1988). Ordet redoxreaktion gör tydligt att reaktionen handlar om två
delreaktioner, nämligen en reduktion och en oxidation, som sker samtidigt. Begreppet
”redoxreaktioner” nämnds inte i boken över huvud taget!
För att eleverna se helheten och sambandet är det enligt min uppfattning oerhört viktigt
att förklara eleverna övertydligt det följande:
•
•
•
Det finns bara redoxreaktioner. Därför skulle de tre kapitel ha en
gemensam rubrik, nämligen ”redoxreaktioner”.
En oxidation eller reduktion är bara en del, nämligen häften av en
redoxreaktion.
Kemisten beskriver isolerad en delreaktion, t.ex. en oxidation, bara när
han vill lägger fokus precis på denna hälft av redoxreaktionen!
d) Det följande exempel ska tydliggöra att det finns även andra viktiga samband som
författarna tyvärr inte förklarade:
På sida 26 skriver författarna följande reaktionsformel i samband med att kopparjoner
blir kopparatomer när man sänker ner en järnspik i en kopparsaltlösning:
Cu2+ + 2e- → Cu.
Kopparjonen reduceras.
På sida 30 skriver författarna nedanstående reaktionsformel i samband med att koppar
löses upp ner koppar sänks ner i en silversaltlösning:
Cu → Cu2+ + 2e-.
Koppartatomen oxideras.
Det är samma reaktionsformel som ovanstående, bara i andra riktningen!
Här finns alltså en oerhört viktig samband mellan reaktionsriktningen och begreppen
oxidation/reduktion. Detta sammanhang tar författarna tyvärr inte upp.
T.3.2.
Analys beträffande sakliga fel och mycket otydlig
framställning av kemin, att eleverna kan få falska
föreställningar om kemin
För att inte förlora sambandet i texten behandlades textdelar som innehåller sakliga fel
eller så otydlig framställning att stor risk för missuppfattningar hos eleverna består,
redan i kapitlet T.3.1. De ska bara sammanfattas här:
•
•
•
Kapitel T.3.1.2.1.: ”En vattenlösning av ett kopparsalt innehåller kopparjoner,
Cu2+.” Det består risken att eleverna inte ser helheten utan uppfattar
kopparsaltlösningen som en lösning som består bara av kopparjoner. Dessutom
bidrar även anjoner till strömtransporten i en elektrolytlösning.
Kapitel T.3.1.2.3.: Författarna beskriver inte vad som händer på kopparplattan
av det galvaniska elementet. Det kan leda till missuppfattningar hos elever, t.ex.
att inte händer någonting eller att det sker andra reaktioner än den verkliga
reaktionen.
Kapitel T.3.1.2.3.: Författarna beskriver inte rörelsen av elektrolytens joner. Det
kan leda till föreställningen av att ingenting händer i elektrolytlösningen.
81
T.3.3.
Analys beträffande anknytning till elevernas vardag
Kapitlet innehåller en rad bilder som står i samband med användningen av i texten
beskrivna elektrokemiska fenomen. På så vis understryks sambandet mellan de i texten
behandlade fenomen och deras betydelse i vardagen som ju också delvis är elevernas
vardag. Flera bilder står i sambandet med senare beskrivna elevexperiment och bildar
därmed en bra anknytning till elevernas vardag i kemiundervisningen. En lyckad
anknytning till vardagen!
T.3.4.
Analys beträffande anknytning till globala problem
Jag tror att det är svårt att anknyta till globala problem i samband med elektrokemi.
T.3.5.
Analys beträffande experimentens frihetsgrader
I anslutning till kapitlet beskrivs 11 elevförsök. Varje försök har (bara) en frihetsgrad.
Det hade varit mycket lätt att formulera en del med två frihetsgrader. Andersson
beskriver hur det är möjligt att omvandla experiment med frihetsgrad ett i experiment
med två frihetsgrader, även med exemplet galvaniska element (Andersson, 1989).
T.3.6.
Analys beträffande jämställdhet mellan könen i samband
med framställningen av personer på bokens bilder
Det finns bara en enda bild som visar en man.
82
Bilaga E-1
Enkätens resultat
I det följande återger jag för varje uppgift den ordagrant kopierade delen följt av
resultatet av hur eleverna uppfattade texten, respektive bilden. I parantes står om
elevernas uppfattning var sakligt rätt eller fel. Enkäten finns i sin helhet i bilaga E-2.
Uppgift A)
”Reaktionsformel”
”Då vi skriver reaktionsformeln för vätets förbränning i syre, måste vi tänka på
att både väte och syre är i gasform. Det betyder att atomerna har bildat
molekyler. Därför måste väte skrivas H2 och syre O2”.
90 % av eleverna uppfattade texten så att atomerna har bildat molekyler därför att väte
och syre är i gasform (sakligt fel).
44 % uppfattade texten så att atomerna alltid bildar molekyler om ett ämne är i gasform
(sakligt fel).
60 % menade att de inte hittar ett svar på frågan varför syre måste skrivas O2 och inte
till exempel O3.
Uppgift B)
”Socker består av grundämnena kol, väte och syre. Om vi värmer socker i ett
provrör sönderdelas det. Sockrets vätemolekyler och syremolekyler slår sig samman
till vatten, som emellertid direkt avdunstar vid uppvärmningen. Kvar på provrörets
botten blir sockrets tredje beståndsdel, nämligen kol.”
Eleverna hade följande uppfattningar till texten:
92 %, att socker är en blandning av grundämnen kol, väte och syre (sakligt fel).
58 %, att socker består av vätemolekyler och syremolekyler och kolmolekyler
(sakligt fel).
37 %, att en sockermolekyl består av väteatomer och syreatomer och kolatomer
(sakligt rätt).
42 %, att en sockermolekyl består av vätemolekyler och syremolekyler och
kolmolekyler (sakligt fel).
83
Uppgift C)
Bild
”Allt levande innehåller kol”
ur
Kemi Lpo TEFY, Bok 2, sida 4
89 % av eleverna uppfattade bilden så att all koldioxid som kommer från förbränningen
hos människorna återförs till träd och växter (sakligt rätt).
80 % av eleverna uppfattade bilden så att all koldioxid som kommer från förbränningen
i hus och bilar återförs till träd och växter (sakligt fel, se bilaga T.2.2.2!).
Uppgift D)
”Organisk kemi”
”Allt levande innehåller kol …..”
”Allt material från växt- och djurriket innehåller grundämnet kol. Därför kallas
den organiska kemin också för kolföreningarnas kemi.
I luften finns kol bundet i koldioxid. Växterna använder koldioxiden när de med
hjälp av solljus ”tillverkar” socker och stärkelse. Dessa ämnen, som också
innehåller kol, används som föda för människor och djur. Därför kommer vår
kropp, precis som allt annat levande, att innehålla kol. Koldioxiden i luften är
inte mer än 0,03 %. För att täcka växternas behov måste luften ständigt tillföras
ny koldioxid. Detta sker bland annat genom utandningsluften från djur och
människor. Förbränningsgaserna från fordon och eldningsanläggningar består
också till stor del av koldioxid”.
Eleverna hade följande uppfattningar till texten:
46 %, att socker inte är en typisk organisk förening (sakligt fel).
72 %, att koldioxid är en typisk organisk förening (sakligt fel).
52 %, att stärkelse inte är en typisk organisk förening (sakligt fel).
48 %, att texten inte var lätt att förstå. 20 % menade att de kunde förstå texten ”sådär”.
84
Uppgift E)
”En vattenlösning av ett kopparsalt innehåller kopparjoner, Cu2+.”
Eleverna hade följande uppfattningar till texten:
34 %, att vattenlösningen innehåller bara kopparjoner, Cu2+ (sakligt fel).
41 %, att vattenlösningen inte innehåller andra beståndsdelar förutom kopparjoner, Cu2+
(sakligt fel).
Av de som hade uppfattningen att lösningen innehåller förutom kopparjoner en annan
beståndsdel, svarade de flesta att den andra beståndsdelen är vatten. Bara en enda elev
svarade att det även måste finnas en negativ jon i lösningen.
Uppgift F)
Figuren till höger visar principen för ett galvaniskt element.
I bägaren finns en lösning som innehåller positiva och negativa joner. En sådan lösning kallas elektrolyt. Denna kan
exempelvis bestå av utspädd svavelsyra.
Sänka vi ner en zinkplatta och en kopparplatta i lösningen
och ansluter dem till en glödlampa, kommer det att uppstå
en elektrisk ström. Zink är oädlare än koppar. Därför omvandlas zinkatomerna till zinkjoner. De elektroner som då
frigörs leds genom lampan över till kopparplattan.
Bild
”Galvaniska element”
ur
Kemi Lpo TEFY,
bok 3, sida 27
”Zn → Zn2+ + 2e- .
Zinkatomerna omvandlas till zinkjoner som går ut i lösningen.
De elektroner som frigörs vid zinkplattan leds genom lampan till kopparplattan.
Zinken blir minuspol och kopparn blir pluspol.”
Bilden visar ett ”galvaniskt element” som fungerar som ett batteri. Glödlampan på
bilden lyser. Det flyter alltså elektrisk ström genom lampan. Bilden och texten
beskriver, att på zinkplattan omvandlas zinkatomerna till zinkjoner som går ut i
lösningen.
Eleverna hade följande uppfattningar vad de trodde hända på kopparplattan:
31 %, att det händer ingenting (sakligt fel).
48 %, att kopparatomerna omvandlas till kopparjoner som går ut i lösningen (sakligt
fel).
34 %, att det bildas vätgas (sakligt rätt).
7 %, att det bildas syrgas (sakligt fel).
41 %, att zinkjoner omvandlas till zinkatomer (sakligt fel).
85
Enkätens resultat visade att några av författarnas texter och bilder ledde till sakligt
falska föreställningar hos en del elever.
Nedanstående tabell sammanfattar hur många elever det var som fick sakligt falska
föreställningar genom de tvivelaktiga framställningarna. Nästan alla enkätuppgifter
hade flera delfrågor. Därför finns också flera resultat för en uppgift.
Enkätuppgift
Antal elever med
falska föreställningar
A
90 %
44 %
B
92 %
58 %
42 %
C
80 %
D
46 %
72 %
52 %
E
34 %
41 %
F
31 %
48 %
7%
41 %
Tabell 2: Enkätuppgifter och antalet elever som fick falska föreställningar
86
Bilaga E-2 Enkät
FRÅGOR till LÄROBOKEN Kemi Lpo
Klass
7
8
Inledning:
A)
9
Vad vill jag inte?
Med mina frågor vill jag inte ”pröva” vad du vet om kemi. Försök alltså
inte att svara utifrån dina kemikunskaper.
Vad vill jag?
Jag vill veta hur du som elev uppfattar texten. Du bör alltså svara
utifrån texten och informationen som texten ger dig.
Läs texten och svara på frågorna utifrån texten:
Reaktionsformel
Då vi skriver reaktionsformeln för vätets förbränning i syre, måste vi tänka på
att både väte och syre är i gasform. Det betyder att atomerna har bildat
molekyler. Därför måste väte skrivas H2 och syre O2.
Uppfattar du texten så?:
• Väte och syre är i gasform och därför har atomerna
bildat molekyler………………………………….……………….(ja / nej)
•
Är ett ämne i gasform så bildar atomerna alltid molekyler……..(ja / nej)
.
Varför måste syre skrivas O2 och inte till exempel O3 ?
• Hittar du i texten ett svar för denna fråga?……………………… (ja / nej)
B) Läs texten och svara på frågorna utifrån texten:
”Socker består av grundämnena kol, väte och syre. Om vi värmer socker i ett
provrör sönderdelas det. Sockrets vätemolekyler och syremolekyler slår sig samman
till vatten, som emellertid direkt avdunstar vid uppvärmningen. Kvar på provrörets
botten blir sockrets tredje beståndsdel, nämligen kol.”
Uppfattar du texten så?:
• Socker är en blandning av grundämnen kol, väte och syre……………….ja / nej)
•
Socker består av vätemolekyler och syremolekyler och kolmolekyler… (ja / nej)
•
En sockermolekyl består av väteatomer och syreatomer och kolatomer…ja / nej)
•
En
sockermolekyl
består
av
vätemolekyler
och
syremolekyler
och
kolmolekyler……………………………………………………………..(ja / nej)
87
C)
Bild
”Allt levande innehåller kol”
ur
Kemi Lpo TEFY, Bok 2, sida 4
•
Uppfattar du bilden så att all koldioxid som kommer från förbränningen
hos människorna återförs till träd och växter? …………………….……(ja / nej)
•
Uppfattar du bilden så att all koldioxid som kommer från förbränningen
i hus och bilar återförs till träd och växter? ……………………………. (ja / nej)
D) Läs texten och svara på frågorna nedan:
Organisk kemi
Allt levande innehåller kol …..
Allt material från växt- och djurriket innehåller grundämnet kol. Därför kallas den
organiska kemin också för kolföreningarnas kemi.
I luften finns kol bundet i koldioxid. Växterna använder koldioxiden när de med
hjälp av solljus ”tillverkar” socker och stärkelse. Dessa ämnen, som också
innehåller kol, används som föda för människor och djur. Därför kommer vår
kropp, precis som allt annat levande, att innehålla kol. Koldioxiden i luften är inte
mer än 0,03 %. För att täcka växternas behov måste luften ständigt tillföras ny
koldioxid. Detta sker bland annat genom utandningsluften från djur och människor.
Förbränningsgaserna från fordon och eldningsanläggningar består också till stor
del av koldioxid.
• Uppfattar du det så att socker
är en typisk organisk förening? …. (ja / nej)
•
Uppfattar du det så att koldioxid är en typisk organisk förening? …. (ja / nej)
•
Uppfattar du det så att stärkelse
•
Tycker du att texten är lätt att förstå? …………………………..……… (ja / nej)
är en typisk organisk förening? …. (ja / nej)
88
E) Du läser:
En vattenlösning av ett kopparsalt innehåller kopparjoner, Cu2+.
Hur uppfattar du det?
•
Vattenlösningen innehåller bara kopparjoner, Cu2+……………..…….. . (ja / nej)
•
Vattenlösningen innehåller kopparjoner, Cu2+ och andra beståndsdelar ..(ja / nej)
Ifall du svarade ja här: vilka beståndsdelar menade du?:
F)
Figuren till höger visar principen för ett galvaniskt element.
I bägaren finns en lösning som innehåller positiva och negativa joner. En sådan lösning kallas elektrolyt. Denna kan
exempelvis bestå av utspädd svavelsyra.
Sänka vi ner en zinkplatta och en kopparplatta i lösningen
och ansluter dem till en glödlampa, kommer det att uppstå
en elektrisk ström. Zink är oädlare än koppar. Därför omvandlas zinkatomerna till zinkjoner. De elektroner som då
frigörs leds genom lampan över till kopparplattan.
(Bild
”Galvaniska element”
ur
Kemi Lpo TEFY,
bok 3, sida 27)
”Zn → Zn2+ + 2e- .
Zinkatomerna omvandlas till zinkjoner som går ut i lösningen.
De elektroner som frigörs vid zinkplattan leds genom lampan till kopparplattan.
Zinken blir minuspol och kopparn blir pluspol.”
Bilden visar ett ”galvaniskt element” som fungerar som ett batteri. Glödlampan på
bilden lyser. Det flyter alltså elektrisk ström genom lampan.
Betrakta bilden och läs texten. Bilden och texten beskriver, att på zinkplattan omvandlas
zinkatomerna till zinkjoner som går ut i lösningen.
Vad tror du händer på kopparplattan?
• Ingenting………………………………………………………. ……… (ja / nej)
•
Kopparatomerna omvandlas till kopparjoner som går ut i lösningen. … (ja / nej)
•
Det bildas vätgas ………………………………………………………. (ja / nej)
•
Det bildas syrgas ………………………………………………………. (ja / nej)
•
Zinkjoner omvandlas till zinkatomer…………………………………….(ja / nej)
89
