kunskaper i naturvetenskap
I ovanstående genomgång av forskningsstudier framträder en relativt otydlig och splittrad bild av svenska grundskoleelevers kunskaper. Den nationella utvärderingen (Skolverket, 1993a,b) visar att svenska elever har allvarliga kunskapsbrister i de naturvetenskapliga ämnena. Det finns dock anledning att diskutera giltigheten i dessa studier. Säljö (1995) ifrågasätter om begreppsforskningens metoder är tillräckliga för att kunna analysera elevernas tankar om och förståelse av naturveten- skapliga begrepp och fenomen överhuvudtaget. Schoultz (2000) visar i en studie att när eleverna får resonera om ett naturvetenskapligt pro- blem når de betydligt bättre resultat än i de nationella utvärderingarna. Min reanalys pekar på att de nationella utvärderingarna ger en alltför negativ bild av elevernas kunskaper i naturvetenskap. Analysen visar också att utvärderingarna innehåller en inneboende motsättning mellan resultaten som mäter tillämpade kunskaper och de som mäter faktakun- skaper. Eleverna presterar betydligt bättre resultat i uppgifter som mä- ter grundläggande baskunskaper än i uppgifter där de måste tillämpa
sina kunskaper. Även andra studier bekräftar en sådan slutsats. TIMSS- studiens (Skolverket, 1996a) resultat tyder på att de svenska eleverna har goda baskunskaper. Studien visar också att om man jämför elever- nas resultat efter antalet skolår istället för ålder får de svenska eleverna mycket goda resultat. En mer nyanserad slutsats blir därför att eleverna har goda baskunskaper men saknar erfarenhet av att använda dem i nya och komplexa situationer.
Hur kan det komma sig att det existerar så stora skillnader mellan elevernas förmåga att lösa uppgifter av faktakaraktär och deras förmåga att lösa tillämpade uppgifter? En logisk förklaring ligger i att tillämpa- de uppgifter är svårare, mer komplexa och kräver djupare förståelse. En annan förklaring är att eleverna helt enkelt saknar erfarenhet av denna typ av uppgifter. En rapport från Skolverket (1997) visar att svenska elever i stor utsträckning saknar erfarenhet av att lösa problem och dis- kutera naturvetenskapliga frågeställningar. Även studien om elevers problemlösning i grupp (Skolverket, 1993d) understryker en sådan slut- sats. Mycket tyder på att om eleverna inte får arbeta med tillämpade uppgifter och lösa problem finns en uppenbar risk att de utvecklar en felaktig bild av naturvetenskaperna. Risken är överhängande att elever- na endast ser naturvetenskap som ett oändligt antal faktakunskaper och inte upptäcker naturvetenskapernas problemlösande karaktär. Flera studier pekar på att den naturvetenskapliga undervisningen i Sverige behöver utveckla elevernas förmåga att använda sina kunskaper i reella och verkliga situationer. Kärrqvist (1996) menar att eleverna behöver arbeta med "ostrukturerade uppgifter i realistiska sammanhang" för att träna sin förmåga att formulera frågor och strukturera undersökningar. Studien (Kärrqvist, 1996) visar också att eleverna har brister när det gäller att kritiskt granska källor, arbeta undersökande och ifrågasättan- de. Resultaten i det praktiska provet i TIMSS (Skolverket, 1997) tyder dessutom på att de svenska eleverna är ovana att diskutera experimen- ten och relatera dem till den teori man studerar. Samtliga av dessa stu- dier pekar alltså på att svenska elever i högre utsträckning än idag be- höver diskutera och resonera om naturvetenskapliga frågeställningar och problem.
TIMSS-studien (Skolverket, 1996a) visar signifikanta skillnader mellan flickors och pojkars prestationer i naturvetenskap till pojkarnas fördel. Om man genomför en reanalys av provfrågorna upptäcker man tydliga genusmönster. Vissa av provfrågorna kan definieras som typis-
ka "pojkfrågor" och andra som typiska "flickfrågor". Pojkar når högre resultat än flickor när provuppgifterna innehåller diagram, figurer eller bilder från en experimentell situation som skall tolkas. I dessa uppgifter handlar det ofta om att definiera formella ämnesbundna ord eller be- grepp för att kunna lösa uppgiften. Den vardagliga anknytningen är minimal eller saknas helt. Denna typ av uppgifter tycks missgynna flickor. Däremot presterar flickor högre resultat än pojkar när kunska- perna är viktiga för det vardagliga livet, välbefinnandet och hälsan. I uppgifter som berör människokroppens funktion och uppbyggnad når flickorna också mycket goda resultat. Flickor når dessutom bättre re- sultat än pojkarna eller jämförbara resultat när provuppgifterna handlar om att dra slutsatser från en given information. Resultatet från ett flertal provuppgifter tyder också på att flickor upplever mötet med den for- mella naturvetenskapen mer problematiskt än vad pojkarna gör. Även andra studier bekräftar en sådan slutsats. Exempelvis visar SAS-studien (Sjöberg et al, 2000b) att flickor i betydligt högre utsträckning väljer att studera vardagliga naturfenomen medan pojkar gärna väljer att studera abstrakta naturvetenskapliga begrepp. En analys av provfrågorna pekar på att det framförallt är uppgifternas utformning, presentationssätt och ordval som skapar och förstärker prestationsbundna genusskillnader.
En viktig slutsats inför min egen studie blir därför att försöka kon- struera en problemlösningsuppgift som upplevs som engagerande och intressant av både flickor och pojkar. Problemställningen bör dessutom vara konstruerad så att den stimulerar eleverna till att samarbeta, dis- kutera och samtala under problemlösningsprocessen.
3
Elevers förståelse av växthus-
effekten och den globala
uppvärmningen
I min studie kommer elever att bearbeta en problemställning som berör växthuseffekten och jordens globala uppvärmning. Detta kapitel tar därför upp andra studier som beskriver elevers förståelse av detta om- råde. I det första avsnittet ges också en kort och översiktlig beskrivning av jordens växthuseffekt och den globala uppvärmningen. Syftet är framförallt att ge en läsaren en kort bakgrund så att avsnitten om ele- vers förståelse av fenomenen blir tydligare och enklare att följa. Jag kommer i denna avhandling att använda termen "naturlig" växthusef- fekt för en växthuseffekt på den nivå som rådde under mycket lång tid fram till industrialismens genombrott. Med termen "förstärkt", antropo- gen växthuseffekt menar jag den snabba ökning av växthuseffekten som är en konsekvens av människans teknikanvändande under de se- naste 200 åren. Termerna och de begrepp de representerar kommer att diskuteras nedan.