Högskolan i Halmstad Sektionen för lärarutbildning
Allmänt utbildningsområde 60-90 hp Examensarbete, 15 hp
HT 2008
En jämförelse mellan öppna och slutna laborationer
naturvetenskaplig studie i gymnasieskolan
Examensarbete lärarprogrammet Slutseminarium 2009-01-15
Författare: Bjarne Sandberg
Handledare: Karl-Johan Bäckström, Christina Heimdahl Examinatorer: Bo Senje, Pernilla Nilsson
Abstrakt
Syftet med det här arbetet är att göra en jämförelse mellan öppna och slutna laborationer i ämnena biologi och kemi i gymnasieskolan. Jämförelsen syftar till att ta reda på för och nackdelar med respektive laborationstyp samt att se när de bäst kan användas i
undervisningen. Kvalitativa intervjuer gjordes på fyra gymnasielärare i en kommunal
gymnasieskola. Resultatet från undersökningen visar att det finns både för och nackdelar med de olika laborationstyperna. Öppna laborationer gör att eleverna själva tänker mer och blir mer engagerade under laborationerna. Slutna laborationer kan med fördel användas för att belysa och visa hur olika saker fungerar. Slutsatsen med det här arbetet är genom att planera och veta vilket syfte som vill uppnås med laborationen, kan antingen en öppen eller en sluten laboration användas i undervisningen.
Nyckelord: frihetsgrader, naturvetenskap, slutna laborationer, öppna laborationer,
Innehållsförteckning
1. Inledning 1
1.1 Syfte 2
1.2 Frågeställning 2
1.3 Avgränsningar 2
1.4 Disposition 3
2. Bakgrund 4
2.1 Elevers lärande 4
2.2 Naturvetenskap 5
2.2.1 Biologi 6
2.2.3 Kemi 6
2.3 Laborationer 8
2.3.1 Frihetsgrader 9
2.3.2 Slutna laborationer 10
2.3.3 Öppna laborationer 10
2.2.4 Demonstrationsförsök 11
2.3 Säkerhet under laborationer 12
3. Tidigare forskning 14
4. Metod 16
4.1 Metodval 16
4.2 Urval 16
4.3 Genomförande 17
4.4 Forskningsetik 17
5. Resultat 19
5.1 Fördelar med öppna laborationer 19
5.2 Nackdelar med öppna laborationer 20
5.3Fördelar med slutna laborationer 21
5.4 Nackdelar med slutna laborationer 22
5.5 När bör slutna respektive öppna laborationer 22 användas för att få bäst resultat i undervisningen
5.6 Krävs det mer arbete att skapa öppna laborationer 23
5.7 Övriga resultat från intervjuerna 23
6. Analys av resultat 24
6.1 Fördelar med öppna laborationer 24
6.2 Nackdelar med öppna laborationer 24
6.3 Fördelar med slutna laborationer 25
6.4 Nackdelar med slutna laborationer 25
6.5 När bör slutna respektive öppna laborationer 26
användas för att få bäst resultat i undervisningen
6.6 Krävs det mer arbete att skapa öppna laborationer? 26
6.7 Övriga resultat från intervjuerna 26
7. Diskussion 28
7.1 Diskussion av resultat 28
7.2 Validitet och Reliabilitet 29
Referenslista 30
Bilaga 1, Frågeformulär 32
1. Inledning
Svenska elevers prestationer i de naturvetenskapliga ämnena har sjunkit de senaste 15 åren, framförallt är det i ämnet kemi som eleverna uppvisar sämre resultat. De försämrade
resultaten kan härledas till att eleverna tycker att det är svårt med dessa ämnen samt att dessa ämnen inte anses som viktiga. 1 Det här avspeglar sig även i ansökningarna till gymnasiet, där allt färre elever söker till de naturvetenskapliga linjerna.2
Om man drar det här till sin spets och tänker sig att inga elever skulle välja att läsa på de naturvetenskapliga linjerna skulle det kunna innebära stor påverkan av samhällets framtida utveckling. Ett fiktivt exempel på vad som skulle kunna hända om man raderar all
naturvetenskapligt kunnande är att hela vårt moderna samhälle skulle rasa samman. Eftersom en mängd saker som vi är beroende av då inte skulle finnas. Det är saker som vi tar för givet, som ström, magnetfält, atomer, kemiska reaktioner, blodomlopp och bakterier med mera.3 Detta scenario är givetvis något som inte kommer att kunna inträffa. Däremot är det stor risk att samhället som helhet kommer att påverkas negativt om utvecklingen kommer att stå still när allt färre väljer att läsa dessa ämnen.
Den naturvetenskapliga undervisningen består av många olika moment, en viktig del av undervisningen är laborationer eller experiment. Laborationer är en stor del av den
naturvetenskapliga undervisningen och ska också enligt läroplanerna användas som didaktiskt hjälpmedel.4 Laborationer används för att illustrera och befästa teoretisk kunskap som
eleverna redan besitter. De kan också användas för att lära sig ny kunskap och fungerar då som ett alternativt hjälpmedel för undervisningen. Det finns olika karaktärer på laborationer och de kan delas in i slutna eller öppna laborationer beroende på hur mycket eleverna själva kan påverka hur laborationen ska genomföras.5
Enligt en undersökning som gjordes på grundskolan inom de naturvetenskapliga ämnena anser eleverna att de lär sig bäst när läraren berättar och förklarar. Ganska långt ner på listan
1 Andersson, B. Bach, F. Olander, C. Zetterqvist, A. 2004, s. 15‐16, Auer, A.(2008) PISA 2006: Svenska 15 åringar presterar sämre i naturvetenskap.
2 Antal elever i gymnasieskolan, www.skolverket.se
3 Andersson, B. Bach, F. Olander, C. Zetterqvist, A. 2004, s. 15‐16,
4 Skolverket Gy2000:14. s.69
5 Dimenäs, J. 1996 s. 148, Undervisningens röda tråd.
hamnar när de själva experimentera, det vill säga när eleverna laborera eller experimentera.6 Dimenäs och Sträng Haraldsson säger följande ”desto fler sinnen som är inkopplade desto lättare sker registrering till eleven”.7 Vilket betyder att eleverna borde lära sig mer när de får laborera eftersom fler sinnen är aktiva. De använder sig av både känsel, lukt och syn under tiden de laborera.
Bo Johansson och Per Olov Svedners bok Examensarbetet i lärarutbildningen har använts som modell för det här examensarbetet.
1.1 Syfte
Syftet med det här examensarbetet är att göra en jämförelse mellan öppna och slutna
laborationer. Att se när de olika laborationstyperna med fördel kan användas i undervisningen för att ge ett bättre resultat för eleverna. Uppsatsen kommer att genomföras genom en
litteraturgenomgång samt genom kvalitativa intervjuer av gymnasielärare i ämnena biologi och kemi.
1.2 Frågeställning
De frågeställningarna jag kommer att använda mig av för att genomföra detta arbete kommer att vara enligt följande.
- Vilka fördelar respektive nackdelar finns det med de olika laborationsmetoderna enligt lärarna?
- När kan de olika laborationsmetoderna användas för att ge bättre resultat i undervisningen?
- Hur påverkas säkerheten av de olika laborationsmetoderna?
- Krävs det mer arbete för läraren att skapa öppna laborationer?
1.3 Avgränsningar
Jag har valt att begränsa mina undersökningar till laborationer i biologi och kemi på gymnasienivå. Undersökningen begränsas till kurserna Biologi A, Biologi B samt Kemi A och Kemi B. Det är dessa ämnen som jag kommer att undervisa i och även varit med och
6 Andersson, B. Bach, F. Olander, C. Zetterqvist, A. 2004. s.105
7 Dimenäs, J. Sträng Haraldsson, M. 1996. s. 148. Undervisning i naturvetenskap.
undervisat under min verksamhetsförlagda utbildning. Vidare har jag valt att begränsa mig till att göra en jämförelse mellan öppna och slutna laborationer. Jämförelsen kommer att
begränsas till aspekterna fördelar, nackdelar, säkerhet och när de med fördel kan användas i undervisningen.
1.4 Disposition
Det här examensarbetet består av totalt 7 kapitel. I det här första kapitlet har jag skrivit en inledning som ger en bakgrund till syftet och frågeställningarna som också tas upp i det här kapitlet. Kapitel 2 tar upp bakgrunden som behövs för att besvara syftet och
frågeställningarna. I kapitel 3 tar jag upp tidigare forskning som berör det här arbetet.
Metodval, genomförande och forskningsetik tas upp i kapitel 4. Resultatet av
metodundersökningarna presenteras i kapitel 5. I kapitel 6 sker en analys av resultatet och återkopplar resultatet till bakgrunden ur kapitel 2. I sista kapitlet, kapitel 7 diskuteras resultatet, här tas även arbetets reliabilitet och validitet upp. Längst bak i arbetet kommer referenslistan följt av en bilaga med de frågor som användes vid intervjuerna.
2. Bakgrund
2.1 Elevers lärande
Människan ses som en varelse som tänker, rationaliserar och skapar sin egen bild genom sina erfarenheter. Genom att söka kunskap bygger människan upp verkligheten. Jean Piaget var en pedagog som stod för det kognitiva perspektivet. Detta perspektiv fokuserar på det som händer i hjärnan i form av kunskap, tänkande och lärande. Piaget utvecklade vad han kom att kalla för de olika stadieteorierna. Dessa olika stadier delar in människans utveckling i fyra olika delar.8 Enligt Piagets stadieteori är högsta stadiet i tänkandets utveckling det formella operationsstadiet. Detta stadium visar att eleven har uppnått vetenskapligt tänkande till skillnad mot det första stadiet det konkreta operationella stadiet som är vardags tänkandet.
När det sista stadiet har uppnåtts kan bland annat proportionalitet och olika
kontrollexperiment både förstås och användas. Piaget fokuserade på individen och dennas utvecklig från födsel till tonår. Hans stadieteorier fick dock mycket kritik då de ansågs vara mycket oklart i vilket stadium eleven befann sig i, samt att de som uppnått det högsta stadiet generellt skulle kunna lösa olika tankeoperationer. Denna kritik övergick till nya frågor om hur elever lär sig och mängder med nya undersökningar. Resultat från dessa undersökningar visar att elever har vardagsföreställningar om hur naturvetenskapliga fenomen fungerar innan de börjar skolan. I skolan lär sig sedan eleverna de vetenskapliga begreppen, men efter att skolan är avslutad glöms dessa vetenskapliga begrepp bort medan vardagsföreställningarna finns kvar. 9
Vygotskij som var en annan pedagog inom det kognitiva perspektivet. Han koncentrerade sig på det sociala omkring eleven och menade att individens mentala utveckling enbart kan förstås genom samspelet med den sociala omgivningen. När naturvetskap skall läras ut måste därför eleven vara tillsammans med lärare som berättar, förklarar och diskuterar ämnet.
Eleven kan endast lära sig genom att själv engagera sig och arbeta med naturvetenskapen.10
För att eleven skall gå från sina vardagsföreställningar till att förstå vetenskapliga begrepp, gäller det för läraren att ha en balans mellan dessa begrepp. Läraren måste även se det
8 P. Hwang, B. Nilsson. 2006. s.45‐49, Utvecklingspsykologi.
9 B. Andersson. 2008. s. 17‐25 Att förstå skolans naturvetenskap.
10 Ibid. s. 21
vardagliga tänkandet som en kunskap och ett sett att förstå, inte som en motsats till de vetenskapliga begreppen. Vygotskij menade att de vardagliga begreppen kan växa i möten med de vetenskapliga begreppen, på samma sätt kan de vetenskapliga begreppen bättre möta de vardagliga begreppen. Detta gör de vardagliga begreppen mycket mer systematiska och allmängiltiga och de vetenskapliga begreppen mer innehållsrika för eleven. Ett exempel på skillnaden mellan de olika begreppen kan vara när eleven kan fotosyntesen, men när denna står framför ett träd och skall förklara trädets tillväxt säger eleven att trädet har växt genom att ta upp näring från jorden. Det gäller för skolan att få eleverna att tänka mellan de vardagliga begreppen och de vetenskapliga begreppen för att eleverna skall koppla sammanhangen. Först när eleven står framför trädet och kan förklara tillväxten med hjälp av fotosyntesen har detta lyckats fullt ut.11 För att lyckas med detta är det viktigt att ge eleverna utmaningar som de kan klara av. Handledning från läraren är viktig för att eleverna skall klara utmaningen och därmed tillgodogöra sig kunskapen. Det finns en risk att misslyckas med lärandet om
utmaningarna blir för svåra. Därför är det viktigt att läraren ger eleverna utmaningar som inte ligger för långt från deras befintliga kunskaper.12
2.1 Naturvetenskap
Undervisningen i naturvetenskap har två tydliga mål. Det första är att ge eleverna ett intresse för naturvetenskap. Detta görs genom att ge kunskap om arbetssätt, begrepp och teorier. Det andra är att ge eleverna tillräckligt med kunskap för att fungera i den komplicerade och snabbt förändrande världen. För att kunna uppfylla det här krävs det att ge eleverna en sammansatt bild av omvärlden, det vill säga hur vår värld fungerar och hur naturvetenskapen samverkar med andra vetenskaper. 13
På gymnasiet läser samtliga elever kursen Naturkunskap A. Denna kurs ger en
naturvetenskaplig förklaring av omvärlden. Miljöfrågor, ekologi och resursanvändning är områden som tas upp i denna kurs. 14
De elever som läser naturvetenskapligt program läser mycket mer naturvetenskap. Förutom Naturkunskap A läser de även kurser i biologi, fysik och kemi.15
11 B. Andersson. 2008. s. 25‐26
12 P. Hwang, B. Nilsson. 2006. s. 50
13 B. Andersson. 2008 s. 13, 21‐22
14 Skolverket Gy2000:14. s. 127
2.1.1 Biologi
Biologi är läran om livet och handlar om allt liv från födelse till döden. Människan har alltid varit intresserad av djur och växter. Växter har använts som mediciner i många tusen år och människan har även odlat växter för att få mat. Hippokrates införde ett vetenskapligt
arbetssätt redan för 2400 år sedan. Tidigare dominerade trollkonsten, men med det här nya arbetssättet börjades det att experimenteras för att ta reda på nya saker. Detta ledde till stora framsteg och många nya upptäckter inom biologin.16
Biologi är ett väldigt brett ämne och totalt finns det nio olika biologi kurser att läsa på gymnasiet. Biologi A och Biologi B är obligatoriska på de naturvetenskapliga programmen, dessa kurser är på 100 respektive 50 poäng. De som läser naturbruksprogrammet läser biologi kurserna Ekologi, Kretslopp, Växt- och djurliv. Övriga biologi kurser är Biologisk breddning, Bioteknik, Mikrobiologi och genteknik samt Vattenlevande organismer, dessa är valbara kurser.17
I biologi undervisningen används laborationer och fältstudier i undervisningen. I mål som eleverna skall ha uppnått efter avslutad kurs i Biologi A står det följande. ”Eleven skall kunna planera och genomföra fältstudier och experimentella undersökningar, tolka dessa samt redovisa arbetet både muntligt och skriftligt”18. För betyget godkänd i Biologi B står det följande i betygskriterierna. ”Eleven genomför undersökande uppgifter enligt instruktioner och utvärderar och diskuterar resultaten med handledning.”19 Laborationer skall alltså användas i biologi undervisningen. Hur stor del av kursen som skall ägnas åt laborationer är dock inte styrt, detta avgör läraren själv.20
2.1.2 Kemi
Människan har använt sig av kemiska processer i årtusende för att framställa olika saker. Till exempel framställde människan koppar från kopparmalm redan för flera tusen år sedan. Under
15 Skolverket Gy2000:14.. s, 8‐9
16 Fabricius, S. Holm, F. Mårtensson, R. Nilsson, F. Nystrand, A. 1999. s. 7. Biologi.
17 Skolverket Gy2000:14, s. 28‐29
18 Ibid. s. 30
19 Ibid. s. 33
20 Ibid. s. 28‐32
1500-talet blev kemin mer en vetenskap, tidigare ansågs det vara mycket magi som låg bakom de processer som människan inte förstod sig på. 21
Under de senaste århundraden har det bedrivits väldigt mycket forskning inom ämnet kemi, vilket bidragit till samhällets utveckling. Från början var det framförallt den industriella utvecklingen, idag är det främst inom läkemedelsutvecklingen och miljöområden som den kemiska utvecklingen efterfrågas. All forskning och alla nya upptäckter som gjorts har lett till att det bildats flera områden inom kemin. Dessa områden är analytisk kemi, biokemi,
fysikalisk kemi, oorganisk kemi och organiska kemi. Samtliga av dessa områden ingår i kemiundervisningen på gymnasienivå. 22
I svenska gymnasieskolan finns det totalt tre kemi kurser som eleverna kan läsa, dessa är Kemi A, Kemi B och Kemi breddning. Kemi A och Kemi B är på 100 poäng och Kemi breddning omfattar 50 poäng. Kemi A är obligatorisk kurs för de elever som läser på
naturvetenskapsprogrammet och teknikprogrammet, Kemi B är obligatorisk för de som väljer inriktning naturvetenskap eller miljövetenskap på naturvetenskapsprogrammet. Kemi
breddning är en valbar kurs, vilken dock kräver att Kemi A kursen har lästs.23
Laborationer är en viktig del i kemi undervisningen på gymnasiet, vilket står i styrdokumenten. I mål att sträva mot står det följande för kemi A. ”skolan skall i sin undervisning i kemi sträva efter att eleven utvecklar sin förmåga att hantera kemisk laborationsutrustning, att välja, planera och utföra experiment samt att göra iakttagelser, beskriva, tolka och förklara kemiska förlopp med naturvetenskapliga modeller.”24 Vidare går det att läsa följande i betygskriterierna för kemi B, för att erhålla betyget mycket väl godkänd.
”Eleven tillämpar ett naturvetenskapligt arbetssätt, planerar och genomför undersökande uppgifter såväl teoretiskt som laborativt, tolkar resultat och värderar slutsatser samt bidrar med egna reflexioner.” 25
21 Skolverket Gy2000:14. s. 66‐67
22 Ibid. s .67
23 Ibid. s. 67‐68
24 Ibid. s. 69
25 Ibid. s. 72
2.2 Laborationer
En laboration eller ett experiment är ett praktiskt naturvetenskapligt arbete, där en hypotes eller en teori testas för att se om den stämmer. 26 Ofta används laborationer i
undervisningssyfte och är av central betydelse i den naturvetenskapliga undervisningen.27 Laborationer kan se väldigt olika ut. De flesta föreställer sig kanske en kemilaboration där olika lösningar blandas i olika bägare, men en laboration kan vara väldigt mycket mer. Allt praktiskt arbete i de naturvetenskapliga ämnena kan räknas som någon form av laboration eller experiment. Det kan vara en sådan enkel sak som att titta på en blomma i mikroskop under en biologi lektion, eller att gå ut i naturen och samla in olika blad för att kunna
artbestämma träden de kommer från. Eleverna tittar och undersöker saker praktiskt, istället för att enbart använda sig av teoretisk information som sker under vanliga lektioner.28
Laborationer har använts i naturvetenskaplig undervisning sedan slutet på 1800-talet då en man vid namn Armstrong införde detta i skolorna i Storbritannien. Han menade att eleverna själva skulle laborera för att lära sig något nytt, att själva komma på nya saker och inte bara visa på något som de redan kan. Gamla läroplaner visar att laborationer har använts sedan början på 1900-talet i den svenska undervisningen. 29
Syftet med laborationer varierar beroende på vilken pedagog man frågar, enligt Armstrong skulle laborationer ge eleverna nya kunskaper. Armstrongs metoder blev starkt kritiserade i en rapport 1918, där menade kritikerna på att laborationer är till för att visa eleverna hur teorier fungerar i praktiken, det vill säga att befästa kunskap de redan har. I en studie som gjordes i några europeiska länder där forskare undersökte vad lärarna har för syfte med sina
laborationer kom de fram till en rad olika skäl. Den viktigaste anledningen till att lärare använder sig av laborationer i undervisningen är enligt studien att eleverna skall koppla teori och praktik. 30 En sammanfattning om sju punkter varför laborationer används har gjorts.
1. Laborationen kan vara ett komplement till teorin, den kan visa tillämpningen av en teori och den kan ge studenterna en känsla för fenomenet
26 Nationalencyklopedin
27 Andersson, B.2008. s. 68. Grundskolans naturvetenskap, helhetssyn, innehåll och progression.
28 S. Sjöberg. 2005. s.395. Naturvetenskap som allmänbildning,
29 Gunnarsson, G. 2008, s. 37. Den laborativa klassrumsverksamhetens interaktioner.
30 Ibid s. 39
2. Laborationen hjälper studenterna att utveckla en analytisk och kritisk förmåga och en förmåga att formulera mål
3. Laborationen hjälper studenterna till ett meningsfullt lärande dels genom att fler sinnen används vid lärandet dels för att de genom laborationen bättre ser vilka inlärningsbehov de har
4. Laborationen underlättar förståelsen för vetenskapligt arbete, d v s den process genom vilken vetenskapligt kunskapsproduktion [åstadkoms]
5. Laborationen ger möjlighet att se och pröva tekniker som används vid vetenskapligt arbete och därvid erhåller studenterna en färdighet och vana
6. Laborationen hjälper till att göra studenterna motiverade för teknisknaturvetenskapliga studier
7. Laborationen är ett lämpligt instrument för att utveckla den sociala kompetensen och den kommunikativa förmågan 31
Med dessa sju punkter kan det ses att laborationer används för en mängd olika ändamål i undervisningen. Det är dock viktigt att veta att laborationer inte automatiskt ger eleverna all denna kunskap. Eftersom det finns många olika mål med det praktiska arbetet gäller det för läraren att veta vad målet med laborationen är. Praktiskt arbete är därför inte per automatik något som gör att eleverna lär sig mer än en teoretisk lektion.32
2.2.1 Frihetsgrader
En laboration kan kategoriseras utifrån följande kriterier, problem, genomförande och svar.
Utifrån dessa tre kriterier kan man kategorisera laborationen i olika frihetsgrader, dessa frihetsgrader är 0, 1, 2 och 3. Om problemet, genomförandet och svaret är givna av läraren blir frihetsgraden 0, det vill säga eleverna har inte något eget inflytande över laborationen. En sådan laboration kallas även för en styrd eller sluten laboration. Är samtliga av kriterierna öppna är frihetsgraden 3. En helöppen laboration är när eleverna helt själva får komma fram till ett problem som de sedan själva skall lösa och komma fram till ett svar på. Tabellen nedan visar hur man kan se vilken frihetsgrad en laboration har beroende på dess utformning. 33
31 Gunnarsson, G. 2008, s. 38
32 S. Sjöberg, 2005. s.395
33 Dimenäs, J. Sträng Haraldsson, M. 1996. s. 148
Frihetsgrad Problem Genomförande Svar
0 Givet Givet Givet
1 Givet Givet Öppet
2 Givet Öppet Öppet
3 Öppet Öppet Öppet
Tabell 1. Frihetsgrader enligt Dimenäs.
Laborationer med frihetsgrad 0 och 1 kan betraktas som slutna laborationer medan laborationer där frihetsgraden är 2 eller 3 räknas till de öppna.
2.2.2 Slutna laborationer
En sluten eller en styrd laboration som de även brukar kallas har en låg frihetsgrad. De laborationer som är helt slutna har en frihetsgrad som är noll. I dessa är samtliga parametrar bestämda av läraren och eleven skall enbart följa instruktionerna för att komma fram till ett givet svar. Dessa laborationer benämns även som kokbokslaborationer eftersom eleven strikt följer anvisningarna likt ett recept i en kokbok. Kravet på eget tänkande bli ganska litet i en slutet laboration.34
2.2.3 Öppna laborationer
Öppna laborationer är betydligt friare och enligt frihetsgraderna räknas laborationer med frihetsgrad två och tre till öppna laborationer. I dessa laborationer bestämmer eleverna själva hur arbetet ska göras och kommer fram till ett eget resultat.35
En öppen laboration med frihetsgrad två innebär att eleverna får ett problem, hur de sedan löser det här problemet får de själva komma fram till. 36
Frihetsgrad tre innebär att laborationen är helt öppen. I en sådan laboration finns inget givet problem för eleverna, de får själva komma på ett problem som ska lösas. Att den är helt öppen innebär dock inte att eleverna kan undersöka vad som helst, ett exempel är att läraren ger eleverna ett grundämne och säger att de ska undersöka det. När de har konstruerat ett problem eller kommit på vad de vill undersöka får de själva hitta på ett sätt att genomföra laborationen.
34 Kurten‐Finnäs, B. 2008, s. 7. Det var intressant man måste tänka så mycket, öppna laborationer och V- diagram i kemiundervisningen.
35 Sjöberg, P. 2006, s. 15‐16. Fria laborationer, - en attitydundersökning
36 Ibid. s. 15‐16
Om det är som exemplet ovan finns det många möjligheter för eleverna att lösa uppgiften, de kan till exempel se om ämnet leder ström, om det reagerar med andra ämnen eller vad
kokpunkten är. I en helt öppen laboration är möjligheterna för eleverna många och läraren finns där som handledare och kan hjälpa eleverna att resonera kring uppgiften. 37
2.2.4 Demonstrationsförsök
Ett alternativ till laborationer där eleverna själva gör experimenten kan vara att läraren gör ett laborationsförsök. Detta försök blir en demonstration där eleverna kan fokusera på vad som händer och enbart observera. Att observera något krävs för att skapa vetenskapliga tankar hos eleverna. Det är dock viktigt att läraren tänker på vad eleverna skall observera, det är lätt att de fokusera på något annat än vad läraren har tänkt. 38När eleverna själva laborerar finns det en risk att det är för många praktiska moment och de därmed missar det viktiga i laborationen.
Dessa praktiska moment tar oftast väldigt lång tid vilket gör att det blir lite tid över för att sammanfatta uppgiften. Om inte läraren och eleverna hinner sammanfatta laborationen och diskutera vad som hände, finns det en risk att laborationen helt enkelt blir meningslös.39
En praktisk uppgift som kräver noggrannhet för att lyckas lämpar sig väl som en
demonstration. Ett exempel kan vara en dissektion av ett grishjärta för att visa eleverna hur ett hjärta fungerar i verkligheten. En sådan dissektion måste göras väldigt noggrann för att kunna se de olika delarna och kunna visa på de olika funktionerna i hjärtat. Många elever tycker att det är jobbigt att dissekera. Själva utförandet riskerar då att ta all uppmärksamhet ifall de själva skulle genomföra de praktiska momenten.40
Ytterligare exempel på laborationer som passar bra som demonstrationer är ifall läraren vill visa ett försök och sedan diskutera vad som hände under försöket. När läraren gör det själv går det snabbt och därmed finns det mycket tid över på lektionen för genomgång och
diskussion. Det viktiga är inte alltid att eleverna får göra det själva utan att de få vara med och observera och undersöka. För läraren är det viktigt att balansera när eleverna själva skall genomföra laborationer eller om de skall observera en demonstrationslaboration.
Elevperspektivet är därför viktigt, läraren måste ställa sig frågan när eleven lär sig mest.41
37 Sjöberg. P, 2006. s.15‐16
38 S. Sjöberg, 2005, s. 388‐390
39 Dimenäs, J. 1996, s. 92‐93
40 Ibid. s. 93
41 Dimenäs. J, 1996, s. 93
2.3 Säkerhet under laborationer
Under laborationer finns det ibland en del risker som måste beaktas. Dessa risker kan vara brand, explosion eller farliga ämnen som kan vara frätande med mera.
Läraren har ansvar över eleverna och att de inte utsätts för någon fara. Eftersom laborationer är tillfällen där risker kan förekomma måste läraren veta vilka dessa risker är och därmed ta bort dessa risker. I de fall riskerna inte helt kan elimineras ska dessa minimeras så långt det går.42
Det finns särskilda bestämmelser för laborationer där det förekommer farliga ämnen, dessa bestämmelser gäller såväl utgångsämnen som de ämnen som kan tänkas bildas. Därför gäller det för läraren att veta vilka ämnen eleverna ska hantera och vilka ämnen som kommer att bildas under laborationens genomförande. 43 I de allmänna bestämmelserna står det följande.
”2§ Vid planering av laborationsarbete där ett eller flera farliga ämnen används eller bildas skall en riskbedömning göras. Därvid skall de risker för olycksfall och ohälsa, som kan uppkomma i arbetet, identifieras och uppskattas. Vid riskbedömning skall de aktuella ämnenas inneboende farlighet vägas samman med riskerna vid utförandet av de olika arbetsmomenten. Utifrån riskbedömningen skall slutsatser dras om vilka riskreducerande åtgärder som behöver vidtas för att arbetet skall kunna utföras säkert. Innan
laboratoriearbetet påbörjas skall de riskreducerande åtgärder som behövs vara utförda och erforderlig beredskap vid olyckhändelse finnas.”44
Rektorn bär det övergripande ansvaret för att dessa bestämmelser följs, men läraren måste känna till regelsystemen. Varje lektion som innehåller risker måste därför riskbedömas annars får inte läraren genomföra lektionen.45
Det är därför viktigt att läraren alltid upplyser eleverna om vilka risker laborationen medför.
Vidare måste både lärare och elever veta var brandsläckare finns och hur dessa fungerar.
42 S. Långström, U. Viklund, Praktisk lärarkunskap, studentlitteratur Lund 2006, s. 71
43 Ibid. s. 71
44 Ibid. s. 71‐72
45 Ibid. s. 71‐72
Många skolor har regler som måste följas under laborationer och där även eleverna måste veta vad som gäller vid eventuellt tillbud. Ofta får eleverna skriva på ett kontrakt där de godkänner säkerhetsreglerna och där de bekräftar att de vet vilka regler som gäller under laborations arbete.46
46 S. Långström, U. Viklund, 2006, 71‐72
3. Tidigare forskning
En avhandling om laborationer som gjorts är av Gunilla Gunnarsson, Den laborativa klassrumsverksamhetens interaktioner. Hon gjorde en studie om vilket meningsskapande årkurs 7- elever kan erbjudas i möten med den laborativa verksamheten. Det hon valde att titta på var laborationernas instruktioner, språk och lärarens didaktiska handlingsmönster. Studien omfattade tre elevgrupper och deras lärare i årskurs 7 i grundskolan, dessa elevgrupper studerades i tre veckor. Resultatet visar att laborationens instruktioner är väldigt viktiga, eleverna följde dessa väldigt strikt. De var väldigt fokuserad på vad som skulle göras och hur de skulle redovisa sina resultat. Läraren anses också väldigt viktig under laborationerna då denna kan hjälpa eleverna indirekt genom att påvisa problem dels direkt genom att hjälpa dem att lösa dessa problem. Lärarens didaktiska fingertoppskänsla är här väldigt viktig anser Gunilla. Genom att vara uppmärksam kan läraren se när och vad eleverna behöver hjälp med.
Det gäller även för läraren att se vad som verkar svårt för eleverna och då kunna hjälpa dem.47
Ett annat arbete i ämnet är Berit Kurten-Finnäs avhandling Det var så intressant, man måste tänka så mycket, öppna laborationer och V-diagram i kemiundervisningen. Syftet med avhandlingen är att se ifall elevernas tänkande och utvecklandet av tänkandet kan ökas med öppna laborationer samt om det påverkar eleverna att bli mer positivt inställda till ämnet kemi. Hon studerade en sjundeklass med 21 elever som fick fyra öppna laborationer att arbeta med. Resultatet från studien visar att många av eleverna fick en mer positiv bild av kemi som ämne. Eleverna tyckte själva tänkandet var specifikt för de öppna laborationerna de gjorde och ansåg detta som något bra. Att de själva fick bestämma under de öppna laborationerna tyckte de var bra. Resultatet visar dock att en del elever kände sig osäkra då de inte hade några instruktioner från läraren. För läraren till klassen betydde dessa öppna laborationer att dennes roll mer blev som ett bollplank till eleverna, eleverna samspelade mer med läraren än under traditionella laborationer. 48
Det finns ett antal C-uppsatser som handlar om öppna laborationer. I de uppsatser som valts ut tittar författarna på öppna laborationer med dess för och nackdelar.
47 Gunnarsson, G. 2008. s. 15‐16
48 Kurten‐Finnäs, B. 2008. s. 10
Peter Sjöberg, Fria laborationer – en attitydundersökning, Högskolan Kristianstad, 2006.
Peter kommer fram till att eleverna är positiva till öppna laborationer då de anser sig förstå vad som händer och dessutom lär sig mer. Eleverna blir också mer engagerade och tycker det blir roligare med laborationer. Detta för att eleverna känner sig delaktiga och själva kan påverka, vilket ger dem inflytande. Den här positiva bilden eleverna uppvisar kan dock ha med variation att göra, då de öppna laborationerna skiljer sig mot de styrda laborationerna som de är vana vid. Därför påpekar Peter att det kan vara väldigt bra att använda sig av öppna laborationer för att få variation i undervisningen. 49
Hanna Claesson, Öppna laborationer – om en kemilaboration i grundskolans senare år Malmö Högskola 2006. Enligt Hanna var eleverna väldigt positiva efter att ha fått göra en öppen laboration. Hon kunde se hur vissa elever arbetade mer än de brukade göra samt att det verkade ha väckts ett visst intresse bland eleverna. En annan sak som Hanna tar upp är att många elever anser laborationerna som gamla eller föråldrade. Genom att använda sig av öppna laborationer istället för de vanliga man har på lager borde därför ge en positiv respons.50
49 Sjöberg, P. 2006. s. 4
50 Claesson, H. 2006 s.37, Öppna laborationer, om en kemilaboration i grundskolans senare år.
4. Metod
4.1 Metodval
De vanligaste metoderna som används i examensarbete är enkäter, kvalitativ intervju, observation och textanalys. Dessa fyra metoder kan även kombineras för att uppnå önskat resultat.51 Jag valde att använda mig av kvalitativa intervjuer av verksamma gymnasielärare.
En kvalitativ intervju av lärare ger bland annat resultat av deras syn på elever, undervisning och målsättning.52 Resultaten som erhålls från en kvalitativ intervju passar därför bra för att kunna besvara mina frågeställningar.
För att kunna använda sig av enbart en metod, i det här fallet kvalitativa intervjuer gäller det att intervjuerna genomförs på ett korrekt sätt. När kvalitativa intervjuer genomförs är det viktigt att frågorna är av öppen karaktär så att svaren blir så omfattande som möjligt. Är frågorna helt bestämda från början finns det en risk att intervjun blir lik en enkätstudie. Det finns då en risk att den intervjuade känner sig styrd och tappar lusten för intervjun. För den som intervjuar och har konstruerat frågorna är det lätt att omedvetet ställa frågor som skall bekräfta sin egen teori. I sådana fall ger intervjun ingen ny kunskap utan bekräftar enbart redan befintlig kunskap.53 Det gäller att balansera styrningen mot friheten av frågorna, alltför fria frågor ger mer av ett vardagssamtal. För att få ett så bra resultat som möjligt gäller det att endast ha frågeområden bestämda. Beroende på hur den intervjuade svarar kan alltså olika intervjuer ser olika ut. Det viktiga med en kvalitativ intervju är att få den intervjuade att berätta så mycket som möjligt och att denna få svara exakt som den vill.54 Registrering av intervjuerna gjordes genom att spela in dem med en diktafon. Detta för att få med pauser, tonfall och avbrutna meningar som är viktiga i intervjun.
4.2 Urval
Jag valde att intervjua fyra gymnasielärare från den skola som jag gjorde min sista
verksamhetsförlagda utbildning på. Skolan är en kommunal gymnasieskola med cirka 1200 elever. Då syftet med mitt arbete är en jämförelse mellan öppna och slutna laborationer i ämnena biologi och kemi valde jag ut lärare som undervisar i dessa ämnen. De lärare som jag
51 Johannson, B, Svedner, P‐E. 2001. s. 29, Examensarbetet i lärarutbildningen.
52 Ibid. s. 41
53 Arfwedson, G. 1998 s. 10, Intervjumetoder och intervjutolkning.
54 Johansson, B, Svedner, P‐E. 2001 s. 43
valde ut, hade många års erfarenhet av undervisning i naturvetenskapliga ämnen och därför också stor laborationsvana. Samtliga av lärarna undervisar på det naturvetenskapliga
programmet och två av dem undervisar dessutom på International Bacculaureate programmet.
Tre av lärarna är kvinnor och en är man.
Fördelen med att jag valde ut lärare från den skolan jag gjort min verksamhetsförlagda utbildning på var att jag viste att de arbetade relativt mycket med laborationer samt att de hade många års erfarenhet från läraryrket. Nackdelen med urvalet är att lärarna arbetar på samma skola och känner varandra vilket eventuellt påverkat att deras arbetssätt blivit något likt.
4.2 Genomförande
Eftersom jag använde mig av lärare på den skola som jag gjorde min verksamhetsförlagda utbildning på som urvalsgrupp, tog jag kontakt med lärarna i god tid innan studien. Jag förklarade kort vad arbetet skulle handla om och bokade sedan in tider för intervjuer med de som ville vara med i studien. Jag berättade också att jag ville göra intervjuerna enskilt och att de skulle ta cirka 30 minuter. Innan intervjun startade preciserade jag syftet med arbetet och frågade om tillstånd för att få spela in samtalet. Jag förklarade att de var helt anonyma och när som helst kunde avbryta om de ville.55 Själva intervjuerna gjordes enskilt i små grupprum för att de intervjuade skulle känna sig bekväma och att ingen annan skulle behöva höra vad de sa.
Intervjuerna som bestod av nio grundfrågor gjordes vid olika tillfällen under en tre veckors period. Eftersom kvalitativa intervjuer tar olika lång tid beroende på svaren från den
intervjuade tog mina intervjuer mellan 15 och 30 minuter.56 Efter varje intervju transkriberade jag ner intervjun ordagrant. Fördelen med att skriva ner intervjun direkt efter är att små
detaljer som inte sägs kan vara viktiga i samtalet. Det kan vara detaljer som ansiktsutryck eller gester med kroppen. Det finns annars en risk att samtalet tolkas på ett helt annat sätt när den läses igen.57
4.3 Forskningsetik
De medverkande som ställer upp i ett examensarbete måste göra detta frivilligt och ge samtycke till sitt deltagande. Den som utför arbetet måste visa de deltagande respekt och
55 Johansson, B, Svedner. P‐E 2001. s. 29‐30
56 Ibid. s. 43
57 Arfwedson, G. 1998 s. 11
hänsyn. Humanistiska -samhällsvetenskapliga forskningsrådet har anvisningar om
forskningsetik inom samhällsvetenskapliga arbeten. Dessa säger bland annat att de som är med i arbetet skall meddelas undersökningens syfte, att de ska ha möjlighet att ställa frågor om undersökningen samt att de när som helst kan avbryta utan att det ska få några negativa konsekvenser.58
58 Johansson, B. Svedner, P‐E, 2001. s. 29‐30
5. Resultat
Resultat av intervjuerna presenteras i det här kapitlet. De intervjuade lärarna benämns här som lärare 1, 2, 3 och 4.
Samtliga av de tillfrågade lärarna ansåg att de hade relativt mycket laborationer. Dock tyckte både Lärare 1 och 4 att de laborerade betydligt mer för några år sedan. De påpekade att de då hade delningstid varje vecka, detta innebar att de hade tillgång till en extra lärare. Detta gjorde att de kunde laborera i halvklass, vilket de tycker är en förutsättning för de flesta laborationer.
Lärare fyra menar att kurserna nu är väldigt pressade och Lärare 1 säger följande ” Det är just det här med delning och att man tycker att man ha begränsat med tid, då man måste ta sig igenom allt det andra också. Det har minskat men det håller sig ändå på en hyfsad nivå, skulle jag säga”
Alla lärare är också överens om att det laboreras mer i kemi än i biologi. En av lärarna svarar att det inte gå att laborera på alla avsnitt i biologi kurserna. Lärare 1, 3 och 4 menar att allt praktiskt arbete de gör hamnar under laborationer, men eleverna tycker att en laboration är en typisk kemilaboration. En laboration där olika ämnen blandas och det sker någon form av reaktion, som lärare fyra utrycker sig ”För att eleverna skall räkna det som en laboration, ska det blandas olika ämnen och det ska helst explodera”.
Alla lärare använder sig också någon gång av öppna laborationer i sin undervisning. Lärare 3 är även lärare på International Bacculaureate och hon påpekar att de måste använda sig av helöppna laborationer. Lärare 2 tycker att hon gjorde mer öppna laborationer när hon var ny lärare och var mer kreativ. Lärare 4 menar att det är svårt att ha öppna laborationer med stora grupper då materialet ofta är begränsat. Samtliga har dock laborationer med några frihetsgrader, det kan vara att svaret är öppet eller att eleverna skall komma på genomförandet själva.
5.1 Fördelar med öppna laborationer
Samtliga lärare tycker att eleverna tvingas tänka till när de utför en öppen laboration. Detta tycker de är bra och gör att eleverna blir mer engagerade. Lärare 3 menar att det är en jättekick för eleverna när de själva kommer på en lösning helt själva. Det gäller att komma över en viss tröskel, då de kan vara lite ovana att arbeta självständigt. När de väl kommit över
den tröskeln får de mycket bättre självförtroende och detta gör att deras motivation för laborationer ökar. Hon säger ” Jag har nog aldrig sätt eleverna så motiverade att utföra ett experiment som när de har tänkt ut det själva”. Lärare 2 menar att öppna laborationer ger de duktiga elever ännu mer, då det finns många möjligheter i en öppen laboration. I en sluten laboration ges inte samma möjligeter och därmed hålls vissa elever tillbaks då de inte får visa all sin kunskap.
Lärare 3 om svaga elever, ”Det jag har upptäckt är att man kan vara orolig för lite svagare elever. Men det är många av de svaga eleverna som är väldigt duktiga rent praktiskt, de kan ju liksom blomma upp här för de utför en stor mängd experiment. De drar sig inte för att göra 10 olika blandningar och titrera och greja. De gör det också ofta otroligt noggrant och får ut massor av resultat och det brukar bli väldigt bra för dem också”. Eftersom eleverna själva bestämmer problem och genomförande i en helöppen laboration väljer de svagare eleverna att lösa uppgiften på ett enklare sätt. På det här viset fungerar öppna laborationer för alla elever, eftersom de själva anpassar svårighetsgraden. Lärare 4 tror att man pressar eleverna att ta till sig kunskapen i en öppen laboration vilket gör att eleverna faktiskt lär sig mer.
5.2 Nackdelar med öppna laborationer
Enligt Lärare 1 tar det mycket mer lektionstid att ha öppna laborationer. Dels för att det tar mycket tid för eleverna att tänka ut hur de ska lösa uppgiften och sedan ska de göra allt det praktiska utöver det. Det är lätt att det går en lektion enbart för planering. Även Lärare 3 menar att det kan ta lång tid att genomföra en öppen laboration eftersom det aldrig går att planera. Det gäller även att som lärare vara problemlösare och se till att de får materialet de frågar efter. Läraren fungerar som ett bollplank för eleverna och det gäller att kunna svara på alla möjliga frågor menar Lärare 3. Lärare 3 säger ”där är det nog ett problem, för som lärare måste du ha rejält med kunskap och om inte annat rejält med självförtroende. Att du kan lösa problem med eleverna och du får inte heller vara rädd för att det inte lyckas, för man vet ju inte”. Lärare 4 menar att det finns en risk att det blir kaos när många olika grupper gör olika saker. Läraren får då arbeta väldigt hårt för att kunna hjälpa alla eleverna och det är lätt att det blir en stressad situation.
När det gäller säkerheten under öppna laborationer kan den faktorn begränsa vilka laborationer som kan användas. Lärare 1 säger ”man kanske inte i regel väljer sådana
uppgifter där man anar att det ska bli säkerhetsproblem”. Eftersom eleverna kan välja att lösa
uppgiften på olika sätt finns det en risk att det blir många olika säkerhetsrisker under samma laborationstillfälle. Lärare 4 säger också att det finns risker med säkerheten då det inte går att planera laborationen i förväg. Även Lärare 4 tycker att det gäller att välja helt risklösa
laborationer om de ska vara öppna. Lärare 3 tycker dock inte att säkerhetsaspekten är någon fara. Eftersom eleverna själva utformar sin laboration tänker de också själva på vilka risker som kan inträffa. Hon säger följande ”Jag tycket inte att det är något problem med säkerheten och framförallt är det så att eleverna tänker första gången ordentligt på själva säkerheten.
Hur stark syra kan jag ta, vad är en stark syra, vad ska jag tänka på, vilken koncentration, hur frätande är den här egentligen? Annars litar de ju på bara blint på instruktionerna och läraren, här får de tänka efter själva och då blir det ofta ett avvägande, reaktionshastighet kontra koncentration och farlighet. Så eleverna skulle jag nog säga är mer försiktiga när de gör öppna experiment för då är det de själva som har lagt upp det.
5.3 Fördelar med slutna laborationer
Lärare 1 tycker följande ”Förhoppningsvis finns det ju i den slutna laborationen en utvecklad tankegång att man verkligen vill illustrera eller befästa något eller få dem att upptäcka någonting. Som man i alla fall hoppas är väl genomtänkt och som då kanske med stor sannolikhet kan hjälpa många elever till ökad kunskap. Slutna laborationer passar de elever som inte är så självständiga bättre. När de har gjort ett antal laborationer ökar deras
självförtroende och de kan ta sig an mer öppna laborationer.
Samtliga lärare menar att det finns en fördel med att visa hur saker fungerar, att illustrera saker. Lärare 2 förklarar ”At se att någonting fungerar i verkligheten, att det är som det står i boken, att visa någonting, att det här finns. Om vi gör så här händer det här, likväl som det står i boken. Det kan jag tycka är rätt så bra det också, att bevisa att så här fungerar det”.
Hon menar också att det är bra att eleverna gör ganska mycket likt, i en öppen laboration finns en risk att alla gör olika saker och då kanske de lär sig olika saker. Lärare 3 kommenterar detta ytterligare ”sen behöver man styrda saker också, för det finns ju givna frågor som har ett givet kanske bästa svar och bästa metod. Det måste man ju ge eleverna som jag ser det i inlärningsskedet”.
Det finns många praktiska fördelar menar Lärare 1 och 4 då man vet exakt vad som krävs för att genomföra laborationen, därmed går det att förbereda mycket innan. Lärare 4 menar att det
också blir lugnare i salen och det finns också ett givet resultat. Detta innebär att det blir mindre stress för läraren som vet hur laborationen ska genomföras. Lärare 1 tycker också att det finns en fördel med säkerheten. Finns det någon säkerhetsrisk med laborationen vet läraren om denna och kan belysa den för eleverna redan innan de börjar laborera.
5.4 Nackdelar med slutna laborationer
”Det finns nått sorts korkat med att man gör en massa uppgifter som man vet vad det förväntade svaret ska bli” menar lärare 1 och fortsätter ”det är klart man styr tankegången, vilket gör det okreativt. man har mer eller mindre ett sätt att följa och vad händer då”. Lärare 4 säger att de inte alltid behöver tänka, utan gör laborationen mekaniskt och fyller bara i svaren på ett papper.
Laborationsrapporten som eleverna skall göra blir lite meningslösa efter en sluten laboration tycker Lärare 3. Hon menar att eleverna inte ser vitsen efersom det mesta som metod och material redan står i laborationshandledningen. De känner att de endast skriver av själva handledningen när de gör rapporten. Lärare 3 har myntat begreppet lyxlabb för sina elever vilket innebär att de laborera utan att behöva skriva någon rapport. ”Lyxlabb då labbar man utan att skriva labbrapport, man har bara glädjen för det är så här att eleverna tycker att det är jätteroligt att labba men de tycker att det är tungt att skriva rapporter på allting. De behöver inte skriva rapport hela tiden”. Detta har skapat mer glädje under laborationerna menar hon och varje gång de laborera och hon säger att det är en lyxlabb utbryter ett jubel i klassrummet.
5.5 När bör slutna respektive öppna laborationer användas för att få bäst resultat i undervisningen
Lärare 3 tror att det är bäst att använda slutna laborationer i början på kursen och öppna laborationer senare. ”Att frihetsgraderna ökar ju längre du kommer i kursen. För det finns en risk med de öppna laborationerna, går du in med dem för tidigt finns en risk att det får eleverna att känna att de inte kan, jag kan inte kemi, jag kan inte tänka ut något. Man vill ju att alla ska få någon typ av ide för då växer självförtroendet enormt, det är fantastiskt. Vad du än är och hur enkel sak det är, bara de kommer på någonting själva, så är man i hamn med en öppen laboration”. Det är dock viktigt att planera kursen tycker hon ” Man får vara lite planerad så man får plantera det för dem. I slutet har jag tänkt köra den här öppna
laborationen, vilka metoder skulle kunna användas. Då får man se till att de har gjort titreringar och fått samla upp gas över vatten eller vad de behöver kunna för att genomföra den öppna laborationen”. Detta för att ge eleverna kunskap för att de ska kunna lösa de öppna laborationerna. Även Lärare 2 tycker att det är bäst i slutet av kursen när eleverna har mer kunskap samt mer laborationsvana.
Lärare 1 tycker att det går bra att använda sig av öppna laborationer tidigt ”Jag menar att det kan fungera som en introduktion in till någonting, som vad ska det här vara bra för, likaväl som det kan fungera som att man ska befästa någonting man har, men då kanske man har lite svårare uppgifter.” Detta tycker även Lärare 4 som menar att det endast beror på
svårighetsgraden ”Nu hade jag en öppen laboration här ganska tidigt i kursen. Det beror vad det är för svårighetsgrad på den, men att man kan förånga vatten genom att koka upp det är ju inte något konstigt. Det beror helt och hållet på svårighetsgraden.”
5.6 Krävs det mer arbete att skapa öppna laborationer?
Lärare 2 tycker att det krävs mer arbete att göra öppna laborationer. Lärare 4 tror inte att det krävs mer arbete att skapa en öppen laboration jämfört mot en sluten laboration. Det är mest bekvämlighet att alltid köra på samma laborationer som man brukar. Däremot tycker hon att det krävs mycket mer arbete under en öppen laboration ”En ska ha en e-kolv, en ska ha ett mätglas och det fungerar inte. Det får gärna var så att man ungefär vet vad det ska landa, annars blir det för jobbigt”.
5.7 Övriga resultat från intervjuerna.
Samtliga lärare tycker att det är viktigt att använda sig av både slutna och öppna laborationer i undervisningen. Lärare 1 avslutade intervjun med följande ”De har nog sin plats bägge två”.
Lärare 3 utrycker sig enligt följande ”Det är viktigt att man kör både och, det är så med all pedagogik tycker jag, det måste vara variation och olika saker är olika bra vid olika tillfällen och i olika grupper. Jag blir så trött på att de försöker hitta metoden liksom”.
Angående laborationers betydelse för undervisningen är Lärare 4 tveksam ”Visst man kunde föra en diskussion huruvida laborerandet ger något överhuvudtaget. I kemin tycket jag att det är viktigt att i alla fall ha stött på materialet och hur man arbetar”.
6. Analys av resultat
6.1 Fördelar med öppna laborationer
Samtliga lärare tyckte att det fanns många fördelar med öppna laborationer. De var också överens om att öppna laborationer bör användas i undervisningen. I styrdokumenten för både biologi och kemi står det att laborationer skall användas i undervisningen. Det står bland annat att eleverna skall planera och utföra laborationer såväl teoretiskt som praktiskt, vilket kan tolkas som att de ska genomföra en öppen laboration. 59 I en sluten laboration behöver eleven inte själv planera.
Alla lärare var även överens om att eleverna tvingas tänka mer när de utför en öppen laboration. Detta tyckte de gjorde eleverna engagerade och mer positivt inställda till
laborerandet. De tidigare arbeten som gjorts på öppna laborationer visar även de att eleverna tycker att det är roligare att göra öppna laborationer.60
En av lärarna anser att det ger eleverna stor motivation och att detta beror på variationen, även detta bekräftar vad tidigare arbeten kommit fram till.
6.2 Nackdelar med öppna laborationer
En stor nackdel med öppna laborationer enligt resultatet är att de är tidskrävande. En
bidragande faktor är att eleverna själva måste planera laborationen, denna tid läggs på själva laborerandet. Att det tar mer tid beror troligen också på att desto fler frihetsgrader
laborationen har, ju fler möjligheter finns det för eleverna att utföra laborationen på olika vis.61
Två av lärarna menar att säkerheten begränsar vilka laborationer de kan ha som öppna. En annan lärare menar att säkerheten inte är något problem då eleven tänker extra mycket på säkerheten när de själva utformar laborationen. Eftersom det är läraren som bär ansvaret är det också läraren som avgör vilka laborationer som kan göras, läraren gör en riskbedömning av
59 Skolverket Gy2000:14, s. 30‐33, 69‐72
60 Claesson, H. Sjöberg, P. 2006, s. 36‐37
61 Sjöberg, P. 2006 s. 15‐16
varje laboration som anses innehålla risker. 62 Den lärare som här svarade att säkerheten inte påverkar hennes val av laborationer är lärare på International Bacculaureate programmet där de har väldigt små elevgrupper. Detta gör säkert att det blir betydligt lättare att ha kontroll över laborationen samtidigt som läraren hinner hjälpa alla elever. För de lärare som har större grupper blir det svårare att garantera säkerheten och de kanske måste begränsa vilka
laborationer de ska ha med i undervisningen.
6.3 Fördelar med slutna laborationer
En stor fördel med slutna laborationer enligt resultatet är att de kan användas för att belysa något speciellt, att visa hur något fungerar. Eftersom det är läraren som har den
naturvetenskapliga kunskapen behöver denna därför på flera olika sätt visa hur
naturvetenskapen fungerar. Enligt Vygotskij och Piagets teorier kan endast eleven lära sig genom att få kunskap från någon som kan ämnet och att sedan eleven själv får arbeta med ämnet.63 Ett annat sätt att belysa och visa saker för eleverna är att använda sig av
demonstrationsförsök. Dessa kan användas när läraren endast vill visa något, eleverna kan sedan få arbeta teoretiskt med det de har observerat.64
Två av lärarna anser att det finns många praktiska fördelar med en sluten laboration samt att det är lättare att bedöma riskerna. Eftersom slutna laborationer även benämns som
kokbokslaborationer kan man förstå de praktiska fördelarna. Eleverna följer anvisningarna likt ett recept och därmed vet läraren exakt vilket material som behövs.65
6.4 Nackdelar med slutna laborationer
Slutna laborationer ger inte eleverna några egna val, detta medför att de inte tänker själva, de gör endast laborationen för att de måste. Om inte eleven själv engagera sig och inte vill lära sig kommer eleven inte att ta till sig någon ny kunskap. Det spelar inte någon roll hur mycket läraren berättar och försöker förklara ämnet.66
62 Långström, S. Viklund, U. 2006, s. 71‐72
63 B. Andersson. 2008. s. 17‐25
64 Dimenäs, J, Haraldsson Sträng, M. 1996 s. 93
65 Kurten‐Finnäs, B. 2008, s. 7
66 B. Andersson. 2008. s. 17‐25
6.5 När bör slutna respektive öppna laborationer användas för att få bäst resultat i undervisningen?
Här är resultaten splittrat, två av lärarna anser att öppna laborationer bör läggas i slutet av kursen och de andra två menar att det inte spelar någon roll. De två som tycker att de öppna laborationerna bör ligga i slutet av kursen menar att eleverna då har mer kunskap och bättre förutsättningar för att lösa laborationen. Om målet med laborationen är att ge fördjupad kunskap i naturvetenskapen är detta kanske bäst, då har eleven lärt sig mer naturveteskapliga begrepp och kan lättare lösa laborationen vetenskapligt. Genom att ha slutna laborationer tidigt ger läraren grundläggande kunskap och eleverna får arbeta med naturvetenskapen. Detta gör att eleverna går från sina vardagliga begrepp till att möta de naturvetenskapliga begreppen och därmed kan lösa svårare öppna laborationer.67 De två lärare som anser att öppna
laborationer kan användas såväl tidigt som sent i kursen menar att det beror på vad laborationen skall ge eleverna. Genom att anpassa nivån på laborationen kan eleverna
genomföra en laboration med många frihetsgrader tidigt i kursen. Om det skapar engagemang hos eleverna att tidigt använda öppna laborationer är detta också rätt, det krävs att eleverna engagerar sig och vill lära för att ta till sig kunskap.68
6.6 Krävs det mer arbete att skapa öppna laborationer?
En av lärarna anser att det tar mer tid att ha öppna laborationer. Detta beror troligtvis på att läraren måste göra nya laborationer och inte använda de som redan finns.69 En annan av läraren anser att det krävs mycket mer arbete under själva laborationen. Eftersom olika elever väljer olika lösningar måste också läraren se till att förse alla med olika material samt kunna svara på många olika frågor.70
6.7 Övriga resultat från intervjuerna
Samtliga lärare var överens om att både öppna och slutna laborationer har sin plats i skolans undervisning. Eftersom läraren ska förmedla kunskapen till eleverna gäller det för läraren att göra detta på många olika sätt för att befästa kunskapen.71 Läraren måste också få eleverna
67 B. Andersson. 2008. s. 17‐25
68 Ibid. s. 17‐25
69 Claesson, H. 2006 s.37
70 Sjöberg, P. 2006 s. 15‐16
71 B. Andersson. 2008. s. 17‐25
engagerade och intresserade att vilja lära sig. Genom att använda och variera sig av olika typer av laborationer bör detta vara möjligt.
7. Diskussion
7.1 Diskussion av resultat
Resultatet gav inget tydligt svar på de frågeställningar jag hade. Lärarna var dock överens om att öppna laborationer har många fördelar, det gör bland annat att eleverna tänker mer själva.
Detta tycker jag är väldigt bra då det är lätt att eleverna annars gör laborationen enbart för att läraren säger det. Nackdelarna som kom upp angående öppna laborationer är att de tar tid att genomföra. En av anledningarna till detta tror jag beror på eleverna som inte är vana vid att själva tänka ut och planera laborationen. Eftersom det verkar ge eleverna väldigt mycket både i form av självförtroende och kunskap när de lyckas lösa en öppen laboration gäller det för läraren att överväga den vinsten mot tidsförlusten.
Angående slutna laborationer är fördelarna att de är väldigt praktiska att genomföra samt att de fungerar bra för att visa hur saker fungerar. Jag tror dock att det ibland kan vara bättre att göra ett demonstrationsförsök som snabbt visar eleverna vad som händer och där läraren sedan kan förklara vad som hände. När eleverna laborerar själva finns en risk att det blir för mycket praktiskt arbete vilket gör att de missar vad laborationen går ut på. Även de
intervjuade lärarna menar att eleverna lätt bli oengagerade i slutna laborationer. Därför tror jag det är viktigt att blanda de olika typerna av laborationerna och variera frihetsgraderna för eleverna.
När ska då de olika laborationstyperna användas för att få bästa resultat i undervisningen.
Även här är resultatet olika, jag tror att det viktiga är att laborationen har ett bestämt syfte och att läraren bestämmer sig vad laborationen skall ge eleverna. Om läraren vill skapa
engagemang och få eleverna att tänka kring ett naturvetenskapligt problem, lämpar sig en öppen laboration väl. Vill läraren däremot att samtliga elever skall lära sig ett visst handgrepp och att alla skall göra samma sak måste läraren välja en sluten laboration. Därför tror jag att både slutna och öppna laborationer behövs i den naturvetenskapliga undervisningen. Genom att använda dessa och verkligen ha ett syfte med laborationen tror jag att läraren kan ge eleverna mer kunskap samtidigt som eleverna blir mer motiverade för naturvetenskaplig undervisning. Eftersom laborationer utgör en del av den naturvetenskapliga undervisningen tror jag det är viktigt att lärare lär sig mer om laborationer och hur de kan användas i undervisningen.
7.2 Validitet och Reliabilitet
Det finns en del saker som kan ha påverkat resultat på mitt arbete. Eftersom jag inte är en van intervjuare finns det en risk att intervjuerna skilde sig från varandra. I den första intervjun finns det en risk att den blev lite strukturerad till sin form. Jag hade träffat samtliga lärare tidigare under min verksamhetsförlagda utbildning. Detta kan ha påverkat intervjuerna en aning, jag hade dock ingen aning om hur de använde sig av eller förhöll sig till olika laborationer innan intervjuerna. Detta bör inte ha påverkat tolkningen av resultatet.
I min studie valde jag att intervjua lärare och vad de anser om öppna och slutna laborationer.
Detta gör att resultatet endast visar vad lärarna tror att eleverna tycker. Genom att studera elever under olika laborationer och sedan intervjuat eleverna kunde deras åsikter har vägts in.
Validiteten på arbetet hade ökat ifall sådana studier också hade genomförts. Att använda sig av både lärarnas och elevernas syn på öppna och slutna laborationer skulle ökat arbetets validitet. Examensarbetet omfattar endast 15 hp vilket gör att tiden blir en begränsad faktor.
Därför valde jag att inrikta mig mot lärarna. Det är dock viktigt att tänka på att detta arbete inriktar sig mot vad lärarna anser om öppna och slutna laborationer och inte eleverna. Lärarna hade många års erfarenhet av undervisning och bör därför ha god kunskap om elevers lärande.
Ytterligare faktorer som påverkare validiteten för detta arbete är antal intervjuade lärare. Jag intervjuade fyra lärare, en större undersökning med fler lärare och lärare från olika skolor hade ökat validiteten. Resultatet skiljer sig åt mellan de olika lärarna jag intervjuade, i några frågor var det två som tyckte annorlunda än de andra två. Om undersökningen hade varit större kanske resultaten hade kunnat preciserats mer.
