umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Chemistry in crisis?: Perspectives on teaching and learning chemistry in Swedish upper secondary schools
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Science and Mathematics Education.ORCID iD: 0000-0002-7688-651X
School of Education, Malmö university.
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Chemistry.
2011 (English)In: NorDiNa: Nordic Studies in Science Education, ISSN 1504-4556, E-ISSN 1894-1257, Vol. 7, no 1, 43-60 p.Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Explanations for a decline in the number of students studying chemistry at advanced level all over the world have been sought for quite some time. Many students do not find chemistry relevant and meaningful and there have been difficulties in developing school chemistry courses that engage students sufficiently and tempt them to further studies in the field. In this study, Swedish upper secondary school students (Ns=372) and their teachers (Nt=18) answered a questionnaire on their experiences of the content and the working methods of their chemistry course. They were also given the opportunity to express ideas on how to make chemistry courses more interesting and meaningful. The results point out some subject areas as both easy and interesting, e.g. atomic structure; while other areas are hard to understand but still interesting, e.g. biochemistry. The students find chemistry lessons teacher-centred, something they appreciate. When teachers and students gave suggestions on how to improve the relevance of chemistry education at upper secondary level, more laboratory work and connections to everyday life were the most common proposals. But on the whole, these students seem quite satisfied with their chemistry courses.

Place, publisher, year, edition, pages
Oslo: Naturfagsentret , 2011. Vol. 7, no 1, 43-60 p.
National Category
Chemical Sciences Didactics
Research subject
didactics of chemistry
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-40988OAI: oai:DiVA.org:umu-40988DiVA: diva2:404053
Available from: 2012-01-11 Created: 2011-03-15 Last updated: 2017-12-11Bibliographically approved
In thesis
1. Chemistry: content, context and choices: towards students' higher order problem solving in upper secondary school
Open this publication in new window or tab >>Chemistry: content, context and choices: towards students' higher order problem solving in upper secondary school
2015 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Alternative title[sv]
Kemi: kunskaper, kontext och val : en väg mot mer avancerad problemlösningsförmåga bland gymnasieelever
Abstract [en]

Chemistry is often claimed to be difficult, irrelevant, and uninteresting to school students. Even students who enjoy doing science often have problems seeing themselves as being scientists. This thesis explores and challenges the negative perception of chemistry by investigating upper secondary students’ views on the subject. Based on students’ ideas for improving chemistry education to make the subject more interesting and meaningful, new learning approaches rooted in context-based learning (CBL) are presented. CBL approaches are applied in several countries to enhance interest, de-emphasise rote learning, and improve students’ higher order thinking.

Students’ views on upper secondary school chemistry classes in combination with their problem- solving strategies and application of chemistry content knowledge when solving context-based chemistry tasks were investigated using a mixed methods approach. Questionnaire responses, written solutions to chemistry problems, classroom observations, and think-aloud interviews with upper secondary students at the Natural Science Programme and with experts working on context- based chemistry tasks were analysed to obtain a general overview and explore specific issues in detail.

Several students were identified who had positive feelings about chemistry, found it interesting, and chose to continue with it beyond the compulsory level, mainly with the aim of future university studies or simply because they enjoyed it. Their suggestions for improving school chemistry by connecting it to everyday life prompted an exploration of CBL approaches. Studies on the cognitive learning outcomes arising from the students’ work on context-based tasks revealed that school chemistry heavily emphasises the recall of memorised facts. However, there is evidence of higher order thinking when students’ problem-solving processes are scaffolded using hints based on the Model of Hierarchical Complexity in Chemistry (MHC-C). In addition, the contextualisation of problems is identified as something that supports learning rather than distracting students.

To conclude, the students in this thesis are interested in chemistry and enjoy chemistry education, and their motives for choosing to study chemistry at the post-compulsory level are related to their aspirations; students’ identity formation is important for their choices. Because students are accustomed to recalling facts and solving chemistry problems that have “one single correct answer”, they find more open problems that demand higher order thinking (e.g. knowledge transfer) unfamiliar and complex, suggesting that such processes should be practiced more often in school chemistry. 

Abstract [sk]

Kemi är ett skolämne som generellt anses vara både svårt, irrelevant och ointressant för ungdomar. Trots att det ändå finns ungdomar som uppskattar naturvetenskap i allmänhet och kemi i synnerhet, har de ofta problem att se sig själva som naturvetare eller kemister. Denna avhandling undersöker och ifrågasätter den negativa bilden av kemiämnet genom att till en början studera gymnasieelevers syn på kemi. Med utgångspunkt från naturvetarelevers förslag för att förbättra kemiundervisningen och göra ämnet mer intressant och meningsfullt, anknyter avhandlingen därefter till kontextbaserad kemi. Kontextbaserade kurser används i flera länder för att öka elevernas intresse, minska fokuseringen på utantillkunskaper och utveckla elevernas mer avancerade tänkande; med andra ord med målet att uppnå ett meningsfullt lärande. Vid kontextbaserade angreppssätt utgår man från ett sammanhang (kontexten), ofta något personligt eller samhälleligt, som ska vara relevant och intressant. Från dessa kontexter koncentreras därefter undervisningen på de ämneskunskaper man behöver ha för att förstå sammanhanget (s.k. need-to-know). Syftet med avhandlingen är att undersöka naturvetarelevers syn på gymnasiekemin, både deras intresse för ämnet och deras skäl att välja det naturvetenskapliga programmet på gymnasiet, samt elevernas problemlösningsförmåga och användande av ämneskunskaper när de löser kontextbaserade kemiuppgifter. Skälet att studera naturvetarelever på gymnasiet är att dessa elever uppfattas som möjliga framtida naturvetare eftersom de själva har valt naturvetenskaplig inriktning efter den obligatoriska grundskolan. Med hjälp av olika metoder (enkäter, klassrums- observationer, skriftliga lösningar till kemiuppgifter och intervjuer med både elever och experter som löser kemiuppgifter) har analyser genomförts för att dels får en allmän överblick, dels för att utforska specifika delar i detalj både gällande kognitiva och affektiva aspekter av lärande. Resultaten visar att flertalet elever har en positiv inställning till kemi, många tycker att ämnet är intressant och har valt att fortsätta läsa kemi efter den obligatoriska grundskolan främst med målet att studera vidare på universitetsnivå, men också eftersom de specifikt uppskattar kemi. Gymnasieeleverna lyfter fram lärarna som viktiga och lärarstyrda kemilektioner anses positivt, speciellt om lärarna är strukturerade i sin undervisning. Ett vanligt skäl till att välja naturvetenskapsprogrammet är också att man aktivt väljer utbildning med utgångspunkt från vilken skola man vill gå på, något som i denna avhandling tolkas som ett identitetsskapande. Elevernas förslag för att förbättra skolkemin genom att anknyta kemin till vardagen låg till grund för avhandlingens fortsatta inriktning mot kontextbaserade angreppssätt. Analyser av elevernas kognitiva resultat när de löser kontextbaserade kemiuppgifter visar att dagens skolkemi tydligt fokuserar på att memorera faktakunskaper. Eleverna är vana att använda utantillkunskaper när de löser kemiuppgifter eftersom uppgifterna, enligt eleverna, efterfrågar ”det rätta svaret”. Däremot visar studierna också att ett mer avancerat tänkande kan uppnås när elevernas problemlösning stöds av hjälp och ledtrådar som baseras på ett specifikt ramverk, MHC-C (Model of Hierarchical Complexity in Chemistry). När det gäller ämneskunskaperna som krävs för att lösa de kontextbaserade kemiuppgifterna är vissa kemibegrepp viktiga tröskelbegrepp (sk. threshold concepts). Med hjälp av medvetenhet om tröskelbegrepp, som exempelvis polaritet och elektronegativitet för löslighetsuppgifter inom den organiska kemin, kan en större helhetsförståelse för övergripande begrepp (crosscutting disciplinary concepts) som förhållandet mellan kemiska ämnens struktur och egenskaper förhoppningsvis uppnås. När det gäller affektiva resultat anser eleverna att kontexterna i uppgifterna både var intressanta och relevanta, främst när en personlig anknytning var tydlig. Dessutom visade sig kontexterna i uppgifterna vara positiva för lärandet, inte en distraktionsfaktor. Sammanfattningsvis konstateras att svenska elever på naturvetenskaps- programmet är intresserade av kemi och uppskattar kemiundervisningen, speciellt om kemin knyts till vardagen och att lärarna har en tydlig struktur i sin undervisning. Elevernas skäl att välja fortsatta kemistudier efter den obligatoriska grundskolan kan knytas till deras utbildningssträvan men också att elevers identitetsskapande är viktigt för deras gymnasieval. Med hjälp av kontextbaserade angreppssätt kan kemiundervisningen göras mer intressant och relevant samtidigt som elevernas problemlösningsförmåga kan utvecklas. När eleverna möter mer öppna frågor som kräver förklaringar och resonemang är de ovana vid detta och uppfattar uppgifterna komplicerade, samtidigt som de uppskattar denna typ av uppgifter eftersom de uppfattas relevanta och intressanta. Slutsatsen blir att elevernas förmåga till problemlösning av öppna frågor som både kräver faktakunskaper men också förklaringar och resonemang måste tränas oftare inom ramen för skolans kemi för att utveckla elevernas meningsfulla lärande.

Place, publisher, year, edition, pages
Umeå: Umeå universitet, 2015. 99 p.
Keyword
chemistry education, upper secondary students, meaningful learning, higher order thinking, problem solving, context-based learning, interest, educational choice, identity
National Category
Didactics
Research subject
didactics of chemistry
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-95956 (URN)978-91-7601-157-7 (ISBN)
Public defence
2015-02-06, N360, Naturvetarhuset, Umeå, 10:00 (English)
Opponent
Supervisors
Available from: 2015-01-16 Created: 2014-11-10 Last updated: 2015-01-14Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Broman 2011(367 kB)633 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 367 kBChecksum SHA-512
8c5bbf236364b65baa7d50b29ae7bb483b324db18a95e94f3a3a600c32d9f23db75e2b8e1df1faf9255520b23f5ddf4fbccdb434a66b71a954e745f89a3d5566
Type fulltextMimetype application/pdf

Other links

naturfagsenteret.no

Search in DiVA

By author/editor
Broman, KarolinaJohnels, Dan
By organisation
Department of Science and Mathematics EducationDepartment of Chemistry
In the same journal
NorDiNa: Nordic Studies in Science Education
Chemical SciencesDidactics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 633 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 659 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf