Examensarbete för ämneslärarexamen
Grundnivå
Fältarbete: ett betydande didaktiskt verktyg för att
lära sig kemi
En studie som analyserar betydelsen av fältarbete för att
lära kemi i gymnasiet ur elevers och lärares perspektiv
Författare: Roberto Hanoi Labrador Handledare: Jörgen Dimenäs Examinator: Johanne Maad
Ämne/huvudområde: Pedagogiskt arbete Kurskod: GPG22K
Poäng: 15 hp
Examinationsdatum: 2021-01-13
Vid Högskolan Dalarna finns möjlighet att publicera examensarbetet i fulltext i DiVA. Publiceringen sker open access, vilket innebär att arbetet blir fritt tillgängligt att läsa och ladda ned på nätet. Därmed ökar spridningen och synligheten av examensarbetet.
Open access är på väg att bli norm för att sprida vetenskaplig information på nätet. Högskolan Dalarna rekommenderar såväl forskare som studenter att publicera sina arbeten open access.
Jag/vi medger publicering i fulltext (fritt tillgänglig på nätet, open access):
Ja ☒ Nej ☐
2 Abstract:
The purpose of this qualitative study is to analyse the meaning of field work on the learning process of chemistry in high school from the perspective of students and teachers. The advantages and disadvantages that this activity supposes when it is used as a didactic tool in the teaching of chemistry were also analysed. The results showed that both students and teachers perceive field work as a very significant activity for learning chemistry, especially due to the contribution of natural environments in the establishment of "real" or "authentic" learning scenarios which benefit a greater development and integration of concepts theory and practice. It was also shown in this study that during the analysed fieldwork activities, and according to what students and teachers expressed, it was possible to effectively combine the "doing" and the “learning”, which reflects the applicability of Dewey's pragmatic theory on the learning process during fieldwork, or expressed in another way, the pragmatic character of this pedagogical activity. The participants, however, highlighted a few factors such as the high cost of the activity, the weather dependency, or the impossibility to carry out more complex investigations, as negative aspects which in some way contribute to understand why this type of activity is not carried out more frequently.
Nyckelord:
fältarbete, kemiundervisning, lärande, undervisning utanför klassrummet, gymnasiet, pragmatism, Learning by doing.
3
Innehåll
1. Inledning ... 5
2. Syfte och frågeställningar ... 6
3. Bakgrund ... 6
3.1 Om definition av fältarbete ... 6
3.2 Fältarbete ur ett historiskt perspektiv ... 7
3.3 Betydelse av fältarbete för lärande i naturvetenskap... 8
3.4 Avgörande faktorer för att genomföra fungerande fältarbeten ... 9
3.5 Ett teoretiskt perspektiv: pragmatism. ... 10
4. Metodologi ... 11
4.1 Fältarbete på Öddö och Öland ... 11
4.2 Forskningsstrategi, datainsamlings -och analysmetod. ... 13
4.2.1 Kvalitativ forskningsansats ... 13
4.2.2 Datainsamling: semistrukturerade intervjuer ... 13
4.2.3 Samtalsanalys ... 14
4.3 Urval ... 17
4.4 Forskningsetiska principer ... 17
4.5 Reliabilitet, validitet och generaliserbarhet ... 18
5. Resultat ... 18
5.1 Den affektiva domänen av lärandet ... 19
5.2 Den kognitiva domänen av lärandet ... 20
5.2.1 Kognitiva och affektiva domäner av lärandet ur lärares perspektiv ... 21
5.3 Utveckling och integration av teori och praktik ... 22
5.4 Inquiry-baserat lärande av kemi ... 23
5.5 Laboratorium eller fältarbete? ... 23
5.5.1 Laboratorium eller fältarbete ur lärares perspektiv ... 25
5.6 Betydelsen av fältarbete för lärande ... 26
5.6.1 Betydelsen av fältarbete för lärande ur lärares perspektiv ... 27
5.7 Stimulering av vidare lärande ... 27
5.8 Sammanfattning av resultat ... 28
6. Diskussion ... 28
6.1 Hur uppfattar lärare och elever betydelsen av fältarbete för elevers lärande av kemi i gymnasiet? ... 29
4
6.2 Vilka fördelar och nackdelar av fältarbete kan både lärare och elever identifiera vid en
jämförelse med laborationer? ... 30
6.3 Metoddiskussion ... 32
7. Slutsatser ... 34
8. Referenslista ... 35
Bilaga 1. Elevers semistrukturerad intervju ... 39
Bilaga 2. Lärares semistrukturerad intervju ... 40
Bilaga 3. Studiens informationsbrev ... 41
5
1. Inledning
Skolutbildning från tidig ålder omfattar ett antal ämnen som innebär ett samspel mellan både teoretiska och praktiska komponenter. Kemi är utan tvekan ett av dessa ämnen och i sitt lärande förväntas det att eleverna tillägnar sig kunskapen relaterad till teorier och begrepp som förklarar materiens egenskaper och samtidigt omsätta eller tillämpa dessa kunskaper i praktiskt eller experimentellt arbete. Dimenäs (2010, s. 43) analyserar det samspelet som en dikotomi mellan teorin och praktiken, som i sin tur kan sammanfattas enligt följande: det finns ingen teori utan praktik och ingen praktik utan teori, vilket också är utgångspunkten i detta arbete. Denna dikotomi mellan de teoretiska och praktiska komponenterna av ämnet kemi, liksom den grundläggande rollen av praktiskt arbete till elevernas lärande, förklaras tydligt i ämnets syftesbeskrivning i läroplanen till gymnasieskolan: ”Kemi utvecklas ständigt i ett samspel mellan teori och experiment… Undervisningen i ämnet kemi ska ge eleverna förutsättningar att utveckla förmåga att planera, genomföra, tolka och redovisa experiment och observationer samt förmåga att hantera kemikalier och utrustning” (Skolverket, 2011).
Denna viktiga och avgörande betydelse av praktiskt arbete för elevers lärande har diskuterats allmänt av många forskare. Andra har i vissa studier ifrågasatt effektiviteten av praktiskt arbete, eller mer specifikt, det sätt på vilket detta praktiska arbete utförs, för att lära sig naturvetenskap, eller mer specifikt kemi. Lindahl analyserar i sin studie det faktum att trots att naturvetenskapliga ämnen inte är svåra eller ointressanta för vissa elever, har de svårt att förstå innebörden av att utföra laborationer (Lindahl, 2003, s. 36). Näs erbjuder ett liknande synsätt som Lindahl i sin studie, som också bekräftar att elevernas intresse och motivation för naturvetenskapliga ämnen skulle vara mycket större om de får en mer praktisk karaktär eller perspektiv (Näs, 2010, s. 8).
I den bemärkelsen framhålls behovet av att införliva aktiviteter som anses intressanta och relevanta för elevers lärande av ämnena med sådant samspel mellan teori och praktik. Ett intressant, potentiellt och enligt många forskare, fungerande undervisningsverktyg som används i naturvetenskap är fältarbete. Fältarbete är en form av undervisning som traditionellt används i ämnen som geografi eller biologi, men som även kan användas i andra ämnen inom naturvetenskapsprogrammet i gymnasieskolan. För inlärning av kemi skulle fältarbete vara ett mycket intressant alternativ, särskilt i kurs 2 och 3, där moduler för biokemi och miljökemi ingår som delar av det centrala innehållet (Skolverket, 2011).
Mycket har studerats om fältarbetets effektivitet att förmedla kunskap inom naturvetenskapen. I en artikel från Skolverket indikeras att det lyfts fram affektiva dimensioner, upplevelse- och känslodimensioner, i relationerna mellan människor och landskap genom lärarlett eller elevstyrt fältarbete (Skolverket, 2020). Remmen och Fröyland (2014, s. 105) hävdar att det faktum att landskapet används som klassrum skapar mycket bättre förutsättningar för lärande. Nyberg (Skolverket, 2008, s. 92) analyserade också hur fältarbete hos grundskoleelever stimulerade och motiverade även lågpresterande elever. Fältarbete kunde till och med ses som ett logiskt alternativ för att ersätta laboratoriearbetet, om skolor tvingas stänga igen på grund av den pågående COVID-pandemin. I min VFU2-reflektion antydde jag att en av de mest negativa
6
konsekvenserna av stängningen av skolor i mars gällande kemiundervisningen var att alla laborationer avbröts.
Baserat på allt ovanstående anser jag att fältarbete kan ses som ett intressant alternativ att använda oftare som undervisningsmetod i kemi, och därför vill jag genomföra en studie där betydelsen av fältarbete för elevernas lärande analyseras utifrån både elevers och lärares perspektiv.
2. Syfte och frågeställningar
I det här sammanhanget planerar jag utföra en kvalitativ studie, som syftar till att undersöka lärares och elevers uppfattning av betydelsen av fältarbete för lärande av kemi i gymnasiet, samt att analysera fördelar och nackdelar av sådan aktivitet genom en jämförelse med slutna laborationer. Studien kommer att baseras specifikt på en veckas fältarbete som eleverna genomför varje år, där uppgifter inom ämnena kemi (mätningar av olika kemiska parametrar) och biologi (observationer av flora och fauna) kombineras.
För att genomföra studien formuleras följande frågeställningar:
• Hur uppfattar lärare och elever betydelsen av fältarbete för elevers lärande av kemi i gymnasiet?
• Vilka fördelar och nackdelar av fältarbete kan lärare och elever identifiera vid en jämförelse med laborationer?
3. Bakgrund
3.1 Om definition av fältarbete
Fältarbete kan i akademiska termer definieras som de aktiviteter som innebär forskning utanför den traditionella akademiska miljön. I en mer konkret bemärkelse och för att anpassa begreppet fältarbete till utbildningsprogrammen på grundskolor och gymnasiet skulle termen "traditionell akademisk miljö" kunna ersättas av skolan eller mer specifikt klassrummet. Det är därför många forskare föredrar att definiera fältarbete som undervisningsaktiviteter som genomförs utanför klassrummet (Reiss, 2020, s. 116-130; Rickinson et al, 2004, s. 15; Braund & Reiss, 2006, s. 1373-1388).
En mer korrekt definition av fältarbete där vikten av denna typ av verksamhet beaktas i studieplanerna erbjuds av Lambert & Reiss (2014, s. 4). Enligt författarna definieras fältarbete som de komponenter i studieplanen som innehåller aktiviteter utanför klassrummet och där eleven får sin undervisning och efterföljande lärande genom förstahandsupplevelser av naturfenomen. Denna form av undervisning sker traditionellt inom geografi och naturvetenskapliga ämnen.
7
I Sverige är utomhuspedagogik den vanligaste termen för att definiera fältarbete inom pedagogisk verksamhet. Enligt det Nationellt centrum för utomhuspedagogik (NCU) vid Linköpings universitetet representerar utomhuspedagogik ”ett förhållningssätt som syftar till lärande i växelspel mellan upplevelse och reflektion grundat på konkreta erfarenheter i autentiska situationer” (NCU, 2017). Detta koncept uppstår på grund av behovet av att införliva förstahandsupplevelser i de pedagogiska aktiviteter i ett samhälle som antas vara mer och mer stillasittande (Linköping universitet, 2020).
Braun & Reiss (2006, s. 2) analyserade tre kategorier av arbete utanför klassrummet. Enligt författarna är var och en av dessa kategorier eller till och med en kombination av dem ett värdefullt komplement till lärandet av naturvetenskap inom utbildningsprogram. Dessa kategorier är:
• Den verkliga världen som nås genom naturutflykt, besök till industrier och forskningsinstitut, bland andra.
• Den representerade världen som visas genom botaniska trädgårdar, museer, djurparker. • Den virtuella världen, som nås genom simuleringar.
Enligt Remen & Fröyland (2014, s. 104) finns det två grundläggande typer av fältarbete: lärarstyrda -och elevorienterade fältarbeten (upptäckande). Det finns också en variant som utgör en kombination av dessa två typer. För många forskare är elevorienterade utflykter mer lämpliga och fungerande eftersom eleverna visar en större disposition för att lära sig olika fenomen i naturliga utrymmen och detta bidrar till deras kognitiva utveckling och därför bidrar det till ett djupare lärande. Med andra ord, genom fältarbete deltar eleverna aktivt i sitt eget lärande, och denna process främjar det så kallade undersökande, experimenterande arbetssättet (inquired-based learning). Millar (2006, s. 1501) hävdar att fältarbete där eleven uppmuntras att genomföra sina egna undersökningar stimulerar deras nyfikenhet och motivation. Näs (2010, s. 8) indikerar också att inkluderingen av praktiska aktiviteter i utbildningen av naturvetenskap bidrar till ett ökat intresse hos elever och också ökar förståelsen av innehållet.
3.2 Fältarbete ur ett historiskt perspektiv
Oavsett vikten av fältarbete som ett didaktiskt verktyg i naturvetenskapligt lärande och deras inkludering i nuvarande studieplaner bör detta verktyg inte betraktas som nytt i aktuell undervisning. Denna typ av pedagogisk aktivitet enligt Aguilera (2017, s. 2) har sitt ursprung i den förändringsvåg för den nya skolan som huvudsakligen ägde rum i Europa och Nordamerika under slutet av 1800-talet och som senare utvecklades under 1900-talet. I denna bemärkelse kan påverkan av den pragmatiska strömmen och dess huvudsakliga företrädare John Dewey framhävas. Dewey försvarade sin teori om att skolan borde ses som ett förberedande steg för ett vuxenliv och kritiserade den traditionella, katederstyrda och auktoritära undervisningen som förvandlade barn till passiva enheter och minskade lusten att lära sig (Säljö, 2015, s. 72). Eftersom USA var vaggan för Deweys pragmatism är det inte ologiskt att förvänta sig att fältarbete i detta land ofta används som en didaktisk resurs för lärande i naturvetenskap. Detta bekräftas av Aguilera i sin bibliografiska sammanfattning där de flesta publikationer mellan
8
2000 och 2017 som handlade om fältarbete som ett didaktiskt verktyg inkluderades. Av de totala publicerade artiklarna utfördes 46 % av dessa i USA. Författaren verifierade också att mer än 50 % av artiklarna utfördes på grundskolan och gymnasiet, samt att ämnena där detta didaktiska verktyg traditionellt används var geografi, miljö och biologi.
3.3 Betydelse av fältarbete för lärande i naturvetenskap
I sin artikel analyserar Braun & Reiss (2006, s. 8) fem specifika sätt på hur fältarbete kan bidra positivt till lärande i naturvetenskap:
• Förbättrad utveckling och integration av teori/begrepp • Utökat autentiskt praktiskt arbete
• Tillgång till sällsynt material och till "big science" • Attityder till skolvetenskap: stimulera vidare lärande • Sociala resultat: samarbete och ansvar för eget lärande.
Enligt författarna gör genomförandet av lärandeaktiviteter utanför klassrummet att eleverna upplever en önskan att undersöka och förstå mer om den miljö som omger dem. Kontexten utanför klassrummet skapar också nya kopplingar till vetenskapen och uppmuntrar en utredning om förhållandet mellan vetenskap och samhälle. Enligt Rennie & McClafferty (1996, s. 55), ser många lärare den kognitiva fördelen som ett besök till industri eller forskningsinstitut skänker sina elever. Dessa besök, förutom att bidra till deras lärande, underlättar elevernas förståelse för relationen mellan teori och praktiskt arbete.
Reiss (2020, s. 3) försvarar också sin ståndpunkt om den viktiga rollen av undervisningen utanför klassrummet för att lära sig naturvetenskap. Denna form av utbildning enligt författaren bör inte ses som ett alternativ till att ersätta klassrumsundervisningen, utan som ett komplement till utbildningen inom naturvetenskap. Författaren analyserar också att ett mervärde av fältarbetet representeras i den sociala och affektiva komponenten i förhållandet elev-miljö. Allen (2014, s. 10) analyserar ur ett personligt perspektiv som lärare behovet och funktionaliteten av fältarbete för undervisning och lärande i naturvetenskap. Han hävdar att fältarbetet bör betraktas som en av de grundläggande mekanismerna för att främja lärande, så länge de utförs korrekt. Författaren analyserar också ur ett elevperspektiv den förändring som uppstår när eleverna är aktivt involverade i fältaktiviteter. Eleverna breddar sin vision av miljön/världen och känner att de kan hantera de situationer som uppstår i fältarbetet. Det senare bidrar också till att eleverna förvärvar användbara yrkeskunskaper för sin framtid.
En intressant aspekt av fältarbete inom den pedagogiska verksamheten som sticker ut är att integreringen av fältarbete i naturvetenskapsundervisningen bidrar till ett större engagemang för minoriteter och kvinnor inom vetenskapen (Allen, 2011, s. 39). Precis som Allen var det många forskare som studerade betydelsen av fältarbete ur ett elevperspektiv. Larsen et al (2017, s. 110–121) presenterar sin studie där 100 gymnasieelevers åsikter om det verkliga värdet av fältarbete analyseras. Studien analyserar elevernas perspektiv på fem aspekter relaterade till kvaliteten på de genomförda aktiviteterna och deras förhållande till lärande. De fem aspekterna
9
är: social utveckling, utveckling av observations- och uppfattningsförmåga, betydelse för lärande, förstahandsupplevelser (first-hand experience) och slutligen stimulering av intresse och motivation. Resultaten visade att för eleverna hade social utveckling och stimulering av intresse och motivation mer relevans än attribut som förstahandsupplevelser och till och med utvecklingen av observations- och uppfattningsförmåga. Eleverna angav också stort värde och relevans för attributet relaterat till att ge mening att lära sig, alltså betydelse för lärande. Palmer et al (1999, s. 182) angav att för vissa elever har erfarenheterna från fältarbete under sin skolgång påverkat deras beslut angående vad de ska studera i framtiden.
I en rapport om alternativa vetenskapliga lärandestrategier analyserade Amos & Reiss (2006, s. 42) det faktum att många elever betraktade sitt deltagande i en utflykt som det roligaste sättet att lära sig. Eleverna angav också användbarheten och funktionaliteten av denna alternativa form av undervisning. Enligt författarna erbjuder fältarbete konceptuella, kognitiva och sociala fördelar som inte skulle uppnås om denna aktivitet inte utfördes. Dessutom blir lärandeupplevelserna rikare och mer minnesvärda och ännu mer tillämpliga på professionell nivå.
Men trots funktionaliteten av fältarbete som ett didaktiskt verktyg såväl som dess enorma bidrag till lärande i naturvetenskap är det endast en liten grupp lärare (som inte är biologilärare) som ser den breda betydelsen av fältarbete för undervisning i naturvetenskap. Till detta måste tilläggas att för närvarande är lärare mer upptagna med administrativt arbete, vilket minskar möjligheterna att genomföra alternativa pedagogiska aktiviteter som ofta inte ens ingår i studieplanerna (Amos & Reiss, 2006, s. 40). Några andra anledningar till att fältarbete inte utförs oftare, liksom aspekter relaterade till hur vi lärare kan säkerställa kvaliteten och funktionaliteten på aktiviteter utanför klassrummet kommer att analyseras nedan.
3.4 Avgörande faktorer för att genomföra fungerande fältarbeten
Enligt Lambert & Reiss kan fältarbete användas som ett didaktiskt verktyg i naturvetenskaplig undervisning och att det därför bör vara en viktig del av studieplanen för att stimulera eleverna att undersöka komplexiteten i den verkliga världen: “not all science happens in test tubes and young people need to realise this” (Lambert & Reiss, 2014, s. 8). För att uppnå den funktionaliteten av fältarbete som garanterar lärande av naturvetenskap krävs emellertid specialutbildning för lärare där de utvecklar färdigheter och förmågor för att förbereda och utföra utmärkt och adekvat fältarbete (Lambert & Reiss, 2014, s. 17).
Oost et al (2011, s. 320) hävdar att väl genomtänkt, planerat och utfört fältarbete ger elever möjligheten att utveckla kunskap och färdigheter som kompletterar de erfarenheter som tänktes i klassrummet. Dessutom, och på grund av den naturliga attraktionskraften hos många av de platser som valts för fältarbete, kan detta ha en positiv inverkan på långtidsminnet och en möjlig förstärkning av affektiva och kognitiva aspekter.
Författaren analyserar också de möjliga begränsningar som gör att många lärare inte anser fältarbete som tillämpliga eller attraktiva undervisningsalternativ. Munday (2008, s. 147) indikerade att vissa lärare i Australien tycker att det är svårt att planera fältarbete, dessutom
10
bidrar aspekter som höga kostnader, transportproblem och oönskat elevbeteende att fältarbete inte utförs ofta. Han och Fosket (2007, s. 18) tar upp svårigheten att utföra fältarbete med stora grupper av elever. Rickinson et al (2004, s. 42) uttrycker sig i liknande termer, och identifierar rädsla och brist på säkerhet vid utförandet av fältarbete med stora grupper i Storbritannien. Författaren analyserar också bristande erfarenhet eller förtroende hos vissa lärare, liksom kraven i skolplanerna, tidsbesparingar och resurser. Allen (2014, s. 10) analyserar också svårigheterna när det gäller att genomföra fältarbete, särskilt de aspekterna som kopplas till tid och resurser. Författaren är mycket kritisk i detta avseende, eftersom han anser att fältarbete är den aktivitet som drabbas mest när skolor tvingas göra budgetnedskärningar. Några av dessa faktorer såsom tid och ekonomiska resurser kan ibland betraktas som faktorer utanför lärarens eller skolans kontroll, särskilt i ett skolväsende som den svenska, där många besluten oftast tas på politiska nivå. Dessa faktorer, som enligt Lundgren kallas ramfaktorer (1999, s. 36), kan ha ett stort inflytande på hur undervisningen genomförs och kan ibland leda till andra situationer än de förväntade. Teorin bakom ramfaktorerna kallas för ramfaktorteorin, eller läroplansteorin i en mer aktuellt bemärkelsen (ibid).
En viktig aspekt i planeringsfältarbete är utan tvekan elevernas förberedelse. För Remen & Fröyland (2014, s. 105) finns det tre grundläggande aspekter att ta hänsyn till vid förberedelsen av elever inför fältarbete: de kognitiva, geografiska och psykologiska aspekterna. Beredningen av den kognitiva aspekten inkluderar analys/diskussion av specifika förberedande material, till exempel instruktioner och säkerhetsåtgärder, samt analys av begrepp eller problem som kommer att behandlas eller lösas i fältet. Också mycket viktigt inom den kognitiva aspekten är förberedelse eller övning i användningen av specialutrustning som ska användas i fältmätningar. Detta skulle utan tvekan minimera tidsförlust, komplikationer eller försämring av nämnda utrustning (Chang et al, 2012, s. 40). Den geografiska aspekten innehåller viktig information om platsen för studien, och den informationen kan presenteras i form av kartor, bilder eller filmer. Och slutligen innehåller den psykologiska aspekten information om schemat som ska följas samt klimatförhållandena, bland andra aspekter (Orion & Hofstein, 1994, s. 1099).
En rimligt alternativ för att genomföra fältarbete när tid och resurser betraktas som hinder är utflykter i områden inte långt från skolan (Remen & Fröyland, 2014, s. 122). Detta gör det också möjligt för lärare att enkelt växla undervisning i två miljöer som främjar lärande, det vill säga mellan klassrum och fält. Valet av studieplatser nära skolan garanterar också möjligheten att utföra uppgifter från elevernas sida, vilket innebär att eleverna tar ansvar för sitt eget lärande och utvecklar samtidigt auktoritet över sitt lärande.
3.5 Ett teoretiskt perspektiv: pragmatism.
Som redan nämnts i kapitel 3.2 har begreppet fältarbete i skolsammanhang förmodligen sitt ursprung i slutet av 1800-talet och början av 1900-talet. Förändringar som genomfördes i skolsystemet i Europa och Nordamerika påverkade av vissa filosofiska strömmar från den tiden, bland vilka pragmatism spelade en viktig roll.
11
Ordet pragmatism kommer från det grekiska ordet "pragma", vilket betyder "action" eller "affair". Enligt en artikel i den virtuella encyklopedi Britannia kallade den grekiska historikern Polybius sina verk som "pragmatiska" eftersom hans avsikt var att de skulle betraktas som lärorika och användbara för hans läsare (Britannia, 2020).
Huvudtanken bakom pragmatismens perspektiv är att människor är benägna att förändra sig och skapa nya livsvillkor beroende på miljön och förändringarna, och att människor också måste utveckla och lära sig element som är relevanta (Säljö, 2015, s. 72). Dewey, liksom många andra företrädare för denna förändringsvåg i skolan, främjade behovet av att gå utanför klassrummet som en grundläggande del av lärandeprocessen:
“Again, we cannot overlook the importance for educational purposes of the close and intimate acquaintance got with nature at first hand, with real things and materials, with the actual processes of their manipulation, and the knowledge of their social necessities and uses.” (Dewey, 1900, s. 8)
Deweys pragmatism beaktas som en av de teorier som förklarar lärandeprocessen idag. En pragmatisk syn på lärandet kan sammanfattas i frasen ”Learning by doing”. Tanken bakom denna fras kan generellt förklara det värde som upplevelser har under barnets bildning. Denna teori om lärande bygger på nya former av pedagogisk handling eller intervention som hittills har revolutionerat undervisningen. Burman (2009, s. 122) och Körling (2014, s. 209) analyserade innebörden av ”Learning by doing” utifrån liknande infallsvinkel. Burman hävdar att lärande inte bara består av att göra något, utan att denna insikt alltid måste åtföljas av reflektion. Körling betonar vikten av ”gör” och ”tänk” i lärandeprocessen. För författaren lär man sig inte om man bara gör något, och det är därför hon lyfter fram skolans roll för att skapa utrymme och förutsättningar för att överföra tänkandet kring görandet.
Det är uttrycket "Learning by doing", eller mer specifikt den pragmatiska syn på lärandet som det syftar till, som ska fungera som en teoretisk referensram i den här studien för att analysera betydelsen av fältarbete i kemins lärandeprocess. Det finns många forskare som har genomfört sina studier om lärandeprocessen utanför klassrummet utifrån en pragmatisk teori. Lövstrand (2015) undersökte lärarnas syn på samhällsorienterade ämnena utanför klassrummet utifrån denna teori. Sembe (2016) åberopade också Deweys pragmatism för att studera användningen av närmiljö i geografiundervisningen vid två skolor i Växjö. Personligen ser jag användningen av fältarbete som ett didaktiskt verktyg för undervisning och lärande av kemi som en manifestation för hur pedagogisk aktivitet, särskilt när det gäller undervisning i naturvetenskap, utförs enligt en pragmatisk inställning. Det vill säga hur skolor spelar en grundläggande roll i skapandet eller upprättandet av miljöer och förutsättningar för att uppnå ett lärande baserat på erfarenhet och reflektion, ett lärande baserat på ”tänkande kring görandet”. Utifrån detta anses pragmatismen vara en lämpligt teoretisk referensram i denna studie.
4. Metodologi
4.1 Fältarbete på Öddö och Öland
Som indikeras i början av detta arbete är syftet med studien att analysera lärares och elevers uppfattning av betydelsen av fältarbete för lärande av kemi i gymnasiet, samt att analysera
12
fördelar och nackdelar av sådan aktivitet genom en jämförelse med slutna laborationer. Utgångspunkten för studien är två specifika fältarbetsaktiviteter som den valda gymnasieskolan gör varje år på våren och som innebär en hel veckas arbete. Dessa två fältveckor utförs av eleverna i årskurs 1 respektive 2 och under dem genomförs ett intensivt program där ämnena biologi och kemi kombineras. Var och ett av programmen utformades med hänsyn till modulen för det centrala innehållet i varje ämne som undervisades vid tidpunkten för resan. Programmen syftade i allmänna termer till att gå igenom de teorier och begrepp som ingår i modulerna och som studerades innan i klassrummet, samt att omsätta kunskapen genom att genomföra uppgifter som bland annat inkluderar observationer av flora och fauna och mätningar av kemiska parametrar i vatten och jord. Eftersom arbetet i fältet är uppdelat i tre delar, det vill säga förberedelse, genomförande och skrivning av slutrapport, betyder detta en blandning mellan teori, praktiskt arbete och en reflekterande syn på allt som lärts i fält. Vidare presenteras en mer specifik beskrivning av varje fältarbetsaktivitet.
Fältvecka på Öland:
Eleverna från ÅK1 deltar i denna aktivitet varje år. (Eleverna som deltagit i min studie går idag i ÅK2.) Den delen av programmet som behandlade ämnet kemi baserades på modulen Syrabasreaktioner, inklusive pH-begreppet och buffertverkan som ingår i ÅK1-kursens centrala innehåll (Skolverket, 2011). Syftet med programmet var att eleverna skulle analysera hur vissa olika komponenter i vattnet och jorden (exempelvis syre, kalcium och fosfat) kunde påverka vissa kemiska parametrar som pH och salthalt. Uppgifterna relaterade till ämnet biologi inkluderar bland annat besök på fågelstationer samt observationer av växter och specifika arter som paddor, sälar och fåglar. Aktiviteterna som ingår i kemi innebär insamling av vatten (salt/sött) och jordprover från olika platser på ön, samt analyser av vissa kemiska parametrar i de insamlade proverna. De analyserade parametrarna var pH, konduktivitet, salthalt, syrgas, kväve, kalcium och fosfat.
Fältvecka på Öddö:
Elever i ÅK2 (elever som deltagit i min studie går idag i ÅK3) genomför sin fältvecka på Öddö. Modulen av centralt innehåll som behandlades här var resonemang om provtagning, detektionsnivå, riktighet och precision samt systematiska och slumpmässiga felkällor (Skolverket, 2001). I allmänhet inkluderar programmet aktiviteter som liknar det på Öland, det vill säga observationer av flora och fauna samt analyser av kemiska parametrar i vatten- och jordprover som leder till att eleverna resonerar kring hur de olika kemiska parametrarna kan påverka flora och fauna i området (till exempel hur förändringar i pH påverkade musslornas storlek). En annan uppgift inkluderade studier av föroreningarna i Östersjön, och för detta gör eleverna observationer av mängden och typen av plast som finns på kusten. I det här fallet kräver dock både uppgifterna och slutrapporten en mer avancerad kunskapsnivå.
13
4.2 Forskningsstrategi, datainsamlings -och analysmetod.
4.2.1 Kvalitativ forskningsansats
Ett grundläggande steg i en samhällelig studie är valet av forskningsstrategi, det vill säga att avgöra om vår studie kommer att genomföras genom en kvalitativ eller en kvantitativ forskningsansats. För att göra ett adekvat urval av forskningsstrategin är det nödvändigt att veta vad var och en består av, eller mer specifikt, hur dessa två strategier skiljer sig åt. Enligt Bryman (2013. s. 61) utgör skillnaden mellan en kvalitativ studie och en kvantitativ mycket mer än det faktum att en kvantitativ analys mäts eller "kvantifierar" företeelser och i den kvalitativa görs det inte. En viktig aspekt som betecknar skillnaderna mellan de två strategierna är kunskapsteoretisk inriktning, det vill säga kvantitativa studier använder normerna för vetenskapliga modeller huvudsakligen baserade på positivism, medan de i kvalitativa analyser istället fokuserar på tolkningen av verkligheten.
För Kvale och Brinkman (2009, s. 41) ligger skillnaden mellan de två forskningsstrategierna i att kvantitativa studier analyserar människors beteende på ett så kallat ”teknifierade” sätt, medan kvalitativa studier fokuserar mest på analys eller tolkning av uppfattningar eller tankar som människor har om sig själva eller om världen omkring sig.
Studien som presenteras här är i grunden inriktad på uppfattningar om lärandeprocessen hos människor. Specifikt kommer betydelsen av en utpekad aktivitet (fältarbete) att analyseras utifrån perspektivet hos de personer som är involverade i nämnda inlärningsprocess (det vill säga elever och lärare). En kvalitativ forskningsstrategi presenteras därför som ett lämpligt sätt att genomföra denna studie.
När valet av strategi som bäst passar den studie som ska genomföras har gjorts är nästa steg att välja forskningsmetoder. Forskningsmetoder kan helt enkelt definieras som tekniker för datainsamling och analys för en forskningsstudie. Några av dessa metoder kan endast användas i den ena eller den andra forskningsstrategin. Andra kan däremot användas i både kvalitativa och kvantitativa analyser. Vidare beskrivs mer detaljerat de metoderna som används både för datainsamling och dataanalys.
4.2.2 Datainsamling: semistrukturerade intervjuer
Elevers och lärares uppfattning planeras att samlas in genom semistrukturerade intervjuer, vilket innebär att jag kommer att använda en ”intervjuguide” som består av ett antal frågor som i sin tur kan leda till spontana följdfrågor. En liknande beskrivning tillhandahålls av Bryman (2018, s. 563), som också nämner användningen av intervjuguiden liksom uppkomsten av följdfrågor som inte ursprungligen fanns i guiden. Författaren lyfter också fram den flexibilitet som denna typ av intervju erbjuder, det vill säga intervjuaren behöver inte följa den strikta ordningen på frågorna, förutom att intervjupersonen har friheten att svara på frågorna på det sätt hen vill.
14
Denna typ av intervju kan bli mycket mer lämplig än till exempel ostrukturerade intervjuer där intervjuaren ibland ställer en enstaka fråga eller helt enkelt använder ett utkast med ett ämne eller en idé som utgångspunkt. Enligt min förståelse kräver ostrukturerade intervjuer viss erfarenhet från både intervjuaren och intervjupersonen, och det är inte fallet här. Därför anser jag att semistrukturerade intervjuer är mer tillämpliga i den studie jag tänker genomföra. Intervjuerna kommer att genomföras face to face. Deltagarna förväntas svara på mina frågor utifrån deras perspektiv, och samtalet kommer att spelas in och transkriberas därefter. Intervjuguiden består av olika typer av frågor; inledande frågor, frågor om det specifika fältarbetet samt sammanfattande frågor. De inledande frågorna är avsedda att lätta på spänningen i intervjuns första minuter genom att utbyta erfarenheter eller minnen om tidigare genomförda aktiviteter utanför klassrummet. Frågorna relaterade till de specifika fältaktiviteterna söker efter nödvändiga data som visar deltagarnas perspektiv på de viktigaste aspekterna som ska behandlas i studien. Materialen som erhålls här kommer att representera nästan allt material som behövs för att svara på studiens frågeställningar. Slutligen ses sammanfattningsfrågorna som mycket användbara för den slutliga utvärderingen av resultaten, eller till och med som utgångspunkter för liknande studier som skulle kunna genomföras i framtiden. Elevers och lärares intervjuguider kan ses i sin helhet i Bilaga 1 och 2.
4.2.3 Samtalsanalys
De empiriska materialen erhålls i form av ljudinspelningar som därefter transkriberas och analyseras genom samtalanalysmetoden. Samtalsanalysen kan definieras enligt Bryman som en detaljinriktad analys av prat som förekommer vid en konversation som sker naturligt mellan två och/eller flera personer. Denna metod syftar till att identifiera och analysera de underliggande strukturer som finns i konversationen (Bryman, 2018, s. 655).
Första steget i analysen innebär identifiering av relevanta teman relaterade till forskningens syfte. Några av dessa teman, exempelvis de affektiva och kognitiva domänerna i lärandeprocessen, identifierades utifrån litteratursundersökningen som presenteras i avsnittet 3. Andra, som till exempel frågan om en jämförelse mellan arbetsmetoder på fältet och i laboratoriet (så kallad Laboratorium eller fältarbete?) togs upp med tanke på dess direkta förhållande till en av forskningsfrågorna. Det är också viktigt att nämna att vissa av dessa teman verkar överlappa varandra. Exempelvis temat om den affektiva domänen av lärande och temat om stimulering av vidare lärande så analyseras motivationer och attityder under lärandeprocessen i de båda. Analysen av var och en av dem anses emellertid relevant eftersom det gör det möjligt att hitta likheter eller skillnader mellan resultaten av denna studie och vad andra forskare säger om dessa teman. En lista över alla identifierade teman samt en beskrivning av dem visas nedan.
Nästa steg i samtalsanalysen innebär, precis son Bryman beskrev, identifiering och tolkning av nyckelord, citat eller meningsbärande material som ingår i intervjuernas transkriptioner. Sådant material betraktas som meningsbärande om det visar en direkt eller indirekt relation till de
15
identifierade temana (enligt min personliga tolkning). Ett exempel på hur denna analys utförs visas nedan:
Tema: den affektiva domänen för lärande
Citat som visar en direkt relation till temat: "Mitt deltagande i fältarbetet var spännande och tillfredsställande" (i detta citat uttrycker den intervjuade personen direkt några av hens känslor eller motivationer)
Citat som visar ett indirekt förhållande till ämnet: " Det är alltid ett leende på läpparna när jag ska ut" (i detta citat utrycker den intervjuade personen också sina känslor eller motivationer, men på ett mindre direkt sätt, som endast nås genom tolkning)
Vidare presenteras en lista över de olika teman genom vilka data kommer att analyseras samt en beskrivning av dessa.
Tema 1: Den affektiva domänen av lärandet
I en artikel presenterad som en del av ett forskningsprojekt vid universitetet i Umeå analyseras två av de tre huvuddomänerna för lärande, det vill säga den kognitiva och den affektiva domänen (Winberg, 2012). De grundläggande skillnaderna mellan dessa två domäner baseras på det faktum att den kognitiva domänen innehåller aspekter relaterade till mental och intellektuell utveckling, medan den affektiva domänen innefattar känslor, motivationer och attityder som uppstår under inlärningsprocessen. Analysen av detta tema innebär att tolka hur deltagaren uppfattade de känslor, motivationer och attityder som upplevts före och under fältarbetets vecka.
Tema 2: Den kognitiva domänen av lärandet
Den kognitiva domänen för lärande har tidigare presenterats i avsnittet 5.1 som aspekter relaterade till mental och intellektuell utveckling under lärandeprocessen. Win och Snyder (1996, s. 30) påpekar att den lärandeprocessen ur ett kognitivt perspektiv innebär att elever inte bara lär sig något utan också reflekterar över vad de har lärt sig. Många forskare har tidigare analyserat hur deltagande i fältarbete gynnar den kognitiva domänen av lärande i naturvetenskap (se Amos & Reiss, 2006 och Rennie & McClafferty, 1996 i avsnittet 3.3). Vidare analyseras effekten av resorna till Öland och Öddö på de intervjuade elevernas intellektuella utveckling. Denna analys kommer att baseras på deltagarnas reflektioner över två viktiga aspekter av lärande under fältarbete: förberedelser och förstahandsupplevelser.
Tema 3: Utveckling och integration av teori och praktik
Bland många forskare finns det enighet om att en av de mest relevanta aspekterna av fältarbete som didaktiskt verktyg är möjligheten att skapa en närmare relation mellan innehållet som studeras i klassrummet och de verkliga situationer som naturliga miljöer erbjuder (Braun & Reiss, 2006, s. 6; Oost et al, 2011, s. 311; Näs, 2010, s. 8). För det nationella centrumet för
16
utomhuspedagogik är växelspel mellan upplevelse och reflektion grundat på konkreta erfarenheter i autentiska situationer en grundläggande del av vad utomhuspedagogiken syftar till (NCU, 2014). I detta tema analyseras hur elever och lärare upplever integration av teorin och praktik när de arbetar i fältet.
Tema 4: Inquiry-baserat lärande
Analysen av detta tema fokuserar främst på att avgöra om fältarbete anses vara en bra metod för att lära sig kemi för deltagarna. Kärnan i lärandeteorin som baseras på Deweys pragmatism kommer också att analyseras genom deltagarnas reflektioner över begreppet Learning by doing. För att få elevernas perspektiv på begreppet "learning by doing" och en reflektion om hur det kan kopplas till deras lärande var det nödvändigt att kort förklara vad Deweys pragmatism består av och hur denna tanke förändrade skolans tänkande tidigare och att det fortfarande är i kraft idag.
Tema 5: Laboratorium eller fältarbete?
Först och främst vill jag klargöra att analysen av detta tema inte är tänkt att skapa en jämförelse med vilken av de två undervisningsmetoderna fältarbete eller laboration som är bättre eller mer effektiv för att lära sig kemi. Redan i kapitel 3.2 förklarades vikten och effekten av fältarbete som en kompletterande arbetsform inom naturvetenskaplig undervisning (Reiss, 2020, s. 3). Det verkliga målet för denna kategori är att analysera hur deltagarna uppfattar skillnaderna mellan dessa två arbetsmetoder och hur dessa skillnader kan påverka lärandeprocessen. Dessutom analyseras fördelar och nackdelar med fältarbete som deltagarna upplever vid en jämförelse med att laborationer.
Tema 6: Betydelsen av fältarbete för lärande
I en av de sista frågorna i intervjun uppmanas deltagarna att beskriva sin uppfattning om betydelsen av fältarbetet på Öland och Öddö, men genom att bara använda tre ord. Detta tema omfattar därför en sammanfattning om hur deltagarna uppfattar betydelsen av fältarbete för lärandet.
Tema 7: Stimulering av vidare lärande
Slutligen vill jag analysera betydelsen av fältarbete som stimulans eller inspiration för framtida studier. Detta tema anses inte exakt relaterat till syftet med forskningen, men jag tror ändå att det skulle vara intressant att analysera hur upplevelserna under fältarbete kan påverka eller stimulera elevernas beslutsfattande vad gäller framtida studier, precis som Palmer et al har tidigare presenterat (1999, s. 182).
17 4.3 Urval
Studien genomförs på en gymnasieskola i Dalarna. De elever som väljs ut för att delta i studien tillhör kurs 2 och 3 i naturvetenskapsprogrammet. Ett primärt krav för att delta i studien är att ha deltagit i fältarbetskampanjer på Öddö eller Öland. Antalet elever som intervjuas är åtta, varav fem elever är från ÅK3 och tre elever från ÅK2. Urvalet görs icke-slumpmässigt och tillfälligt eftersom de deltagande eleverna inom varje grupp är elever som har visat sitt intresse och sin frivillighet att delta.
Antalet lärare som deltar är två, det vill säga de två NO-lärare som planerade, genomförde och även var med eleverna under båda fältveckorna, och som dessutom har visat sitt intresse och frivillighet att delta. Urvalet här anses därför också icke-slumpmässigt, tillfälligt och dessutom strategiskt.
4.4 Forskningsetiska principer
Deltagandet i denna studie är frivilligt och anonymt. Det finns heller inget behov av att både skolans namn samt stad avslöjas. Jag måste emellertid ta hänsyn till de fyra forskningsetiska principerna, som anses grundläggande för att vägleda forskaren i deras arbete när det gäller hanteringen av praktiska, etiska och intellektuella problem. De fyra principerna är: tillförlitlighet, ärlighet, respekt och ansvarighet (Vetenskapsrådet, 2018).
Studiesyftet samt några viktiga aspekter som till exempel att deltagande i studien skulle vara anonymt och frivilligt förklarades muntligt när deltagarna valdes. Det var emellertid nödvändigt att, för att uppfylla de fyra ovannämnda forskningsetiska principerna, utforma ett dokument som kallades för informationsbrev som bland annat innehöll följande information:
• Syftet med studien
• Deltagares anonymitet och frivillighet • Formell begäran om deltagande • Beskrivning av deltagande
• Formell behandling av personuppgifter (röst) • Forskningsändamål
• Personuppgifter om de ansvariga personerna i studien (mina uppgifter samt min handledares)
Detta dokument trycktes, undertecknades av mig och gavs till var och en av deltagarna. Informationsbrevet visas i Bilaga 3.
De flesta av deltagarna är över 18 år och därför krävs ingen ytterligare formalitet för deras deltagande i studien än deras vilja och samtycke. Två av eleverna är dock under 18 år och därför krävs det att deras vårdnadshavare samtycker till deras deltagande. Av detta skäl utformades ett till dokument som kallades för Samtyckesformulär, där vårdnadshavarnas underskrift krävs för
18
att visa sitt samtycke till deras barns deltagande i studien. Detta dokument trycktes också, undertecknades av mig och gavs till de två eleverna tillsammans med Informationsbrevet. Samtyckesformuläret visas i Bilaga 4.
Oavsett att deltagarnas namn, som tidigare nämnts, inte avslöjas i studien, är det nödvändigt att använda påhittade namn för att underlätta läsning och förståelse av undersökningen. Vidare presenteras en lista med de fiktiva namnen på var och en av deltagarna.
Elever (ÅK2): Alva, Emma och Naim.
Elever (ÅK3): Felicia, Joel, Maria, Pablo och Staffan. Lärare: Göran och Jens
4.5 Reliabilitet, validitet och generaliserbarhet
Vissa kriterier för att utvärdera kvaliteten på en forskningsstudie såsom reliabilitet och validitet, anses vara mycket mer tillämpliga i kvantitativa studier. Enligt Bryman finns det osäkerhet vid tillämpningen av dessa kriterier vid utvärderingen av kvalitativa studier, och det är därför många forskare använder alternativa kriterier, varav många på något sätt motsvarar reliabilitet eller validitet. I denna studie används tre alternativa kriterier som nämnts av Bryman för kvalitetsbedömning, nämligen trovärdighet, överförbarhet och pålitlighet (Bryman, 2018, s. 467–468). Dessa tre termer enligt Bryman bygger tillförlitligheten när det gäller utvärdering av en studie, det vill säga de kan betraktas som delkriterier för studiens tillförlitlighet. De första två delkriterierna trovärdighet och överförbarhet motsvarar intern respektive extern validitet vid kvantitativa forskningar, medan den tredje delkriterium pålitlighet motsvarar reliabilitet (ibid).
När det gäller att utvärdera generaliserbarhet av studien bör man ta hänsyn till att i kvalitativa studier av få undersökta personer (som i det här fallet) är målet att ge läsaren möjlighet, särskilt läsaren som har en viss erfarenhet av den pedagogiska aktiviteten, att utvärdera djupet och bredden av studien genom aspekter såsom teman eller kategorier som analyseras. Detta, som enligt Dimenäs (2006, s. 16) kallas för logisk generalisering av innebörden, gör det möjligt för läsaren att dra slutsatser från forskningen enligt sin egen kunskap och verksamhet.
5. Resultat
I detta kapitel presenteras resultatredovisningen av det empiriska material som erhållits genom intervjuer. Bearbetningen av data har utförts med utgångspunkt från var och en av temana som presenterades i avsnittet 4.2.3. För varje tema identifieras först de intervjufrågor vars svar anses
19
relevanta. Sedan identifieras relevant information i form av nyckelord eller citat som återspeglar deltagarnas perspektiv och som tolkas enligt mitt kriterium som relevant för att svara på studiens frågeställningar. Det är viktigt att klargöra att de flesta av de analyserade temana är relaterade till deltagarnas uppfattning av betydelsen av fältarbete som ett didaktiskt verktyg, och därför bidrar analysen av dessa främst med att besvara den första frågeställningen. Den andra frågeställningen kommer att besvaras mestadels genom analys av teman Laboratorium eller fältarbete, även om vissa aspekter från andra teman också kommer att beaktas.
5.1 Den affektiva domänen av lärandet
De flesta elever sa att de kände sig mycket motiverade och hade höga förväntningar innan de gjorde resan. En del av denna motivation berodde på att många av dem hade hört från tidigare kursdeltagare hur rolig fältveckan var. Vissa elever som Alva, Naim och Pablo förklarade sin stora motivation på faktum att de skulle kunna göra någonting i gruppen och utanför skolan:
”jag trodde att det skulle bli väldigt kul för vi en väldigt bra klass det tycker jag också det var varit kul att åka iväg och göra saker och göra laborationer ute” (Alva, Åk2)
”vi kunde känna en mer vår klass och andra eleverna. Vi kunde också känna våra lärare bättre” (Naim, Åk2) ”Jag tycker om att man får vara ute ibland och sedan typ får lära sig utanför skolan. Det är ganska roligt att få uppleva någonting med hela klassen och sedan att man lär sig mycket mer än att läsa i böckerna” (Pablo, Åk3)
För Joel, Alva och Pablo skulle resan inte bara bli rolig utan de förväntade sig också att den skulle vara lärorik.
Maria och Emma var dock inte så motiverade innan resan, och de förklarade var och en tydligt sina skäl. För Emma verkade den här veckan med fältarbete inte skilja sig mycket från andra fältarbete som gjorts tidigare. Maria var å sin sida nervös på grund av det faktum att hon förväntade sig att det arbete som skulle utföras skulle kräva mycket fysisk ansträngning:
”Jag var ganska rädd det är mest för att jag inte sådan atletisk eller jag tycker inte jag är lite nervös jag är lite osäker fysiskt. Jag när jag kollar på schemat så fanns det mycket fysik som vi skulle gå runt vi skulle gå väldigt mycket” (Maria, Åk3).
Fältarbetet uppfyllde uppenbarligen elevernas förväntningar eftersom alla var mycket positiva när de beskrev deras känslor och motivationer under arbete ute i naturen, även Maria, som kände sig glad efter resan för att hon klarade av att göra det: ”Jag var väldigt nervös, och jag är glad att jag gjorde det nu” (Maria, Åk3). Många uttryckte sin tillfredsställelse med hjälp av olika adjektiv (jättekul, jätteroligt, väldigt bra). Några som Alva, Felicia och Emma uttryckte att det var ännu roligare att arbeta i naturen än i ett laboratorium. För andra som Naim, Joel och Felicia representerade fältarbetet också ett sätt för att bredda sin syn på miljön och verkligheten:
”Jag tyckte det var kul för att man kunde liksom promenera och se hur naturen är och se olika saker” (Naim, Åk2)
”Om man är inne i labbet, Det kan ju vara kul att arbeta där men det är en annan grej. Man känner sig lite isolerad från liksom. Hur kommer det här? Hur man gör det här i verkligheten. Men när man är ute i naturen
20
kan man faktiskt känna liksom… om jag tar pH mätaren och möter det där då mäter man pH på ett annat sätt” (Joel, Åk3)
”Det blir ju helt annat när man faktiskt gå ut och se och leta efter växter är det tal om kemiska prover och så att det blir lättare att koppla det till verkligheten. Då kommer man ihåg det bättre och lär sig mer tycker jag. Det är ett troligt roligt sätt att lära sig på” (Felicia, Åk3)
Elevernas attityd analyserades i grunden genom deras vilja att delta i lärandeprocessen som en aktiv del av en grupp. För detta ändamål frågade jag dem om hur de uppfattade gruppdynamiken under fältarbetet. Svaret på denna fråga kan sägas vara enhälligt eftersom grupparbetet fungerade mycket bra för alla. De allra flesta förklarade funktionaliteten i grupparbetet som ett sätt att utveckla samarbetet mellan alla medlemmar i gruppen. Vissa, som Staffan och Emma, hävdade vidare att grupparbetet skapade en bättre gemenskap:
”Men gruppen brukar funka bra och man lär känna sina… bättre gemenskap det blir också med klassen” (Staffan, Åk3).
”Det blev mer.… så det var bättre för klassens… alltså gemenskap. Om man inte förstår något det var en annan som förstod hur ska man göra och förklara för varandra” (Emma, Åk2).
Genom analysen av detta tema visades hur fältarbete som används som didaktiskt verktyg kan utöva ett relevant inflytande på elevernas känslor, motivationer och attityder som uppstår under lärandeprocessen. Genom fältarbete lär eleverna, förutom teoretisk och praktisk kunskap, mycket om sig själva som enskilda personer och som en aktiv del av en grupp. De lär sig också att känna till, förstå och njuta av miljön som omger dem. Felicias känslor och motivationer under fältarbete kan sammanfattas så här: ”Det är alltid ett leende på läpparna när jag ska ute” (Felicia, Åk3). Genom Marias erfarenhet visades också att fältarbete kan vara meningsfullt för alla elever, oavsett om de anser sig vara aktiva, atletiska eller naturälskare.
5.2 Den kognitiva domänen av lärandet
För de flesta deltagarna var veckan i fältet en lärorik upplevelse. Man kan hävda att den positiva effekten av denna aktivitet delvis berodde på adekvat förberedelse före och under aktiviteten. Denna förberedelse skapade de teoretiska baserna för genomförandet av uppgifterna i fältet. Alla deltagare uppgav att förberedelserna var tillräckliga. Några, som Alva och Emma, betonade vikten av att skriva en bakgrund innan resan som en del av rapporten, vilket innebar många timmars forskning och eftertanke.
”Vi hade börjat och gjort bakgrunden på rapporten som vi skulle skriva efter Öland, då så har vi skrivit om hur man mätta alkalinitet och pH. Så vi var ju ändå lite förberedda” (Alva, Åk2)
”Ja vi skrev bakgrunden under vårterminen. Och så då hade vi fått lite vetskap om vad vi skulle förvänta oss men sedan hade vi använt redskapen förut, men inte som omgången, jag tror vi använder den på annat sätt. Men alla var väl lite att alla förstår sig på dem så det var bra” (Emma, Åk2)
Andra elever som Naim och Staffan fokuserade mest på de praktiska aspekterna inom förberedelsen, det vill säga att gå igenom hur all utrusning fungerar. Felicia nämnde också förberedelserna för de praktiska aktiviteterna, men reflekterade även över hur hennes
21
förberedelse skulle tjäna som en koppling till vad som förväntades i fältet, vilket för henne betydde verkligheten.
”Vi förbereder oss i klassrummen som till exempel: det här ska vi kolla på den här utrustningen kommer vi använda… Vi får testa kolla lite så att vi vet hur det fungerar när vi är ute då och då kan du koppla det här. Man har hört i klassrummet till verkligheten på ett helt nytt sätt så att vi blir förberedda. Sedan får vi se det på riktigt” (Felicia, Åk3)
En fråga som inkluderades i intervjun handlade om att eleverna hade lärt sig något nytt under fältarbetet, vilket med andra ord kunde beskrivas som att de hade haft förstahandserfarenheter. För många fick denna fråga dem att reflektera över vad de hade lärt sig där, vilket motsvarar vad Win och Snyder (1996, s. 30) påpekar om den kognitiva domänen av lärandet. För många av eleverna innebar upplevelsen i fältet möjligheten att lära sig något nytt. Pablo och Alva uppgav dock att även om upplevelsen var mycket bra, hade de tidigare gjort allt i skolan. Några som Emma och Naim betonade att de lärde sig om miljön. Andra som Felicia och Joel nämnde det faktum att göra mätningar in situ ger en bättre möjlighet att förstå och korrelera värdena och situationen, och återigen nämner de kopplingen mellan teori och praktik.
”Och sen så var varje gång som man är ute och tar nån mätningar, så ser man på värdet man får liksom, PH 5,2, Varför det. Så kanske man frågar läraren vad men varför är det så här och då kanske han berättar att det är på grund av det här. Man lär sig det” (Pablo, Åk3)
”Det är när vi har kommit ut och faktiskt fått använda den kemiska utrustningen så tycker jag att man läser det på ett helt annat sätt än när man sitter inne i klassrummet och kollar. Då får man ju testa och känna och då lär man sig hur den fungerar då liksom” (Felicia, Åk3)
Maria för sin del erbjöd ett specifikt exempel på vad en förstahandsupplevelse betyder. För henne var det första gången hon gjorde observationer med mikroskopet utanför ett laboratorium.
5.2.1 Kognitiva och affektiva domäner av lärandet ur lärares perspektiv
Enligt de två intervjuade lärarna är det uppenbart att fältarbetet har positivt inflytande fältarbete på både de kognitiva och affektiva domänerna inom lärandeprocessen, även om det är svårt för dem att känna igen vilken av dessa domäner som gynnas i större skala. I den meningen är båda lärare överens om att det inte är så viktigt att definiera vilken av domänerna som är mest gynnad. För dem är det viktigaste att se hur elevernas känslor, motivationer och intellektuella utveckling "blommar upp" när de är ute på fältet. Denna positiva effekt av fältarbete på lärande är ännu tydligare hos lågpresterande elever, och detta förklaras tydligt av Jens när han säger som så:
”De flesta eleverna upplever fältarbeten som något positivt, inte bara som ett avbrott i det ”vanliga” skolarbetet, dock upplever jag att många lågpresterande elever gör fantastiska insatser när det blir mer praktiskt arbete än teoretiskt i klassrummet” (Jens, lärare)
Lärarna Göran och Jens bekräftade det som tidigare nämnts av eleverna. Fältarbete kan vara en upplevelse där det sociala och det pedagogiska kombineras, det vill säga där de arbetar, studerar, lär sig tillsammans och samtidigt handlar och lagar mat tillsammans, promenerar
22
tillsammans, bor tillsammans, etcetera. ”Denna upplevelse kan utan tvekan bli ett vackert minne för livet” (Jens, lärare).
5.3 Utveckling och integration av teori och praktik
Denna efterlängtade integration mellan teori och verkliga situationer upplevdes också av eleverna under fältarbetsveckan. Den vanligaste termen de använde för att definiera "autentiska situationer" var verkligheten. Genom att analysera svaren från några av intervjufrågorna observeras utan tvekan hur eleverna på sitt eget sätt kan förklara, inte bara sin uppfattning om denna interaktion mellan teori och "verklighet", utan också reflektera över hur denna interaktion bidrar positivt till deras lärande. Vidare visas några mycket relevanta citat som illustrerar detta faktum.
”Det känns ju mer som att man får vara där och se om man till exempel ta ett mätvärde av till exempel syr pH. Då kan man kolla runt och hitta Varför kan det vara så. Man kan tänk såna saker som man kanske inte kan förstå om man bara får ett vattenprov och mäta i labbet. Man är faktiskt på platsen då kan man försöka koppla det till olika grejer. Det är mycket lättare att koppla allting då” (Emma, Åk2)
”När man är ute i fältet och mäter PH eller syrgas då får man liksom ta sig fram till vattnet eller någonting med att. När man är inne i laboratoriet då börjar man ta vatten från kranen. Det känns lite onaturligt. Jag tycker det är lite onaturligt för att man inte ser den verkliga appliceringar om hur man kan göra i verkligheten. Men när man är ute på fältet så har jag sagt att man kan typ ta på det. Man lär sig hela tiden tycker jag” (Joel, Åk3)
”Jag tror att jag lär mig mer på fältet, typ när vi tar pH på olika stället så vet vi vad som kan vara salt, Alltså lågt pH högt pH. Verkligheten ger mer än ett öppet utrymme för att förstå allting” (Pablo, Åk3)
En annan relevant aspekt som visar hur fältarbete bidrar positivt till utveckling och integrering av begrepp var förmågan att skapa en länk mellan de två integrerade ämnena, alltså biologi och kemi. För de flesta elever var denna kombination inte problematisk, utan tvärtom. Eleverna fick möjligheter att reflektera över relationen eller sambandet mellan de två ämnena, specifikt hur vissa aspekter av kemi i fält förklarade förändringarna eller habitat av djuren och växter. Emma, till exempel, förklarade sin förståelse av sambandet mellan biologi och kemi i fältet så här: ”Det känns som att det är som samma ämnen men man kolla dem från olika perspektiv” (Emma, Åk2). Felicia påpekade att ”man får snarare en klarare bild av hur det hänger ihop” (Felicia, Åk3). Joels reflektion om att kombinera båda ämnena i samma aktivitet var: ”det var inte svårt och inte komplicerat för att kemi och biologi är ju väldigt nära, anknutna på ett sätt som de liksom hjälper varandra tycker jag” (Joel, Åk3).
För lärare är det viktigt att ta hänsyn till fältarbetets integrerande natur för att uppnå funktionalitet i aktiviteten och för att påverka elevernas lärande positivt. För att uppnå detta är det nödvändigt att ta hänsyn till den integrerande karaktären vid förberedelsen av programmet. Därför beaktades vid förberedelsen av båda programmen (Öland och Öddö) de teoretiska, praktiska och till och med reflekterande delarna av de två ämnena som lärs ut. Jens förklarar mycket tydligt hur integrationen av teoretiska och praktiska element samt integrationen mellan de olika ämnena bidrar till ökad motivation och bättre lärande.
”Eftersom vi delar upp arbetet i tre delar – förberedelser, genomförande och rapportskrivning så upplever jag att eleverna verkligen lär sig både biologi och kemi eftersom vi kopplar ihop de kurserna. Det blir en blandning av teori, praktiskt arbete och sedan ett reflekterande arbetssätt genom rapporten. På köpet
23
kommer svenskan in och på Öland även historia, religion och samhällskunskap. Nu läser inte våra elever geografi, men även geografin kommer naturligtvis med när vi är ute och reser. Det ökar motivationen att arbeta och lära sig saker, det blir minnen för livet” (Jens, lärare).
Återigen nämns det som NCU angav om betydelsen av naturliga miljöer för lärande. Enligt Göran känns mer ”verkligt” att göra provtagningar och kemianalyser ute i fältet, och detta innebär att eleverna får mer förståelse av det som de gör.
5.4 Inquiry-baserat lärande av kemi
Att förklara för eleverna om en mycket gammal teori och även få dem att reflektera över hur de uppfattar en sådan teori för sitt lärande var för mig en mycket givande upplevelse. Några av eleverna erbjöd mycket enkla men djupa reflektioner över begreppet "learning by doing". Ett par exempel på hur de på det enklaste sättet kan erbjuda en mycket tydlig vision tillhandahölls av Emma och Maria. Maria reflekterade över ”learning by doing” så här: ”Att jag lärde mig genom att göra saker? Jag tycker att det stämmer helt och hållet.” För Emma: ”Det känns som att det är hela grejen”. Deras reflektioner överensstämmer med vad läraren Jens svarade på frågan om filosofin ”Learning by doing” kan tillämpas på fältarbete, nämligen: ”ABSOLUT! Det är ju hela vitsen med fältarbetet!” Resten av eleverna var överens om att deras lärande på ett eller annat sätt är mycket bättre när de får ”göra saker” vid aktiviteter som utförs utanför klassrummet. Några kommentarer som visar detta faktum presenteras nedan.
”Jag tycker att varje gång man går ut och tar sina prover och att man gör då lär man sig hur man gör. Man kanske redan vet men man kanske lär sig någonting nytt om det här proverna värden. Jag tycker att man lär sig” (Joel, Åk3)
”Jovisst så jag kände mig kände att jag lärde mig bättre när jag var där och såg allt, liksom verklighet, verkligheten kan man säga” (Naim, Åk2)
”Ja, det tycker jag verkligen. Man får ju göra mycket mer än om man sitter i klassrummet. Och då är det lättare att lära sig” (Felicia, Äk3)
Med fraser som "där ute, på Öland, verkligheten" betonar vissa elever dessutom den grundläggande roll av utomhusmiljön för att uppnå en bättre inlärning, och detta motsvarar en av de förutsättningar som NCU tog upp: ”att platsens betydelse för lärandet lyfts fram”.
5.5 Laboratorium eller fältarbete?
För att underlätta reflektion över skillnaderna mellan dessa två metoder togs en specifik aktivitet som ett exempel som både ÅK1- och ÅK2-elever har utfört både under fältarbete och i laboratoriet, det vill säga att samla vattenprover och ta mätningar av pH och syrehalter. Frågan i intervjun var följande: Tänk dig att du har mätt pH och syrgas i fält. Tänk dig nu att du gör samma sak i skolans laboratorium. Är det något som gör att du arbetat eller lärt dig mer på den ena eller den andra platsen?
24
Elevernas svar på denna fråga gav mycket intressanta insikter. För majoriteten kändes det bättre att utföra aktiviteterna som innebär att samla vattenprover och mäta pH- och syrenivåer i fältet, var och en förklarar emellertid det ur olika synvinkel. För Alva visade det sig att det var mycket roligare att göra dessa aktiviteter ute och därför tror hon att det är mycket mer lärorikt. Felicia trodde också att mätning av pH och syre i fältet är mycket roligare än i laboratoriet, fast hon var inte säker på att man lär sig mer (än på laboratorium) på detta sätt. För Emma, Pablo och Naim är ”situationens verklighet" den grundläggande orsaken till att det känns bättre att utföra sådana mätningar utanför. Emma tror att man kan skapa en bättre koppling mellan parameter och miljö, medan Pablo tror att det finns ett större utrymme för förståelse genom att göra aktiviteter ute i fältet. Joel för sin del erbjöd en liknande synvinkel, men istället för att betona verklighet eller autenticitet av att göra mätningar utanför, föredrog han att definiera det som "onaturlig" provtagning och mätning av parametrarna i laboratoriet.
För Maria beror det självklart på vilken typ av aktivitet som utförs för att bedöma om det känns bättre i laboratoriet eller ute i fält. Enligt detta tror hon att enklare aktiviteter såsom att ta prover och mäta pH är enklare och mer effektiva i fält. Och slutligen, anledningen till att Staffan förklarade varför känns det bättre för honom att göra mättningar ute i fältet baseras på det faktum att samarbete och grupparbete främjas mycket bättre utanför klassrummet.
När det gäller för- och nackdelar med fältarbete som identifierats av eleverna kan man se några allmänna synpunkter, såsom att betrakta fältarbete som en aktivitet som gör det möjligt att förbättra gruppdynamiken och också möjligheten för att förbättra lärande genom en bättre integration teori / praktiskt arbete. När det gäller de negativa aspekterna av fältarbete identifierades generellt begränsningar för att genomföra aktiviteter som kräver stor eller sofistikerad utrustning samt att det är beroende av vädret. I den meningen framhölls också den bekvämlighet som laboratoriet erbjuder när det gäller organisation, utrustning eller möjligheten att utföra mer komplexa undersökningar. I tabellen 1 presenteras en sammanfattning av för- och nackdelar med fältarbete som identifierats av eleverna.
Tabell 1. En sammanfattning av för -och nackdelar med fältarbete son identifierats av eleverna.
Alva Emma Felicia Joel
Fördelar Kul, spännande, bidrar till gruppdynamik
Bättre förståelse Roligare Man känner sig delaktigt. Roligare. Man lär sig mycket
Nackdelar Man tappar fokus
ibland när man är ute
Det kan ta längre tid att lär sig något Ute är rörigare, inte så organiserat som på labbet. Vädret. Mycket mer bekvämlighet på labbet
25
Maria Naim Pablo Staffan
Fördelar Man ser situationer som helhet. Roligare Mer instängt på labbet
Att umgås med klassen medan man lär sig
-- Mycket närmare kontakt med sina kamrater
Mer bekvämlighet att ställa frågor och förstå vad man gör. Förstå verklighet Nackdelar Vädret Krävs mycket fysisk ansträngning
Inget! Man är mer begränsad att utforska ute när det gäller utrusning och andra saker Vädret
5.5.1 Laboratorium eller fältarbete ur lärares perspektiv
Analysen av detta tema ur de deltagande lärarnas perspektiv erbjöd mycket intressanta element som får oss att reflektera över varför ett sådant fungerande undervisningsverktyg inte används oftare, som presenterades i avsnittet 3.4. Båda lärarna är helt överens om att beskriva fältarbete som ett väl fungerande undervisningsverktyg för kemiundervisningen. För Göran är fältarbetet och laborationer ”det bästa sättet att lära sig kemi. Kan användas på de flesta avsnitt inom kemin” (Göran, lärare). Lärarna identifierade också ett stort antal fördelar som fältarbete erbjuder. Dessa fördelar sammanfattas nedan.
Fördelar av fältarbete enligt Göran:
”Intensivt, koncentrerat på ett fåtal ämnen, möjligheter att vara på intressanta platser, större elevengagemang, mindre störningsmoment, roligt, lärorikt, värdegrundade. Den viktiga delen är att elever får jobba handgripligt med uppgifterna. Det som är en fördel med fältarbete är att det blir mer bara fältarbete och inte andra ämnen som snurrar i huvudet som de annars skulle ha på skolan” (Göran, lärare).
Fördelar av fältarbete enligt Jens:
”Att utföra provtagningar och analyser ute i fält ger en helt annan dimension än att vara inne i labbet. Ökar motivationen, ökar lärandet, kunskaperna sitter kvar längre, socialt stimulerande och stärker klasskänslan, många lågpresterande känner att jag kan ju göra och lära mig det här, många elever får en kick till att fortsätta studera på Högskola och Universitet inom biologi, kemi, miljö” (Jens, lärare)
När det gällde att identifiera nackdelarna med att genomföra fältarbete som en pedagogisk aktivitet erbjöd lärarna på något viss olika uppfattningar. Jens ser inga nackdelar med att använda fältarbete som undervisningsform, men han är emellertid medveten om att sådan verksamhet kräver godkännande av en budget som tyvärr minskas för varje år, alltså en
