Jag har ljugit!

På fredagens lektion i fysik fick en klass ta ställning till ett påstående som knyter an till det moment som vi just nu jobbar med - Arkimedes princip. Eleverna fick en kort stunds betänketid under vilken de fick prata med varandra. Men eftersom vi pratat om just detta fenomen lektionen innan, där jag berättat hur det förhöll sig, så kunde alla svara utan problem. Alla valde samma alternativ.


Bilden visar påståendet och statistik över elvernas svar.

Glädjande nog kom alla ihåg det jag hade sagt om saken och svarade uppenbarligen därefter. Men problemet är att mitt påstående och elevernas svar inte stämmer. Det rätta svaret är nej. Det är för de allra flesta väl bekant att man utan problem kan bära en stor person så länge han finns i vatten. Men på land kan samma person vara omöjlig att lyfta. Det här illustrerar att alla föremål som befinner sig i vatten upplever en lyftkraft från vattnet. I samband med detta och i anlutning till min teoretiska härledning av detta fenomen frågade en elev om detta även gällde föremål som ligger på botten av en sjö. Det var först efter lektionen som jag kom på att jag hade svarat fel. Tvärsäkert hade jag hävdat att det inte spelar någon roll om t.ex. en sten befinner sig en bit ifrån eller ligger på botten; så länge den är i vatten upplever den samma lyftkraft. Men det finns enkla experiment som visar att det inte alltid stämmer.

Till saken hör att detta inte var medvetet från min sida trots att jag tidigare skrivit om lärarens inflytande över elevernas uppfattningar, vilket är mycket olyckligt om det läraren hävdar inte stämmer (HÄR). Detta var något som vi hade diskuterat i klassen under en tidigare lektion. Då påtalade jag att i fysik ska man inte köpa något som man inte sett med egna ögon i ett experiment. Ändå gick både jag och elverna i fällan och köpte det som läraren (jag) sa utan att kräva en experimentell bekräftelse.

En tänkvärd lektion i demokratisk fysik

Under fredagens lektion i fysik gick det upp för mig vilken makt man som lärare kan ha över elevernas tankar. Min ursprungstanke med lektionsupplägget var att både jag och eleverna, genom att använda responssystemet, skulle få en bild av hur deras föreställningar om ett fenomen kan förändras under en lektion. Men en elev ställde en fråga som fick mig att häpna över vilket enormt inflytande vi lärare kan ha över elevernas föreställningar.

Under föregående lektion hade eleverna gjort en laboration för att hitta sambandet mellan vattentrycket (det man känner i öronen när man dyker) och vattendjupet. Detta samband går även att härleda teoretiskt och kallas för Pascals lag och innbär att vattentrycket ökar om vattendjupet ökar.


Bild från laborationen

Utan att antyda kopplingen till Pascals lag fick eleverna nu en fråga som de enskilt skulle besvara med hjälp av responsenheterna. Fördelingen av elevernas svar finns med som ett cirkeldiagram på bilden.



Frågan och diagram som visar elevernas svar


Som diagrammet visar trodde de allra flesta (62% av 28 st) att inget skulle hända med vågens utslag när fingret sticks ner i vattnet. 33% trodde dock att vågen skulle visa mer. I det här läget hade vi inte provat i verkligheten vad som skulle hända.


Nu fick eleverna vända sig till den som satt närmast och diskutera frågan under en minut. Därefter fick de enskilt besvara samma fråga igen.



Svarsfördelningen efter elevdiskussionen



Diagrammet visar att efter elevernas diskussion så var det fler som trodde att vågens utslag inte skulle förändras när fingret sticks ner i vattnet (82%). En tolkning är att de som tidigare valde alternativ B helt enkelt påverkade sina klasskamrater till att ändra åsikt. Nu var det bara 14% som trodde att vågens utslag skulle öka - vilket är det som kommer att hända! Flera av eleverna hade alltså övertalats av sina kamrater att inta en felaktig ståndpunkt. Diagrammen över elevsvaren var i det här läget inte synliga för eleverna.

När eleverna hade besvarat frågan en andra gång började jag som lärare nu argumentera för vad jag trodde skulle hända med vågens utslag. Här använde jag Pascals lag, som eleverna var bekanta med, för att teoretiskt förutsäga utfallet. Pascals lag förutsäger att tryckkraften på glasets botten ökar när vattenytan i glaset höjs, vilket är vad som händer när ett finger sticks ner i vattnet. Slutsatsen enligt denna argumentation är att vågens utlsag ökar. När jag slutfört denna argumentation lät jag eleverna för tredje gången besvara samma fråga.


Elevsvaren efter mitt resonemang. OBS! Färgkodningen har ändrats.

Efter mitt resonemang förändrades elevernas uppfattning radikalt. Andelen elever som trodde att vågens utslag skulle öka (alternativ C, nu lila i dagrammet) förändrades från 14% till 71%. Även om jag var en smula besviken över att 28% inte köpte mitt resonemang tyckte jag ändå att jag nått en bra bit på vägen mot att lära eleverna använda Pascals lag för att lösa problem.

Nu ville eleverna titta på fördelningen av svaren i alla tre frågorna. Det var då som min ursprungstanke med denna statistik tog en oväntad vändning. Jag hade från början tänkt illustrera vad som händer med deras uppfattning om ett specifikt problem i fysik under en lektion. Men en elev räckte upp handen och sa: "Tänk om du ljuger! Tänk om ditt resonemang med Pascals lag inte stämmer. Då har du ju fått nästan alla i klassen att ändra åsikt till något som är fel." Nu startade en dikussion i klassen om hur man som elev påverkas av dels sina klasskamrater och dels av läraren. Diagrammet i frågade 3 visade vilket enormt inflytande läraren kan ha över elevernas uppfattningar. Insikten vi landade i var att en väl argumenterande lärare kan plantera i stort sett vilka uppfattningar som helst hos sina elever.

I ett försök att vinna över de återstående 28% på min sida gjorde jag nu det man gör i fysik - utför experimentet. För att alla skulle se vad som hände lät jag en webkamera filma vågen och glaset. Filmen projicerades på stor duk.


Vattenglaset på vågen. Webkameran syns till vänster.

Alla kunde nu se att vågen visade mer när fingret stacks ner i glaset. Än en gång fick eleverna besvara samma fråga.


Elevernas svar när de sett experimentet

Efter att ha sett experimentet i verkligheten var det nu 89% av eleverna som trodde på det de såg. De 10% (3 personer) som inte köpte det de sett på stora duken hade lagt märke till att det fanns en fördröjning på några sekunder i bildöverföringen och hävdade då att det kan ha varit förinspelat. Och vem vet?

För egen del blev denna lektion något av ett uppvaknande. Även om jag alltid hoppats att det jag säger ska få fäste hos eleverna har jag aldrig betraktat lärarrollen ur det perspektiv som den här eleven gjorde. Vi lärare kan uppenbarligen påverka elevers åsikter och föreställningar långt mer än jag tidigare anat.