Program för lärare/förskollärare

Tett på naturfag i klasserommet – resultater fra en videostudie

Hva kjennetegner naturfagundervisning med god kvalitet? Videostudien LISSI (Linking Instruction in Science and Student Impact) supplerer eksisterende studier av naturfagundervisning ved å gi rike beskrivelser av undervisningspraksiser med en spesiell fokus på utforskende og praktiske arbeidsmåter. Studien har observert hva som virkelig skjer i naturfagundervisningen i 20 norske klasserom på barne- og ungdomstrinnet.

Marianne Ødegaard er professor i naturfagdidaktikk på Institutt for lærerutdanning og skoleforskning ved Universitetet i Oslo. Hun har ledet flere videoprosjekter om naturfag og utforsking (Explora, Forskerføtter og leserøtter og LISSI), og ledet en forskergruppe om bærekraft og utdanning. Hun er interessert i naturfag i sosiovitenskapelige og tverrfaglige sammenhenger.

Föreläsare

• Jonna Larsson, fil.dr, IPKL, Göteborgs Universitet
• Anna Backman, fil.lic, CUL-doktorand LIR, Göteborgs Universitet
• Agneta Pihl, fil.lic, CUL-doktorand IPKL, Göteborgs Universitet
• Pia Williams, professor IPKL, Göteborgs Universitet

Abstrakt

Detta samverkansprojekt har utvecklat en modell för undersökande läsaktiviteter i förskola och F-1 för att fördjupa barns meningsskapande om naturvetenskapliga innehåll i bilderböcker. Utifrån barns perspektiv och ett barnperspektiv på fysikaliska fenomen och kemiska processer i bilderböcker har den målinriktade undervisningen innefattat högläsning, samtal och lekbaserat undersökande om naturvetenskap.

Syftet med detta paper är beskriva hur projektet undersökande läsaktiviteter om naturvetenskap har bidragit till att skapa förutsättningar för barn och elever att utveckla förståelse för fysikaliska fenomen och kemiska processer.

Teoretiskt antar projektet ett kulturhistoriskt perspektiv, där förskolan, förskoleklassen och skolan framträder som kulturella praktiker. Barns lärande och utveckling förstås som processer av förändrat deltagande i de sammanhang som barn ingår i. Metodologiskt tar studien utgångspunkt i ett utvecklingspedagogiskt ramverk där barnperspektiv och barns perspektiv är centralt.

Studiens tentativa resultat visar att förskollärare och lärare har utvecklat en mer differentierad bild av barns kunskaper. De undersökande läsaktiviteterna har bidragit till förändringar i såväl barns agerande som kommunicerande om naturvetenskapliga innehåll. Vidare framstår designen av de undersökande läsaktiviteterna samt studiens explicita fokus på naturvetenskapliga fenomen, i både bilderböcker och i vardagen, som bidragande till att barn blir mer delaktiga i undervisningen.

Projektet har inneburit att förskollärare och lärare har utvecklat sin kompetens gällande att närma sig barns perspektiv i planering och genomförande av undervisning med fokus på naturvetenskapliga fenomen. Vidare har de identifierat att innehållets ’vad och varför’ påverkar ’hur’ läsaktiviteter och utforskande kan genomföras tillsammans med barn.

Föreläsare

• Bodil Sundberg, Örebro Universitet
• Marianne Skoog, Örebro Universitet

Abstrakt

På lågstadiet är det vanligt att elever ritar i samband med NO-lektioner. Samtidigt finns det få studier som fokuserat på hur lärare kan stötta elevers ämnesspecifika ritande.

Presentationen beskriver en studie där lärare och forskare tillsammans utformat NO-undervisning i årskurs 2 med uttalad ambition att stötta eleverna i att rita det naturvetenskapliga fenomen som var i fokus. Empirin består av 32 elevers teckningar av vattnets faser och kretslopp, samt videoinspelningar av sex “stimulated recall”-intervjuer med elev-par. Intervjuerna genomfördes sex månader efter interventionen och elevernas teckningar, modeller av vattenmolekyler och en flaska vatten användes som recall-material. Elevernas beskrivningar av vatten analyserades dels ur ett ämnesmässigt perspektiv, dels med utgångspunkt i socialsemiotisk och multimodal teori. Följande frågor var vägledande för analyserna: Hur rör sig elevernas beskrivningar av vatten mellan a) vardagliga/personliga och vetenskapliga representationer b) mikro- och makronivå? Hur bidrar de tillgängliga semiotiska resurserna till elevernas meningsskapande? Vilket ”multimodalt semiotiskt arbete” gör eleverna tillsammans när de kommunicerar om sina teckningar?

Analyserna visar att samtliga elever har skapat teckningar där de med text och bild beskriver personliga och vardagliga erfarenheter av vatten i kombination med vetenskapliga beskrivningar på både mikro- och makronivå. Under intervjuerna interagerar eleverna i varierande grad med sina teckningar och varandra. I de fall eleverna interagerar med teckningar, varandra och forskarna bearbetas och omgestaltas informationen och det ämnesmässiga innehållet fördjupas. Resultaten exemplifierar hur elever, med stöd av varandra och med vuxna kan använda sina teckningar som utgångspunkt för att skapa ny mening om ett naturvetenskapligt fenomen. 

Föreläsare

Johanna Andersson Linköpings universitet

Sofie Areljung, Umeå universitet

Abstrakt

Naturvetenskapsundervisning för yngre elever fokuserar vanligtvis på konkreta ämnesinnehåll. När det gäller magnetism handlar undervisningen till exempel ofta om huruvida olika föremål eller material är magnetiska eller inte. Denna studie fokuserar på elevers upplevelser av de osynliga och abstrakta aspekterna av magnetism. Studien bygger på empiri från två klassrum (årskurs 1) där eleverna fick i uppgift att först pröva och beskriva hur det känns att hålla två stavmagneter mot varandra och sedan att rita vad som händer mellan magneterna.

Följande forskningsfrågor fokuseras 1) Hur representerar elever vad som händer mellan magneter som attraherar och repellerar varandra? 2) Hur skapar eleverna mening med hjälp av olika modaliteter, i detta fall: ritande, kroppsspråk och tal?

Empirin består av elevteckningar samt videoinspelningar av lektioner (lärarnas introduktion, genomgång i halvklass, elevarbete i grupp) och gruppintervjuer med eleverna. Analysen gjordes i tre steg. Först genomfördes en innehållsanalys av elevernas teckningar. Därefter analyserades videodata utan ljud för att fokusera elevernas användande av kroppsspråk. Avslutningsvis studerades den verbala kommunikationen. De preliminära resultaten visar att: elevernas (tecknade) metaforer ofta har utgångspunkt i deras erfarenhetsvärld (“det känns som en bubbla”); att eleverna använder kroppsspråk för att lägga en tids-och rörelsedimension till, och på så vis levandegöra, de statiska teckningarna; samt att när eleverna beskriver sina upplevelser av att magneterna attraherar och repellerar uttrycker de ofta känslor såsom “det känns märkligt”, “jag blir rädd” och “det känns som de tycker om varandra”. Sammanfattningsvis förefaller multimodal undervisning erbjuda möjligheter för elever att hitta egna sätt att beskriva abstrakta och osynliga fenomen.

Föreläsare

Sara Brommesson, Högskolan Kristianstad

Abstrakt

Klimatförändringar, miljöproblem, global ojämlikhet samt utarmning av naturresurser är akuta och globala utmaningar. Kunskapen om åtgärder behövs i alla samhällssektorer, där utbildning – och särskilt naturvetenskaplig utbildning – har en avgörande roll i arbetet för en hållbar utveckling. Inom utbildning för hållbar utveckling är målet att förvärva de kunskaper, färdigheter, attityder och värderingar som krävs för att forma en hållbar framtid. Utbildningen ska ge möjlighet att fatta välgrundade beslut och göra ansvarsfulla handlingar för miljön, en fungerande ekonomi och ett rättvist samhälle.

Syftet med forskningsprojekt är att undersöka gymnasielärares didaktiska val i undervisning för hållbar utveckling. Genom fokusgruppsdiskussioner har naturkunskapslärares val av undervisningsmetoder, kunskapsinnehåll samt undervisade färdigheter undersökts.

Resultaten visar att naturkunskapslärares undervisningsinnehåll fokuseras kring utmaningar kopplade till individ, miljö och samhälle, med den europeiska livsstilen i centrum. Men undervisning om ekonomiska och globala utmaningar samt ojämlikheter kopplat till hållbar utveckling nämns sällan. Resultatet visar även att undervisningsmetoderna följer en pluralistisk tradition där lärarledd undervisning varvas av elevdiskussioner samt faktasökande och faktagranskande arbete, men där problemlösning samt motivation för och utförande av ansvarsfulla handling saknas.

Resultaten från projektet visar också att lärarnas didaktiska val innebär att eleverna får öva på att ta naturvetenskapligt genomtänkta beslut i vardagen och i samhället. För att utveckla elevernas problemlösningsförmåga, samt deras motivation för (och utförande av) ansvarsfulla handlingar för en hållbar utveckling, skulle det emellertid kräva delvis andra didaktiska val. Detta gäller även valet av kunskapsinnehåll, där andra didaktiska val skulle kunna tydliggöra utmaningar och relationer mellan miljö, samhälle, ekonomi, lokalt och globalt, nutid och framtid.

Föreläsare

Feyza Cilingir, Linköpings Universitet

Abstrakt

Inom ramen för detta forskningsprojekt studeras studiehandledning för nyanlända elever som påbörjat sin utbildning i Sverige. De flesta nyanlända elever hanterar språkliga utmaningar generellt och utmaningar specifikt kopplat till ett undervisningsämne och dess undervisningsspråk. För att möta dessa utmaningar kan nyanlända elever ges studiehandledningsstöd. Där har eleverna möjligheter att utveckla ämnesspecifik kunskap, i detta fall naturvenskap, genom att använda sitt förstaspråk i interaktion med sina studiehandledare. Att undersöka studiehandledningstillfällen bidrar till det naturvetenskapliga ämnesdidaktiska forskningsfältet genom att studera hur en flerspråkiga resurser användas i lärandet. Det finns en begränsad mängd forskning om studiehandledning och det finns ingen forskning som specifikt fokuserar på studiehandledning i naturvetenskap. Syftet med mitt forskningsprojekt är att ge insikt i studiehandledningspraktik i naturvetenskap genom att undersöka flerspråkiga interaktioner mellan turkisktalande nyanlända elever (årskurs 3 – 9) och deras studiehandledare i svenska skolor. Detta forskningsprojekt tar sin utgångsångpunkt inom det sociokulturella perspektivet där meningsskapande och scaffolding är centrala begrepp i analysen. Data har samlats in vid 14 studiehandledningstillfällen i geografiskt spridda skolor i 7 städer Sverige. Multimodalanalys genomfördes för att analysera interaktioner mellan nyanlända elever och deras studiehandledare. Resultaten visar att studiehandledare tillämpade scaffolding genom att använda; översättningar, omformuleringar och frågor i interaktioner för att stödja elevers meningsskapande processer. Vidare pekar även resultaten på en rad olika utmaningar som uppstår mellan studiehandlare och nyanlända elever när det gäller användningen av naturvetenskapliga begrepp på elevens förstaspråk.

Föreläsare

Jenny Olander, Kemilärarnas resurscentrum, Stockholms universitet

Cecilia Stenberg, Kungsholmens gymnasium och Stockholms musikgymnasium samt Kemilärarnas resurscentrum, Stockholms universitet

Sofie Stenlund, Kemilärarnas resurscentrum och Institutionen för ämnesdidaktik, Stockholms universitet

Maria Andrée, Institutionen för ämnesdidaktik, Stockholms universitet 

Abstrakt

Kemikalier spelar en viktig roll för kemiundervisning på alla utbildningsnivåer. Användningen av kemikalier kan dock fylla olika funktioner och de kan vara både föremål för och verktyg i undervisningen. I denna studie fokuseras lärares resonemang om användningen av kemikalier i sin undervisning – när och i vilka syften används kemikalier? Syftet är att synliggöra de didaktiska överväganden som lärare gör vid användning av kemikalier i kemiundervisningen. Ett motiv till detta är att synliggöra betydelsen av didaktiska överväganden i relation till säkerhetsmässiga. I studien intervjuas erfarna gymnasielärare i kemi i Sverige kring varför, när och hur de använder (eller inte använder) kemikalier, i synnerhet kemikalier som betecknas som farliga. Intervjuerna har analyserats med hjälp av kvalitativ innehållsanalys.

Resultaten visar att lärarnas didaktiska överväganden, när det gäller användningen av kemikalier, är komplexa och täcker många aspekter av undervisningen med avseende på: Elevers lärande, Lärarens perspektiv, Traditioner och Praktiska förutsättningar. Skillnaderna i de slutsatser som lärare formulerar, angående användning av farliga kemikalier, behöver inte ses som uttryck för bristande samstämmighet utan snarare som en konsekvens av att komplexa resonemang kan resultera i olika slutsatser. Detta beroende på hur de olika aspekterna vägs mot varandra i relation till en viss undervisningsverksamhet. Resultaten kan användas för att stödja lärares didaktiska analys vid planering av praktiskt arbete i kemiundervisningen, både inom lärarutbildning och lärarfortbildning.

Föreläsare

Per-Olof Wickman, Professor Emeritus, Stockholm Universitet.

Abstrakt

I mitt föredrag diskuterar jag hur didaktiska modeller kan användas i forskning för att utveckla undervisning och samtidigt didaktik som lärares professionsvetenskap. Som illustration ger jag exempel från vårt nuvarande forskningsprojekt ”Hur kan lärare i naturvetenskap för yngre åldrar ges möjligheter att bättre stödja elever från icke-akademiska bakgrunder med svenska som andraspråk?”. Projektet sker i samarbete med lärare och med skolprogrammet NTA.

Per-Olof Wickmans forskning omfattar utveckling av didaktiska modeller för lärares analys och design av sin undervisning. Han är speciellt intresserad av hur kommunikation kan organiseras i undervisningen för att stödja elevers lärande och intresse. Han studerar också förutsättningar för lärares professionella utveckling.

Föreläsare

Anna-Karin Westman, Universitetslektor, Mittuniversitetet.

Abstrakt

I presentationen kommer jag ta upp några resultat från försöksverksamheten Utveckling – Lärande – Forskning, ULF. Resultaten kommer dels från min och mina kollegors genomlysning av ULF-verksamheten vid Umeånoden och dels från Mittuniversitetets ULF-projekt ”Digitala läromedel i praktiken”, där jag var projektledare. Presentationen kommer att ha särskilt fokus på villkor för forskning i samverkan.

Anna-Karin Westman är lektor i naturvetenskapernas didaktik vid Mittuniversitetet. Hon har ett intresse för praktiknära skolforskning i samverkan med yrkesverksamma i skolor och förskolor. Ett annat intresse är elevers perspektiv på undervisning i naturvetenskap.

Föreläsare

Christian Hanke, Högskolan Kristianstad

Åsa Arvidsson, Högskolan Kristianstad

Maria Eriksson, Högskolan Kristianstad

Abstrakt:

Det finns ofta en osäkerhet hos elever och studenter kring teknik och fysik. I det här projektet önskar vi därför belysa tekniken och fysiken i ett meningsfullt vardagsnära sammanhang. Utanför skolans traditionella lärmiljö erbjuds upplevelsebaserade erfarenheter som kan leda fram till önskemål om direkta, indirekta och standardiserade mätningar. Genom sitt fokus att beskriva och förklara fenomen i vardagen samt att genomföra systematiska undersökningar är projektet relevant för samtliga lärarprogram. En utgångspunkt i projektet är att samma grundaktivitet kan utmana såväl det lilla som det stora barnet då upplevelsen av ett fenomen kan följas av olika jämförelser och mer avancerade mätningar.

I projektet har filmer skapats för användning i lärarutbildning. Första filmen visar hur upptäckande och upplevelser av fysik på skolgården kan ske. Andra filmen har fokus på jämförande genom olika mätningar. I tredje filmen används en delad skärm där aktiviteten visas parallellt med mätningsresultat i realtid. Med hjälp av till exempel mobiltelefonens sensorer kan man enkelt mäta exempelvis ljusstyrka, magnetfält, frekvens, ljudstyrka, acceleration, fuktighet och temperatur. 

Syftet med filmerna är tydliggöra för studenter hur man som pedagog med enkla medel kan erbjuda elever progression i lärandet genom att först få upptäcka och utforska ett fenomen för att sedan genomföra mer eller mindre avancerade mätningar. Under konferensen presenteras utgångspunkterna för projektet, utvecklingen av filmerna, samt hur filmerna är tänkta att användas i olika lärarutbildningar.

Föreläsare

Johan Lind, Malmö universitet

Abstrakt

Teknikämnet i grundskolan ger elever förutsättningar att utveckla förståelse och kunskap hur teknik påverkar människan och hur människan kan påverka tekniken. Tidigare studier visar att elever oftast beskriver teknik som objekt. I föreliggande studie undersöks om elevers (8–9 år) beskrivningar av teknik förändras mot en komplexare förståelse under ett arbetsområde, där teknik som aktivitet, vilja och kunskap blir synlig vid elevinteraktionerna.

I studien utforskars elevers lärande med utgångspunkt i ett sociokulturellt perspektiv, vilket innebär att interaktioner är viktiga för såväl individens som gruppens lärande och kunskapsutveckling. Detta perspektiv var anledningen till användningen av video- och ljudupptagning av elevinteraktioner vid datainsamlingen. Datamaterialet analyserades utifrån elevernas förmåga att uttrycka och kommunicera tankar om teknik verbalt med bilder som stöd. Analysen grundas i Mitchams typologi av teknik: teknik som objekt, aktivitet, vilja och kunskap, för att klassificera och analysera elevers beskrivningar av teknik. Genom att analysera elevinteraktionerna vid fyra tillfällen undersöks hur elevers förståelse för teknik fördjupas.

Resultaten påvisar att elever (8 – 9 år) identifierar ’Teknik som objekt’ (artefakter). Elevernas beskrivningar av teknik var vid första datainsamlingstillfället ’elektriska artefakter’. Under arbetets gång utvecklar flertalet elever förståelsen av teknik och beskriver att teknik är gjord av människor och underlättar människors liv.

Resultaten visar att yngre elever kan identifiera olika tekniska artefakter. Efter en tids elevarbete indikerar analysen av resultaten att eleverna utvecklar förståelsen för teknik och varför teknik utvecklas. Studiens resultat kan användas av för vidare studier om elevers utveckling av teknisk litteracitet men även av lärare för att genomföra grundligare teknikundervisning.

Föreläsare

Clas Olander, Malmö universitet

Johan Nelson, Malmö universitet

Abstrakt

Denna abstrakt innehåller referenser till grafik. Nedan följer en beskrivning av grafiken:

Figur 1 Tre hörn och pilar mellan dessa. Text i hörnen: 1. objekt, 2. representationer – tecken, symboler osv., 3. Mening: meningsskapande av texen, begrepp osv.

Figur 2 Växthuseffekten. Jordklot som träffas av solstrålar som symboliseras med gula, raka linjer. Från jordklotet utstrålas värme som symboliseras med röda, vågiga linjer. Värmestrålarna reflekteras av koldioxid som symboliseras med ett vitt streck ovanför jordytan.

Kommunikation av naturvetenskap är beroende av olika representationer: inom naturvetenskaperna, gentemot allmänhet och inom undervisning.

Syftet med studien är att undersöka elevers meningsskapande av en representation (växthuseffekten, se figur 2). Datamaterialet består av skrivna tolkningar från 77 elever i årskurs 8 som arbetade i 33 grupper som en del av den reguljära undervisningen. För forskningsändamål videofilmades 12 av grupperna.

Materialet har analyserats med ledning av pragmatisten Pierces triadiska modell (figur 1) med två perspektiv: fokus på pilar samt representationen som helhet.

När det gäller pilarna var det tydligt att eleverna urskiljde två särdrag: färg (gul och orange) och form (rak, böjd och vågig). Sammanfattningsvis var den gula färgen och de raka pilarna starkt kopplade till solen (solstrålar och solljus). Orange färg var oftast var kopplad till värme, men ”vågigheten” var i mindre grad meningsskapande och tolkningen mer diversifierad.

När det gäller hela representationen tolkade eleverna den framför allt i termer av den naturliga (bakomliggande) växthuseffekten och kopplade i liten utsträckning till antropogena orsaker och konsekvenser.  Levande organismer och andra biologiska fenomen nämndes sällan.

Slutsatsen är att lärare inte kan ta en representation för given, den måste alltid packas upp. Vidare fungerar representationer bäst om du redan har erfarenhet inom området eller som en grupp sa: ”det är en lätt bild om du förstår den”.