Läs gärna igenom häftet innan ni börjar Densitet - vad är det? Genom ett experiment med vatten försöker vi hitta svar. Läs berättelsen om Plimsoll Prata med barnen om att Plimsoll upptäckte att det går att lasta mer om båten går i saltvatten och att vi ska göra ett experiment för att se om det stämmer. Ta fram instruktion för vikning av pappersbåt och kraftigt papper, vik båtarna, muffinsformar för yngre barn Tag fram övrigt material Låt barnen mäta upp vatten och salt i ett kärl (2 dl salt till 1 liter vatten) Fyll det andra enbart med vatten Lägg en båt i varje Räkna hur många gem du kan lägga i respektive båt Tänk på att använda naturvetenskapliga ord i samtal med barnen (Tänk på att saltvattnet kan svida om man har sår på sina händer) Läs gärna igenom häftet innan ni börjar Tips! Ordbank: Densitet Temperatur Kall/varm Flyta/sjunka Tyngd/vikt Deciliter Liter Ritning Molekyler Storlek/massa H2O Experiment Detta behöver du: Två skålar/baljor el akvarium, vatten, salt, litermått, decilitermått, kraftigt papper, instruktion /ritning till vikning av båtar, muffinsformar, gem, skruvar, mynt mm

Samuel Plimsoll Berättelsen om Samuel Plimsoll En gång för mer än 100 år sen, levde en man som hette Samuel. I efternamn hette han Plimsoll. Han hade många olika intressen och idéer, som han ville utveckla och arbeta med. Ett intresse handlade om hur mycket man bör lasta ett fartyg . En sak gjorde honom både ledsen och arg. De som ägde fartygen ville tjäna så mycket pengar som möjligt, och därför lastades fartygen med väldigt mycket last, alldeles för mycket. Det hände ganska ofta att fartyg sjönk till havets botten med sin last, och sjömännen de drunknade faktiskt. Samuel Plimsoll bestämde sig för att göra något åt detta! Han började på olika sätt arbeta för att fartygen skulle bli mer sjösäkra. Han skrev en bok som handlade om sjömännens liv, och det var många människor som läste den och fick reda på hur eländigt de stackars sjömännen hade det. Samuel ville att det skulle bli mycket tryggare och säkrare för fartygen och deras sjömän när de fraktade olika laster över världens hav. Han kom på ett smart sätt! Om man målar en linje som en slags markering som visar hur djupt båten får sjunka ner i vattnet, så får den linjen visa hur mycket last fartyget klarar av. Han visste också att när fartyg gick i saltvatten så kunde man lasta skeppet med lite mer last och när det gick i sötvatten fick man ha mindre last. Därför målade han olika linjer och markeringar på skeppen. Denna idé var så bra och alla tyckte att han var en hjälte! Han hade gjort fartygen säkrare och räddat livet på många sjömän. Han fick denna uppfinning uppkallad efter sig. Uppfinningen som gjorde att fartygen lastades med lagom mycket last kallades för Plimsollmärket, och så heter det än idag. Om du någon gång ser något stort fartyg, så får du spana efter Plimsollmärket. Du kan se det på bild här under. Samuel Plimsoll

Ritning och instruktion till vikning av pappersbåt

Om ett föremål flyter eller inte beror på tre saker: Vad behöver barnen ha för erfarenheter sedan tidigare? Barnen bör ha fått leka med vatten, plaska, ösa m.m. Undersökt att olika saker och material flyter eller sjunker. Generellt tycker vi att vi bör bli bättre på att erbjuda aktiviteter där det i första hand handlar om att få bekanta sig med ett material, tex att få leka med vatten, att under lekfulla former få undersöka och upptäcka.   Hur kan man arbeta vidare med detta sedan? Testa flyta/sjunka i andra vätskor med annan densitet t.ex. olja/vatten/sirap eller få en potatis att ”sväva” mellan sött och salt vatten (se Bertas experimentbok) Vi tror att det är viktigt att få prova att experimentera många ggr och gärna testa olika experiment för att få flera chanser att öka sin förståelse för vad densitet är. Om ett föremål flyter eller inte beror på tre saker: Vilket ämne föremålet består av (vilken densitet föremålet har). Vilken vätska det ska flyta i (vätskans densitet). Vilken form föremålet har Vi valde att närma oss begreppet densitet genom att experimentera med vatten för vi tror att barn i olika åldrar har gjort egna erfarenheter av vatten Tips på sagor och sånger Sagor: ”Nicke Nyfiken får en cykel” av H.A Rey ”Det finns alltid plats för en till” av Schubert. ”Mulle Meck bygger en båt” av Johansson, Ahlbom Sånger: Liten båt En kulen natt Vi sitter här och ror

Förskolan ska sträva efter att varje barn: Relation till förskolans läroplan  Förskolan ska sträva efter att varje barn: -tillägnar sig och nyanserar innebörden i begrepp, ser samband och upptäcker nya sätt att förstå sin omvärld, -utvecklar sin förståelse för naturvetenskap och samband i naturen, liksom sitt kunnande om växter, djur samt enkla kemiska processer och fysikaliska fenomen, -utvecklar sin förmåga att urskilja, utforska, dokumentera, ställa frågor om och samtala om naturvetenskap, -utvecklar sin förmåga att bygga, skapa och konstruera med hjälp av olika tekniker, material och redskap, När man använder ett naturvetenskapligt arbetssätt närmar man sig målen i Lpfö. Under "förskolans uppdrag" står det att: - barnens nyfikenhet, företagsamhet och intressen ska uppmuntras och deras vilja och lust att lära ska stimuleras. - miljön i förskolan ska inspirera barnen att utforska omvärlden. - vuxna ska engagera sig i samspelet. - barnen ska få möjlighet att utveckla sin förmåga att iaktta och reflektera. - barnen ska genom egen aktivitet öka sin kompetens och utveckla nya kunskaper och insikter.   Under "uppföljning, utvärdering och utveckling" står det att: - kunskap om hur barns utforskande, frågor, erfarenheter och engagemang tas till vara i verksamheten.

Tips ! Vilket lärande erbjuds barnen? Matematiskt lärande: När de bekantar sig med materialet så provar barnen att ösa och hälla i koppar och skålar mm (volym). Räkna antalet gem/skruvar/mynt som får plats innan båten sjunker. Balans, beroende på lastens placering i båten. Följa en ritning när man viker en pappersbåt. Symmetri vid vikningen. Efter lastning kan man väga och jämföra vikten av lasten i de olika båtarna/formarna. Mäta salt och vatten i deciliter/liter vid blandning av saltvatten Vilket lärande erbjuds barnen?   Hur kan jag stödja barnens lärande? Möjliga varianter för yngre/äldre barn: För både yngre och äldre barn är det mycket viktigt att vi ger dem tid att få bekanta sig och undersöka materialet ett flertal ggr. innan man går vidare med experimentet. Istället för pappersbåtar kan muffinsformar användas att lasta i. Man kan också använda båtar av olika material och storlek för att inspirera till att undersöka vidare. Språkligt lärande: När man tar till sig nya ord och begrepp och får fördjupad förståelse för vad de innebär. Genom att använda rätt begrepp (även de som inte är kända av barnen) får barnen nya ord till sin ordbank och så småningom får de förståelsen. Som pedagog får man vara lite påläst så man verkligen använder rätt ord med rätt innebörd. Ett tips är att läsa i "Fysik i vardagen" som på ett enkelt sätt beskriver olika vardagliga fenomen. Naturvetenskapligt lärande: Observation av vad som händer med båtarna/formarna. Vad blir det för skillnad om man använder olika sorters papper/formar? Ställa, och undersöka hypoteser. Händer samma sak i salt vatten? Tips ! Låt gärna vattenbaljor stå framme vid flera tillfällen så barnen spontant kan prova att göra om experimentet på egen hand och på det sättet repetera sina nya upptäckter/kunskaper. Sätta upp ritningar och instruktioner med bilder som barnen kan följa vid fortsatt experimenterande. Andra barn kanske visar sin nyfikenhet och det blir då tillfälle för barnen som var med vid experimentet att få berätta för kompisar vad de har varit med om. De får möjlighet att prova /använda nya begrepp när de upprepar experimentet. Vid repetition och reflektion fördjupas kunskaper både när det gäller begrepp och innehåll. Detta är ju ett tillfälle där barnets eget lärande blir synligt och det är viktigt att någon vuxen finns där och uppmärksammar vad barnet berättar. Barnet kanske lägger fokus på något annat än vad man som vuxen har gjort vid experimentet och som kan vara något att spinna vidare på att utveckla ytterligare.  

  Enligt vad dagens forskning har kommit fram till så är det i samtalet och i samspelet med omgivningen som barn lär sig maximalt. Enligt teoretikern Lev Vygotskij´s sociokulturella perspektiv, är det just "i samspelet med omgivningen som den vuxne genom kommunikation kan få barnet att binda samman sina upplevelser med tidigare erfarenheter"(M.H.Sträng/S. Persson). Det är viktigt att vi pedagoger försöker möta barnen i deras tankar och intressen och blir deras medforskare i deras nyfikna sökande efter hur saker fungerar. Några ledord till den som vill vara en medsökare: Barnens intresse. För att barnen ska känna sig intresserade är det bra att börja med något som du vet intresserar dem. Ofta får man släppa det man planerat för att följa barnens tankar och idéer istället. Ta vara på barnens frågor. Begrepp. Använd rätt benämning och begrepp även om det är ord som barnen inte känner till. Sortera/klassificera. För att barnen ska få förståelse för olika begrepp är det bra med sorteringsövningar av olika slag. Jämföra och kategorisera. T.ex.. Vad flyter och vad sjunker? Miljön. Pedagogen måste vara närvarande och intresserad av barnens frågor och visa att det är barnens engagemang och intresse som är viktigast och inte resultatet. Svaren på naturvetenskapliga frågor är många gånger flera och leder oftast till nya frågor att undersöka. Frågor. Att ställa frågor som leder till nya frågor och undersökningar( produktiva frågor) är grunden i att arbeta naturvetenskapligt. Genom att ta reda på hur barnen tänker kan pedagogen få barnen att undersöka vidare. Det kan vara bra att börja med upptäckarfrågor som : - Har ni sett? Sen kan man gå vidare med forskarfrågor som: - Hur blir det om...? -Vad tror du händer om..? Det kan vara bra att undvika "Varför" frågor då ofta frågan blir för stor för barnet och dom kanske känner att de ska svara "rätt". Om du använder "varför" är det bra att lägga till ett "tror du". Då blir frågan personifierad och upplevs inte som en rätt/fel fråga. Tid. Ge barnen tid att undersöka innan du som vuxen avbryter koncentrationen. Barn som blir avbrutna i sitt undersökande tröttnar oftast. Vänta med att ställa frågor tills du märker att barnen vill det. Hypotes. Tillsammans med barnen kan man ställa en hypotes(troligt svar) och sedan genom vidare undersökningar och experiment ta reda på om det kan vara så. Ett naturvetenskapligt arbetssätt= ett undersökande och utforskande arbetssätt!

Upptäcka Undersöka Utforska! Upprepa. Genom att upprepa experimenten många gånger kan barnet till slut komma fram till en slutsats. Det är alltid svårt att ändra på tidigare inlärda föreställningar och det krävs många självupplevda bevis för att ändra sin uppfattning. Det gäller även oss vuxna!            Ett annat sätt att befästa kunskapen är att låta de äldre barnen visa de yngre. Man lär sig genom att visa andra.   Dokumentera. Genom dokumentation blir barnens lärande tydligt. Man kan ta reda på hur barnens tankar är före undersökandet och hur de tänker efter genom att låta dem rita/beskriva innan och efter. Genom att använda en dokumentationsvägg som visar på barns lärande blir det också tydligt för föräldrar mfl. Mindre grupper. Det är alltid en fördel om man har möjlighet att dela in barnen i mindre grupper. I den lilla gruppen(3-4 barn) kan alla få komma till tals och det är lättare att lyssna in allas tankar. Material. Det krävs sällan något särskilt material för att jobba med naturvetenskap. Till experiment kan man oftast hitta lämpliga saker i skafferiet eller köksskåpen. Det enda som krävs är egentligen att din inbyggda nyfikenhet plockas fram. Då hänger barnen genast på. Man kan inte annat än njuta och ha kul tillsammans när man upptäcker hur saker och ting fungerar och ju mer man vet, ju fler frågor finns det att ta reda på. Upptäcka Undersöka Utforska!

Beskrivning av relevant naturvetenskap Densitet och flytkraft   Alla vätskor och material har olika densitet, eller ”täthet”. Det beror på hur tätt atomerna eller molekylerna sitter i materialet, och på vilka atomer materialet består av (dvs hur mycket varje atom väger). Densiteten är ett mått på hur stor vikt (massa) ett ämne har per volymenhet. Det mäts genom att man delar materialets vikt med dess volym. Den officiella enheten för densitet är kg/m3, men ibland anger man densitet i kg/liter. Vatten har vid ca. 4 grader en densitet på 1kg/liter (1000 kg/m3) Ju högre densitet ett ämne har desto större massa per volymenhet. I dagligt tal säger man att ett ämne är tungt när det har hög densitet. T.ex. tung som bly, där bly har densiteten 11,35 kg/liter. Några ämnens densitet Den högsta densiteten, det tyngsta ämnet, som förekommer naturligt på jorden är osmium, 22,6 kg/liter. Ämne Kg/m3 Kg/liter Vatten 1000 1,0 Is 917 0,917 Bly 11350 11,35 Guld 19300 19,3 Silver 10500 10,5 Järn 7860 7,86 Olivolja 915 0,915 Osmium 22600 22,6 Luft 1,29 0,00129

Barns föreställningar Ett ämne med lägre densitet flyter på ett ämne med högre densitet. Vatten är ett av få ämnen som har lägre densitet i fast form än vid flytande form. Det är därför is flyter på vatten.   Jordens dragningskraft (gravitationen) och vätskans lyftkraft motverkar varandra. Även ytspänningen påverkar lättare föremåls flytförmåga. Att stora tunga föremål som t.ex. en båt av järn kan flyta beror på att den kan tränga undan vatten som väger lika mycket som båten. Detta kallas Arkimedes princip – vätskan utövar en lyftkraft som svarar mot tyngden av den undanträngda vätskemängden Om man formar en båt av modellera kan man få den att flyta, då har man lyckas tränga undan tillräckligt med vatten. Om man däremot kramar ihop den till en liten boll sjunker den som en sten. Barns föreställningar Några observationer från våra förskolor: Barn i 4-5 års åldern har förståelse för att t.ex. en sten sjunker men en pinne oftast flyter. De menar att tyngden påverkar flytförmåga. Men konstaterar att båtar kan flyta fast de är tunga och gjorda av plåt. En pojke menar att små pinnar flyter och stora sjunker för att de är så tunga. Barnen i gruppen var inte överens om när ett föremål flyter. Några menade att det sjönk när det låg under vattenytan och några menade att det fortfarande flöt då. En pojke, fyra år, la ner två Duplo-klossar i vattnet och de sjönk. Han tog upp dem, satte ihop dem och med förvåning såg han att nu flöt de. Den variabel han kunde iaktta var liten – stor, därför blev hans logiska slutsats att de flöt för att den var stor. En fem-åring visste att: ”En liten sak flyter, för vattnet är mycket tyngre än saken, men en liten sten sjunker för vattnet har inte så mycket kraft och stenen är liksom starkare.” Vid experiment med sött/salt vatten såg barnen att ”saltvattnet är starkt och trycker upp det” (sötvattnet) Barnens nyfikenhet driver dem att upptäcka och skapa sig föreställningar om sin omvärld och där i barnens vardag ingår ju naturvetenskapen i högsta grad. Det är viktigt att vi finns med dem i deras upptäckande och kan fånga upp det, som de har skapat egna och personliga föreställningar om.  Det är fullt möjligt att deras egna föreställningar faktiskt är felaktiga rent naturvetenskapligt och då är det av yttersta vikt att vi pedagoger har kunskaper så att vi kan vara uppmärksamma på detta!

(Fortsättning Barns föreställningar... ) Om vi erbjuder barnen en miljö där det finns goda möjligheter att få leka och bekanta sig med nytt material, att få experimentera på egen hand, skapar vi förutsättningar  för barnen att göra egna upptäckter och föreställningar som kan vara en hjälp för dem i  ett kommande arbete.  Om de har fått prova många ggr att tex leka med vatten ger det kanske en större möjlighet för dem att lyckas ställa en hypotes vid en ny undersökning, eftersom de då har fått möjlighet att tidigare skapa sig egna föreställningar.    Om man ber barnen ställa en hypotes eller gissa vad som kommer att hända, så måste de fundera lite innan de utför  experimentet, vilket leder till att de reflekterar mer kring vad som händer. Det viktiga är inte att ha rätt eller fel, utan att först gissa, sedan pröva och till sist dra en slutsats av prövandet och försöka hitta en förklaring till varför det stämde eller inte. (K. Persson Gode) (Fortsättning Barns föreställningar... ) Först måste vi försöka förstå de föreställningar de har och utifrån dem visa dem möjliga vägar att komma vidare. Osborne i Harlen (1996): " Om läraren inte lägger ner särskild omsorg på att komma underfund med barnens tidigare idéer och tankegångar och vidtar noga övervägda steg för att hjälpa dem att ompröva de gamla idéerna och prova nya, visar dessa icke-vetenskapliga idéer en tendens att bli bestående och spärra vägen för de vetenskapligt godtagbara begreppen". (s 111).   Sjöberg skriver att enligt Piaget är barns ”förklaringar” på det preoperationella stadiet (2-7år) ganska olika vuxnas. De kan ibland betecknas som ”magiska”, att världen bara är som den är, och inte behöver någon förklaring. Eller så kan ett fenomen förklaras att det är skapat så att vissa saker bara händer. T.ex. att båtar flyter och flugor flyger för att de är skapade att göra det. Förklaringar kan också vara teologiska – förklarar händelser genom att de har ett mål eller en avsikt. Stenen sjunker för att den har som mål att ligga på bottnen, det är naturligt för stenar.   Konstruktivismen menar att barn och även vuxna tolkar och förstår verkligheten utifrån olika teorier och föreställningar. Tanken är att alla människor gör sina egna föreställningar och gör mentala modeller av den sociala och fysiska verkligheten. Därför är vår förmåga till logiskt tänkande avhängig den kunskap och erfarenhet vi har inom olika områden. En konstruktivistisk utgångspunkt är att man måste börja där eleven befinner sig. Man måste bygga på deras tidigare erfarenheter och kunskaper för att för att kunna konstruera nya kunskaper. (Sjöberg, S. 2000)

(Fortsättning barns föreställningar) Inger Holmberg hänvisar i sin rapport(uppsats 3.doc.”Lärarstuderandes kunskaper om Densitet") till Guy Claxton som menar att barn många gånger har situationsbundna teorier. Han grupperar dem i tre grupper: "Gut"-, "Lay"-, och "School" Science. "Gut Science" står för de förklaringsmodeller som barnen får till sig av omgivningen genom erfarenheter i vardagslivet. "Lay Science står för den information som kommer från media, böcker och samtal. Och slutligen "School Science är de teorier som man får till sig i skolan. De kan upplevas skilda från verkligheten och svåra att koppla till tidigare erfarenheter. För att barnet ska kunna tillgodogöra sig ny kunskap måste det kunna koppla de nya teorierna till de gamla och även kunna ändra sina tidigare teorier till nya mer troliga. Det blir svårt att använda sig av inlärda teorier, om man inte integrerat dem till de gamla, i vardagslivet.   Hon refererar också till vad  C. Smith m.fl. har kommit fram till när de studerat barn i 5-7års ålder. I den åldern kan barnen börja förstå att både tyngd och storlek på föremålet påverkar dess flytförmåga. Från en artikel som David E Penner och David Klahr skrivit 1996: ”Meny investigators (Piaget, 1930/1972; Piaget & Inhelder, 1942/1974; Smith, Carey, & Wiser, 1985; Smith, Snir, & Grosslight, 1992) have argued that density concepts emerge from an initial undifferentiated weight-density concept. This conflation of weight and density is reflected in children´s use of the label ”heavy” to refer variously to ”heavy for them, heavy for objects of its type, or heavy for its size” (Smith et al, 1992, 224) Smith et al. (1985) concluded that children come to differentiate weight and density between the ages of 8 and 10.” (Penner and Klahr 2710, 2711.) De säger bl a att barn använder ordet ”tung” med variation. Det kan vara tungt för dem eller tungt för typen av objekt eller tungt för sin storlek. Vidare skriver de att barn kan skilja på vikt och densitet först i 8-10 års åldern. Artikeln fortsätter med: ”Recently, However, Kohn (1993) argued that children demonstrate a differentiated density concept around age 5. Kohn had 3 through 5-year-olds and adults predict whether or not objects would sink och float. Four- and 5-year-olds and the adults accurately predicted the outcome för very low- and high-density objects. In contrast, the 3-year-olds responded inconsistently throughout the study. Kohn concluded that although 4- and 5-year-olds do not have a formal understanding of density, they do demonstrate an intuitive understanding that, in questions of buoyancy, what matters is object density.” (Penner and Klahr 2711) Lite senare menar alltså Kohn i sin undersökning att barn vid 4-5 års åldern kan förstå vad som flyter och sjunker utan att ha en formell förståelse för densitet. Barn som var i 3-års åldern gissade och svarade slumpmässigt rätt.

Referenser 2011-02-28 Eva Fagerström Agneta Malm Anette Gustavsson www.wikipedia.org  www.resandemannen.se www.forskoleforum.se Läroplan för förskolan Lpfö 98 (Reviderad 2010) Hamrin, M; Norquist, P (2005). Fysik i vardagen- 257 vardagsmysterier avslöjade över en kopp kaffe. Studentlitteratur. Harlen. W. (2000). Våga språnget!) Om att undervisa barn i naturvetenskapliga ämnen. Almquist &Viksell:Stockholm Elfström, I.,Nilsson, B., Sterner,L.,& Wehner-Godée, C. (2009). Barn och naturvetenskap- upptäcka, utforska, lära. Stockholm: Liber. ISBN 9789147084227 M.H.Sträng, S. Persson (2003). Små barns stigar i omvärlden. K. Persson-Gode. (2008). Upptäck Naturvetenskap i förskolan. Natur och kultur, Stockholm. K. Lagerholm. (2009). Naturvetenskapliga experiment för yngre barn. Gunnarsson, K. Södergren. (2008). Bertas experimentbok. Sjöberg, Ekstig. (2003). Puls Fysik för grundskolans senare del. Persson, H. (2009). Russinhissen. Enkla experiment i fysik och kemi: Ljungbergs tryckeri AB: Klippan. S. Sjöberg. (2000). Naturvetenskap som allmänbildning – en kritisk ämnesdidaktik. D. E. Pennar, D. Klahr. (1996). The Interaction of Domain-Specific Knowledge and Domain-General Discovery Strategies: A Study With Sinking Objects. I. Holmberg. Uppsats3.doc.   2011-02-28 Eva Fagerström Agneta Malm Anette Gustavsson Eva Waldeck