Studiens uppläggning

Experimentundervisningen utfördes på två olika gymnasieskolor och av två olika lärare. Båda lärarna, A och B, kom att ingå som aktiva forskare i pro-jektet. I stort sett samtliga elever var mellan 17 och 19 år gamla under tiden datainsamlingarna gjordes. De hade alla valt det naturvetenskapliga pro-grammet i gymnasieskolan. Undervisningen ingick i den för naturvetarpro-grammet obligatoriska kursen Biologi A. Denna betraktas som relativt avancerad i gymnasiesammanhang och ingår endast i detta program. Ele-verna är att betrakta som studiemotiverade då de sökt det program på gym-nasieskolan som anses mest krävande och dessutom är förberedande för högre naturvetenskapliga studier på universitet eller högskola. Eleverna kan därför inte betraktas som representanter för hela sin åldersgrupp. De kan heller inte anses representativa för elever på det naturvetenskapliga pro-grammet som helhet, då de är uttagna av praktiska skäl och inte slumpmäs-sigt.

Avhandlingens empiriska del bygger på undervisning i tre olika grupper. Datainsamlingarna gjordes mellan februari 1999 och januari 2002. De tre experimenten inleddes med ett förtest. Själva undervisningssekvensen av-slutades i exp1 och exp3 med ett skriftligt prov. I exp2 gjordes en hemten-tamen. Eftertestet utfördes ungefär ett år efter undervisningens slut för att undersöka elevernas långsiktiga behållning. Se figur 5.1 för en översikt.

Innan Undervisningen Cirka ett år efter

Förtest Sekvensen Prov Fördröjt eftertest Figur 5.1. Uppläggning av experimentundervisningen

De tre experimenten utformades något olika på grund av att erfarenheter från de tidiga användes formativt på de senare. Arbetet kan ses som en cy-klisk process med design av undervisningssekvensen, undervisning, utvär-dering av denna och därefter ny design och så vidare i tre olika cykler. Datainsamlingarna

I tabell 5.1 visas de datainsamlingar som ligger till grund för resultaten i avhandlingen. Endast i exp2 utfördes intervjuer med eleverna innan under-visningen startade. Dessa infördes för att få en rikare uppfattning om ele-vernas förförståelse. Exp3 var annorlunda än de två tidigare genom att inga intervjuer utfördes överhuvudtaget. Huvudanledningen till att slopa dessa var att de utgör ett extra tillfälle för eleverna att reflektera över undervis-ningens innehåll utöver själva undervisningssekvensen. Detta kan påverka elevernas lärande, vilket är olyckligt ur ett forskningsperspektiv. Dessutom

är intervjuer tidskrävande och därför infördes istället strukturerade små-gruppsdiskussioner med liknande innehåll under exp3. Dessa infördes ock-så för att jämföra med resultatet från analyserna av intervjuerna. De inslag som användes i forskningssyfte utgjorde i exp3 en del av själva undervis-ningssekvensen. Detta medför att den är möjlig att genomföra i sin helhet av en enskild lärare, vilket kan ha fördelar då undervisningssekvensen i framtiden ska prövas med andra lärare och elever i beta- och gamma fasen.

Tabell 5.1. Datainsamlingarna i de tre experimentomgångarna och hur många elever som deltog

Datainsamling Exp1 Exp2 Exp3

Innan undervisningen startar

Förtest 43 elever 23 elever 24 elever

Intervjuer om variationens uppkomst och naturligt urval

12 respektive

10 elever

Undervisningen startar

Undervisningen observeras nej ja ja

Intervjuer om variationens uppkomst och naturligt urval

12 respektive 35 elever 10 respektive 12 elever Smågruppsdiskussioner om naturligt urval 18 elever

Individuell databasstyrd

in-ternetuppgift ^{18 elever}

Summativ utvärdering Prov 46 elever

Hemtentamen 22 elever

Prov 18 elever

Undervisningen avslutas

Fördröjt eftertest 47 elever 20 elever 18 elever Skolorna, lärarna och undervisningsgrupperna

Skolan i exp1 ligger i en kranskommun till Göteborg och eleverna tillhör till största delen svenska medelklassfamiljer. I stort sett samtliga kommu-nens ungdomar undervisas på denna gymnasieskola. Två av fyra klasser på det naturvetenskapliga programmet vt 1999 utgör undervisningsgruppen. Eleverna undervisades av lärare A i projektet. Då undervisningen startade bestod dessa klasser av 51 elever. Av dessa deltog 43 elever i förtestet. Bortfallet beror på att vi i exp1 hade inledande problem i överföringen av data mellan skolans datorer och projektets databas. Det finns inget som ta-lar för att dessa elever skulle utgöra någon speciell elevkategori utan kan betraktas som ett mer eller mindre slumpmässigt bortfall. I eftertestet deltar

de 47 elever som fanns kvar på skolan ett år senare. Av dessa har 41, 22 män och 19 kvinnor, också gjort förtestet och utgör elevgruppen i exp1. Dessa elever har tilldelats ett nummer inom intervallet 1 – 50.

Under den pågående undervisningen i exp1 intervjuades 35 elever om 'na-turligt urval' av två personer på en och samma dag. Några elever var från-varande denna dag. Sju som var närfrån-varande ville inte låta sig intervjuas. Av dessa 35 elever gjorde 29 både för- och eftertest och ingår i denna avhand-ling.

Skolan i exp2 skiljer sig på många sätt från den i exp1. Den ligger i centra-la Göteborg. Höstterminen 1999 följdes en av totalt tre kcentra-lasser på det na-turvetenskapliga programmet. Eleverna undervisades av lärare B i projek-tet. Majoriteten av eleverna i denna klass har annat kulturellt ursprung än det svenska. Då undervisningen startade bestod klassen av 23 elever. En elev slutade under undervisningsperioden och ytterligare två innan eftertes-tet. Återstående 20, 3 män och 17 kvinnor, utgör undervisningsgruppen i exp2. Dessa elever har tilldelats ett nummer inom intervallet 100 – 130. Exp3 genomfördes på samma skola och med samma lärare som i exp2. Höstterminen 2000 följdes en av totalt tre naturvetenskapliga klasser. Klas-sen bestod av 24 elever, då undervisningen startade. Under undervisningens gång slutade 6 elever. Majoriteten av eleverna i klassen gick på idrotts-gymnasiet och skolan har riksintag. Det stora avhoppet beror på att elever flyttar tillbaka till sin hemort. Trots att skolan har en stor andel elever från andra kulturer än den svenska bestod majoriteten i denna klass av elever från familjer med svensk kulturell härkomst. De 18 elever som deltog hela tiden består av 13 män och 5 kvinnor och utgör undervisningsgruppen i exp3. Dessa elever har tilldelats ett nummer inom intervallet 170 – 200.

5.3 Statistiska test och generaliserbarhet

På många ställen i avhandlingens resultatredovisning används statistiska test. Huvudsakligen använder jag mig av ickeparametriska test som Chi2-test (2*n-tabeller), Wilcoxons parade rangChi2-test och Kruskal-Wallis envägs-test (Siegel, 1956). Vid ett tillfälle använder jag t-envägs-test (Snedecor & Coch-ran, 1967). Anledningen till att jag använder statistiska test är att jag inte vill diskutera mönster och samband som frekvent skulle kunna ha upp-kommit av slumpskäl, jag vill bara beakta sådana som troligen inte har slumpmässig orsak, dvs. som är statistiskt signifikanta. Dessutom väljer jag att slå samman data från de tre experimenten då det inte föreligger någon uppenbar, dvs. signifikant skillnad mellan resultaten i dessa. Den exakta signifikansnivån återfinns i en fotnot. En signifikant skillnad i

avhandling-en är att det observerade mönstret kan uppkomma av ravhandling-ena slumpskäl med en sannolikhet ≤5 %.

Det är viktigt att i detta sammanhang påpeka att statistiska test inte görs för att kunna generalisera till grupper utanför de klasser jag arbetat med. En mer generell inferens är inte möjligt, då elevgrupperna inte är slumpmässigt utvalda. Dessutom är antalet klasser litet och projektet är i alfa-fasen i Browns (1992) terminologi. I denna avhandling kan man säga att det ingår tre studier, som är att betrakta som fallstudier och dessa har enligt Bassey (1981) och Cobb et al. (2003) en potential att snabbt komma till praktisk användning. Vidare säger Bassey att om dessa utförs systematiskt, kritiskt och syftar till förbättring av undervisning utgör de valid undervisnings-forskning. Han diskuterar att detta kan kallas för sluten generalisering. Det innebär att det är läsaren som står för generaliseringen. Det fodras dock att läsaren är välbekant med undervisningssituationer och har möjlighet att känna igen sig så att han/hon kan avgöra om studien medför ett kunskaps-tillskott.

I avhandlingen gör jag alltså inte några generaliseringsanspråk utifrån data utöver en s.k. sluten generalisering. Däremot gör jag generaliseringsan-språk utifrån idéer, dels när det gäller formuleringen av de olika aspekterna i den ämnesdidaktiska hypotesen och dels när det gäller designprocessen som leder fram till undervisningssekvenser.