Nationella likväl som internationella studier har visat att redoxkemi är ett utmanande ämne för många gymnasieelever. Syftet med uppsatsen var med bakgrund av detta att identifiera de vanligaste svårigheter och missuppfattningar som gymnasieelever upplever vid studier av redoxkemi, samt presentera modeller och undervisningsmetoder som visat sig öka elevernas förståelse och minska risken för missuppfattningar. Det finns fyra förklaringsmodeller för redoxreaktioner: elektronmodellen, oxidationstalsmodellen, syremodellen och vätemodellen. Vidare kan kemiska fenomen generellt analyseras utifrån den kemiska tripletten där fenomen betraktar från tre representationsnivåer: makroskopisk nivå, submikroskopisk nivå och symbolisk nivå.   Utifrån litteraturen som analyserats dras slutsatsen att de vanligaste problemen elever uppfattar inom redoxkemi berör elektroner, förbränning, språkliga transformationer och svårigheter att identifiera redoxreaktioner. Undervisningsmetoder som visat sig kunna främja elevernas förståelse inom redoxkemi är historiska inslag, representation av kemiska fenomen med hjälp av den kemiska tripletten, laborationer och demonstrationer. Samtliga förklaringsmodeller för redoxkemi anses användbara. Det viktiga är att läraren poängterar att de är modeller och inte statisk sanning, vidare att motivera övergången från en modell till en annan och uppmärksammar missuppfattningar.

I denna studie var syftet att ta reda på vilka faktorer som enligt tidigare forskninginverkar på elevers lärande vid utförandet av systematiska undersökningar i NOundervisningen,med ett särskilt fokus på förmågan att genomföra systematiskaundersökningar. Frågeställningen har besvarats genom en systematisklitteraturstudie där tidigare forskning på området har analyserats och diskuterats.Databaserna Eric (Ebsco), Summon, NorDiNa och avhandlingar.se har använts föratt hitta relevant litteratur som har avgränsats till vetenskapliga artiklar,avhandlingar och licentiatuppsatser. Efter kvalitetsgranskning och genomläsningav de utvalda texterna har gemensamma teman utkristalliserats och texterna hardärefter diskuterats och jämförts med varandra. Resultatet visade att faktorer somatt uppmärksamma elevers intresse, låta dem använda sina tidigare erfarenheter isitt lärande och att ha en medveten och tydlig kommunikation är viktiga förelevernas kunskapsinhämtning vid systematiska undersökningar. Andra viktigafaktorer som studiens resultat visade var att en varierad frihetsgrad ochsvårighetsgrad vid laborationer samt att ge eleverna möjlighet att inte bara utföraegna undersökningar utan även få kritiskt granska, jämföra och bedömatillförlitlighet hos andra forskningsresultat är viktig för att eleverna ska fåmöjlighet att utveckla förmågan att genomföra systematiska undersökningar. / <p>so</p>

The aim of the current study is to study characteristics of high-risk cancer cells within the childhood disease neuroblastoma (NB) by mapping regrowth after treatment with the chemotherapy doxorubicin (doxo). The cell-line SK-N-BE(2)-C (BE(2)-C) was used as a model. Results from a previous study by Hultman et al., (2018) have indicated that while a majority of BE(2)-C cells could be shown resilient to a 1 μM dose of doxorubicin (doxo), only a very small fractions had the capacity for immediate replication following a single or double treatment of doxo (“remaining replicating cells”; RRC). The current study aims to investigate if RRC are responsible for regrowth. Cultured BE(2)-C cells were exposed to doxo and labelled with the nucleoside analogues EdU (5-ethynyl-2’-deoxyuridine) and BrdU (5-bromo-2-deoxyuridine). The results from the current study indicated that the RRC subpopulation might not be responsible for regrowth since the nucleoside labelling was not shown to be present in the cells of the regrowing colonies. However, technical challenges, e.g. the settings of thresholds for EdU and BrdU detection, in combination with the dilution of DNA markers in replication, call for further studies using additional methods, e.g. isotope markers, in order to firmly conclude that other subpopulation(s) than the RRC population are responsible for regrowth. Apart from studying cell populations responsible for regrowth, a pilot study was performed including another combination of treatment using an ATM-inhibitor (KU-60019) together with the chemotherapy doxo. There were some measurement points missing, but the current results indicate that regrowth is postponed when the ATM-inhibitor is added in combination with single or double treatment of doxo. The research procedures and processes involved in this thesis, are similar to those included in the syllabi for the natural science subjects for the upper secondary school. This underlines the importance of studying inquiry and laboratory work. A literature review was performed, analysing current research on open-and closed ended laboratory work. Ten research articles were collected and characterized by natural science subject, type of laboratory style (open or closed) and student learning competences. Findings from the current study indicate that open-ended laboratory work promotes student interest in the subject. The learning competences problem-solving ability and procedure ability are most commonly studied in laboratory work based on the results from the current study. / Syftet med studien är att studera hög-risk cancerceller inom barncancersjukdomen neuroblastom (NB), genom att kartlägga återväxt efter kemoterapi-behandling med doxorubicin (doxo). En multiresistent neuroblastom cell-linje med hög-risk egenskaper, SK-N-BE(2)-C( BE[2]-C), användes som modell. Enligt en tidigare studie på BE(2)-C celler, utförd av Hultman et al., (2018), kan efter en enkel eller dubbelbehandling med doxo majoriteten av cellerna överleva, men endast en mycket liten andel kan också omedelbart fortsätta dela sig. Dessa celler benämndes som ”kvarvarande replikerande celler” (RRC). I denna studie undersöktes hypotesen att RRC är ansvariga för återväxt efter doxo-terapi, hypotetiskt återspeglande situationen vid återfall hos patienten. BE(2)-C celler odlades in vitro i petriskålar, behandlades med doxo, och analyserades sedan i mikroskop genom att använda två kemiska markörer för cell-delning; EdU (5-etynyl-2’-deoxyuridin) och BrdU (5-bromo-2-deoxyuridin). Intressant nog, men något oväntat, indikerar resultaten att RRC troligen inte är ansvariga för återväxt. Detta skulle då tyda på att återväxten orsakas av andra cellpopulationer, utan förmåga att omedelbart efter kemoterapin fortsätta dela sig. Dock förekom tekniska utmaningar med valda metoder, t.ex. gränsvärdena för EdU- och BrdU-detektering, i kombination med utspädningen av DNA-markörer vid replikation. Därför krävs ytterligare studier med användning av andra metoder, t.ex. isotopmarkörer, för att fastställa vilka subpopulationer som är ansvariga för återväxt. Utöver att studera cellpopulationer ansvariga för återväxt så genomfördes även en pilotstudie med en kombination av doxo och annan typ av kemoterapi riktad mot cellens förmåga att reparera DNA skador; en ATM-inhibitor (KU-60019). Pilotstudien indikerar att återväxten av BE(2)-C förskjuts vid närvaro av KU-60019, både i kombination med enkel eller dubbelbehandling av kemoterapin doxo. Det naturvetenskapliga arbetssättet i denna studie, vilket inkluderas i ämnesplanerna för de naturvetenskapliga ämnena för gymnasieskolan, understryker betydelsen av att studera laborativt arbete. En litteraturstudie genomfördes med fokus på öppna och slutna laborationer. Tio forskningsartiklar analyserades och karaktäriserades; typ av laborationsstil (öppen eller sluten) och elevers lärandekompetenser. Resultatet från denna studie indikerar att öppna laborationer bidrar till att öka elevers intresse. Vidare visar resultatet att laborativt arbete i skolan inkluderar utvecklingen av främst problemlösningsförmågan och procedurförmågan. Forskningsprocedurer och processer involverade i detta examensarbete diskuteras.

Denna studie syftade till att utveckla kunskaper om vilka hinder och möjligheter virtuella laborationer har som undervisningsmetod för elevers lärande av fotosyntesens reaktionshastighet. De frågor som studien syftade att svara på var hur elevers förståelse utvecklas genom samarbete med den virtuella laborationen och vilka kritiska aspekter av fotosyntesens reaktionshastighet en virtuell laboration kan synliggöra. För att undersöka detta planerade, genomförde och analyserade jag en lektion med elever i årskurs 3. Det sociokulturella perspektivet och variationsteorin användes som teoretiskt ramverk. Data samlades in genom ett för-eftertest, observationer, fokussamtal samt ljus-videoinspelningar under lektionen. I den här studien användes en virtuell laboration i vilken eleverna kunde undersöka hur temperatur och ljus påverkar fotosyntesens reaktionshastighet. Tre kritiska aspekter relaterade till den virtuella laborationen identifierades. Med hjälp av variationsteorin utformades en undervisning med den virtuella laborationen med målet att synliggöra de identifierade kritiska aspekterna. Därtill söktes övriga kritiska aspekter i för-och eftertestet. Resultatet visade att den virtuella laborationen kunde synliggöra de identifierade kritiska aspekter för flertalet av eleverna i studien, men inte alla. Dessutom framkom ytterligare kritiska aspekter som den virtuella laborationen inte kunde ge svar på. Emellertid visade resultatet att samarbetet mellan eleverna samt lärarens stöd bidrog till en utvecklad förståelse för fotosyntesens reaktionshastighet.

Ett övergripande examensmål för naturvetenskapsprogrammet är att eleverna ska utveckla ett naturvetenskapligt förhållningssätt enligt gällande läroplan. Detta innefattar ”förmåga till kritiskt tänkande, logiska resonemang, problemlösning och systematiska iakttagelser” (Lgy11). Öppna laborationer är en undervisningsform som syftar till utvecklandet av dessa förmågor och som därför rekommenderas av Skolverket. Men hur ser kemilärare på öppna laborationer och deras användbarhet i undervisningen? Vad använder de sig av för stöd och hjälp när de ska planera undervisning genom öppna laborationer utifrån läroplanen? Denna studie syftar till att ur ett läroplansteoretiskt perspektiv utforska gymnasielärares tankar kring hur det är att använda öppna laborationer I kemiundervisningen på gymnasiet. Tre lärare som vid studiens genomförande använde sig av öppna laborationer i sin undervisning intervjuades. Dessutom undersöktes två webbaserade kemilärarresurser med avseende på vilken typ av stöd gällande öppna laborationer de erbjöd, i vilken utsträckning och på vilket sätt. Studien visar på att lärarnas övergripande syfte med öppna laborationer var att få eleverna att tänka, vilket speglar hur öppna laborationer syftar till att ge elever möjlighet att utveckla ett naturvetenskapligt förhållningssätt. Vid planerande av öppna laborationer i undervisningen litar lärarna i studien huvudsakligen på egen beprövad erfarenhet. Dessutom pekar studien på att inte bara konkreta ramfaktorer, såsom undervisningstid och grupper inverkar på lärarnas planering, utan också det ”undervisningsklimat” som råder på skolan i allmänhet. / A main objective according to the Swedish national curriculum of the science program in upper secondary school is for the students to develop the ability of scientific reasoning. This includes the abilities of chritical thinking, logical reasoning, problemsolving and systematic observations. The objective of open laboratory practices (inquiry-based laboratory) teaching pedagogics is for the students to develop their scientific reasoning skills. Thus, such pedagogical methods are recommended by Skolverket. But what do teachers think about inquiry-based laboratory practices and its application in class? What kind of support do they have when, according to the curriculum, including inquiry-based laboratory practices in their chemistry classes? This study aims to explore teachers view on using inquiry-based laboratory practices in chemistry class, from a curriculum theory perspective. Three teachers, who were using inquiry laboratory pedagogics at the time of the study, were interviewed. Two online resourses for chemistry teachers were also investigated regarding what type of information and support they contained regarding inquiry-based laboratory teaching material. What type of material and to what extent was it available? This study shows that the teachers’ main goal with inquiry-based laboratory practices was to make the students think, mirroring how the pedagogic of inquiry-based laboratory practices aims to develop students scientific reasoning. Teachers mainly rely on their own experience when planning inquiry-based laboratory practices. Additionally, this study also suggests that not only framing factors such as time and group size influence on how teachers plan their open laboratory classes, also the teaching and learning climate of the school in general influences how the teachers open up the laboratory practices towards inquiry.

The purpose of this study was to find out how Primary school teachers work and think about the practical teaching in physics. Primary school teachers who work with a teacher support in science and technology, and Primary school teachers who do not work after any program have been interviewed. The method chosen in this study is semi-structured interview with sound recording. A total of seven interviews have been conducted and each interview took about 30 minutes to complete. The study addresses what research today says about practical activities in school and how the children learn the best way. Therefore, teachers are also asked about how they experience physics and practical work and how they choose to put an investigative approach. The result shows that the teachers experience physics as difficult and abstract. Teachers who work with a support program experience that the program helped them teach physics on a deeper level. The study also shows that most teachers uses closed and given labs. / Syftet med studien är att ta reda på hur lågstadielärare arbetar och tänker kring den praktiska undervisningen i fysikämnet. Lågstadielärare som arbetar med lärarstöd i naturkunskap och teknik samt lågstadielärare som inte arbetar efter något program har intervjuats. Metoden som valts vid denna studie är semistrukturerad intervju som spelats in med ljudupptagning. Totalt har sju intervjuer verkställts och varje intervju tog cirka 30 minuters att genomföra. Studien tar upp vad forskning idag säger om praktiska aktiviteter i skolan och hur barnen på bästa sätt lär sig. Därför frågas också lärarna om hur de upplever fysikämnet och praktiskt arbete samt om hur de väljer att lägga upp undervisningen. Resultatet visar att lärarna upplever fysikämnet som svårt och abstrakt. Lärare som arbetar med ett stödprogram upplever att programmet hjälpt dem undervisa i fysik på en djupare nivå. Studien visar också att de flesta lärarna arbetar efter arbetssättet slutna laborationer.

In the form of teacher didactical design research, this work addresses a didactical issue encountered during physics teaching in a Swedish upper secondary school. A need for renewed practical laboratory work related to Newtonian mechanics is met by proposing and designing an activity based on high- speed photography using the nowadays omnipresent smartphone, thus bringing new technology into the classroom. The activity – video analysis of the collision physics of football kicks – is designed and evaluated by following a didactical design cycle. The work elaborates on how the proposed laboratory activity relates to the potential and complications of experimental activities in science education, as described in the vast literature on the topic. It is argued that the use of smartphones constitutes an interesting use of new technology for addressing known problems of practical work. Of particular interest is that smartphones offer a way to bridge the gap between the everyday life of students and the world of physics experiments (smartphones are powerful pocket laboratories). The use of smartphones also avoids using unfamiliar laboratory equipment that is known to hinder focus on intended content, while at the same time exploring a powerful tool for data acquisition and analysis. Overall, the use of smartphones (and computers) in this manner can be seen as the result of applying Occam’s razor to didactics: only familiar and readily available instrumentation is used, and skills learned (movie handling and image analysis) are all educationally worthwhile. Although the activity was judged successful, a systematic investigation of learning outcome was out of scope. This means that no strong conclusions can be drawn based on this limited work. Nonetheless, the smartphone activity was well received by the students and should constitute a useful addition to the set of instructional approaches, especially since variation is known to benefit learning. The main failure of the design was an overestimation of student prior knowledge on motion physics (and its application to image data). As a consequence, the activity took required more time and effort than originally anticipated. No severe pitfalls of smartphone usage were identified, but it should be noted that the proposed activity – with its lack of well-defined results due to variations in kick strength – requires that the teacher is capable of efficiently analysing multiple student films (avoiding the feedback process to become overwhelmingly time consuming). If not all student films are evaluated, the feedback to the students may become of low quality, and misconceptions may pass under the radar. On the other hand, given that programming from 2018 will become compulsory, an interesting development of the activity would be to include handling of images and videos using a high-level programming language like Python.

The Swedish curricula for compulsory school science emphasize laboratory inquiry-based science teaching (IBST) to develop pupils’ critical thinking. In contrast, several studies indicate that teachers within the Swedish teaching tradition almost solely emphasize laboratory work as a way to gain students understanding of traditional science content. In this thesis the aim is to investigate how this gap emerged in lower secondary science teaching and to investigate possible ways to bridge this gap between curricula and tradition. Two studies were carried out. In the first study, the aim was to explore how science teachers met the curricula’s expectations of involving pupils in IBST. The result is based on twelve teachers reflecting in groups about their own inquiry activities. Two strategies were identified. Hybridization (existing laboratory activities were transformed) and imitation (investigative inquiry as carried out on national tests was imitated). The way scientific practices are represented in such activities is probably limiting pupils’ potential for critical thinking in everyday life. In the second study, possibilities to bridge gaps between the laboratory tradition and IBST in curricula were explored within a teacher professional development program. Tensions between key ideas of laboratory work in Swedish teaching tradition and IBST, as discussed in international literature, were made explicit. It was then used as a point of departure to negotiate upon the purposes of involving students in laboratory work. The result was based on ten teachers divided in three groups. Eventually, two out of the three groups did explicit articulated awareness of different purposes linked to different types of laboratory activities. The third group showed limited awareness although they developed similar activities as the two other groups. This indicates that teaching tradition is an important variable when implementing new ideas and worthy taking into account and challenge. / Baksidestext Grundskolans läroplan för naturämnena betonar laborativt undersökande arbete i syftet att utveckla elevers kritiska tänkande medan undervisningstraditionen betonar laborationer i syftet att ge ökad förståelse för ämnesinnehåll. Syftet med denna avhandling var att undersöka hur detta glapp gestaltar sig i senare delen av grundskolan och hur detta glapp kan överbryggas. I delstudie ett utforskades lärares sätt att tillmötesgå förväntningar om undersökande arbete. Två strategier identifierades: hybridisering (befintliga laborationer omformades) och imitering (nationella prov härmades). Det finns risk för att dessa aktiviteter framställer naturvetenskapliga praktiker på ett sätt som ger begränsade förutsättningar för kritiskt tänkande i vardagsliv. I delstudie två utforskades möjligheten av att använda spänningar mellan läroplan och laborationstradition som utgångspunkt för att överbrygga glapp mellan läroplan och tradition. Spänningar synliggjordes och var utgångspunkt för förhandling om syften med laborationer. Resultatet visade att två utav totalt tre grupper i slutändan explicit skiljde på olika syften med olika laborativa aktiviteter. Detta indikerar att laborationstraditionen är en viktig faktor, värd att ta med i beräkningen, när undersökande arbete ska införlivas.

Trådlösa sensornät (eng. Wireless Sensor Networks, WSN) är ett snabbt växande teknikområde med många applikationer. Ett typiskt WSN består av en mängd små billiga och energisnåla enheter, så kallade sensornoder, som mäter någon miljöparameter och via radio skickar ett datapaket med uppmätt värde till en basstation som ofta är kopplad till en PC. Informationen kan därefter analyseras eller redovisas grafiskt för användaren. Sensornätverkets storlek kan variera från några få noder på en liten yta till nätverk med tusentals noder som täcker flera kvadratkilometer stora områden. Ett avsnitt om trådlösa sensornät ingår i kursen Data- och telekommunikationsteknik II, DA122T, vid Malmö högskola. Denna rapport presenterar ett examensarbete med att utveckla laborationer och studiematerial om sensornät till kursen.Utrustningen som används i laborationerna är ett paket innehållande sex sensornoder, en basstation och nödvändig programvara. Tillverkare är Crossbow Technology, världens ledande företag inom WSN.Resultatet av arbetet är två laborationshandledningar, beskrivning av utrustning som används i laborationerna samt en rapport – Introduktion till WSN. Handledningarna och det övriga materialet är skrivna på svenska.Den första laborationen, i vilken man bygger ett enkelt WSN, ger studenten förståelse för principen hos trådlösa sensornät och för hur hårdvaran och programvaran samverkar med varandra. I den andra laborationen lär sig studenten programmera sensornoder för att sedan studera kommunikationen mellan noderna och basstationen samt undersöka olika nätverkstopologier. / Wireless sensor networks, WSN, is a rapidly growing field of technology with many applications. A typical WSN consists of many small, inexpensive and energy-saving devices, called sensor nodes. These nodes measure an environmental parameter and the radio sends a data packet with the measured value to a base station, which is often connected to a PC. The information can then be analyzed and presented graphically to the user. A sensor network's size can vary from a few nodes in a small area to a network with thousands of nodes that covers several square kilometers of area. A section on wireless sensor networks is part of the course in Computer and telecommunication technologies II, DA122T, at Malmö University. This thesis reports on the development of study material for the practical laboratory motes on sensor networks for the course. The equipment used in the practical experiments is a package containing six sensor nodes, a base station and the necessary software. The manufacturers are Crossbow Technology, the world's leading company of WSN products. The results of the work are two practical exercises, a description of the equipment used in practical experiments and a report – Introduction to WSN. These guides and other materials are written in Swedish. The first lab in which to build a simple WSN, gives students an understanding of the principle of wireless sensor networks and how the hardware and software interacts with each other. In the second exercise, students will learn to program the sensor nodes to study the communication between the nodes and the base station and to explore the different network topologies.

In this study, the aim has been to investigate how different educational materials in the nature science subjects are designed with the intention of how many and what types of laboratory activities the pupils will encounter to contextualize the abstract nature of science to develop their understanding of the content and working methods of science. In order for the pupils to have the opportunity to develop a scientific understanding, it is necessary that they have the opportunity to use their senses to interpret the text that is presented to them. Through various sensual, experimental, and practical activities, pupils can gain an understanding of the abstract phenomena, concepts, and explanatory models of natural science. In today's schools, there are many teachers who use educational materials as their point of departure when teaching science. Educational materials have an important role in science teaching, but depending on how the educational materials are designed, they provide different conditions for learning. In this study, the number of laboratory activities, that appear in different educational materials for science teaching, is investigated, as well as whether these laboratory activities are designed in terms of their degree of freedom and openness. The following questions have been addressed in order to achieve the purpose of the study: - How many laboratory activities can be found in the various educational materials?-  Are there more laboratory activities in any of the three nature-oriented subjects, biology, physics, or chemistry? - What types of laboratory activities do the pupils encounter in the educational materials and what degree of openness and freedom do they include? The investigation has been carried out through a qualitative and quantitative text and content analysis where various educational materials have been analyzed based on the context-based learning (CBL) theory and the theory of laboratory classification. The results of the qualitative and quantitative text and content analysis showed that certain educational materials give the pupils more opportunities to connect the scientific content to real experiences. The results also showed that some educational materials have a greater variety of different laboratory forms where the pupils have the opportunity to develop an understanding of the different working methods and content of the natural sciences. The conclusion that can be drawn after this study is therefore that it is important that teachers carefully review the various2educational materials to gain insight into their design. Through insight into the design of the educational materials, the teacher can then supplement the educational materials with, for example, laboratories of varying degrees of openness and freedom to give the pupils the opportunity to fulfill the goals in the curriculum.