Erfarenhet väger tungt

För två år sedan gjorde några NO-lärare i Öjersjö Storegård skola en learning study om densitet. Den fungerar fortfarande, konstaterar Joakim Magnusson som var handledare för studien.

Joakim Magnusson kastar en plastkasse full med bomull till en elev som raskt bollar den vidare. På bordet står en liter vatten, en kilovikt och en stor ”kub” med luft.

– Kan ni säga vad som är lika och olika med de fyra sakerna?

Grupperna diskuterar i en minut. En har kommit fram till att alla saker är olika till volym. Några har lagt märke till att det är olika material. En annan grupp har noterat att en liter vatten och ett kilo väger lika mycket. Joakim Magnusson bekräftar att sakerna väger lika mycket och om de kunde väga luften i kuben så skulle även den väga ett kilo. Alla ska bli säkra på att ett kilo kan ha olika volym.

Han tar fram två olika stora cylindrar, en kort av bly och en lång av aluminium och styr in diskussionen på hur det kan komma sig att de, trots olika storlek, väger lika mycket.

– Det är olika ämnen, säger en kille.

– Väger atomer lika mycket? funderar en annan.

Det är en visuell och aktiv lektion. Joakim Magnusson fortsätter att ta fram nya material och uppmuntrar eleverna att fundera och diskutera. Klass 9 får många tillfällen att uppleva skillnader och likheter. Han berättar att man för att kunna jämföra material infört begreppet densitet. När klassen efter en stund jämför vatten, luft och järn som har samma volym är de övertygade om att järnet har högst densitet.

Dags för en laboration och tävling. På materialvagnen står flaskor med matolja, sirap, blåfärgat vatten och glycerin och små plast-, trä- och metallbitar och annat material. Varje grupp får ett provrör som de ska fylla med vätskorna och lite olika uppgifter. Kontrollgruppen ska hälla i vätskorna i den ordning som står på tavlan och ta lika stor mängd av allt. Nästa grupp ska göra samma sak fast baklänges. Image may be NSFW.
Clik here to view.Tävlingsmomentet handlar om att få fem olika saker att stanna på olika nivåer. Flest vinner.

– Spelar det någon roll i vilken ordning jag häller i vätskorna? Spelar det någon roll hur mycket jag tar? frågar Joakim Magnusson.

Grupperna mäter, häller och hämtar material som de tror ska fungera. De flesta får tydliga lager i samma ordning.

Joakim Magnusson avslutar lektionen med att ta små bitar av ett äpple och en morot och frågar klassen om de tror att de kommer att flyta eller sjunka.

– Det finns en elevföreställning att om föremål är tillräckligt små så sjunker de inte. Vi försöker bemöta och visa att det bara beror på densiteten, förklarar han när klassen städar upp efter experimentet.

Joakim Magnusson är matematik, NO- och slöjdlärare i Öjersjö Storegård skola i Partille och även utvecklingsledare i kommunen. Arbetet med learning study startade som ett forskningsprojekt tillsammans med Göteborgs universitet 2003. Efter ett antal studier om matematik var några lärare nyfikna på att göra en i NO. Studien handlade om densitet och varför vissa fasta föremål flyter och andra inte.

– Det kan verka konstigt att undervisa om något som inte står i kursplanen, men vi tror att det är viktigt att förstå begreppet för att kunna lära sig om vardagliga företeelser som varför det blåser, havsströmmar och hur till exempel en varmluftsballong fungerar.

Densitetsbegreppet, som finns med i nya kursplanen, är ett sätt att vidga elevernas materiatänkande och gör det enklare att diskutera ämnens egenskaper. Klass 9 är den femte klassen som har lektionen, som vanligen hålls i årskurs 7.

– Den fungerar fortfarande, konstaterar Joakim Magnusson.

Det ligger mycket möda bakom dagens lektion. Arbetslaget trodde att de med sin erfarenhet ganska snabbt skulle få eleverna att förstå begreppet, men det visade sig att det behövdes fyra lektioner. Densitet är svårt även för lärare, berättar Joakim Magnusson.

– Studien skapade diskussioner om vilka faktakunskaper vi behövde få koll på. Jag gick på Lärarlyftet och kunde ta hjälp av lärare på Chalmers. Vi brottades också med vad vi skulle lära ut.

Tillsammans identifierade lärarna vad eleverna kan ha svårt för. I början ville de också att eleverna skulle upptäcka densitetsbegreppet själva, men insåg snart att det lika gärna kunde introduceras från början så att de kunde använda det.

Att lärare arbetar tillsammans är en styrka, tycker Joakim Magnusson.

– I vanliga fall sitter man själv och planerar, undervisar och hoppas på effekt. Här var vi fyra lärare som kämpade med en lektion under en termin.

Den första kritiska aspekten var att visa att ett kilo alltid är ett kilo och att en liter alltid är en liter, något lärarna tagit för givet att eleverna visste. Det är också viktigt att förstå att metaller kan vara olika.

På lektion ett och två lyftes de kritiska aspekterna fram och varierades. Men sedan blev det svårare. När läraren skulle prata om densitet blev det uppenbart att begreppet inte definierats tydligt och att man måste ha lika stor volym för att kunna jämföra.

När nästa lärare gjorde om lektionen var begreppet tydligare definierat, men även han fick problem och eftertestet visade att eleverna fortfarande inte kunde förklara vilket ämne Image may be NSFW.
Clik here to view.som hade vilken densitet.

– Vi lyckades ganska bra med att få eleverna att förstå att ett kilo är ett kilo och att en liter alltid är en liter oavsett volym, men när vi kom till begreppet densitet var lärarna som höll i lektionerna ganska utlämnade.

Det krävs mod att ta den första lektionen, mycket oförutsett kan hända, men det ger i sin tur bra analysmaterial, påpekar Joakim Magnusson och visar den film arbetslaget gjort om sitt arbete och som visar vägen till dagens lektion.

– När man blir osäker är det lätt att ta till olika ”trix”. Ett sätt är att luta sig mot tavlan och föreläsa lite halvtaskigt. Ett annat är att använda räkneexempel och prata om matematiska samband. Eleverna skriver av, men har inte koll på begreppet.

Till lektion tre och fyra finslipades definitionen och variationsmönstren förbättrades. Det gäller att volymen är konstant och att densitet och vikt varieras. Även experimentet finslipades. Syftet var att visa att densiteten är konstant.

– Det som gjorde störst skillnad var att vi definierade begreppet tydligt och att vi skapade strukturerad variation.

Att göra en learning study tar tid. Det handlar om att förändra sin undervisning på riktigt och försöka förstå hur elever tänker om ett svårt innehåll. Att arbeta en termin med en lektion kan låta mycket, men förhållningssättet smittar till den övriga undervisningen, anser Joakim Magnusson.

– Vårt arbetssätt präglas av att vi lyfter upp elevers tankar och föreställningar och utmanar dem.