Att observera och sortera i närmiljön

- en variationsteoretisk studie av systematiska undersökningar av närmiljön i F-3

Arijana Knutsen

Grundlärare, förskoleklass, årskurs 1-3 2020

Luleå tekniska universitet

Institutionen för konst, kommunikation och lärande

ABSTRAKT

Denna studie har haft som syfte att vinna kunskap om hur elever i F-3 kan utveckla sin förmåga att göra observationer och sortera några vanligt förekommande trädarter i sin närmiljö. I studien har variationsteorin och det sociokulturella lärandeperspektivet använts som ramverk för att besvara de tre ställda forskningsfrågorna om vilka kritiska aspekter som måste synliggöras för att eleverna ska utveckla förmågan att observera och sortera, att känna igen några trädarter i närmiljön vintertid och hur undervisning kan möjliggöra detta.

I bakgrunden behandlas tidigare forskning om naturvetenskaplig undervisning och lärande, elevers förståelse för de naturvetenskapliga arbetsmetoderna, samt elevers förståelse av vanligt förekommande träd- och växtarter i deras närmiljö, samt relevanta styrdokument. Data, i form av intervjuer och observationer, har samlats in från lektioner i en årskurs två bestående av 24 elever och med mig som lärare. Resultatet visar att lärare genom användandet av artefakter, mediering och variationsmönster i undervisningen kan skapa förutsättningar som möjliggör för eleverna att utveckla sin förmåga att observera och sortera. Resultatet visar även på att undervisningen även bidrog till att eleverna utvecklade sina kunskaper och kunde känna igen några vanligt förekommande kvistar från närmiljön.

Nyckelord: naturvetenskaplig undervisning i årskurs 1–3, systematiska undersökningar, variationsteori.

Jag var egentligen aldrig orolig för examensarbetet, för det jag visste, och egentligen det enda jag visste, om examensarbetet innan jag klev in i dess värld var; att man skulle få lära sig mer om något man vill lära sig mer om – Vad bra! vad roligt tänkte jag! Alla tips och goda råd jag fått under tre och ett halvt års tid ekade i huvudet som en förälders röst på en 14-åring:

-Välj något du har lätt för, välj något är enkelt, välj något du kan, välj något du är bra på, välj något litet… angränsa dig, var väldigt specifik…

Länge brottades jag med mina funderingar och värderingar om vad mitt examensarbete skulle handla om, för det jag visste om examensarbete var ju att man skulle få lära sig mer om något man ville lära sig mer om, och det skulle vara något jag tycker är roligt. Jag älskar natur, och jag har insett att jag tycker naturvetenskap är roligt. Tycker jag att det är lätt? -Nej, inte alls!

Självklart kom jag att välja att göra ett examensarbete i naturvetenskap, för att jag tycker att det är svårt, för att jag vill bli bättre på det men även för att jag tycker att det är roligt.

Lärandekurvan har varit brant åt alla håll och förmodligen längre än om jag hade valt något

”jag var bra på”. Många gånger frågade jag mig själv varför jag inte valde något jag har lätt för, något enkelt, något jag kan och är bra på, varför valde jag inte något litet, varför valde jag inte något extremt specifikt?

- Nä jag väljer det jag tycker är roligt och det jag vill lära mig mer om!

För omfattande, för stort, för långt bort från det du jobbar med, för mycket känsla, för mycket du, och Aristoteles vad har han med det här att göra? Om jag inte sagt det, så har vägen även varit långt. Men hur illa det än känts, surt och jävligt, otillräckligt och aldrig färdigt, så har det varit så enormt lärorikt, intressant och roligt. Har jag lärt mig något om det jag ville lära mig mer om? Ja! Och så mycket mer, därtill! Har det varit roligt? Ja! Och kunskaperna jag fått tillägna mig kommer ge mig många fler tillfällen att ha roligt i och med något jag älskar!

Jag vill tacka eleverna och läraren i klassen där jag utförde studien, för utan er hade studien inte varit möjlig att utföra. Min kunniga handledare Anna Vikström, som redogjort för den väg jag vandrat när jag inte kunnat se det själv, men även visat riktningen jag ska gå då det varit för stökigt, rörigt och oklart. Men, att vandra vägen, att lära, utföra detta examensarbete, att anta utmaningarna som känts oövervinnerliga och som kommit titt som tätt, hade inte varit möjligt utan min fantastiska Familj! Utan stödet från mina föräldrar och min bror, vilka alltid stöttat mig att vara som jag är och som alltid trott på att jag klarar att gå den väg jag väljer, hur naiv och kreativ den varit. För att de lärt mig att meningen med att falla är att vi ska resa oss upp igen, ännu bättre och starkare. Tack för att ni ALLTID finns där. Sist men inte minst, vill jag tacka min underbara man och mina fantastiska barn, tack för att ni peppat mig, för att ni trott på mig i med och motvind. Tack, för att ni torkat tårar och gett mig så mycket kärlek under denna lärandets resa.

Det är inte lätt att lära, och det känns att lära. Känslan av att lära sig och förstå något på ett nytt sätt är den som drivit och motiverat mig så långt tillbaka som jag kan minnas. Glädjen över känslan att lära kvarstår än. Avslutningsvis och inledningsvis säger jag väl som Pippi då mina barn jämt säger att jag är som hon: - Det har jag aldrig provat, så det klarar jag säkert!

/Arijana Knutsen

1. INLEDNING……….…..1

2. SYFTE OCH FORSKNINGSFRÅGOR……….….…..2

3. BAKGRUND……….……….………..3

3.1 Historisk överblick av undervisning i naturvetenskap ………..3

3.2 Systematiska undersökningar i styrdokumenten ………..………..3

3.3 Systematiska undersökningar, undervisning och elevers lärande …………..5

3.3.1 Arbetsmetoder för systematiska undersökningar

………..……..6

3.3.2 Elevers lärande

………..………..……….8

3.3.3 Lärares uppfattningar av undersökande arbetssätt

.……….……..9

3.3.4 Progression inom systematiska undersökningar

………...11

3.3.5 Bedömning av och för lärande i systematiska undersökningar

…………...11

4. TEORETISKA UTGÅNGSPUNKTER……….……….…….14

4.2 Variationsteori …………..………..………..…14

4.1.1 Lärandeobjekt

……….……….14

4.1.2 Kritiska aspekter, kritiska drag och variationsmönster

………...14

4.1.3 Forskande lärare

……….……….15

4.1 Det sociokulturella lärandeperspektivet ……….………....15

5. METOD ………..……….…17

5.1 Kvalitativ och kvantitativ metod ……….……….17

5.2 Urval ……….………18

5.2.1 Etiska principer

………..………..18

………18

5.3 Genomförande .………..18

5.4 Datainsamling …….………. ……….….20

5.4.1 Intervjuer med ljudinspelning

…..……….20

5.4.2 Deltagande observationer med anteckningar

…..………...….21

5.4.3 Deltagande observationer med ljudinspelning .

.………..…..…21

5.4 Bearbetning, tolkning och analys ………...22

6. RESULTAT ………..24

6.1 Kritiska aspekter som möjliggör utveckling av elevers förmåga att observera och sortera ………..…….……….24

6.1.1 Kritisk aspekt: att se .

………..……….………24

6.1.2 Kritiska aspekt: att beskriva

……….…….…………..27

6.1.3 Kritisk aspekt: likheter och skillnader

………28

6.2 Kritiska aspekter som möjliggör igenkänning av några vanligt förekommande trädarter i elevernas närmiljö ……….……….….28

6.2.1 Kritisk aspekt: synliga egenskaper hos kvistar

……….29

6.3 Kritisk aspekt: storlek ……….………..………..…31

6.4 Läraren konstruerar och kommunicerar variationsmönster ………..32

6.4.1 Variationsmönster: likheter och skillnader

……….….………..…32

6.3.2 Variationsmönster: synliga egenskaper hos trädkvistar

………..33

6.5 Det erfarna lärandeobjektet …….……….……….33

6.6 Faktorer som påverkar undervisningen ………..35

6.6.1 Var är närmiljön?

……….35

6.6.2 Antropomorfistiska förklaringar

……….35

6.6.3 Lärande i ett socialt sammanhang

……….36

6.6.4 Elevers input i undervisningen

………37

6.6.5 Elevers feedback och analys av undervisningen

……….38

6.6 Sammanfattning ………..…….38

7. DISKUSSION ………….………..……….39

7.1 Metoddiskussion ………39

7.1.1 Validitet och reliabilitet

………41

7.2 Resultatdiskussion ……….41

7.3 Implikationer för yrkesuppdraget ………..46

7.4 Förslag till fortsatt forskning ……….47

8. REFERENSER OCH BILAGOR ………

1

1 INLEDNING

Fröet till detta arbete kommer i första hand från mina egna barn, och deras outtröttliga nyfikenhet om hur, vad och framförallt varför saker och ting är som de är här i världen. De upptäckte att det var mossa på ena sidan av trädet, och härligt mumsigt blåbärsris på andra sidan. Varför är det så? Varför ser samma träd alldeles kalt och dött ut, men har en krona lika frodig som blåbärsriset nedanför? Varför kan man inte ha sommarkläder då solen skiner på vintern i Norrland? Varför ser inte månen likadan ut hela tiden? Varför blinkar vissa stjärnor?

Varför går storasysters cykel snabbare än min? Och vem bor egentligen i svampen!? Detta, är såklart bara några av det otal varför-frågor mina två barn producerat. Sedan fortsatte fröet till detta examensarbete att utvecklas vidare då jag under praktiker och arbete på skolor mötte liknande kaskad av Varför-frågor, hos elever i årskurs 1–3.

Ekborg (2014), Lindahl (2003) och Hultén (2011) påvisar att barn i årkurserna 1–3 har ett stort intresse för de naturvetenskapliga fenomen som omger dem. Tar man sig tid att lyssna in dessa funderingar om hur, vad och varför så bjuder barnen själva in på ett naturligt sätt till lärorika situationer. Mitt möte med undervisning av de naturvetenskapliga ämnena i skolan har dock inte återspeglat samma intresse och engagemang hos barnen. Undervisningen i NO har för mig visats i många fall bara vara abstrakta fakta. Varför det är på ett visst sätt, hur det fungerar och vad det kan appliceras på förblir obesvarade frågor tills eleverna kommer upp i de högre åldrarna.

I Läroplanen för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet reviderad 2018, härefter kallad Lgr11(Skolverket, 2018) redogörs för att skolan ska ”stimulera elevernas kreativitet, nyfikenhet och självförtroende samt deras vilja att pröva och omsätta idéer i handling och lösa problem.”. För att stimulera ovanstående, behöver eleverna utveckla förmågor omfattade av den naturvetenskapliga undervisningen i grundskolan.

Hur kan en lärare skapa undervisning som stimulerar elevernas kreativitet, nyfikenhet och självförtroende? Vilken plats kan elevernas frågor och idéer ha i undervisningen? Denna studie ämnar därför att ta reda på hur lärare utifrån elevernas erfarenhetsvärld och närmiljö, kan synliggöra de kritiska aspekterna för att utveckla elevernas förmåga att utföra observationer och att sortera, som ett led i att utveckla förmågan att utföra systematiska undersökningar. Min förhoppning är att denna studie ska bidra med kunskap om hur elevaktiv undervisning kan planeras, utföras och analyseras, samt att bidra med inspiration och motivation till både mig själv och andra lärare att arbeta med systematiska undersökningar.

”Naturvetenskapen har sitt ursprung i människans nyfikenhet och behov av att veta mer om sig själv och sin omgivning.” Skolverket, 2018, s.164.; 174.; 185.

2

2 SYFTE OCH FORSKNINGSFRÅGOR

Studien syftar till att vinna kunskap om hur barns förmåga att utföra systematiska undersökningar kan utvecklas, genom att identifiera vilka kritiska aspekter som måste synliggöras för elever, samt hur dessa kan synliggöras genom mediering och artefakter.

Forskningsfrågor :

1. Vilka kritiska aspekter bör synliggöras för elever för att de ska kunna utveckla förmågan att observera och sortera?

2. Vilka kritiska aspekter måste synliggöras för eleverna för att de ska känna igen några i närmiljön vanligt förekommande trädarter vintertid?

3. Hur kan variationsmönster kommuniceras i undervisningen för att synliggöra dessa aspekter?

3

3 BAKGRUND

I detta avsnitt behandlas tidigare forskning och styrdokument som är av relevans för studien.

3.1 Historisk överblick av undersökande arbetssätt i naturvetenskapsundervisningen.

Under 1600-talet började naturvetenskapens karaktäristiska särart med betoning på experiment och observationer att växa fram över Europa (Hultén, 2011). Men först under mitten av 1800- talet började naturvetenskapens innehåll och arbetsmetoder att ingå i undervisningen i de svenska skolorna, då man ansåg att undervisningen i naturvetenskap bidrog till praktisk kunskap och till kunskaper i att ordna och kategorisera. Den första folkskolestadgan i Sverige utkom 1842, och naturlära fanns med som ett av de ämnen som skulle ingå i naturvetenskapsundervisningen (Hultén, 2011).

Åskådningspedagogiken genomsyrade undervisningen under andra halvan av 1800-talet och därmed även undervisningen i naturlära vid folkskolorna (Hultén, 2011).

Åskådningspedagogiken betonade vikten av att iakttagelser och sinnesintryck hade betydelse för hur naturen skulle beskrivas med text och bild, växter och djur skulle beskrivas åskådligt och lättförståeligt. Åskådningspedagogiken förändrades kring sekelskiftet 1900, genom påverkan av bland andra John Dewey, med Dewey kom åskådningspedagogiken att tolkas på nytt sätt, och ”learning by doing” blev ett ideal (Hultén, 2011) som lever kvar än idag (Szczepanski, & Dahlgren, 2011), vilket bidrog ytterligare till naturvetenskapsämnets platstagande i skolorna.

Under 1900-talet blev skollaborationer allt vanligare vid läroverken, och tanken var att laborationer skulle skapa intresse hos eleverna för de naturvetenskapliga ämnena (Hultén, 2011). I och med reformpedagogikens ideal ansåg man att laborationer var ett utmärkt sätt för eleverna att själva undersöka och upptäcka sanningar, istället föra att som tidigare bara mekaniskt lära sig att försvara då rådande (och kanske felaktiga) sanningar (ibid.).

Laborationssalar saknades i allmänhet i folkskolorna, vilket medförde att undervisningen i kemi och fysik var liten, och därför kom naturvetenskapsundervisningen att inrikta sig på naturlandskapet, och betona vikten av att använda sig av den riktiga, levande naturen i undervisningen (Hultén, 2011).

3.2 Systematiska undersökningar i styrdokumenten

I kursplanerna för de naturvetenskapliga ämnena biologi, fysik och kemi återfinnes under syftestexten att eleverna ska utveckla förmågan att utföra systematiska undersökningar

(Skolverket, 2018. s. 164; 174; 185). Detta som en viktig del i ledet för att ge eleven möjlighet att utveckla kritiskt tänkande kring sina egna resultat, olika informationskällor och andras argument (Skolverket, 2018. s. 164; 174; 185), vilket i sin tur hänger samman med delar av skolans uppdrag, såsom att:

”Eleverna ska kunna orientera sig och agera i en komplex verklighet, med stort informationsflöde, ökad digitalisering och snabb förändringstakt. Studiefärdigheter och metoder att tillägna sig och använda ny kunskap

4 blir därför viktiga. Det är också nödvändigt att eleverna utvecklar sin förmåga att kritiskt granska information, fakta och förhållanden och inse konsekvenserna av olika alternativ.” (Skolverket, 2018. s.7).

Den didaktiska frågan vad besvaras med att eleverna ska ges förutsättningar att söka svar på frågor genom att göra systematiska undersökningar. Den didaktiska frågan hur besvaras i enlighet med Skolverket (2018) med att systematiska undersökningar innefattar praktiskt undersökande arbete genom att använda; för ämnet relevant utrustning, digitala verktyg, samt att använda sig av olika typer av källor. I kommentarmaterialet benämns följande undersökningar som systematiska: fältstudier, observationer, experiment och laborationer.

Eleverna ska i mötet med dessa även komma i kontakt med etiska diskussioner om hur undersökningar utförs (Ekborg, 2016). Den didaktiska frågan var för systematiska undersökningar specificeras inte i kommentarmaterialet eller i kursplanerna för de ovannämnda ämnena mer än till elevernas närområde. I kommentarmaterialet står det att exkursioner och fältstudier bidrar med att eleverna får uppleva naturen, lära sig att uttrycka värderingar, och att exkursioner och fältstudier bidrar till elevernas förväntningar och erfarenheter (Skolverket, 2017a; Skolverket, 2017b; Skolverket, 2017c).

Att utföra undersökningar är inte bara en förmåga som ska utvecklas enlig syftet i kursplanerna, utan de systematiska undersökningarna omfattas även av det centrala innehållet för de olika ämnena i naturvetenskap, vilket innebär att systematiska undersökningar är obligatoriskt innehåll vilket ska behandlas i undervisningen (Skolverket, 2014a). Utifrån kunskapskraven i årskurs tre ska eleverna kunna se på samband, utföra fältstudier, kunna göra enkla undersökningar, observationer, sortera några arter, separera lösningar och blandningar, jämföra resultat, dokumentera samt använda dokumentationens underlag för diskussion (Skolverket, 2018. s.168; 179; 190). Kunskapskraven tydliggör att eleverna ska ges möjlighet att möta, pröva och arbeta med de olika delarna i systematiska undersökningar redan under årskurs 1–3.

I kommentarmaterialet (Skolverket, 2017a; Skolverket, 2017b; Skolverket, 2017c; Skolverket, 2014a) framkommer det att förmågan att utföra systematiska undersökningar är ett långsiktigt mål (Skolverket, 2014a; Skolverket, 2014b). Jönsson, Ekborg, Lindahl, & Löfgren, (2014) samt Ekborg (2016) redogör för att förmåga att utföra systematiska undersökningar omfattas av flera olika förmågor; Förmågan att genomföra systematiska undersökningar utvecklas genom att eleven får möjlighet att utveckla flera olika förmågor: att sortera, observera, ställa frågor, formulera hypoteser, planera, genomföra, dokumentera, diskutera och utvärdera samt förmåga att tolka resultat och dra slutsatser (Ekborg, 2016.; Jönson, et al. 2014.; Skolverket, 2014b). Att arbeta med systematiska undersökningar i undervisningen ger eleverna möjlighet att utveckla förståelse för att påståenden kan prövas, testas och värderas med hjälp av naturvetenskapliga arbetsmetoder (Skolverket, 2018, s. 164; 174; 185).

Genom arbete med växter och djur i NO-undervisningen i årskurs 1–3 får eleverna möjlighet att närma sig sortering utifrån något konkret och välbekant. Genom att eleverna tittar närmre och beskriver egenskaper hos olika organismer ges de möjlighet att utveckla sin kunskap om variationer i naturen samt tillägna sig begrepp kring detta. Sortering kan bland annat göras utifrån likheter och skillnader (Skolverket, 2014a). Avsikten i enkla fältstudier och observationer i närmiljön är att eleverna ska få möjlighet att använda enkla redskap (kikare, förstoringsglas håvar, med mera) och utforska naturen tillsammans (Skolverket, 2014a). En

5

viktig del av undervisningen i NO 1–3 är den estetiska dimensionen. Genom fältstudier får eleverna uppleva med sina sinnen, vilket bidrar till att eleverna tillägnar sig erfarenheter.

Elevers erfarenheter och förväntningar påverkar deras upplevelse av naturen och hur de utför fältstudier och observationer. Enkla fältstudier och observationer bidrar till att eleven kan börja utforska sin omvärld mer systematiskt. Fältstudier och observationer kan kopplas till andra delar av det centrala innehållet, till exempel; ”sortera och namnge några vanliga arter”

(Skolverket, 2014a).

3.3 Systematiska undersökningar, undervisning och elevers lärande

Naturvetenskapens karaktäristiska särart har utvecklats genom många århundraden. Det var under slutet på 1500-talet teorier om världen började att grundas på empiriska undersökningar.

Innan dess hade filosoferna resonerat sig till olika teorier. Med tiden formades två inriktningar på undervisningen. Med reformpedagogisk- vetenskapsorienterad undervisning menas att laborationer utförs av elever, och att laborationer inte ska bekräfta något som redan är inlärt.

Undervisningsteknologiskt-traditionellt upplagd undervisning innebär att mer tid ska läggas på att se kopplingen mellan experiment och teori och att laborationerna ska vara mer strukturerade (Hult, 2000). Med empiriska undersökningar anses, enligt UHR definitioner: vetenskapliga undersökningar grundade på observationen, datainsamlingar eller experiment snarare än på teoretiska överväganden. Naturvetenskapen kännetecknas idag av att ny kunskap grundas på empiriska data, alltså studier av verkligheten (Ekborg, 2016). Med utgångspunkt i empiriska data utformas teorier och modeller vilka kopplar ihop olika fenomen genom orsakssamband.

Teorierna prövas genom utförande av kontrollerade och upprepade experiment, och därefter diskuteras resultaten av experimentet (Backman, Gardelli, Gardelli & Persson, 2012.; Ekborg, 2016). Resultatet av experimentet kan leda till att nya teser och teorier skapas, eller att gamla sådana måste förkastas (Ekborg, 2016).

Systematiska undersökningar kan se ut på olika sätt, vanligen och historiskt är det olika typer av elevaktiva laborationer eller av läraren utförda demonstrationsexperiment som ingått i undervisningen av naturvetenskap (Hultén, 2011; Ekborg, 2016). Begreppet systematiska undersökningar kan liknas med det internationella begreppet scientific inquiry, vilken innefattar samma moment som systematiska undersökningar, men betydligt större fokus läggs på dokumentation, samt att elevernas egna frågor ligger till grund för undersökningen i scientific inquiry (Ekborg, 2016; Salter & Atkins, 2013). Begreppet scientific inquiry översätts av bland annat av Ekborg (2016) som undersökande arbetssätt, i skolsammanhang innebär att det är något eleverna gör- och inte något som görs för dem. Med systematiska undersökningar avses idag de moment där eleverna ges möjlighet att själva utföra experimentella undersökningar, och omskrivs i Skolverkets kommentarmaterial för ämnena biologi, fysik och kemi (Skolverket, 2017a; Skolverket, 2017b; Skolverket, 2017c).

6

3.3.1 Arbetsmetoder för systematiska undersökningar

Arbetsgången för systematiska undersökningar kan se olika ut. Beroende på vad som ska undersökas, men frågeställningen är grunden för en undersökning och avgör vilken metod som ska användas. Om läraren formulerar frågeställningen (explicit fråga) blir fördelen att det blir ett tydligt syfte med undersökningen och att den blir genomförbar. Nackdelen kan bli att frågan inte är relevant, intressant eller engagerande för eleverna (Ekborg, 2016; Hodson, 1990). Å andra sidan ska eleverna enligt kunskapskraven (Skolverket, 2018) utveckla förmågan att formulera frågor möjliga att få svar på genom att göra en undersökning. Arbetet med frågeställningar innebär inte att en frågeställning måste vara formulerad som en explicit fråga, utan kan vara av undersökande slag (Ekborg, 2016).

En vanlig arbetsmetod inom naturvetenskapen är att pröva hypoteser, dessa kan formuleras utifrån det som redan är känt och som man vill ta reda på mer om. Hypotesen kan formuleras om hur något fungerar eller om några samband finnes. Därefter gör man flera olika undersökningar för att pröva om hypotesen stämmer. Att ställa hypotes innebär att en förutsägelse görs om vad resultatet kommer att bli om hypotesen stämmer. Därefter genomförs undersökningar för att se om hypotesen kan antas (tas för sann), förkastas eller omformuleras (Ekborg, 2016; Backman, et al. 2012). I undervisningssammanhang kan det vara fruktbart att samtala och diskutera med eleverna om vad de tror ska hända vid en undersökning och varför de tror så. Elevernas svar baseras på vilka förkunskaper och vardagserfarenheter de har, eller så gissar de. Att föra öppna samtal, diskussioner och resonemang om vad de tror ska hända kan bidra till att eleverna fokuserar mer på frågeställningen och blir nyfikna på resultatet, samt att sådana arbetssätt bidrar till att eleverna utvecklar förmågan att resonera om rimliga händelseförlopp (Ekborg, 2016).

Observationer har varit och är än idag en viktig metod för att beskriva utseenden och händelser.

I skolsammanhang tillämpas observationer då eleverna får arbeta med att identifiera, klassificera och se samband (Ekborg, 2016). I kursplanerna benämns det med begrepp som;

sortera och observera (Skolverket, 2018). Exempel på sådant skolarbete är då eleverna får studera organismer inom samma art, och ges möjlighet att upptäcka att det finns en variation inom arten. Genom att eleverna får göra samma undersökningar med andra arter kan det leda till att eleverna ser mönster och upptäcka likheter och lagbundenhet (Ekborg, 2016).

Observationer är dessutom en del i experimentella undersökningar, som färgförändringar och avläsning av instrument på systematiskt sätt. Vid undersökningar behöver frågan vara väldigt specifik likt: ”Spelar det någon roll om solen skiner på blomman eller inte?” eller ”Vilket är bäst att växten står i solljus eller i skugga?”. I undersökningar varieras endast en faktor, med eller utan sol i det ovannämnda fallet, i övrigt ska alla andra faktorer vara de samma. Sådana undersökningar kallas för variabelförsök, variabler är olika faktorer som påverkar ett förlopp och kan ändras, variabelförsök kallas även för ”fair tests” (Ekborg, 2016; Backman, et al., 2012). För att eleverna ska kunna se på något om en variabels betydelse så måste de göra kontrollerande jämförelser (ibid.).

7

Konstruktioner handlar om att i undervisningen utgå från en problemställning vilken kan stimulera elevernas kreativitet (Ekborg, 2016). Att bygga, skapa och diskutera varför något fungerar är ett sätt att arbeta med olika naturvetenskapliga innehåll. Själva byggandet och konstruktionen kan vara en del av teknikämnet, medan konstruktionen i sig blir ett medel för att förstå, tolka och arbeta med naturvetenskapens begreppsförståelse (Ekborg, 2014).

För att få svar på en fråga eller för att testa en hypotes behöver en planering göras. En planering ska innefatta information om vad som ska samlas in, vilken metod man ska använda sig av samt vilket material man behöver (Ekborg, 2016). Eleverna ska samla in data enligt planeringen och dokumentera observationer, mätningar, med mera. Samlade data ska bearbetas och värderas.

Att bearbeta samlade data kan innebära att sortera anteckningar i logisk följd, göra grafer och tabeller, göra beräkningar och jämförelser (Ekborg, 2016). Utifrån de mätningar och observationer gjorts skapas resultat och slutsatser dras (ibid.). En utvärdering ska visa om resultatet är rimligt och tillförlitligt. Eleverna ska kritiskt granska källor, mätnoggrannhet och om det kan finnas flera lösningar. Här kan läraren även resonera och föra öppna samtal med eleverna om hur man kan förbättra undersökningen. De vanligaste förbättringarna handlar oftast om att mäta noggrannare, göra om försöket eller att arbeta med endast en variabel åt gången (Ekborg, 2016). Detta kan leda till att eleverna formulerar nya frågeställningar och hypoteser.

Det finns många olika sätt att dokumentera undersökningar på förutom vanliga labbrapporter kan man nyttja surfplattor, datorer och annan tillgänglig teknik (ibid.).

Inom naturvetenskaplig undervisning är laborationer en mycket viktig del, oavsett på vilken nivå den bedrivs. Laborationen är ämnad att skapa intresse och visa tillämpningar av en teori.

Laborationen ska ses som ett komplement till teorin. Den skapar grundläggande förståelse för skillnaden mellan modell (teori) och det fysiska objektet modellen (teorin) beskriver (Ekborg, 2016; Hult, 2000). Att utföra laborationer skapar möjlighet till att eleven får lära genom alla sinnen; se, känna, lukta och höra. Laborationer skapar möjlighet att träna på att ställa upp mål, planera, genomföra och uppnå mål inom planerad tid (Ekborg, 2016). Elevernas kommunikationsförmåga tränas, och på så sätt utvecklar eleverna förmåga att uttrycka sig både muntligt och skriftligt. Den sociala kompetensen utvecklas då man oftast samarbetar vid en laboration (Heinz, Enghag, Stuchlikova, 2017). Dessutom ges eleverna möjlighet att träna upp sin analytiska förmåga (Hult, 2000). Praktiskt arbete anses motivera elever, men även att tillägna sig färdighet och vana att använda verktyg. Praktiskt arbete anses stödja teorin och inlärningen av denna. Hult (2000) visar på att laborationer utvecklar elevers problemlösningsförmåga och refererar till Woolnough och Allsop, 1985 som redoför att det praktiska arbetet bidrar till att eleverna får en känsla för det innehållsliga fenomenet i fråga.

Hult (2000) visar slutligen även på att laborationer bidrar till att identifiera elevers inlärningsbehov. Schulman och Tamir (1973 i Hult, 2000) anger fem syften för laborationer;

att utveckla färdighet, lära begrepp, utveckla kognitiva förmågor samt att förstå vetenskapens natur och attityder.

Hult (2000) redogör för olika typer av laborationer. Sluten laboration utmärks av att det finns ett givet rätt svar på laborationen eleven ska komma fram till, och hela laborationen är uttänkt och planerad av läraren. Vid öppna laborationer får eleven vara med i att planera och genomföra, och resultatet är inte alltid givet på förhand. Experiment är ett bra exempel på en öppen laboration (ibid.). Därtill finns även våta- och torra laborationer, där våta laborationer

8

innefattar att eleven får ta på, känna lukten och manipulera med något på riktigt. Torra laborationer innebär att eleven använder sig av datorer och andra hjälpmedel för att utföra en undersökning (Hult, 2000). Att titta på då någon annan utför en laboration klassas som laborationer av det torra slaget, men fördelen är att den typen av laboration kan ge eleven en känsla av vad det i verkligheten innebär (ibid.).

3.3.2 Elevers lärande

Vad eleverna lär sig av laborationer och undersökande arbetssätt beror på hur lektionen är planerad och genomförd, vilka möjligheter till interaktion, påverkan och kommunikation eleverna ges (Andersson, Bach, Frändberg, Jansson, Kärrqvist, Nyberg, Wallin & Zetterqvist, 2003; Andersson & Enghag, 2017; Hult, 2000). Laborationens syfte påverkar också vad eleverna lär sig (Millar, 2010). Hegarty (1982)) påstår att en laboration bara ska ha ett syfte, och inte flera. Om en och samma laboration ska fylla flera syften, är risken att inget syfte uppnås (ibid.). Många gånger har undervisningen i skolan ett givet svar (Hodson, 1990), och därmed finns även ett rätt och minst ett fel. Om eleven inte utfört undersökningen på ett korrekt sätt kommer eleven mest troligt komma fram till ett felaktigt svar, eleven kommer i alla fall komma fram till något som inte var ämnat för lektionen (ibid.). Eleverna använder ofta sina vardagserfarenheter för att beskriva vad de ser och upptäcker, vilket kan innebära att de inte lär sig det avsedda med lektionen. För detta krävs att eleverna ges möjlighet att tillägna sig de vetenskapliga begrepp som behövs för att tolka resultaten (Ekborg, 2016; Millar, 2010). För de yngre barnen görs detta möjligt genom att synliggöra det naturvetenskapliga arbetssättet, dess innehåll och begrepp utifrån barnens vardagskunskaper, och att eleverna får stöd att analysera vad egentligen händer (Ekborg, 2016). Flera forskare visar på att undervisningen behöver utgå från elevernas vardagsföreställningar, och anknyta till dessa (Andersson, et al. 2003; Pendrill, Ekström, Hansson, Mars, Ouattara, & Ryan, 2014; Ekborg, 2014, Mangtorn, & Helldén, 2007;

Lövgren & Helldén, 2009; Sprangler, 2009). Genom att ställa sig frågan om vad det är eleven kan och förstår vid ett visst tillfälle, ges läraren information för att skapa undervisning som utgår från elevernas förkunskaper och erfarenheter (Andersson, et al. 2003; Pendrill, Ekström, Hansson, Mars, Ouattara, & Ryan, 2014; Ekborg, 2014, Mangtorn, & Helldén, 2007; Lövgren

& Helldén, 2009; Sprangler, 2009). Det är viktigt att elever får göra konkreta erfarenheter. När eleverna ges möjligheten att observera, undersöka och pröva med sina sinnen visar eleven kunskaper som kan ligga till grund för begreppsbildning och andra generaliseringar (Andersson, et al. 2003). För att kunna göra generaliseringar, förutsätts att eleverna har ett begrepp om och förståelse för fenomenets syfte (Magntorn, & Hellden, 2007). Dessa kan tillägnas genom att eleven får möta det ute i naturen, att det förklaras på ett metaforiskt sätt som eleven kan förstå, eller att det applicerar till begrepp som förklarar fenomen som eleven redan förstår. Det är alltså elevens tidigare erfarenheter, språkkunskaper och förmåga att resonera som påverkar huruvida elevens förståelse utvecklas (Lövgren, & Helldén, 2009).

Flera studier visar på att elever överlag uppskattar ett undersökande och experimentellt arbetssätt, men det finns även en minoritet som inte alls uppskattar praktiskt arbete (Ekborg, 2016; Heinz, Enghag & Stuchlikova, 2017; Hodson, 1990; Hult, 1990). Ekborg (2016) samt Lindahl (2003) påvisar att intresset för praktiskt arbete och laborationer minskar med åldern, vilket innebär att elever i yngre åldrar uppskattar laborationer och praktiskt arbete mer än elever

9

gör i de senare åldrarna. Hodson (1990) argumenterar även för att mängden praktiskt arbete inte automatiskt ökar elevernas intresse och motivation för naturvetenskap och undersökande arbetssätt, det krävs mer till undervisningen av undersökande arbetssätt än bara göranden.

Hodson (1990) påvisar även att den form av praktiskt arbete eleverna möter i skolorna inte alltid bidrar till lärande. Om läraren både formulerar frågeställningen samt visar hur undersökningen ska utföras så blir elevernas motivation lägre (Hodson, 1990). Vad eleven lär sig beror på hur läraren stöttar eleverna i processen (Millar, 2010), eleverna behöver känna att de kan ställa frågor om sin undersökning för att lära och kunna använda sina resultat. Om eleverna självständigt får kämpa med att förstå vad de gjort och åstadkommit, är lärande inte alls att ta för givet (Hult, 2000; Hodson, 1990). För att en undersökning ska bli ett verktyg i kunskapsutvecklingen krävs att eleverna får lära sig naturvetenskapliga processer i ett sammanhang. De behöver göra undersökningar, ställa frågor och ges möjlighet att resonera, och för detta krävs även att läraren bidrar med diskussioner som redogör för de olika momenten (Ekborg, 2016). Sprangler (2009) förklarar att om elever får utföra undersökningen själv, så bjuds de automatiskt in till att ställa frågor, samt ta reda på hur de ska får reda på svar.

Andersson, & Enghag, (2017) visar att under en och samma undersökning för elever flera olika typer av samtal då de arbetar undersökande. Från allmänna samtal och samtal om hur de ska dela upp arbetet till samtal som rör undervisningens innehåll och det nya som ska läras.

Andersson, & Enghag, (2017) visar även på att kvalitén på undervisningen påverkas av lärarens undervisning, och att lärare måste lära eleverna att ställa frågor som leder dem vidare i sin utforskning. I deras studie framkommer att majoriteten av den kommunikation som elever för sinsemellan vid undersökningar inte bidrar till kunskapsutveckling (Andersson, & Enghag, 2017). Eshach, Dor-Ziderman, & Yefroimsky (2013) har försökt att ta reda på vad frågornas plats är i den undersökande naturvetenskaps undervisningen. De visar på att både elevers och lärares frågor bidrar till att eleverna utvecklar sina kunskaper. I studien framkommer även att elever sällan uppmuntras till att ställa frågor i undervisningen, de gånger som elevers frågor framkommer i undervisningen så ges de sällan plats och tid att undersöka dem. De visar även på att lärare många gånger inte besvarar de frågor som inte handlar om det som undervisas för tillfället. De visar på att lärarnas ansvar mot styrdokumenten kan påverka lärarens svar på elevers frågor Eshach, Dor-Ziderman, & Yefroimsky, 2013), genom att frågor som inte berör undervisningsinnehållet bortses.

Abrahamsson, Malmberg & Pendrill (2019) visar på att elevernas engagemang påverkas positivt av laborativt arbete, samt av på vilket sätt de naturvetenskapliga begreppen åskådliggörs. Andra faktorer som påverkar elevernas engagemang är hur abstrakt innehållet är och i vilken omfattning komplementärt material kan vara till hjälp för att förklara det abstrakta.

Abrahamsson et al. (2019) beskriver att engagerande undervisning ska vara varierad, innehålla elevaktiva moment samt att undervisningen ska utgå och anknyta till elevernas verklighet.

Lindahl (2003) påvisar att elever efterfrågar variation i naturvetenskapsundervisningen, samt att det ska finnas utrymme för eleverna att påverka undervisningen (Lindahl, 2003; Keys &

Kennedy 1990). Andersson, et al. (2003) poängterar vikten av att utgå från elevernas erfarenhetsvärld att hitta metoder som länkar elevernas egna vardagsföreställningar till de naturvetenskapliga. Ibland kan det handla om att utgå från elevernas erfarenhetsvärld, medan det andra gånger handlar om att överge gamla föreställningar till förmån för vetenskapligt

10

tänkande. För att eleverna ska förstå det naturvetenskapliga innehållet krävs att det finns växelverkan mellan teori och observationer, samt att lämpliga system och metoder används i genomförandet av kontrollerade experiment (Andersson, et al. 2003).

3.3.3 Lärares uppfattningar av undersökande arbetssätt

Hodson (1990) visar på att lärare många gånger misslyckas med lärande vid praktiska undersökningar, då lärare lärts att använda praktiskt arbete som en lösning på undervisningsproblem. Detta innebar att lärare, enligt Hodson många gånger hade en mer alldaglig förhållning till praktiskt arbete än det som åsyftas i begreppet för undersökande arbetssätt i kursplanerna för No-ämnena. Vidare förklarar Hodson (1990), att lärares olika uppfattningar om vad praktiskt arbete innebär kan vara en del av de undersökande arbetssätten ämnade för No-ämnena, och inte alla moment omfattas av ett undersökande arbetssätt. Det finns även studier vilka visar på lärares upplevda utmaningar med undersökande arbetssätt, där lärares värderingar och kunskaper om vad som är bra undervisning, kan medföra att även då nya styrdokument introduceras så anpassas de föreskrivna förändringarna till lärarens existerande praktik (Ekborg, 2016.; Moore, Edwards, Halpin & George, 2002.; Schkepinski &

Dhalgren, 2011).

Studier har även visat praktiska svårigheter med att lärare känner att de tappar kontrollen i klassrummet och att det blir stökigt och högljutt, samt att många lärare anser att undersökande arbetssätt tar för mycket tid (Ekborg, 2016; Hodson, 1990; Szczepanski, & Dahlgren, 2011;

Keys & Kennedy 1990). Hodson (1990) uppger att mängden tid som avsätts för undersökande arbetssätt kontra mängden lärande inte är kompatibelt. Undersökande arbetssätt kan innebära att läraren behöver mer förberedelsetid, och väljs därför bort för att läraren inte hinner med förberedelser inför nationella prov och liknande. Ofta är fallet även att skolans utrustning är bristfällig, och att material och lokaler saknas för utförande (Ekborg, 2016; Schkepinski &

Dhalgren, 2011, Keys, & Kennedy, 1990).

Ekborg (2016) skriver att lärare ofta känner sig tryggare i att undervisa det naturvetenskapliga innehållet, än att undervisa i och om hur naturvetenskaplig kunskap växer fram. Lärare som känner att deras ämneskunskaper är undermåliga har benägenhet att arbeta med mer styrda undersökningar än vad som är möjligt om de känner sig trygga med sina ämneskunskaper (Hodson, 1990; Schkepinski & Dhalgren, 2011). Vikstöm (2005) visar på att lärare i tidiga skolår i stor omfattning fokuserar på själva utförandet och ”görandet” i undervisningen, och att elevernas lärande av innehållet i undervisningen inte problematiserades. Det finns även lärare som upplever svårigheter om de inte själva har alla svar, och inte riktigt vet hur undersökningen kommer att fortlöpa och sluta (Ekborg, 2016; Zion et al, 2007). Ekborg (2016) redovisar även hur lärare finner svårigheter med att få eleverna att ställa frågor. Keys & Kennedy (1990) visar att det finns svårigheter med att hinna besvara elevers frågor som inte rör undervisningen.

Heinz, J., Enghag, M., Stuchlikova (2017) redogör att de svenska styrdokumentens intentioner

11

med undervisning NO-ämnena kan realiseras genom att eleverna får arbeta med undersökande arbetssätt. De svenska läro- och kursplanerna redogör inte för hur undervisning ska bedrivas, det centrala innehållet och de övergripande målsättningarna förutsätter att eleverna får möta inquiry -baserad undervisning. Keys & Kennedy (1990) visar på lärares svårigheter med att skapa undersökande undervisning som både relaterar till läroplanens centrala innehåll samt till elevernas efterfrågan om vad de vill undersöka.

3.3.4 Progression inom systematiska undersökningar

Ett försök att synliggöra progressionen i systematiska undersökningar har gjorts i DiNO- materialet (Skolverket, 2014b) från årskurs ett, och är ämnat att användas i den dagliga undervisningen, medan andra typer av matriser krävs för betygssättning (Jönsson, et al. 2014).

Ekborg (2016) beskriver progressionen av elevers förmåga att genomföra systematiska undersökningar i grundskolan som att elevens förmåga att formulera frågor utvecklas från spontana frågor som inte kan besvaras med undersökningar till utvecklade frågor som leder till intressanta undersökningar. I inledningen av ett arbete med hypoteser gissar eleverna och motiverar med sina egna erfarenheter, föreslår delvis vad som behöver göras och formulerar planeringar med stöd eller delvis självständigt, för att slutligen planera för alla delar från frågeställning till analys och reflektion (Ekborg, 2016).

Progression i genomförandet kan innebära att eleven blir bättre och noggrannare på att observera och beskriva, med mer detaljrikedom och exakthet (Ekborg, 2016). Eleven använder flera typer av adjektiv i beskrivningarna av det naturvetenskapliga innehållet. Ytterligare en kvalitet hos eleven kan utvecklas är att eleven kan beskriva relevanta karaktärsdrag och använda fler naturvetenskapliga begrepp (ibid.). Till exempel kan yngre elever jämföra massor genom att känna med händerna vad som är tyngre eller lättare, medan äldre elever kan mäta massa mer noggrant. Yngre elever ska kunna använda vardagsmaterial vid experiment så som våg, klocka och termometer, medan äldre elever ska lära sig att hantera laboratorieutrustning (Ekborg, 2016).

Progression omfattar även elevernas sätt att resonera och värdera ett resultat. En undersökning kan diskuteras på olika nivåer. Djup progression innebär att elever resonerar och värderar kring ett resultat på djupare nivå och med naturvetenskapliga begrepp (Ekborg, 2016) detta istället för att nyttja antropomorfistiska förklaringar på naturvetenskapliga skeenden (Helldén, Högström, Jonsson, Karlefors, & Vikström, 2015). Ekborg (2016) skriver att det är viktigt att klargöra att undersökningar i skolan inte är forskning, men även att det är viktigt att koppla elevernas arbete till att man arbetar på liknande sätt inom forskning.

3.3.5 Bedömning av och för lärande av systematiska undersökningar

Bedömning och betygssättning är för läraryrket specifika uppdrag, och ligger som en kärna kring den verksamhet läraren dagligen utför i klassrummet. Bedömning och betygsättning

12

möjliggör att lärare kan se på sin egen undervisning, att utvärdera och utveckla den, samt skapa bättre förutsättningar för elevers lärande (Jönsson, et al. 2014; Lo, 2014). Bedömning i skolan har två huvudsakliga syften; ett summativt syfte samt ett formativt syfte. Det summativa syftet med bedömning i skolan handlar om att ta reda på vad elever kan efter utförd undervisning (Jönsson, et al. 2014), och kännetecknas av betyg och poäng. Den summativa bedömningen kan ge lärare information om vad eleverna lärt sig, samt verktyg för att analysera undervisningen, detta kan ge information om vad läraren behöver förändra (ibid.).

Jönsson, et al. (2014) förklarar att det formativa syftet med bedömning i skolan, även benämnt som ”bedömning för lärande”, kan ses som ett samlingsbegrepp för åtskilliga bedömningsformer och instrument, där alla har syftet att stödja elevernas lärande. För att stödja elevernas lärande krävs det att bedömningen frambringar nyanserad information om elevernas kunskaper, prestationer och progression i relation till i förväg givna mål och kriterier (Jönsson, et al. 2014). Vidare kan den formativa bedömningen ge oss information om elevens styrkor och utvecklingsbehov, vilket därmed kan användas som underlag för elevernas fortsatta utveckling mot målen. Den formativa bedömningen är ett effektivt redskap för läraren för att kunna hjälpa eleven i dennes utveckling mot de långsiktiga målen (ibid.). Då formativ bedömning används som en kontinuerlig och integrerad del av undervisningen, kan lärare hela tiden veta var eleven befinner sig i förhållande till målen och kan därmed hela tiden anpassa undervisningen efter elevens behov (ibid.). Det ovannämnda överensstämmer väl med variationsteorins tankar om att ta reda på vilka kritiska aspekter eleverna visar på innan, under och efter undervisningen men även att man måste reflektera kring de kritiska aspekter som framkommer i undervisningen (Lo,2014).

För att arbeta formativt i undervisningen behöver läraren kunna redogöra för; 1) Vart ska eleverna? Vad är det långsiktiga målet och vilka kunskapskrav riktar sig just denna undervisning till? 2) Var befinner sig eleverna just nu, i förhållande till målet, vilka styrkor och utvecklingsbehov går att identifiera och 3) hur kan undervisningen stötta eleverna att ta sig vidare mot det långsiktiga målet (Jönsson, et al. 2014)? För att bedömningen ska betraktas som formativ, krävs det att informationen används av läraren, eleverna själva eller klasskamraterna, och detta är ett av de viktigaste kugghjulen för att få formativ bedömning att fungera. Därtill ska man vara införstådd med att varje gång informationen från den formativa bedömningen används, genom återkoppling, kamratrespons, etcetera ökar förståelsen för innebörden av målen, då dessa är tillfällen då förståelse av förväntningarna tydliggörs för eleven. Det blir konkret information för eleven om hur långt den kommit, vad den klarat av och hur elevens prestationer befinner sig i förhållande till målet (ibid.).

Både i Bedömning i NO- grundskolans tidigare år (Jönsson, et al. 2014) samt i Nationellt diagnosmaterial i NO, åk 1–6 (Skolverket, 2014a) förklaras att bedömningsmatriser som för samman nivåer och kriterier kan hjälpa lärare i arbetet med att bedöma elevens progression och ge återkoppling som leder mot de uppsatta målen. Jönsson, et al. (2014) argumenterar för att det tar tid att göra bedömningsmatriser, men att användandet kan spara tid och ge kvalité i den återkoppling som görs senare. DiNo (Skolverket, 2014a) visar på några olika strategier som bidrar till att eleverna tillägnar sig kunskaper bättre. Även Jönsson, et. al (2014) visar på liknande strategier. De strategier som redogörs för är att kommunikationen om vilka krav och

13

förväntningar som finns på eleverna ska vara tydlig, att bedömningen ska vara i linje med undervisningens mål, återkopplingen som ges ska vara i förhållande till undervisningens mål, samt att eleverna ska träna på själv- och kamratbedömning. Genom att använda sig av de nämnda strategierna ges eleverna många tillfällen till att möta tolkningar av målet, vilket bidrar till att eleven successivt utvecklar förståelse för vad målet egentligen betyder. Eleven får på så sätt utveckla en relation mellan de abstrakta och teoretiska begreppen som skrivs i kursplanerna och elevens egna och konkreta erfarenheter. DiNo- materialet redogör för hur långsiktiga mål och kunskapskrav bör formuleras i termer av handlingar.

14

4 TEORETISKA UTGÅNGSPUNKTER

Denna studie syftar till att få förståelse om barns förmåga att utföra systematiska undersökningar kan utvecklas genom synliggörandet av kritiska aspekter. Detta synliggörande kan åstadkommas genom medvetet användande av variation och medierande redskap.

Variationsteorin valdes därför som ett teoretiskt ramverk för studien kompletterat med det socio-kulturella perspektivet.

4. 1 Variationsteori

Variationsteorin är ett verktyg lärare kan använda för att planera, utföra och analysera undervisning. Med variationsteorin kan lärare även analysera sin egen och andras undervisning, samt på ett systematiskt vis bepröva sin egen undervisning (Lo, 2014.; Pang, & Ki, 2016).

4.1.1 Lärandeobjekt

Utgångspunkten i variationsteorin är lärandets objekt. Lärandets objekt är inte enbart ett visst innehåll, utan representerar en specifik förmåga, till exempel att förstå eller kunna något på ett särskilt sätt (Lo, 2014). Lärande och utveckling av ett högre abstrakt tänkande är två förmågor förbundna i varandra (Lo, 2014). Inom variationsteorin konstateras att ett lärandeobjekt har två olika aspekter: den specifika aspekten handlar om själva ämnet, det vi vill att eleverna ska lära sig. Den andra aspekten är den generella som handlar om de långsiktiga färdigheterna och förmågorna vi vill att eleverna ska utveckla. Lärandeobjekt kan beskrivas i tre delar, det planerade eller avsedda, det iscensatta samt det erfarna lärandeobjektet (Lo, 2014; Vikström, 2015). Det avsedda lärandeobjektet är det läraren avser att eleverna ska lära sig. Det iscensatta lärandeobjektet formas i undervisningen och avgör vad som eleverna erbjuds att förstå genom undervisningen, och det erfarna lärandeobjektet är det som den enskilda eleven faktiskt lärde sig av undervisningen (Lo, 2014; Vikström, 2015).

Lo (2014), Vikström (2015) och Runesson (2011) förklarar att bara för att avsikten är att lära någon något, innebär det inte att den lär sig just detta. För att någon ska förstå något specifikt på samma sätt läraren avsett, krävs att läraren ställer sig kritiska frågor om lärandeobjekt frågor som besvarar vad eleverna måste kunna för att förstå lärandeobjektet på det sätt läraren vill att eleverna ska förstå det (Lo, 2014). De kritiska frågorna ska ställas av läraren redan vid planeringen av undervisningen (ibid.). Ett lärandeobjekt kan förstås på olika sätt, med olika kvalitet, vilket kan liknas med kunskapskraven för olika betyg i Lgr11 (Skolverket, 2018). På E-nivå förstår eleven något på ett visst sätt, medan på de högre nivåerna förstår eleven det mer komplext.

4.1.2 Kritiska aspekter och variationsmönster

Ett lärandeobjekt definieras av dess kritiska aspekter. För att förstå lärandeobjektet på ett särskilt sätt krävs att eleven urskiljer just dessa aspekter. Ju fler aspekter av ett lärandeobjekt en elev urskiljer, ju mer komplex blir elevens förståelse (Lo, 2014). De kritiska aspekterna är med andra ord de olika kvalitativa sätt vi kan se och förstå något på. De kritiska aspekterna är det eleven måste ges möjlighet i undervisningen att lära sig, och få syn på, för att förstå något på ett specifikt sätt. Vad som är kritiska aspekter för ett visst lärandeobjekt är något relativt.

15

Exempelvis krävs att lärandeobjektet anpassas till elevernas ålder, förkunskaper och tidigare erfarenheter.

Det är viktigt att genom kritiska frågor identifiera de preliminära kritiska aspekterna hos ett lärandeobjekt innan planering av undervisning (Lo, 2014). Lärare kan ha helt annan syn på lärandeobjektet än vad eleverna har. Elevers individuella förkunskaper behöver identifieras, så att undervisningen kan anpassas till dessa (ibid.). Lärare måste ge eleverna möjlighet att urskilja och få syn på lärandeobjektets kritiska aspekter - för det elever inte ser kan de heller inte lära sig. Variation, någon form av kontrast, är en förutsättning för att elever ska urskilja kritiska aspekter (Lo, 2014; Vikström, 2015). Genom ett medvetet användande av variationsmönster kan lärare göra lärandet möjligt. Lo (2014) skriver att ”lärande är en funktion av urskiljning, och urskiljning är en funktion av variation”. Detta kan innebära att inte bara visa på vad något är, utan lika viktigt är att visa vad det inte är, att visa på skillnader och inte bara på likheter.

Kontraster, skillnader, kan ge elever möjlighet att få syn på flera aspekter av ett och samma fenomen (Lo, 2014).

4.1.3 Forskande lärare

Att vara lärare och undervisa elever innebär att ha ett samhällsuppdrag; att förmedla, förankra och gestalta vissa grundläggande värden, förmågor och kunskaper (Olivestam, & Thorsén, 2011), vilket kräver och innebär att detta arbete utförs utifrån läraryrkets etiska principer (ibid.).

Variationsteorin och den kvalitativa forskningsansatsen medför att studien skapar en situation där jag som lärare forskar om min egen undervisning. Att forska om sin egen undervisning benämns även som aktionsforskning, där syftet är att bidra till utvecklingen av en bättre praktik och att lärare utvecklar sina förmågor till att främja lärandet hos eleverna (Rönnerman, 2011).

De teoretiska utgångspunkterna för detta examensarbete ger mig möjlighet att i praktiken utöva det Skollagen 1 kap. 5§ uttrycker om att all utbildning ska vila på vetenskaplig grund och bygga på beprövad erfarenhet (SFS 2010:800).

4.2 Det sociokulturella lärandeperspektivet

Sociokulturell syn på lärande innebär kortfattat att lärande sker genom en individs sociala sammanhang och samspel (Andersson, et al. 2003; Säljö, 2015). Den ryske psykologen Vygotskij (1896–1934) ses än idag som en av världens mest inflytelserika psykologer. Hans teorier förespråkar att individens mentala utveckling endast kan förstås i ett socialt samspel med omgivningen; familj, vänner, skola, närsamhälle, kultur och stat (Andersson, et al. 2003; Säljö, 2015). Det sociokulturella lärandeperspektivet innebär även att en människa oavsett dennes intellektuella utgångsläge kan lära sig genom att den är en biologisk, social, kulturell och historisk varelse. En central utgångspunkt är att människans förmågor- de fysiska, de intellektuella och det sociala inte bestäms enbart av människans biologiska förutsättningar, utan människan kan utvecklas genom att nyttja redskap (ibid.). Redskap eller artefakter kan ses som fysiska; exempelvis en sked för att äta soppa med, eller psykologiska (intellektuella, mentala eller språkliga), exempelvis begrepp, räknesätt, symboler, distinktioner och kategorier. De fysiska redskapen hjälper oss att utföra praktiska saker medan de psykologiska fungerar som redskap för när vi tänker och kommunicerar (Säljö, 2015). Då vi nyttjar, använder artefakterna

16

medierar dessa en betydelse, till exempel då vi läser av en symbolisk artefakt som en siffra (ibid.).

En av Vygotskijs viktigaste begrepp, är den proximala utvecklingszonen (ZPD, zone of proximal development), som innebär att en mer kunnig människa kan visa vägen för en mindre kunnig, för att även den ska lära sig (Säljö, 2015). Proximala utvecklingszonen kan beskrivas som att en mindre kunnig inte kan, kan någon mer kunnig visa, så att den mindre kunniga kan klara av det själv. Det sociokulturella lärandeperspektivet innebär alltså att erövra och att bli medskapande i en kultur. Men för att lära och kultureras behövs inte bara social stimulans utan den kräver även individuell aktiv bearbetning av kulturens innehåll (Andersson, et al. 2003;

Säljö, 2015). Socialt och individuellt skapande av kunnande är komplementära processer (Andersson, et al. 2003; Säljö, 2015), båda är nödvändiga för det naturvetenskapliga lärandet (Andersson, et al. 2003).

17

5. METOD

Detta avsnitt redogör för valet av metoder som använts för att besvara studiens syfte och frågeställningar. Avsnittet beskriver genomförandet av en kvalitativ undersökning med inslag av kvantitativ metod (Backman, et al. 2012), med utgångspunkt i variationsteorin (2014) och reformpedagogisk undervisning (Hult, 2000), då syftet är att erhålla kunskap om elevernas kunskapsutveckling.

I min studie var utgångspunkten hur eleverna i interaktion med undersökande arbetssätt i deras närmiljö kan utveckla förmåga att observera och att sortera. Min roll i detta var att använda variation för att synliggöra de kritiska aspekterna, genom variation, genom kontraster och genom att visa på skillnader ges eleverna möjlighet att urskilja de kritiska aspekterna. Det som observerades var vilket lärandeobjekt som synliggjordes för eleverna (Lo, 2014), vilken kunskap som faktiskt medierades i interaktionen mellan eleverna, samt mellan mig och eleverna (Säljö, 2015). Elevernas förkunskaper, min undervisning samt sambandet mellan undervisningen och elevernas lärande analyserades med hjälp av ljudinspelningar från deltagande observationer av för-, eftertest och lektionsutförandena. Därtill analyserades den självskattningsblankett som alla deltagande eleverna fyllt i efter utförandena. I detta avsnitt beskrivs tillvägagångssättet som använts vid insamling av data samt analys av denna, därtill redogörs löpande i texten för hur mina val i metodgenomförandet kan ha påverkat studiens validitet och reliabilitet. Avsnittet redogör även för de etiska överväganden som gjorts.

5.1 Kvalitativ och kvantitativ metod

Den kvalitativa studien kännetecknas av att man samlar så mycket data som möjligt av ett begränsat antal respondenter (Backman, et al. 2012). Den kvalitativa forskningsansatsen att söka förståelse för hur någonting är, medan den kvalitativa forskningen söker mätbara svar som kan representeras i siffror (Backman, et al. 2014). Den kvalitativa forskningsansatsen beskrivs gå mer på djupet, och kan ge kvalitativ information om ett fenomens beskaffenhet (Backman, et al. 2012). Den kvalitativa forskningsansatsen nyttjades genomgående i studien. För att få en helhetsbild av elevernas uppfattningar, nyttjades kvantitativ metod för att sammanställa elevernas svar vid självskattningen.

Tillämpning av den kvalitativa forskningsansatsen medför att forskaren, därmed jag själv är högst central i studien, genom att jag är delaktig vid intervjuerna och de observationer som görs.

I denna studie antog jag rollen som deltagande observatör och lärare, som informerar, ställer frågor samt visar på föremål och bilder. Detta medför att min inverkan kan påverka studiens resultat, då jag som forskare interagerar flertalet gånger med det som ska observeras (Backman et al., 2012).  

Den forskning som beskrivs ovan överensstämmer med aktionsforskningen som går ut på att bidra till utvecklingen av en bättre praktik, som möjliggör att lärare kan utveckla sina förmågor att främja lärande hos eleverna, samt att kunna identifiera och lösa problem som uppstår i undervisningen (Runesson, 2011.; Rönnerman, 2012).

18

5.2 URVAL

Till att börja med kontaktade jag specialpedagogen på skolan som jag varit i kontakt med för tidigare arbeten. Valet av klass gjordes av specialpedagogen på skolan, vilket innebär att jag tilldelades en klass som var tillgänglig för mig som forskare. Den använda urvalsmetoden benämns som bekvämlighetsurval, vilket innebär att metoden inte baseras på sannolikhet, och kan därmed inte heller generaliseras (Davidson & Patel, 2019). Studien utfördes i en kommun i norra Norrlands inland, på en F-6 skola med cirka 450 elever. Eleverna som deltog i studien gick i årskurs två och var mellan åtta och nio år gamla. I klassen gick 24 elever, varav 19 medverkade i tre delar av studien (exkursion, lektion 2 samt självskattning). Ytterligare intervjuades fem av eleverna i klassen (vilka hädanefter benämns som respondenter) och dessa deltog utöver ovanstående även i ett för- och eftertest. För att göra urval på respondenter, behövde jag ta hänsyn till forskningens etiska principer (Vetenskapsrådet, 2002) eftersom det handlar om minderåriga elever. Själva urvalsprocessen av respondenter redogörs för nedan.  På grund av tidsramen för studien begränsades urvalet till färre än tio respondenter.

5.2.1 Etiska principer

Vetenskapsrådet (2002) och de forskningsetiska principerna redogör för hur personer som medverkar i forskning får behandlas. Innan lektionerna informerades eleverna muntligt och skriftligt i enlighet med de forskningsetiska principer (Vetenskapsrådet, 2002), som berör denna studies utförande om vilket syfte studien har, hur data skulle samlas in och användas vad gäller:

lagring, anonymitet och konfidens. Därtill informerades eleverna om att de när som helst under studiens gång kan avstå från fortsatt deltagande (ibid.). Eftersom eleverna i studien är under 15 år och aktivt deltagande krävs det samtycke av både elever och deras vårdnadshavare om elevens delaktighet i studien (ibid.), vilket togs hänsyn till innan studiens utförande med hjälp av ett samtyckesbrev (Bilaga 1). Samtyckesbrevet lämnades ut till eleverna sju arbetsdagar innan planerat utförande och detta lämnades in till klassläraren (och därefter till mig) senast den dagen då studien skulle påbörjas.

5.2.2 Bortfall

Gällande bortfall för studien var att fem av de 24 eleverna var frånvarande. Ytterligare påverkningsfaktor för studiens utförande var att den planerade tidsramen kom att komprimeras från fyra lektioner (två lektioner á 60 min och två lektioner á 80 min), till två lektioner (två lektioner á 60 min). Därtill framkom av samtyckesblanketterna att någon/några av eleverna inte ville delta i filminspelning.

5.3 Genomförande

För att utföra den planerade studien valde jag att utföra lektioner i biologi. Lektionsplaneringen (Bilaga 2) utgick från lärandemålet ”genom undervisningen i ämnet biologi ska eleverna sammanfattningsvis ges förutsättningar att utveckla sin förmåga att […] genomföra systematiska undersökningar i biologi…” (Skolverket, 2018, s. 165). Detta mål bearbetas genom det centrala innehållet: ”att eleverna ska kunna känna igen och se skillnad på några vanligt förekommande arter av träd och växter i deras närmiljö.” (Skolverket 2018, s. 165)

19

vintertid. Det generella lärandeobjektet, i enlighet med variationsteorin omfattas i studien av förmågan att observera och att sortera, och det specifika lärandeobjektet för studien blir ”att eleverna ska kunna känna igen och se skillnad på några vanligt förekommande arter av träd och växter i deras närmiljö…” (Skolverket 2018, s. 165) vintertid. Detta innebär att studies lärandeobjektet omfattas av ett specifikt-, och ett generellt lärandeobjekt vilket specificeras till:

utveckla kunskap genom att sortera utifrån observationer av likheter och skillnader mellan några för eleverna vanligt förekommande träds kvistar vintertid. Först gjorde jag ett utkast till en lektionsplanering utifrån det valda lärandeobjektet och den redogjorda bakgrunden i studien.

Vilket ledde till att undervisningen skulle omfattas av elevaktiva lektioner. En exkursion och en lektion (härefter kallad lektion 2) där de kritiska aspekterna för lärandeobjektet skulle synliggöras genom variationer, samt omfattades lektion 2 med observation och sortering.

Dagen innan exkursionen utförde jag ett förtest med fem av eleverna i klassen. I ett grupprum hade jag lagt fram kvistar som jag i förväg plockat. Bland kvistarna fanns; gran, tall, en, rönn, björk, vide, hägg, al. På bordet med pinnarna hade jag även lagt ut ett förstoringsglas som hade inbyggd lampa. Eleverna kom en åt gången till förtestet. Då eleverna kom in, fick de frågan om de känner igen något som de ser framför sig på bordet? Därefter fick eleverna berätta vad de visste om de olika kvistarna, om de kände igen någon, och om de visste hur man kunde sortera pinnarna på bordet.

Utifrån förtestesterna ändrade jag om lite i lektionsplaneringen, så att exkursionen skulle bli lättare. Jag förenklade utförandet till att eleverna bara skulle hitta två barrkvistar, fyra lövträdskvistar samt en tall som är lika gammal som dem. För de som var snabba blev extrauppgiften att hitta blåbärsris och lingonris. Tiden jag hade till förfogande för exkursionen var 60 minuter och inleddes efter att eleverna hade haft lunchrast, vi samlades ute. Jag räknade in eleverna så att alla var med. Jag informerade eleverna om att vi skulle samlas i en stor ring då vi kom fram. Promenaden tog knappa fem minuter och väl framme samlades vi i en stor ring.

Jag delade ut exkursionspapper (Bilaga 3) till eleverna, penna, påse samt en ullgarnsbit.

Eleverna letade i par, men samlade material i egen påse. Jag förklarade för eleverna vilken yta de fick röra sig inom, samt var de kunde hitta mig. Jag talade även om på vilken signal de skulle komma tillbaka till samlingsplatsen. Under tiden som eleverna letade rörde jag mig i det område där jag var väl synlig för eleverna, samt pratade jag med de elever som rörde sig i samma område. Efter 30 minuter samlades vi, jag räknade in eleverna och vi promenerade tillbaka till klassrummet. Inne i klassrummet pratade vi om vad vi hade gjort, vad eleverna hade hittat, vad som var svårt att hitta, vad som var bra och vad som var dåligt, samt pratade vi lite om allemansrätten, och hur man beter sig mot naturen. Avslutningsvis pratade vi om vad vi skulle göra på morgondagens lektion med det material vi hittat i skogen.

Till lektion 2 hade jag lagt fram lite mer material, alltså kvistar, blåbärsris, lingonris samt lärk.

Jag hade även lagt fram 24 förstoringsglas, så att det fanns ett förstoringsglas till varje elev.

Lektion 2 inleddes med en genomgång om hur observationer utförs, hur man sorter samt varför de kunskaperna är bra att ha. Till genomgången hade jag gjort en PowerPoint som jag nyttjade som bildstöd. Under genomgången tittade vi på några vanligt förkommande kvistar i elevernas närmiljö. Vi tittade på knoppars form och utseende, på kvistars utseende och färger. Jag visade även eleverna hur knoppar, bark och barr var olika på de olika arterna.