Kemilärares reflektioner kring användning av visuella representationer

1. Kemilärares reflektioner kring användning av visuella representationer NOFA 4, 2013-05-29 Emelie Patron, Susanne Wikman, Inger Edfors, Brita J. Cederblad, Linnéuniversitetet, Kalmar Cedric Linder, Uppsala universitet, Uppsala

2. Kemisk bindning • Ett viktigt men svårt område i kemi1 - Bindningar påverkar ämnenas egenskaper • Många typer av bindningar presenteras: • konvalent bindning, • polär kovalent bindning, • jonbindning, • metallbindning, • vätebindning, • dipol-dipolbindning, • van der Waals-bindning - Samband och skillnader mellan bindningstyperna (ex. intra- och intermolekylära bindningar)

3. Visuella representationer • “…any type of physical representation designed to make an abstract concept visible”2(s. 53) Bilder, animationer, filmer, grafer, diagram, symboler, fysiska modeller, laborativa moment etc. • Ämnesspecifika visuella representationer är nödvändiga för kommunikation av kemi3 molekylmodeller, kemiska ekvationer, kemiska strukturer, kemiska symboler etc.

4. Elevers meningskapande med hjälp av representationer • Visuella representationer kan underlätta lärande av kemi4,5,6,7 • Men elever kan ha svårigheter att tolka representationer8 • Fokuserar på ytliga egenskaper, t.ex. storlek och färg • Har svårigheter att se samband mellan olika representationer av samma fenomen

5. Lärares användning av visuella representationer • För att underlätta elevers lärande bör lärare:4,9,10 • Ha ett genomtänkt syfte med de representationer som används • Explicit förklara vad representationer syftar till att åskådliggöra • Förklara representationernas styrkor/begränsningar och likheter/skillnader • Ej förenkla representationerna på ett sätt som försvårar framtida lärande

6. Visuella representationer av kemisk bindning

7. Forskningsfrågor • På vilka sätt används visuella representationer av gymnasielärare i kemi för att förklara begreppet kemisk bindning? • Vilka syften och motiv ligger till grund för lärares val av visuella representationer?

8. Metod och analys • 12 gymnasielärare i kemi från 7 olika skolor • Semistrukturerade intervjuer (ca 1 h) • Samtliga intervjuer transkriberades fullständigt • Induktiv analys • Kategorier avseende: • val av representationer • motiv för användandet av valda representationer

9. Resultat FF 1: Val av representationer Representationer som används kommer främst ifrån: • Läromedel • Internet • Egna erfarenheter Lärare använder: • Olika representationer för att illustrera samma fenomen • Verklighetsanknutna representationer • Representationer som är enkla att använda sig av

10. Resultat FF 1: Val av visualiseringsmetoder Visualiserar kemisk bindning genom att: rita på tavlan utföra laborationer visa/använda fysiska representationer visa bilder visa animationer visa filmer utföra demonstrationer

11. Resultat FF 2: Motiv för val av visualiseringsmetoder Rita på tavlan Progression jämfört med bilder och PowerPoint Tar tid jämfört med PowerPoint Blir i 2D, alternativ fysiska modeller eller animationer Laborationer Att praktiskt testa och se själva Tar tid att förbereda, alternativet är film Fysiska representationer Se det i 3D Själva skapa Ser bindningar som pinnar Fria elektronpar inte utsatta

12. Resultat FF 2: Motiv till att använda visuella representationer Konkritiserar abstrakta fenomen underlättar förståelsen ”Bilder ska ju hjälpa dem att förstå, det är så jag tänker iallafall, att få det mera konkret” ”…något de kan se, istället för att bara hålla det i huvudet… för att det ska bli visuellt, så det blir en hjälp för dem att tänka”

13. Resultat FF 2: Motiv för val av olika visualiseringsmetoder Variation ” Jag gör det ju för variation mestadels” Elever lär sig på olika sätt ”…för att få variation och sen kan det ju också vara att vissa elever kanske haffar någonting här, andra gör det på en annan bild eller får någon aha-upplevelse genom att man säger något eller att man ritar något på tavlan eller nu såg jag en film om det, så det, ja jag tror det är viktigt att ha olika”

14. Resultat FF2: Motiv till att använda olika representationer Kunskap om olika sätt att representera ”…annars blir de alldels förtvivlade om det plötsligt är två små pluppar och inte ett streck, man måste ju ha kännedom om alla, eller ja de vanligaste sätten att åskådliggöra saker och ja, att det faktiskt är samma, samma fast olika” Börjar konkret ”Man vill ju att de ska kunna gå ifrån kanske en mer, någonting som är en bild, till de förenklade skrivsätt som man faktiskt använder sen”

15. Resultat FF 2: Motiv för val av olika representationer Igenkänning av representationer i läromedel ”…sen blir man ju präglad av vilka bilder som finns i boken för dom är lätthanterade och det är ju dom som eleverna ser när dom själva läser med”   ”…de måste ju bli bekanta med alla de representationer som de möter i olika läromedel och så.”

16. Resultat FF 2: Motiv för val av representationer Har inte reflekterat över sitt val av representationer ”…jag gör det bara så att säga, jag har inte liksom reflekterat så mycket på varför egentligen” ”…det är väl sättet att rita det på och det är ju sådant som förekommer ju mycket i olika slags böcker och annat material man har” ”…då blir det ju strukturformel för att det är så pass mycket enklare att jobba med”

17. Slutsatser och implikationer • Skillnad på att använda multipla visuella metoder och multipla visuella representationer • Lärare anser att visuella representationer är viktiga för lärande • Använder visuella representationer som finns tillgängliga i läromedel och reflekterar inte så mycket över vilka och varför • Lärarutbildning – mer fokus på visuella representationers roll i lärandet • Skolan – ge lärare möjligheter att reflektera över visuella representationer med sina kollegor

18. Planerad fortsättning Observera och videofilma lektioner om kemisk bindning De inspelade lektionerna nyttjas under intervjuer med lärare och elever för att undersöka deras syn på de visuella representationer som används.

19. Tack • Finansieringskälla - Linnéuniversitetet, Kalmar • Handledare och medförfattare • Susanne Wikman • Cedric Linder • Inger Edfors • Brita Johansson Cederblad • Övriga - Lärarna som har deltagit i studien