Att arbeta naturvetenskapligt

(Berit Kurtén-Finnäs)

Kemi och fysik handlar om den värld vi lever i. Detta skall genomsyra undervisningen, som bör utgå från vardagsnära exempel och experiment, där kopplingen till elevernas egen vardag är tydlig. Eleverna skall träna sig i att arbeta naturvetenskapligt och i att göra enkla naturvetenskapliga undersökningar.

En naturvetenskaplig undersökning bygger på att det finns någonting man vill ta reda på, utgångspunkten är en forskningsfråga. Ofta har man en hypotes, dvs. man har en föreställning om vad som kommer att hända. Då eleverna arbetar på ett undersökande sätt skall de gärna skriva ner (eller rita) sin hypotes innan de börjar arbeta. Eleverna kan också i mindre grupper diskutera sina hypoteser med varandra.

Eleverna bestämmer efter detta hur de skall göra för att söka svaret på sin fråga, dvs. hur de praktiskt skall genomföra sin undersökning. Då får de samtidigt planera vilken utrustning eller vilket material de behöver.

Ibland kan en undersökning innebära att eleverna skall göra någon form av jämförelse. T.ex. ”löser sig en sockerbit lika snabbt som strösocker i vatten?”, eller ”vilken disktrasa suger upp vatten bäst?”. Eleverna bör få undervisning i hur man gör en ”rättvis undersökning”. För att en undersökning skall vara ”rättvis” bör förhållandena vid olika delförsök motsvara varandra, dvs. vissa faktorer bör hållas lika (konstanta) medan den faktor som skall undersökas får variera (variabel).

Exempel. Löser sig en sockerbit lika snabbt som strösocker i vatten?

Detta hålls lika

Detta varierar

vattenmängd

sockermängd

temperatur

omrörning

form av socker


En undersökning utmynnar i någon form av resultat. Ibland kan det vara på sin plats att sammanställa resultaten i en tabell eller en graf. Då är det bra att eleverna från början lär sig att skriva ut tydliga namn för kolumnerna i en tabell och namn på axlarna i en graf.

Resultaten leder till att man drar slutsatser från sitt försök. Slutsatserna är svaret på den forskningsfråga man ställt i början. I detta skede är det viktigt att gå tillbaka till hypotesen och i klassen diskutera resultat och slutsatser i relation till hypoteserna. En felaktig hypotes är ju en utmaning för elevernas tänkande. Detta kan ligga till grund för nya undersökningar.

Resultatet och slutsatserna från ett försök har ett samband med teorin. Teorin är det som förklarar varför det gick som det gick i försöket. Teorin kan i klassen vara den del av försöket där man tillsammans i klassen skriver en förklaring.

Exempel.

Forskningsfråga: Löser sig en sockerbit lika snabbt som strösocker i vatten?

Hypotes: Jag tror att…

Så här ska jag göra:

Detta hålls lika

Detta varierar

vatten, 1 dl

1 tsk socker = 1 sockerbit

ingen omrörning

temperaturen

socker:

1 bit socker

1 tsk strösocker


Det här behöver jag: sockerbit, strösocker, vatten, två muggar, klocka,

(termometer)

Resultat: Sockerbit: x min

Strösocker: xx min

Slutsats: Bitsocker löser sig snabbare.

Förklaring: Socker i sockerbiten löser sig snabbare än strösocker eftersom bitsocker ”står upp” i vattnet och får en större kontaktyta med vattnet än strösocker som lägger sig på som en hög på bottnen.

(Till läraren: En sockerkristall består av ett ofantligt stort antal tättpackade sockerpartiklar, sockermolekyler. Partklarna som finns ytterst, i kontakt med vattnet, löser sig. Ju större kontaktytan är desto snabbare går upplösningen. Upplösning beror på att de polära vattenmolekyler (har en positiv ända och en negativ) kolliderar med sockermolekyler och ”drar till sig” de polära sockermolekylerna, som frigörs från kristallen. Varje molekyl omges i vattenlösningen av ett antal vattenmolekyler. Lösningens temperatur påverkar genom att vattenmolekylerna i en varmare lösning rör sig snabbare och kollisionerna blir fler och kraftigare. Upplösning går därför snabbare vid en högre temperatur. Vid omrörning kommer strösockret att ”vinna” genom att kontaktytan mellan sockerkristallerna och vattnet då blir störst.)