| 1. |
- Amin, Tamer, et al.
(author)
-
Arrow of time : Metaphorical construals of entropy and the second law of thermodynamics
- 2012
-
In: Science Education. - : John Wiley & Sons. - 0036-8326 .- 1098-237X. ; 5:96, s. 818-848
-
Journal article (peer-reviewed)abstract
- Various features of scientific discourse have been characterized in the science education literature, and challenges students face in appropriating these features have been explored. Using the framework of conceptual metaphor, this paper sought to identify explicit and implicit metaphors in pedagogical texts dealing with the concept of entropy and the second law of thermodynamics, an abstract and challenging domain for learners. Three university-level textbooks were analyzed from a conceptual metaphor perspective, and a range of explicit and implicit metaphors were identified. Explicit metaphors identified include entropy as disorder, thermodynamics processes as movements along a path, and energetic exchange as financial transactions among others. Implicit metaphors include application and elaboration of the generic Location Event Structure metaphor, application of the Object Event Structure metaphor, and others. The similarities and differences between explicit and implicit metaphors found in the textbooks are also described. Two key pedagogical implications are discussed: that the selection of explicit instructional metaphors can be guided by consistency with implicit metaphors; and that the range of implicit metaphors found in pedagogical texts implies that a multiple instructional metaphor strategy is warranted. The depth of the phenomenon of conceptual metaphor and its implications for future research are also discussed
|
|
| 2. |
|
|
| 3. |
|
|
| 4. |
- Andersson, Johanna, 1972-
(author)
-
Barns teckningar som utgångspunkt i det naturvetenskapliga samtalet
- 2019
-
Doctoral thesis (other academic/artistic)abstract
- Barns föreställningar utgör en viktig del i deras begreppsbildning inom naturvetenskap vilket betonas inom konstruktivismen. I denna avhandling utgör en socialkonstruktivistisk syn på lärande det teoretiska ramverket. Det övergripande syftet med avhandlingen är att i samtal med barn i åldrarna 4–13 år och med utgångspunkt i deras teckningar, utveckla kunskap om de föreställningar de ger uttryck för inom fyra naturvetenskapliga områden: värme, blandning, människokroppen och vad som är levande/inte levande. Två forskningsfrågor behandlas i avhandlingen: Vilka föreställningar ger barn uttryck för i teckningar och i samtal om naturvetenskapliga fenomen? Vilka metodologiska förutsättningar och utmaningar finns det när det gäller att använda teckningar som utgångspunkt och som meningsskapande redskap för att fånga barns föreställningar? En multimodal metod bestående av teckningar, samtal och barnens aktivitet användes vid datainsamlingen, vilket är i linje med ett socialsemiotiskt perspektiv.Avhandlingen består av fyra studier. Resultatet i de två första studierna visar att barns föreställningar om blandningar var något mer utvecklade än vad som visats i tidigare studier, medan deras föreställningar gällande värme överensstämde med vad som tidigare rapporterats.Den tredje studien visar att barnen känner till fler organ i människokroppen och visar, till skillnad från vad som framkommit i tidigare forskning, förmåga att rita kopplingar mellan organen. I den fjärde studien talar en majoritet av barnen om död som en motsats till liv och några ritade att det som inte lever tidigare har levt. Barn som är medvetna om mikroskopiska objekt klassificerar dem som levande. Förklaringarna visar på en inkonsekvens i barnens resonemang om växter lever eller inte.Metodologiskt framkom att barns föreställningar med fördel fångas genom deras egna teckningar tillsammans med deras förklaringar av dessa. Teckningarna fungerar även som hjälpmedel för att föra fram och delge olika resonemang. I avhandlingen diskuteras barns lösningar på rittekninska problem som de mötte vid sidan av den naturvetenskapliga uppgiften. I studien om människokroppen handlar dessa problem om svårigheten i att överföra den tredimensionella människokroppen till två dimensioner. En annan svårighet var att kroppens organ, skelett, muskler och vävnader ligger ovanpå varandra. Där använde barnen strategin att rita röntgenbilder för att visa det som ligger dolt. Barn i olika åldrar löste ofta dessa rittekniska problem på ett mycket kreativt sätt i kombination med deras muntliga/skriftliga kommentarer. Förutom teckningarnas betydelse diskuteras skillnaden mellan kontextualiserade och dekontextualiserade uppgifter. De olika områdena som studerats i avhandlingens artiklar befinner sig på olika abstraktionsnivåer vilket påverkar barnens föreställningar och hur detta uttrycks in bilder. Naturvetenskap innefattar olika dimensioner där det handlar om att både lära sig strukturell och processuell kunskap. Den multimodala metoden gav barnen hjälp med att samla, strukturera och uttrycka sina tankar
|
|
| 5. |
- Andersson, Jan, 1973-, et al.
(author)
-
Lärarstudenter konkretiserar energi genom energiteater
- 2019
-
In: Forum för forskningsbaserad NT-undervisning: Bidrag från konferensen FobasNT18 13 – 14 mars 2018 i Norrköping. - Linköping : Linköping University Electronic Press. - 9789176850442 ; , s. 23-38
-
Conference paper (other academic/artistic)abstract
- Vid Karlstads universitet har vi sedan hösten 2017 infört energiteater som en aktivitet i fysikkurser på samtliga grund- och ämneslärarutbildningar. Energiteater kan betraktas som en kompletterande undervisnings- och inlärningsform, där studenter förväntas att i mindre grupper tillsammans diskutera och sedan gestalta förekommande energiformer och energiomvandlingar i olika vardagsscenarier. I den här studien har videoinspelningar av en grupps gestaltningar kring två skilda scenarier analyserats i syfte att klargöra på vilket sätt energiteater stimulerar studenternas kommunikation och interaktion. Scenarierna involverarde energiomvandlingar som sker då en studsboll studsar mot marken, respektive de energiomvandlingar som sker i ett snurrande änglaspel. Resultatet visar att energiteater i stor utsträckning stimulerar utforskande samtal mellan studenterna, vilket kan betraktas somen meningsskapande dialog. Aktivitetens karaktär bidrar till att alla deltagare blir aktiva och förtrogna med förekommande energiformer och energiomvandlingar. Planerandet och genomförandet av gestaltningen skapar spontana kvalitativa diskussioner kring flödet av energi mellan olika system, som på ett naturligt sätt motiverar studenterna att vidareutveckla själva gestaltningen. Vi menar att energiteater kan stärka lärarstudenternas egen förståelse av energi, men att den även kan erbjuda en möjlig alternativ undervisningsansats för lärarstudenterna i sin blivande roll som lärare i skolan.
|
|
| 6. |
- Andersson, Staffan, et al.
(author)
-
Same goal, but different paths : Learning, explaining and understanding entropy
- 2015
-
Conference paper (peer-reviewed)abstract
- Engineering students train to discuss conclusionsand results in different ways as part of their education. This is often done in connection to learning disciplinary knowledge where comparisons with and connections to previous courses play an important role. Students from different programs can have distinctly different repertoires of concepts and experiences when starting a course. This influences their learning on the course and how they communicate afterwards. We explore this issue in relation to engineering students’ explanations about entropy and how these change during a course in thermodynamics. A questionnaire study was done during the spring semester 2014 with students enrolling in a course on chemical thermodynamics. Students were asked to explain the concept of entropy and list scientific concepts they relate to entropy both before and after the course. A qualitative analysis was done for the 73 students who answered the questionnaire both before and after the course. Analysis showed that disorder was the most common aspect in student explanations, both before and after the course, but that many students used the concept ina more critical and reflective manner after the course. We also found that student explanations develop in richness by involving more aspects after the course. This development is dependent on the resources students bring with them when enrolling in the course. This is especially clear for students from the Master Programme in Chemical Engineering, who to a larger extent use microscopic elements, such as interaction between particles, in their explanations already before the course.
|
|
| 7. |
- Berg, Lars-Erik, et al.
(author)
-
Introduktion av värmekameror i undervisningen vid Lillerudsgymnasiet
- 2020
-
Reports (other academic/artistic)abstract
- Vi har bedrivit en forskningscirkel med syfte att utvärdera värmekameran som visualiseringsteknik i olika ämnen på naturbruksprogrammet genom att planera, genomföra och reflektera kring lektionsupplägg, där elever har fått möjlighet att använda värmekameror med olika grad av styrning. Resultatet visar att värmekameran har många skilda tillämpningsområden inom lantbruk och djurhållning och kan användas i undervisningen som ett verktyg för elevers praktiska undersökningar av t.ex. djurs fysiologi, eller som ett mätinstrument då tillfälle ges, t.ex. för att studera juverbölder hos suggor eller temperaturökning när en skruv tar fel gäng. En utmaning i undervisningen är att finna en balans mellan öppenhet och styrning, där eleverna upplever att de har möjlighet att undersöka fenomen de själva är intresserade av, men utifrån ett etablerat, systematiskt arbetssätt. Sammanfattningsvis har vi upplevt användning av värmekameror som ett effektivt och intresseväckande sätt att konkretisera och individanpassa undervisningen på naturbruksprogrammet, vilket vi kan rekommendera andra lärare att prova.
|
|
| 8. |
- Berggren, Mats, et al.
(author)
-
Kärnkraftsdebatt ger möjlighet till kritiskt tänkande i högstadiefysiken
- 2019
-
In: Naturvetenskapernas och teknikens didaktik. - Linköping : LiU-Tryck. - 9789176850442 ; , s. 39-48
-
Conference paper (other academic/artistic)abstract
- I skolans styrdokument betonas vikten av att elever ges möjlighet att utveckla sitt kritiska tänkande. Detta är inte minst angeläget i dessa tider av tillgång till sociala medier och spridande av så kallade alternativa fakta. Trots sin positiva klang finns det dock ingen etablerad konsensus kring vad kritiskt tänkande egentligen är. Inom ramen för ett skolutvecklingsprojekt i samverkan mellan Uppsala universitet och Tiundaskolan, en 4-9-skola i Uppsala, utforskar vi hur kritiskt tänkande kan uttryckas i undervisningspraktiken i ämnena svenska, historia, matematik och fysik. Som exempel har vi i fysikämnet designat, genomfört och analyserat en undervisningssekvens utifrån kärnkraft som tema, där elever i årskurs 9 gavs möjlighet att anamma olika åsikter och argument i frågan genom rollspel. Eleverna genomförde en debatt, där de representerade olika parter: boende nära Forsmark, miljöorganisationen Grön Fred, och företag som utvecklar kärnkraft, respektive vindkraft. Före och efter debatten skrev eleverna individuella texter där de argumenterade för sin personliga åsikt i frågan: Ska kärnkraften bevaras som den är, läggas ner, eller utvecklas? Vi fann att de genom debatten fick goda möjligheter att utveckla och visa kunskaper motsvarande flera kunskapskrav i kursplanen i fysik som annars sällan berörs i fysikklassrummet, såsom, för betyg A: ”Eleven kan samtala om och diskutera frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle och skiljer då fakta från värderingar och formulerar ställningstaganden med välutvecklade motiveringar samt beskriver några tänkbara konsekvenser.” Som exempel på naturvetenskapligt förankrade argument utnyttjade eleverna genererad energi per utsläppt mängd koldioxid som ett mått vid jämförelser mellan kärnkraft och andra energikällor. I de individuella texterna höll de flesta eleverna fast vid sina åsikter från innan de arbetade med temat även efteråt, men nu med fler och mer nyanserade argument.
|
|
| 9. |
- Christenson, Nina, 1975-, et al.
(author)
-
Design of learning activities that target students’ risk perception in promoting climate literacy
- 2021
-
Conference paper (peer-reviewed)abstract
- Mittenzwei et al. (2019) recognise the need for a broadened view on climate literacy among students that takes into account a deep understanding of the energy concept, but also matters of risk perception, and attitudes towards climate change, and a willingness to change towards a more climate-friendly behaviour. In a collaboration between Karlstad University and the Leibniz Institute for Science and Mathematics Education (IPN) in Kiel, we run a project aiming to contribute to understanding of prerequisites for secondary students’ development of resilience in relation to human-made climate change. Towards this aim we develop learning activities in different contexts that show varying degrees of authenticity of risk. Contexts in the Swedish part of the project involve: the increased risk of flooding due to climate change in western Sweden; increasing frequency of forest fires in Sweden the last decade; students’ understanding of energy transfer and transformations by use of infrared cameras. In the presentation we focus on results from pilot studies in relation to the flooding and infrared-camera contexts. Regarding the risk of flooding, through the game Riskville preservice teacher students have experienced in a hands-on manner the conflicts and connections urban planning, conflicting interests, and climate related risk (Christenson et al., 2019). By using infrared cameras, students get the opportunity to see otherwise invisible phenomena, such as heat convection and radiation (Haglund et al., 2015).
|
|
| 10. |
- Daane, Abigail R., et al.
(author)
-
The pedagogical value of conceptual metaphor for secondary science teachers
- 2018
-
In: Science Education. - : John Wiley & Sons. - 0036-8326 .- 1098-237X. ; 102:5, s. 1051-1076
-
Journal article (peer-reviewed)abstract
- The abstract nature of energy encourages metaphorical language. In educational settings, teachers and students use conceptual metaphors subconsciously to express their ideas about what energy is or how it functions in particular scenarios. However, research on scientific analogies and metaphors has predominantly focused on explicit instructional analogies, rather than implicit, everyday metaphor. In professional development for secondary science teachers, we sought to make explicit the embeddedness and ubiquity of conceptual metaphor in everyday language and in scienceparticularly, in energyto expand teachers' understanding of their students' ideas. In our microcase study, we observed and video recorded four secondary teachers discussing metaphor. We used interaction analysis methods, focusing on how both discursive and nonverbal interactions between people, objects, and environment change over time, to analyze the collected data. We found evidence of teachers' (1) learning about conceptual metaphor theory and (2) finding value in understanding conceptual metaphor in educational settings. In particular, teachers acknowledged that if they identify implicit metaphors in students' science language, they will better understand students' ideas about energy. We present possible mechanisms for teacher learning about and valuing of energy metaphor; we also suggest how to support teachers in noticing and valuing metaphors for energy instruction.
|
|
