Vilka möjligheter ges gymnasieelever att lära evolutionens mekanismer?

Malmö högskola

Lärarutbildningen

Examensarbete

15 högskolepoäng

Vilka möjligheter ges gymnasieelever att

lära evolutionens mekanismer?

What opportunities to learn the mechanisms of evolution are high

school students given?

Karin Samuelsson

Thomas Widgren

Lärarexamen 270hp Handledare: Ange handledare

Naturvetenskap och lärande 2011-06-07

Examinator: Per Hillbur

3

I detta arbete undersöks vilka möjligheter gymnasieelever ges att lära evolutionens mekanismer och studera vilka faktorer som kan göra undervisningen framgångsrik. Vi har studerat elever i två gymnasieklasser genom observationer och enkäter i samband med undervisning i evolutionsbiologi. Den observerade undervisningen har ej fokus på begreppsförståelse och eleverna i studien visar ingen tydlig kunskapsutveckling i enkäterna.

Nyckelord:

begreppsförståelse, eftertest, evolution, förtest, naturvetenskaplig didaktik, observation, undervisning, ämnesdidaktik

5

7 Innehåll

1 Inledning ... 9

2 Syfte och frågeställningar ... 10

3 Litteraturgenomgång. ... 11

3.1 Definitioner och begrepp ... 11

3.1.1 Skillnaden mellan term och begrepp ... 11

3.1.2 Allel ... 11

3.1.3 Evolutionens mekanismer ... 11

3.1.4 Naturligt urval och selektion ... 12

3.2 Evolutionsdidaktisk forskning kring begreppsförståelse ... 12

3.2.1 Förförståelse ... 12 3.2.2 Förklarningsmodeller ... 13 3.2.3 Undervisning ... 14 3.2.4 Läroböckerna ... 16 3.3 Kursplaner ... 17 4 Metod ... 18 4.1 Urval ... 18 4.2 Etiska dilemman ... 18 4.3 Datainsamlingsmetoder ... 18 4.4 Procedur ... 20

4.5 Databearbetning och tillförlitlighet ... 22

5 Resultat och analys ... 23

5.1 Vilka begrepp rörande evolutionens mekanismer bearbetas under lärarledd tid? ... 23

5.1.1 Delstudie N ... 23

5.1.2 Delstudie S ... 24

5.1.3 Sammanfattning ... 25

5.2 Inom vilka begrepp rörande evolutionens mekanismer visar eleverna att de utvecklat kunnande? ... 27 5.2.1 Delstudie N ... 28 5.2.2 Delstudie S ... 36 5.2.3 Sammanfattning ... 41 6 Diskussion ... 44 6.1 Resultat ... 44 6.2 Metod ... 48 6.3 Tillförlitlighet ... 49 6.4 Slutsatser ... 50

8

7 Referenser. ... 52 8 Bilagor ... 55

9

1 Inledning

Utnyttjas evolutionsteorins styrka att förklara biologin i den svenska skolan? Evolutionsteorin förklarar människans ursprung och är relevant för alla. Evolutionsteorin förklarar hur arterna har uppstått och varför arterna ser ut och beter sig som det gör. Nothing in Biology Makes

Sense except in the Light of Evolution skriver Dobzhansky (1973) i artikeln med samma namn

och lyckas i en mening sammanfatta evolutionsteorins stora förklaringsvärde. Att utveckla förståelse för evolutionsteori kan vid första anblicken verka enkelt, men flera studier visar att undervisning många gånger är problematisk och inte leder till begreppsförståelse (Smith 2010). Undervisningen om evolution kan ha olika fokus, till exempel begreppsförståelse rörande evolutionen eller att visa utvecklingen som ett historiskt förlopp. Detta arbete har fokus på begreppsförståelsen av evolutionära mekanismer och hur elever utvecklar förståelse av dessa. Vi har haft möjlighet att studera elever i två gymnasieklasser som var i akt att påbörja kursmoment som behandlar evolutionen. Alla dessa elever har en gemensam kunskapsgrund i den svenska grundskolan men kommer nu studera evolution utifrån olika förutsättningar. Den ena gruppen läser kursen Biologi A och kommer refereras till som delstudie N. Den andra gruppen läser kursen Naturkunskap B och kommer refereras till som delstudie S.

10

2 Syfte och frågeställningar

Vi vill undersöka gymnasielevers möjligheter att utveckla naturvetenskaplig begreppsförståelse. Naturvetenskapen innehåller många begrepp men vi kommer endast undersöka de begrepp som utgör evolutionens mekanismer. Syftet är att praktiskt och teoretiskt studera hur undervisningen bedrivs och vilka faktorer som kan göra undervisningen av evolutionens mekanismer framgångsrik. Vi vill undersöka eventuell korrelation mellan undervisning och elevers uppvisade utveckling av begreppsförståelse.

 Vilka begrepp rörande evolutionens mekanismer bearbetas under lärarledd tid?

 Inom vilka begrepp rörande evolutionens mekanismer visar eleverna att de utvecklat kunnande?

11

3 Litteraturgenomgång.

3.1 Definitioner och begrepp

3.1.1 Skillnaden mellan term och begrepp

En term är en benämning eller ett ord (Nationalencyklopedin 2001a). Ett begrepp är det abstrakta innehållet i en term, inte termen i sig själv (Nationalencyklopedin 2011b).

3.1.2 Allel

En allel är en av flera alternativa former av en gen (Nationalencyklopedin 2011e). Finns flera alleler i en population finns det en variation.

3.1.3 Evolutionens mekanismer

Ferrari och Chi (1998) delar upp evolutionsteorin i fem begrepp som tillsammans utgör stommen som man behöver för att uppnå begreppsförståelse av evolutionsteorin. Variation delas upp i två sub-begrepp, befintligvariation och variationens uppkomst. Befintlig variation avser vilka fenotyper som finns i den undersökta populationen. Variationens uppkomst avser de mutationer som ändrar en befintlig allel eller som förändrar en genuppsättning. Denna förändring kommer i sin tur ge olika fenotyper. Endast de fenotyper som är ärftliga överförs från en generation till nästa. Detta är det arv som diskuteras i evolutionsundervisning. Egenskaper är mer eller mindre fördelaktiga för en individ i dess habitat. De individerna med fördelaktiga egenskaper kommer överleva i högre grad än de med ofördelaktiga egenskaper.

Överlevnad handlar inte bara om hur länge individen överlever utan snarare om hur mycket

avkomma den får under sitt liv. Det är bara gener från individer som reproducerar sig som förs vidare till nästa generation. Denna reproduktion skapar nya individer med de ärvda allelerna. Endast de anlag som förs vidare till nästa generation sprids i populationen. Detta beror på selektionen. På så vis sker en ackumulation av de gynnsamma allelerna i populationen (Ferrari och Chi 1998).

12

3.1.4 Naturligt urval och selektion

Naturlig selektion och naturligt urval är synonyma begrepp. Selektion avser den biologiska process som är evolutionens drivkraft. Begreppen överlevnad och reproduktion utgör tillsammans begreppet selektion (Wallin 2003).

3.2 Evolutionsdidaktisk forskning kring begreppsförståelse

3.2.1 Förförståelse

Nadelson och Nadelson (2010) visar att elever tidigt utvecklar förklaringsmodeller kring biologi och evolution. Smith (2010) skriver att elever ofta redan vid åtta års ålder har en förklaringsmodell rörande livets uppkomst och evolutionens karaktär. Wallin (2004) påtalar att detta skiljer evolutionsteorin från flera av de andra naturvetenskapliga kunskapsområdena i det att eleverna oftast har en alternativ förklaringsmodell till hur livet har utvecklats redan innan de haft undervisning i ämnet. Denna modell är deras förföreställning som undervisningen ämnar korrigera till den vetenskapliga evolutionsläran. Det lättare att bygga en begreppsförståelse från grunden utan att behöva förändra en redan befäst förförståelse och detta är en av evolutionsundervisningens stora utmaningar (Wallin 2004).

Den förföreställning flertalet elever tar med sig till skolan är att en populations individer kan

anpassa sig till den miljö de lever i (Wallin 2004). Ordet anpassning används enligt

Zetterqvist (2003) av många elever som enda förklaring till evolution. I en analys av 335 elevsvar på en fråga (uppgift 7, bilaga 1) i en undersökning genomförd av Olander (2009) besvarar 13 % av eleverna frågan med svar som kategoriserades som svar som använder

anpassning som förklaring. Andersson (2008a; 2008b) beskriver att anpassning evolutionärt

sett inte sker på individnivå utan är något som sker mellan generationerna i en population. En egenskap som en individ har förvärvat under sitt liv, en anpassning, är inte ärftlig och kommer därmed inte ärvas av nästa generation. Om giraffen sträcker på sig får inte dess avkomma längre hals. Anpassning, evolutionärt sett, är däremot något som sker i en population under flera generationer. De individer i en population som besitter en fördelaktig allel kommer under sitt liv få mer avkomma och bli fler än de som inte besitter den. Konkurrensen om mat, boplats och partner kommer slå ut de som ej besitter den fördelaktiga allelen. På så vis kommer den fördelaktiga allelen ackumuleras i populationen tills den är den vanligaste (Andersson 2008a; Andersson 2008b). Andersson påtalar att ordet anpassa ofta

13

förekommer i skolans undervisning om evolution. Ordet används flitigt av såväl lärare som elever. Problematiken är att lärare och elever menar olika saker då de använder ordet. Eleverna använder sig av ordet anpassa med vardagsspråkets innebörd. I vardagsspråket finns det två olika sätt att använda ordet anpassning. Anpassning kan ske omedvetet såsom att huden blir knottrig när man fryser eller så är den medveten där man anpassar sitt språk till vilken social kontext man befinner sig i. Dessa två betydelser är de som tillhör vardagsspråket och blandas lätt ihop med den som tillhör det evolutionsvetenskapliga språket som beskriver populationens anpassning över generationerna (Andersson 2008a).

3.2.2 Förklarningsmodeller

Bakom den felaktiga förklaringen att individer i en population kan anpassa sig finns en strävan eller en vilja som utgör drivkraften till evolutionen (Wallin 2004). Smith (2010) beskriver dessa vanligt förekommande felaktiga bakomliggande förklaringsmodeller. Han delar upp modellerna i fyra kategorier, antropomorfa, teleologiska, essentialistiska och

intentionalistiska.

Antropomorfa förklaringsmodeller är förmänskligande och har vilja och behov som

utvecklande kraft (Zetterqvist 2003). Exempel på antropomorf förklaring: Om sälen behöver hålla andan för att fånga mer fisk så utvecklar den förmågan att hålla andan längre. En teleologisk förklaringsmodell bygger på idén att naturliga handlingar och skeenden har ett syfte, ändamål eller en fullbordan (Smith 2010; Nationalencyklopedin 2011c). Idén har sina rötter i Platon och Aristoteles tänkande och var den dominerande förklaringen för naturens ordning. Modellen innebär att naturen är ordnad, inte slumpmässig. Delarna av naturen, växterna, djuren, etc. behöver dock inte ha ett medvetet syfte med sina handlingar. Under 1800-talet med Lamarck och senare Darwin blev den teleologiska världsbilden effektivt motsatt (Nationalencyklopedin 2011c). Trots detta skriver Zetterqvist (2003) att den teleologiska förklaringsmodellen lever kvar hos elever, läroböcker och i lärares förklaringar. Zetterqvist menar att detta är en brist med läroböckerna och att detta bidrar till elevers bevarande av ovetenskapliga förföreställningar. Essentialism är en psykologisk begränsning vid utvecklandet av begreppsförståelse rörande biologisk evolution (Smith 2010). Essentialism är idén att vissa egenskaper är väsentliga, essentiella, för ting och fenomen och att avsaknaden av dessa skulle tinget eller fenomenet upphöra att existera i den form de nu har. Dessa egenskaper

14

hör till dess natur (Nationalencyklopedin 2011d). Intentionalism avser människors tendens att förutsätta att syften och avsikter finns i naturen. Dessa avsikter besjälar naturen och dess fenomen. Dessa tendenser har iakttagits i unga barn oberoende av föräldrarnas kunnande i ämnet. På så vis verkar intentionalismen vara kulturellt oberoende och allmänmänskligt (Smith 2010).

Anledningen till att elever använder sig av dessa förklaringsmodeller är kognitionsrelaterad. Det kommer till uttryck i kognitiva genvägar som vi använder i avsaknad av kunskap. Genvägarna används omedvetet i vardagslivet och genererar ofta tillräckliga modeller för att förklara omvärlden. Dessa naiva modeller används av såväl välutbildade vuxna som är under tidspress, lågutbildade vuxna och barn. När elever utsätts för motstridiga förklaringar väljer de lättillgängliga förklaringsmodeller som ofta skiljer sig från den vetenskapliga förklaringsmodellen. Detta leder till att ovetenskapliga förföreställningar stärks och gör det svårt att nå förståelse i evolutionsteori (Smith 2010). Wallin (2004) skriver att när elevers använder sig av förklaringsmodeller är de inte konsistenta. Elever använder olika förklaringsmodeller beroende på vilken frågeställning de ställs inför, exempelvis en teleologisk förklaring till varför geparden är så snabb och en antropomorf förklaring till varför giraffen har så lång hals (Wallin 2004).

3.2.3 Undervisning

Nadelson och Nadelson (2010) skriver att dessa tidiga förklaringsmodeller oavsett om de är vetenskapliga eller alternativa ofta behålls upp i vuxen ålder. Därför är det viktigt att elever tidigt får sina förklaringsmodeller utmanade och korrigerade. Genom att tidigt få tillgång till kunskap om evolutionsteori kan den vetenskapliga modellen bli den förklaring som följer eleven genom livet.

Emellertid skriver Zetterqvist (2003) att evolutionsundervisningen i grundskolan tenderar att vara sist i terminsplaneringen. Detta leder till att eleverna inte får möjlighet att använda sina kunskaper om evolutionens mekanismer i den övriga biologiundervisningen. Andersson (2008b) skriver om vikten av att låta begreppsförståelsen växa fram och att ämnet behandlas med god progression där undervisningen bygger på tidigare undervisning och begreppsförståelsen. Detta kan vara svårt att uppnå då undervisningen startar som sista moment i grundskolans biologiundervisning. Andersson och Wallin (2006) påtalar att det

15

är viktigt att eleverna får använda sina nya kunskaper i flera olika situationer. Brist på exempel begränsar elevernas möjlighet att konkretisera kunskapen för sig själva och senare i bedömningssituationer.

Olander (2009) menar att grundskolans läroplan fokuserar på biologisk evolution men att undervisningen inte gör det. En anledning till detta är att en betydande del av de praktiserande lärarna saknar förståelse eller väljer bort begreppsfokuserad evolutionsteoriundervisning (Smith 2010; Zetterqvist 2003). Smith (2010) skriver att lärare med god förståelse är en viktig faktor i god evolutionsundervisning. Andersson (2008a) pekar dessutom på vikten av att lärarens språk. Eleverna ska tydliggöras diskrepansen mellan vardagsspråket och det vetenskapliga. Skillnaderna mellan vardagsinnebörden och den vetenskapliga innebörden av begreppen ska påvisas. Även Smith (2010) påtalar vikten av att läraren använder sig av ett precist och korrekt språk. I andra fall kan det leda till att elevernas alternativa förklaringar befästs (Smith 2010). Zetterqvist (2003) belyser speciellt det problematiska ordet anpassa. Ordet anpassa används i flera läroböcker utan problematisering vilket kan leda till att eleverna fördjupar sina vardagsföreställningar. Andersson (2008a) föreslår att man inte alls ska använda ordet

anpassa utan att problematisera det och dessutom lyfter han fram ordet ackumulation. Ackumulation är motiverat att använda istället för anpassning då det inte har en bred

vardaglig betydelse. Dessutom förmedlar ackumulation begreppets passiva natur, där det inte är individernas strävan som anpassar populationen utan att det är det naturliga urvalet som gynnar vissa över andra (Andersson 2008a).

Att nå begreppsförståelse inom biologisk evolution genom traditionell undervisning är svårt (Olander, 2009; Smith 2010). I studier där man låtit eleverna göra tester före och efter undervisningssekvenser i evolutionsteori har enbart svaga förbättringar uppmätts. En stor del av eleverna väljer dessutom att inte svara på frågorna. I en rikstäckande undersökning väljer bara 335 av 620 elever i årskurs 9 att svara på en uppgift (uppgift 7, se bilaga 1) (Olander 2009). Undervisning bör enligt Cook (2009) innehålla problemlösning. Autentiska problem har visat sig vara effektiva i utvecklandet av elevers förståelse och användande av evolutionen som förklaringsmodell. Uppgifterna med moderna teman, som till exempel resistenta bakterier, är att föredra och ger en starkare vardagsanknytning än exempelvis dinosaurier (Cook 2009). Smith (2010) skriver även att man bör diskutera felaktiga förklaringsmodeller såsom antropomorfa, teleologiska,

16

essentialistiska och intentionalistiska när man lär ut biologisk evolution med fokus på

begreppsförståelse. En visad framgångsfaktor är att låta eleverna förklara och beskriva sina alternativa idéer och föreställningar. Genom att belysa alternativa idéer för eleverna blir de mer mottagliga för den vetenskapliga förklaringen (Smith 2010).

3.2.4 Läroböckerna

Ett ytterligare problem i undervisning rörande evolution är läroböckerna. Forskning kring biologiböckerna på grundskolan visar att läroböckerna för biologi i grundskolans senare år har stora brister (Zetterqvist 2003). Kapitlen om genetik och evolution behandlas kort och är ofta placerade längst bak. Då det som är längs bak i en bok riskerar att inte hinnas med i en bokstyrd undervisning kan evolutionsundervisningen falla bort i sin helhet. Zetterqvist (2003) har gjort en undersökning av fyra vanligt förekommande läroböcker i biologi för grundskolans senare år som visar att kapitlet om evolution utgör 4-6% av böckerna. Detta kan jämföras med de 7-16% som tillägnas ekologin och 20-28% tillägnas systematiken. Att kapitlet om evolution är kort medför att flera av de centrala begreppen ibland saknas helt eller är så kortfattade att de inte ger eleverna någon möjlighet att utveckla förståelse för dem. Två av de fyra undersökta böckerna nämner till exempel inte det naturliga urvalet. Flera begrepp såsom individ, population, slump och evolutionär tid förklaras endast ytligt. De iakttagbara evolutionära fenomen och de förutsägelser som görs kopplas inte till teorin. Detta medför att flera biologiböcker inte hjälper elevernas att utveckla sin begreppsförståelse. Eleverna lär sig till exempel i vilken ordning olika djur har utvecklats innan de lär sig att, och hur, de har utvecklats (Zetterqvist 2003). Evolutionsteorins förklaringsvärde nyttjas inte. Om eleverna har förståelse för vilka mekanismer som styr utvecklingen kanske det hade varit lättare att förstå systematiken och etologin snarare än att memorera. Zetterqvist (2003) visar på ytterligare en anmärkningsvärd punkt; att teleologiska och antropomorfa förklaringar är vanliga i grundskolans läroböcker därtill kommer lamarckistiska förklaringar. Andersson (2008) skriver om lamarckistiska förklaringar. Lamarck utvecklade sin teori under sent 1700-tal och var en föregångare till Darwin (Nationalencyklopedin 2011f). Hans teori var en rektion på skapelsen som hävdade att naturen var statisk och skapad i sin nuvarande form. Lamarcks hypotes var att ett djur förlorar de egenskaper de inte använder och de som används förstärks, dessutom skulle dessa egenskaper vara ärftliga (Andersson 2008).

17

3.3 Kursplaner

Eleverna i undersökningen läser två olika kurser som har olika inriktning. Båda kurserna innehåller evolution.

Biologi A är en gemensam kurs inom naturvetenskapsprogrammet som eleverna i delstudie N läser. Kursen ger stort utrymme åt biologisk evolution och evolutionen kan kopplas till t.ex. ekosystem och artkunskap. I styrdokumenten står det:

Ämnets karaktär och uppbyggnad

”Biologi är läran om livet, dess uppkomst, utveckling, former och betingelser… Biologiämnet behandlar såväl den biologiska organisationen som växelverkan mellan och inom nivåerna. Evolutionsteorin är grundläggande vid studiet av denna växelverkan… Teorier om livets uppkomst och utveckling påverkar människans syn på sig själv som människa och biologisk varelse.”

(Skolverket 2000a) ”Biologi A presenterar naturvetenskapliga teorier om livets uppkomst och utveckling. Artsammansättningen i ett ekosystem liksom organismernas beteende belyses utifrån ett evolutionärt perspektiv.”

(Skolverket 2000b) Mål som eleverna skall ha uppnått efter avslutad kurs

”Eleven skall

ha kunskap om betydelsen av organismers beteenden för överlevnad och reproduktiv framgång, ha kunskap om naturvetenskapliga teorier rörande livets uppkomst och utveckling,”

(Skolverket 2000b) Begreppen överlevnad och reproduktion står uttryckligen i målen för Biologi A. Möjligheterna till tolkningar är emellertid stora.

Naturkunskap B är en gemensam kurs på samhällsvetenskapsprogrammet som eleverna i delstudie S läser. Det är en tvärvetenskaplig kurs med fokus på naturvetenskap. I styrdokumenten står det:

Ämnets karaktär och uppbyggnad

”Naturkunskap B … Kursen behandlar … livets förutsättningar och utveckling samt organismens byggnad och funktion.”

(Skolverket 2000c) Mål som eleverna skall ha uppnått efter avslutad kurs

”Eleven skall

ha kunskap om naturvetenskapliga teorier för livets uppkomst, villkor, utveckling och mångfald”

(Skolverket (2000d) I målen för Naturkunskap B är formuleringen mindre precis rörande evolutionen. Evolutionens mekanismer utrycks inte explicit. Möjligheterna till tolkningar är stora.

18

4 Metod

4.1 Urval

Undersökningen ägde rum under våren 2011 på en gymnasieskola i södra Sverige och utgick från en lärares undervisning i två klasser. Läraren är en kvinna som har studerat biologi på universitet med inriktning agronomi. Hon har därefter haft en forskartjänst under tio år. Hon har senare kompletterat sin utbildning för att bli lärare och är nu gymnasielektor samt undervisar i ämnena naturkunskap och biologi. Hon har undervisat på gymnasiet i nio år. Vi har studerat undervisningen i två av lärarens klasser. Den ena klassen går i årskurs ett på det naturvetenskapliga programmet och läser kursen Biologi A (delstudie N). Den andra klassen går i årskurs tre på det samhällsvetenskapliga programmet och läser kursen Naturkunskap B (delstudie S). En av författarna har kommit i kontakt med läraren och klasserna under sin verksamhetsförlagda tid i lärarutbildningen. Dessa båda klasser blev basen för vår undersökning eftersom de skulle starta undervisning kring evolution samtidigt som vår undersökning skulle genomföras.

4.2 Etiska dilemman

Vetenskapsrådet skriver i sina forskningsetiska riktlinjer att barn som fyllt 15 år och som inser vad forskningen innebär för hans eller hennes del skall informeras och samtycka till densamma (Vetenskapsrådet 2010). Alla elever i denna studie är minst 15 år gamla. Innan undersökningen börjar klargör vi för eleverna att om de inte vill deltaga kan de säga det till oss eller till läraren och då tas ur undersökningen. Vid det första mötet med eleverna redogör vi för vad undersökningen handlar om och vilka konsekvenser undersökningen kan ha för eleverna. Eftersom undersökningen är skild från deras undervisning och inte bedöms anser vi att undersökningen inte kan orsaka eleverna skadliga konsekvenser. Vi har observerat eleverna och läraren och fört löpande protokoll. Ingen inspelningsutrustning, varken ljud eller bild, har använts. Därmed anser vi att vi har agerat etiskt korrekt. Vi anser inte att det finns några andra etiska dilemman att ta i beaktande.

4.3 Datainsamlingsmetoder

Observation är effektivt som datainsamlingsmetod då den gör det möjligt att, med två observatörer, undersöka en situation två gånger, simultant. Båda författarna för individuella

19

löpande protokoll över observationerna som sedan kan jämföras. Observation möjliggör en studie utan i förväg uppsatta ramar. Metoden är kvalitativ vilket medför att resultaten har djup men ej är direkt generaliserbara (Johansson & Svedner 2006). De utförda observationerna är fältstudier där fenomenet undervisning studeras i sitt naturliga, sociala sammanhang, klassrummet (Larsen 2009). Observationerna är inte strikt icke-deltagande utan snarare svagt deltagande men en låg grad av aktivt deltagande (Larsen 2009).

Valet av enkätundersökning som metod motiveras av intresset av hela gymnasieklassers kunskapsutveckling rörande evolutionsteorin i de två delstudierna. Vi har använt en enkät och låtit eleverna i våra två delstudier besvara denna före och efter undervisningen. Johansson och Svedner (2006) skriver att enkätundersökningars fördel är att det ger kvantifierbar data från många informanter. En enkät ger inte en djup förståelse av elevernas begreppsförståelse men är en relativt snabb metod och kan därmed genomföras med fler elever. Vår frågeställning kräver att vi kan undersöka det kunnande eleverna visar att de har utvecklat under perioden som undervisningen spänner över. Det vore för tidskrävande att undersöka det med någon annan metod. Enkätfrågor är bra till undersökningar av faktakunskaper (Johansson och Svedner 2006).

I enkätstudier är det viktigt att frågorna är välformulerade och faktiskt kan besvara frågeställningen, detta kan vara svårt och det är därför en fördel att använda sig av äldre enkäter förutsatt att de är noga utformade och bra (Johansson och Svedner, 2006). Frågorna vi har utgått från i skapandet av vår enkät har används av Wallin i Evolutionsteorin i

klassrummet, publicerad 2004. Frågorna är ursprungligen översättningar av uppgifter som

används i flera internationella studier. Tidigare studier kan fungera som en teststudie för oss och som ett bredare material att jämföra våra resultat med. Wallins enkät består av sju uppgifter med fasta svarsalternativ och två uppgifter med öppna svar (Wallin 2004). Johansson och Svedner (2006) påtalar att enkätfrågor i första hand ska ha fasta svarsalternativ. Detta gjorde att vi valde bort en av frågorna med öppet svar, annars har enkäten samma utformning som den i Wallins studie. Vi använder uppgifter med likertskala för att de använts i tidigare forskning, både i Sverige och internationellt, om lärandet av evolutionsteori(Wallin 2003). I en enkät bör varje uppgift bara behandla en sak (Johansson och Svedner, 2006). Två av uppgifterna i vår enkät behandlar dock flera av våra begrepp. Uppgift 3 behandlar både överlevnad och reproduktion, dessa två begrepp är mycket hårt knutet till varandra och sammanfattas ofta som selektion enligt Wallin (2003). Uppgift 7 har

20

vi valt att ha med för att det är en sammanfattande uppgift som låter eleverna visa förståelse för hur begreppen hänger samman och bildar evolutionsteorin.

4.4 Procedur

För att besvara den första frågeställningen Vilka begrepp rörande evolutionens mekanismer

bearbetas under lärarledd tid? har vi observerat samtliga lektioner om evolutionsteori under

undervisningssekvenserna i delstudie N och S. Vi har befunnit oss runtom i klassrummet och varit deltagande i den grad att vi svarat på tilltal och på enkla frågor eleverna haft. Vi upplever att vår närvaro inte påverkat lärare och elever nämnvärt. Eleverna har inte visat oss särskilt stort intresse. Enligt Johansson och Svedner (2006) förde vi löpande, individuella, protokoll över observationerna i vilka lektionerna beskrivs med så hög detaljnivå som möjligt. Efter observationerna sammanställdes båda protokollen till ett kronologiskt dokument. Lektionernas innehåll kategoriserades efter de begrepp som vi tidigare presenterat.

Dessa är:  Befintlig variation  Variationens uppkomst  Arv  Överlevnad  Reproduktion  Ackumulation

För att besvara den andra frågeställningen Inom vilka begrepp rörande evolutionens

mekanismer visar eleverna att de utvecklat kunnande? Har vi låtit eleverna i delstudie N och

S besvara en enkät som mäter begreppsförståelse. Eleverna fick innan påbörjad undervisningssekvens (förtest) och efter undervisningssekvensen (eftertest) besvara enkäten. Det är alltså en enkät med samma utformning och frågor. Vi har använt samma frågor i för- och eftertestet i syftet att kunna jämföra testen. Enkäten finns som bilaga 1. Enkätundersökningen har skett på skolan eleverna går på och under lektionstid. Vi har varit närvarande under ifyllandet av enkäten. Att närvara under besvarandet av en enkät minskar bortfallet och gör eleverna mer engagerade (Johansson & Svedner 2006). Information kring enkäten har skett muntligt av författarna. Läraren och eleverna fick information om att undersökningen är en del i ett examensarbete om begreppsförståelse i evolutionsbiologi. För att få tillgång till lektionstid att göra testerna beslutade vi att låta läraren se enkäten innan våra

21

studier påbörjades. De ifyllda enkäterna var kodade, eleverna blev informerade om att de enda som visste namnet bakom koden var författarna och att den lista på namn som fanns skulle förstöras när vår studie var klar. Namnlistorna är nu förstörda. Läraren sa att hon själv aldrig kommer begära ut enkäterna. Eleverna har haft möjlighet att ställa frågor angående enkäten, samt informerats om hur de kan göra för att få svar på ytterligare frågor. Elevernas samtycke är grunden till ett etiskt förfarande (Larsen 2009). Under tiden eleverna besvarade enkäterna kunde de ställa frågor till oss. Vi fick flera språkliga frågor. Eleverna var ovana vid likertskalor och vi förklarade därför hur sådana fungerar. Samma förklaring användes varje gång. Till skillnad från förtesten använde vi en artefakt i form av en uppstoppad and. Vi kunde då förtydliga vilken fågel frågorna berörde och vad simhud är. Schoultz (2002) skriver att artefakter är ett bra hjälpmedel när man vill nå elevers begreppsförståelse. Vi tror inte att skilnaden i utförandet är märkbar och därmed kan ignoreras i analysen.

Den enkät vi delade ut till informanterna bestod alltså av åtta stycken frågor som var numrerade från 1 till 8. Frågorna i enkäterna berör de begrepp vi innan beskrivit evolutionsteori med enligt tabell 1.

Tabell 1. Undersökningsområden i enkäten. Tabellen visar vilka begrepp enkätfrågorna

undersöker. Uppgift 1, fasta svar Uppgift 2, fasta svar, likert Uppgift 3, fasta svar, likert Uppgift 4, fasta svar, likert Uppgift 5, fasta svar Uppgift 6, fasta svar Uppgift 7, öppet svar Uppgift 8, fasta svar Befintlig variation X X Variationens uppkomst X X X Arv X X Överlevnad X X Reproduktion X X X Ackumulation X

Efter påbörjad studie valde vi att inte rätta och behandla uppgift nummer 8. Detta då den inte berör våra frågeställningar, se tabell 1. Uppgifterna 1 till 7 består av sex uppgifter med fasta svarsalternativ, varav tre besvaras i likertskala, och en uppgift med öppet svar. En likertskala är en typ av skala som ger informanten möjlighet att visa vilket av två påståenden som

22

informanten håller med mest. På likertskala kan informanten markera, från håller fullständigt

med alternativ A, över spektrumet av mellanting till håller fullständigt med alternativ B

(Larsen 2009). Enkäten frågade efter elevens kön men ingen analys av resultaten har gjorts.

4.5 Databearbetning och tillförlitlighet

För att få hög validitet krävs att frågeställningen och enkätfrågorna stämmer överens (Larsen 2009). Frågorna i enkäten är relevanta för vår frågeställning. Samtliga enkäter från för- och eftertesten rättades och kategoriserades vid samma tillfälle för att en så likvärdig bedömning som möjligt skulle ske. För ytterligare säkerhet kodades dessutom enkäterna om innan rättningen. Numrerade etiketter som dolde tidigare koder och kön sattes på enkäterna. Blindningen berörde kön, delstudie, för- eller eftertest. Fråga 1 till 6, vilka är frågor med fasta svarsalternativ, har en av författarna rättat ensam, fanns det minsta tveksamhet har dock den andra författaren tillfrågats. Vid rättning uppgift 2 till 4 har vi låtit motiveringen väga tyngre än elevernas svar i likertskalan. Detta har lett till att vissa svar som bestått av ett felaktigt svar i likertskalan och en god motivering har bedömts som korrekta. Fråga 7 har båda författarna rättat var för sig och sedan har vi gått igenom samtliga tillsammans. De svar vi varit oense kring diskuterades tills konsensus uppstod. Rättningen behandlar huruvida svaren innehåller de undersökta begreppen. I vissa fall finns termen utan innebörden av begreppet med i svaret, i dessa fall är bedömningen att begreppet inte finns. I andra fall saknas termen men innebörden av begreppet framkommer, i dessa fall är bedömningen att begreppet finns.

23

5 Resultat och analys

5.1 Vilka begrepp rörande evolutionens mekanismer bearbetas under

lärarledd tid?

5.1.1 Delstudie N

Undervisningssekvensen i delstudie N består av fyra lektioner, se tabell 2. Därtill kommer läsläxa, sidorna 59-62, 68-79 och 82-88 (sammanlagt 23 sidor) i boken Biologi A av Henriksson (2000a).

Under lektion 1 får klassen tillbaks ett prov i systematik och detta kopplas till evolution, men utan att beröra de begrepp vår undersökning avser. Därefter besvaras enkäten och flera elever ber om förtydligande av uppgifterna i enkäten. Sen visas filmen Livets uppkomst (1995). Filmen berör ej de begrepp vår observation avser. Sidorna 59-62 och 68-75 i Biologi A av Henriksson (2000a) är läxa till nästa lektion. Under lektion 2 utför klassen en övning som vi kommer att kalla fjärilsövningen. Instruktionerna som delstudie N använder till fjärilsövningen är bilaga 2 och 3. Fjärilsövningen illustrerar hur en population av fjärilar, över flera generationer, kan förändras i avseende på färg beroende på vilket habitat de lever inom. Under övningen berörs alla sex undersökta begrepp. Befintlig variation berörs i övningen och illustreras med att det i fjärilspopulationen finns olika fenotyper när det gäller färgen på vingarna. Arv berörs på så sätt att fjärilarnas fenotyp är kopplad till genotypen. Överlevnad berörs då eleverna uppmanas likt en predator plocka fjärilar, dessa fjärilar är de som inte överlever, som alltså har blivit uppätna. Reproduktion berörs då de fjärilar som har överlevt fortplantar sig. I samtliga elevgrupper kan eleverna se en ackumulation i populationen, att de fjärilar med en fenotyp som gör att de är bäst kamouflerade i sitt habitat ökar till antal och att andra sämre kamouflerade i vissa fall blir helt utrotade. Emellertid används inte termen

ackumulation under lektionen. Läraren och eleverna uttrycker istället att ”allelfrekvensen [i

populationen] har ökat”. I en gemensam genomgång tas Variationens uppkomst upp. Lärare och elever nämner mutationer som en förutsättning för evolution i en gemensam genomgång. Sidorna 76-79 och 82-88 i Biologi A av Henriksson (2000a) är läxa till nästa lektion. Lektion 3 börjar med en återblick av föregående lektion, begrepp som berörs är befintlig variation,

24

poängterar att fit inte betyder stark. Läraren säger att bäst anpassade är en bättre översättning men skiljer emellertid inte på vardagsinnebörden av anpassa från den vetenskapliga innebörden. Eleverna arbetar sedan i grupper och besvarar frågor om hur evolutionen har kartlagts, se bilaga 4. Klassen återsamlas efter 30 minuter. Tvärgrupper bildas och eleverna jämför sina svar med varandra. I helklass svarar varje grupp på en fråga inför hela klassen. Begreppet överlevnad berörs under denna övning. Lektionen avslutas med att eleverna får reda på att de nästa lektion kommer svara på en enskild skrivuppgift som är betygsgrundande. Läraren skriver orden ”variation”, ”selektion” och ”evolution” på tavlan. Hon ringar in variation och selektion och drar sedan en pil från de inringade orden till ordet evolution. Hon berättar att uppgiften ska handla om hur de två första orden leder till evolution. Sidorna 58-62 i Biologi A av Henriksson (2000a) är läxa till nästa lektion. Dessa sidor har eleverna tidigare haft i läxa. Under lektion 4 skriver eleverna den enskilda uppgiften (bilaga 5), och de har boken Biologi A av Henriksson (2000a) samt egna anteckningar tillgängliga. Uppgiften behandlar begreppen befintlig variation, arv, överlevnad och reproduktion.

Läraren presenterar evolutionsbegreppet på ett vetenskapligt korrekt sätt genom hela undervisningssekvensen och använder ett precist samt korrekt språk genom hela undervisningssekvensen.

5.1.2 Delstudie S

Undervisningssekvensen i delstudie S består av två lektioner i helklass samt en i halvklass, se tabell 3. Därtill kommer läsläxa, sidorna 176-181 och 184-197 (sammanlagt 20 sidor) i boken Naturkunskap B av Henriksson (2000b).

Under lektion 1 besvaras enkäten och flera elever i delstudie S ber om förtydligande av uppgifterna i enkäten. Ord som behövde förtydligas var bland annat and och simhud. Sedan går klassen igenom den vetenskapliga metoden som man genom observation, hypotes och test kan studera världen. Metoden kopplar de sedan till hur evolutionsteorin har utvecklats. Sista momentet på lektionen är filmen Livets uppkomst (1995). Sidorna 184-197 i Naturkunskap B av Henriksson (2000b) är läxa till nästa lektion.

Lektion 3 handlar om evolutionshistoria och livets ursprung. Eleverna arbetar med en stencil, se bilaga 6. Läraren går därefter igenom och diskuterar stencilen och jämför den med en hemsida om evolutionshistoria (Ehinger 2011). Under lektion 3 missuppfattas ord som gör uppgifterna omöjliga för eleverna att besvara utan hjälp. Till exempel tolkas ordet fiskar som

25

fiskare. Lektionerna berör inte de begrepp vår undersökning avser. Läraren presenterar slutligen en uppgift eleverna ska utföra och lämna in skriftligt, se bilaga 7. Uppgiften berör inte evolutionens mekanismer. Inlämningen av uppgiften och stora delar av elevernas arbete sker efter att vår undersökning är slutförd. Läraren uppmanar eleverna att läsa sidorna 184-197 i Naturkunskap B av Henriksson (2000b) som bakgrund till arbetet. Lektion 2 och 4 är i halvklass. Till lektionen har eleverna haft sidorna 58-62 i Naturkunskap B av Henriksson (2000b) i läxa. Övningen, som vi kommer kalla fjärilsövningen, på lektion 3, genomförs i halvklass och är densamma för båda grupperna. Instruktionerna till fjärilsövningen för den första gruppen finns som bilaga 8. Till den andra gruppen används bilaga 2 och 3. Instruktionerna förändras och kompletteras mellan lektionstillfällena då läraren anser att detta förbättrar övningen. Fjärilsövningen illustrerar hur vingfärgen förändras i en population av fjärilar kan beroende på i vilket habitat de lever. Lektionstillfällena berör alla de undersökta begreppen. Befintlig variation illustreras av att det i fjärilspopulationen finns olika fenotyper när det gäller färgen på vingarna. Arv visas då fjärilarnas fenotyp är kopplad till genotypen.

Överlevnad berörs då eleverna, likt en fågel, plockar fjärilar. Reproduktion berörs genom att

de fjärilar som har överlevt fortplantar sig. I alla 6 elevgrupper kan eleverna se en

ackumulation i populationen. Termen ackumulation används inte av läraren eller eleverna,

istället uttrycker de att allelfrekvensen har ökat[i populationen] och det har skett en evolution. Fjärilsövningen redovisas genom en laborationsrapport som eleverna skriver i grupp enligt bilaga 9. Elevernas arbete och inlämningen av laborationsrapporten görs efter att vår undersökning var avslutad. Läraren presenterar evolutionsbegreppet på ett vetenskapligt korrekt sätt och använder ett precist och korrekt språk genom hela undervisningssekvensen. Detta exemplifieras av lärarens svar då en elev frågade om människorna kommer från aporna. Läraren svarade tydligt och rakt att vi inte kommer från aporna, vi har ett gemensamt

ursprung.

5.1.3 Sammanfattning

De begrepp rörande evolutionens mekanismer som bearbetas på de lektioner vi har observerat i delstudie N redovisas i tabell 2. Ett X betyder att undervisningen har berört begreppet under lektionen.

26

Tabell 2. Begrepp inom evolutionens mekanismer och under vilka lektioner de berörs i

delstudie N. *Termen ackumulation nämns inte, men innebörden av begreppet framförs. Lektion 1 Lektion 2 Lektion 3 Lektion 4

Befintlig variation, X X X Variationens uppkomst X Arv X X X Överlevnad X X X Reproduktion X X Ackumulation X* X*

Tabell 2 visar att samtliga begrepp berörs under lektion 2. Detta är under fjärilsövningen. Fjärilsövningen är det enda exemplet som belyser evolutionens mekanismer och diskuteras i helklass. Under lektion 3 repeteras innehållet i lektion 2. Lektion 4 består av en individuell elevuppgift som är betygsgrundande.

De begrepp rörande evolutionens mekanismer som bearbetas på de lektioner vi har observerat i delstudie S redovisas i tabell 3. Ett X betyder att undervisningen har berört begreppet under lektionen.

Tabell 3. Begrepp inom evolutionens mekanismer och under vilka lektioner de berörs i

delstudie S. *Termen ackumulation nämns inte, men innebörden av begreppet framförs. Lektion 1 Lektion 3, halvklass 1 Lektion 2 Lektion 3, halvklass 2 Befintlig variation, X X Variationens uppkomst Arv X X Överlevnad X X Reproduktion X X Ackumulation X* X*

27

Tabell 3 visar att det är under laborationerna i halvklass evolutionens mekanismer belyses i delstudie S. Detta är under fjärilsövningen. Övningen utgör det enda exemplet på evolutionens mekanismer i undervisningen.

I läroböckerna som de observerade eleverna läser används ordet anpassa olika. I Naturkunskap B av Henriksson (2000b) står det att arter gradvis anpassats till miljön men vid två tillfällen är språket mindre specifikt och kan tolkas som att anpassningen sker på individnivå. I Biologi A av Henriksson (2000a) är författaren specifik i att evolution sker på populationsnivå och selektionen på individnivå. Här används inte ordet anpassa på ett specifikt och precis sätt.

5.2 Inom vilka begrepp rörande evolutionens mekanismer visar eleverna

att de utvecklat kunnande?

Denna fråga har vi sökt svar på genom en enkät, bilaga 1, som mäter uppvisad begreppsförståelse gällande evolutionens mekanismer. Eleverna har besvarat samma enkät vid två tillfällen, innan påbörjad undervisningssekvens (förtest) och efter undervisningssekvensen (eftertest). Antalet elever som besvarade båda testen i delstudie N (naturvetenskapligt program) är 20 av 26 elever respektive 17 av 25 elever i delstudie S (samhällsvetenskapligt program). Samtliga frågor i enkäten är hämtade från avhandlingen Evolutionsteorin i

klassrummet av Wallin (2004). Frågorna i enkäten presenteras kategoriskt utifrån de begrepp

frågorna berör. Uppgift 2, 3 och 4 har eleverna besvarat i likertskala. Svaren på dessa uppgifter har eleverna även haft möjlighet att motivera. Svarsalternativen markerade med * är det vetenskapliga alternativet. Vid rättning av dessa frågor har vi låtit motiveringen väga tyngre än elevernas svar i likertskalan. Detta har lett till att vissa svar som bestått av ett felaktigt svar i likertskalan och en god motivering har bedömts som korrekta. Uppgift 7 har rättas kvalitativt. Rättningen behandlar huruvida svaren innehåller de undersökta begreppen. I vissa fall finns termen utan innebörden av begreppet med i svaret, i dessa fall är bedömningen att begreppet inte finns. I andra fall saknas termen men innebörden av begreppet framkommer, i dessa fall är bedömningen att begreppet finns. De citat vi presenterar är till för att belysa hur bedömningen går till.

28

5.2.1 Delstudie N

5.2.1.1 Befintlig variation

Två uppgifter berör begreppet befintlig variation, uppgift 5 och 7. Uppgift 5 har fyra fasta svarsalternativ. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 5.

Ett antal myggpopulationer är numera resistenta mot DDT (en kemikalie som används för att döda insekter), vilket medfört att DDT-behandlingen inte är lika effektiv som tidigare. Biologer anser att DDT-resistensen har utvecklats på grund av:

Välj det påstående som passar bäst med vad du anser!

1) Enskilda myggor utvecklade DDT-resistens efter att ha blivit utsatta för medlet. 2) Myggpopulationerna behövde bli DDT-resistenta för att kunna överleva.

3) Några få myggor var troligen DDT-resistenta redan innan medlet började användas.* 4) Myggpopulationerna blev DDT-resistenta av en slump.

Diagram 1. Elevsvar på uppgift 5, befintlig variation, i delstudie N. nförtest=19, nerfertest=20 svar. Det vetenskapliga svarsalternativet är markerat med *.

Färre elever svarade rätt på uppgift 5 vid eftertestet än vid förtestet, se diagram 1. Fem av elever anger rätt svar på båda testen.

29 Uppgift 7.

Geparduppgiften

Geparder kan springa fort, runt 100 km/h då de jagar. Hur skulle en biolog förklara hur egenskapen att springa fort har utvecklats, om man antar att geparden härstammar från förfäder som kunde springa runt 30 km/h?

I förtestet använder 3 av 20 eleverna och i eftertestet 5 av 20 eleverna begreppet befintlig

variation för att besvara uppgift 7. Två elever använder befintlig variation i svaret av uppgift

7 i båda testen.

Exempel på ett elevsvar som bedöms innehålla begreppet befintlig variation:

”Att djuren ej kunde överleva med 30/km för att det ej kunde få tag på föda. Men vissa hade det bättre än andra. Dom var snabbare och just dom kunde överleva och föröka sig.”

(Elev 25, delstudie N, förtest)

Elev 25 använder sig inte av termen befintlig variation men skriver att vissa hade det bättre

än andra, detta tolkar vi som att eleven menar att det finns individer som har det bättre och

individer som har det sämre, det finns alltså en variation med avseende på egenskaper (snabbhet) inom arten.

5.2.1.2 Variationens uppkomst

Tre uppgifter berör begreppet variationens uppkomst, uppgift 1, 2 och 7. Uppgift 1 har fyra fasta svarsalternativ. Uppgift 2 besvaras i en likertskala och möjlighet att motivera svaret ges. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 1.

Under evolutionens gång har levande organismer utvecklat en mängd olika egenskaper. Upphovet till denna enorma variation är att:

Välj det påstående som passar bäst med vad du anser! 1) Egenskaperna uppkom när de behövdes.

2) Det har skett slumpvisa förändringar av organismernas arvsmassa.* 3) Levande organismer strävar efter att utvecklas

30

Diagram 2. Elevsvar på uppgift 1, variationens uppkomst, i delstudie N, n=19 svar. Det

vetenskapliga svarsalternativet är markerat med *.

En mer elev svarade rätt på uppgift 1 vid eftertestet än vid förtestet, se diagram 2. Bara en elev anger rätt svar på båda testen.

Antalet elever som valt svarsalternativ 3 har minskat vid eftertestet. Jämför med delstudie S, diagram 6, rubrik 5.2.2.2. Endast en elev anger svarsalternativ 3 i båda testen.

Uppgift 2.

Egenskapen att ha simhud på fötterna hos änder uppkom hos ändernas förfäder på grund av att:

de levde i vatten och behövde simhud för att simma.

1 2 3 4* 5* det av slumpskäl uppkommit mutationer.

b) Varför valde du detta svarsalternativ?

När motiveringarna tagits i beaktande på uppgift 2 har 5 elever svarat rätt på förtestet och 5 på eftertestet. Tre elever anger rätt svar på båda testen.

Ett exempel på hur en elev har uttryckt sig där vi bedömt att motiveringen är korrekt trots att eleven svarat felaktigt i likertskalan:

”Mutationer förekommer från slumpen men om de blir nödvändiga så är det en mycket stor chans att den förs vidare i generationer och att organismerna med dessa egenskaper kommer att bli en stor mängd”

31

Vi tolkar att elev 27 visar kunnande om variationens uppkomst i sin motivering när eleven skriver Mutationer (före)kommer från slumpen.

Uppgift 7, geparduppgiften, se rubrik 5.2.1.1 för att läsa uppgiften i fulltext.

I förtestet använder 2 av 20 elever och i eftertestet 1 av 20 elever begreppet variationens

uppkomst för att besvara uppgift 7. Endast en elev använder begreppet variationens uppkomst

i svaret av uppgiften i båda testen.

Exempel på hur ett svar (elev 20) har bedömts innehålla begreppet variationens uppkomst:

”Det kan också ha skett en mutation som gjort de snabbare.”

(Elev 20, delstudie N, eftertest )

5.2.1.3 Arv

Två uppgifter berör begreppet arv, uppgift 4 och 7. Uppgift 4 besvaras i en likertskala och möjlighet att motivera svaret ges. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 4.

Under tiden som simhud utvecklades hos änderna fick de flesta änder:

ungefär lika mycket simhud som 1* 2* 3 4 5 lite mer simhud än sina föräldrar.

b) Varför valde du detta svarsalternativ

När motiveringarna tagits i akt har 4 elever svarat rätt på förtestet och 6 på eftertestet. Tre av eleverna anger rätt svar på båda testen.

Ett exempel på hur en elev har uttryckt sig där vi bedömt att motiveringen är korrekt trots att eleven svarat felaktigt i likertskalan:

”De varierade men ungefär samma hos alla!”

32

Vi tolkar att elev 27 menar att: [mängden simhud]varierade men [var]ungefär samma hos

alla[i populationen].

Uppgift 7, geparduppgiften, se rubrik 5.2.1.1 för att läsa uppgiften i fulltext.

I förtestet använder 1 av 20 elever och i eftertestet 2 av 20 elever begreppet arv för att besvara uppgiften. Ingen elev använder begreppet arv i svaret av uppgiften i båda testen.

Exempel på ett elevsvar som bedömts innehålla begreppet arv:

”De snabbaste parrades ihop med de snabbaste och fick snabba ungar.”

(Elev 34, delstudie N, eftertest)

Vi tolkar att elev 34s svar innehåller begreppet arv då eleven skriver att de snabbaste … fick

snabba ungar.

5.2.1.4 Överlevnad

Två uppgifter berör begreppet överlevnad, uppgift 3 och 7. Uppgift 3 besvaras i en likertskala och möjlighet att motivera svaret ges. Denna fråga berör även reproduktion. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 3.

Simhud utvecklades hos de tidiga änderna eller deras förfäder på grund av att: vissa änder anpassade sig till sin

akvatiska miljö.

1 2 3 4* 5* vissa änder dog eller fick mindre avkomma.

b) Varför valde du detta svarsalternativ?

När motiveringarna tagits i akt har 4 elever svarat rätt på förtestet och 3 på eftertestet. Bara en elev anger rätt svar på båda testen.

Ett exempel på hur elev 21 har uttryckt sig där vi bedömt att motiveringen är korrekt trots att eleven kryssat felaktigt i likertskalan:

33

”eftersom det finns mutationer innan men när det började leva i vatten började änder utan mutationer dö ut och då fick änder med mutationer ge bort sina anlag och så fick barnen simhud”

(Elev 21, delstudie N, förtest )

Diagram 3. Fördelning av elevsvaren i likertskalan på uppgift 3, överlevnad och reproduktion

i delstudie N, nförtest=20, neftertest=19 svar. Det vetenskapliga svarsalternativet är markerat med *.

Diagram 3 visar att 10 av 20 elever väljer alternativ 1 som innebär det felaktiga påståendet att

vissa änder anpassade sig till sin akvatiska miljö.

Uppgift 7, geparduppgiften, se rubrik 5.2.1.1 för att läsa uppgiften i fulltext.

I både förtestet och eftertestet använder 6av 20 elever begreppet överlevnad för att besvara uppgiften. Ingen elev använder begreppet i båda testen.

Exempel på ett elevsvar som bedömts innehålla begreppet överlevnad:

”snabbaste geopaderna övdelevde medan de söligare dog av hunger.”

(Elev 34, eftertest) Vi tolkar att elev 34 menar att: de snabbaste geparderna överlevde (i högre grad) medan de inte lika snabba dog av hunger (i högre grad).

34

5.2.1.5 Reproduktion

Tre uppgifter berör begreppet reproduktion, uppgift 3, 6 och 7. Uppgift 3 besvaras i en likertskala och möjlighet att motivera svaret ges. Denna fråga berör även överlevnad och återges under rubrik 5.2.1.4. Uppgift 6 har fyra fasta svarsalternativ. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 3. Se rubrik 5.2.1.4 för att läsa om uppgift 3.

Uppgift 6.

Vilket av följande alternativ förklarar bäst förändringar hos en population med tiden? Välj det påstående som passar bäst med vad du anser!

1 Vissa individer är bättre på att föröka sig än andra.

2 Vissa individer svälter ihjäl, medan andra överlever genom att flytta till nya områden. 3 Organ och strukturer som behövs utvecklas.

4 Individer kan anpassa sig för att överleva.

Diagram 4. Elevsvar på uppgift 6, reproduktion, i delstudie N, n=20 svar. Det vetenskapliga

svarsalternativet är markerat med *.

Två elever anger rätt svar på båda testen. Diagram 4 visar att 9 av 20 elever väljer det felaktiga svarsalternativet 4 i för- och eftertest. Detta svarsalternativ innehåller ordet anpassa.

35

I förtestet använder elever 3 av 20 och i eftertestet använder 2 av 20 elever begreppet

reproduktion för att besvara uppgiften. Endast en elev använder begreppet reproduktion i

uppgiften i båda testen.

Vi bedömer att elev 31s svar innehåller begreppet reproduktion:

”… de snabbaste hann undan och kunde fortplanta sig och på så sätt få snabbare avkommor.”

(Elev 31, delstudie N, eftertest)

5.2.1.6 Ackumulation

En uppgift berör begreppet ackumulation, uppgift 7. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 7, geparduppgiften, se rubrik 5.2.1.1 för att läsa uppgiften i fulltext. Endast elev 21 bedöms använda begreppet ackumulation för att besvara uppgiften:

”De som är snabbast får maten medan de som är långsamma svälter ihjäl, tillslut så finns det bara snabba.” (Elev 21, delstudie N, eftertest)

Vi har tolkat att när elev 21 skriver tillslut finns det bara snabba menar eleven att detta sker över flera generationer och att egenskapen snabb ackumuleras i populationen tills den är homogent snabb. En alternativ tolkning vi valt att inte göra är att eleven bara avser skeendet under en generation och att det endast avser fenotyp.

36

5.2.2 Delstudie S

5.2.2.1 Befintlig variation

Två uppgifter berör begreppet befintlig variation, uppgift 5 och 7. Uppgift 5 har fyra fasta svarsalternativ. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 5.

Ett antal myggpopulationer är numera resistenta mot DDT (en kemikalie som används för att döda insekter), vilket medfört att DDT-behandlingen inte är lika effektiv som tidigare. Biologer anser att DDT-resistensen har utvecklats på grund av:

Välj det påstående som passar bäst med vad du anser!

1) Enskilda myggor utvecklade DDT-resistens efter att ha blivit utsatta för medlet. 2) Myggpopulationerna behövde bli DDT-resistenta för att kunna överleva.

3) Några få myggor var troligen DDT-resistenta redan innan medlet började användas.* 4) Myggpopulationerna blev DDT-resistenta av en slump.

Diagram 5. Elevsvar på uppgift 5, befintlig variation, i delstudie S, nförtest=16, neftertest= 17 svar. Det vetenskapliga svarsalternativet är markerat med *.

Diagram 5 visar att en elev mer har anger rätt svar vid eftertestet än vid förtestet. Bara en person anger rätt svar på båda testen.

37

Ingen elev i delstudie S använder begreppet befintlig variation i svaret av uppgiften.

5.2.2.2 Variationens uppkomst

Tre uppgifter berör begreppet variationens uppkomst, uppgift 1, 2 och 7. Uppgift 1 har fyra fasta svarsalternativ. Uppgift 2 besvaras i en likertskala och möjlighet att motivera svaret ges. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 1.

Under evolutionens gång har levande organismer utvecklat en mängd olika egenskaper. Upphovet till denna enorma variation är att:

Välj det påstående som passar bäst med vad du anser! 1) Egenskaperna uppkom när de behövdes.

2) Det har skett slumpvisa förändringar av organismernas arvsmassa.* 3) Levande organismer strävar efter att utvecklas

4) Det behövs stor variation för att få balans i naturen.

Diagram 6. Elevsvar på uppgift 1, variationens uppkomst, i delstudie S, nförtest=16, neftertest=17 svar. Det vetenskapliga svarsalternativet är markerat med *.

Diagram 6 visar att en elev mer har anger rätt svar vid eftertestet än vid förtestet. Bara en person anger rätt svar på båda testen. I eftertestet väljer 8 av 17 elever det felaktiga svarsalternativ 3, se diagram 6. Ingen av dessa åtta elever har valt svarsalternativ 3 i det föregående förtestet.

38 Uppgift 2.

Egenskapen att ha simhud på fötterna hos änder uppkom hos ändernas förfäder på grund av att: de levde i vatten och behövde simhud för

att simma.

1 2 3 4* 5* det av slumpskäl uppkommit mutationer.

b) Varför valde du detta svarsalternativ?

I förtestet har 3 av 17 elever svarat rätt och i eftertestet har 4 av 17 elever svarat rätt. Bara en person anger rätt svar på båda testen. Ingen elev i delstudie S motiverar sig till rätt svar på uppgift 2.

Uppgift 7, geparduppgiften, se rubrik 5.2.1.1 för att läsa uppgiften i fulltext.

Ingen elev i delstudie S använder begreppet variationens uppkomst i svaret av uppgiften.

5.2.2.3 Arv

Två uppgifter berör begreppet arv, uppgift 4 och 7. Uppgift 4 besvaras i en likertskala och möjlighet att motivera svaret ges. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 4.

Under tiden som simhud utvecklades hos änderna fick de flesta änder:

ungefär lika mycket simhud som 1* 2* 3 4 5 lite mer simhud än sina föräldrar.

b) Varför valde du detta svarsalternativ

I eftertestet väljer 2 av 17 elever rätt svarar på uppgift 4, detta är färre än i förtestet då 3 av 17 elever svarar rätt. Bara en person anger rätt svar på båda testen. Ingen elev i delstudie S motiverar sig till rätt svar på uppgift 4.

Uppgift 7, geparduppgiften, se rubrik 5.2.1.1 för att läsa uppgiften i fulltext. Ingen elev i delstudie S använder begreppet arv i svaret av uppgiften.

39

5.2.2.4 Överlevnad

Två uppgifter berör begreppet överlevnad, uppgift 3 och 7. Uppgift 3 besvaras i en likertskala och möjlighet att motivera svaret ges. Denna fråga berör även reproduktion. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 3.

Simhud utvecklades hos de tidiga änderna eller deras förfäder på grund av att: vissa änder anpassade sig till sin

akvatiska miljö.

1 2 3 4* 5* vissa änder dog eller fick mindre avkomma.

b) Varför valde du detta svarsalternativ?

I förtestet och eftertestet väljer 3 av 17 elever rätt svar på uppgift 3. Ingen anger rätt svar på båda testen. Ingen elev i delstudie S motiverar sig till rätt svar på uppgift 3.

Diagram 7. Fördelning av elevsvaren i likertskalan på uppgift 3, överlevnad och reproduktion

i delstudie S, nförtest=17, neftertest=16 svar. Det vetenskapliga svarsalternativet är markerat med *.

Diagram 7 visar att 10 av 17 elever väljer det felaktiga svarsalternativ 1 i eftertestet, svarsalternativet innehåller ordet anpassa.

40

Uppgift 7, geparduppgiften, se rubrik 5.2.1.1 för att läsa uppgiften i fulltext.

I delstudie S är det endast elev 17 som bedöms använda begreppet överlevnad i svaret av uppgiften:

”Geparderna behövde mat för att överleva, och då det har blivit svårare att få tag på byte eftersom det inte finns lika mycket mat som innan…”

(Elev 17, delstudie S, förtest )

5.2.2.5 Reproduktion

Tre uppgifter berör begreppet reproduktion, uppgift 3, 6 och 7. Uppgift 3 besvaras i en likertskala och möjlighet att motivera svaret ges. Denna fråga berör även överlevnad och återges under rubrik 5.2.2.4. Uppgift 6 har fyra fasta svarsalternativ. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 3. Se rubrik 5.2.2.4 för att läsa om uppgift 3.

Uppgift 6.

Vilket av följande alternativ förklarar bäst förändringar hos en population med tiden? Välj det påstående som passar bäst med vad du anser!

1 Vissa individer är bättre på att föröka sig än andra.

2 Vissa individer svälter ihjäl, medan andra överlever genom att flytta till nya områden. 3 Organ och strukturer som behövs utvecklas.

41

Diagram 8. Elevsvar på uppgift 6, reproduktion, i delstudie S, n=17 svar. Det vetenskapliga

svarsalternativet är markerat med *.

Diagram 8 visar att endast en elev i studie S anger rätt svar på uppgift 6 och det är i förtestet. Diagram 8 visar även att 10 av 17 elever i för- och eftertest väljer det felaktiga svarsalternativ 4 som innehåller ordet anpassa.

Uppgift 7, geparduppgiften, se rubrik 5.2.1.1 för att läsa uppgiften i fulltext.

Ingen elev i delstudie S använder begreppet befintlig variation i svaret av uppgift 7.

5.2.2.6 Ackumulation

En uppgift berör begreppet ackumulation, uppgift 7. Uppgift 7 är en uppgift med öppet svar.

Uppgift 7, geparduppgiften, se rubrik 5.2.1.1 för att läsa uppgiften i fulltext. Ingen elev i delstudie S använder begreppet ackumulation i svaret av uppgiften.

5.2.3 Sammanfattning

Få elever väljer de vetenskapliga svarsalternativen i flervalsfrågorna och i uppgift 7 använder få elever de undersökta begreppen för att förklara gepardens evolution, se tabell 4.

42

Tabell 4. Antal elever i delstudie N och S som använder sig av begreppen minst en gång i

enkäten och i vilka enkäter (för- eller eftertest) de gör det.

Delstudie N Delstudie S

Förtest Eftertest Förtest Eftertest

Befintlig variation 7 9 4 5 Variationens uppkomst 10 9 6 7 Arv 5 8 3 2 Överlevnad 7 9 4 3 Reproduktion 7 8 4 3 Ackumulation 0 1 0 0

Analys av tabell 5 ger medeltal för antalet begrepp eleverna använt sig av på ett korrekt sätt i enkäterna. Medlet är 1,8 begrepp i förtestet och 2,2 begrepp i eftertestet i delstudie N. I delstudie S är motsvarande 1,2 i båda testen.

Tabell 5. Antal elever i delstudie N och S och hur många av begreppen de har använt

Antal elever i delstudie N och S och hur många av evolutionens mekanismer de använder när de besvarar enkäten och i vilka enkäter (för- eller eftertest) de gjort det.

Få elever använder emellertid sig sällan av ett begrepp mer än en gång för att besvara enkäten. Enkäten har mer än en fråga rörande varje begrepp. Detta möjliggör analys av elevernas konsistens i användande av begrepp, se tabell 6.

Delstudie N Delstudie S Förtest Eftertest Förtest Eftertest

6 begrepp 0 0 0 0 5 begrepp 1 3 0 0 4 begrepp 4 0 0 1 3 begrepp 1 6 4 1 2 begrepp 4 5 2 3 1 begrepp 4 1 5 7 0 begrepp 6 5 6 5

43

Tabell 6. Antalet elever som använder ett begrepp korrekt vid besvarandet av flera uppgifter.

Delstudie N Delstudie S Förtest Eftertest Förtest Eftertest

Variationens uppkomst 2 3 1 2 Befintlig variation 3 2 0 0 Arv 0 0 0 0 Överlevnad 2 0 0 0 Reproduktion 2 0 0 0 Ackumulation 0 0 0 0

Tabell 7. Antalet elever i delstudie N och S och hur många fler eller färre begrepp de använt

vid eftertestet jämfört med förtestet. Differensen i antalet använda

begrepp mellan för- och eftertestet

Delstudie N Delstudie S 4 1 0 3 2 0 2 2 3 1 4 3 0 6 4 -1 0 5 -2 5 1 -3 0 1

Totalt antal elever: 20 17

Eleverna visar inte någon tydlig positiv utveckling i sina enkätsvar, se tabell 7. I uppgift 3 och 6 väljer många elever svarsalternativ som innehåller ordet anpassa. Tabell 8 visar att många elever använder ordet anpassa när de besvarar uppgift 7, geparduppgiften.

44

Tabell 8. Antal elever som använder anpassning som förklaring i svaret av uppgift 7,

geparduppgiften. Kolumnen inget svar är de som inte svarat på frågan eller skrivit vet ej, eller motsvarande. Svarar utan att använda anpassa, är de svar som inte är tomma och inte använder ordet anpassa i dess vardagsbetydelse.

Använder

anpassning som förklaring

Inget svar Svarar utan att använda anpassa förtest eftertest förtest eftertest förtest eftertest delstudie

N 6 3 9 9 2 5

delstudie

S 1 4 4 2 14 14

6 Diskussion

Resultaten från båda delstudierna, N och S, kommer att diskuteras tillsammans. Undersökningens syfte är att utröna vilka möjligheter eleverna får och vad som är framgångsrikt i undervisningen och lärandet av begreppen inom evolutionens mekanismer. Den första frågeställningen är: Vilka begrepp rörande evolutionens mekanismer bearbetas

under lärarledd tid? Svaret är att undervisningen berörde samtliga undersökta begrepp, befintlig variation, variationens uppkomst, arv, överlevnad, reproduktion och ackumulation.

Begreppen observerades under någon eller några lektioner, se tabell 2 och tabell 3. Den andra frågeställningen är: Inom vilka begrepp rörande evolutionens mekanismer visar eleverna att

de utvecklat kunnande? Resultatet visar att få elever i vår undersökning behandlar begreppen

på ett korrekt sätt när de besvarar enkäten, se tabell 4. Undersökningar av Wallin (2004) och Olander (2009) visar en bättre visad kunskapsutveckling än den vi har uppmätt i vår undersökning.

6.1 Resultat

Man får ställa sig frågan om det är realistiskt att eleverna är så svaga som resultaten tycks visa då eleverna i flera fall har försämrat sin begreppsförståelse inom evolutionens mekanismer efter undervisningssekvensen jämfört med före, se tabell 6. Uppgift 3 besvaras i