Elever lär sig kemi med molekylärt drama

Att låta elever anta roller som molekyler och atomer kan hjälpa dem att förstå kemi. Det visar två studier där elever i förskoleklass respektive gymnasiet fick spela att de var vattenmolekyler.

Den här artikeln presenterar resultat av forskning. Texten är framtagen vid ett universitet eller högskola på uppdrag av Skolverket. Refererade forskare svarar självständigt för innehållet.
Läs om hur vi sammanställer och sprider kunskap om resultat av forskning

Drama kan användas i undervisning av naturvetenskap på många sätt. Ett sätt är att låta elever spela upp en fysikalisk process. Elevernas kroppar och hur dessa interagerar med varandra kan då bli en analogi för det som händer på den molekylära nivån. Två nya studier har undersökt vad och hur eleverna lär sig om kemi genom sådana övningar. Resultaten visar tillsammans att dramatisering av molekyler ger barn och elever i olika åldrar möjlighet att utveckla sin förståelse av kemi.

”Molekyldans” får barn att förstå kemi

Annika Åkerblom vid Göteborgs universitet och hennes medförfattare tittade på vad barn i en förskoleklass lärde sig vid ett besök på ett kulturcenter. Studien presenteras i artikeln ”Preschool children’s conceptions of water, molecule, and chemistry...” och syftet med aktiviteten var att lära sig om begreppet molekyl, med vatten som exempel. Vid besöket lät en dramalärare och en universitetslärare de 22 barnen bland annat representera vattenmolekyler och hur dessa rör sig. Detta gjorde de genom en “molekyldans” där barnen hade blå mössor på sig och fick röra sig i ett “glas” där lärarna var glasets väggar.

Övningen filmades ovanifrån, så att barnen såg ut som blå punkter. De fick titta på filmen direkt efter aktiviteten. För att få veta vad barnen lärt sig så intervjuade forskarna efter besöket de barn som visade intresse för att prata om vatten. Resultaten visar att många av de 11 intervjuade barnen var medvetna om att vatten består av molekyler efter aktiviteten. Vid intervjuer före aktiviteten så hade endast några få barn uttryckt sig om vatten på mikronivån. I stället hade flera av barnen pratat om vattens egenskaper i termer av sina egna erfarenheter av vatten. Till exempel att vatten kan ha olika färg och olika temperatur.

Resonemang om komplexa fenomen

Barnen fick också spela upp när sockermolekyler löses i vatten. Det gick till så att fyra av barnen fick ha röda mössor och börja med att stå nära varandra. När alla barnen sedan rörde sig så spreds barnen med röda mössor ut bland de andra barnen som hade blå mössor. Barnen fick visa vad som händer både vid låg och hög temperatur i vattnet. Sen fick de göra motsvarande experiment med karamellfärg som löstes i vatten med olika temperatur. Vid intervjuerna efteråt så visade sig barnen i studien kunna resonera om hur temperatur hänger ihop med molekylers rörelser.

Enligt forskarna tyder resultaten på att drama kan vara ett sätt att ge barn erfarenheter som låter dem utveckla begrepp inom kemi. Utifrån en vardaglig förståelse kopplad till egna erfarenheter om till exempel vad vatten kan användas till kunde de skapa begrepp som är mer abstrakta och som ligger närmre de vetenskapliga begreppen. Studien är också en tydlig illustration av hur kompetenta barn i förskoleåldern är när det gäller att förstå och kommunicera om komplexa förhållanden och fenomen, menar Annika Åkerblom:

– Precis som i flera andra studier ser vi att barnen kan relatera olika ”världar”. De kan skilja mellan lek och fantasi å ena sidan, och etablerad kunskap å den andra, samtidigt som de låter de två kunskapsformerna komplettera varandra.

Gymnasieelever gestaltar kunskap om kemisk bindning

Kerstin Danckwardt-Lillieström och hennes kollegor från Stockholms universitet lät istället en klass som gick första året på naturvetenskapligt program gestalta olika aspekter av vatten, vilket presenteras i artikeln “Creative drama in chemistry education...”. De 26 eleverna delades upp i grupper om 4–6 elever. Först fick varje grupp visa vattenmolekyler och elektronegativitet med sina kroppar samtidigt som de muntligt fick berätta hur de hade tänkt. Sedan fick alla grupperna tillsammans gestalta hur krafter uppstår mellan molekyler i vatten. Det gjorde de genom att visa hur molekylerna växelverkar när vattnet är i vätskefas.

Forskarna ville veta hur eleverna använde olika sätt att uttrycka sin förståelse när de tillsammans skapade mening hos ämnesinnehållet. De undersökte därför vilka modaliteter - till exempel skriven text, bilder och sina kroppars rörelser - som eleverna använde och hur de “översatte” informationen mellan modaliteter. Resultatet visade exempel både på när elever omvandlar innehåll inom en modalitet och när de överför det från en modalitet till en annan.

När eleverna skulle visa vattnets struktur med sina kroppar så utgick de mest ifrån text och bilder i läroboken. Det är ett exempel på när de omvandlar från två modaliteter till en tredje. Detta kunde gå till så att eleverna utgick från sin lärobok och texter som de fått om kemisk bindning och det kemiska begreppet elektronegativitet. Denna information omvandlade de sedan till egna anteckningar och ritade figurer. Detta omvandlade de i sin tur genom att gestalta det med sina kroppar.

Kroppen viktig resurs för lärande om molekyler

En slutsats som Kerstin Danckwardt-Lillieström och hennes kollegor drar är att drama i kemiundervisningen bör låta elever använda sina kroppar för att gestalta sin kunskap. De såg till exempel att samtalen i grupperna påverkades av att se hur andra grupper gjorde när de gestaltade molekyler. De såg också att eleverna ofta blandade modaliteter, genom att till exempel ha lappar runt halsen med atomernas beteckningar på när de spelade atomerna med sina kroppar. Forskarna menar att detta kan gynna lärande eftersom överföring mellan modaliteter kräver att eleverna behandlar innehållet djupare jämfört med att omvandla mening inom samma modalitet:

– När eleverna får möjlighet att använda kroppar och andra resurser för att gestalta molekylära strukturer och elektronegativitet så måste de rekonstruera sin egen kunskap vilket kan öka förståelsen för vetenskapliga begrepp, säger Kerstin Danckwardt-Lillieström.

Enligt forskarna kan det dock även vara bra för elevers lärande att omvandla mening inom en modalitet. De såg till exempel att när klassen gemensamt gestaltade vätskefas så ändrade grupper av elever hur de spelade sin molekyl när de såg hur andra grupper gjorde det. På så sätt omvandlade de mening som en annan grupp uttryckt till sitt eget kroppsliga uttryck.

– När elevernas kroppsliga formationer blir synliga i klassrummet skapas möjligheter för eleverna att själva uppmärksamma sådant som inte stämmer överens mellan olika gestaltningar av kemisk bindning, menar Kerstin Danckwardt-Lillieström.

En annan slutsats var därför att eleverna bör få arbeta kollektivt med kemidrama. Det kan göra det lättare att koppla ihop vattnets egenskaper på molekylär nivå med det som är synligt, alltså att gå från mikro- till makronivå. Drama kan därmed vara ett redskap för att “göra det osynliga synligt”, enligt forskarna.

Både fördelar och risker för missförstånd med kemidrama

Båda studierna visar att drama kan vara ett sätt att ge barn och elever en njutbar erfarenhet av kemi, vilket kan gynna deras intresse och lärande. Barnen i Annika Åkerbloms studie tyckte till exempel att det var roligt när en person från centret spelade rollen av en vattenmolekyl, och att de engagerade sig när de fick ha inflytande och bli delaktiga i aktiviteten. Även Kerstin Danckwardt-Lillieström och hennes kollegor såg att drama kan ge en upplevelse av kemi som kan gynna elever på ett annorlunda sätt än traditionell undervisning:

– Vi noterade att elever som annars var lite mer tillbakadragna och tysta under kemilektionerna deltog på ett mycket mer aktivt sätt i dramaaktiviteten.

Kerstin Danckwardt-Lillieström påtalar också att elevernas lärande blir synligt för läraren. Denne kan då ge direkt återkoppling under aktiviteten. Hon menar vidare att dramat ledde till en icke-auktoritär miljö i klassrummet där eleverna fick ta initiativet till att interagera med varandra och läraren och ställa frågor om kemiinnehållet.

– Dramaaktiviteten i vår studie skapade ett behov av att veta. Till exempel vad som orsakar elektronegativitet, enligt Kerstin Danckwardt-Lillieström.

Sammantaget visar studierna att det finns stora möjligheter med att låta barn och elever i olika åldrar gestalta molekylära processer. Men forskarna lyfter även fram möjliga problem som kan uppstå, och som lärare behöver tänka på.

Vissa barn i förskoleklassen verkade till exempel se molekyler som något som lever. Detta synsätt skulle kunna stärkas vid aktiviteter där de själva får spela molekyler. Det kan också finnas en risk att de tolkar delar av gestaltningen bokstavligt. Till exempel sa vissa barn i Annika Åkerbloms studie att vatten var mjukt och blått, precis som de mössor som barnen hade när de spelade vattenmolekyler. För att undvika detta menar hon att lärare och förskollärare behöver bli medskapare med barnen och tänka noga kring innehållet:

– De bör fundera över vad i innehållet som gestaltas respektive inte gestaltas genom dramatiseringen. Men även vad dramatiseringen för in som inte gäller för fenomenet som gestaltas, och som därför kan behöva kommuniceras kring, enligt Annika Åkerblom.

Kerstin Danckwardt-Lillieström med kollegor menar att drama kan stödja elevers lärande av varandra när de ser hur andra grupper framställer vattenmolekyler. Men detta kan också leda till att idéer om vattenmolekyler som inte stämmer med vetenskapen får spridning. Även om forskarna inte såg detta i sin studie så påpekar de att det är viktigt att lärare är uppmärksamma på denna möjlighet.

Text: Gunnar Höst

Artikeln Preschool children’s conceptions of water, molecule, and chemistry before and after participating in a playfully dramatized early childhood education activitylänk till annan webbplats

Artikeln Creative drama in chemistry education: a social semiotic approachlänk till annan webbplats

Senast uppdaterad 12 september 2019