Bilder i fysikböcker ger lite stöd för att förstå tryck

En ny licentiatuppsats undersöker hur vanliga läroböcker i fysik för högstadiet använder visuella framställningar för att kommunicera det grundläggande fysikbegreppet tryck. Grafiska framställningar är vanliga, men de flesta beskriver snarare än förklarar begreppet. Resultaten tyder på att lärare behöver vägleda eleverna i hur de ska förstå bildernas budskap för att utveckla kunskap om tryck.

Fysikens läroböcker innehåller många representationer för att beskriva fysikaliska fenomen. Representationer är visuella framställningar av begrepp, och kan vara till exempel bilder, formler eller grafer. Varje representation erbjuder eleverna någon form av möjlighet att skapa mening om det kommunicerade fysikbegreppet. Eftersom olika framställningar representerar fysikbegrepp på olika sätt har de var och en olika möjliga effekter på elevernas fysikförståelse.

I en licentiatuppsats vid Lunds universitet analyserade Charlotte Lagerholm hur begreppet tryck, alltså kraften per ytenhet som till exempel en vätska eller gas utövar på sin omgivning, gestaltas visuellt i fem vanligt förekommande svenska fysikläroböcker för högstadiet. Hon fann likheter i egenskaper, typ och förekomst av visuella framställningar i läroböckerna, men det finns ofta mycket lite eller inget tolkningsstöd för att hjälpa elever att förstå tryck.

Beskriver snarare än förklarar begreppet tryck

Undervisning och lärande av fysik involverar många olika visuella uttryck som tillsammans förstärker det vetenskapliga budskapet och hjälper den lärande att skapa mening. Avhandlingen visar att kommunikationen av begreppet tryck i läroböcker är multimodal – det vill säga att den sker via flera visuella former som inkluderar matematiska representationer (till exempel kvoten mellan en kraft och storleken på ytan som den verkar på), grafiska representationer (till exempel ett fotografi av en tegelsten placerad på en tvättsvamp) och textuella representationer (till exempel en språklig beskrivning av tryck).

Lagerholm fann att fördelningen mellan de tre typerna av visuella former (det vill säga formler, grafik och text) är ungefär densamma i alla de fem läroböckerna. Till exempel innehåller de grafiska representationerna lika delar fotografier och diagram, medan matematiska representationer av tryck är väldigt ovanliga.

Hon såg dock att även om de grafiska framställningarna är vanliga så beskriver de snarare än förklarar begreppet tryck. Dessutom kombineras sällan representationer för att tillsammans erbjuda rikare möjligheter att förstå tryck. Lagerholm menar därför att potentialen i visuella representationer för att kommunicera tryck i läroböcker inte utnyttjas fullt ut.

Lärare behöver vägleda elever när de tolkar representationer

För att elever ska lära sig fysik behöver de förstå de tecken som finns i fysikrepresentationer. Ofta kräver det att en representation kombinerar flera olika former av visuella uttryck som tillsammans visar hur eleven ska skapa mening.

Ett exempel som Lagerholm ger i sin avhandling är en illustration (liknande bilden i Figur 1) av fenomenet att samma lufttryck verkar på vätskan i alla öppningar i ett vätskeinnehållande kärl. I illustrationen kombineras bilden av vätska i ett kärl som har fyra öppningar med identiska nedåtpekande pilar över var och en av de fyra vätskeytorna, som är på samma höjd vid alla öppningar. På det här sättet kombineras olika modaliteter (pilarna och den grafiska framställningen av vattennivån), vilket gör det enklare för eleverna att skapa mening om det avsedda innehållet.

Lagerholm visar dock att många representationer i läroböckerna är abstrakta och att de ofta kräver vissa kunskaper för att det ska gå att förstå de naturvetenskapliga budskapen. Eftersom eleverna inte alltid har dessa kunskaper gör det att betydelsen är ”dold” för eleverna och att de själva behöver ta reda på budskapen som representationerna innehåller. Enligt Lagerholm tyder det på att eleverna behöver specifik vägledning för att kunna ta till sig betydelsen som erbjuds av olika visuella representationer av tryck. Lärare måste alltså visa eleverna hur de kan tolka illustrationerna, och är därmed en avgörande länk mellan eleverna och de möjligheter till meningsskapande som representationerna erbjuder.

Text: Konrad Schönborn och Gunnar Höst

Källa:

Lagerholm, C. (2020). Tryckt bild eller avbildat tryck? Visuella representationer av begrepp relaterade till tryck i fysikläroböcker för högstadiet Länk till annan webbplats.. Lund: Lunds Universitet.