Examensarbete (del 2)
för grundlärarexamen inriktning F–3
Avancerad nivå
NTA-materialet som stöd för systematiska
undersökningar i NO-undervisningen
En studie om elevernas möjligheter att utveckla förmågan
att genomföra systematiska undersökningar med
NTA-materialet i årskurs F-3
STC in support of scientific inquiry in science teaching
Författare: Isabelle Tunström
Handledare: Terje Hedström Examinator: Lena Skoglund
Ämne: Pedagogiskt arbete, inriktning NO-teknik Kurskod: APG246
Poäng: 15 hp
Examinationsdatum: 210328
Vid Högskolan Dalarna finns möjlighet att publicera examensarbetet i fulltext i DiVA. Publiceringen sker open access, vilket innebär att arbetet blir fritt tillgängligt att läsa och ladda ned på nätet. Därmed ökar spridningen och synligheten av examensarbetet. Open access är på väg att bli norm för att sprida vetenskaplig information på nätet. Högskolan Dalarna rekommenderar såväl forskare som studenter att publicera sina arbeten open access.
Jag/vi medger publicering i fulltext (fritt tillgänglig på nätet, open access):
Ja X Nej ☐
Abstract
Syftet med denna studie har varit att undersöka på vilka sätt läromaterialet NTA ger förutsättningar för elever i årskurs F-3 att utveckla förmågan att genomföra systematiska undersökningar samt hur lärare använder materialet. Studien har grundats på tre semistrukturerade intervjuer av lärare samt en innehållsanalys av textmaterial tillhörande tre olika NTA-teman. De intervjuer som genomfördes är även de analyserade med hjälp av en innehållsanalys. Resultatet för intervjuerna visade på att lärarna använder sig av NTA-materialet för att utveckla elevernas förmåga till att genomföra systematiska undersökningar genom att dels utföra uppdragen i ett tema enligt beskrivningarna dels genom att utföra uppdragen med anpassningar till den aktuella gruppen. Intervjuerna visade även på hur lärarna kunde se tydliga kopplingar till läroplanen och de kunskapskrav som eleverna ska uppnå. Dessutom ansåg de att NTA-materialet ger förutsättningar för att blanda det teoretiska arbetet med praktiskt arbete där lärarna även ansåg att materialet är genomtänkt. NTA-materialet anses därmed vara en hjälp för lärarna att få ihop en bra undervisning kopplat till läroplanen. Dock framkom det att materialet kan vara tidskrävande i förberedelserna och att uppdragen ibland liknar varandra för mycket och vissa delar hoppas över för att spara tid. Avslutningsvis framkom det av intervjuerna att NTA-materialet är ett bra redskap för att utveckla elevernas förmåga att genomföra systematiska undersökningar men att det ibland kan bli begränsande för elever som har svårt att tänka utanför boxen eller om uppdragen är för svåra för eleverna för att komma till steget att genomföra egna undersökningar. Vid analysen av textmaterialet för de tre NTA-temana framkom det att materialet hjälper eleverna till en utveckling av förmågan att genomföra systematiska undersökningar men att det till större del i uppdragen endast är en liten del av en förmågemålet som eleverna får öva på. Det framkom inte från något uppdrag att eleverna fullständigt fick pröva på att genomföra en systematisk undersökning även om det fanns enstaka uppdrag som var i närheten av fullständiga. Av de olika delarna en systematisk undersökning består av var möjligheten att ställa egna frågor samt deltagande i planeringen begränsad för eleverna. Lite mer vanligt förekommande var möjligheten till att utvärdera arbetet. Möjligheterna till att ställa egna hypoteser samt dokumentation var det som förekom mest.
Innehållsförteckning
Inledning ... 1
Bakgrund ... 1
Koppling till skolans styrdokument ... 1
Centrala begrepp ... 2
STC och NTA ... 2
Systematiska undersökningar ... 4
Frihetsgrader ... 5
Forskningsbakgrund ... 5
Elevers frihetsgrader vid undersökande arbete ... 6
Elevers förutsättningar att arbeta systematiskt ... 6
Laborationer och systematiska undersökningar som stöd för elevers lärande ... 8
Elevers egna erfarenheter ... 8
Teoretiska perspektiv ... 9
Pragmatismen ... 9
Det sociokulturella perspektivet ... 10
Problemformulering ... 11
Syfte och frågeställningar ... 11
Metod ... 11 Val av metod ... 12 Reliabilitet ... 13 Validitet ... 13 Objektivitet ... 14 Generaliserbarhet ... 14 Urval ... 14 Etiska överväganden ... 15 Genomförande ... 16 Analys ... 18 Resultat ... 19 NTA-materialets förutsättningar ... 20 Egna frågor ... 20 Förutsägelser ... 20 Planering ... 21 Dokumentation ... 21 Utvärdering ... 22
Kopplingar till kursplan och att uppnå kunskapskrav ... 22
Det praktiska och teoretiska arbetet ... 23
NTA-materialets uppbyggnad ... 24
Diskussion och anpassningar ... 25
Egna undersökningar ... 26
Sammanfattning av resultat ... 28
Diskussion ... 29
Metoddiskussion ... 29
Resultatdiskussion ... 31
NTA-materialets förutsättningar för att utveckla elevers förmåga att genomföra systematiska undersökningar ... 31
Lärares beskrivning av sin användning av NTA-materialet för att arbeta mot förmågan att genomföra systematiska undersökningar ... 34
Slutsats ... 37
Vidare forskning ... 37
Referenslista ... 38
Bilaga A – Informationsbrev ... 41
Bilaga B – Frågor till NTA-materialet ... 42
1
Inledning
Vid en närmare titt i de styrdokument som finns tillhörande grundskolan för årskurserna F-3 nämns en hel del om hur eleverna i skolan bör få undervisning mot förmågor och andra mål som baseras på ett praktisk såväl som ett teoretiskt arbetssätt (Skolverket 2019, s. 12–13). Framför allt i de naturvetenskapliga ämnena trycks det på att det ska bedrivas praktisk undervisning (Skolverket 2019, s. 164, 174, 185). När det skrivs om det praktiska kommer styrdokumenten vidare in på att genomföra systematiska undersökningar och hur eleverna ska få arbeta mot att utveckla denna förmåga (Skolverket 2019, s. 164, 174, 185). Då detta redan nämns för de yngre eleverna anses det därmed aktuellt att studera vidare hur denna förmåga hanteras i en skolmiljö. Studien blir dessutom mer aktuell i och med det Högström (2009, s. 41) beskriver om att det sällan förekommer laborationer av undersökande karaktär. För att få en djupare inblick i förmågan faller valet i denna studie på att fokusera på hur ett färdigt material är framställt för att hjälpa eleverna att utveckla förmågan att genomföra systematiska undersökningar samt hur lärarna ute i skolorna använder sig av ett sådant material. Valet av material som studeras är det som NTA (Natur och Teknik för Alla) har lanserat som innehåller uppdrag som är av praktisk karaktär och som är ett vanligt förekommande arbetsmedel i skolorna (NTA 2020). Dessutom framstår det vara ett material som är kostsamt för såväl skolhuvudmännen när de ansluter sig samt för skolorna när de köper in experimentlådor (Mellander & Svärdh 2015, s. 6).
Bakgrund
Denna studie syftar till att undersöka hur väl materialet NTA (Natur och Teknik för Alla) hjälper eleverna att utveckla förmågan att genomföra systematiska undersökningar. I följande bakgrundsavsnitt kommer kopplingar till skolans styrdokument tas upp med vikt på hur arbete med systematiska undersökningar behandlas i läroplanen. Även centrala begrepp behandlas där fokus ligger på begreppen NTA, STC (Science and Technology for Children), systematiska undersökningar och frihetsgrader. Dessa begrepp beskrivs och problematiseras och därefter redogörs för hur begreppen tolkas i följande studie. Därefter tas det i forskningsbakgrunden upp relevant forskning kopplat till NTA och systematiska undersökningar, framställt under några fördjupande rubriker.
Koppling till skolans styrdokument
2
olika källor (Skolverket 2017, s. 6). Då det framgår av läroplanen att eleverna ska få utveckla kunskaper i att arbeta praktiskt inom ämnet naturvetenskap är det en orsak till att systematiska undersökningar ska vara en del av undervisningen. Läroplanen lyfter vidare i sin beskrivning av grundskolans värdegrund och uppdrag att elevernas vilja att pröva sina idéer och lösa problem ska stimuleras i skolan (Skolverket 2019, s. 7). Därmed finns det en del i läroplanen som anger att lärarna i årskurserna för de yngre eleverna ska arbeta mycket praktiskt i olika former och det gäller även de naturvetenskapliga ämnena. I de undersökningar som genomförs systematiskt får eleverna chans till att ställa frågor, undersöka och jämföra resultat vilket kommer generera insikter om hur de på egen hand kan ta reda på saker (Skolverket 2017, s. 17). Eleverna kommer därmed utveckla förmågan att genomföra systematiska undersökningar och de olika steg som hör till ett undersökande arbetssätt, samt att kunna föra dokumentation och hantera det material som används för undersökningen (Skolverket 2017, s. 6).
I det centrala innehållet för de naturvetenskapliga ämnena ges flertalet exempel på områden som kan studeras med hjälp av systematiska undersökningar. I kommentarmaterialet för de naturvetenskapliga ämnena förekommer förslag på undersökningar vid arbete med tyngdkraft och friktion; balans, tyngdpunkt och jämvikt; materials egenskaper; luftens grundläggande egenskaper; enkla fältstudier och observationer i närmiljön; enkla naturvetenskapliga undersökningar; samt dokumentation av naturvetenskapliga undersökningar (Skolverket 2017, s. 14–18). I läroplanen beskrivs bland annat ett arbetsområde rörande jordens, solens och månens rörelse som går att genomföra med ett systematiskt undersökande sätt (Skolverket 2019, s. 165). Kommentarmaterialet (Skolverket 2017, s. 11) beskriver vidare hur observationer av exempelvis månens faser kan utgöra en enklare vetenskaplig undersökning. Även kring årstidsväxlingar i naturen ges förslag på hur ett arbete inom det området kan utmynna i en mindre vetenskaplig undersökning (Skolverket 2017, s. 12).
Vidare i läroplanen för grundskolan (Skolverket 2019, s. 5) lyfts det fram i framställandet av grundskolans värdegrund och uppdrag hur skolans utbildning ska ge eleverna en livslång lust att lära. Det beskrivs hur undervisningen ska vara varierad och att hänsyn ska tas till de olika förutsättningar eleverna har (Skolverket 2019, s. 6). Dessa delar är av betydelse för all undervisning oavsett ämne.
Centrala begrepp
Då denna studie kommer att beröra NTA-materialet och systematiska undersökningar är dessa två begrepp något som kommer att beskrivas mer utförligt nedan. Utöver det kommer en förklaring på NTA-materialets inspirationskälla STC beröras samt vad frihetsgrader innebär i relation till laborativt arbete.
STC och NTA
3
naturvetenskap och är basen till den svenska versionen av materialet; NTA (Natur och Teknik för Alla). STC kan därmed ses som en föregångare till NTA och detta program är utformat med experimentmaterial, handledning för lärarna och en utbildning som stöd för lärarna (Mellander & Svärdh 2015, s. 5). Experimentmaterialet innefattar olika lådor med material till experimenten, instruktioner samt det tillhörande stödet för läraren som innehåller manualer, dokumentation och kompetensutveckling (Mellander & Svärdh 2018, s. 1). Vidare beskriver Mellander och Svärdh (2015, s. 5) hur programmet är uppdelat i två olika årskursblock och hur programmet sedan inom blocken har åldersindelat material samt att det finns tre olika ämnesområden kopplat till begreppen ”science” och ”technology”. STC-programmet anses vara ett sätt att låta eleverna arbeta med systematiska undersökningar men där det trycks på att de experimentella lådorna inte täcker alla kunskapsbehov och bör ses som något som hjälper till att kompensera kunskapsluckor (Mellander & Svärdh 2018, s. 1–2).
Utvecklingsprogrammet NTA är en svensk version av det amerikanska programmet STC och är en översättning av det amerikanska programmet med en anpassning till den svenska läroplanen (Mellander & Svärdh 2015, s. 5–6). Följaktligen beskrivs skolmaterialet NTA som ett utvecklingsprogram för ämnena naturvetenskap, teknik och matematik (NTA 2020). Detta program omfattar olika teman som berör ett eller flera av skolämnena där innehållet är av laborativ karaktär (NTA 2020). Till vart och ett av dessa teman ingår en utbildning för läraren samt en handledning och material för att genomföra de laborativa uppgifterna (NTA 2020). Arbetet med ett tema sker under en period på cirka 8–10 veckor (NTA 2021b). När läraren startar upp ett tema som exempelvis temat balansera och väga tar läraren emot en stor blå låda innehållande materialet som behövs för att genomföra uppdragen/experimenten (NTA 2021a). Inom just temat balansera och väga ingår 13 olika uppdrag som fördelas under rubrikerna balans, vägandets idé och densitet (NTA 2021a). I detta ges läraren möjligheter att knyta an till elevernas matematikkunskaper, då ämnet matematik också inkluderas i dessa teman (NTA 2021a).
4
begreppet STC i stället för NTA. Som i artikeln av Mellander och Svärdh (2018, s. 2) där det beskrivs hur STC har haft en positiv effekt på svenska elever i årskurs 9.
Systematiska undersökningar
I en tillbakablick i historien för de svenska läroplanerna nämns inte systematiska undersökningar förrän i Lgr80 då det innan dess inte hade börjat bli en mer vanligt förekommande metod att använda i skolan (Schoultz, Hultman & Lindqvist 2003, s. 11). Även om Schoultz, Hultman & Lindqvist (2003, s. 11) poängterar att det i de läroplaner som funnits innan Lgr80 gått att uttyda en vilja för att arbeta mer experimentellt så dröjde det till Lgr80 innan systematiska undersökningar uttrycktes och fastställdes i en läroplan.
5
Ett problem som skulle kunna uppstå kring systematiska undersökningar är hur lärarna tolkar begreppet. Baserat på resultatet från Högströms (2009, s. 52) studie framgår det att vid de tillfällen läraren ansåg att eleverna fick genomföra en systematisk undersökning var undersökningen bara delvis genererande i en för eleven undersökande karaktär. Alltså för att arbetet skulle gå att se som en systematisk undersökning hade eleverna behövt arbeta mer undersökande (Högström 2009, s. 52). Att det inte ansågs vara ett tillräckligt undersökande arbetssätt grundades på att eleverna redan hade fått en formulerad frågeställning inför arbetet, som de hade behövt kommit fram till själva för att undersökningen skulle ansetts varit systematisk (Högström 2009, s. 52).
Frihetsgrader
Frihetsgrad är ett begrepp som först introducerades av Schwab år 1962 i syfte att kunna ange hur öppna frågor eller aktiviteter, för att ge något exempel, kan vara (Gunnarsson 2008, s. 101). Gunnarsson (2008, s. 102) beskriver i sin avhandling att hon har valt att tolka begreppet så att om exempelvis ett experiment inte har någon frihetsgrad har eleven inga alternativa tillvägagångssätt utan att det då endast finns en utstakad väg till hur experimentet ska utföras. När däremot frihetsgrader existerar har eleven fått en eller flera möjligheter till andra ingångsvägar och interaktioner med experimentet (Gunnarsson 2008, s. 102). Av Johansson (2012, s. 22) beskrivs frihetsgrader som den möjlighet eleverna har i sitt arbete med undersökningar att arbeta självständigt.
För att beskriva frihetsgraderna kan intervall uppdelat mellan 1–3 användas, där betydelsen av frihetsgrad 1 innebär att frågan eller aktiviteten redan har ett existerande problem med ett förutbestämt resultat (Gunnarsson 2008, s. 101). Om aktiviteten däremot har en frihetsgrad som vore 3 hade eleverna själva kontrollen över problemet, hur aktiviteten skulle genomföras för att lösa problemet och svaret på problemet (Gunnarsson 2008, s. 102). I Johanssons (2012, s. 22) avhandling beskrivs intervallen för frihetsgraderna annorlunda då det där även benämns en frihetsgrad 0. Att en aktivitet har en frihetsgrad 0 innebär att det inte finns någon frihet alls i laborationen då allt i förväg redan är givet (Johansson 2012, s. 22). Likt det som beskrevs av Gunnarsson (2008, s. 101) skriver Johansson (2012, s. 22) att om en laboration anses ha frihetsgrad 3 är den helt öppen där eleven får styra hela processen från formulerandet av frågeställningen till att nå fram till ett resultat ingen vet på förhand. Att ha en sådan hög frihetsgrad som nivå 3 kan vara något som strävas efter att ha i undervisningen men det kan också skapa problem för eleverna på grund av de olika mål och syften eleverna undervisas mot från läroplanen och läraren på samma gång (Johansson 2012, s. 22). Här anser då Johansson (2012, s. 22) att interaktionen mellan eleven och läraren blir viktig och därmed att det inte bara är att sträva efter hög frihetsgrad utan att ha övervägt vad just de berörda eleverna klarar av.
Forskningsbakgrund
6
forskningsstudier. Det som kommer att beröras under de fyra kommande rubriker är forskning kring de frihetsgrader som eleverna har vid undersökande arbete, förutsättningarna för eleverna vid systematiskt arbete, hur laborationer och systematiska undersökningar stödjer elevernas lärande samt elevernas egna erfarenheter.
Elevers frihetsgrader vid undersökande arbete
Johansson (2012, s. 40–41) beskriver i sin avhandling hur hon har urskilt fyra olika traditioner som baserats på de didaktiska val som lärare gjort i undervisningen. Den första av dessa fyra traditioner som beskrivs är den faktaorienterade traditionen (Johansson 2012, s. 41). Denna tradition innebär för den systematiska undersökningen att eleverna har gjort förutsägelser innan genomförandet av arbetet för att sedan ha kommit fram till ett från början förutbestämt resultat (Johansson 2012, s. 41). Därefter nämns en andra tradition och det är den aktivitetsorienterade traditionen som för en systematisk undersökning betyder att eleverna har gjort förutsägelser och följt instruktioner till att slutligen ha nått ett resultat som inte nödvändigtvis behöver ha varit det förväntade (Johansson 2012, s. 41). Den tredje traditionen är en samarbetsorienterad tradition där eleverna i den systematiska undersökningen formulerat förutsägelser, undersökt efter givna instruktioner och kommit fram till slutsatser i gruppkonstellationer (Johansson 2012, s. 41). Den fjärde och sista traditionen är den kommunikationsorienterade traditionen med undersökningar av mer öppen karaktär (Johansson 2012, s. 42). Elevernas tillvägagångssätt för att ha nått fram till sitt resultat skiljer sig här åt då resultaten blir en diskussionsfråga i klassrummet på grund av att eleverna kan ha använt olika metoder (Johansson 2012, s. 42). Sammanfattningsvis jämför Johansson (2012, s. 42) de beskrivna traditionerna med vad läroplanerna säger. Johansson (2012, s. 42) kommer fram till att läroplanen exempelvis tar upp elevernas delaktighet i att formulera frågeställningar men att det inte betonas på samma sätt av lärarnas arbete i de olika traditionerna. Eleverna har därmed inte fått möjligheten att utveckla sin förmåga att formulera frågeställningar inför en systematisk undersökning. Att dessa traditioner existerar ger även Lundh (2014, s. 93) exempel på då det framgått att det finns lärare som dragit slutsatsen att systematiska undersökningar rakt av är samma sak som att experimentera. Lärarna har därmed inte sett nyttan med att eleverna ska formulera frågorna och själva komma på tillvägagångssättet för att lösa problemet (Lundh 2014, s. 93). Dessutom finns motsättningar huruvida en systematisk undersökning skulle vara passande för yngre elever. Motsättningen är att det finns elever som inte kan arbeta utan en övervakande lärare samt att tankesättet vid en systematisk undersökning skulle vara för svårt (Lundh 2014, s. 97).
Elevers förutsättningar att arbeta systematiskt
7
funderingar då instruktionerna var formulerade så att det bara var att följa för att nå det eftersträvande resultatet (Högström 2009, s. 40). Det fanns därmed inga förutsättningar för eleverna att laborera efter sina egna idéer (Högström 2009, s. 40). En annan studie av Högström (2009, s. 41) visade däremot att det fanns lärare som försökte involvera egen planering av laborationen för eleverna och därmed låta dem formulera egna frågor, förutsägelser, genomföra informationssökning, observera, reflektera och eventuellt komma med en förklaring. Detta förekom även i Löfgren m.fl. (2014, s. 140) studie där de beskriver hur eleverna framställt olika metoder för en laboration och genomfört dessa på egen hand utan lärarinstruktioner samt fått observera och reflektera över laborationsresultatet. Något som anses vara viktigt för lärare är att eleverna inför en laboration formulerar förutsägelser kring resultatet (Högström, Ottander & Benckert 2006, s. 58). Även elevernas utvecklande av ett kritiskt tankesätt anses vara viktigt för lärare då ett sådant tankesätt är nödvändigt för att avgöra resultatets rimlighet (Högström, Ottander & Benckert 2006, s. 58). Däremot nämner Högström, Ottander och Benckert (2006, s. 58) vidare att det förberedande arbetet för det mesta endast var förekommande vid laborationer av större och mer tidskrävande karaktär.
8
Laborationer och systematiska undersökningar som stöd för elevers lärande
Systematiska undersökningar beskrivs vara en metod som hjälper eleverna att lära sig nya ämneskunskaper (Schoultz, Hultman & Lindqvist 2003, s. 11). Metoden skapar även förutsättningar till att eleverna får använda tidigare kunskaper och befästa dessa samt underlättar vardagliga problemlösningar senare i livet (Schoultz, Hultman & Lindqvist 2003, s. 11). Osborne och Dillon (2008, s. 9) framför att systematiska undersökningar bidrar till att eleverna bildar ett intresse för naturvetenskapen. Osborne och Dillon (2008, s. 22) menar även att eleverna utvecklar andra förmågor genom systematiska undersökningar, som exempelvis förmågan att arbeta i grupp. Det finns dock kritik riktat mot systematiska undersökningar som kan problematisera elevernas lärande. Exempelvis anses systematiska undersökningar endast fungera när eleven har goda grundkunskaper om ämnet (Mellander & Svärdh 2018, s. 1). Det anses behövas mer forskning kring ämnet för att kunna påstå att systematiska undersökningar är en bättre metod än den traditionella undervisningen som innefattar genomgångar och arbete i arbetsböcker (Mellander & Svärdh 2018, s. 1).
Vidare framkom det vid intervjuer med lärare att arbete som sker laborativt med experiment är en tydlig metod för att få eleverna att förstå det fenomen som studeras, i alla fall om eleverna ansträngt sig tillräckligt i arbetet med laborationen (Gunnarsson 2008, s. 108). Detta är i likhet med vad som nämns av Högström (2009, s. 39) där studien visar att lärarna ansåg att laborativt arbete bidrog till att eleverna kan omsätta det teoretiska i läroböckerna till praktiskt arbete. I Högström, Ottander och Benckerts (2006, s. 58) intervjustudie framkommer det att lärarna varit överens om att laborationer används för att visa på hur det teoretiska fungerar praktiskt. Intervjustudien visade även på att det kunde vara det motsatta, att eleverna får lära sig den teoretiska kunskapen genom det praktiska arbetet (Högström, Ottander och Benckert 2006, s. 58). För att låta eleverna öka sin förståelse av en laboration ytterligare kan läraren delge eleverna olika metoder för genomförande och därigenom visa på olika laborationsresultat (Löfgren m.fl. 2014, s. 140). När eleverna blivit vana vid att arbeta laborativt kan lärarna börja introducera skrivandet av laborationsrapporter, men läraren får inte glömma att det viktigaste är att eleverna har förstått syftet med laborationen (Gunnarsson 2008, s. 136). I Högström, Ottander och Benckerts (2006, s. 59) intervjustudie framgick det att laborationsrapporter introducerats när eleverna blivit vana att genomföra laborationer och att det inte sker förrän i de senare grundskoleåren.
Elevers egna erfarenheter
9
erfarenheter eleverna redan besitter kan ibland vara baserat på vardagliga situationer. Dessa vardagliga situationer anses vara en betydande del i laborationer (Högström, Ottander & Benckert 2006, s. 59). Genom att relatera laborationer till vardagliga praktiska tillämpningar har lärarna förhoppningar om att eleverna får en förståelse för sin praktiska omgivning och kunna koppla laborationens ämnesinnehåll till sin vardag (Högström, Ottander & Benckert 2006, s. 59).
Teoretiska perspektiv
Inledningsvis kommer pragmatismen, den teori som studien utgår från, behandlas och förklaras i relation till syftet och frågeställningarna för denna studie. I slutet presenteras det sociokulturella perspektivet som hade varit en möjlig teori att använda i studien men som inte ansågs vara aktuell. I och med detta förklaras de fördelar och nackdelar som fanns med det pragmatiska respektive det sociokulturella perspektivet i relation till syfte och frågeställningar.
Pragmatismen
Pragmatismen kopplas till ett uttryck som blivit utmärkande för teorin, ”learning by doing” (Säljö 2014, s. 288). Just detta uttryck började användas för att försöka göra arbetet i skolan mer elevcentrerat och anpassat så att undervisningen lyfter alla elever med sina individuella förutsättningar (Säljö 2014, s. 288). Ett exempel är att praktiskt arbete introducerades för att underlätta för eleverna att ta till sig kunskaper i ämnen som exempelvis naturvetenskap (Säljö 2014, s. 288). John Deweys syn på undervisning och hur den kan anses vara en empirisk granskning påminner därmed om det laborativa arbetssätt som kan kopplas till naturvetenskapen (Sund & Sund 2017, s. 40). Alltså att teoretiska kunskap utvecklas genom att pröva kunskapen praktiskt (Sund & Sund 2017, s. 40).
Synen inom pragmatismen är att teori och praktik är samordnade faktorer av handlingarna människan gör (Säljö 2014, s. 289). Det pragmatismen hävdar är att det finns lika stort värde i praktisk som teoretisk kunskap och trycker vidare på hur all praktisk kunskap även innehåller teoretisk kunskap (Hartman 2012, s. 311). Som ett exempel på det beskriver Säljö (2014, s. 289) att en snickare inte kan bygga en vägg utan att veta eller ha tankar om hur den bör byggas för att uppfylla sitt syfte. Praktik finns i allt runt en människa i dess vardag och med det motiveras varför eleverna behöver ha upplevelser där sinnena används för att lära som i exempelvis skapande arbete (Säljö 2014, s. 289).
10
inlärningen sker genom praktiska studier, oavsett undervisningsmetod är det viktigt att undervisningen utgår från elevernas erfarenheter (Hartman 2012, s. 312).
Enligt Hartmans (2012, s. 307) beskrivning av samhällssynen anses utbildningen vara en viktig del för reformer i samhället. Ett av pragmatismens antaganden är att eleverna kan använda sig av kunskap och att kunskapen är till hjälp vid situationer och problem som eleverna stöter på i livet (Säljö 2014, s. 289). Skolan är där till för att erbjuda eleven kunskaper som eleven annars i sin vardag sällan stöter på och på så sätt har svårare att få kunskap om (Säljö 2014, s. 292). Dessa vardagliga kunskaper behövs för att få en djupare förståelse av sin omvärld (Säljö 2014, s. 292; Säljö 2015, s. 72).
Vidare beskriver Säljö (2015, s. 76) hur lärande sker i situationer som är okända för individen eller när individen tar sig igenom ett problem, vilket leder till att lärande bör ske genom inquiry. Den svenska översättningen av inquiry är systematiska undersökande arbetssätt, även om det för pragmatismen inte innebär en specifik metod att undervisa på (Säljö 2015, s. 77). Inquiry innefattar att när människan försöker lösa ett problem bör denne arbeta systematiskt för att lösa problemet (Säljö 2015, s. 77). Därmed är det aktuellt att använda pragmatismen som utgångspunkt för studien då syftet berör den praktiska och laborativa delen av systematiska undersökningar likt det pragmatismen innefattar. Det stämmer väl in med hur eleverna kan få teoretisk kunskap genom praktiskt arbete.
Det sociokulturella perspektivet
11
Problemformulering
I den svenska läroplanen lyfts en förmåga rörande systematiskt undersökande arbetssätt som eleverna ska få utveckla inom de naturvetenskapliga ämnena under sin skolgång (Skolverket 2019, s. 165, 175, 186). Systematiska undersökningar kan exempelvis genomföras i form av praktiskt undersökande arbete där eleverna får ställa egna frågor, forma hypoteser, planera arbetsgången, genomföra, bearbeta och på egen hand nå fram till ett resultat som slutligen leder till en utvärdering av den genomförda undersökningen (Ekborg 2016, s. 3–5). Det framkommer dock av Högström (2009, s. 41) att han vid lärarintervjuer noterat att det endast var en mindre andel av laborationerna som hade en undersökande karaktär. Johansson (2012, s. 23–24) menar att det forskats mycket kring systematiska undersökningar i skolan. Denna forskning är dock ofta baserat på äldre elever i grundskolan, vilket resulterar i att det saknas forskning som behandlar yngre elevers systematiska undersökningar (Johansson 2012, s. 23–24). Då det förekommer mycket arbete som är experimentellt eller undersökande i dessa årskurser anser Johansson (2012, s. 23–24) att detta område för de yngre eleverna behöver studeras vidare. Bristen på studier för undersökande arbete i de yngre åldrarna gör att det anses intressant att studera hur väl ett material som NTA hanterar och stödjer elevernas förmåga att genomföra systematiska undersökningar med pragmatismen som teoretiskt ramverk. Varför just NTA blir aktuellt att undersöka beror både på användarbredden och kostnadsfrågan. År 2010 användes NTA av en tredjedel av landets kommuner och är därmed ett material som är väl använt i svenska skolor (Mellander & Svärdh 2015, s. 6). Det är däremot inte ett billigt material då inträdesavgiften är 15 000 kronor när skolhuvudmännen ansluter sig, och därefter är kostnaden för varje enskild experimentlåda 5 000 kronor (Mellander & Svärdh 2015, s. 6). Det tas även ut en avgift för varje deltagande elev per termin (Mellander & Svärdh 2015, s. 6).
Syfte och frågeställningar
Syftet med arbetet är att undersöka på vilka sätt läromaterialet NTA ger förutsättningar för elever i årskurs F-3 att utveckla förmågan att genomföra systematiska undersökningar samt hur lärare använder materialet.
• Vilka förutsättningar ger NTA-materialet för att utveckla elevers förmåga att genomföra systematiska undersökningar i årskurs F-3?
• Hur beskriver lärare att de använder NTA-materialet för att arbeta mot förmågan att genomföra systematiska undersökningar i årskurs F-3?
Metod
12
Val av metod
Det finns två typer av metoder som huvudsakligen används inom forskning; kvantitativ och kvalitativ (Larsen 2018, s. 31). En kvantitativ metod innebär att det insamlade materialet går att redovisa i siffror (Larsen 2018, s. 31). Kvantitativ metod har sitt ursprung i naturvetenskapen där forskaren samlar in material för att analysera och hitta mönster som går att applicera som ett generellt resultat (Stukát 2011, s. 35). Den metod som användes i denna studie var den kvalitativa metoden. I en kvalitativ metod ska det material som samlats in och dess resultat tolkas och förstås, och det handlar inte om att generalisera som vid den kvantitativa metoden (Stukát 2011, s. 36). Ibland är det aktuellt att använda sig av metodtriangulering som innebär att studien använder sig av olika metoder för att de ska komplettera varandra och öka tillförlitligheten på resultat och slutsatser för studien (Stukát 2011, s. 42). Användandet av flera metoder ökar även validiteten för en studie (Stukát 2011, s. 42). I följande studie användes en innehållsanalys av NTA:s textmaterial och en innehållsanalys av insamlat material från intervjuer av lärare.
13
Att använda intervju som metod är inte alltid enkelt men ett bra sätt att nå fram till kunskaper och information som annars hade gått förlorad (Kihlström 2007, s. 48). Vid en intervju är det av vikt att intervjuaren kan lägga ifrån sig de förkunskaper som den besitter för att under intervjun inte ställa ledande frågor (Kihlström 2007, s. 48). För att få ett så bra resultat av en intervju som möjligt är det av fördel att frågorna är öppna och att den som intervjuas själv får berätta om sina erfarenheter och tankar utan att färgas av andras åsikter (Kihlström 2007, s. 48– 49). För att få ut den typ av information som eftersträvas ur en intervju är det nödvändigt att formulera intervjufrågorna utifrån de frågeställningar som ställts för studien (Kihlström 2007, s. 50). Detta gör att det i följande studie var intervju som användes som metod för att få svar på den andra frågeställningen som formulerades för att ta reda på hur lärare beskrev att de använt sig av NTA-materialet. I den frågeställningen var det hur läraren själv beskrev användandet som var i fokus och för att då inte blanda in egna tolkningar, som vore en risk vid en observation, var en intervju nödvändig då intervjuaren där till stor del kunde bortse ifrån sina egna tidigare uppfattningar. För analysen av insamlat data från intervjuerna valdes innehållsanalys, i likhet med vad som beskrivits tidigare för analysen av NTA-materialets texter (Larsen 2018, s. 160).
Reliabilitet
Att vara noggrann och ha en pålitlig studie är grundläggande för en studies reliabilitet (Larsen 2018, s. 131). Men att säkra hög reliabilitet är inte lätt i en kvalitativ studie då forskaren under exempelvis en intervju kan påverka den som intervjuas med sina värderingar (Larsen 2018, s. 131). Men även situationen i sig kan påverka den intervjuade på så sätt att den inte delger sina tänkta svar av olika anledningar (Larsen 2018, s. 131). En viktig del i reliabiliteten är trovärdigheten och för att få en studie som är trovärdig ska slutsatserna vara grundade på material som visar på hur det faktiskt var (Larsen 2018, s. 131). För att höja reliabiliteten i sin studie kan forskaren exempelvis välja att intervjua samma individer flertalet gånger om samma innehåll, men det är dock en metod som är tidskrävande (Larsen 2018, s. 131). Det kan därmed vara ett bättre alternativ att genom processens gång vara noggrann i behandlingen av det insamlade materialet (Larsen 2018, s. 131). Förutom det kan en kombination av olika metoder stärka reliabiliteten, alltså att exempelvis, som i denna studie, både ha analyserat NTA-materialets texter och genomfört intervjuer med lärare som använt sig av NTA (Larsen 2018, s. 132).
Validitet
14
studien (Larsen 2018, s. 129). Även om validitet kan vara något som är svårt att bedöma är det en möjlighet att höja validitet genom att forskaren exempelvis under en intervju kan upptäcka nya vinklar som kanske inte fanns i åtanke från början och som forskaren nu kan inkludera i sitt arbete (Larsen 2018, s. 130). En aspekt som stärker validiteten är att vara kritisk under hela processen för studien (Larsen 2018, s. 130).
Objektivitet
Ibland anses objektivitet vara detsamma som att ha distans till det som studeras (Larsen 2018, s. 15). Det finns en viss tvekan gällande möjligheterna till att hålla hög objektivitet i en kvalitativ undersökning och därmed om det bör vara ett mål att ha objektivitet i sin undersökning (Larsen 2018, s. 15). Detta på grund av att en forskare också är en individ med tidigare erfarenheter och värderingar som är svåra att lägga åt sidan vid en undersökning (Larsen 2018, s. 15). Dessa tidigare erfarenheter och värderingar kan vara det som är avgörande för hur formuleringen av problemet är uppbyggt och vilken teori som används (Larsen 2018, s. 15). Därmed är det svårt att som forskare vara helt objektiv under sina studier men det är dock av vikt att vara öppen med sitt tillvägagångssätt samt att vara ärlig och noggrann (Larsen 2018, s. 15).
Generaliserbarhet
Generaliserbarhet framstår som ett begrepp som är svårt att applicera på en kvalitativ studie då det vid studier som inkluderar mänskliga informanter är svårare att få samma resultat oavsett vem som genomfört studien (Thornberg & Fejes 2019, s. 288). Det kan dessutom vara så att resultatet kan vara på ett sätt vid en situation men vid en annan tidpunkt kan resultatet bli annorlunda (Thornberg & Fejes 2019, s. 288). Därmed blir generaliseringen begränsad eller icke existerande när det är få deltagare i studien (Stukát 2011, s. 36). I kvalitativa studier förekommer analytisk generalisering som innebär att studiens resultat ses som arbetshypoteser (Thornberg & Fejes 2019, s. 289). Med arbetshypoteser menas att forskaren ställer sig lite blygsamt till en möjlig tillämpning av resultatet i andra situationer än den som studerats i studien (Thornberg & Fejes 2019, s. 289). Då ses dock resultatet för studien som ett perspektiv och inte sanningen (Thornberg & Fejes 2019, s. 289). En annan typ av generalisering som förekommer i kvalitativa studier är situerad generalisering där generaliseringen inte går att förutse (Thornberg & Fejes 2019, s. 289). Denna typ av generalisering sker när resultatet går att känna igen i andra situationer (Thornberg & Fejes 2019, s. 289).
Urval
15
individer inom samma område (Larsen 2018, s. 124). Då är det viktigt att det är hög validitet och reliabilitet för att värdet av överföringen till andra grupper ska styrkas (Larsen 2018, s. 124). Däremot ger en kvalitativ undersökning större möjligheter för forskaren att vara flexibel under sitt arbete med insamlandet av data och kunna påverka valet av deltagare (Larsen 2018, s. 124). Larsen (2018, s. 125) beskriver olika typer av icke-sannolikhetsurval och i denna studie var snöbollsmetoden den dominerande formen för urval. Med snöbollsmetoden menas att forskaren kontaktar individer som har stor relation till det aktuella ämnet och genom detta förfarande kan få tips om andra potentiella deltagare (Larsen 2018, s. 125). Vid en kvalitativ intervju är det av intresse att få erfarenheter från individer som arbetat med området (Kihlström 2007, s. 49). Därför var det av intresse att välja ut tre personer som arbetat eller arbetar med NTA i årskurs F-3 för att få så hög tillförlitlighet på materialet som möjligt. Att det var viktigt att deltagarna har arbetat med materialet var för att få tillförlitliga svar på hur NTA-materialet använts. Att det även var viktigt att de arbetat med det i årskurs F-3 var för att få svar på om hur förmågan kring systematiska undersökningar uppfyllts i just dessa årskurser. Vid analys av textmaterialet tillhörande NTA-materialet var två av temana och dess texter ofta använda av de intervjuade lärarna. Det tredje temat användes inte i samma utsträckning men var fortfarande ett tema som lärarna arbetat med tidigare. Materialet till dessa tre teman hade en av de intervjuade lärarna gett mig tillgång till. Vilka dessa tre teman var presenteras nedan i tabell 1. Att det behövdes göras ett urval av vilka experimentlådor som skulle ingå i studien berodde på den stora bredd med experimentlådor som NTA har. Urvalet för denna studie utmynnade i tre lådor som använts inom årskurserna F-3. Vissa av dessa tre lådor förekommer dock både i de lägre årskurserna som i de kommande högre. Vidare baserades valet av lådor på svårighetsgraderna för lådorna för att se om det senare kunde haft någon påverkan gällande resultatet av analysen.
Tabell 1: Översikt med information av de utvalda temana för studien.
Tema Årtal Antal uppdrag Utvalda
uppdrag Rek. årskurser Förändringar 2003 15 Uppdrag nr.: 1, 2, 7, 8, 14 och 15 F–3 Från frö till frö 2001 12 Uppdrag nr.: 1, 2, 6, 7, 11 och 12 3–5 Rörelse och konstruktion 2010 14 Uppdrag nr.: 1, 2, 7, 8, 13 och 14 4–6 Etiska överväganden
16
inte tillräckligt försiktig med förtroendet från deltagare och i stället hanterar det etiskt felaktigt riskerar studien ett behov av granskning för missbruk kring hanteringen av känsliga uppgifter (Björkdahl Ordell 2017, s. 25). När det gäller forskningsetik och dess frågor är det viktiga förhållanden som skapas mellan forskaren och det objekt som det forskas om (Björkdahl Ordell 2017, s. 23). Som Björkdahl Ordell (2017, s. 24) beskriver behöver en forskare ibland förkasta arbete av etiska skäl för att exempelvis individen som deltog i studien inte kände tillräcklig stor trygghet med att denne var oidentifierbar.
Enligt Vetenskapsrådet (2017, s. 8) besitter de som forskar ett särskilt ansvar för de människor som är involverade i studien men även gentemot de som påverkas av det resultat som studien utmynnat i. Det nämns vidare att en forskare ska förhålla sig till de uppförandekrav som finns (Vetenskapsrådet 2017, s. 8). Dessa krav är uppskrivna under åtta punkter; att forskaren ska vara sanningsenlig, granska och redovisa utgångspunkterna, redovisa metod och resultat, redovisa kommersiella intressen, inte använda andras forskningsresultat, hantera dokumentation och arkivering på ett bra sätt, bedriva forskning utan skada på omgivningen samt rättvis bedömning av andras forskning (Vetenskapsrådet 2017, s. 8). Kraven kom i följande studie ha varit aktuell både för analysen av textmaterial från NTA och intervjuerna. För att skydda individen finns det fyra huvudkrav beskrivna som bör användas i forskningen (Vetenskapsrådet 2002, s. 6). Det första kravet är informationskravet som innebär att forskaren ska informera de som berörs av forskningen vad syftet är för genomförandet av den (Vetenskapsrådet 2002, s. 7; Stukát 2011, s. 139). Detta krav var i denna studie aktuell för både analysen av textmaterial som vid intervjuer av lärare. Inför analysen av textmaterialet från NTA kontaktades NTA för att delge information och för att få samtycke att studera deras material. Vid intervju av lärarna fick deltagarna tillgång till ett informationsbrev (se bilaga A). Det andra kravet är samtyckeskravet och där innefattas deltagarna i forskningens rätt till att själva bestämma över deltagandet, vilket är aktuellt för intervjuerna som genomförs i denna studie (Vetenskapsrådet 2002, s. 9; Stukát 2011, s. 139). Deltagaren ska kunna avbryta sin medverkan utan att det för denna individ medför negativa konsekvenser (Stukát 2011, s. 139). Det tredje kravet är konfidentialitetskravet som berör hur hanteringen av personuppgifter för deltagare i forskningen ska göras med hög konfidentialitet och hur förvaringen av dessa uppgifter ska vara så säkert att ingen obehörig kan få tillgång till dem (Vetenskapsrådet 2002, s. 12; Stukát 2011, s. 139). I följande studie innebar tredje kravet att det inte skulle gå att identifiera deltagarna i examensarbetet. Det fjärde och sista kravet är nyttjandekravet som innebär att alla uppgifter som samlats in för forskningen endast får användas i ändamål för forskning (Vetenskapsrådet 2002, s. 14; Stukát 2011, s. 140). För denna studie innebar nyttjandekravet att det material som analysen och intervjuerna utmynnat i bara användes i denna studie.
Genomförande
17
experimentlådor tillhörande NTA-materialet (Tabell 1). Dessa tre lådor blev utgångspunkten för kommande innehållsanalys som genomfördes på texterna. I instruktionerna för varje temalåda studerades sex av lådans uppdrag lite extra, där två av uppdragen förekom i början av temalådan, två i mitten och slutligen två i slutet av temalådan. För att vidare få ett svar på första frågeställningen genomfördes en innehållsanalys på det insamlade textmaterialet från NTA. Innehållsanalys är en vanligt förekommande analysmetod när det gäller att analysera ett läromedel utifrån särskilda perspektiv (Stukát 2011, s. 60). Denna analys kom att utgå från förmågan om systematiska undersökningar som nämns i läroplanen, på vilka sätt NTA-materialet kunde knytas till detta förmågemål och på vilket sätt NTA-NTA-materialet kunde utveckla elevers förmåga att genomföra systematiska undersökningar (Skolverket 2017, s. 6).
Den andra frågeställningen hade intervju som metod där målgruppen var lärare med erfarenhet av NTA-materialet i årskurserna F-3. Användandet av intervju grundade sig i att det för andra frågeställningen var en individs erfarenheter och uppfattningar som skulle fångas upp, vilket en intervju bidrog med (Larsen 2018, s. 137). Att det dessutom var av vikt att lärarna hade specifika erfarenheter baserades på Kihlströms (2007, s. 49) beskrivning av erfarenheter av ämnet vid kvalitativa intervjuer. Antalet lärare som intervjuades var tre där de alla hade olika många års erfarenhet av materialet. Inför intervjuerna delades ett informationsbrev ut till de berörda lärarna (se bilaga A) med information om genomförandet, syftet med studien och etiska åtaganden. Med informationsbrevet tillhands fick informanterna avgöra om de ville delta i studien eller om de avstod. Detta för att samtycke krävs för rätten att genomföra intervjun (Kihlström 2007, s. 50). Intervjuerna genomfördes digitalt på grund av den rådande pandemin som pågick i världen vid tiden för studiens genomförande. Längden av intervjuerna var 20–30 minuter. För att jag som intervjuare skulle ha så stort fokus på samtalet som möjligt valdes intervjuerna att ljudinspelas med hjälp av datorprogrammet och därmed fördes inga anteckningar med tiden. Stukát (2011, s. 45) beskriver att detta är ett vanligt tillvägagångssätt för att registrera svar från intervjuer. Även Kihlström (2007, s. 51) tar upp fördelen med att spela in intervjuer för att få med allt som sägs, både gällande respondentens svar som de eventuella följdfrågor intervjuaren ställer.
18
att få svar på lärarnas erfarenheter av NTA-materialet och hur de ser på materialet ur en synvinkel med systematiska undersökningar som utgångspunkt. Grunden till formuleringen av frågorna låg i studiens syfte och frågeställningar, även delvis i vad som framgick av styrdokument gällande systematiska undersökningar och dessutom med inslag av de centrala begreppen för studien, vad som framkommit ur forskningsbakgrunden samt med inslag av pragmatismen.
Analys
I denna studie användes innehållsanalys för att få svar på de två frågeställningarna i relation till pragmatismen. Genom användandet av en innehållsanalys gavs en möjlighet till att tolka och se likheter samt skillnader på insamlad data, både från NTA-materialet och informanterna vid intervjuerna. I de två innehållsanalyserna som genomfördes i denna studie inleddes analyserna med en fas där det insamlade data kodades och kategoriserades för att få en bättre överblick av mönster som förekom från de olika källorna (Larsen 2018, s. 160). Vidare i denna fas blev en viktig del att mängden data reducerades för att endast få med den väsentliga information som rörde problemformuleringen (Larsen 2018, s. 160–161). Datareducering genomfördes för att göra det enklare att finna samband, kunna jämföra och ställa frågor till insamlad data (Larsen 2018, s. 161). När reduceringen var gjord gällde det vidare att finna citat som liknade varandra på något sätt innan processen fortsatte vidare till att koda insamlat data (Larsen 2018, s. 162). Vid kodning av textmaterialet tillhörande NTA var det uttryck av olika slag som markerades och från data av intervjuerna var det informanternas uttryck som citeras. Därefter grupperades dessa olika uttryck i kategorier som blev centrala för problemformuleringen (Larsen 2018, s. 163). Utgångspunkten blev fem frågor (se bilaga B) som ställdes till materialet. Varje tema fick en generell bedömning av innehållet i sina uppdrag och därefter togs nyckelord ut för att urskilja samband och skillnader mellan uppdragsbeskrivningarna för de tre temana. I denna fas med kategorisering var det även viktigt med den teori som använts som utgångspunkt för studien för att ge analysen en mening (Larsen 2018, s. 163). Slutligen gällde det att finna samband och mönster av informationen som framkommit av kategorierna (Larsen 2018, s. 164).
19
uppspaltade bredvid varandra. När informationen sammanställts i tabellen genomfördes en granskning av mönster och likheter samt skillnader av innehållet under varje kategori vilket utgav grunden till resultatet för studien.
Innehållsanalysen av intervjuerna genomfördes med en induktiv metod där det inte fanns några förutbestämda kategorier (Larsen 2018, s. 30). För den data som samlats in från intervjufrågorna hade följande kategorier noterats; kopplingar till kursplan och att uppnå kunskapskrav, det praktiska och teoretiska arbetet, NTA-materialets uppbyggnad, diskussion och anpassningar samt egna undersökningar. När dessa kategorier hade noterats var det dags för att koda materialet. I kodningen skrevs stödord till intervjutranskripten som senare kom att bli utgångspunkten för formandet av kategorierna. Likt den arbetsgång som användes för textmaterialet från NTA-materialet sammanställdes citaten från intervjuerna i en tabell för att få en bättre överblick inför summerandet av resultatet (se Tabell 2). När citaten sammanställts i tabellen noterades likheter och skillnader i det som uttalats för att det sedan skulle bli utgångspunkten för studiens resultat för den andra frågeställningen.
Tabell 2: Exempel på kodning och kategorisering.
Uttalande Sammanfattning Kategorisering
Absolut, i de flesta lådor ska eleverna i något uppdrag komma fram till ett eget resultat utifrån en egen undersökning. Ex igen lådan jord där eleverna lär sig en massa om olika jordmåner och sedan ska de klura ut vad som finns i en hemlig blandning. Då har de stor nytta av vad de lärt sig i tidigare uppdrag, av sina anteckningar, och måste komma på hur de ska testa för att få fram ett resultat.
Eleverna ska på egen hand komma fram till eget resultat utifrån en egen
undersökning och ett exempel på undersökning.
Egna undersökningar
Resultat
20
informanter. För varje enskild frågeställning kommer det i underrubriker presenteras de resultat som framkommit i enlighet med kategorierna som tagits fram under analyserna.
NTA-materialets förutsättningar
Under följande rubrik kommer resultatet tillhörande första frågeställningen att presenteras. För att det ska bli en tydligare överblick kommer resultatet presenteras under fem underrubriker som är de kategorier som framkommit vid analysen av de tre utvalda temana från NTA-materialet. De tre teman som valts ut benämns med tema 1, tema 2 och tema 3 där tema 1 är Förändringar, tema 2 är Från frö till frö och tema 3 är Rörelse och konstruktion.
Egna frågor
Genomgående för de tre analyserade NTA-temana skrevs det sällan fram i textmaterialet att läraren inför ett uppdrag skulle uppmuntra eleverna till att formulera egna frågor. Under det första temats 14:e uppdrag framkom det däremot att läraren rekommenderades fråga eleverna följande; ”Vilka frågor har ni om rost?” (Förändringar, s. 92). Uppdragsinstruktionerna gav dock inte läraren någon vidare vägledning angående hur denne skulle ta hand om elevernas rostrelaterade frågor. För det andra och tredje temat gick det inte att urskilja formuleringar som kunde kopplas till elevernas möjligheter att ställa egna frågor.
Förutsägelser
Uppmaningar till att eleverna skulle formulera förutsägelser var regelbundet förekommande i instruktionerna för NTA-uppdragen. Dessa uppmaningar framställdes på olika sätt för uppdragen i de tre temana. Ibland var uppmaningarna formulerade i lärarinstruktionerna och ibland var uppmaningarna formulerade i elevernas arbetsblad. I lärarinstruktionerna för det andra uppdraget i tema 1 uttrycktes uppmaningen att formulera en förutsägelse på följande sätt; ”Fråga barnen hur de tror att vattnet i lådan för istärningarna har förändrats […]” (Förändringar, s. 30). Detta exempel på uppmaningsformulering kan troligen komma att utmynna i en öppen klassrumsdiskussion där alla elever får delge sin förutsägelse. Ett annat sätt att uttrycka uppmaningen att formulera en förutsägelse förekom i instruktionerna inför ett uppdrag där eleverna ombads anteckna sina förutsägelser. Ett exempel på denna typ av formulering fanns i det första temat inför uppdrag 7; ”Barnen gör en förutsägelse och skriver den på sitt arbetsblad” (Förändringar, s. 58).
Förekomsten av uppmaningar varierade mellan de olika temana. I det första temat var det vanligt, men inte alltid, förekommande att eleverna i uppdragsinstruktionerna uppmanades förutsäga resultatet. I likhet med det första temat var förekomsten av uppmaningar existerande i det andra temat men inte genomgående för varje uppdrag. Däremot nämndes följande citat inför uppdrag 2 i andra temat;
21
För tema 3 uppmuntrades det i stället genomgående för alla uppdrag att eleverna skulle formulera förutsägelser. I den inledande introducerande texten nämndes det exempelvis hur eleverna genomgående för temat bör ha formulerat förutsägelser av uppdragsresultatet. När alla de tre studerade NTA-temana jämförts gick det att urskilja att både typen av uppdrag och upplägget av temat påverkade förekomsten av förutsägelseuppmaningar i instruktionerna. Planering
Elevernas möjligheter till att själva planera sin undersökning var begränsade i de tre NTA-temana som studerats i denna studie. I första och andra temat var möjligheterna begränsade och det gick endast att urskilja enstaka formuleringar som kunde tyda på beslut som eleverna skulle fatta. En formulering som kunde uttydas återfanns i det andra temat under uppdrag 2 och löd; ”Eleverna kan arbeta självständigt efter instruktionerna eller i den takt du bestämmer.” (Från frö till frö, s. 29). Denna formulering visade på att eleverna delvis kunde få möjligheten att styra tidsplaneringen men inte nödvändigtvis upplägget på undersökningen. Från tema 1 kunde en annan av de sällan förekommande formuleringarna urskiljas. Under uppdrag 15 fick eleverna möjligheten att på egen hand välja de ämnen och mängden av dessa ämnen som skulle användas i undersökningen;
Varje par ska välja ett fast ämne och en vätska. De ska även bestämma hur mycket de ska ha av varje ämne och skriva det i vetenskapsjournalen. De ska också skriva vad de tror kommer att hända när de blandar de två ämnena. När de har gjort experimentet, skriver de i vetenskapsjournalen vad som hände. (Förändringar, s. 97).
I det tredje temat ombads eleverna däremot redan i början av uppdrag 1 att planera sin undersökning; ”Eleverna inleder temat med att bygga ett fordon efter egna idéer.” (Rörelse och konstruktion, s. 1:2). Här fick eleverna omsätta sina egna idéer och den processen fortsatte genomgående för tema 3. Inför varje uppdrag hade eleverna en påverkan på uppdragen där de skulle fatta beslut gällande vilket tillvägagångssätt som skulle användas för att nå ett önskat resultat. Uppdragen för det tredje temat hängde ihop och byggde delvis på varandra. Den uppmaning till att planera sin undersökning som förekom för uppdrag 1 är vad som sedan gäller genomgående för temat. Senare i temat uttrycks det inte men det var vad eleverna skulle förhålla sig till i resterande uppdrag för att nå ett färdigt slutresultat.
Dokumentation
22
hur de skulle gå till väga för att dokumentera sina resultat. Denna uppmaning till läraren framställdes i uppdrag 2 och löd; ”Gå igenom hur eleverna ska dokumentera sina resultat.” (Från frö till frö, s. 29). För eleverna innebar läraruppmaningen att de kom ett steg närmare förmågan att på egen hand dokumentera sina upptäckter. I uppdragen för det tredje temat bestod elevdokumentationerna till största del av skisser av modeller och fordon. Noggrannheten i dokumentationerna ökade under uppdrag 2 där läraren ombads uppmana eleverna till noggrannare fordonsskisser; ”[…] att de nu ska försöka dokumentera sina unika fordon mer noggrant.” (Rörelse och konstruktion, s. 2:4). Sammanfattningsvis visade formuleringarna i dessa tre NTA-teman att dokumentation nästintill var regelbundet återkommande för alla uppdrag.
Utvärdering
Elevernas möjligheter till att utvärdera sitt arbete framställdes i uppdragen i varierande form. Det uppmanades en del om att elevernas skulle ges möjlighet att resonera kring sina resultat och då rekommenderades läraren oftast att det skulle ske i grupp. Bland de uppdrag som studerades i första temat var det genomgående förekommande att eleverna ombads resonera över vad som hände i undersökningen. För det andra temat ombads lärarna efter uppdrag 2 att; ”Avsluta gärna varje uppdrag med en diskussion som utvärdering och uppföljning om eleverna tycker att de har gjort och förstått det som uppdraget går ut på.” (Från frö till frö, s. 25). I detta tema blev diskussioner en återkommande punkt efter varje uppdrag. På liknande sätt var det upplagt i det tredje temat; att eleverna efter varje uppdrag bör ha en dialog med läraren för att följa upp sitt arbete. Typen av utvärdering var därmed blandad i tema 3 men där det för de analyserade uppdragen i temat var mer förekommande med uppmaningar för eleverna att diskutera i mindre grupper än att diskutera i helklass.
Lärares arbete med NTA-materialet
Under denna rubrik kommer resultatet från vad informanterna som deltagit i studien sagt i sina svar på intervjufrågorna presenteras. Dessa resultat samlas under fem rubriker där varje enskild rubrik kopplas samman med ett av de fem kategorier som tagits ut vid innehållsanalysen av intervjumaterialet.
Kopplingar till kursplan och att uppnå kunskapskrav
Lärarna beskrev under intervjuerna att NTA-materialet har tydliga kopplingar till läroplanen och de kunskapskrav som eleverna ska uppnå, bland annat gällande förmågan att genomföra systematiska undersökningar. Lärarna menade därför att deras användning av NTA främjar elevernas möjlighet att utveckla förmågan att genomföra systematiska undersökningar.
23
har däremot inte endast tydliga kopplingar till kursplanerna för NO-ämnena och teknikämnet. Lärare 2 nämnde hur hen såg naturliga kopplingar till andra ämnen som exempelvis svenska. Dessa möjligheter till att jobba ämnesövergripande ansåg lärare 2 vara en styrka med NTA-materialet och uttryckte sig så här om kopplingarna till kursplanerna;
Just nu arbetar jag med lådan ”Testa teknik”, men förutom kopplingar till kursplanen i teknik och NO, så tränar eleverna mycket på att muntligt resonera och argumentera, vilket kan kopplas till ämnet svenska. I fjärilars liv så var det stort fokus på systematisk undersökning och livscykler, men även där så vävdes mycket svenska in både genom diskussioner och textskrivande. (Lärare 2)
Målet med användningen av NTA-materialet i undervisningen var enligt lärare 1 följande; ”Att ge alla elever en god chans att arbeta mot samt uppnå kunskapskrav i den olika NO-ämnena samt Teknik” (Lärare 1). Detta mål med NTA i undervisningen grundade lärare 1 på de gynnande möjligheterna för kopplingarna till läroplanen och syftade på att en avsaknad av möjligheterna hade resulterat i en annan innebörd av målet. I likhet med lärare 1 ansåg lärare 2 att målet var att eleverna skulle få utveckla de förmågor som kopplats till NTA-materialet. Tydliga kopplingar till läroplanen var något som lärarna uttryckte genomgående under intervjuerna. Enligt lärare 1 är materialet så bra anpassat att det på ett enkelt och fördelaktigt sätt kan kopplas ihop med det ämnesområde som läraren för tillfället bedriver i klassen. Som exempel beskrev lärare 1 hur temat Jord gick att koppla ihop med den del i läroplanen som berör växter och djurs livscykler. Inför ett arbete med dessa livscykler ansåg lärare 1 att NTA-temat kunde agera som en introduktion för arbetsområdet.
Vidare kom lärare 1 djupare in på förmågan att genomföra systematiska undersökningar och hur eleverna utvecklar denna förmåga under uppdragen av praktisk karaktär. De få uppdrag i NTA-materialet som är av teoretisk karaktär ansåg lärare 1 inte bidrar till utvecklandet av förmågan att genomföra systematiska undersökningar på samma sätt som de praktiska uppdragen. Så här uttryckte sig hen om detta;
I vissa lådor finns ett antal teoretiska uppdrag och där är det mindre fokus på den systematiska undersökningen, men jag skulle säga att alla uppdrag ändå syftar till att eleven själv ska kunna genomföra en egen undersökning (Lärare 1)
För att komma åt de systematiska undersökningarna arbetade lärare 2 mycket praktiskt med fokus på observation och dokumentation. Detta var även lärare 3 inne på och betonade de fördelaktiga möjligheter som materialet ger eleverna för utvecklandet av förmågan att genomföra systematiska undersökningar. Därmed ansåg lärare 3 att arbetsgången i NTA-materialet förespråkar en uppfyllnad av förmågemålet. Vidare diskuterade lärare 3 hur andra förmågor utvecklas av materialet och att det är vid grupp- eller pararbete som förmågorna utvecklas som mest på grund av att det är då eleverna lär av varandras kunskaper.
Det praktiska och teoretiska arbetet
24
traditionella teoriböckerna betonades. Dessutom ansågs det praktiska arbetet som NTA-materialet erbjuder vara en hjälp för eleverna att lära sig olika laborativa metoder och därmed utveckla förmågan att genomföra systematiska undersökningar.
Användningen av NTA-materialet i sin undervisning grundade lärare 3 på materialets koncept som ansågs vara genomtänkt med en bra blandning av teori och praktik. Strukturen ansåg lärare 3 därmed vara tydlig där eleverna på ett varierat sätt får centrala naturvetenskapliga begrepp innötta. Att använda sig av NTA-materialet ger enligt lärare 1 förutsättningar för att stundtals kunna frångå de rena teoriböckerna som annars är den mest förekommande källan för kunskapsinhämtning. Materialet ansågs helt enkelt vara ett fördelaktigt avbrott för eleverna att få arbeta mer praktiskt. Dessutom förmedlade lärare 1 sina upplevelser kring elevernas uppfattning av praktiskt arbete där eleverna anser att det är roligt. Detta var därmed en av orsakerna till att lärare 1 använder NTA-materialet i sin undervisning. Vidare vid diskussion kring hur lärare 1 kopplade användandet av NTA till läroplanen kom hen in på den möjliga kombinationen av teori och praktik; ”Beroende på vilket tema så använder jag NTA-lådan som en del av det ämne vi arbetar med. Jag blandar NTA-uppdragen med teori.” (Lärare 1). De praktiska möjligheter som NTA-materialet erbjuder blandade därmed lärare 1 med teoretisk kunskapsupphämtning.
Ett mål med användandet av NTA i sin undervisning beskrev lärare 1 vara att eleverna ”[…] ska få möta många olika ämnen på ett praktiskt sätt” (Lärare 1). Denna synvinkel hade även lärare 3 som dessutom ansåg att inspirerade elever ger dem själva en ökad chans till förståelse för hur ett vetenskapligt arbetssätt fungerar. NTA-materialet ansågs därmed vara bidragande för målet av inspirerade elever. Genom det praktiska arbetet får eleverna lära sig olika laborativa metoder som enligt lärare 1 var en förutsättning som bidrog till en utveckling av förmågan att genomföra systematiska undersökningar. I alla de praktiska uppdragen tillhörande NTA-materialet ansåg lärare 1 att de är bidragande till elevernas utveckling att genomföra systematiska undersökningar men betonade en viss tvekan kring om de gällde alla de teoretiska uppdragen.
NTA-materialets uppbyggnad
25
Det är så smidigt att bara beställa en låda så kommer allt både material och planering till skolan, det spar tid och pengar för oss lärare/skolor att vi inte behöver handla alla produkter själva eller samla material (Lärare 1)
Därmed ansåg lärare 1 att fördelen med NTA-materialet är hur materialets struktur är komplett gällande både laborationsmaterial som laborationsinstruktioner. Dessutom hjälper materialet lärarna att få ihop en undervisning som är kopplad till läroplanen och som spar på lärarnas planeringstid. Vidare kom lärare 3 in på hur skolan hen arbetar på byggt upp en större tidsplan rörande vilka NTA-teman som ska behandlas inom årskurserna F-6. En tidsplan var underlättande för planeringen enligt lärare 3 vilket i sig bidrog med ett större lugn för lärarna när de vet om vilka teman som ska beröras inom en viss årskurs. Upplägget av NTA-materialet ansåg även av lärare 1 vara fördelaktigt på så sätt att de ingående uppdragen för ett tema bygger på varandra. Lärare 1 beskrev möjligheterna till att samköra flera uppdrag av mindre karaktär som dessutom ansågs passas ihop innehållsmässigt.
Diskussion och anpassningar
Att låta eleverna diskutera nämnde lärarna som en viktig metod för att utveckla elevernas förmåga att genomföra systematiska undersökningar. Gällande anpassningar nämnde lärarna under intervjuerna att de ibland behövde korta ned uppdrag, samköra uppdrag, hoppa över uppdrag, när de anses vara för lätta eller för svåra för elevgruppen, samt göra korrigeringar i dokumentationsformen.
Att diskutera mycket ansåg lärare 1 vara en viktig metod för att utveckla elevernas förmåga att genomföra systematiska undersökningar. Detta var en linje som lärare 3 hakade på då hen ansåg att gemensamma diskussioner bidrar till en ökad förståelse bland eleverna.
26
lärare 3 sig om det; ”Många gånger kan man anpassa exempelvis dokumentationen, dels till enskilda elever och dels till grupper” (Lärare 3).
En del uppdrag, beskrev lärare 1, att hen genomförde i helgrupp för att på så sätt se till att alla elever hängt med i arbetsgången. Dock lade lärare 1 även betoning på att det ibland finns uppdrag som liknar varandra och då samkörs dessa av den anledningen. Så här uttryckte sig lärare 1 om det;
I vissa grupper känns vissa uppdrag för lätta/svåra. Ibland kan det även kännas lite tjatigt om uppdragen liknar varandra alltför mycket. I vissa lägen kör jag flera uppdrag samtidigt när jag tycker att de passar bra ihop och bygger på varandra (Lärare 1)
Lärare 2 var också inne på anpassningar gällande uppdrag som liknar varandra och speciellt då ett uppdrag liknar något elevgruppen redan arbetat med. När ett uppdrag var likt ett tidigare genomfört uppdrag ansåg lärare 2 att det var av större vikt att lägga fokus på andra uppdrag för att utöka bredden i elevernas kunskapsbank i stället. Elevgruppen ansåg lärare 1 vara avgörande för om alla uppdrag för temat skulle följas i den ordning de framställts. Dessutom beskrev lärare 1 hur elevgruppen blir avgörande angående vilka uppdrag som väljs ut när det blir aktuellt med ett urval. Exempel på hur elevgruppen avgör kunde bero på svårighetgraden på uppdraget, ibland upplevs vissa uppdrag som för lätta för en grupp och ibland som för svåra. Det var dessa kriterier som lärare 1 förhöll sig till.
Något som lärare 3 ibland upplevde som tidskrävande var förberedelserna inför uppdragen och hen beskrev det så här; ”Ibland kan jag tycka att det är paltigt med alla förberedelser och beroende av vilken grupp man har så anpassar man uppdragen i lådan” (Lärare 3). Lärare 3 ansåg därmed att det ibland även är klurigt att använda sig av NTA-materialet när vissa delar kan bli tidskrävande för en del uppdrag. Vidare kommer lärare 3 även in på hur det kan bli tufft för de yngre barnen att arbeta med alla delar av en systematisk undersökning och berättade följande;
Det kan ibland, särskilt med yngre barn kännas lite tufft att både hålla i en laborativ lektion med genomgång, dokumentation och att bistå stöd och hjälp till olika elever. Jag önskar att det fanns en till pedagog med på NTA-lektionerna. (Lärare 3)
Egna undersökningar
27
På frågan om lärarna ansåg att NTA-materialet utvecklade elevernas förmåga att genomföra systematiska undersökningar svarade lärare 1 att hen ansåg att det stämde för de flesta temana. Lärare 1 menade därmed att eleverna fick möjligheten att utveckla förmågan att genomföra systematiska undersökningar i något uppdrag ur varje tema genom att exempelvis själva fått komma fram till ett inte förutbestämt resultat. Lärare 1 gav därefter ett exempel på hur hen kan lägga upp arbetet inför ett uppdrag med egna undersökningar;
Till exempel igen lådan jord där eleverna lär sig en massa om olika jordmåner och sedan ska de klura ut vad som finns i en hemlig blandning. Då har de stor nytta av vad de lärt sig i tidigare uppdrag, av sina anteckningar, och måste komma på hur de ska testa för att få fram ett resultat. (Lärare 1)
Lärare 2 styrkte att eleverna i flera av NTA-materialets teman utvecklade förmåga till att genomföra systematiska undersökningar. Läraren noterade bland annat att eleverna utvecklat en förståelse för arbetssättet. Däremot nämnde lärare 2 att arbetet i vissa teman skiljer sig från majoriteten och att det därmed blir svårare att bedöma utvecklingen av förmågan.
I lådan ”Jord” var det mycket fokus på systematiska undersökningar och min upplevelse var att eleverna utvecklade förståelse för det. Likaså i Fjärilars liv. I Testa teknik är arbetssättet lite annorlunda. (Lärare 2)
Vidare beskrev lärare 1 hur de teoretiska uppdragen med mindre fokus på systematiska undersökningar bidrog med möjligheter för eleverna att genomföra egna undersökningar. För att göra arbetsgången tydligare för eleverna beskrev lärare 1 hur hen kunde demonstrera ett uppdrag inför eleverna för att visa hur de kan göra egna undersökningar. Under dessa demonstrationer visade lärare 1 även på vikten av dokumentation och hur eleverna bör bete sig när de behöver korrigera detaljer i sin undersökningsprocess. Dessutom berättade lärare 1 hur hen medvetet även visar på typiska misstag i arbetsprocessen där hen låter eleverna få urskilja dessa och korrigera sin lärare. Därmed menade lärare 1 på att NTA-materialet ger förutsättningar för eleverna att lära på olika sätt. Lärande på flera olika sätt tryckte även lärare 3 på som syftade på att ett avgörande moment för utvecklandet av förmågan att genomföra systematiska undersökningar hänger på att variera arbetsmetoder. Lärare 3 gav då exempel som att låta eleverna på egen hand undersöka genom att spela in korta filmsnuttar, jobba konkret och lyssna på varandras tidigare erfarenheter. En svaghet som lärare 3 däremot nämnde var att de egna undersökningarna alltför ofta byggs upp på liknande sätt och diskuterade så här om det;
Mycket har ju varit att de kanske har någon mapp att samla sina papper att dokumentera på i och att de får ta bilder med Ipaden, göra förutsägelser och kunna göra jämförelser både med sig själva och mellan elever. (Lärare 3)
