Lärarutbildningen Natur, miljö, samhälle
Examensarbete
15 högskolepoäng, avancerad nivåProgression?
En studie bland högstadie- och gymnasieelever kring fyra
ämnesområden inom biologi
Progression?
A study among secondary and upper secondary school students
on four topics in biology
Sebastian Magnell
Sofia Smede
Lärarexamen 270hp Handledare: Ange handledare
Naturvetenskap och lärande 2011-11-09
Examinator: Agneta Rehn Handledare: Jesper Sjöström
Sammanfattning
Syftet med detta arbete är att undersöka vilken progression som sker med elevernas kunskap inom fyra delområden i biologi. Progressionen har undersökts från årskurs nio till avslutade kurser i naturkunskap på gymnasiet. Studien har genomförts med hjälp av enkäter där eleverna har fått besvara öppna frågor kring fotosyntes, växthuseffekt, matspjälkning och genetik. Svaren kategoriserades utifrån tidigare forskning. Resultatet pekar mot en marginell progression i frågorna kring fotosyntes, växthuseffekt och genetik samt en stagnation kring frågan om matspjälkning. Vi har också undersökt varifrån eleverna själva anser att de fått sin kunskap ifrån gällande de valda
ämnesområdena. Här pekar resultaten på att skolan anses vara en viktig källa till elevernas kunskap.
Nyckelord: Biologi, Begreppsförståelse, Enkät, Fotosyntes, Genetik, Grundskoleelever, Gymnasieelever, Matspjälkning, Naturkunskap, Progression, Transfer, Växthuseffekt
Förord
Detta är ett examensarbete vid lärarutbildningen. Vi har skrivit i par och arbetat tillsammans genom hela processen. De individuella insatserna ligger i att vi läst olika litteratur men då vi funnit något av värde har vi sett till att den andre också fått ta del av detta.
Vi vill först och främst tacka de elever som varit med och gjort denna undersökning möjlig samt deras lärares varma mottagande. Vi vill även tacka Jesper Sjöström för god handledning och stöd genom processen.
Innehåll
1. Inledning ... 9
1.1 Bakgrund ... 9
2. Syfte och forskningsfrågor ... 11
2.1 Syfte ... 11 2.2 Forskningsfrågor ... 11 3. Litteraturgenomgång ... 12 3.1 Mål i kursplanerna ... 12 3.2 Progression ... 13 3.3 Begreppsförståelse ... 15 3.4 Fotosyntesen ... 16 3.5 Växthuseffekten ... 18 3.6 Matspjälkningen ... 20 3.7 Genetik ... 21
3.8 Elevers olika kunskapskällor ... 23
4. Metod ... 24
4.1 Val av metod ... 24
4.2 Urval ... 24
4.3 Utformning av enkäten ... 25
4.5 Etisk hänsyn ... 29
4.6 Enkätens reliabilitet och validitet ... 29
4.7 Databearbetning av enkäten ... 30
5. Resultat och analys... 32
5.1 Vilken progression sker med elevernas kunskap inom fotosyntes, växthuseffekt, matspjälkning och genetik från årskurs 9 till avslutade kurser i naturkunskap på gymnasieskolan? ... 32
5.2 Var menar eleverna själva att de skaffat sig sin kunskap inom de valda biologiområdena? ... 39 6. Diskussion ... 42 6.1 Resultatdiskussion ... 42 6.2 Metoddiskussion ... 47 6.3 Didaktiska konsekvenser ... 47
6.5 Förslag på framtida forskning ... 49
Referenser... 50
Bilaga 1 ... 54
Enkätundersökning... 54
Bilaga 2 ... 56
1. Inledning
När vi nu befinner oss i slutskedet av vår lärarutbildning inom naturvetenskap mot grundskolans senare år samt gymnasiet har vi börjat reflektera över vad vi lärt oss under den gångna tiden. En tanke som dyker upp är hur mycket litteratur vi har läst kring elevers svårigheter med att förstå diverse områden inom naturvetenskapen. Litteraturen har oftast beskrivit elever i den senare delen av grundskolan. Eftersom en av oss har inriktning mot gymnasieskolan är vi intresserade av om dessa svårigheter följer med eleverna från grundskolan upp till gymnasieskolan.
1.1 Bakgrund
Då vi båda har mest ämnesfördjupning i biologi har vi bestämt oss för att hålla oss inom detta ämnesområde. De områden vi kommer gå in på är fotosyntesen, växthuseffekten, matspjälkningen och genetiken. Vi har valt dessa områden av följande skäl:
De utgör centrala områden i kursplanerna De är mediaaktuella
De är beforskade sedan tidigare
Alla områdena innefattas av mål från kursplanen i biologi för årskurs nio i Lpo94 (Skolverket, 2000a) samt kursplanerna för Nk A och Nk B i Lpf 94 (Skolverket, 2000b, c). Vi har valt att använda dessa kursplaner för att det är de som är aktuella för de elever som kommer att delta i vår undersökning.
Alla områdena är dessutom debatterade i media och de finns med i många politiska valfrågor, samt har även betydelse för våra vardagsbeslut. Skolan utbildar framtidens samhällsmedborgare som kommer vara med att rösta i frågor och ta vardagliga beslut inom dessa områden. För att ha möjlighet att fatta informerade beslut krävs det en bas av naturvetenskapliga kunskaper. Genom att inneha dessa kunskaper blir det lättare att följa och förstå debatten och argumenten i media. Ratcliffe och Grace (2003) tar upp vikten av att träna elever i att förstå naturvetenskapliga argument och ta ställning. Till
viktigt att förstå fotosyntesens roll i koldioxidens kretslopp. Denna fråga är samtidigt direkt kopplad till växthuseffekten. Som samhällsmedborgare behöver man veta hur växthuseffekten fungerar för att förstå hur viktigt den är, men samtidigt hur förödande den kan vara.
Frågor kring matspjälkningen tas upp i samband med den ständigt återkommande hälsodebatten. Vi behöver veta vad som händer med maten vi äter om vi t.ex. ska kunna avgöra vilken diet som är hälsosam för oss. För att kunna förstå problematiken kring genetik/genteknikmåste vi ha grundläggande kunskaper kring vad en gen är och hur den fungerar. När du t.ex. ska bli förälder är det viktigt att ha kunskap om varför det är farligt att utsätta fostret för skador i ett tidigt skede.
Vi har kommit i kontakt med dessa områden både under VFT:n (verksamhetsförlagd tid av utbildningen) och i kurslitteraturen (Andersson, 2008a; Enochson, 2008; Lewis et al, 2000).
Allt detta leder fram att till att vi vill undersöka progressionen inom dessa områden hos elever från årskurs nio till avslutade naturkunskapskurser på gymnasiet. Vi anser detta viktigt för vår profession då vi blir behöriga både på grundskolans senare år samt gymnasiet. Vi vill inte bli lärare som upprepar det eleverna redan lärt sig utan vi vill se en utveckling. Vad kan vi förvänta oss av eleverna som kommer från grundskolan? Vår studie kommer ge oss en viss uppfattning om vilken förförståelse eleverna har. Detta kan sedan hjälpa oss som gymnasielärare att ha en undervisning som syftar till
progression. Som grundskolelärare kan studien också vara till hjälp i vår undervisning. Vi kan få reda på vilka av våra valda ämnesområden det behöver läggas mer fokus på.
2. Syfte och forskningsfrågor
2.1 Syfte
Syftet med vår undersökning är att ta reda på vilken progression som sker med
elevernas kunskap inom fyra delområden i biologi från årskurs 9 till avslutade kurser i naturkunskap på gymnasieskolan. Syftet är även att få reda på var eleverna anser att de lärt sig sina kunskaper.
2.2 Forskningsfrågor
- Vilken progression sker med elevernas kunskap inom fotosyntes, växthuseffekt, matspjälkning och genetik från årskurs 9 till avslutade kurser i naturkunskap på gymnasieskolan?
- Var menar eleverna själva att de skaffat sig sin kunskap inom de valda biologiområdena?
3. Litteraturgenomgång
3.1 Mål i kursplanerna
De fyra valda ämnesområdena innefattas av kursplanerna i följande mål:
Biologi, årskurs 9 (Skolverket, 2000a)
- kunna ge exempel på kretslopp och anrikning i ett ekosystem,
- ha insikt i fotosyntes och förbränning samt vattnets betydelse för livet på jorden, - ha kännedom om den egna kroppens organ och organsystem samt hur de
fungerar tillsammans,
- ha kännedom om hur celler är byggda och hur de fungerar, - ha kännedom om det genetiska arvet,
Naturkunskap A (Skolverket, 2000b)
- kunna beskriva naturliga kretslopp och av människan skapade materia- och energiflöden samt ha förståelse av termodynamikens lagar
- ha kunskap om energiomvandlingar och energiformer samt begreppet energikvalitet
- kunna beskriva miljöproblem utifrån studieinriktning och aktivt delta i diskussioner om möjligheten att påverka utvecklingen
Naturkunskap B (Skolverket, 2000c)
- kunna beskriva den levande organismens byggnad och funktion från molekylär nivå till organnivå
- ha kunskaper i genetik och modern genteknik samt kunna diskutera tillämpningar ur etisk synvinkel
3.2 Progression
NE (2011) definierar progression på följande sätt: progression, (jämn) tillväxt (t.ex. i skatteskala); (allmännare) framåtskridande. Progression inom skolan innebär enligt Andersson (2008b) att eleverna ska ges tillfälle att bygga på samt vidga sin kunskap i nya kontexter. Det är viktigt att planera för progression. På kort sikt innebär detta bl.a. att skapa uppgifter som bygger på tidigare kunskaper för att kunna föra in dessa i nya sammanhang. På lång sikt innebär progression att man vet vad eleverna har med sig i bagaget samt att man vet vad undervisningen har för betydelse för framtida studier (Andersson, 2008b).
Dochy et al. (2002) tar upp åtta modeller för hur människor kan ta till sig ny kunskap med hjälp av tidigare kunskap. Dessa modeller kan vi använda oss av för att se vilken progression som sker hos respondenterna.
(1) Modell ett innebär att personer som har tidigare kunskaper kring ett
ämnesområde kommer lagra den nya kunskapen inom samma område i sitt långtidsminne istället för i korttidsminnet.
(2) Modell två handlar om att personer som ska förstå ny kunskap har lättare för det om den nya kunskapen är korrelerad med tidigare kunskap. T.ex. kan
sammanhanget i en text förstås baserat på tidigare kunskaper vilket medför att även de okända elementen i texten kan få en mening.
(3) Modell tre fokuserar på inlärningshastigheten. Det går snabbare lära in ny information om det finns förkunskaper inom ämnesområdet. Detta beror på att minnet inte blir lika belastat då kunskapen inte behöver läras från början utan fokus kan läggas på den nya informationen.
(4) Modell fyra beskriver hur en person som har tidigare kunskaper inom ett
ämnesområde endast fokuserar på detta då personen läser en text. Detta leder till att den nya kunskapen som finns i texten förgås.
(5) Modell fem liknar modell två men handlar om inlärning av kunskap istället för förståelse av kunskap. Modellen menar att det är lättare att lära in ny kunskap om det finns tidigare kunskap inom samma ämnesområde lagrat i minnet. Genom
cueing kan kunskapen från minnet hämtas fram. Cueing innebär att få en påminnelse/hint om något tidigare känt.
(6) Modell sex innebär att när en ny text läses kring ett tidigare känt område
aktiveras tidigare kunskaper så att fakta som inte står i texten kan återges. Detta beror på att den nya texten är starkt förknippad med tidigare kunskaper.
(7) Modell sju tar upp att kunskap sorteras upp i olika fack och att det först när dessa fack är fyllda som sammankopplingar mellan dem kan göras.
(8) Den sista modellen (modell åtta) är förknippad med modell två och tre. Den innebär att snabbare bearbetning av information är möjlig då tidigare kunskap finns. Informationen kan bearbetas med frågeställningar som grundas på tidigare kunskaper (Dochy et al., 2002).
Att kunna sätta in tidigare kunskaper i nya situationer kallas för transfer (Andersson, 2008b). För att skapa en god transfer är det viktigt att eleverna har goda baskunskaper inom ett område för att möjliggöra överföring av denna kunskap till en ny situation. Goda baskunskaper innebär att eleven har fördjupad förståelse inom ämnet snarare än att den har memorerat fakta (National Research Council, 2000).
National Research Council (2000) poängterar att det tar tid både att lära och förstå. Denna tid måste ges i skolan. Det innebär att läraren hellre ska gå igenom färre
ämnesområden djupare. Då får eleverna tid att bearbeta fakta och få en förståelse istället för att bara memorera. Det är också viktigt att undervisa kring ett ämnesområde utifrån många olika kontexter (National Research Council, 2000). Eleverna får då träning i att överföra samt att använda fakta i nya sammanhang, vilket skapar djupare förståelse och i sin tur leder till god transfer.
Transfer är en aktiv process som kan ta tid. Tiden går åt till att aktivera det tidigare kunnandet hos eleven. Dock sparas denna tid in då det går fortare att lära sig någonting nytt då det har skett en transfer. Om eleverna är medvetna om sitt eget lärande kan en transfer ske lättare (National Research Council, 2000).
För att planera för en positiv progression på lång sikt kan det vara lämpligt att använda sig av formativ bedömning (Andersson, 2008b). Detta underlättar lärarens arbete i att utforma uppgifter som är baserade på tidigare kunskaper. Uppgifterna blir då inte för lätta så de blir tråkiga eller för svåra så att de skapar frustration. De hålls istället
på en lagom nivå, d.v.s. man skapar förutsättningar för att god transfer ska ske (National Research council, 2000).
3.3 Begreppsförståelse
Enligt TIMSS 2007 (Skolverket, 2008) är svenska elever i årskurs åtta relativt duktiga på att använda fakta och begrepp samt att sätta in dessa i nya situationer. Sverige ligger över EU/OECD-genomsnittet i båda fallen. Samtidigt visar PISA 2009 (Skolverket, 2010) att svenska elevers resultat i naturvetenskap har försämrats jämfört med PISAs tidigare undersökningar. Resultaten i läsförståelse har även försämrats betydligt. De båda studierna motsäger varandra då TIMSS 2007 (Skolverket, 2008) visar att eleverna är relativt duktiga medan PISA 2009 (Skolverket, 2010) visar på sämre resultat. En möjlig tolkning kan vara att svenska elever kan använda begrepp och fakta i nya situationer men dessa situationer är kanske endast bundna till skolsituationer. PISA 2009 (Skolverket, 2010) undersöker däremot kunskaper som är nödvändiga för hela livet, så kallad ”medborgarkunskap”.
Att lära sig naturvetenskap i skolan betyder att eleverna behöver ta till sig det naturvetenskapliga språket som inte alltid liknar det vardagliga språket (Scott et
al.,2007). Naturvetenskapens språk innebär att genom begrepp och förenklade modeller förklara vår verklighet. När eleverna använder det vardagliga språket för att förklara verkligheten kan detta leda till alternativa föreställningar. Enligt det sociokulturella perspektivet ska en lärare eller en person med naturvetenskaplig bakgrund introducera det naturvetenskapliga språket för eleven (Scott et al., 2007).
Scott et al. (2007) menar att elevers vardagsföreställningar kring ett ämnesområde kan ha stor inverkan på inlärningen kring ämnet. Även efter att eleverna har lärt sig delar av det naturvetenskapliga språket, fortsätter de många gånger ändå att grunda sina tankar på de föreställningar de haft från början. De vetenskapliga föreställningarna ersätter inte det vardagliga utan läggs snarare till som ytterligare ett alternativ att välja mellan. Anledningen till att eleverna behåller sina vardagsföreställningar kan enligt Scott et al. (2007) bero på vilken kontext eleverna lär sig det naturvetenskapliga språket
i. Andersson (2008b) menar att det kan bero på att förutsättningar som gynnar transfer ej har existerat.
Scott et al. (2007) anser att det inte är konstigt att alternativa föreställningar är svåra att bryta. De menar att det inte är barns grubblande över hur världen ser ut och fungerar som skapar dessa missförstånd utan snarare ”verktygen” i vårt vardagliga språk.
.
3.4 Fotosyntesen
Det har gjorts olika studier kring elevers förståelse av fotosyntesen. I ett examensarbete av Thim (2010) gavs tio frågor om fotosyntes till elever på ett industriprogram på gymnasiet, varav en löd:
”Under våren planterade en bonde potatis på en åker. Vikten på en potatis när planteras var 40 gram. Vikten på potatisplantan vid skörden på hösten var ungefär 1000 gram. Varifrån har den mesta av viktökningen kommit?” (Thim, 2010, s.12) Eleverna fick olika alternativ att välja mellan. Dessa var: jord och vatten, vatten och luft, vatten och näringsämnen samt jord och näringsämnen. Det korrekta svaret är vatten och luft och det var endast 4 % som angav det som svar. Merparten (56 %) ansåg att det var vatten och näringsämnen som var orsaken till potatisplantans tillväxt. Thim (2010) genomförde en lektion kring fotosyntesen efter enkätundersökningen. Efter detta gavs exakt samma enkät ut igen. Det gick att se en progression i nästan alla frågor förutom den ovanstående. Resultatet pekar istället på en regression, 0 % angav rätt alternativ till frågan om potatisplantan.
I ett annat examensarbete av Blomgren (2010) gavs en fråga liknande den om potatisplantan. Frågan var av stängd karaktär där alternativen var luften, vatten,
gödningsämnen samt jorden. Frågan löd: ”Ett träd växer och växer och ökar i vikt med
100 kg. Varifrån kommer det mesta av dessa 100 kg?” (Blomgren, 2010, s.14). Frågan
gavs till elever på samhälls- samt naturvetenskapsprogrammet, sammanlagt 64 stycken. Av dessa var det 23 % som kunde ange ett korrekt svar (luften). Av dessa 23 % var det endast en elev som gick på samhällsprogrammet. Majoriteten (50 %) angav vatten som källa till viktökningen.
Thims (2010) studie kan jämföras med Blomgrens (2010)eftersom elevernas svar liknar varandra. Eleverna anser att vatten är en viktig beståndsdel i växternas tillökning. Thim (2010) skriver ”De [eleverna] uppfattar att materian kommer till växten via
rötterna och är något som sugs upp jmf människan där vi äter och dricker vår föda”
(Thim, 2010, s.15).
Andersson (2008a) presenterar den nationella utvärderingen från 1992 där en fråga om biomassa fanns med. Eleverna gick i årskurs nio och frågan löd:
”På ett kalhygge planteras små tallplantor. Efter trettio år har de vuxit upp till en stor skog. De vuxna träden väger tusentalston tillsammans. Varifrån har dessa tusentals ton kommit? Förklara hur Du tänkte!” (Andersson, 2008a, s.138)
Den här frågan skiljer sig jämfört med de två tidigare studierna då den här frågan är öppen istället för stängd och då eleverna går i årskurs nio istället för på gymnasiet. Elevernas svar kategoriseras enligt vad som anges i Tabell 3.1.
Tabell.3.1. Tabellen visar svarskategorier samt antal elevsvar i % per kategori som presenteras i Andersson (2008, s.139).
Kategori Elevsvar i %
(n = 3100)
A. Trädet har växt 23
B. Från näring/jord/vatten var för sig eller i kombinationer
28 C. Från sol/solljus/ljus, ibland enbart,
men oftast i kombination med näring/jord/vatten
11
D. Luften anges som källa till massökningen, allmänt (luft) eller med felaktig beståndsdel
11
E. Koldioxid och eventuellt näring, vatten
4 F. Koldioxid och eventuellt
näring/vatten samt ansats till naturvetenskapligt resonemang
1
G. Övrigt 4
Majoriteten av elevsvaren befinner sig i kategori A och B. Så även när frågan är öppen anser en stor mängd elever (>28 %) att biomassan kommer från näring/jord/vatten precis som i tidigare redovisade studier.
3.5 Växthuseffekten
Den ökade växthuseffekten är troligtvis ett av de största miljöhoten vi står inför idag. Vikten av att förstå vad växthuseffekten innebär och vad som orsakar den är därför hög. Forskning tyder dock på att elever har svårt att förstå växthusproblematiken. Skolverket (1999) skriver i sin utvärdering att elever har stora svårigheter att förklara
växthuseffekten. Det största problemet är att eleverna förväxlar växthuseffekten med ozonlagrets uttunning. Detta syns också i ett examensarbete av Blomgren (2010). Olika påståenden om miljöproblem gavs ut i en enkät till elever som gick årskurs tre på samhälls- och naturvetenskapsprogrammet. Eleverna skulle svara på om påståendena var korrekta eller felaktiga. I påståendet som lyder: ”Uttunningen av ozonlagret är en
viktig orsak till den globala uppvärmningen” svarade endast 26 % av eleverna att detta
var felaktigt(Blomgren, 2010, s.25). Precis samma påstående har undersökts i Skolverkets nationella utvärdering 1998 där lika stor del av eleverna i årskurs tre på gymnasiet angav att det var felaktigt (Andersson et al. 1999, s.46). Även Ekborg (2002) har gett samma påstående fast till studenter som ska bli lärare i NO för de yngre åren. Första gången Ekborg (2002) genomförde undersökningen var det endast 25 % av studenterna som kunde ange ett korrekt svar.
Ett annat påstående som Blomgren (2010, s.25), Andersson et al. (1999, s.46) och Ekborg (2002, s.185) tar upp är att ”Människans utsläpp av koldioxid i atmosfären gör
att ozonlagret tunnas ut”. Detta påstående kunde endast 34 %, 40 % respektive31 %
ange ett korrekt svar till, d.v.s. att påståendet är felaktigt.
Båda påståendena ovan är även givna till elever i årskurs nio (Andersson et al, 1999). I första påståendet ”Uttunningen av ozonlagret är en viktig orsak till den globala
uppvärmningen” (Andersson et al, 1999, s.46) angav18 % ett korrekt svar. I det andra
påståendet ”Människans utsläpp av koldioxid i atmosfären gör att ozonlagret tunnas
se en liten indikation på progression från årskurs nio till årkurs tre på gymnasiet. I påstående ett finns en ökning med sex procentenheter och i påstående två ligger ökningen på fyra procentenheter.
I den svenska nationella utvärderingen från 1998 som vi nämnt ovan gavs följande fråga: ”I många olika sammanhang talas det om växthuseffekten. Förklara med egna
ord vad växthuseffekten är!” (Andersson, 2008a, s.78). Andersson (2008a) presenterar
elevernas svar med följande kategorier i tabell 3.2.
Tabell 3.2. Tabellen visar elevsvar fördelade över olika kategorier i procent. Procenthalten står i parentes med årskurs nio (n=200) först följt av gymnasieelever (n=220) (Andersson, 2008a, s.78-79).
A. Beskriver följder av, och/eller orsaker till, växthuseffekten eller dess förstärkning (Åk 9 15 %, Gy 10 %)
B. Association mellan (mer av) något (i atmosfären) och uppvärmning (Åk 9 7 %, Gy 6 %)
C. Förväxling med ”ozoneffekten” (Åk 9 13 %, Gy 12 %)
D. Värme kommer inte ut (stannar kvar, studsar tillbaka) på grund av hinder. (Åk 9 13 %, Gy 19 %)
I kategori D nämns ingen input, d.v.s. varifrån värmen kommer från början.
E. Återkastning av solstrålning (värme) hindras av något (det som kommer in kommer inte ut, hålls kvar etc. Samma ord (oftast) för input och output. (Åk 9 13 %, Gy 24 %)
Skillnaden mellan kategori E och F är att i E används samma ord för input och output
Kategorin övrigt i tabell 3.2 avser till största del de elever som inte besvarat frågan (Andersson, 2008a). Kategori F är den som anses vara den mest korrekta.
Av tabellen ovan går det att utläsa en viss progression från nian till årskurs tre på gymnasiet. Överlag har elever på gymnasiet en mer avancerad förklaringsmodell över växthuseffekten. Dock sker ingen progression i kategori C, förväxlingen med
”ozoneffekten”.
3.6 Matspjälkningen
I en studie om elevers kunskaper kring maten och dess funktioner i kroppen har Nordin (1992) funnit att elever på grundskolan i årskurs tre i högre grad kan ge exempel på logiskt tänkande än elever i årskurs 9 som har en högre tendens att gissa sig fram. Detta tros bl.a. bero på hur lärarna examinerar sina elever. Lärarna i de högre årskurserna fokuserar mer på detaljkunskaper och oväsentliga fakta (Nordin, 1992).
Nordins (1992) studie gjordes i årskurs tre, sex och nio och hon kom fram till att eleverna i årskurs sex var de som bäst kom ihåg matspjälkningskanalen. Vidare redogör hon för att elevernas beskrivningar kring matspjälkningen i årskurs nio och årskurs tre inte skiljer sig nämnvärt även om terminologin i årskurs nio är något mer utvecklad.
Något Nordin (1992) också upptäckte var att elever i årskurs tre och nio lägger stort fokus på magen, både på magsyrans roll och att näringsupptaget skulle ske här. Hur sedan näringen kan transporteras från magsäcken/magen till hjärtat har Nordin (1992) funnit att eleverna inte funderat särskilt mycket på. Nordin (1992, s.107) skriver: ”Här handlar det om att koordinera två kroppssystem, vilket inte är helt oproblematiskt…”
Enochsson (2008, s.32) har gjort en liknande studie men endast på elever i årskurs nio. De fick ut en enkät med bl.a. frågan ”Beskriv så noga som möjligt (rita och skriv) vad händer i kroppen när du äter en smörgås”. Resultaten delades in i fyra olika kategorier, från A-D, se tabell 3.3.
Tabell 3.3. Tabellen visar elevresultat i procent som är presenterade i Enochson (2008, s.37).
Kategori Elevsvar i %
(n=55) A. Ingen visad förståelse 2 B. Uppvisar föreställningar som inte
är naturvetenskapligt förankrade utifrån en alternativ föreställning om organsystem
0
C. Beskriver delar av ett organsystem enligt naturvetenskaplig
förklaringsmodell men utesluter vissa väsentliga delar (av organsystemet)
25
D1. Innehåller beskrivningar av de mest väsenliga organen som finns i
organsystemet enligt naturvetenskaplig förklaringsmodell
29
D2. Samma som D1 men med ett resonemang om näringsupptag
44
Det går från tabell 3.3 att utläsa att eleverna i Enochssons (2008) undersökning hade goda kunskaper inom ämnesområdet då majoriteten befann sig i kategori D1 och D2. Dock är det en fjärdedel som hamnar i kategori C där förklaringen oftast inte når längre än till magsäcken. Eleverna fokuserar gärna på magen precis som visades i Nordins (1992) studie.
3.7 Genetik
Tidigare forskning pekar på att elever har problem med genetik. Eleverhar svårigheter med terminologin för att kunna diskutera genetiska frågor (Lewis et al. 2004).
Terminologin är mycket omfattande och komplex, vilket syns i Nordlab (2006) som presenterar en lista över termer som används i läromedel på gymnasiet inom biologin. Detta märks genom att elever har svårigheter med att särskilja termer som gen,
kromosom och DNA. Eleverna kan t.ex. svara att DNA omger gener, kromosomer gör DNA och kromosomer är i DNA (Wood- Robinsson et al. 2000).
Vidare förstår inte eleverna var den genetiska informationen finns och hur den fungerar. I Lewis et al.:s (2000) undersökning med 482 elever i åldern 14-16 år svarade
39% att gener finns i celler. Dock kunde endast 8 % av respondenterna lokalisera generna på eller i kromosomer. Enligt eleverna skiljer däremot det genetiska innehåller mellan olika celler. De tror t.ex. att kindceller endast innehåller genetisk information för att skapa kindceller och att nervceller innehåller fler kromosomer då nervcellen har en stor uppgift i kroppen (Lewis et al. 2000, Wood-Robinsson et al. 2000).
I Nordlab (2006)presenteras fyra förklaringsmodeller av gener (se bild 3.1). Modellerna följer varandra som en stege där varje nytt steg innefattar det föregående.
Bild 3.1. Bilden visar fyra förklaringsmodeller av gener (Nordlab, 2006).
Nordlab (2006) tar även upp en studie som gjorts bland lärare som undervisar motsvarande grundskolans tidigare år. Där framgår det att lärarna mestadels använder sig av steg ett och två i förklaringsmodellen. Att förklara en gen som en passiv partikel innebär att t.ex. säga att ”generna bär våra egenskaper” (Andersson, 2008a, s.203). Att förklara genen som en aktiv partikel innebär att man knyter en gen till ett fysiskt
attribut.
Genom att förklaragener som kartor över våra egenskaper visar läraren att gener är informationsbärare (Andersson, 2008a). Lärarna i den presenterade studien använder i viss mån den tredje förklaringsmodellen då genernas effekt ska förklaras (Nordlab, 2006).
Den fjärde modellen bygger på att generna innehåller information om
proteinsynteser. Enligt Andersson (2008a) är det ingen av eleverna som förklarar gener med denna modell.
3.8 Elevers olika kunskapskällor
Kunskap är inget som skolan har ensamrätt till utan är något som kan skapas i många olika sammanhang (Enochson, 2008). Enochsons (2008) studie visar på att elever lär sig om kropp och hälsa i olika sammanhang, så som i skolan, genom TV och från
föräldrarna. Den största källan till deras kunskap var skolan. Dock var även föräldrarna och TV väl representerade. Turner (1997) visar också på att elever inhämtar kunskap i hemmet kring middagsbordet vad gäller kroppens funktion och hälsa. Media visade sig även här ha en stor betydelse för kunskapsinhämtning. Turner (1997) visar på att barn ofta känner igen ord från media, exempelvis från reklamfilmer. Barnen har dock inte alltid förståelse för vad orden betyder men kan sätta dem i rätt sammanhang.
I Enochsons (2005) magisterexamen undersöktes elevers kunskap kring genetik. Det frågades också efter var elever ansåg att de hämtat sin kunskap från. Det framkom att elever i större utsträckning framhäver skolan som en viktig kunskapskälla desto äldre de blir. Detta ansåg Enochson (2005) bero på att eleverna inte kan ange skolan som
kunskapskälla förrän ämnesområdet behandlats. Som sin andra kunskapskälla valde eleverna TV, program som vetenskapens värld framkom. Efter teve framkom det att även föräldrarna var en kunskapskälla. Enochson (2005) anser att detta beror på att eleverna diskuterar olika ämnen hemma vid middagsbordet.
Skolverket (1997) poängterar att elevernas medieintresse måste beaktas i skolans undervisning. För det första är media en stor del av elevernas liv och för det andra spelar media en stor roll i hur vår omvärld uppfattas och värderas vilket indirekt eller direkt kan påverka skolan i dess arbete. Skolverket (1997)pekar på att elevers
miljömedvetenhet har ökat p.g.a. media. Eleverna ser dock inte hur stora problemen är eller hur de ska lösas.
4. Metod
4.1 Val av metod
Vår problemställning är att undersöka vilken progression som sker med elevers kunskap från årskurs 9 till avslutade naturkunskapskurser på gymnasiet. För att ta reda på vilken progression som sker hade en longitudinell studie varit önskvärd. Då detta inte var möjligt p.g.a. tidsbristvalde vi enkät som metod för att få en så bred bas som möjligt för att kunna göra en generalisering. En enkät är ett snabbt sätt att få in stora mängder data på och även få en generell bild av det undersökta området(Johansson & Svedner, 2006). Vi valde bort alternativet intervju då vi ville skapa en bred bas och inte enbart fokusera på några få elever. Observation var inget alternativ då det hade varit omöjligt att observera alla fyra ämnesområden under så kort tid.
Eftersom vi ville undersöka vilken progression som sker valde vi att genomföra enkätundersökningen både i årskurs 9 samt i trean på samhällsprogrammet.
Vår enkät baseras på undersökningar gjorda av bl.a. Andersson (2008a), Enochson (2008) och Lewis et al. (2000). Enkäten består av öppna frågor då de ger mer kvalitativ data än stängda och dessutom utrymme för eleverna att uttrycka sig personligt. En fördel är också att öppna frågor inte ger förslag på svar till respondenten. Detta gör att man kan avläsa olika kunskapsnivåer hos respondenten (Bryman, 2008).
4.2 Urval
Urvalet bestod av två grundskolor och en gymnasieskola belägna i en större stad i södra Sverige. Anledningen till att vi har med två grundskolor men bara en gymnasieskola är för att vi räknade med att ungefär hälften av eleverna kommer välja ett
samhällsvetenskapligt program. Vi kan därmed få en tydligare bild över hur progressionen ser ut då vi kan jämföra framtida samhällsvetare med nuvarande.
Eftersom vi dessutom hade elever inom samma stad med samma sociokulturella bakgrund fick vi mer homogenitet i gruppen.
Båda grundskolorna är kommunala skolor. På den ena skolan deltog56elever (två klasser) i undersökningen och på den andra deltog 35 elever (två klasser). Sammanlagt deltog 91 grundskoleelever, varav 38 stycken skulle välja ett samhällsvetenskapligt program. Även gymnasieskolan är en kommunal skola. På gymnasiet var det totalt 42 elever (två klasser) som deltog på fråga 1 och 2. Fråga 3 berör områden som tas upp i Nk B vilket gjorde att endast 28 elever (en klass) kunde delta i dessa frågor då övriga elever precis påbörjat denna kurs. Anledningen till valet av kommunala skolor var för att skapa ytterligare homogenitet.
4.3 Utformning av enkäten
För en komplett bild av enkäten se Bilaga 1. För att kunna se vilken progressionen som sker skulle eleven besvara om den går i grundskolan eller på gymnasiet. Vi la inte vikt vid att fråga om kön p.g.a. vi ville se progressionen åldersmässigt och inte jämföra mellan könen. Vi ville däremot veta vilket program eleverna i grundskolan tänkt välja till gymnasiet. Denna fråga har vi med för att kunna se en tydligare koppling mellan eleverna som tänkt gå samhällsprogrammet och eleverna som går på
samhällsprogrammet.
För att undersöka våra valda områden inom biologi (fotosyntes, växthuseffekt, matspjälkning och genetik) valde vi följande fyra frågor till enkäten.
Fråga 1 lyder:
”På ett kalhygge planteras små tallplantor. Efter trettio år har de vuxit upp till en stor skog. De vuxna träden väger tusentalston tillsammans. Varifrån har dessa tusentals ton kommit? Förklara hur Du tänkte!” (Andersson, 2008a, s.138)
Fråga 2 lyder:
”I många olika sammanhang talas det om växthuseffekten (Andersson, 2008a, s.78). Förklara med egna ord vad växthuseffekten innebär och vad som orsakar den.
Fråga 1är tagen direkt från Anderssons (2008a) vilket är bra då vi vet att frågan redan genomförts och fungerar. Att använda redan existerande frågor leder också till att man lättare kan jämföra resultat med tidigare forskning vilket underlättar analysarbetet (Bryman, 2008). Fråga 2 är något modifierad, men baserad på frågan i Anderssons (2008a) studie. I original lyder andra meningen i frågan ”Förklara med egna ord vad
växthuseffekten är!” (Andersson, 2008a, s.78). Vi valde att modifiera frågan då vi vill
komma åt elevers tankar kring vad som orsakar den växthuseffekt vi har idag. Fråga 3 lyder: Du äter en smörgås. Beskriv vägen genom kroppen och hur du får
energi från smörgåsen. Enochson (2008) hade frågeställningen ”Beskriv så noga som möjligt (rita och skriv) vad händer i kroppen när du äter en smörgås” (Enochson, 2008,
s.32). Vi valde att ändra frågan då vi vill fokusera mer på näringsupptaget. Dessutom innehåller vår enkät ingen bild av människokroppen vilket innebär att eleverna leds in på att skriva ett svar istället för att rita ett. Utan bildsvar anser vi att det blir lättare att koda elevernas svar.
Fråga 4 lyder: Vad är en gen och hur fungerar den? Intresset kring genetikfrågan började med att vi diskuterade den undervisning vi bedrivit ute på VFT
(verksamhetsförlagd tid). Vi tyckte det var intressant hur lika innehållet i
undervisningen på grundskolan och gymnasiet var, svarta och vita kaniner var ett ständigt återkommande tema. Vi läste därefter Nordlabs (2006) text om genetik. Den bekräftade våra funderingar kring elevers svårigheter. Nästa steg var att komma fram till en fråga som gick att undersöka. Efter att ha läst liknande artiklar som de vi tagit upp i litteraturgenomgången kom vi slutligen fram till en fråga vi ville använda. Fråga 4 är alltså egenkonstruerad, men baserad på litteratur vi läst (Andersson, 2008a; Lewis et al.,2000; Lewis et al. 2004;Nordlab, 2006; Wood- Robinsson et al. 2000).
Till varje fråga finns även en följdfråga där eleven ska besvara var han/hon skaffat sig sin kunskap. Denna fråga är till för att se om det är skolan som står bakom den progression vi vill undersöka.
4.4 Genomförande av enkäten
4.4.1 Hitta deltagare
Processen började med att vi kontaktade grundskolor och gymnasieskolor för att se vem som ville delta. Vi fann det lättare att få kontakt med grundskolor, vilket var positivt då vi ville använda oss av två grundskolor. En gymnasieskola var svårare att få tag i då de vi kontaktade ofta ansåg att eleverna var ”enkättrötta” samt att det fanns tidsbrist i verksamheten. Efter flera försök fick vi tag i en mentor som välkomnade oss till sin klass.
4.4.2 I klassrummet – Grundskola 1
Dagen vi var på Grundskola 1 började lite oroligt då ansvarig lärare (NO-lärare) och en av oss satt fast i rusningstrafik. Detta ledde till att den som var på plats blev inkastad i klassrummet i en ny miljö med nya elever som inte riktigt visste vad som pågick. Eleverna visste inte att de skulle delta i en underökning utan det var endast föräldrarna som fått denna information. Dock var de positivt inställda och ställde gärna upp. Precis när utdelningen av enkäten skedde dök lärare och medskribent upp.
Vi informerade eleverna om att svara enskilt, skriva uttömmande och uppmanade dem till att gissa även om de kände sig osäkra på någon fråga. Vi ställde oss i varsin ände av klassrummet för observation och eventuell hjälp med frågor. Vi fick en fråga om vad ett kalhygge är. Frågan besvarades direkt, högt så att alla elever kunde höra svaret. Vi såg inga elever som satt och skrev av varandra.
Nästa klass vi besökte var inte heller medvetna om att vi skulle komma dit, dock hade information till föräldrarna getts även här. Eleverna hade dessutom inte NO-lektion utan ett pass som var avsett för att utarbeta sina egna mål i skolan. Även denna klass visade positiv anda och besvarade enkäten enskilt och under tystnad. Vi var utplacerade på samma sätt även i detta klassrum. Den enda fråga som dök upp i denna klass var vad en tallplanta är.
Efter att ha avslutat båda enkätundersökningarna pratade vi med ansvarig lärare om elevernas NO-undervisning för att få en inblick i om de gått igenom de delområden vi
hade på enkäten. Alla ämnesområden utom genetik hade behandlats. Enligt läraren skulle eleverna kunna matspjälkningen bäst då detta behandlats i VT 2011.
4.4.3 I klassrummet – Grundskola 2
På Grundskola 2 var eleverna väl förberedda på vår ankomst. De verkade vara positiva och motiverade att svara på enkäten trots att det var deras sista pass för dagen. Sista passet var mentorsträff vilket båda klasserna hade samtidigt. Detta ledde till att vi fick dela upp oss i varsitt klassrum. I klassrummen gav vi samma information som på tidigare skola samt gick runt i klassrummet för att finnas till hands. Eftersom vi var tvungna att dela upp oss fick vi hjälp av befintliga lärare att observera så att det inte skedde några avskrivningar elever emellan.
Även här diskuterade vi ämnesområdena med ansvarig NO-lärare efteråt. Även på Grundskola 2 hade alla ämnesområden behandlats utom genetik. Växthuseffekten hade eleverna nyligen behandlat inom SO.
4.4.4 I klassrummet – Gymnasiet
När vi kom till gymnasiet var tyvärr en tredjedel av klassen frånvarande samt att vi fick information om att eleverna precis påbörjat sin Nk B kurs. Vi lät därför eleverna svara på fråga 1 och 2 då dessa frågor behandlas i Nk A medan fråga 3 och 4 behandlas först i Nk B. Om Nk B inte har genomförts kan vi inte avgöra om det skett någon progression sen årskurs nio. Eleverna i denna klass verkade inte heller medvetna om att vi skulle komma dit, då läraren ej informerat om detta, men allting gick bra ändå. Vi berättade lite kort om att frågorna behandlade olika delområden i biologi varpå en elev sa ”men vi
har ju inte läst någon biologi”. En förklaring gavs därför om att biologi ingår som en
del i naturkunskap. Vi gav sedan ut samma information som på grundskolorna och var kvar i klassrummet för eventuella frågor. Inga frågor ställdes, men vi fick många uppmaningar om att de var samhällsvetare och inte naturvetare.
På grund av att vi fick så stort bortfall samt att eleverna ej läst Nk B gjorde att vi verkligen behövde en klass till för större underlag. Till vår stora lycka fick vi kontakt med en annan lärare som direkt blev intresserad av vår undersökning och lät oss besöka
sin mentorsklass. Denna klass var dessutom betydligt större samt hade avslutat sin naturkunskap (både A och B) vilket var positivt för underlaget.
Då detta besök inte var planerat så visste även dessa elever inte att vi skulle komma. Eleverna verkade dock väldigt positiva och många sa att de gärna fyllde i men ville lägga till kommentaren ”… men ni vet att vi är samhällsvetare va”. Då eleverna kom in i omgångar fick vi ge informationen flera gånger men ingen elev verkade ha något problem med detta. Vi fick en fråga om enkäten, en elev undrade vad en tall är för något.
4.5 Etisk hänsyn
Eleverna i vår undersökning garanterades anonymitet vilket innebär att ingen kan koppla en uppgifts svar till en specifik elev (Vetenskapsrådet, 2011). Vi har valt att varken ange elevernas namn, klass eller kön ska för att inte heller vi ska kunna
identifiera eleverna. Lärarna vi kom i kontakt med ska inte heller få ta del av svaren då detta hade kunnat användas som underlag för bedömning av elevens kunskapsnivå. Skolorna vi genomförde undersökningen på nämns heller inte vid namn då vi varken vill skapa rykten eller göra reklam för någon av skolorna. Information om enkäten har också delats ut till elevernas målsmän där det står att undersökningen är frivillig att delta i och att det finns utrymme att ställa frågor (se Bilaga 2). Målsmans underskrift behövs ej då eleverna är över 15 år enligt lagen om etikprövning av forskning som avser människor.
4.6 Enkätens reliabilitet och validitet
Vår enkät ser likadan ut för alla elever och alla elever får besvara enkäten under samma förhållanden. Dessa förhållanden är att alla elever befann sig i ett klassrum där vi också fanns med för att besvara eventuella frågor. Detta gör att reliabiliteten i vår studie är
relativt hög då alla har samma förutsättningar. Studien går även att upprepa vilket också är ett kriterium för en hög reliabilitet (Bryman, 2008). Vi har t.ex. utgått från tidigare använda frågor, som vi vet fungerar.
Då vi måste kategorisera elevernas svar gör vi en tolkning av det som skrivits vilket kan ge en lägre reliabilitet, men vi kommer i viss mån att använda oss av existerande kategorisering för att dämpa effekten av detta (Bryman, 2008).
Enkätens validitet går också att diskutera. Då eleverna besvarade öppna frågor innebär detta att de svarar utifrån sina kunskaper istället för att som vid stängda frågor chansa på ett svar. Detta ökar validiteten. Samtidigt mätte inte enkäten det som avsågs mätas, d.v.s. progressionen. Progressionen utlästes av oss när vi jämförde svaren vi fått från grundskolan respektive gymnasieskolan.
4.7 Databearbetning av enkäten
Då vi har öppna frågor i vår enkät kategoriserades svaren för att få en tydligare helhetsbild över vilken progression som sker. Fråga 1kring fotosyntesanalyserades utifrån Anderssons (2008a) kategorisering kring samma fråga. Vi har gjort två små ändringar, bytt namn på kategori J till H samt att vår kategori J innefattar elever som ej svarat medan Andersson (2008a) beskrivit J som elever som ej förklarat.
Fråga 2 kring växthuseffekt kommer också att analyseras efter Andersson (2008a,
s.78-79). Trots att vi modifierat frågan något passade kategorierna bra då de tydligt visar elevernas förståelse kring växthuseffekten. Vi har dock gjort två ändringar även här. Vi har döpt övriga svar till kategori G samt gjort en egen kategori för de elever som ej angett ett svar och namngett den H.
Analysen av fråga 3 kring matspjälkning kommer i princip att utgå ifrån Enochsons (2008) kategorisering. Vi kommer använda samma kriterier för kategori B-D men där Enochson (2008) delat upp kategori D i D1 och D2 väljer vi istället att göra en kategori D och en kategori E. Vi har även lagt till en kategori för de elever som inte svarat, kategori F. Vi ändrade frågan något, men insåg att kategorierna passade bra in ändå. Enochson (2008) använde kategori A till de elever som inte angett något svar men vi
ville istället ha en annan kategori för detta. Några enkäter som vi fick in visade elever som svarat på frågan, men inte fullt förstått den.
I fråga 4 kring genetik kommer vi att använda oss av de fyra modeller kring gener vi skrivit om i litteraturbakgrunden (Nordlab, 2006). Även här har vi dock gjort två
5. Resultat och analys
För att besvara vår första forskningsfråga kommer vi här i resultatet att presentera varje ämnesområde för sig. Inom varje ämnesområde ser vi till vad eleverna svarat och kommer lägga fokus på sp-väljarna i årskurs nio och samhällsvetarna på gymnasiet. Svaren tolkas i text med hänvisning till tabeller för varje ämnesområde.
För att besvara vår andra forskningsfråga kommer vi se till elevernas svar och dels jämföra mellan grundskola och gymnasiet samt mellan de olika ämnesområdena. Svaren tolkas även här i text med efterföljande diagram.
5.1 Vilken progression sker med elevernas kunskap inom
fotosyntes, växthuseffekt, matspjälkning och genetik från
årskurs 9 till avslutade kurser i naturkunskap på
gymnasieskolan?
5.1.1 Fråga 1 kring fotosyntes
Majoriteten av alla elever har valt kategori A, B eller C enligt tabell 5.1. Kategori A innebär att eleverna i sina svar endast bekräftar att trädet har växt men inte nämner någonting om var massan kommit ifrån. Vi har fått svar som:
”För att de blir större”(Sp-väljare i årskurs 9)
”De blir större och därför har de mer material och massa som kan bidra till mer vikt” (Elev på samhällsprogrammet)
Kategori B fokuserar på näringsupptag från jorden, vatten och näring. Vi kan även se utifrån tabell 5.1 att det är fler elever på gymnasiet som hamnat i kategori G, kategorin för övriga svar. Det ska nämnas att majoriteten av dessa elever (fyra stycken) endast skrivit ordet fotosyntesen vilket vi inte tycker visar på någon förståelse då inget resonemang förs. Dessa elever har dessutom skrivit mer uttömmande svar på övriga frågor vilket kan visa att det inte är av lathet de endast skrivit fotosyntesen.Det kan även
bero på att eleverna tror att fotosyntesen är ett tillräckligt uttömmande svar. Vid en intervju hade en följdfråga kunnat ställas för att kunna besvara denna oklarhet. Till kategorin övrigt placerade vi även svar som:
”Från trädets rötter, de växer precis som människor” (Elev på samhällsprogrammet)
Eleverna som placerats i kategori F har angivit ett helt korrekt svar. Det är endast gymnasieelever som placerats i denna kategori.Kategori E som är ett godtagbart svar har endast 2 % av gymnasieeleverna uppnått. Inga sp-väljare har uppnått denna kategori men däremot 15 % av icke sp-väljarna. Kategori D innefattar luften som källa till
biomassan men ibland med felaktig beståndsdel. Vi kan se att det är fler sp-väljare än samhällselever som angivit detta svar.
Totalt är det endast 14 % av gymnasieeleverna som placerar sig i kategorierna D, E och F. Av sp-väljarna är det dock endast 8 %.Allmänt går det alltså att utläsa en liten progression mellan sp-väljare och samhällseleverpå fråga 1 kring fotosyntesen.
Progressionen antyds också av attendast samhällseleverna nått upp till kategori E och F. Däremot ser vi en stagnation i resultaten vad gäller kategori A, B och C.
Tabell 5.1. Tabellen visar antal elevsvar per kategori i procent på fråga 1 kring fotosyntes.
Kategori Icke Sp-väljare
åk 9 (n=53) Sp-väljare åk 9 (n=38) Gymnasiet åk 3, Sp (n=42) A. Trädet har växt 19 % 24 % 29 % B. Från näring/jord/vatten var för sig eller i kombinationer
32 % 24 % 29 %
C. Från sol/solljus/ljus, ibland enbart, men oftast i
kombination med näring/jord/vatten
9 % 13 % 12 %
D. Luften anges som källa till massökningen, allmänt (luft) eller med felaktig beståndsdel
4 % 8 % 5 %
E. Koldioxid och eventuellt näring, vatten
15 % 0 % 2 %
F. Koldioxid och eventuellt näring/vatten samt ansats till naturvetenskapligt
resonemang
0 % 0 % 7 %
5.1.2 Fråga 2 kring växthuseffekt
Enligt tabell 5.2 har vi funnit att kategori A är starkare hos sp-väljare än elever på gymnasiet. Eleverna kan säga vissa effekter av växthuseffekten men kan inte förklara vad den innebär. I kategori B finner vi däremot färre sp-väljare men desto fler
samhällsvetare. En tanke är att de elever som uppnår kategori A i årskurs nio nu uppnår kategori B på gymnasiet.
Det vi finner mest intressant är att den störst representerade gruppen av elever både bland sp-väljare och samhällsvetare hamnar i kategori C enligt tabell 5.2. Denna andel uppgår till en tredjedel. Kategori C innebär att eleverna förväxlar växthuseffekten med ozonproblematiken. Vi ser dessutom en ökning i denna kategori från grundskolan till gymnasiet. Många elever har gett bra förklaringar till hur växthuseffekten fungerar men beskriver ”lagret i atmosfären” som ozonlagret och därmed falerar hela förklaringen. Det finns dock de elever som beskriver att de gaser vi släpper ut förtunnar ozonlagret och att det då blir varmare på jorden. Vi har dock upptäckt en ny förvirring hos eleverna som är ytterst intressant.
”Solen strålar in värme på jorden och värmen går inte ut igen eftersom ozon-lagret är så tätt” (Sp-väljare i årskurs 9)
Denna elev anser alltså att ozonlagret blivit tjockare och att detta är farligt! Vi har funnit fler liknande svar hos andra elever, både på grundskolan och gymnasiet.
Kategori F är även på denna fråga den kategori som anger ett korrekt svar. Utifrån tabell 5.2 kan vi utläsa att det är ungefär samma andel som uppnår denna kategori bland sp-väljare och samhällsvetare. Ett exempel på ett kategori F-svar är:
”Det är koldioxid (CO2) som det finns mer av p.g.a. att vi bränner med kol eller olja eftersom
det inte är med i systemet så blir det ett överskott med koldioxid när man äldar det. Växthuseffekten är när det skal av koldioxid som finns runt jorden. Nu när det blivit för tjockt så stannar för mycket av den värmen från solen i jordens atmosfär så det som är teorin med den ökade värmen pga växthuseffekten.” (Sp-väljare i årskurs 9)
Trots elevens språk framgår det tydligt olika ord för inflöde och utflöde samt att utflödetreduceras.
Kategori E, som är ett acceptabelt svar enligt oss,uppnår inga sp-väljare men däremot en femtedel av samhällsvetarna. Det finns dock grundskoleelever i kategorin, men inga av dessa har preciserat att de tänker välja samhällsprogrammet.
Slutligen kan vi enligt tabell 5.2 utläsa att färre samhällsvetare placeras i kategori G, d.v.s. alternativa föreställningar av växthuseffekten. Exempel på alternativa svar
blandsp-väljare är följande:
”Det är ett hus med växter överallt. Det producerar syre från koldioxid som vi andas ut.” ”Växthuseffekten är en sorts miljöförstörande gas”
”Att växter växer, och sol ljus kommer in men inte ut.” ”Typ växter i ett hus? Något med ozonlagret”
”Växthuseffekten är, en gas som bildas utav all koldioxid som kommer från bilar. Gasen är farlig”
”Vattnet stiger och faller ner igen. Fast på jorden typ som ett växthus”
Vi kan från dessa citat utläsa att en del av eleverna verkar tänka på ett vanligt drivhus medan andra associerar växthuseffekten med något farligt. Överlag kansägas att mer avancerade svar ges från gymnasieeleverna men att förvirringen kring ozoneffekten består.
Tabell 5.2. Tabellen anger antal elevsvar per kategori i procent i fråga 2 kring växthuseffekt.
Kategori Icke Sp-väljare
åk 9 (n=53) Sp-väljare åk 9 (n=38) Gymnasiet åk 3, Sp (n=42) A. Beskriver följder av, och/eller
orsaker till, växthuseffekten eller dess förstärkning
28 % 18 % 5 %
B. Association mellan (mer av) något (i atmosfären) och uppvärmning
4 % 3 % 17 %
C. Förväxling med ”ozoneffekten” 19 % 29 % 36 % D. Värme kommer inte ut (stannar
kvar, studsar tillbaka) på grund av hinder
2 % 0 % 0 %
E. Återkastning av solstrålning (värme) hindras av något (det som kommer in kommer inte ut, hålls kvar etc.) Samma ord (oftast) för input och output.
13 % 0 % 21 %
F. Inflöde och utflöde betecknas med olika ord; utflöde hindras/reduceras
2 % 8 % 10 %
G. Övrigt 17 % 26 % 7 %
H. Ej svarat 15 % 16 % 5 %
5.1.3 Fråga 3 kring matspjälkning
Kategori A som innebär att eleven inte visat någon förståelse har tyvärr ökat från grundskolans sp-väljare till gymnasiet enligt tabell 5.3. Denna trend visar sig även i kategori C som innebär att väsentliga delar av matspjälkningskanalen utesluts. Dessa elever både bland sp-väljare och samhällsvetare lägger fokus på magen.
Några exempel på sådana elevsvar är:
”Den landar i magen där nyttoämnen bryts ner och sprids i kroppen via blodet” (Elev på samhällsprogrammet).
” Smörgåsen kommer ner i magsäcken och ger ifrån sig energi” (Elev på samhällsprogrammet)
Kategori D och E innebär de mest korrekta svaren. I dessa kateogorier befinner sig sammanlagt ca 40% av eleverna både bland sp-väljare och samhällsvetare. Detta indikerar på en stagnation istället för en progression. Det är dock något fler samhällsvetare än sp-väljare i kategori E.
Tabell 5.3. Tabellen visar antal elevsvar per kategori i procent på fråga 3 kring matspjälkning.
Kategori Icke Sp-väljare
åk 9 (n=53) Sp-väljare åk 9 (n=38) Gymnasiet åk 3, Sp (n=28)
A. Ingen visad förståelse 6 % 8 % 14 %
B. Uppvisar föreställningar som inte är naturvetenskapligt förankrade utifrån en alternativ föreställning om organsystem
2 % 3 % 4 %
C. Beskriver delar av ett organsystem enligt naturvetenskaplig förklaringsmodell men
utesluter vissa väsentliga delar (av organsystemet)
30 % 24 % 36 %
D. Innehåller beskrivningar av de mest väsentliga organen som finns i organsystemet enligt naturvetenskaplig
förklaringsmodell
30 % 16 % 11 %
E. Som D fast med ett resonemang kring näringsupptag
21 % 26 % 32 %
F. Ej svarat 11 % 24 % 4 %
5.1.4 Fråga 4 kring genetik
Denna fråga falerar något då eleverna i årskurs nio inte behandlat området genetik än. På båda grundskolorna skulle genetiken tas upp under den kommande våren. Enligt tabell 5.4 kan vi se att de mest representerade kategorierna är A och B, om vi ser till de elever som besvarat frågan (se vidare nedan).
Gymnasieeleverna har när de besvarade frågan både gått igenom genetik i nian samt nyligen i Nk B. Vi finner det intressant att trots detta befinner de sig på ungefär samma nivå som niorna som ej behandlat området i skolan än.Det är dock viktigt att tillägga att
Det finns ett fåtal samhällsvetare som placerats i kategori C, vilket visar på en mer utvecklad kunskap än A och B. Exempel på ett sådant elevsvar är:
”En gen är en personlig ””kod”” som varje levande varelse har. Den innehåller information om vem man är som individ rent fysiskt. Därför om man klonar någon så får personen exakt samma genuppsättning och ser därför exakt likadan ut.” (Elev på samhällsprogrammet) Vi kan dock se att ingen elev uppnår kategori D, d.v.s. ingen elev kan på ett helt korrekt sätt ange vad en gen är och hur den fungerar. Vi fann även attelever har svårt med att urskilja gener från exempelvis DNA. Två exempel är:
”Det är någon slags DNA eller molekyl. Ingen aning hur jag ska förklara för glömt allt under sommaren” (Elev på samhällsprogrammet)
”En gen finns i en människas DNA. Vi ärver gener från våra föräldrar. En gen har många olika beståndsdelar som t.ex. mitokondrie” (Elev på samhällsprogrammet)
Den sista elevens svar är relativt korrekt. Svaret tillhör egentligen den passiva kategorin, men då eleven blandar in mitokondrier hamnar svaret i kategorin övrigt. En möjlig anledning till elevens svar kan vara ett denne har svårigheter med terminologin. I majoriteten av de svar vi fått in användes knappt någon terminologi vilket visar på elevernas bristfälliga förmåga att diskutera genetikfrågor.
I fråga 4 som helhet kan vi se att gymnasieeleverna har bristfälliga kunskaper kring gener. Eleverna beskriver till största del gener som partiklar, antingen passiva eller aktiva sådana. Det går dock att se en tydlig progression i den bemärkelsen att betydligt fler elever besvarat frågan bland samhällsvetarna. Dock påminner samhällsvetarnas svar om de vi fått från sp-väljarna. Däremot har en del elever hamnat i kategori C, men dessa är i minoritet.
Tabell 5.4. Tabellen visar antal elevsvar per kategori i procent på fråga 4 kring genetik.
Kategori Icke Sp-väljare
åk 9 (n=53)
Sp-väljare åk 9 (n=38)
Gymnasiet åk 3, Sp (n=28) A. Gen som passiv
partikel
26 % 11 % 18 %
B. Gen som aktiv partikel 17 % 18 % 50 % C. Gen som information 0 % 0 % 11 % D. Gen som information och process 0 % 0 % 0 % E. Övrigt 11 % 13 % 11 % F. Ej svarat 45 % 58 % 11 %
5.2 Var menar eleverna själva att de skaffat sig sin
kunskap inom de valda biologiområdena?
I diagram 5.1-5.4 presenteras våra resultat kring var eleverna anser att de inhämtat sin kunskap från. Kring samtliga fyra områden är skolan den största källan till elevernas kunskap.Det går också att utläsa att skolan är mer representerad hos gymnasieelever än hos grundskolelever. I fråga 1 kring fotosyntesen är även kategorin Annat en stor representant både bland grundskole- och gymnasieelever. Som Annat har eleverna bl.a. angett logiskt, gissar och allmänbildning.
I fråga 2 kring växthuseffekten kan vi enligt diagram 5.2 avläsa att media är en stor kategori tillsammans med skolan. Detta var förväntat då det talas mycket om
växthuseffekten i både tidningar och på teve.
I fråga 3 kring matspjälkningen är skolanen tydlig källa till var eleverna inhämtat sin kunskap enligt dem själva(se diagram 5.3). Det är i denna fråga som skolan är som mest representerad.
På fråga 4 kring genetik kan vi enligt diagram 5.4 utläsa att årskurs nio hade svårt att svara på var de tyckte att de inhämtat denna kunskap vilket antagligen beror på att de
Hemmet och Annat. Vi fann det intressant att många elever ändå svarat skolan (13 %) på denna fråga vilket kan vara ett tecken på att eleverna behandlat området i
grundskolans tidigare år. Gymnasieeleverna nämnde däremot skolan som sin största källa till kunskap enligt diagram 5.4.
Diagram 5.1. Diagrammet visar var eleverna på grundskolan respektive gymnasiet själva anser att de inhämtat sin kunskap kring fotosyntes.
Diagram 5.2. Diagrammet visar var eleverna på grundskolan respektive gymnasiet själva anser att de inhämtat sin kunskap kring växthuseffekt..
Diagram 5.3. Diagrammet visar var eleverna på grundskolan respektive gymnasiet själva anser att de inhämtat sin kunskap kring matspjälkning..
Diagram 5.4. Diagrammet visar var eleverna på grundskolan respektive gymnasiet själva anser att de inhämtat sin kunskap kring genetik..
6. Diskussion
Diskussionen delas in i fem kategorier. Först för vi en diskussion kring vårt resultat. Här presenteras svaren på våra forskningsfrågor i korthet, därefter förs en diskussion
kopplad till litteratur som är uppdelad utifrån våra upptäckter. Forskningsfrågorna är: 1. Vilken progression sker med elevernas kunskap inom fotosyntes, växthuseffekt,
matspjälkning och genetik från årskurs 9 till avslutade kurser i naturkunskap på gymnasieskolan?
2. Var menar eleverna själva att de skaffat sig sin kunskap inom de valda biologiområdena?
Efter resultatdiskussionen kommer en diskussion kring vår valda metod. Därefter diskuterar vi didaktiska konsekvenser för yrket som lärare samt presenterar en slutsats och ger förslag på framtida forskning.
6.1 Resultatdiskussion
6.1.1 Svar på forskningsfrågorna i korthet
Om vi skulle besvara vår forskningsfråga kort, går det att se en progression om än en liten sådan på frågorna kring fotosyntesen och växthuseffekten. Även i frågan kring genetik kan vi se en progression i den bemärkelsen att betydligt fler elever har någon, om än inte tillfredsställande, kunskap om gener. I fråga tre som behandlar
matspjälkningen ser vi en stagnation. I fråga fyra ser vi att eleverna på gymnasiet innehar en större kunskap då majoriteten av dessa åtminstone kunde besvara frågan.
Som svar på vår andra forskningsfråga kan vi enligt diagram 5.1 - 5.4 utläsa att Skolan hör till den kategori som är mest välrepresenterad i alla frågor utom fråga fyra hos grundskoleelever. Detta beror som vi tidigare nämnt på att grundskoleeleverna inte behandlat området genetik än. Vi kan dock utläsa att skolan ökat som kunskapskälla desto äldre eleverna blir, vilket även Enochson (2005) visar på. Även om skolan är mest representerad vad gäller elevernas kunskapskälla kan vi utifrån diagram 5.1 - 5.4 utläsa
att skolan inte har ensamrätt på lärande precis som Enochson (2008) diskuterar. På frågan kring fotosyntesen har en stor del av eleverna valt alternativet Annat. På frågan kring växthuseffekten är den näst största kategorin Media. Vad gäller frågan kring matspjälkningen verkar gymnasieeleverna och grundskoleeleverna väldigt överens om att skolan har hjälpt dem att skaffa sina kunskaper.
6.1.2 Vardagsföreställningar finns kvar…
Progressionen som vi anser har skett har varit svår att utläsa då elevsvaren från sp-väljare och samhällsvetare inte skiljer sig åt avsevärt. Vi kan dock se små skillnader i elevernas kunskapsutveckling, framförallt i fråga ett kring fotosyntesen och fråga två kring växthuseffekten. Det är endast ett fåtal elever på samhällsprogrammet som har kunnat ange ett mer utvecklat och korrekt svar än sp-väljare på grundskolan.
Vardagsföreställningar samt otillräckliga modeller av verkligheten finns fortfarande kvar i stor utsträckning efter genomgångna kurser i Nk A och B. En tydlig
vardagsföreställning vi fann i fråga 1 kring fotosyntes var att eleverna till stor del tror att biomassan i ett träd kommer från marken. Detta är en vardagsföreställning som bl.a. Andersson (2008a) diskuterar. Vår studie pekar på samma resultat som Thim (2010), Blomgren (2010) och den nationella utvärderingen 1992 (Andersson 2008a) fick fram, d.v.s att majoriteten av eleverna tror att biomassan kommer från vatten, näring och jord. Vi kan även se att våra resultat liknar de som presenteras i Andersson (2008a) fastän vi inte jämför hela grundskolan som en helhelt utan fokuserar på de elever som ska välja ett samhällsvetenskapligt program. Intressant är också att resultaten som presenteras i Andersson (2008a) är tagna från den nationella utvärderingen 1992. Vi kan alltså fortfarande se att elever har problem med samma fråga fastän det gått nästan 20 år.
Att vardagsföreställningar hos samhällsvetare finns kvar även efter behandlat område kan peka på att transfer ej beaktats i lärarnas planering på gymnasiet (Andersson,
2008b). Det kan även bero på att eleverna inte haft tillräckliga baskunskaper då de kommer från grundskolan vilket i sin tur kan bero på att eleverna ej har fått tillräckligt med tid att befästa sina kunskaper på de sätt som National Research Council (2000) presenterar.
Förutom att vardagsföreställningarna var tydliga i fråga 1 var det även i denna fråga alternativet ”Annat” var starkt representerat som en stor del till elevernas kunskapskälla.
Scott et al. (2007) anser att rätt person ska introducera det naturvetenskapliga språket så att inga missförstånd uppstår. En tanke är att det inte skett i frågan kring fotosyntes och att det är därför som vardagsföreställningarna finns kvar. Eleverna kan t.ex. ha inhämtat sin kunskap hemifrån kring middagsbordet som Turner (1997) och Enochson (2008) pekar på. Ett annat alternativ kan vara att vardagsföreställningarna har varit svåra att bryta då elever tenderar att fortsätta grunda sina funderingar på dessa även efter att den naturvetenskapliga förklaringen getts (Scott et al., 2007).
Detta leder till att lärarna på gymnasiet måste göra mer av en repetition än att arbeta vidare kring ett område. Då vissa elever anger felaktiga svar tyder även detta på att lärarna inte har utgått ifrån tidigare kunskaper som Dochy et al. (2002) förklarar som viktigt då kunskapen ska befästas i långtidsminnet. Det kan även bero på att
samhällsvetarna inte har tagit till sig den nya kunskapen utan bara koncentrerat sig på redan befintliga kunskaper, i enlighet med Dochy et al:s (2002) modell fyra.
6.1.3 Förväxlingen mellan växthuseffekt och ozonproblematik finns kvar
Progressionen syns som tydligast i fråga 2 kring växthuseffekten. Likväl är det en ungefär lika stor andel som hamnat i kategori C, d.v.s. förväxlingen med
ozonproblematiken, både bland sp-väljarna samt samhällsvetarna. Denna problematik pekar även Skolverket (1999) på. Svaren vi fick som placerades i kategori C liknar de Andersson (2008a) tagit upp i samband med kategori C, alltså att växthusgaser
förtunnar ozonlagret. Om vi jämför våra resultat med de som presenteras i Andersson (2008a) kan vi se vissa förändringar. Det går att utläsa att ungefär tre gånger så många av våra elever har placerats i kategori C. Det har alltså blivit en större grupp elever som inte kan skilja växthuseffekten och ozonproblematiken åt. Dock har det skett en tydlig progression i kategori F både på grundskolan och gymnasiet. Anledningen till detta kan bero på att de resultat som presenteras i Andersson (2008a) är från den nationella utvärderingen 1998 och växthuseffekten har fått mer uppmärksamhet i skolan sedan dess. Det kan även bero på att elevernas miljömedvetenhet har ökat m.h.a. som Skolverket (1997) visar.
74 % av Blomgrens (2010) elever trodde att uttunningen av ozonlagret hade
betydelse för den globala uppvärmningen. Lika stor andel fann Andersson et al. (1999). Detta är betydligt högre än vad våra resultat visar. Detta kan bero på att Blomgren
(2010) och den nationella utvärderingen 1998 (Andersson et al. 1999) använde sig av stängda frågor vilket kanske lett in eleverna på fel bana. Blomgrens (2010)
examensarbetepekar dock precis som vårt på att det skett en ökning i förväxlingen mellan växthuseffekten och ozonproblematiken sedan den nationella utvärderingen 1998.
I fråga 2 kring växthuseffekt är det flest elever som angett att media är en källa till sin kunskap. Media kan ha hjälpt eleverna att få träning i att överföra kunskapen i nya kontexter. Detta leder till en djupare förståelse hos eleverna (National Research
Council, 2000). Medias presentationer av växthuseffekten kan ha haft en roll i elevernas kunskapsutveckling då de med hjälp av sina tidigare kunskaper kan förstå nya fakta med hjälp av att de förstår sammanhanget (modell 2, Dochy et al., 2002). Vi har märkt att media haft inverkan på vissa elevers svar. Eleverna har bl.a. tagit upp korfisar som ett hot mot miljön samt isbjörnarnas överlevnad som båda två är typiska exempel på vad som varit uppmärksammat i media den senaste tiden, bl.a. WWF:s isbjörnsfadderreklam som gått på teve. Detta tyder på att eleverna i undervisningssituationer gör kopplingar till reklamfilm vilket även Turner (1997) visar.
6.1.4 Magen i fokus
I fråga 3 kring matspjälkning har vi funnit att många elever lägger fokus på magen precis som Nordin (1992) presenterar. Trots att det gått nästan 20 år sedan Nordin (1992) uppmärksammade denna problematik hos årskurs nio-elever kan vi säga att den finns kvar såväl hos årskurs nio-elever som samhällselever.
Nordins (1992) studie visade även på att elever i årskurs sex hade bäst kunskap om matspjälkningskanalen. Vår undersökning visar att eleverna i årskurs nio har ungefär lika bra kunskaper inom ämnesområdet som samhällsvetarna. Vi tycker det är intressant att kunskapen verkar ha stagnerat på gymnasiet även om ämnesområdet tas upp även i Nk B. Är det kanske fortfarande så att eleverna kan matspjälkningskanalen bäst i årskurs sex?
Jämfört med Enochsson (2008) befinner sig fler av våra elever i kategori A,B och C, d.v.s de minst utvecklande kategorierna. Vår undersökning pekar dessutuom på att färre elever befinner sig i kategori D och E, motsvarande Enochsons (2008) D2. Både i vår
