Gymnasielärarnas syn på laborativt arbete som en integrerad del av undervisning inom teknikorienterade ämnen

Lärande och samhälle,

Skolutveckling och ledarskap

Examensarbete

Teknik 15 högskolepoäng

Grundnivå

Gymnasielärarnas syn på laborativt arbete som en

integrerad del av undervisning inom

teknikorienterade ämnen

Upper Secondary School teachers' views on laboratory work as an

integral part of education in tehcnology oriented subjects

Muriz Kaljaca

Kompletterande pedagogisk utbildning 90 hp Handledare: Anna Henningsson-Yousif

Slutseminarium: 2015-01-15 Examinator: Björn Lundgren

Sammanfattning

I min studie har jag undersökt lärarnas syn på laborationer inom tekniskt orienterade ämnen. Metoden som jag har valt genomförs av kvalitativa intervjuer. Jag har intervjuat fyra lärare som arbetar på samma skola och tillhör samma arbetslag. Tre av lärarna undervisar i tekniska ämnen medan den fjärde läraren undervisar i matematik och fysik. Lärarna är väldigt positivt inställda till laborativ undervisning och ser laborationer som en naturlig del av sin undervisning. De anser att laborationerna höjer elevernas kognitivförmåga och ökar deras motivation och entusiasm. De uttrycker även andra fördelar som laborativ undervisning bidrar till som exempelvis samarbetsförmåga och färdigheter att hantera utrustning och instrument.

Lärarna är väldigt positiva till laborationer som utförs på ett undersökande arbetssätt. Denna form av laboration använder lärarna gärna i sin undervisning. De tycker att fördelen med demonstrationer och slutna laborationer är att de inte är tid- och platskrävande och kan lätt belysa någonting som fungerar i praktiken. Nackdelen är att det inte stimulerar elevernas utveckling och tänkande.

Däremot anser de att fördelarna med undersökande eller öppna laborationer är att de stimulerar elevernas tänkande och intresse. Lärarna vill gärna utöka antal öppna laborationer men säger att de är tidsbegränsade med antal tilldelade lektioner samt läroplan och mål. Samtliga anser att väl förberedd och underbyggd laboration underlättar avsevärt dess genomförande.

Innehållsförteckning

1. Inledning

1.1 Vad säger läroplan och styrdokument? 3 1.2 1.2 Syfte 5

1.3 1.3 Frågeställningar 5

2.Bakgrund

2.1 Ny syn på laborativundervisning 7

2.2 Varför behöver vi naturkunskap som allmänbildning? 8 (ekonomiargumentet, demokratiargumentet)

3. Sociokulturella perspektivet om lärande

3.1 Tidigare forskning 12

3.2 Vad klassas som en laboration? 14

3.3 Demonstration som alternativ 16

4. Val av undersökningsmetod och genomförande

4.1 Beskrivning av skolan och de intervjuade lärarna 18

4.2 Validitet och reliabilitet 19

5. Resultat

5.1 Resultatanalys 24

5.2. Diskussion av resultat 26

6. Slutsats och diskussion

7. Konsekvenser för min yrkesroll

1. Inledning

Detta examensarbete är inspirerat av citatet

"

"

praktiska tillämpningsuppgifter som exempelvis laborationer (Dysthe, 1996). En annan anledning till varför jag undersöker detta är att jag under min verksamhetsförlagda utbildning (VFU) insåg att elever var mer aktiva vid genomförande av laborationer än när jag förmedlade ämnesinnehåll genom katederundervisning. Även när jag jämförde elevers provresultat på liknade kapitel påvisade tester att elever fick bättre provresultat inom områden där laborationer utfördes under inlärningsprocessen, än på de områden där laborationer gjordes i mindre

omfattning. Dessutom uppskattade eleverna att göra någonting praktisk med händerna. Undervisning i tekniska ämnen består av olika moment: teori, laborationer, demonstrationer och användning av olika slags media med mera. Dålig undervisning har ingen genomtänkt balans mellan begreppsapparat och data ”fakta”. Då kan begrepp benämnas på samma sätt som övrig terminologi och eleverna lär sig en stor data insamling utan någon koppling och samband. Under min VFU insåg jag att bästa sättet att hantera datainsamling eller faktainsamling är genom att låta inlärningen växa och mogna genom undersökningar och experiment. Med undersökningar och experiment, insåg jag att eleverna utvecklade sin förmåga att se samband. Laborationerna ska användas framförallt som didaktiskt hjälpmedel och enligt läroplanerna fungera som en illustration till teorin (SKOLFS, 1994:11). Under min VFU upplevde jag att laborativt arbete för eleverna innebar avbrott med tristess och skapande av variation. Beroende på hur mycket eleverna själva kan påverka laborationens genomförande och dess karaktär delas laborationerna upp i öppna och slutna (Dimenäs & Sträng Haraldsson, 1996).

1.1. Vad säger läroplan och styrdokument?

I läroplan och styrdokument står det hur utbildningen skall bedrivas i de respektive utbildningsformerna. I Skolverkets regelverk i skollagen (2010:800) i kapitel 1 står det att skolväsendet i Sverige ska vila på demokratins grund. Skollagen slår fast att verksamheten i skolan ska ”Förankra respekt för de mänskliga rättigheterna och de grundläggande

Även naturvetenskaplig och teknisk kunskap hos medborgarna bidrar till demokrati utveckling och bevarande av demokratiska värderingar så det ligger i allas intresse att medborgarna skaffar sig och befäster de kunskaperna.

I skolverkets förordning om läroplan för gymnasieskolan (SKOLFS 211:144) i kapitel 2 står det att:

”Elevernas kunskapsutveckling är beroende av om de får möjlighet att se samband. Skolan ska ge eleverna möjligheter att få överblick och sammanhang, vilket fordrar särskild uppmärksamhet i en kursutformad skola. Eleverna ska få möjlighet att reflektera över sina erfarenheter och tillämpa sina kunskaper”.

Vidare samma styrdokument ger de nya riktlinjerna gällande ett vetenskapligt sätt att undervisa som även kan appliceras till den laborativa delen av undervisningen inom teknikorienterade ämnen: ”Eleverna ska träna sig att tänka kritiskt, att granska fakta och förhållanden och att inse konsekvenserna av olika alternativ. På så vis närmar sig eleverna ett alltmer vetenskapligt sätt att tänka och arbeta”. Som mäl att sträva mot anges också̊ att eleverna ”kan använda kunskaper som redskap för att formulera och pröva hypoteser och lösa problem”. Ovan nämnda regler och riktlinjer kan ses som en tydlig rekommendation till berörda rektorer och lärare att föredra laborativt undervisning med ställande av hypotetiska frågor det vill säga laborativ undervisning på ett undersökande arbetssätt. Under rubriken elevernas ansvar och inflytande hittas också̊ följande riktlinjer för att läraren ska ”låta eleverna pröva olika

arbetssätt och arbetsformer” (SKOLFS 211:144). Vidare står det att skolan ska sträva mot att eleverna kan reflektera över sina erfarenheter med hjälp av den kunskap de förvärvat, att de ska kunna tänka kritiskt och granska påståenden.

För exempelvis ämnet ”Dator och- kommunikationsteknik” på skolverkets sida står det att undervisningens syfte i ämnet är att ”Undervisningen ska varva praktiska och laborativa moment med teoretiska moment”. Det står tydligt och klart att praktiska och laborativa moment skall göras och kopplas till teori. Det innebär att lärarna måste inkludera laborativt arbete i sin undervisning. Något liknande skriver Skolverket om syftet med ämnet ”Elektroteknik” ”Genom att både praktiskt och teoretiskt arbeta med uppgifterna ska eleverna ges möjlighet att öva sin förmåga att arbeta ergonomiskt, yrkesetiskt, miljömässigt och estetiskt”(Skolverket, 2011b). Det står inte proportionerligt hur mycket tid måste lärarna ägna åt teori respektive laboration. Läraren har ett fritt rum att bestämma om omfattning och antal laborationstillfällen som ska

inkluderas i undervisningen. Det viktiga är att undervisningen omfattar hela läroplanen och att eleverna uppnår mål i högsta möjliga grad. Vidare står det att ”Genom praktiska övningar ska eleverna ges möjlighet att utveckla förmåga att hantera och behandla teknisk

utrustning”(Skolverket, 2011b). Detta citat betonar att eleverna får möjlighet att lära sig att hantera instrument och utrustning. Vi måste poängtera att på sista tiden går den tekniska utvecklingen väldigt snabbt. En teknisk lösning som var banbrytande för 1år sedan kan redan idag ha blivit för gammal. Det innebär att det är viktigt att hålla eleverna uppdaterade om nyaste tekniska uppfinningar och hur man använder dem.

1.2 Syfte

Denna studie har till övergripande syfte att undersöka i vilken utsträckning några lärare inom teknisk orienterade ämnen, upplever att laborativt arbete hos eleverna bidrar till en ökad motivation och förståelse av naturvetenskapliga och tekniska begrepp och modeller. Dessutom granskas lärarnas syn på laborationer när de genomförs på ett undersökande arbetssätt.

1.3 Frågeställningar

Studien söker svar på följande frågor:

Vad är syfte med laborativ undervisning, enligt lärarna? Vad anser lärarna att eleverna ska lära sig av laborationer?

2. Bakgrund

Laborationer kännetecknas av experimentella metoder, där en hypotes provas genom experiment och observation (SKOLFS, 1994:11). I laborationen kan den studerande ges möjlighet att prova en tanke eller en teori. Syftet med laborationen kan vara att illustrera något (teori eller begrepp) samt får eleverna träna att samla in olika material och utföra olika

mätningar.

Det som exempelvis elinstallatörer, fordons och driftmekaniker m.fl. får lära sig har till stora delen grund i de naturvetenskapliga ämnena. När t.ex. en elinstallatör studerar en elledning (och ser hur viktigt det är att systemet dimensioneras så att överbelastning kan undvikas) är bakomliggande teorierna om elens natur, samband mellan spänning, ström, resistans,

värmeförekomst och el-energitransport en naturlig inkörsport. När en ingenjör dimensionerar en värmeledning t.ex. måste han förstå och behärska naturvetenskapliga begrepp som tryck, värme och värmetransport, utvidgning, spänning mm. Genom experimentellt arbete grundläggs förståelsen för begrepp. Att man i genomföranden av experiment arbetar sig fram mot

modellerna ställer krav på matematiska behandlingen. Matematiken är det enda verktyg och på ett utpräglat sätt en hjälpvetenskap till naturvetenskap och teknik. Detta ställer krav på lärare och elever att arbeta med och förstå matematiska begrepp eftersom de kunskaperna är ytterst viktiga i en kommande verksamhet som naturvetare och tekniker.

Sjunkande resultat i PISA undersökning talar om att vi måste reflektera över organisation av skolans undervisning. Detta p.g.a. att PISA lägger stor vikt på elevernas förmåga att sätta kunskaper i ett sammanhang (Skolverket, 2014). I PISA ska eleverna kunna förstå processer, tolka och reflektera över information samt lösa problem. ”I undersökningen ställs frågan om hur 15-åringar på ett konstruktivt sätt klarar att analysera, resonera och föra fram sina tankar och idéer” (Skolverket, 2014). Man betonar det livslånga lärandet och att eleverna fortsätter att lära sig under hela livet. Det är de kunskaper och krav som uppmuntras och ställs i dagens i-länder så PISA test antas som bästa mått var berörda landets skolsystem (ekonomi) står respektive är på väg. ”PISA är gigantisk projekt med budgetar i mångmiljonklassen och med hundratals involverade forskare. Den drivs av regeringar för regeringar” (Sjöberg, 2000). Resultat från sista PISA undersökningen av svenska elever orsakade stor debatt i Sverige och alla var eniga att någonting måste göras. Sverige kan inte behålla sin plats som ett av de ledande i-landen om eleverna visar fortfarande sjunkande resultat. Idag lever vi i en

globaliserad värld. Nya idéer strömmar in och samhället blir tvungen att anpassa sig.

Anpassningen gäller även för samhällets skolsystem. Det är en av orsaker varför alla OECD-länder vill vara med i PISA undersökningen.

I rapporten ”Lära för livet” som är publicerad av SNS, studieförbundet för näringsliv och samhället står det att unga vuxna räknar sämre än äldre generationer. Denna studie visar att kunskapsluckorna följer med i vuxenlivet. Enligt PISA-undersökningar presterar svenska högstadieelever allt sämre resultat under 2000-talet. En liknande studie (PIAAC) visar att vuxna svenskar har bättre färdigheter i räkning och läsning än de flesta jämförbara länder. Men det är de äldre svenskarna, de över 30 år som drar upp resultaten. De försämrade resultat vi ser i PISA undersökningarna finns kvar hos de som nu hunnit bli unga vuxna. Efterverkningarna av de försämrade resultaten kommer att bli synliga om ca 5-6 år. Skadorna är inte irreparabla det vill säga att kunskapsluckor naturligtvis går att täppa igen, men det kräver en insats. Däremot har personalutbildning ingen inverkan på läs, räkne och problemlösningsfärdigheter i vuxen ålder, enligt rapporten. Det kan ses som ytterligare en anledning att försöka komma till rätta med problemen inom grund och gymnasieskolan. Sannolikheten är stor att de försämrade resultaten kan få återverkningar i vuxengruppen längre fram. Alla de undersökningarna

påverkade mig och gjorde att jag försöker reflektera över utformning av laborativt arbete i den svenska skolan. Dessutom vill jag påpeka att laborativ undervisning kan bidra till att en sådan nedåtgående trend i studieresultat bland svenska elever vänds.

2.1 Ny syn på laborativ undervisning

I statens offentliga utredningar (SOU 1981:96) utgiven av utbildningsdepartement står det att behov av naturvetare och tekniker kommer att öka eftersom Sverige väljer att inrikta sig att exportera produkter av högteknologisk natur. Enligt utredningen är det nödvändigt om Sverige skall behålla sitt välstånd och förblir en ledande industri nation. Naturvetenskaplig och tekniskt kunnande (eller utvecklad teknisk och naturvetenskaplig kultur) förutom i specialtjänsten behövs även i inom statlig och kommunal förvaltning, vårdapparaten, massmedia etc. Det leder till en ökad effektivitet inom samhällsplaneringen och service. Vidare står det att i början av 1900- talet hade man en statisk kunskapssyn det vill säga att de viktigaste naturvetenskapliga fenomen var redan beskrivna med hjälp av lagar och teorier. Sättet att undervisa gick på att läraren på en lektion talade om naturlagar och terminologi, varefter eleverna genom experiment

fick verifiera det som läraren hade sagt verkligen gäller. På det sättet fick elever en känsla att suga till sig en mängd stoff som bestod av eviga sanningar. Om eleverna fick tänka själv

hamnade de snabbt i svårigheter, därför att det krävs bland annat förmåga till abstrakt tänkande. Målet för undervisning var att på ett effektivt och kort sätt som möjligt förmedla begrepp, terminologi, etc. Om elever ställde en fråga utanför kursen hände det ofta att läraren undvek svaren.

En ny läroplanutveckling i laborativ undervisning i bland annat USA och England som startade under 60-talen var en följd av den snabba forskning inom teknisk utveckling vars takt har inte mattas än. Sverige påverkades mycket av den nya läroplansutvecklingen. Forskare visade de nya riktlinjerna och menade att samhället kunde vinna mycket på att förändra uppläggning av laborativt arbete i grund- och gymnasieskolan. Sedan 60 talet inför Sverige i naturvetenskapliga och tekniska kursplaner och ämnesinnehållet i grund och gymnasieskola succesiva förändringar som gynnar den nya kunskapssynen (SOU 1981:96). Med den nya läroplanen ville man främja undersökande arbetssätt i laborativ undervisning det vill säga att elever skulle komma till problem med ställning av hypotetiska frågor och sedan försöka bevisa dem. Även läroplan ville att eleverna skulle skilja mellan observation och vad som är tolkningar av observation det vill säga mellan observationsdata och tankekonstruktioner och modeller enligt SOU (1981:96). Det innebär att eleverna får själva göra observationer och därefter utifrån dessa söka sig fram till tankekonstruktioner.

2.2 Varför behöver vi naturkunskap som allmänbildning?

Behov av naturvetenskaplig kunskap försöker jag argumentera ytterligare eftersom enligt SOU (1981:96) vilar all teknik på naturvetenskapens bas. Svein Sjøberg , Professor i

naturvetenskapens didaktik vid Oslo Universitet, i sin bok ”Naturvetenskap som allmänbildning” argumenterar behov av naturvetenskapligt kunnande med:

 Ekonomiargumentet

 Demokratiargumentet Ekonomiargumentet

En del forskare hävdar att naturvetenskaplig skolnings betydelse för näringslivet är överdriven och missförstådd. De hittar inga belägg för att lands produktion eller intäkter ökar med antalet

naturvetare (Sjöberg, 2000). Det som spelar roll för ekonomin är att befolkningen som helhet har en hög generell utbildningsnivå. Låt de som är intresserade av dessa ämnen få specialisera sig, men lät de andra få arbeta med de områden där de har sin styrka och sitt intresse. Hög generell utbildningsnivå är viktigt att alla medborgare ska känna sina demokratiska

skyldigheter och rättigheter och försvara demokratins grundläggande värderingar. Men det är naturligtvis viktigt att det utbildas en elit som kan stå för forskning och produktutveckling. Därför behövs självklart både topp ingenjörer och naturvetare enligt Sjöberg (2000).

Regeringar i olika länder betraktar naturvetenskaplig och teknisk forskning som en viktig motor i samhällsekonomin (Andersson, 2011). Av stor vikt för den framtida svenska

konkurrenskraften är att det finns tillräckligt många människor med teknisk och

naturvetenskaplig kompetens. Det finns ett starkt samband mellan hur spetsforskningen kan utnyttjas och ett utbrett naturvetenskapligt kunnande, enligt Andersson. Snillet måste förstås av minst tio. Dessa måste förstås av hundra för att få genomslag, vilka i sin tur måste förstås av tusen etc. (Andersson, 2011). Även samhället vinner mycket på att skapa en bra och bred bas varifrån selekteras och plockas eliten. Framgång inom industri vilar på både topp forskarnas insatser som de mångas kunnande när det gäller att hävda sig med högteknologiska produkter enligt Andersson. Ovan nämnda argument övertygar oss för en optimal naturvetenskaplig och teknisk utbildning av alla i stället för en satsning på en begränsad elit.

Demokratiargumentet

Kunskaper inom naturvetenskap och teknik varken är av ondo eller godo, kunskapen är värdeneutral (SOU1981:96). Det är sättet att använda kunskaperna på som avgör om

slutresultat är gott eller ont. Om alla i ett samhälle har så mycket kunskap i naturvetenskap och teknik och om vi tar detta som utgångspunkt kan styrningen av hur kunskapen används ske på ett demokratiskt sätt. Trots att i den här studien handlar om naturkunskap och teknik bland annat får vi konsekvenser av detta även i samhällsutvecklingen genom att befolkningen delas upp i de som äger kunskap (makt) och de som inte gör det. Detta leder till växande

motsättningar och sociala skillnader, urholkning av demokrati där visa grupper kan föras bakom ljuset och lätt bli objekt för manipulation.

Deltagarna i en fungerande demokrati måste vara autonoma, självständiga aktörer som inte låter sig luras eller manipuleras (SOU1981:96). Centrala idéer i en demokrati är tankefrihet, respekt för minoriteternas rätt och tolerans inför andras åsikter. I en demokrati är det ideal att beslut kan baseras på kunskap och argument, på förnuft och förhandling (Sjöberg, 2000).

Förutom att människor i en demokrati har möjlighet att påverka sin egen situation är det viktigt att människor även äger den förmågan. Om man ser på dagens stora politiska utmaningar, ser man att de flesta har en sorts förankring till vetenskap och teknologin. Ska man påverka en situation, är det nödvändigt att man förstör den och att man är kapabel att skilja mellan bra och dåliga argument (Sjöberg, 2000). Även SOU (1981:96) anser att behovs en bred allmänkunskap om naturvetenskap och teknik hos alla samhällsmedborgare för att man bättre skall kunna förstå och påverka samhällsutvecklingen. Bred naturvetenskaplig-teknisk allmänbildning behovs idag för att man skall kunna fullgöra sin roll som aktiv samhällsmedlem och medagerande i den demokratiska beslutprocessen.

3. Sociokulturella perspektivet om lärande

Dewey säger att enbart en aktiv elev kan utvecklas i skolan så om en elev är för passiv kan läraren lära denne enbart genom hennes aktivering. Han förenklar en syn på människan som aktiv i förhållande till sin omvärld. Eleven måste aktivt prova och experimentera. En passiv elev kan inte delta i laboration eftersom laborativt arbete av sitt väsen kräver att eleven måste vara aktiv. För Dewey är aktivitet ledande metodisk princip. Skolan måste vara som ett litet samhälle som innebär att där det skall finnas alltid utrymme för praktisk verksamhet. Skolan måste ha en bra kontakt med närmiljön. Elevernas intresse skall vara själva utgångspunkten och metoden för undervisningen. Dewey var förespråkare av problembaserad inlärning och att eleverna skulle komma till problem med ställning av hypotetiska frågor (provar olika lösningar på problemet) det vill säga provar hypotesen genom faktiska handlingar. Kunskap menar han är resultat av handling (John Dewey, 1959, s87).

Dewey var förespråkare att barnen ska lära sig genom lek. I det utvecklingsstadiet (grund- och gymnasieskolan) ser eleverna laborationer delvis som en lek. Dewey tar leken som exempel och beskriver hur intresset styr undervisningen. Enligt honom får barnet kunskaper om

vardagslivet genom lekar som kan innehålla allt från konstruktions lek till rollekar. Leken är en suverän metod att börja tänka rationellt och bli medveten. Lek och arbete har ett starkt

sammanhang och han betonar att leken är ett naturligt sätt för barnen att arbeta och vara aktiva, emellertid därigenom förbereda sig för framtiden. Det finns ingen skillnad mellan att göra saker för nytta och för nöje. När verksamheten vanligtvis utförs av när vuxna trycker, att saker inte kan göras helt fritt och glatt börjar då barnen visa en brist på fantasi enligt Dewey. Vid

laborativt arbete är det kvalitet i sinnet som går in i görandet vad som är utilitaristiska och vad som är otvunget och lärande. Det som kan göra eleverna ointresserade av natur och teknisk vetenskap är dålig sammankoppling mellan teoretisk och praktisk utbildning. Dewey såg i början av 1900- talet denna isolering genom hela utbildningssystemet, från dagis, genom grundskolorna och gymnasieskolor, till högskolan. Nästan överallt kan hittas, att elever anlitar observationer som om de vore av fullständiga och slutliga värde i sig istället för att komma till problemet på ett undersökande och hypotetisk sätt (John Dewey, 1991 s187).

Vi måste beakta tid, omständigheter och plats i vilken Dewey levde och verkade. Han levde i första halvan av 1900-talet på den redan industrialiserade nordamerikanska östkusten. Den var

tid och plats i världen när och var industrialiseringen växte som snabbast. Hans idéer och tankar är högaktuella även idag trots förändrade omständigheter

3.1 Tidigare forskning

Jag hade svårt att hitta tidigare forskning för ämnet ”Teknik” och övriga teknikorienterade ämnen på gymnasienivå. Som alternativ använder jag forskning som handlar om

naturvetenskap. I Sverige finns forskning som handlar om laborativt arbete. Per Högström har på Institutionen för matematik, teknik och naturvetenskap vid Umeå Universitet, skrivit doktorsavhandlingen ”Laborativt arbete i grundskolans senare år” (Högström, 2009). Han jobbade några år som NO lärare i kommunal grundskola och satsade på att elever skulle ha inflytande över uppläggning av sin undervisning, det vill säga skulle ha inflytande över sitt eget lärande i alla ämnen. Studien visar att det är orimligt att anta att eleverna i det stadiet på egen hand kan lära sig naturvetenskapliga teorier och naturvetenskaplig tänkande genom att göra observationer under en laboration. Högström (2009) talar från sin erfarenhet att den enskilde läraren är viktigaste länken i den naturvetenskapliga undervisningen och i synnerhet även för det laborativa arbetet som genomförs i skolan. Läraren genom sin kommunikation och interaktion med eleverna förmedlar laborationens idéer och syfte under genomförandet av laborativt arbete. Det kan vi koppla till Vygotskij`s teori att skolan ska vara en ”handlingens skola” och att läraren måste bli en god pedagog, skaffa sig kunskap om den sociala miljön för att kunna handleda eleverna. Enligt Vygotskij för meningsfull undervisning krävs en aktiv elev, en aktiv lärare och en aktiv miljö (Gunnila Lindqvist, 1999 ). För eleven är läraren den

viktigaste länken och enda förmedlaren mellan den abstrakta kunskapen och verkligheten som finns ”där ute”.

När elever får konkreta erfarenheter av det laborativa arbetet anses det positivt påverka

elevernas attityd och motivation enligt Högström (2009). Det gäller att skapa uppskattning och positiva attityder genom att skola in eleverna i den naturvetenskapliga kulturen. Vid planering av laborationer förutom mål som beskrivs i kursplanerna tar han hänsyn till elevernas tidigare erfarenheter, önskemål och vad lärarna anser är viktigt att inkludera. Att åstadkomma särskilda mål genom laborationerna tycker Högström att det inte är alltid så enkelt. Det kan kopplas till Vygotskij`s syn som anser att det är viktigt elevens egen erfarenhet som bestäms av miljön samt att lärares roll är viktigt, eftersom lärare bör reglera och organisera miljö (Lindqvist, 1999).

Även intervjuade lärares förväntningar och idéer av konkreta laborationen stämmer inte överens med elevernas föreställningar och förväntningar. Analysen av lärarnas övergripande mål i Högströms avhandling visade att kognitiva aspekter var den mest framträdande (att utveckla elevers förståelse för begrepp, att tänka och reflektera över det laborativa arbetet och anknyta laborativa undervisningen till vardag och verklighet). Dessutom när lärarna talade om specifika laborationer som används i den egna undervisningen var affektiva aspekter, som till exempel nyfikenhet, lust att lära, ta ansvar, förmågan att arbeta både självständigt och

tillsammans med andra, det som var viktigast. I intervjuerna säger lärarna att deras generella mål med laborativt arbete är att eleverna skall utveckla sin förståelse för naturvetenskapliga begrepp, sitt intresse för naturvetenskap, och sitt reflekterande over laborativt arbete som stämmer i helhet vad som tidigare forskning har visat. Detta beskrivs i engelskspråkig litteratur som ”nature of science”. Så svenska lärare strävar i stor utsträckning mot samma eller liknande mål som lärare i andra OECD länder det som vi ser framträda i liknande internationella

undersökningar.

I undersökningen var tillfrågade lärare i stort sätt eniga om generella mål med laborationer som de utryckte och rangordnade. Mål med laborationer i undervisningen och dess rangordning utrycker lärarna på följande sätt:

 A. Länka teori och praktik

 B. Experimentella färdigheter

 C. Naturvetenskapligt tankesätt

 D. Motivation, personlig utveckling och social kompetens

 E. Utvärdering av kunskaper

Mål med laborativt arbete som socialkompetens och personlig utveckling anser en del forskare att överskattas enligt Högström. De anser att dessa mål inte kan användas för att rättfärdiga det laborativa arbetet och menar att fokus flyttas från inlärning av begrepp till t.ex. personlig utveckling. En del av tillfrågade lärare i avhandlingen använde laborativt arbete till att utvärdera elevernas kunskaper.

Vidare undersöker han om lärarna har som mål att eleverna skall lära sig att arbeta på ett sätt som kan likna forskarens arbete det vill säga att utveckla kunskap om hur naturvetenskap systematisk kan undersökas. Detta kan ske genom att föreslå och testa hypoteser och bygga sina slutsatser med belägg från gjorda undersökningar. Han betonar och anvisar till litteraturen att ett sådant arbetssätt ger eleverna mer kontroll över sitt eget laborativa arbete, utvecklar

deras tänkande och tränar deras förmåga att agera på ett sätt som kan liknas vid en vetenskaplig undersökning. Högström (2009, s19) säger ” Det undersökande arbetet handlar alltså om att

eleverna ska formulera och genomföra undersökningar inom områden där varken förfarande eller utfall är bestämt i förväg ”. I engelskspråkig litteratur benämns detta som ”scientific inquiry”.

Enligt studie erbjuder lärarna laborationer där undersökande arbete förekommer men det finns stor utrymme för ytterligare utnyttjandet av laborativt arbete där det skulle finnas undersökande arbete i syfte för att öka förståelse för naturvetenskapens karaktär. En del av intervjuade lärare gav elever möjligheter att planera åtminstone en del av laborationen. En fjärde del av lärarna tyckte att de inte nådde som de skulle vilja i fråga om att utveckla elevernas förmåga att planera och lägga upp egna experiment. Lärarna vill gärna att elever ställer egna frågor och hypoteser, observerar, föreslår förklaringar och reflekterar, trots att de tycker att det är väldigt svårt att uppnå till de nivåerna som de skulle önska. Förutom att de är tidsbegränsade klagade lärarna på omgivande faktorer av ekonomisk natur och brist på organisation (brist på lokaler och material, för stora klasser, mm.) Fysiklaborationerna är lättast att genomföra och anknyta till vardagen tycker lärarna i studien medan när det gäller kemilaborationer t.ex. uppfattas de som abstrakta av eleverna så att de inte förstör innehållet trots att lärarna hela tiden talar om vad som ska observeras. I denna avhandling diskuteras inte om möjligheterna att tolkning av problem och data kan överföras mellan ämnen.

(Gunnarsson, 2008) har i sin avhandling om fysiklaborationer kommit fram att lärare och elever använder orden experimentera och laborera synonymt. Studien visar att både lärare och elever har svårt att definiera vad en laboration är. I en del av fallen kan laboration och experiment betyda samma sak. De viktigaste aspekter med laborativt arbete i naturvetenskaplig

undervisning är att det alltid måste ha ett utbildningssyfte och det ska alltid låta eleven vara aktiv (Gunnarsson, 2008). Flesta lärare tycker att interaktionerna mellan elever och lärare och mellan elever och elever är mycket viktiga för att eleverna ska uppfatta målen.

3.2 Vad klassas som en laboration?

En laboration eller ett experiment är ett praktiskt arbete inom naturvetenskap (teknik), där en hypotes eller en teori testas för att se om den stämmer. De teorierna tillämpar vi sedan inom olika tekniska lösningar. Inom naturvetenskap kan laborationens utformning bli olika som även

som möjligt måste elevernas kunskap utvecklas och utmanas (Dimenäs & Sträng Haraldsson, 1996). Den variationen ligger i hur mycket eleven vet om hur experimentet ska utföras innan hon börjar med det. En laboration kan kategoriseras utifrån följande kriterier: problem, genomförande och svar. Relationen mellan dessa delar visas i tabellen nedan (Tabell 1). Begreppet frihetsgrader har etablerats med tanke på elevernas delaktighet i laborationerna (Dimenäs & Sträng Haraldsson, 1996). I boken ”Undervisning i naturvetenskap” utgiven av Dimenäs och Sträng Haraldsson (1996) förklaras begrepp slutna och öppna laborationer.

Frihetsgrad Problem Genomförande Svar

0 Givet Givet Givet

1 Givet Givet Öppet

2 Givet Öppet Öppet

3 Öppet Öppet Öppet

Tabell 1. Uppdelning av laborationer beroende på elevernas påverkan på dess struktur (Dimenäs, 1996).

När är det noll frihetsgrader har läraren fullt kontroll över svar, genomförandet och formulering av problem. Inför den typen av laborationen, eleven ska ha kännedom om problemet som ska belysas, hur man ska kunna belysa problemet, det vill säga genomförandet, samt ha svaret på̊ problemet. Det kan resultera i att elever inte reflekterar över när de genomför uppgifter med noll eller en frihetsgrad. Kravet på att eleverna ska tänka kritiskt och vetenskapligt är litet. Det står i motsättning till det som SKOLFS (211:144) förordar att som en väsentlig del för

gymnasiets undervisning är att eleverna ska reflektera över och tänka kritiskt. Riktlinjerna inom pedagogik är att de typerna av laborationer bör minska i omfattning för att deras bidrag inte leder till ökad förståelse och kunskap. Samma syn uttrycker bland annat Dimenäs och Sträng Haraldsson (1996).

Laborationer vars instruktioner inte ges i förhand där elever tilläts bestämma metoden hur de ska gå tillväga kallas för öppna laborationer. Öppna laborationer med minst två frihetsgrader innehåller en viss grad av undersökande arbete (Högström, 2009). En hel öppen laboration, med tre frihetsgrader, innebär att eleverna själv belyser problem. De får själv välja vilket problem som de vill undersöka som kan betyda att de kan undersöka vad som helst. De laborationerna är genomförbara men läraren måste vara väldigt aktiv och leda eleven i problemformuleringen. För att eleven ska ha mest nytta av laborationen det vill säga i högsta

grad öka sin förståelse och kunskap är det viktigt att läraren i sin anvisning skriver att eleven får välja en egen väg för att lösa problemet. Därför bör finnas olika svårighetsgrader av de typerna av laborationer. Men detta anses inte som tillräckligt, utan eleven själv ska ha en egen teori om varför hon väljer att göra som hon gör. Det innebär att eleven skall ha motiv och orsak klart för sig. Problem med undersökande eller öppna laborationer är att de kan främja

tävlingsinstinkter och resultatfokusering hos eleverna som kan resultera att de inte hinner reflektera och tänka kritisk över uppgifter (Dimenäs & Sträng Haraldsson, 1996).

3.3 Demonstration som alternativ

Ett alternativ till laboration kan vara en demonstration som innebär att läraren gör ett

experiment eller ett laborationsförsök. Under demonstrationer fokuserar eleverna enbart vad som händer och observerar. Det är viktigt att läraren förklarar rätt vad som ska observeras och upptäcka om eleverna fokuserar sig på något annat (Dimenäs & Sträng Haraldsson, 1996). Om det blir många praktiska moment kan det finnas risk till elevernas förvirring och att de missar det viktiga i laborationen. De typerna av laborationer kan bli utdragna och det kan bli lite tid över att sammanfatta uppgiften och diskutera vad som händer. Om lärare inte gör det kan laborationer av denna typ uppstå som meningslösa och icke givande (Dimenäs & Sträng Haraldsson, 1996). Den Svenska läroplanen lyfter fram att eleverna ska laborera i skolan (Skolverket, 2011a) men däremot står ingenting om att lärarna måste genomföra

demonstrationer. Demonstrationerna kan vara ett bra komplement till laborativ undervisning särskilt när läraren inte har mycket tid över. En kombination av de två är att föredra.(Dimenäs & Sträng Haraldsson, 1996) lyfter dock fram att demonstrationer kan vara positiva till

4. Val av undersökningsmetod och genomförande

Jag väljer att i denna uppsats använda mig av en kvalitativ metod med deskriptiv karaktär. Kvantitativa studier kräver stor data och ofta en statistisk analys. Skillnad mellan kvalitativa och kvantitativa studier är att i kvantitativa studier handlar om bland annat att mäta företeelse som något generellt. Ambitionen med den kvalitativa studien är att upptäcka företeelser och beskriva uppfattning, det som jag undersöker i min studie. Eftersom varje kvalitativt studie i någon mening är unik är det viktigt att den kvalitativa studien noga beskriver

forskningsprocessen så att den som tar del av resultaten kan bilda sig en uppfattning om alla val som forskaren har gjort. I kvantitativa metoden skall forskningsresultat helst vara generella som möjligt (Patel, Davidson, 2003). Generellt, är statistiska metoder kvantitativa (siffror används) medan bearbetning av textmaterial är kvalitativ metod.

4.1. Metodval och metodbeskrivning

Undersökningssammanhang som jag genomför är inte konstruerad, den är naturlig. Ingenting är förutbestämt eller givet. Lärarnas upplevelser betraktar jag inte som skilda händelser utan som en helhet. Undersökningen genomförs med intervjuer för att undersöka lärarnas syn på

laborativt arbete. Det primära i min undersökning var det att jag valde att intervjua lärare som undervisar inom teknik orienterade ämnen alternativt naturvetenskap.

Det var jag själv som kontaktade lärarna och frågade om de ville ställa upp. Alla tillfrågade lärare ställde upp och intervjuades enskilt. De fick själv välja tid och plats. Det sättet

rekommenderar (Kvale, 1997) för att lärarna inte skulle påverkas av andras svar eller närvaro. I intervjuerna valde jag att använda mig med frågor med låg standardisering det vill säga öppna frågor. Anledningen till detta är att det gav utrymme till lärarna att svara med egna ord. Även öppna frågor kan ge synpunkter på andra områden som forskaren inte har tänkt som kan ha betydelse för undersökningen. Med öppna frågor kan lärarna lyfta upp det som de tycker är viktigast (Kvale, 1997).

Problem med intervjuer är att det tar lång tid att genomföra och ibland kan det bli svårt att tolka svar av personen som intervjuas. Strukturen i intervjuerna kunde vara olika beroende vad som lärarna lyfte fram. Det påverkade även innehåll i mina följdfrågor. Intervjuerna bandades och intervjuade lärarna kunde avbryta intervjuer när de ville. Jag förklarade att intervjuerna kommer att raderas efter avslutat arbete och att bara jag skulle ha tillgång till dem. I studien betecknas lärarna med L och siffran. Mina intervjuer med lärarna tog mellan 30-40 minuter.

Inspelat material har jag transkriberat och sedan bearbetat och analyserat. Det var tidskrävande och många sidor att bearbeta. Om lärarna svarar liknande väljer jag att inte citera dessa svar. Det som är specifik och som avviker av ett vanligt svar citerar jag.

4.3. Beskrivning av skolan och de intervjuade lärarna

Alla intervjuade lärare jobbar på samma gymnasieskola. De tillhör även samma arbetslag och tillhör el och energiprogram med datorstöd. När jag sökte skolor och lärare som jag skulle intervjua var det svårt att hitta så många lärare i teknikorienterade ämnen på en plats. Skolan från min VFU ansågs som mest lämplig. De har arbetat inom skolan mellan 6-20 år. Gymnasiet utbildar tekniker som i årskurs tre gör sina yrkesval. De kan vara servicetekniker,

signaltekniker, Web-utvecklare etc. Skolan erbjuder med utökat antal lektioner i matematik även högskoleförberedande program. Skolan har starka förbindelser med näringsliv. I årskurs 2 och 3 går eleverna på praktik i en hel månad och som tillägg till det i år 3 går de på praktik en dag i veckan under hela läsåret

I tabellen(2) presenteras data om intervjuade lärare där finns deras kön, bakgrund, erfarenhet i undervisningen och ämnen som de undervisar. Bakgrund, erfarenhet och vilka ämnen de undervisar kan påverka deras arbetssätt det vill säga deras syn på laborativ undervisning. Tabell 2. Lärarnas data.

Namn Kön Bakgrund Erfarenhet

inom yrket

Ämne

L1 Man El-ingenjör; Har jobbat i näringslivet; har sedan utbildats till lärare

10 år elektroteknik, elektromekanik, mekatronik, webbutveckling

L2 Man Automationsingenjör; Har jobbat i näringslivet; har sedan utbildats till lärare

20 år energiteknik 1 och 2, programering1 och 2, elektronik

L3 Man It-ingenjör; Utbildats till lärare 6 år nätverksteknik, datorteknik, nätverksteknologi,

installationsteknik

4.3 Validitet och reliabilitet

Ifrågasättandet om något är giltigt om en sanning hos en yttrande kallas för validitet (Kvale, 1997). Att validera en undersökning betyder att kritisk analysera den för att kontrollera resultatens trovärdighet och tillförlitlighet. Det innebär att validitet är ett mått på

undersökningens giltighet. Kvale (1997) föredrar ett större antal intervjuer som ger en mer utförligt bild av det som man vill undersöka. Det leder till en ökad mätnoggrannhet eller reliabilitet. Jag skulle gärna genomföra fler intervjuer i flera olika skolor för att öka reliabiliteten i min studie men ”Teknik” som ett ämne är litet i omfattning i vanliga

gymnasieskolor förutom i tekniska eller yrkesinriktade gymnasier. När jag ringde rektorer i olika gymnasiet kunde de anvisa mig ofta till bara en lärare som undervisar teknik inom teknikprogrammet eller liknande. Det var svårt att anpassa tid och plats för både mig och de enskilda lärarna så jag valde gymnasiet och personalen där jag utförde min VFU.

Nackdelen med urvalet är att lärarna arbetar på̊ samma skola och känner varandra, vilket eventuellt kunde ha påverkat att deras arbetssätt blivit något likartat och att de var tvungna att anpassa sin undervisning till varandra. Syftet med arbetet avslöjades i förväg men det bör inte ha påverkat validiteten av undersökningen. Det gjorde att svaren var delvis genomtänkta vilka kan betraktas som tillförlitliga och valida. Jag visste i förväg på vilket sätt lärarna genomför laborationer men inte deras syn på laborationer. Att de kände mig innan borde leda till att undersökningen skulle vara mera öppet. Att undersökningen har gjorts på ett tillförlitligt och valid sätt talar om att lärarna fick olika följdfrågor beroende på vilka aspekter av laborationer lyfte de upp.

5. Resultat

Läraren 1 (L1)

Utan laborativt arbete skulle han inte tänka sig att undervisningen är möjligt. Även tillägger han att det inte är alla som kan forma abstrakta tankar i huvudet på samma nivå och som hjälp till detta ser han som komplement att de gör samma sak med händerna. Elevernas

problemlösningsförmåga med laborationer ökar avsevärt. I ämnen som han undervisar måste eleverna arbeta laborativt eftersom de kunskaperna som de skaffar när de räknar bekräftar de i laboration samtidigt eller i ett senare skede.

”Så syfte med laborationer är att de får bättre förståelse och att kunskaperna bli kvar. Med de kunskaperna skaffar de sig en bra grund för andra ämnen som de kommer att läsa längre fram. Jag går genom teori först”.

Det är viktigt att eleverna är grundläggande förberedda för konkret laboration. De ska inte behöva göra allting i sina tankar. Eleverna ska faktisk prova göra på riktigt och se även

undkommer eleverna med laborationer sterila teoretiska miljö. Med laboration ska eleverna se att det finns en koppling mellan teori och praktik. Världen är inte perfekt och det finns små variationer i laboratorieresultat som inte stämmer helt med beräkningar. T.ex. när man mäter på el-värden så får man aldrig exakt 3 volt. Man kan få 3,07 Volt eller 2,98 Volt o.s.v. så

avvikelser finns alltid. I laborationer i elteknik handlar det också att lära sig att tolka och anta vad som är acceptabla avvikelser. För att reflektera över uppmätt och beräknad resultat krävs tid. Kanske förstår inte eleverna sambandet direkt men kombination av räkningsuppgifter och laboration ger dem den möjligheten. Enbart teori glömmer man fort särskilt om man inte förstår. Poängen med ämnena som han undervisar är att de ska förstå. Även att de ska kunna hantera utrustning, kunna programmera, installera, hitta fel och åtgärda den.

Det andra är att allting som de gör nu är utan att koppla in det. Nu är det ofarligt. Först när eleverna klarar prov om el-säkerhet börjar det alvar. Just i början använder de multimetrar för att de ska göra fejk-tester. Syfte med laborationer i elektroteknik, elektromekanik och

mekatronik just nu är att eleverna ska göra egna kretsar, kolla avvikelser, undersöka att mekaniska funktioner fungerar etc.

När de kommer igång på riktigt ska de inse var ska de lägga energi och var ska de vara noga. När de lär sig grunderna och kommit över det ska de börja resonera ”Det här är jag bra på, hur kan jag göra det här bättre” och ”Vad som är tillräckligt bra”. Om ett arbete tar för eleven 10

timmar att utföra och andra gör det på 2 timmar hur kan han komma dit och göra det på 2 timmar och samtidigt göra jobbet säkert enligt föreskrifterna.

När de gör det på riktigt har eleverna ingen att fråga. Då måste de göra bedömningen själva. ”Med laborationer försöker jag närma verkligheten till eleverna så mycket som möjligt”. Med laborationer skall de lära sig grunderna. Lärares jobb är att se att de utför saker säkert. Man blir aldrig säker när man gör saker första gången och då gör man misstag. I kontrollerade former ska de göra misstag och lära sig av dem. De ska tycka att det är roligt. Viktigt är även

effektivitet. Första gången ställer han inte krav på tid. Fördel med laborativ undervisning är att elevernas lust ökar genom att uppläggning och utformning av lektion varierar. Det bidrar att laborationer påverkar eleverna generellt. Eleverna börjar ställa frågor och vill genomföra laborationer även i andra ämnen. Den specifika påverkan med laborationer ser han i t.ex. att alla stickkontakter eller strömbrytare inte ser alla lika ut i verkligheten. I scheman betecknas de ofta med samma symbol. Kopplingen mellan schematiska ritningen och det som ser ut i

verkligheten bli väldigt svårt att uppfatta i början. Ritningen är princip skiss och kopplingen mellan verkligheten och skissen enligt läraren är det som eleverna med tiden lär sig och som kommer att bli väldigt viktigt senare. Laboration är bra tillfälle att bedöma elevens

kunskapsnivå och bekräfta resultat som eleven får på prov. Eleverna som är bra på laborationer är bra på prov i flesta av fallen. Han får bättre kontakt med eleverna under laborationer. Han demonstrerar exempelvis när han visar en kontakt, en transformator eller liknande och skickar runt. Bara när han har ont om tid gör han laborativt demonstration eller laboration med en frihetsgrad. Men att genomföra laborativt arbete på ett undersökande arbetssätt känns

meningsfullt. I fortsättningen ser man så småningom nytta och resultat av på det sättet upplagda laborationer.

Läraren 2 (L2)

Med sin långa erfarenhet som lärare kan L2 inte tänka sig undervisning i något ämne som han undervisar utan laborativt arbete. Att se samband och förstå innehållet av lärostoffet är

laborationens viktigaste roll. Han betonar att växling mellan att bara sitta, lyssna, skriva med penna och göra någonting med händerna skapar variation och ökar elevernas intresse. Många elever tycker om det och tycker att det är roligt att göra någonting själv. Det är viktigt att eleverna vet vad de gör och varför de gör det. Ibland lägger han någon roligt teknisk lösning som ser ut som en lek för att laboration inte blir alldeles enformigt. L2 tycker att läraren bör informera eleverna i förväg vad laboration handlar om för att inte bli allt ”upp och ner”. Väl

förberedd och underbyggd laboration gör stor nytta betonar han. Finns elever som bara vill göra bra ifrån sig på prov och sedan glömma det. På det sättet tycker han att eleverna skaffar sig kunskaper snabbt men också glömmer snabbt.

Han tar ett exempel. Skolan saknar verktyg att skarva en ny typ av kabel för datatrafiken som heter optofiber men när klassen var på en studieresa i Småland där optofiber tillverkas fick alla elever skarva och koppla den. Då såg eleverna verklighet och var jordnära. Lärarens intryck var att utan den biten av praktiskt arbete skulle eleverna inte kunna bilda uppfattning om optofiber och vilka är fördelar och brister hos den.

”När man ska lära sig något nytt kan man göra analogi som när man tittar uppifrån på en stad och dess infrastruktur. Varför behovs den där? Varför så nära? Då ser man samband. Läraren ska undvika att eleverna lär sig

punktkunskap. De frågar ibland: ”Varför ska jag lära mig det”? ”Allt finns redan på google”! Men var är sambanden? Helst ska man ställa en hypotes. Kan man det och är det möjligt? Utifrån detta söka sedan svar. Senare vill man veta om det funkar eller inte. Om det funkar så är nästa fråga: Varför funkar det eller varför funkar det inte?

Det är viktigt att reflektera över resultatet. Om han repeterar en teknisk lösning många gånger under en teoretisk genomgång och efter liten stund ställer frågan om den är det få som svarar. Däremot efter en laboration fastnar det hos eleverna när de gör och ser det själva. Det tar längre tid att utföra laborationer på ett undersökande arbetssätt men väl förberedd och underbyggd laboration minskar avsevärt denna tid. Då har eleverna tillräckligt med tid att reflektera över resultat. Han kan höra en massa olika förslag av eleverna. Då ber han eleverna prova sina förslag och kolla vart det leder. Ibland håller de på i en halv timme och upptäcker att det inte är bra väg. Då upptäcker de varför bli det fel och hur ska de göra det istället. Han tycker att under laborationer lär eleverna sig att samarbeta och lär sig att nå mål tillsammans. De frågar

varandra ”Hur ska det gå till?” och ”Kan du visa mig det här?”. Med laborationerna bli eleverna mycket mer aktiva. Även lär de sig att hantera instrument och utrustning.

Läraren 3 (L3)

Viktigaste syfte med laboration är att väcka elevernas intresse. Han tycker att laborationer ger eleverna mycket. I början kan eleverna känna teoretiska genomgångar som någonting

främmande. Då har han svårt att fånga deras intresse. Många av eleverna stöter på de sakerna första gången. För dem blir begreppen väldigt abstrakta i början men med laborativt arbete som komplement blir de inkörda med tiden. Stor del av elevernas förståelse av hans kurser kommer

ifrån att de fick prova sig rent laborativt i senare skede. Han lägger upp laborationer på nätverk så att eleverna själva tittar vad laboration kommer att handla om och hur den kommer att genomföras. Han undviker att svara direkt på deras frågor utan ger dem ledtrådar hur de ska fortsätta vidare.

Han säger: ”För mig som lärare är den bästa belöningen när elever som är skoltrötta och dittills var ointresserade börjar intressera sig för ämne”. Han upplever att laborativt arbete är bästa och enda verktyg för att uppfylla den uppgiften.

För hans del är det mindre problem med att eleverna ligger kunskapsmässigt på olika nivåer. När det gäller exempelvis ämnen nätverksteknik (servrar) är det väldigt få som haft tidigare kontakt med det. Problemet är att eleverna ligger kunskapsmässigt på olika nivåer när det gäller matematik. Kunskaper i engelska som de har med sig från grundskolan ofta är tillräckliga. Så elevernas kunskapsmässiga förskjutningar efter avslutade kurser ligger framförallt i att de tar information olika snabbt (inklusive olika nivåer i matematik kunskaper) och arbetar med högre eller lägre intensitet enligt honom.

Han utnyttjar varje tillfälle att ge eleverna möjligheten att de själva planerar och lägger upp sina laborationer och börjar utföra de på ett undersökande arbetssätt. Det händer till en del men inte ofta. Elever kommer med många bra idéer när det gäller att göra öppna laborationer med minst två frihetsgrader. De idéerna är oftast alltför långa, kräver flera veckors laborativt arbete, ofta bara till en viss del kopplade till kursen och hamnar utanför mål för berörda ämnet.

Kursomfånget för vissa ämnen kan ibland bli för stora. Förutom tidsbrist är det mål med kursen som styr laborationer och han bli rädd att de typerna av laborationer hamnar utanför kursramar. Brist på laborativ utrustning kan ibland ställa till problem.

Läraren 4 (L4)

Han tycker att flesta laborationer har till syfte att belysa någonting man har gått genom

teoretisk att förstå kunskaperna att de bli långvariga. Om laborativt arbete hänger helt fritt utan att vara anknuten till teorin på något sätt har eleverna ingen nytta av det.

När kunskaperna bli långvariga innebär det att man har förstått dem. Kombination av teori och praktik är det enda sättet att förmedla kunskap. När lärare gör grupper i laborativt arbete måste han vara försiktig och taktisk. t.ex. att inte ta två kamrater tillsammans. De kan bli båda duktiga eller båda ointresserade.

”En del vågar inte göra själv. En del är rädda att göra fel. Med lärares erfarenhet

kommer också rutin. Man gör inte rätt i första åren som lärare men ju längre man arbetar så tycker man att man gör allt mindre misstag”.

Tycker eleverna att det är kul och att de har grundläggande förståelse för det de gör så

självklart att deras intresse ökar. Öppna laborationer genomför han gärna men för det ska inte finnas någon tidspress. Men även tillägger han om han bli försenad p.g.a. utdragen öppen laboration i ett kapitel kommer det att drabba undervisningsplanering i nästa kapitel. Han tycker att med en bra planerat och genomtänkt laboration hinner man göra mycket. Men även mycket annat måste stämma. En del av eleverna vill prestera bättre på prov, vill hävda sig och ibland bli de hinder vid genomföranden av sådana laborationer. Man får intryck att de vill lära sig så mycket fakta som möjligt och det kan drabba övriga i klassen.

Exempelvis om små barn råkar sätta en prisma framför en ljusstråle och upptäcker att det kommer på andra sidan olika färger upp då kommer frågan direkt ”varför är det så här?” Intresset börjar växa. I öppna laborationer blir en del av elever rädda att inte göra misstag, att inte säga något dumt. De saknar säkerhet och läraren måste uppmuntra dem att arbeta. Även tycker han att lärarna kan plocka elevernas frågeställningar. En del kan vara absurda.

”Vetenskapen drivs av udda och hypotetiska frågeställningar. Olika begrepp får man som lärare plocka in och rätta till i efter hand så att språket bli korrekt”

5.1 Resultatanalys

Lärarna rangordnar inte vilka aspekter är de viktigaste. Kognitiva aspekterna (ökad förståelse och problemlösningsförmåga) och affektiva aspekterna (intresse och entusiasm) hänger tät ihop och har samma betydelse för L1, L2 och L4. För L3 är affektiva aspekterna med laborationer de som han lyfter upp. Alla lärare i studien utrycker att det är viktigt att läraren tar upp resultatet av laborationen på lektionen efter för att med återkopplingen befästa så mycket som möjligt av laborationen. Samtliga hävdar att eleverna måste vara i viss omfattning teoretisk förberedda innan laborationens början. Medan för L3 är intresse hos eleverna det viktigaste som man åstadkommer med laborationer och menar att med intresse växer förståelse. Han betonar att eleverna är olika och resonerar snabbare eller långsammare. Även tycker han att teori kan förbli något helt främmande som glöms väldigt snabbt om i bilden inte kommer laborationer. Lärare L2 utrycker att det är väldigt viktigt att eleverna ska trivas i labben och ska ha roligt så han använder laborationer som har något extra roligt moment i sig för att väcka elevernas intresse och nyfikenhet. L1 nämner inte hantering av laborativ utrustning för att eleverna kommer att hantera det så småningom i verkligheten. Han utrycker sig att eleverna ska få rutin genom att göra misstag under lärares uppsikt. Han som L2 betonar att laborationer ger utökad

variation i undervisningen som de ser som viktigt. Påverkan på eleverna bli inte bara specifik utan också generellt. Eftersom samtliga lärare undervisar samma klass i minst två ämnen säger de att efter att laborationer genomförs i ett ämne vill eleverna ha laboration även i andra ämne som läraren undervisar. L1 påpekar att laborationerna som en obligatorisk del av

undervisningen kan ge väldigt stabil grund och utan dem skulle han inte kunna förmedla innehåll i undervisningen.

L1 och L2 ser ingen mening med bara demonstration för att det glöms bort precis som när man undervisar bara torr teori. Samtliga lärare tycker att eleverna måste bli väl förberedda teoretisk annars kommer laborationer att kännas meningslösa och lägger till att luckan mellan befintliga kunskaper och de kunskaper som de under konkreta laborationen ska bygga upp, får inte vara för stor. L1, L2 och L3 lyfter upp att lust och entusiasm hos eleverna ökar med laborativt arbete. Som en nackdel med öppna laborationer anser L4 att elevernas självförtroende kan minska och han menar att elever kan bli väldigt osäkra på vad de ska göra, möjligen med rädslan av att de ska göra fel. I intervjuerna ser vi att L4 lyfter upp som det viktigaste att

laboration hjälper elever att länka teori och praktik. För det har man förståelse eftersom bara L4 undervisar i naturvetenskapligt ämne (Fysik). Fysik är ett ämne som är ganska abstrakt och i fysikundervisningen som i verkligheten finns tidlig skiljelinje mellan teori och praktik. Övriga lärare undervisar i teknikorienterade ämnen där en rätt genomförd och avslutat uppgift visas direkt på datorskärmen, displayen eller att maskinen eller kretsen fungerar. De andra betonade att teori och praktik måste hänga ihop men inte i samma utsträckning som L4. Han tog det som det viktigaste bidraget som laborationer ger och bara han undervisar i ett naturvetenskapligt ämne.

Ämnena som L3 undervisar är datorinriktade och av ämnets natur framgår att teoridelen tar väldigt litet utrymme. Det mesta av uppgifterna som eleverna gör visas direkt på skärmen. Han tycker att det är väldigt viktigt att inte ge eleverna direkta svar när de hamnar i svårigheter utan ge dem en ledtråd som svar på deras fråga. Med uppdelningen av undervisningstiden i

lektionstid och laborations tid har förutom L4 andra lärare inte klagat. Det kanske kommer ifrån att L1, L2, L3 lärare undervisar i tekniska ämnen där de har mer frihet att della upp sina lektioner. L2 och L4 klagar på eleverna som vill hävda sig genom att vara bättre på prov än övriga i klassen. Enligt dem tenderar de eleverna att lära sig bara fakta och försumma att se sambanden i lärlingen.

Att bara demonstrera någonting är ibland oundvikligt men med öppna laborationer lär de sig mycket av sina misstag. Samtliga lärare är positivt inställda till att eleverna genomför sina laborationer på ett undersökande arbetssätt men samtidigt betonar de att de styrs framförallt av

tiden, sedan av styrdokumenten det vill säga kursens mål, platsen etc. Särskilt L1och L2 är positiva till att eleverna fritt provar sig fram och lär sig av sina misstag och de ser det som en utmaning. L2 som har lång erfarenhet i både skolan och näringsliv lyfte själv upp vikten om undersökande laboration (utan att han viste att det skulle komma en fråga om det) redan i början av intervjun samtidigt som han betonade att sådana typer av laborationer måste vara väl förberedda. L4 tyckte att öppna laborationer har många fördelar men han var minst entusiastisk när det var fråga om att andel av de typerna av laborationer skulle åka.

Man kan söka svar genom att det är endast han som undervisar i ett naturvetenskapligt ämne (Fysik). Det finns skiljelinjer att naturvetenskap är mera abstrakt än teknologi. Resultat av tekniska lösningar ser vi omedelbart efter att vi har praktiskt förverkligat lösningen medan med naturvetenskap måste man reflektera mer över resultat.

5.2 Diskussion av resultat

Som viktigaste med laborationer anser alla lärare är dess oersättliga bidrag till ökad förståelse. Att laborationer bidrar till förståelse och ger möjlighet för eleverna att öka sin kunskap är det viktigt skriver Hofstein och Lunetta (2003). Man kan också tillägga att om man vill att

laborationer ska bli meningsfulla måste elever bygga sitt lärande på̊ en kunskapsgrund som de redan har, och luckan mellan befintliga kunskaper och de kunskaper som de för tillfället ska bygga upp, får inte vara för stor.

För det andra viktigaste enligt lärarna är bidrag som laborationer ger att den ökar intresse hos eleverna för teknik och naturvetenskap. Laborationer hjälper genom att den skapar variation i undervisningen som gör att ämnet bli roligare och intressantare. Laborationer bidrar till att hålla elevernas uppmärksamhet och intresse vid liv. Detta är enligt Dewey en anledning till att

eleverna ska laborera ofta. Lärarna genom sin erfarenhet utrycker att eleverna gillar att göra experiment och är nyfikna över vad som ska hända när de praktiskt gör saker. Att elever har roligt innebär att intresset hålls uppe och eleven tar till sig ny kunskap lättare (Dimenäs & Sträng Haraldsson, 1996).

För det tredje som lärarna lyfter upp är social betydelse som laborationer har på eleverna. Under laborationer hjälper eleverna varandra, kontrollerar varandras resultat och på det sättet bygger upp sina relationer. Det kan relateras till Dewey`s slutsats som säger att om vi skulle introducera praktisk handling, tillverkning och konstruktion i skolarbetet skulle vi märka att

eleverna blir mer engagerade i allt, också i det intellektuella och kulturella. Samtliga intervjuade lärare betonade vikten av den sociala biten för elevernas inlärning och roll i samhället. Under laborationer lär sig eleverna att samarbeta. Lärarna bygger relationer med eleverna snabbare under laborationer och på ett annat sätt än vid teoretisk undervisning. Lärarna säger även att de får klarare bild av hur mycket eleverna kan och förstår. Samtliga anser att laborationer underlättar bedömning.

För det fjärde påpekar lärarna att laborationer har betydelse för eleverna genom att elever lär sig använda laborativ utrustning och instrument. Laborationer kan ha olika syfte enligt Högström (2009) som beror på vad lärare vill utveckla. Läraren kan med sin utformning av laborationer öva elevernas praktiska färdigheter eller stimulera tänkandet. Intervjuade lärarna nämnde också att laborationer hjälper eleverna att skaffa rutin det vill säga att arbetet utförs snabbare som bli så småningom ett av kraven som arbetsgivare ställer. När eleverna bli

rutinerade med utrustningen utför de laborationer snabbare som leder till att det bli tid över för reflektion etc. Med den snabba tekniska utvecklingen kan man med laborationer uppdatera elevernas kunskaper om nya tekniska lösningar och uppfinningar. Vi måste påpeka också att undervisning med hjälp av laborativt arbete förändras med tiden. Utrustningen blir mer avancerad, nya fenomen upptäcks, tolkningar förändras (Högström, 2009).

När det gäller öppna laborationer är lärarna positivt inställda. Alla tycker att de är mycket givande. De säger att eleverna måste tänka analytisk och kritiskt när de genomför öppna laborationer. Intervjuade lärarna upplever liknande som upplevde Dewey när han sluter att eleven lär sig bäst genom att hon provar olika lösningar på problemet det vill säga provar hypotesen genom faktiska handlingar. Alla är eniga att de typerna av laborationer är

tidskrävande och lämnar lite utrymme för reflektion. Reflektion över laboration är viktigt enligt lärarna samt anger de att de har lite tid över för att resonera med eleverna. Detsamma uttryckte lärarna som Högström (2009) intervjuade i sina studier. Samtidigt uttrycker de att öppna laborationer gör att kunskaper blir djupare och därmed krävs mindre tid för reflektion. Öppna laborationer kan påverka elevernas självförtroende negativt och kan göra osäkra elever ännu mer osäkra. I de situationerna blir lärarens roll väldigt viktigt genom att upptäcka osäkra elever och stimulera de på ett rätt sätt.

Demonstrationer använde intervjuade lärarna som en arbetsform i sin undervisning. När läraren gör experimentet själv eller visar exempelvis ett instrument runt i klassen går det snabbt och därmed blir det mycket tid över på lektionen för genomgång och diskussion. Demonstrationer

som en del av undervisningen inom naturvetenskapen stöds av Dimenäs och Sträng Haroldson (1996). De tycker att det finns många positiva aspekter för elevernas lärande när lärarna

inkluderar demonstrationer i sina lektioner. Lärarna är positiva till demonstrationer och påpekar att även de närmar det abstrakta till eleverna. Samtidigt betonar de att demonstrationer inte kan ersätta öppna laborationer. De kan tillämpas när det uppstår materialbrist eller tidsbrist. Lärarna utesluter undervisning med enbart torr teori. Enligt lärarna är problem med demonstrationer att eleverna inte bli aktiva och att det kan bli svårt att fånga deras koncentration under längre tid. Det kan vi relatera till Dewey`s slutsats att endast aktivitet kan vara ledande metodisk princip.

6. Slutsats och diskussion

Slutsats från mitt arbete och tidigare forskning är att laborativt arbete i skolan inom tekniska och naturvetenskapliga ämnen ökar förståelse och väcker intresse hos elever. Genom att

kunskap hos medborgarna i de områdena växer bidrar den till att även demokrati och ekonomi i samhället utvecklas (Sjöberg, 2000).

Rapporten från Skolverket (2014) säger att PISA-s undersökning bedömer elevernas förmåga att sätta kunskaper i ett sammanhang, kunna förstå processer, samband etc. Laborativt arbete särskilt om den utformas på ett undersökande sätt kan bidra till att kognitiv förmåga och kunskaps nivå hos svenska elever inom naturvetenskap i framtiden bli bättre.

Aktivering av elever är det stora bidraget som laborationer ger. Dewey sluter att enbart en aktiv elev kan utvecklas i skolan. Elevernas aktivering innebär även att fler synen kopplas in.

Dimenäs och Haraldson(1996) har i sin forskning kommit fram till slutsatsen att desto fler synen som är kopplade desto lättare sker registrering till eleven.

Ramfaktorer som organisation av undervisningen i teknikorienterade ämnen stöter på är många. Yttre ramar i form av lektionstid, läromedel, lokaler för laborationer samt krav på betygsättning är några sådana ram faktorer. Enligt Sjöberg (2000) är teknologis särart processorienterad. Detta innebär att eleven i sitt arbete med lärostoffet ska gå tillväga på samma sätt som forskaren i sitt laboratorium det vill säga utföra arbetet på ett undersökande arbetssätt. Liknande rekommenderas av SOU (1981:96). Denna form av laborativt arbete är framförallt mer tidskrävande och kräver att kursomfånget måste beskäras. Det kräver att lärare kan bra sitt ämne och på ett diskret sätt häva fram viktig kunskap. Vad som är den viktiga kunskapen kan vara individuellt från lärare till lärare men om lärarna kan sitt ämne kommer de snabbt överens vad som är viktigt och oviktigt och vad som eleverna kommer att behöva senare. I studien insåg vi att lärare som är längre i yrket och har längre arbetserfarenhet kunde lyfta upp fördelar med undersökande arbetssätt i laborativt arbete. De poängterade att en sådan form av laboration är mycket nyttigt och att den är genomförbar med tilldelad lektionstid men kräver att den typen laborationen måste vara väl förberedd och väl underbyggt. Ibland strävar läromedlen att presentera så mycket av det traditionella lärostoffet som möjligt. Därför borde stoffen beskäras i förhållande vad läromedlen innehåller. Vid genomförande av laborationer på ett undersökande arbetssätt måste främjas ”djup” på bekostnad av ”bredd”. Det

kan innebära att ökning av antal undersökande eller öppna laborationer kräver att kursomfånget minskar.

Ambitiösa elever vill på andra sidan lära sig så mycket som möjligt av kursens innehåll. Dessutom vill de klara skriftliga prov med höga betyg och visa sina merkunskaper. Målet som styr ambitiösa elever är att de vill klara nästa provtillfälle så bra som möjligt. För att bemöta de kraven av sådana elever kan lärare sammanställa ett prov med hög kognitiv nivå eller olika former av projekt arbete.

7. Konsekvenser för min yrkesroll

För att eleverna ska börja intressera sig för teknik och öka sin kognitiva förmåga har läraren en central roll. Teknik är tillämpad naturvetenskap och i båda fallen används matematik som verktyg. För mig som teknik lärare och även för lärarna i matematik, naturvetenskap etc. ligger stort ansvar det vill säga om vi i de ämnena lyckas kommunicera denna konstruktivistiska syn till eleverna öppnar sig olika möjligheter. De kan då uppleva skolkursernas teorier som tankeverktyg, vilka de provar att göra till sina egna genom att försöka använda dem genom bland annat laborationer. På det sättet kan jag som lärare göra världen mer begriplig för eleverna.

Med hjälp av väl planerade laborationer kan läraren aktivera, entusiasmera och förändra attityd hos eleverna. Istället för att vänta in elevernas mognad kan jag som lärare med hjälp av

laborativt arbete sätta fart på deras utveckling genom att med alla krafter dra in eleven i lärandet i den nära utvecklingszonen.

8. Referenser

Dysthe, Olga (1996). Det flerstämmiga klassrummet: att skriva och samtala för att lära. Lund: Studentlitteratur

John Dewey (1995). Individ, skola och samhälle. Lund: Natur och kultur.

John Dewey (1991). How we think, great books in philosophy. Buffalo, New York: Prometheus Books.

John Dewey (1959).Democracy and education. Itroduction to the philosophy of edukation. New York: The Macmilan Company.

SOU 1981:96. Ett principbetänkande av gymnasieutredningen: En reformerad gymnasieskola. Kungälv: Gotab.

Patel, Runa & Davidsson, Bo (2003). Forskningsmetodikens grunder: att planera, genomföra och rapportera en undersökning. Lund: Studentlitteratur.

Dimenäs, Jörgen & Sträng Haraldsson, Monica (1996). Undervisning i naturvetenskap. Lund: Studentlitteratur.

Lindqvist, Gunilla (1999). Vygotskij och skolan. Lund: Studentlitertur.

Hofstein, Avi & Lunetta,Vincent (2003). “The Laboratory in Science Education: Foundations for the Twenty-First Century”, Science education, 88 (1): 28-54.

Högström, Per (2009). Laborativt arbete i grundskolans senare år: Lärares mål och hur de implementeras. Doktorsavhandling, Umeå̊: Umeå Universitet.

Gunnarsson, G. (2008). Den laborativa klassrumsverksamhetens interaktioner. Norrköping: Department of Social and Welfare Studies, Linköping University.

Sjøberg, Svein (2000). Naturvetenskap som allmänbildning: en kritisk ämnesdidaktik. Lund: Studentlitteratur.

Andersson, Björn (2011). Att utveckla undervisning i naturvetenskap-kunskapsbygge med hjälp av ämnesdidaktik. Lund: Studentlitteratur

Kvale, Steinar (1997). Den kvalitativa forskningsintervjun. Lund: Studentlitteratur.

SKOLFS 211:144, (2011). Skolverkets föreskrifter. Förordning om läroplan för