Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt
Transcription
Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt
"Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. GODT FORSØK ! - MEN VAR DET FORSØKET VERDT ? - om bruk av forsøk og praktisk arbeid for å nå kompetansemålene i naturfag. Lorents H Blomseth Vår 2015 Foto: Lorents H Blomseth, 2015 1 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Fremstiling av hydrogengass med sink og saltsyre i 8.klasse. Lorents H Blomseth, 2015 2 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Forord I løpet av gjennomføringen av denne studien har jeg jobbet tett opp mot Høgskolen i Nesna, med faste milepæler gjennom det året som er brukt på selve oppgaven, noe som har vært en betryggelse i forhold til å holde en fremdrift i prosjektet. På grunn av at studiet er tatt ved siden av full jobb som assisterende rektor, med 50 % undervisning på en stor ungdomsskole, har jeg totalt sett brukt 3 år på gjennomføringen av masterstudiet samlet sett. Med en fleksibel arbeidsgiver, tålmodig familie, og ikke minst både fleksible og tålmodige veiledere som har stilt opp både kvelder og helger, har det vært mulig å gjennomføre dette ved siden av full jobb. Spesielt min hovedveileder, høgskolelektor Frode Henanger bør takkes i denne sammenhengen, men også det øvrige undervisningspersonalet ved masterstudiet i profesjonsrettet naturfag ved HiNe, har vært positive bidragsytere i forhold til å "lande" dette prosjektet. Til sist skal også skolelederne, som har gitt grønt lys for at skolene deres kunne bli forsket på, ha en stor takk for ubetinget positiv respons på min forespørsel. Arbeidet med selve spørreundersøkelsen som danner grunnlaget for studien, har vært en givende prosess gjennom at jeg har fått kommet ut og truffet samtlige respondenter, både elever og lærere, og hatt fruktbare samtaler og diskusjoner med dem knyttet til dette spennende temaet, - forsøk og praktisk arbeid i naturfag. Så gjenstår det bare å håpe at også andre kan finne dette arbeidet fruktbart, enten for sitt eget virke som naturfaglærere eller studenter, eller som en kilde til videre forskning med utspring i noen av de funn som jeg har gjort. Namsos, mai 2015 Lorents H Blomseth 3 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Sammendrag "GODT FORSØK, - men var det forsøket verdt", er en studie av elever og læreres vurdering av forsøket og det praktiske arbeidets rolle i læringsprosessene i naturfag. Studien er gjort på totalt 341 respondenter fordelt på elever på 8. og 10. trinn fra fire ungdomsskoler, realfagselever på 13.trinn på en videregående skole, samt de lærerne som underviser disse totalt 18 klassene i naturfag. Utvalget representerer potensielt samtlige elever på de respektive trinn i én kommune. Studien representerer et forsøk på å fremskaffe både elever og læreres vurderinger av ulike elementers rolle i læringsprosessene knyttet til forsøk og praktisk arbeid i naturfag. Jeg har sett nærmere på hvilke preferanser elever og lærere har med tanke på arbeid med naturfagets ulike emner (biologi, kjemi og fysikk), hvilke roller de foretrekker å ha i forsøksarbeid, samt hvilke typer elever de foretrekker å samarbeide med. Studien går også inn på argumenter for og mot å drive med forsøk i naturfagundervisningen, hvor forsøket ideelt sett bør ligge i forhold til gjennomgang av fagstoff, samt elevers og læreres vurdering av læring knyttet til forsøksarbeid i faget. I studien danner det seg et bilde som tyder på at jentene liker best arbeid med de biologiske emnene i faget, mens biologien kommer nederst på listen hos guttene. For fysikkens del ser det ut til at interessen for emnet øker med økende kompetanse i naturfag og mer hos guttene enn hos jentene, forskjellen mellom hvor godt jenter og gutter liker fysikk er altså størst hos de flinkeste elevene. Hvilket faglig nivå elevene befinner seg på, ser ut til å påvirke hvilke roller de helst vil inneha når de jobber med forsøk. De flinkeste elevene foretrekker rollen som den som tar ansvaret for gjennomføringen av forsøket, samt at rollen som sekretær for gruppa også foretrekkes av en høyere andel av de flinkeste elevene. De praktiske rollene med tilrettelegging før, og rydding etterpå, foretrekkes av de elevene som ikke vurderer seg som sterke i faget. Videre synes elevene å ha en klar preferanse i retning av å ville samarbeide med en partner som er like flink som dem selv i faget, mens det å samarbeide med en som ikke er like flink som dem selv ikke er ønskelig. Både lærere og elever gir uttrykk for at de ønsker forsøksarbeidet gjort etter at de først har gjennomgått teoristoffet om emnet. Videre gir både elever og lærere uttrykk for at forsøk og praktisk arbeid i naturfag gjør at de lærer mer eller lærer bedre gjennom dette arbeidet, samtidig som de nevner bruken av tid i forhold til læringsutbytte som et mulig argument mot å jobbe på denne måten. Variasjon og motivasjon synes også å være viktige argumenter for å jobbe praktisk i naturfag. 4 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Innhold 1. Innledning 2. Teori 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 3. Metode 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. s. 7 Naturfag i norsk skole 2.1.1. Naturfag 2.1.2. Naturvitenskapelig allmenndannelse vs. Studieforberedende naturfag 2.1.3. Norske naturfagresultater i et internasjonalt lys 2.1.4. Bruk av internasjonale undersøkelser Forsøk og praktisk arbeid i naturfag 2.2.1. Forsøk vs. Praktisk arbeid 2.2.2. Begrunnelser for praktisk arbeid og forsøk 2.2.3. Forsøket fyller flere roller 2.2.4. Lærernes mål med forsøk og praktisk arbeid i naturfag 2.2.5. Praktisk arbeid i læreplanen LK06 2.2.6. Forsøk i fysikk, kjemi eller biologi ? 2.2.7. Forsøk og praktisk allmenndannelse 2.2.8. Forsøkets status i norsk skole Utfordringer i naturfag i norsk skole 2.3.1. Ønske om en enda bedre naturfagundervisning 2.3.2. Ulike elevtyper, - ulike utfordringer Utdyping av forskningsspørsmålet s. 9 s. 9 Valg av metode Populasjon og utvalg Utvikling av spørreskjema Innhenting av data Behandling av data Reliabilitet og validitet 3.6.1. Reliabilitet 3.6.2. Validitet Forskningsetiske overveielser s. 48 s. 48 s. 50 s. 56 s. 57 s. 64 s. 64 s. 65 s. 67 5 s. 10 s. 11 s. 15 s. 16 s. 16 s. 19 s. 23 s. 29 s. 33 s. 35 s. 37 s. 40 s. 44 s. 44 s. 45 s. 46 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 4. Resultater og analyse 4.1. Svarprosent og bortfall 4.2. Emnepreferanser i naturfag, - biologi, kjemi og fysikk 4.3. Rollepreferanser ved forsøk 4.4. Ønsket samarbeidspartner ved forsøk 4.5. Forsøksfrekvens i naturfag 4.6. Hvorfor forsøk ? 4.7. Forsøket, - hvor i læringsprosessen ? 4.8. Etterarbeidsformer 4.9. Vurdering av forsøkets betydning for læringen 4.10. Forsøkets roller og mål 4.11. Oppsummerte resultater s. 68 s. 69 s. 73 s. 74 s. 77 s. 78 s. 82 s. 83 s. 85 s. 90 s. 91 5. Diskusjon 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. 5.7. 5.8. s. 93 s. 95 s. 98 s. 101 s. 102 s. 107 s. 109 s. 114 Metodekritikk Emnepreferanser hos elever og lærere Rollepreferanser ved forsøk Samarbeidspartnere ved forsøk Begrunnelser for å drive med forsøk Etterarbeidsformer Forsøkets betydning for læringen Oppsummering 6. Konklusjon s. 118 7. Bildehenvisninger s. 121 8. Litteraturhenvisninger s. 122 9. Appendix 9.1. 9.2. 9.3. 9.4. 9.5. 9.6. Appendix 1 Appendix 2 Appendix 3 Appendix 4 Appendix 5 Appendix 6 Statistiske tester Forespørsel om gjennomføring Bekreftelse fra deltagende skoler Spørreskjema - elevundersøkelsen Spørreskjema - lærerundersøkelsen Godkjenning av bildebruk 6 s. 128 s. 133 s. 134 s. 135 s. 139 s. 143 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 1. Innledning Gjennom snart 30 år i ungdomsskolen har jeg, sammen med kollegaer i naturfag, tatt del i faglige og organisatoriske diskusjoner om hvilke forsøk som skal gjøres i forbindelse med hvilket fagstoff, og hvilke forsøk som er gode og mindre gode i naturfagundervisningen på ulike klassetrinn. I de senere årene har jeg registrert at diskusjonen ikke bare handler om hva og hvordan, men også mer og mer om hvorfor ? Hvorfor velger vi å gjøre en god del forsøk sammen med våre naturfagelever, hva ønsker vi å oppnå med det, og hvordan opplever elevene denne tilnærmingen som vi som lærere faktisk velger for dem ? Dette er noe av bakgrunnen for mitt valg av tema, - hvordan legger vi som lærere opp vår undervisning, inklusive bruk av forsøk og praktisk arbeid med tanke på å nå kompetansemålene i de til enhver tid gjeldende læreplanene. Som et ledd i en bevisstgjøring omkring dette, både hos meg selv, men også hos andre, vil jeg gjennom en studie knyttet til bruk av forsøk og praktisk arbeid i naturfag1, prøve å kartlegge hva som er status i dag, hva forskningen som tidligere er gjort om dette sier, og til sist finne ut hva elever og lærere mener om dette. Det faktum at norske elever ikke har scoret så godt som ønsket i internasjonale undersøkelser, og i de naturfaglige disiplinene spesielt, gjør at fokuset på innholdet i naturfagundervisning har økt. Det er derfor interessant å finne ut mer om hvordan vi kan gjøre norsk naturfag-undervisning enda bedre. Jeg vil derfor i denne oppgaven begrense min studie til å omfatte elever og læreres syn på nytteverdien av det å drive med forsøk og praktisk arbeid som et ledd i å nå kompetansemålene i naturfaget. Jeg ønsker altså både å se på elevenes vurdering av det å bruke forsøk og praktisk øvelser som et element av et læringsløp innenfor de forskjellige emnene i naturfag, og få svar på 1 Naturfag er definert under kapitlet 2.2.1. "Naturfag" s. 9 i denne avhandlingen 7 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. hvordan ulike typer2 elever kan ha ulike preferanser med hensyn til både mengde og type øvelser. Dette søker jeg å se i lys av den forskningen som er gjort på området tidligere, både i naturfag generelt, men også spesifikt innenfor områdene biologi, kjemi og fysikk spesielt i noen sammenhenger, dersom det finnes forskjeller her. Mitt mål med forskningen vil i tråd med dette være å finne noen svar på følgende: "Hvordan vurderer elever og lærere forsøket og det praktisk arbeidets rolle i naturfagundervisningen, - og hvilke preferanser har de for arbeid med naturfagets ulike emner?" Forskningsspørsmål Fremstiling av oksygengass ved oppvarming av kaliumpermanganat (8.klasse). Lorents H Blomseth, 2015 2 Elevtype er definert under kapittel 2.3.2. "Ulike elevtyper, - ulike utfordringer" på s.45 i denne avhandlingen. 8 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 2. Teori Med bakgrunn i de faglige diskusjonene jeg selv har tatt del i gjennom mitt virke i ungdomsskolen i snart tre tiår, samt de utfordringene som det tilsynelatende ser ut som naturfaget i norsk skole har, om man legger internasjonale undersøkelser til grunn, vil jeg gjennom bruk av norsk, internasjonal og egen forskning, søke å finne noen holdepunkter som kan bidra til å besvare forannevnte problemstilling. 2.1. Naturfag i norsk skole 2.1.1. Naturfag Begrepet naturfag har jeg i mitt forskningsspørsmål brukt om skolefaget naturfag i grunnskolen og første del av videregående skole. I siste del av videregående skole er naturfaget delt opp i emner som biologi, kjemi, fysikk og geofag, og disse fire sidestiller jeg i mitt arbeid knyttet til elevene i videregående skole som inngår i denne forskningen. I læreplanen brukes begrepet iflg: Selv om naturvitenskapen er delt opp i ulike fagdisipliner, som biologi, fysikk og kjemi og geofag, er målet at skolefaget naturfag både teoretisk og praktisk framstår som et helhetlig fag (Kunnskapsdepartementet, 2006, s. 81). Naturfag vil gjennom denne avgrensningen være den delen av naturvitenskapen som handler om formidlingen av naturviteskapelige emner til skoleelever gjennom hele grunn- og videregående skoles opplæringsløp, og at det er et mål å se fagdisplinene i en sammenheng. I formålet med faget beskrives også linken til det å også jobbe praktisk i faget gjennom bl.a.: Å arbeide både praktisk og teoretisk i laboratorier og i naturen med ulike problemstillinger, er nødvendig for å få erfaring med og utvikle kunnskap om metoder og tenkemåter i naturvitenskapen. Dette kan bidra til å utvikle kreativitet, kritisk evne, åpenhet og aktiv deltakelse i situasjoner der naturfaglig kunnskap og ekspertise inngår (Kunnskapsdepartementet, 2006, s. 81). 9 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Naturfaget som skolefag har gjennom læreplanen en intensjon om å både være teoretisk og praktisk innrettet med tanke på måloppnåelse. 2.1.2. Naturvitenskapelig allmenndannelse vs studieforberedende naturfag Naturfagundervisningen kan sies å følge en tobeinsstrategi i den forstand at skolefaget naturfag på den ene siden skal dekke et element av allmenndannelse (Svein Sjøberg, 1998) som igjen skal bidra til å gjøre den enkelte elev i stand til å ta fornuftige valg for egen del, men også skulle kunne ta del i et politisk eller offentlig ordskifte om samfunnsmessige utfordringer knyttet til naturfaglige "spilleregler". For å kunne gjøre seg opp en mening i for eksempel klimadebatten, - ha et syn på hva et togradersmål innebærer, eller lignende aspekter som er oppe jevnlig i media, så krever det at vi gjennom naturfaget i skolen klarer å engasjere og motivere elever på en måte som setter oss i stand til å oppnå nettopp det. Det andre beinet i strategien er det som går på å forberede elevene faglig på en slik måte at de er i stand til å kunne lese og lære mer naturfag i et videre utdanningsløp. Mange yrkesretninger har etterhvert fått inn krav om spesiell studiekompetanse som gjerne innebærer en fordypning i ett eller flere av naturfagene. Mange elever er nok ikke fullt ut klar over at faget fungerer som et redskap for mange yrker som de kan tenkes å velge noen år frem i tid. Naturfaglæreren blir gjennom dette en sentral skikkelse i forhold til å målbære begge disse strategiene, både det allmenndannende (tydeligst i den generelle delen av læreplanen) og den studieforberedende (Svein Sjøberg, 1998) (sterkest vektlagt gjennom de nevnte kompetansemålene i den spesielle læreplanen for faget.). 10 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 2.1.3. Norske naturfagresultater i et internasjonalt lys. Innledningsvis brukte jeg norske resultater i internasjonale undersøkelser som en av flere begrunnelser for valg av tema og utforming av forskningsspørsmål. Den siste TIMSS3-rapporten fra 2011 (L. Grønmo, et al., 2012) fremhever norske elevers presterende i form av kompetansenivåer i de ulike naturfaglige emnene biologi, kjemi, fysikk og geofag på 4. og 8.trinn. Fig 2.1.3.1. ; Norges prestasjoner i emneområder i naturfag på 8.trinn i 2011 sammenlignet med henholdsvis nordiske land og referanseland. Skalamidtpunktet er på 500 og er markert i figuren. Norske elever presterer svakest i (L. Grønmo, et al., 2012) fysikk og kjemi, mens de gjør det best i geofag (fig 2.1.3.1.). Norge scorer under skalamidtpunktet på 500 i alle emner unntatt geofag, og lavere enn både Sverige og Finland i Norden. Et lite lyspunkt er dog at vi har hatt en liten fremgang fra 2007 til 2011. TIMSS-undersøkelsen i 2011 bar altså bud om et lite vendepunkt med Fig 2.1.3.2. ; Trender i emneområder i naturfag på 8.trinn for norske elever. Skalamidtpunktet på 500 er markert i figuren. (L. Grønmo, et al., 2012) tanke på prestasjonene til de norske elevene i forhold til de andre nordiske landene i tidligere undersøkelser. Målt opp mot 3 TIMMS (Trends in international Mathematics and Science Study) er et internasjonalt forskningsprosjekt om matematikk og naturfag i grunnskolen, og som gjennomføres hvert fjerde år. Norge har deltatt i 1995, 2003, 2007 og 2011. Gjennomføres igjen nå i 2015. 11 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. referanselandene Australia, Italia, Japan og Slovenia scorer vi lavest på alle, med unntak av geofag hvor vi deler bunnen med Italia. Forklaringen på at norske elever scorer relativt lavt på internasjonale undersøkelser vil sannsynligvis være sammensatt, og jeg tar her ikke mål av meg til å finne en enkel og enhetlig forklaring på dette, men ønsker å se på aktivitetene forsøk4 og praktisk arbeid5 brukt i opplæringen, og hvordan disse virkemidlene i faget oppleves av elever og lærere. Det positive i utviklingen fra 2007 til 2011 er at vi finner en liten fremgang i samtlige fire Fig 2.1.3.3.; Trender i emneområder i naturfag på 4.trinn for norske elever. Skalamidtpunktet på 500 er markert i figuren. (L. Grønmo, et al., 2012) emneområder, selv om vi for både biologi, kjemi og fysikk ligger under skalamidtpunktet i TIMSS, (fig 2.1.3.2.). Dette bildet er en videreføring av situasjonen slik det fremstår også for 4.trinn, småskolens siste trinn (fig 2.1.3.3.). Resultatet i 2011 viser dog en fremgang fra 2007, noe som er et positivt brudd med trenden fra 1995 til 2003 (TIMSS) og fra 2000 til 2006 (PISA)6. I tillegg til å si noe om hvor norske elever står i biologi, kjemi, fysikk og geofag, søker man gjennom TIMSS Fig 2.1.3.4.; Trender i emneområder i naturfag på 4.trinn for norske elever. (L. Grønmo, et al., 2012) også å følge utviklingen med tanke på kompetansenivåer i naturfag. 4 Forsøk er definert under kapittel 2.2.1. "Forsøk vs Praktisk arbeid" på s.16 i denne avhandlingen. Praktisk arbeid er definert under kapittel 2.2.1. "Forsøk vs Praktisk arbeid" på s. 16 i denne avhandlingen. 6 PISA (Programme for International Student Assessment) er en internasjonal undersøkelse som måler 15åringers ferdigheter i lesing, matematikk og naturfag. 5 12 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Undersøkelsen fremskaffer altså et bilde av hvilke bevegelser som skjer fra undersøkelse til undersøkelse innen hvert kompetanseområde (fig 2.1.3.4.), og hvordan utviklingen er for de svakest presterende kontra de sterkeste eller middels presterende elevene. Vi ser også hvordan de ulike kompetanseområdene er fordelt referanselandene i mellom (fig 2.1.3.5.). Av figurene ser vi at Norge har en relativt stor andel av elevene både på "under lavt nivå", "lavt nivå" og "middels nivå", mens Fig 2.1.3.5.; Fordeling av elever på kompetansenivåer i naturfag på 8.trinn i 2011 for Norge, nordiske land og referanseland. (L. Grønmo, et al., 2012) vi har den minste andelen sett i forhold til alle de andre landene både på "høyt nivå" og på "avansert nivå". Det at trenden er snudd, innebærer ikke at naturfagnivået er friskmeldt i den forstand at fremgangen automatisk vil fortsette, men den nye TIMSS-undersøkelsen som avholdes nå i 2015 vil kunne gi oss svar på om det har skjedd en virkelig trendendring, eller om 2011 var et forbigående oppsving. Rapporten peker på mange mulige forklaringer på bedrede resultater f.eks. generelle samfunnsfaktorer, endringer i skolen og elevenes syn på fag og læring. Med andre ord faktorer både på system-, skole-, lærer- og elevnivå, slik som ressurser til etter- og videreutdanning av lærere, undervisningsmetoder, lekseoppfølging eller læreres og elevers selvoppfatning og motivasjon for å gjøre en god innsats. Rapporten peker på at det ser ut til at Norge mislykkes i det å gi tilpasset opplæring for de flinkeste elevene, de på de to høyeste kompetansenivåene (fig 2.1.3.5.). Videre fremheves det at dersom man skal lykkes med å nå målene om en helhetlig og god opplæring med tanke på å øke elevenes kompetanse for å møte kravene i utdannings- og yrkesliv, må man sette inn innsatsen der hvor vi scorer dårligst, noe som spesielt vil innebære fysikken. I rapporten fra lærerundersøkelsen i TIMSS, fremkommer det videre at det er langt færre lærere i 2011 som har fysikkbakgrunn, enn tilfellet var fire år før, i 2007. Fysikk fremkommer også i denne undersøkelsen som det faget lærerne føler seg minst komfortable med å 13 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. undervise i. Emnene elektrisitet og magnetisme trekkes i rapporten fram som spesielle problemområder for norske elever sammenlignet med de landene vi sammenlignes med. Fig 2.1.3.6.; Problemstilling gitt til elever på 4.trinn i 2011-undersøkelsen. Prosentvis riktige svar i tabellen til høyre. (L. Grønmo, et al., 2012) En oppgavetype som trekkes frem hvor norske elever scorer lavt, er problemstillinger om elektrisitet både på 4. og 8. trinn (fig 2.1.3.6. og 2.1.3.7.). 14 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Fig 2.1.3.7.; Problemstilling gitt til elever på 8.trinn i 2011-undersøkelsen. Prosentvis riktige svar i tabellen til høyre. (L. Grønmo, et al., 2012) Rapporten setter spørsmålstegn ved disse norske resultatene, hvorfor er disse emnene tilsynelatende så lavt prioritert i en skoletradisjon hvor norske læreplaner vektlegger sterkt praktisk anvendelse og forsøk i naturfagundervisningen ? Under kapittel 2.2.8., Forsøkets status i norsk skole, vil jeg forøvrig komme nærmere inn på hva undersøkelser sier om bruk av forsøk og praktisk arbeid i norsk skole. 2.1.4. Bruk av internasjonale undersøkelser Bruken av internasjonale komparative undersøkelser som argumenter i en pedagogisk og skolepolitisk debatt er imidlertid omdiskutert. Det settes spørsmålstegn både ved medias bruk av de resultatene som fremkommer, samt om resultatene sier noe om det de er ment å si noe om i en sammenlignende kontekst nasjoner imellom. Senest nå i mars 2015 har Sveriges Radio satt søkelys på OECD's bruk av kommersielle aktører (Pearsons) i utforming av testene som skal brukes i 2015 og 2018. Kritikken går bl.a. på at OECD gjennom disse aktørenes tester er med på å utforme skolepolitikken i alle OECD-land, da det er vel kjent at 15 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. både skoleeiere og lærere tilrettelegger sine aktiviteter med tester som et slags mål for opplæringen. Svein Sjøberg støtter denne kritikken og billedliggjør det gjennom å hevde at man gjennom disse ulike typene av tester, skaper en panikk, eller en sykdom som ikke finnes (Sveriges Radio 10.februar 2015). Sjøberg har også tidligere tatt til orde for at man savner en offentlig debatt om testregimet som har sneket seg inn i norsk skole uten at noen av de politiske partiene egentlig tilsynelatende har hevet øyenbrynene nevneverdig (Svein Sjøberg). Undersøkelser som PISA og TIMSS bør kanskje på bakgrunn av dette, ikke nødvendigvis benyttes som en fasit på en nasjons tilstand verken i naturfag eller andre fag, men jeg velger likevel innledningsvis i denne studien å se på noen av resultatene i TIMSS 2011. TIMSS 2015 har jeg forøvrig selv gjennomført på egen skole nå i mars 2015, men resultater fra denne foreligger naturlig nok ikke i skrivende stund. 2.2. Forsøk og praktisk arbeid i naturfag. 2.2.1. Forsøk vs Praktisk arbeid I denne avhandlingen snakker jeg både om "forsøk" og "praktisk arbeid", og benytter disse om litt forskjellige typer aktivitet. P M Kind snakker om praktisk arbeid bestående av alle elevaktiviteter knyttet til naturfag (P. M. Kind, 2003). Men selv om nyansene ikke alltid er krystallklare, vil jeg imidlertid i denne sammenhengen definere et forsøk som en aktivitet der man ved hjelp av gitte metoder og problemstillinger skal kunne komme frem til en konklusjon gjennom å følge den naturvitenskapelige metode med en hypotese, en utprøving og en konklusjon. I en slik definisjon av et forsøk, vil eleven kunne teste ut hva som skjer hvis jeg gjør slik, og skjer det motsatte om jeg gjør det slik ? Et forsøk ender gjerne opp med en laboratorierapport eller tilsvarende. Praktisk arbeid kan være mer enn bare forsøket. Både forberedelsene til å gjøre et forsøk, og arbeidet som gjøres etter at et forsøk er utført, velger jeg å definere som praktisk arbeid, men ikke en egentlig del av forsøket. Dette til tross for at både arbeidet før og etter er av avgjørende betydning for at forsøket skal kunne gjennomføres. 16 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Et eksempel på en aktivitet hvor dette skillet er relativt tydelig, kan være aktiviteter hvor elever for eksempel samler inn jordprøver, kanskje basert på at de har gravd en brunjordseller podsolprofil, og analyserer disse prøvene i laboratoriet når de kommer tilbake til skolen. Selve analysearbeidet som gjerne følger stringente regler fundert på den naturvitenskapelige metoden som nevnt over, defineres gjerne da som et forsøk og er av en annen karakter enn det praktiske arbeidet med spaden ute. Deler av for eksempel elektrisitetslæra, med eksempelvis kobling av stikkontakter, vil jeg også i denne sammenhengen definere mer som et praktisk arbeid enn et forsøk (Bilde 3). I de klassiske Bilde 3.; Kobling av støpsel og stikkontakter definerer jeg her som praktisk arbied mer enn som et forsøk. forsøkene skiller vi gjerne mellom elevforsøk og demonstrasjonsforsøk. Som det ligger i Lorents H Blomseth, 2013 begrepene, er elevforsøket utført av elevene selv enten enkeltvis eller i par/grupper, mens demonstrasjonsforsøket utføres av læreren med elevene som observatører/tilskuere. En annen variant av demonstrasjonsforsøket er at læreren og elevene samtidig observerer en tredje part som utfører et forsøk f.eks. gjennom et videoklipp (Millar, Le Maréchal, & Tiberghien, 1999). Læreplanen i naturfag inneholder hovedområdet "Teknologi og design" med egne kompetansmål på de ulike trinnene. Her er det mer snakk om det jeg velger å kalle praktisk arbeid snarere enn forsøk i denne sammenhengen. To av målene under hovedområdet "Teknologi og design" er: utvikle produkter ut fra kravspesifikasjoner og vurdere produktenes funksjonalitet, brukervennlighet og livsløp i forhold til bærekraftig utvikling teste og beskrive egenskaper ved materialer som brukes i en produksjonsprosess, og vurdere materialbruken ut fra miljøhensyn. (Kunnskapsdepartementet, 2006, s. 90). 17 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Disse målene bærer mer preg av å skulle lede elevene inn i en aktivitet hvor det å tenke og reflektere over en problemstilling er mer fremtredende enn det ofte er ved de klassiske forsøkene, hvor den naturvitenskapelige metode7 (fig 2.2.1.1.) gjerne følges strammere. Det å finne en praktisk løsning på en gjerne teknisk utfordring, er mer sentralt innenfor dette hovedområdet enn det vi finner under de kompetansemålene som ellers beskriver praktiske aktiviteter som et uttalt mål. Grunnen til at jeg velger å skille disse beror på min erfaring fra naturfagsundervisning gjennom flere tiår, hvor jeg ofte har sett at ulike typer elever griper fatt i de ulike oppgavene dersom jeg ikke har styrt dette ved utvelgelse på forhånd. Dette skjer gjerne litt på samme måten som når noen elever Fig. 2.2.1.1.; Skjematisk fremstilling av den naturvitenskapelige metode. nesten instinktivt inntar sekretærrollen når ei gruppe skal gjennomføre en praktisk www.osterlie.net forsøksaktivitet på laben. Min erfaring er at det som regel ikke er de samme elevene som griper etter spaden ute, som det er som tar sekretærjobben inne. Utføringen av selve analysearbeidet kan skje av en tredje type elever. Disse observasjonene fra klasserommet er begrunnelsen for at jeg lager et skille, om enn ikke veldig tydelig i alle sammenhenger, mellom forsøk på den ene siden, og praktisk arbeid på den andre. Gjennomføring av lukkede forsøk med få eller ingen frihetsgrader, kontra forsøk av mer åpen karakter med mange frihetsgrader, kan også være avgjørende for hvilke elever som griper etter forskjellige oppgaver når arbeidet settes i gang. Ved å styre elevenes oppgaver i gruppa gjennom å tildele dem ulike roller fra gang til gang, kan man sikre at alle elvene kommer innom flere roller (Roller i samarbeidsgrupper, 2007). Her beskrives de fire rollene "Lederen", "Utstyrssjefen", "Sekretæren" og "Ryddesjefen". 7 Den naturvitenskapelige metode regnes ofte for å være grunnlagt av Gallileo Gallilei. Metoden innebærer at man lager en hypotese som prøves ut med et eksperiment, hvorpå man søker å verifisere eller falsifisere hypotesen. 18 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Gjennom en rolletildeling søker man her å ansvarliggjøre den enkelte elev ved at det til de ulike rollene ligger spesifikke oppgaver som er deres ansvar. Ved en slik tilnærming kan man oppnå at de enkelte elevene tar sine oppgaver mer alvorlig enn om de er løsere organisert og ikke tildelt ansvarsområder. 2.2.2. Begrunnelser for praktisk arbeid og forsøk Begrunnelsene for å drive med praktisk rettet arbeid og forsøk i naturfagundervisningen kan være flere. Det kan tenkes en faglig pedagogisk begrunnelse som baserer seg på at eleven lærer naturfaglig fagstoff gjennom det å gjennomføre forsøk, men det kan også være at begrunnelsen ligger mer i det å skape en variasjon i arbeidsmåter som kan være motiverende i seg selv for alle elever. Det kan også tenkes en begrunnelse som går på at noen elever lærer best gjennom å gjøre, der andre lærer gjennom å høre. En studie gjennomført av Bjørn Håland ved Høgskolen i Stavanger, peker på at vi kan snakke om minst to ulike tradisjoner for hvordan læring best foregår. Denne baserer seg på kvalitative studier hvor 10 lærere på mellomtrinnet8 har medvirket (E. K. Henriksen & Ødegaard, 2004a). Her antar man i den ene retningen at elevene lærer best gjennom å oppdage og finne ut av ting selv, gjennom delvis egenstyrt aktivitet fundert på erfaringspedagogikken. Ideen bak dette er med andre ord at elevene via en hypotese skal ende opp med en konklusjon som gir svar på problemstillingen i hypotesen. Gjennom rapportskriving har man her gjerne formkrav som speiler kravene i den naturvitenskapelige metode som er en tredelt metode. Denne innebærer utarbeidelse av en hypotese, en utprøving som enten medfører at hypotesen verifiseres eller falsifiseres og til slutt en konklusjon som så skal gi svar på hypotesens problemstilling basert på resultatet i utprøvingen (forsøket). I rendyrket form skal elevene ut fra dette altså klare å tilegne seg fagstoffet gjennom utprøvende metoder. Som en motvekt til den ovennevnte retning peker Håland på at en del av lærerne i hans undersøkelse foretrakk å ha en god del formidling av teoristoff i tillegg til at elevene drev 8 Grunnskolens 5-7 klassetrinn. 19 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. med selvstendig utprøvende arbeidsmetoder (Håland, 2004). Disse ulike retningene eller avartene av erfaringspedagogikken er imidlertid ikke nytt tankegods, da både John Dewey og ikke minst Bruner benyttet seg av induktiv metodikk9 som gikk ut på at man bevisst tilbakeholdt en del av fagstoffet for at elevene selv skulle gjøre oppdagelser på egen hånd gjennom sine praktiske forsøk. I en slik tanke kan man se for seg at man midt i et læringsløp legger inn forsøk som er designet for at elevene selv skal kunne oppdage nye ting, og da med et bakteppe dannet av det som er gjennomgått på forhånd. Her peker Håland også på at mange av Deweys tilhengere har stått for "learning by doing", mens Dewey selv understreket at det ikke er gjøringen i seg selv som er nøkkelen til suksess, men selve utforskingen, - han kalte det "learning by experience". John Dewey (1902) kom selv med en advarsel i denne forbindelse (Håland, 2004): Nothing can be developed from nothing, nothing but the crude can be developed out of the crude, and this is what surely happens when we throw the child back upon his achieved self as finality, and invite him to spin new truths of nature or of conduct out of that. Mye av den erfaringspedagogikken som drives i norsk skole i dag mener Håland kommer inn under denne kritikken fra Dewey. Troen på at elever på egen hånd skal kunne frembringe sannheter som de i utgangspunktet ikke har forutsetninger til å kunne finne ut av, kan i verste fall ha motsatt effekt. Da Driver (1983) benyttet frasen "I do and I understand", hevder kritikerne at sannheten ofte var "I do and I am even more confused" (E. K. Henriksen & Ødegaard, 2004a). Men langt fra alle lærere har i følge Håland nødvendigvis hovedfokus på elevenes læring av naturfaglig teoristoff. Norsk skole generelt, de enkelte lokale skoler, og den enkelte lærer, er hele tiden utsatt for pedagogiske strømninger, og preges naturlig nok av disse (Egidius, 1980). Alle disse strømningene har ikke nødvendigvis alltid innlæring av fagstoff som hovedfokus. Her fremheves det blant annet at stikkord som personlighetsutvikling, lære å lære (herunder læringsstiler), fokus på arbeidsmåter, organisatoriske ting som 9 Induktive metoder benyttes gjerne i erfaringsvitenskaper for å finne årsakssammenhenger mellom forskjellige faktorer eller variabler, (P. Henriksen & Eriksen, 2005). 20 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. klasseromsinnredning, inndeling av skoledagen og annet, kan være eksempler på elementer som ikke har fagstoff som førsteprioritet. Slike strømninger kan naturligvis være enkeltstående tilfeller, men kan også være et uttrykk for en utvikling som har tatt en retning slik Hustad (2001) hevder, - at norsk skole har gått fra å ha hovedfokus på kunnskapsformidling til å flytte fokuset mot oppdragelse og omsorgsarbeid. Bruk av forsøk og praktisk arbeid i naturfagundervisningen må selvfølgelig sees i lys av dette (E. K. Henriksen & Ødegaard, 2004b). Men det at læreren har et annet fokus enn innlæring av fagstoff, betyr ikke nødvendigvis at det ikke benyttes praktisk arbeid i undervisningen, - men målet med aktivitetsbruken kan være et annet enn å lære fagstoff. Der noen foretrekker å la de praktiske oppgavene være av svært åpen karakter, med mange frihetsgrader10, kan andre foretrekke forsøk eller praktiske oppgaver som har færre frihetsgrader og dermed er mer "lukkede" aktiviteter. Hvor godt ulike typer elever håndterer forsøk med mange frihetsgrader er det gjort undersøkelser på, spesielt har det vært sett på ulikheter mellom jenter og gutter på samme alderstrinn. Fra læreplanen som kom i 199711 har en del av kritikken vært at Fig. 2.2.2.1.; Viser sammenhengen mellom antall frihetsgrader og oppgavens åpenhet som er gitt i en oppgave den har favorisert jenter, ikke Lorents H Blomseth, 2013 bare i naturfag, men i de fleste fag. Dette har vært begrunnet i at oppgaver og problemstillinger har vært av en mer åpen karakter enn tidligere, altså hatt flere frihetsgrader (Fig.2.2.2.1.). Det at jentene ser ut til å ha hatt en fordel her, trenger ikke nødvendigvis å ha med kjønn i seg selv å gjøre, men kan snarere være et utslag av at jenter og gutter på dette alderstrinnet gjennomsnittelig har kommet ganske ulikt med tanke på fysisk og psykisk modning. 10 Begrepet frihetsgrad brukes her i forhold til om en praktisk aktivitet er av typen kokebokoppskrift hvor både problemstilling, gjennomføring og resultat er gitt eller har en fasit. Dersom både problemstillingen, gjenomføringen og resultatet er åpent angir vi det gjerne som en oppgave med tre frihetsgrader. 11 Også kalt L-97, læreplan for grunnskolen. 21 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Helene Sørensen ved "Institut for matematikk, fysik, kemi og informatik" ved Danmarks Lærerhøjskole, har gjort en beskrivelse av nettopp dette, hvordan jenter og gutter responderer og presterer på oppgaver med varierende antall frihetsgrader. I den konstruktivistiske tradisjonen hevdes det nettopp at elevenes engasjement øker ved tilstedeværelse av flere frihetsgrader. Sørensen viser her til Bjørn Anderson som påstår at et økende antall frihetsgrader favoriserer jentene i ungdomsskolen (Nielsen & Paulsen, 1992). Om det her er kjønnsforskjeller eller modenhetsforskjeller som kommer til uttrykk skal være usagt, men all den tid det er store modenhetsforskjeller mellom jenter og gutter på dette alderstrinnet, kan det uansett gi seg utslag i guttenes disfavør. Grafisk kan det Evne til å håndtere oppgaven forenklet fremstilles som i figur 2.2.2.2. Håland viser til at både uteskolepedagogikken som har bredt om seg, spesielt på små- og mellomtrinnet, samt innføringen av prosjektarbeid som en fast prosentdel av undervisningen på Antall frihetsgrader Fig 2.2.2.2.; Rød pil indikerer jentenes evne til å håndtere et økende antall frihetsgrader, blå pil representerer guttene Lorents H Blomseth, 2013 90-tallet, er avskygninger av at Lorents H Blomseth erfaringspedagogikken synes å ha fått gjennomslag i den norske skolen (Håland, 2004). Noe av den samme tanken ligger også bak ideen om mappevurdering som brukes i vurderingen av elevers presterende også på universitets- og høyskolenivå i enkelte emner. Hvorvidt bruk av mappevurdering strider mot tankene bak vurdering for læring, og sluttvurderingstanken, skal jeg ikke drøfte i denne avhandlingen. I et konstruktivistisk læringssyn vektlegges det at kunnskap ikke kan overføres direkte fra en person til en annen, men at kunnskapen oppstår i og hos den enkelte. Her mener Håland at det blir en brist da dette tas til inntekt for at elevene må være fysisk aktive og gjøre ting selv eller finne ut ting selv for å lære noe. Det å være mentalt aktiv ved å sammenholde nytt og gammelt stoff og gjennom det klare å skape en forståelse for sammenhengene av det som blir presentert, faller også inn under et konstruktivistisk tankesett i følge Håland (Håland, 2004). 22 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 2.2.3. Forsøket fyller flere roller Det vil uansett være slik at eksperimentet, eller forsøket som vi gjerne benevner det i naturfagsammenheng, ikke nødvendigvis bare har en enkeltstående rolle i undervisningen. Vi kan godt tenke oss to eller flere argumenter for å benytte et forsøk, og vi kan også se for oss at ulike forsøk fyller ulike roller i denne sammenhengen. Angell og Bungum m.fl. (Angell, 2011) understreker viktigheten av at læreren er bevisst nettopp dette, at han har et klart mål med hvilket budskap som ønskes formidlet med det ene eller andre forsøket. Bli kjent: Det å bli kjent med utstyret som benyttes i forsøkssammenheng kan noen ganger være viktigere enn resultatet av selve forsøket (Bilde 4). Denne innfallsvinkelen er kanskje typisk i en begynnerfase når elevene er i ferd med å gjøre seg kjent med laboratoriearbeid, og skal lære seg hva ulike instrumenter og hjelpemidler skal, og kan, brukes til. Bilde 4.; Det å bli kjent med utstyret kan være en begrunnelse for å drive med forsøk i naturfagundervisningen. Lorents H Blomseth, 2015 Dette er gjerne typisk når elevene starter på ungdomsskolen. Usikkerhet knyttet til hvordan utstyr benyttes vil gjerne være et hinder i forhold til å utføre forsøket på en riktig måte, og gjennom det få fram det faglige budskapet med forsøket. Slike forsøk er gjerne det vi kaller lukkede forsøk12 og typiske eksempler er måling av tid for gitte hendelser, veiing av gjenstander, måling av temperatur - kraft - spenning - strøm o.s.v. Her vil bruk av måleinstrumentene være det viktige, ikke om temperaturen er 42°C eller 52°C, eller om spenningen er 10 eller 11 volt. Forståelse for hvordan man kobler et 12 Lukkede forsøk er betegnelse på forsøk med få eller ingen frihetsgrader, hvor man følger en oppskrift fra A til Å i gjennomføringen 23 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. voltmeter eller et amperemeter vil her være avgjørende for om man får et resultat som kan benyttes i andre sammenhenger eller ikke. Innføring i nytt stoff: Når man skal starte gjennomgangen av nytt fagstoff, vil det alltid være slik at elevene har ulik, tildels veldig ulik, erfaring med det emnet man skal i gang med. For å skape en felles referanseramme, benytter man gjerne i noen sammenhenger forsøk for å illustrere at her har vi noe som vi må prøve å finne en forklaring på. Elevene blir gjerne ved slike forsøk bevisst noe som de egentlig kunne noe om fra før, men som de ikke umiddelbart klarte å henge på den riktige "knaggen" bare ut fra en verbal fremstilling av problemet. Slike forsøk vil gjerne også kunne ha en motiverende effekt, og forsøket trenger nødvendigvis ikke å gi alle svar, snarere kan det være hensiktsmessig å la noen spørsmål "henge i luften" for senere i undervisningsforløpet å skulle bli belyst. Illustrasjonen: Mange elever har erfaringer fra sitt liv utenfor skolen, men som de ikke er "bevisste" eller ser koblingen av opp mot det de arbeider med på skolen. Et forsøk kan her "vekke" denne erfaringen slik at eleven ser koblingen. Andre områder har elevene ingen erfaringer med, eksempelvis mange fenomener innenfor den moderne fysikken som ikke kan observeres med enkle hjelpemidler, men som med relativt enkle oppsett kan bidra til at eleven får en modellert forståelse av sammenhegen. Angell og Bungum m.fl. (Angell, 2011) benytter her illustrasjonen av hvordan ulike materialer stopper henholdsvis α-, β- og γ-stråling. Fasiten: En vesentlig rolle som forsøket har, er å bekrefte eller avkrefte en antakelse vi har om hvordan et forsøk vil gå. Ved at man lager seg hypoteser for hva man tror vil skje, basert på de kunnskaper man har tilegnet seg, vil forsøket på denne måten bli fasiten som gjør at hypotesen enten blir verifisert eller falsifisert. Allerede i kompetansemålene etter 7. trinn i grunnskolen, er arbeid med hypoteser angitt som et mål under forskerspiren13: "Eleven skal kunne samtale om hvorfor det i naturvitenskapen er viktig å lage og teste hypoteser ved systematiske observasjoner og forsøk, og hvorfor det er viktig å sammenligne resultater" 13 Forskerspiren er det ene av 5 (6) hovedområder i læreplanen i naturfag for grunnskolen og den videregående skole. De andre er: "Mangfold i naturen", "Kropp og helse", "Fenomener og stoffer" og "Teknologi og design". I videregående studieforberedende er det i tillegg et hovedområde som benevnes "Stråling og radioaktivitet". 24 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. (Kunnskapsdepartementet, 2006, s. 87). Etter 10. trinn i grunnskolen heter det i forskerspiren at: "Eleven skal kunne formulere testbare hypoteser, planlegge og gjennomføre undersøkelser av dem og diskutere observasjoner og resultater i en rapport" (Kunnskapsdepartementet, 2006, s. 88). I videregående skole er også det å "planlegge" og "gjennomføre" en sentral del i forskerspiren. Arbeid med hypoteser er altså et gjennomgående tema i læreplanene, og det å kunne teste en hypotese med et forsøk som fasit, er derfor en naturlig måte å anvende forsøket på. En hverdagslig oppfatning blant folk flest er nok også nettopp dette, at det vitenskapelige eksperimentet skal gi oss svaret på om det er slik eller slik, jmfr. de store anstrengelsene som ble gjort for å finne Higgs-partikkelen i Cern (4. juli 2012), og som fikk godt med plass i mediebildet. Arbeid med hypoteser har flere fordeler i følge Angell og Bungum m.fl. som nevner fire viktige: "Elevene blir aktivisert ved at de faglig må tenke gjennom hva som skal skje, de må foreta en avgrensing av problemet, de må ta utgangspunkt i sine erfaringer og kunnskaper, og til sist, de får erfaring med de naturvitenskapelige arbeidsmåtene" (Angell, 2011). Hvordan man kommer frem til hypotesene vil være avhengig av i hvor stor grad elevene er øvet i nettopp dette. I starten må man kanskje i felleskap og lærerstyrt, diskutere seg fram til en hypotese i hel klasse, mens man senere kan gjøre det mer selvstendig i mindre grupper og til slutt på enkeltelevnivå. Utforme og gjennomføre: Det å utforme og gjennomføre forsøk er en lite utbredt begrunnelse for bruk av forsøk ifølge undersøkelsene TIMMS Advanced og FUN (Angell, Henriksen, & Isnes, 2003; S Lie, Angell, & Rohatgi, 2010). Det å stille seg spørsmål om hva man skal finne ut, hvorfor man skal finne det ut, og ikke minst hvordan man skal finne det ut, er vel det nærmeste man kommer forskning slik man ser på det i naturvitenskapen. Dette er samtidig krevende da det stiller store krav til elevene gjennom at de må kjenne godt til utstyr og målemetoder for å finne fram til et hensiktsmessig forsøksdesign. Denne type forsøk vil ofte våre åpne forsøk14 med flere frihetsgrader. At mange elever får liten erfaring med slike forsøk i 14 Åpne forsøk kjennetegnes ved å ha flere frihetsgrader. Hypotesen må lages, gjennomføringen er ikke fastlagt av andre, og det foreligger gjerne ikke et fasitsvar som man skal komme fram til. 25 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. undervisningen, gjør at man går glipp av ganske vesentlige sider ved naturvitenskapen. Repetisjon og testing: Forsøk kan brukes som en oppsummering eller repetisjon etter at et emne er gjennomgått. Her kan man gjerne se for seg at et forsøk man har gjort tidligere gjøres på nytt, og forhåpentligvis med en enda større forståelse hos eleven etter at mer fagstoff har festet seg gjennom undervisningsløpet. Differensieringsmiddel: Til slutt nevnes muligheten til å differensiere undervisningen gjennom forsøk. Et og samme forsøk kan ha ulik grad av åpenhet for ulike elever. Der enkelte kanskje klarer å lage en testbar hypotese eller finne en farbar gjennomføringsmetode, må andre ha hjelp til nettopp dette. For disse elevene kan selve gjennomføringen og håndteringen av utstyret være målet med forsøkssituasjonen. En begrenset undersøkelse gjort på ca 20 elever på grunnskolens 9.trinn i 2013, viser at ca 90 % av elevene liker "godt" eller "svært godt" å jobbe med forsøk i naturfagundervisningen (Blomseth, 2013). Som begrunnelser for sitt positive syn på forsøk fremkommer blant disse elevene at det er: morsommere enn teori, en artigere måte å lære på, sosiale aspekter ved å jobbe flere sammen, de vil prøve ut det de har lært og kontrollere at det stemmer. Noen elever fremhever også at de lærer bedre gjennom det praktiske arbeidet enn de gjør ved å jobbe teoretisk med fagstoffet. Elevene i denne undersøkelsen synes å ha en tanke om at forsøket er et deduktivt instrument for å sjekke ut om det faktisk stemmer med det de har lært under en teorigjennomgang først. Da disse elevene ble bedt om å gi uttrykk for hvor de ønsker forsøket plassert i et undervisningsforløp, fremkom det at 80 % av gruppen samlet sett ville ha en gjennomgang av fagstoffet først, for deretter å gjøre forsøket. Her var det også en trend at guttene var tydeligere i dette synet enn det jentene var. Elever og lærere kan ha et ulikt syn på forsøkets rolle, hvilken funksjon det skal ha i en læringsprosess. Et poeng som trekkes frem her er gjerne at læreren på en best mulig måte forsøker å tydeliggjøre målet for elevene, og at de gjennom dette kan få et sammenfallende syn på hensikten med forsøket (Slemmen, 2010). Da kompetansemålene gjerne er komplekse og sammensatte, er det ikke alltid like enkelt for elever å tilegne seg budskapet i 26 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. disse målene. Kompetansemålene må derfor gjerne brytes ned til enklere delmål og formuleres i en språkdrakt som elevene forstår. At målene er tydelige og relativt enkle, fanger lettere elevenes oppmerksomhet enn tilfellet vil være med mer overordnede og generelle mål som krever en god faglig oversikt for å gi mening. Denne oversikten kan vi ikke forvente at flertallet av elevene har. Dersom elevene i tillegg har vært med på formuleringen av disse målene, vil de gjerne få et eierforhold til målene, noe som vil være positivt med hensyn til hvordan de vurderer viktigheten av dem. En fare som beskrives i denne sammenheng er gjerne at dersom læreren ikke fullt ut forstår målene, vil fokus gli mer over på læringsaktiviteten enn på hva elevene egentlig skal lære. Essensen som beskrives her er at man skal "planlegge for læring, ikke for aktivitet" (Clarke, Clarke, Sutton, & Owens, 2006). Hvilken rolle forsøket til sist fyller vil i følge Clarke et al. være avhengig av i hvilken grad målene med aktiviteten er tydeliggjort for elevene. Som jeg var innom i definisjonen av praktisk arbeid og forsøk tidligere, er det viktig å ha en viss klarhet om hva det er man egentlig diskuterer. Graden av åpenhet, eller antall frihetsgrader, brukes gjerne for å skille et forsøksdesign fra et annet. En inndeling som er noe brukt, er at man skiller mellom øvelser (exercises), Bilde 5.; Et praktisk arbeid i naturfag kan i følge Woolnough & Allsop skilles i "exercises", "experiences", "investigations" og "illustrations" opplevelser eller erfaringer (experiences), undersøkelser (investigations) og Lorents H Blomseth illustrasjoner (illustrations of theory) (Woolnough & Allsop, 1985) (Bilde 5). Disse fire definisjonene angir ulike mål læreren kan tenkes å ha når han velger ut et forsøk for sine elever. Det kan også være på sin plass å klargjøre hvor vid definisjonen av praktisk arbeid og forsøk skal være. Handler det eksempelvis om undervisning og læringsaktiviteter som innebærer at elevene håndterer og observerer objekter eller stoffer som de studerer, eller har man en videre tilnærming som Robin Millar (Millar, et al., 1999) beskriver, ved at det kan handle om undervisning og 27 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. læringsaktiviteter som innebærer det ovennevnte og i tillegg kan innbefatte representasjoner av disse i form av f.eks. simuleringer eller videoopptak. Dette siste kan være aktuelt i forbindelse med stoff som enten representerer en fare eller sikkerhetsrisiko ved utførelse av forsøket, eller at det er uforholdsmessig kostbart eller komplisert å utføre. Uansett hvilken definisjon man tillegger de ulike begrepene, står og faller resultatet av aktiviteten på at det er samsvar mellom læreren og elevene sin inngang og forventning til en praktisk læringsaktivitet, at hensikten er kalibrert mellom de to rollene. Lærerens mål med undervisningen (A) (fig. 2.2.3.1.) vil være avgjørende for hvordan han designer forsøket (B) for bruk i undervisningen av elevene. Disse valgene som læreren tar, er farget av lærerens syn både på naturfag som sådan, og synet på læring. De to forholdene utgjør dermed den praktiske og institusjonelle konteksten for læringen som skal skje. Elevene vil i sin tur gjøre det de tror læreren forventer at de skal gjøre, men dette kan avvike fra det Figur 2.2.3.1.; Figuren viser en modell for sammenhenger og forutsetninger for effektiv læring ved praktisk arbeid og forsøk i naturfag. læreren har tenkt (C). Lorents H Blomseth, 2015 etter Robin Millar 1999 Hva elevene rent faktisk gjør i forsøket enten det er slik læreren har tenkt, eller avviker fra dette, vil påvirke hva elevene faktisk lærer i situasjonen (D). Millar bruker denne fremstillingen for å si noe om to 28 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. forhold. For det første i hvor stor grad vi kan si at aktiviteten er effektiv med tanke på læring gjennom at elevene faktisk gjør det vi mener de skal gjøre ut fra forsøksdesignet, altså samsvaret mellom B og C. Dersom elevene gjør noe annet enn det vi har tenkt, kan vi ikke si at aktiviteten er effektiv i forhold til målet ("Effektivitet 1"). For det andre ser Millar på sammenhengen mellom D og A, om aktiviteten bidrar til læringen i den forstand at vi når de læringsmålene som er satt i A ("Effektivitet 2"). Dersom vi finner at det ikke er tilstrekkelig grad av effekt i form av økt læring, må vi enten redesigne forsøket, endre målet, eller senke ambisjonsnivået i forhold til hva man kan forvente av situasjonen. 2.2.4. Lærernes mål med forsøk og praktisk arbeid i naturfag I formidlingen av det naturvitenskapelige teoristoffet som skjer i skolefaget naturfag, her snakker jeg både om naturfaget på grunnskolens 1-10 trinn, videregående skoles naturfag på 1.trinn, samt fysikk, kjemi, biologi og geofag på videregående skoles 2. og 3. trinn, ser man ofte på laboratoriearbeid som en viktig og betydelig faktor for å nå kompetansemålene i faget/fagene. Det å bearbeide ideer og begrep, samt tilegne seg grunnleggende ferdigheter, betraktes gjerne som en viktig rolle for forsøksarbeid (Hofstein & Lunetta, 2004). Bruken av forsøk fremheves gjerne positivt ved at de bidrar til både å motivere elevene, illustrere fenomener, og bidra til å øke elevenes forståelse av hva naturvitenskap egentlig handler om. Men forsøksbruken kritiseres samtidig i andre sammenhenger med begrunnelse om at den snarere kan skape en forvirring hos elevene enn å bidra til en oppklaring (J. J. Wellington, 1998). Mange studier (Högström, Ottander, & Benckert, 2012) viser da også at elevene ikke lærer så mye fagstoff av å drive med laborativt arbeid, dette gjelder både på ungdomsskolenivå (Andersson, 2004), i videregående skole og sågar på universitets- og høyskolenivå (Hofstein & Lunetta, 2004; Hult, 2000). Hofstein og Lunetta fremhever at forskjellige studier som er gjort har nesten samstemmig det til felles, at målet med å drive med forsøk og laboratoriearbeid med elevene, er å utvikle en forståelse for naturvitenskapelige begrep og skjønne naturvitenskapens karakter, samt utvikle interesse, motivasjon og problemløsningsevne. I tillegg trekkes det frem å skulle kunne knytte naturvitenskapelig 29 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. kunnskap til hverdagslivet, innøve praktiske ferdigheter og tilegne seg et naturvitenskapelig tankesett. Alle disse målene som fremheves har altså her en karakter av å skulle bære kunnskapsmål enten direkte eller indirekte. I noen tilfeller fremkommer i tillegg sosiale mål i retning av for eksempel å bygge selvtillit eller å utvikle evnen til samarbeid. Kritikk mot denne typen mål for laborativt arbeid fremmes fra flere hold (Hult, 2000; Millar, 1998; White, 1996). På den ene siden mener man at det ikke nødvendigvis er feil å ha sosiale mål, eller at man har som et mål å oppnå bedre samarbeid eller forbedret selvbilde, men dette må ikke være begrunnelsen for å drive med forsøk og laborativt arbeid i naturfagundervisningen. Kritikken beror da på at man flytter fokuset bort fra den faglige innlæringen og over på det som benevnes som personlighetsutvikling. Som White sier, så finnes det både bedre og billigere måter å utvikle elevenes selvbilde og samarbeidsevne. Jenkins peker på at skolelaborativt arbeid fremstilles som å skulle være et speilbilde av den virkelige "forskningen", men at virkeligheten er en helt annen. Blant annet fremheves det at bruken av utstyret som finner sted i en skoleleksjon, ikke på noen måte stemmer overens med virkeligheten i et moderne laboratorium basert på elektroniske hjelpemidler. En annen kritikk av forsøksbruken i skolen er forholdet mellom åpne og lukkede forsøk, hvor hovedtyngden av forsøk er lukkede, med oppskrifter på hele prosessen fram mot et svar som i de fleste tilfellene er kjent for elevene på forhånd. Den moderne forskningen baserer seg i mye større grad om å bruke kreativitet og fantasi for å finne svar på problemstilliger som ikke er predefinerte, men skapt av forskerteamene selv (E. W. Jenkins, 1999). En engelsk/walisisk studie viser i tillegg at forsøkene ofte blir en læring av prosedyrer fremfor det å tilegne seg kognitive læringsmål, og at det er en usikkerhet hos elevene, og et misforhold mellom elever og lærere knyttet til målene med forsøkene. (Watson, Goldworthy, & Wood-Robinson, 1998). Målene for forsøk og praktisk arbeid deles gjerne inn i tre hovedområder (E. W. Jenkins, 1999; J. J. Wellington, 1998) som omfatter kognitive15 mål, affektive16 mål og psykomotoriske17 mål. De kognitive målene vil her i hovedsak være det som har med naturfaglig kunnskap og faglig forståelse å gjøre (Anderson, et al., 2001). De affektive målene 15 Kognitiv er det som har med tenking og oppfatning å gjøre. Affektiv har med følelser å gjøre. 17 Psykomotorisk har med motoriske og muskulært arbeid (bevegelse) å gjøre. 16 30 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. er som jeg var inne på tidligere, det som dreier seg om motivasjon og skaping av interesse og holdninger hos den enkelte elev (Bloom & Krathwohl, 1956). De psykomotoriske målene går i denne sammenhengen ut på å praktisk kunne gjennomføre eksperimentelt arbeid på laboratoriet, slik som for eksempel måling av objekter (f.eks. ved bruk av skyvelær, målebånd, målesylindere etc.), veiing (bruk av vekter, både skålvekter og elektroniske vekter) (Harrow, 1972). Högström, Ottander og Benckert fremhever at utformingen og målinnretningen av forsøkene i naturfag påvirkes av mange faktorer. Det pekes på at flere studier viser at ulike typer forsøk i forskjellige emner, kan hjelpe elevene til å få en forståelse for naturvitenskapens karakter (Abd-El-Khalick & Lederman, 2000). Det å gjøre forsøk med en klasse kan by på utfordringer knyttet til flere rammefaktorer som setter begrensninger for hva man kan og bør gjøre. Klassens størrelse er i mange typer forsøk en slik rammefaktor som gjør at mange kvier seg for å gjøre i alle fall enkelte typer forsøk. Dersom det ikke finnes muligheter for å dele klassene i mindre grupper i de timene hvor forsøk er tenkt gjort, begrenser nok dette det den enkelte lærer vil gjøre. Og selv om man skulle finne det forsvarlig å gjøre et forsøk med en hel klasse samlet, kan tilgangen på utstyr ved mange skoler sette begrensninger for hvor mange som kan jobbe med det samme til samme tid. Læreplanens krav som nevnt over, avgrenser også i noen grad hva man skal drive med på de ulike trinnene i skoleløpet. Til slutt fremheves det at andelen elever med svak forståelse, eller elever som er lesesvake sammen med mengden av teori man skal igjennom, er med på å begrense hva man får gjort (Tiberghien, Veillard, Le Maréchal, Buty, & Millar, 2001). De peker på at lærerne i grunnskolen har senket de kognitive målene i naturfag i svensk skole for å tilpasse den laborative undervisningen til rent praktiske øvelser, altså ikke nødvendigvis med naturfaglig kunnskapstilegnelse som hovedmål. Forsøkene blir da gjerne en tidkrevende utforsking hvor elevenes fokus dreier seg om å følge instruksjonene i en "oppskrift" og hvor de jobber fort for å bli ferdige (Tobin, 1986). Når elevene jobber på denne måten hevdes det at elevene ikke får med seg hensikten med forsøket eller hvilken hensikt de ulike delene av arbeidet har (Hofstein & Lunetta, 2004). Högström, Ottander og Benckert hevder at dette bekrefter hvilken viktig rolle instruksjoner, veiledning og arbeidsbøker har for utbyttet av forsøksarbeid i naturfag. Forsøkenes utforming er avgjørende for hvilke mål elevene har 31 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. muligheter for å nå, dette gjelder både de kognitive, de affektive og de psykomotoriske målene vi setter oss. En sekslandsstudie blant lærere på videregående- og ungdomsskolenivå viser hvilke mål de fremholder som viktigst når de skal jobbe med forsøk i undervisningen. Det å lage en kobling mellom teori og praksis er uttalt som et viktig mål sammen med det å utvikle en vitenskapelig måte å tenke på, begge disse er kognitive mål. I tillegg fremkommer det som et mål hos flere lærere, det å utvikle eksperimentelle ferdigheter. Dette siste kan klassifiseres som et psykomotorisk mål for opplæringen. Blant de affektive målene anses imidlertid ikke disse som like viktige. Spørsmål om motivasjon, sosial kompetanse eller personlig utvikling kom ikke like høyt på listen over viktig mål som de tre første som her er nevnt (Welzel, et al., 1998). Konklusjonen i Högström, Ottander og Benckerts studie om læreres mål med laborativt arbeid, går i retning av at det er de kognitive målene som fremheves som viktigste argument for å drive med forsøk i naturfagundervisningen, selv om både affektive og psykomotoriske mål forekommer. I to tilfeller hvor spesifikke forsøk skulle beskrives, kom imidlertid affeksjonsmål som "å stimulere til aktivitet" fram som en begrunnelse. Dette tyder på at lærerne i studien hadde en ulik måltilnærming avhengig av om det var snakk om forsøk og praktisk arbeid i sin allminnelighet, eller om det var snakk om spesifikke forsøk. Videre konkluderes det med at arbeid med forsøk bør inneholde både kognitive og affektive mål (Hofstein & Lunetta, 2004) og lærerne heller på generell basis mot kognitive mål, mens de i beskrivelsen av eget arbeid heller mer mot affeksjonsmål. Dette resultatet bekreftes også av Christina Bergendahl (Bergendahl, 2004), at mål med affektive aspekter som det å kunne samarbeide og ta ansvar, fikk større betydning under selve gjennomføringen av forsøkene enn det hadde på forhånd under planleggingen av forsøkene. Dette forklares med at lærerne under arbeidet kanskje anser det å utvikle interesse for naturvitenskapen som en viktig del av undervisningen i naturfag. Högström, Ottander og Benckert fremhever viktigheten av at man har klare mål med forsøkene, da det i motsatt fall kan være slik at forsøket både fremstår som et mål i seg selv og en metode for læring av naturfag. I dette tilfellet vil en relativt liten del av naturvitenskapens karakter bli behandlet, og elevenes muligheter for kunnskapsutvikling og forståelse vil være begrenset. Dersom man har forventninger om at arbeid med forsøk i seg selv skal føre til utvikling av kunnskaper, risikerer man at avstanden 32 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. mellom teori og praksis blir enda større enn den var på forhånd (Abd-El-Khalick & Lederman, 2000; Khishfe & Abd‐El‐Khalick, 2002; Lederman, Lederman, Byoung-Sug, & Eun-Kyung, 2005) Lærere i en annen studie (Tiberghien, et al., 2001) viser at lærere har som mål med sine forsøk, at elevene både skal lære teori18 fra de praktisk forsøkene og bruke forsøkene til å bekrefte teorien de har lært. Laboratorieinstruksjonene eller forsøksbeskrivelsene gav imidlertid lite rom for å tenke og reflektere omkring det man jobbet med. Her ble tidsfaktoren trukket fram som det viktigste argumentet for at det ikke blir gjort i særlig grad. Arbeidet med forsøk i naturfag anses å ha stor betydning for elevenes læring av naturfag (Leach, 1998; Lunetta, Hofstein, & Clough, 2007; J. Wellington, 1998). De erfaringene som elevene får gjennom dette arbeidet er ikke bare viktige, men også nødvendige i naturfagundervisningen (Hodson, 2001; Millar, 2004). Til tross for dette viser mange studier at forsøksarbeid i naturfagundervisningen altfor ofte har mer fokus på selve gjennomføringen av forsøket, enn på hva elevene faktisk kan lære av forsøket (Hodson, 1990; Hofstein & Lunetta, 2004; Millar, Tiberghien, & Le Maréchal, 2002). Högström, Ottander og Benckert (Högström, 2010) hevder at elevene i altfor stor grad utsettes for utfordringer knyttet til det laborative arbeidet, som gjør at målet med forsøkene ikke nås, altså at elevene lærer lite av selve forsøket (Abrahams & Millar, 2008; Hodson, 1991, 1996) 2.2.5. Praktisk arbeid i læreplanen LK06 I læreplanen er det i kompetansemålene etter 10.trinn, syv mål som mer eller mindre direkte krever at det skal jobbes praktisk for å kunne hevde måloppnåelse, de fleste av dem (seks) under hovedemnet "Fenomener og stoffer" hvor det bl.a. står: 18 undersøke egenskaper til noen stoffer fra hverdagen og gjøre enkle beregninger knyttet til fortynning av løsninger undersøke og klassifisere rene stoffer og stoffblandinger etter løselighet i vann, brennbarhet og sure og basiske egenskaper Med teori i denne sammenheng menes fakta, begreper og fenomener. 33 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. planlegge og gjennomføre forsøk med påvisningsreaksjoner, separasjon av stoffer i en blanding og analyse av ukjent stoff undersøke hydrokarboner, alkoholer, karboksylsyrer og karbohydrater, beskrive stoffene og gi eksempler på framstillingsmåter og bruksområder gjøre forsøk og enkle beregninger med arbeid, energi og effekt gjøre greie for hvordan trafikksikkerhetsutstyr hindrer og minsker skader ved uhell og ulykker gjennomføre forsøk med lys, syn og farger, og beskrive og forklare resultatene (Kunnskapsdepartementet, 2006, s. 89). Det syvende målet som krever praktisk arbeid finner vi under hovedemnet "Forskerspiren" hvor det heter: formulere testbare hypoteser, planlegge og gjennomføre undersøkelser av dem og diskutere observasjoner og resultater i en rapport (Kunnskapsdepartementet, 2006, s. 88). Å arbeide både praktisk og teoretisk i laboratorier og i naturen med ulike problemstillinger er nødvendig for å få erfaring med og utvikle kunnskap om metoder og tenkemåter i naturvitenskapen. Dette kan bidra til å utvikle kreativitet, kritisk evne, åpenhet og aktiv deltakelse i situasjoner der naturfaglig kunnskap og ekspertise inngår. Varierte læringsmiljøer, som feltarbeid i naturen, eksperimenter i laboratoriet og ekskursjoner til museer, vitensentre og bedrifter, vil berike opplæringen i naturfag og gi rom for undring, nysgjerrighet og fascinasjon. Kompetanse i å forstå ulike typer naturvitenskapelige tekster, metoder og teknologiske løsninger gir et godt grunnlag for yrkesfaglige utdanninger, videre studier og livslang læring i yrke og fritid (Kunnskapsdepartementet, 2006, s. 81). Slik beskrives formålet i læreplanens innledning, "varierte læringsmiljøer som feltarbeid ute og eksperimenter i laboratoriet, vil berike naturfaget og gi rom for undring". Forsøkene betraktes altså i læreplanen ikke bare som et middel for å nå kognitive mål i opplæringen. Utvikling av kreativitet, kritisk tenking og aktiv deltakelse er argumenter for å utvikle kunnskaper om metoder og tenkemåter innenfor naturvitenskapen. Det faktum at vi har en læreplan som faktisk sier at det skal gjøres forsøk og praktisk arbeid i faget, er selvfølgelig én begrunnelse for hvorfor lærere bruker forsøk som en del av naturfagundervisningen. Hva man ønsker å oppnå med forsøkene og det praktiske arbeidet kan man se for seg varierer noe både hos elever og lærere. 34 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 2.2.6. Forsøk i fysikk, kjemi eller biologi ? Naturfagets 3 (4) hovedgreiner i skolen skiller seg erfaringsmessig litt fra hverandre når det gjelder bruk av forsøk. Kjemien og fysikken er nok de emnene de fleste elever tenker på når de hører "forsøk i naturfag". Tradisjonelt har man nok i ungdomsskolen gjort relativt færre forsøk i biologi enn tilfellet er for fysikk og kjemi, kanskje begrunnet i at biologiske prosesser gjerne tar noe lengre tid og vanskeligere lar seg observere og beskrive, enn tilfellet er for de to andre. Lærere i videregående skole, på universitet og høyskole, beskriver en forskjell i det laborative arbeidet i biologi og fysikk (Welzel, et al., 1998), hvor det i biologi later til å være det å lære seg en vitenskapelig måte å tenke på som er viktigst, mens det i fysikk synes å være mer fremtredende at forsøket skal understøtte innlæringen av teoristoffet. En undersøkelse blant svenske elever viser at elevene oppfatter at de i fysikk og kjemi som regel følger instruksjoner, mens de i biologi faktisk ikke er helt klar over hva som er laborativt arbeid og om det er et forsøk de har gjort (Lindahl, 2003). Carl Angell, Berit Bungum m.flere (Angell, 2011) ser nærmere på begrunnelser for å drive med praktisk arbeid og forsøk innenfor en begrenset del av naturfaget, fysikken, og hvordan det kan gjøres. De tar utgangspunkt i Kunnskapsløftets læreplanmål for fysikk 1 og fysikk 2 på videregående skole, hvor det slås fast at fysikk i seg selv er et eksperimentelt fag hvor trening i å planlegge, gjennomføre og vurdere forsøk er en viktig del av opplæringen. I FUN-prosjektet19 (Angell, Henriksen, & Kind, 2012) fremkom det at elevene ikke så på forsøkene som en karakteristisk eller viktig del av faget, men at de anså eksperimenteringen som interessant. Angel stiller seg derfor spørsmålet om elevene ser på forsøkene som et "krydder" i undervisningen snarere enn et viktig element for å illustrere eksperimentenes rolle i naturvitenskapen. Det spekuleres også i at forsøk i fysikken forbindes med vitenskapens eksperimenter for å tilegne seg ny og hittil ukjent kunnskap, mens fysikkundervisningen i skolen handler om læring av allerede kjent og etablert kunnskap ? 19 FUN (Fysikkutdanning i Norge) Prosjekt som bl.a. hadde som formål å finne ut hvorfor elever velger eller ikke velger fysikk i vieregående skole, Prosjektet er avsluttet. 35 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Utviklingen av den eksperimentelle fysikkundervisningen har endret seg i takt med pedagogiske strømninger, slagordet "discovery learning" fra 1960-tallet var inspirert av teoriene til psykologen Jerome Bruner. Hans fokus lå på at elevene i stedet for å få tradisjonell undervisning og fagstoff som måtte læres, skulle drive eksperimentelt og analytisk for selv å oppdage sammenhenger i naturen. Å tro at elevene selv gjennom slikt arbeid skal oppdage naturlovene er nok misforstått og naivt. De fleste tilhengerne av discovery learning gikk da heller ikke så langt. Senere, på 1990-tallet, oppsto begrepet "inquiry-based learning" som kan sees på som en videreføring av den konstruktivistiske ide, hvor kunnskapen blir til i den enkelte elev gjennom utforsking og gjerne i samhandling med andre. Dette kan igjen sees på som en videreføring av Vygotskys tanker om relasjonslæring, det at læringen skjer best i samhandling og relasjon med andre elever. Som nevnt tidligere ser man også i fysikksamenheng på de tre ulike målkomponentene man kan ha som begrunnelse for å drive med forsøk og eksperimentelt laboratoriearbeid i faget, den kognitive, den affektive og den psykomotoriske ferdighetskomponenten. Verner Schilling (Schilling, 2006) gjennomgår i sin doktoravhandling ulike typer mål og argumenter for eksperimentelt arbeid i fysikkundervisningen. Han hevder her at det eksperimentelle arbeidet, spesielt i fysikk, i seg selv er så sammensatt og vanskelig å tilegne seg, at det snarere burde være en eksplisitt del å undervise i dette isolert. Schilling tenker at det gir mening å bruke teoristoffet til å forstå forsøket snarere enn å tenke at forsøket i seg selv skal kunne bidra til å gi teorifaglig forståelse i fysikk. Han betrakter forsøket som målet i fysikkundervisningen, og at denne derfor må legges opp på en slik måte at det blir mulig å stille adekvate spørsmål som kan besvares eksperimetelt. Denne argumentasjonen til Schilling kaster et interessant lys over hvordan lærere begrunner sin bruk av forsøk i naturfagundervisningen. 36 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 2.2.7. Forsøk og praktisk allmenndannelse Synet på det praktiske arbeidet i naturfag har ikke ligget fast historisk sett, da skiftende pedagogiske strømninger og endringer av læreplaner har gjort dette til en aktivitet som i skolen har tenkt å skulle fylle forskjellige roller. I Norge har vi en tradisjon for å vektlegge praktisk arbeid i naturfagundervisningen (P. M. Kind, 2003). Det har vært tanken at det praktisk arbeidet både skulle være en innføring i den naturvitenskapelige arbeids- og tenkemåte, men også som et redskap for å lære fagstoff. Hvor effektiv denne arbeidsmåten er i forhold til å nå dette målet har det vært stilt gjentatte spørsmål om. Det hevdes til og med at det er en mytisk og nærmest naiv forståelse av hva læring og naturvitenskapelig tenkemåte er (Hodson, 1993). De norsk læreplanene har som nevnt gitt ulike signaler om hvilken rolle det praktiske arbeidet skal ha i naturfagundervisningen. I tillegg til dette fremhever Kind at vår praksis i klasserommet og våre tradisjoner i forhold til dette også styres av noen "uskrevne regler". I kjølvannet av en mer elevsentrert pedagogikk, pekes det på at prosessen skulle sidestilles med selve produktet, og at et teoritungt naturfag skulle få større innslag av praktisk arbeid for å belyse den naturvitenskapelige arbeidsmetode som prosess. Fra å ha hatt læreplaner hvor prosessen har vært relativt tydelig i den generelle delen av læreplanen, mens den har vært mer utydelig i den spesielle, har vi nå fått læreplaner hvor prosessen er en del av kompetansemålene i Kunnskapsløftets spesielle del. Tidligere undersøkelser 20 viste at lærerne i stor grad vektla elevøvelser, mens undervisning i den naturvitenskapelige arbeidsmetoden ikke hadde like stor plass. To IEA-undersøkelser21 viste at det var få lærere som fremhevet det å lære den naturviteskapelige arbeidsmetoden som viktig begrunnelse for å drive med praktisk arbeid i naturfag. Undersøkelsen viste også at lærerne i liten grad benyttet øvelser der elevene måtte finne fremgangsmåten selv, det som gjerne omtales som "åpne forsøk" eller forsøk med flere frihetsgrader (se s.21). 20 SISS (Second International Science Study) fra 1984 (S Sjøberg, 1986) og TIMMS (The Third International Mathematics and Science Study) fra 1994 (Svein Lie, Kjærnsli, & Brekke, 1997). 21 IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement) 37 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Denne omtalte trenden i naturfagdidaktikken må sees i lys av et sterkt fokus som var på prosessorientering også i andre fag enn naturfag. Denne praksisen ble senere kraftig kritisert, spesielt statusen som prosessorientert arbeid var tillagt innenfor naturfagundervisningen. Senere læreplaner har hatt naturvitenskapelig arbeidsmåte som et uttalt mål i den generelle delen, uten at det på en systematisk måte er laget verktøy og retningslinjer for hvordan dette konkret skal gjøres. Kind hevder at man i liten grad har greid å fange opp synet på den naturvitenskapelige arbeidsmåte etter den prosessorienterte epoken på 70- og 80-tallet (P. M. Kind, 2003). Den naturvitenskapelige allmenndannelsen vies mye oppmerksomhet i den didaktiske diskusjonen i naturfag. I norsk skole pekes det på at det er noen utfordringer knyttet til hvordan man legger opp undervisningen i et fag som skal treffe såpass bredt som det den må gjøre i Norge (P. M. Kind, 2003). Noe av årsaken til dette forklares med den lovfestede retten til 13 års utdanning, og det faktum at det i denne elevmassen vil befinne seg mange elever som ikke har den nødvendige motivasjonen til å prestere godt i faget, og kanskje heller ikke har de faglige forutsetningene som skal til for å mestre faget. Dette kan vel kanskje sies om alle fag i større eller mindre grad. Tidligere besto gymnaset og den videregående skolen således av en mer homogen elevmasse på dette området, noe som gjorde at man kanskje kunne holde et litt høyere gjennomsnittelig fagnivå enn tilfellet er i dag, i alle fall i videregående skoles første år. Målet med skole for alle har opplagt vært et høyt allmennkunnskapsnivå i hele befolkningen, noe som selvsagt vil være et pre for en nasjon i konkurranse med andre land, men risikoen for en nivåsenkning over tid hevdes opplagt å være en fare her. En del av den naturvitenskapelige allmenndannelsen er bl.a. å kunne forstå den vitenskapelige tenke- og arbeidsmåte (f.eks. forsøk), og gjennom det kunne ha forutsetninger for å forstå vitenskapelige forklaringsmodeller for ulike fenomener i vår hverdag. Kind (P. M. Kind, 2003) peker på to grunnleggende pedagogiske ideer som bakteppe for å drive med forsøk og praktisk arbeid i naturfagundervisningen; 1. At elevene gjennom praktisk arbeid tilegner seg kognitive ferdigheter som kan overføres til andre situasjoner, spesielt nevnes ferdigheter knyttet til en naturfaglig arbeidsmetode. Da naturfag ble innført som skolefag skulle elevene gis mental trening i induktiv logikk (E. Jenkins, 1989). Den vitenskapelige arbeidsmetoden ble 38 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. relatert til en rekke kognitive egenskaper som vi kjenner fra naturvitenskapelig arbeid, så som det å observere, fremme hypoteser, tolke funn du gjør, og trekke konklusjoner. Kritikerne til dette argumentert hevder at man gjennom det praktisk arbeidet ikke først og fremst tilegner seg intellektuelle ferdigheter, men snarere en kunnskap eller evne til å anvende en vitenskapelig arbeidsmåte, også kalt prosedyrekunnskap (P. M. Kind, 2003). 2. Den andre tar utgangspunkt i at elevene lærer best gjennom å gjøre ting selv fremfor å se på andre eller høre om det. John Deweys etterhvert mye brukte slagord "learning by doing" er gjerne argument for denne ideen. John Dewey selv hadde imidlertid et noe mer utvidet perspektiv enn de naturfaglige eksperimentene isolert sett. Like fullt er nok denne bakgrunnen noe av forklaringen på den statusen som forsøket har fått i naturfagundervisning i skolen. Kritikere til denne oppfatningen støtter seg ikke bare på forskning som viser at så ikke er tilfelle, men også på et teoretisk grunnlag (Millar & Driver, 1987). Bakgrunnen for kritikken er at man har bygd på en foreldet empiristisk og positivistisk tankegang i forhold til det å "oppdage" kunnskap i naturfag gjennom observasjon og forsøk. Man kan med andre ord ikke forvente at elever skal oppdage naturlover som forskere har utviklet kunnskap om over lang tid. Observasjonen anses imidlertid som viktig, men det er avgjørende at det er et avklart forhold mellom teorien og empirien her (P. M. Kind, 2003). Naturfagundervisningen i norsk skole har ifølge dette, liten tradisjon for å fremheve den første av disse to ovennevnte ideene, man har ikke vektlagt i særlig grad at praktiske øvelser i naturfag skal kunne virke spesielt stimulerende på intellektuelle kognitive egenskaper. At elevene gjennom forsøk skal lære om den naturvitenskapelige arbeidsmetode er imidlertid mer fremhevet. Undersøkelser har vist at både elever og lærere har en klar forventning om at forsøk som gjøres i naturfagtimene, skal følge et slikt naturvitenskapelig metodemønster. Denne teoriforankringen oppleves imidlertid som problematisk fordi det hevdes at det er fundert på et forenklet bilde av både læring og av naturvitenskap. Det bør derfor være med et kritisk blikk vi ser på situasjonen hvor eleven gjennom å observere hvorden "det egentlig er" skal kunne utvikle en vesentlig bedre forståelse av fagstoffet. 39 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 2.2.8. Forsøkets status i norsk skole Situasjonen i norsk skole i dag er som tidligere nevnt at det praktiske arbeidet og forsøket har en relativt høy status og at det oppfattes som en viktig del av faget. Dette har fremkommet både gjennom SISS (S Sjøberg, 1986) og TIMMS (P. Kind, Kjærnsli, Lie, & Turmo, 1999; Svein Lie, et al., 1997). SISS-undersøkelsen konkluderte med at lærerne ønsket mer bruk av praktisk arbeid i naturfag, mens TIMMS-undersøkelsen viste at lærerne i stor grad bruker praktisk arbeid. I undersøkelsen svarte 71 % av lærerne at de hadde brukt 10 timer eller mer til praktisk arbeid det siste skoleåret, og at de fleste skoler hadde elevlaboratorium og læreverk som la til rette for forsøk gjennom å inneholde et utvalg av forsøk knyttet til de ulike emnene. Et interessant funn i undersøkelsen går på hvilke forsøkstyper lærerne velger for sine elever, - det fremkommer at det er en klar overvekt av forsøk med få eller ingen frihetsgrader, forsøk som trinn for trinn beskriver for elevene hva som skal gjøres. 89 % av de samme lærerne svarer i TIMMS-undersøkelsen at de i hovedsak benytter denne typen øvelser. Et annet viktig funn i undersøkelsene som trekkes fram, er at elevene nesten uten unntak, skriver rapport i forbindelse med forsøkene de utfører. De fleste øvelsene bærer preg av å være øvelser som har en oppskrift som skal lede fram til belysning av et faglig fenomen. Som et resultat av dette er det svært få øvelser som har som oppgave å formidle særtrekk ved naturvitenskapens arbeidsmetode og egenart (metodeøvelser). Et interessant trekk ved de fleste læreverkene er at de vektlegger sterkt dette med den naturvitenskapelige metode som innebærer stor grad av hypotesetesting. Dette hevdes å basere seg på Poppers hypotetisk-deduktive metode (Popper, 1959). Denne naturvitenskapelige metoden er tredelt og innebærer: Hypotese, - hvor du prøver å ressonere deg fram til en mulig forklaring på et fenomen man undrer seg på. Eksperiment, - som innebærer å teste hypotesen din for å se om den er holdbar. Konklusjon, - basert på om eksperimentet ditt gir grunnlag for å underbygge eller forkaste hypotesen. 40 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Denne metodeorienteringen synes å være godt etablert hos elevene da de på spørsmål22 om hva som skal være med i rapporten svarer: Utstyret vi bruker Hva forsøket gikk ut på Hypotesen Gjennomføringen Resultat og konklusjon Denne hypotetisk-deduktive tankegangen gjenspeiler seg i samme elevundersøkelse når de på spørsmål om hvordan de gikk frem i arbeid med forsøk i naturfag svarte at de "først skulle finne en hypotese om hva de tror kommer til å skje, og samtidig notere forskjellige ting mens de utfører det, før de til slutt utformer en konklusjon". De samme elevene svarte omtrent identisk på spørsmål om hvordan de tror at forskere går frem for å finne ut nye ting om naturen. Denne fastlagte strukturen i elevøvelsene gjør disse elevene godt i stand til å gjøre rede for hva som kjennetegner den naturvitenskapelige arbeidsmetode, og de finner klare parallaller mellom hva de selv gjør på skolelaboratoriet og det forskerne gjør i sitt arbeid. Kind (P. M. Kind, 2003) peker på at det gjennom intervjuene fremkommer en positivistisk oppfatning av naturvitenskapen når de redegjør for denne hypotetisk-deduktive metoden. Elevene antar at kunnskapen om naturen kan oppdages gjennom forsøkene, og at disse alltid gir et entydig svar på hvordan ting egentlig er. De ser ikke på hypotesene som mulige modeller for hvordan ting henger sammen, men vurderer hypotesetestingen ut fra sitt eget posititivistiske og empiriske utgangspunkt. Oppsummert sier Kind at metoden sett fra elevens syn kan beskrives i følgende trinn: 1. Forskeren stiller et spørsmål 2. Han gjetter på et svar (hypotesen) 3. Forsøket utføres 4. Man kommer fram til et svar (konklusjonen) 22 Intervju av 12 elever fordelt likt på to skoler i 1999 etter innføringen av L97 (P. M. Kind, 2003) 41 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Her kan man godt tenke seg å utelate trinn 2 da svaret uansett kommer til syne i konklusjonen. For elevene synes det som om dette er et viktig poeng i og med at elevene gjerne bedømmer et forsøk som vellykket eller ikke ut fra om de har "gjettet riktig", altså fått samsvar mellom hypotese og konklusjon. I det lyset er det greit å forstå hvorfor elevene svarer som de gjør på dette punktet. Det at elevene ser på forsøket som en form for problemløsning, og ikke betrakter det som en mulighet for å teste ulike forklaringsmodeller, beskrives som at de har retolket den hypotetisk-deduktive metoden til et empiriskpositivistisk tankesett23. Hvordan kunnskapen blir etablert hos den enkelte, eller metoden man tilegner seg kunnskapen ved hjelp av, og hva kunnskap egentlig er, er to sider som er nært knyttet til hverandre. Elevene betrakter kunnskapen som noe som er sant eller usant, hvor den sanne kunnskapen representerer hvordan naturen egentlig er. For elevene finner Kind ut at teorier betraktes som usikker kunnskap, men som gjennom forskning kan bli til fakta dersom man finner samsvar mellom det man tror og det man finner ut. Teoribegrepet har hos elevene en mer dagligdags betydning enn det vi er vant med i naturvitenskapen, for elevene representerer teorien noen tanker om hvordan ting muligens henger sammen, snarere enn et resultat av lang tids forskning og kunnskapssamling. I et allmenndanningsperspektiv pekes det med andre ord her på klare utfordringer. Dersom naturfagets innhold og målsetting endrer seg over tid, vil nødvendigvis også hensikten med å benytte praktisk arbeid og forsøk i undervisningen kunne variere. Men selv om målsettingen for faget kan være den samme hos forskjellige lærere, kan man i følge Kind (P. M. Kind, 2003) tenke seg ulike mål for dette arbeidet f.eks : At elevene skal bli kjent med og få erfaring med naturfenomener, og lære begreper/teorier/modeller som beskriver og forklarer disse. Elevene skal lære om naturvitenskap og hvordan naturvitenskapelig kunnskap skapes og etableres. 23 I denne sammenheng er begrepet empirisk positivistisk brukt om at kunnskapen om naturen oppdages gjennom eksperimenter, og at disse gir entydige svar på hvorfor ting er som de er. 42 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Elevene skal lære å utøve naturvitenskap, dvs. selv kunne anvende metoder (både fremgangsmåter og instrumenter) og argumentasjonsformer som er særegne for naturvitenskap. Undervisningen skal skape interesse og motivasjon for naturfag gjennom opplevelser. (P. M. Kind, 2003) Hva elevene skal lære, og hvordan vi kan bruke forsøket som metode i undervisningen, må ligge til grunn som en forståelse av hva naturvitenskap er. Vi fokuserer gjerne på at vi skal drive allmenndannelse i en søken etter å skape forståelse av naturvitenskapens teorier, dens egenart og status. Slik vi i følge Kind driver undervisningen i dag, heller vi mer mot å bygge opp under elevenes positivistiske24 syn på naturvitenskapen enn å skape en dypere forståelse av hva naturvitenskap dreier seg om. Ønsker vi en endring i elevenes positivistiske oppfatning, må vi søke å skape en forståelse som gjør dem i stand til å anvende resultater fra forsøkene til å beskrive en virkelighet, snarere enn å kunne anvende teorier for å forklare det som skjer i et forsøk, med andre ord en dreining mot en deduktiv tilnærming som mål med vår bruk av praktisk arbeid i naturfagundervisningen. En siste konsekvens av et allmenndannende fokus er vektlegging av "prosedyrekunnskapen", vår forståelse og anvending av naturvitenskapelige arbeidsmetoder. Elevene må søke å utvikle en forståelse av hva hensikten med naturvitenskap er, at den har et mål om å skape modeller som forklarer fenomener i naturen, og at vi benytter forsøk nettopp for å teste ut om disse modellene kan forklare det vi er på søken etter (Driver, Leach, Millar, & Scott, 1996). De peker på at elevene gjerne ser på naturvitenskapen som en ren kartlegging av virkeligheten gjennom forsøk, mens de overser f.eks. det kreative elementet som må ligge til grunn i designet av et forsøk som skal vise om en hypotese er holdbar eller ikke, og til sist, at dette gjøres på en troverdig og etterprøvbar måte. I mange sammenhenger sees selve forsøket på som en form for naturviteskapelig argumentasjon, men all den tid det ikke er snakk om "én riktig" vitenskapelig metode, vil det uansett være behov for argumentasjon og begrunnelse for hvorfor man forstår et resultat 24 Positivismen brukes her som en filosofisk retning hvor erfaringene leder fram til kjennsgjerninger, altså en empirisk basert måte å tenke på. 43 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. slik eller slik. Gjennom en slik argumentasjon og begrunnelsesrekke vil man måtte øve opp en kritisk sans både gjennom sin egen argumentasjon, men ikke minst gjennom å stille spørsmål til andre om hvordan de har tenkt og reflektert for å kunne trekke den konklusjonen de faktisk gjør. Etterarbeidet som gjøres etter at et forsøk er gjort, vil således være viktig ut fra at læringen henger nøye sammen med evnen til refleksjon, konsentrasjon og en høyere ordens tenking, - det å kunne koble de konkrete erfaringene sammen med teoretisk kunnskap (Orion, 1993). Forsøkets rolle som førstehåndskilde til naturlige fenomener er av flere fremhevet som en viktig begrunnelse for å drive med forsøk, men det som etterlyses er en større bruk av forsøk med flere frihetsgrader, der elevene selv må vurdere hvilke fremgangsmåter de vil benytte, og hvordan de vil fremskaffe de dataene de trenger for å trekke konklusjoner fra sitt arbeid. Kind hevder at en utvidet bruk av forsøk i denne retningen vil bidra til å oppøve elevenes kritiske sans i forhold til naturvitenskapelig forskning. Elevenes ønske om å drive med mer lukkede forsøk av typen oppskrift fra A til Å, vil ikke gjøre dem i stand til å utvikle kritisk sans i forhold til usikkerhet knyttet til metoder, "bevisføring" og konklusjoner. 2.3. Utfordringer i naturfag i norsk skole 2.3.1. Ønske om en enda bedre naturfagundervisning Det faktum at vi som naturfaglærere skal prøve å nå en elevgruppe som tildels er svært varierende hva interesser i utgangspunktet angår, stiller oss overfor noen pedagogiske utfordringer i forhold til å få med så mange som mulig på den faglige reisen som fagets kompetansemål representerer. Med kompetansemål mener jeg i denne sammenhengen begrepet brukt om de læringsmålene som er laget med tanke på måloppnåelse etter 4. - 7. og 10. trinn i grunnskolen, samt tilsvarende mål for elever i videregående opplæring (Kunnskapsdepartementet, 2006). Noen av kompetansemålene er i seg selv praktisk innrettet (ferdighetsmål, altså av en slik art at det nettopp er den praktiske ferdigheten som er målet, mens andre er av mer kognitiv art (kunnskapsmål). De praktiske målene i 44 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. læreplanen, som innebærer bruk av forsøk og praktisk arbeid, må basere seg på kunnskap om hvordan dette arbeidet kan bidra til å gi en bedre naturfagundervisning. 2.3.2. Ulike elevtyper, - ulike utfordringer I en studie av elever kan det være av interesse å se om det finnes forskjeller eller likheter med tanke på ulike preferanser, basert på en kategorisering av de aktuelle elevene. Camilla Schreiners 5 norske elevtyper som hun beskriver og benytter i sin avhandling om ROSEprosjektet, Relevance of Science Education, (Schreiner, 2006) presenterer en svært omfattende og inngående måte å foreta en slik inndeling. Her beskriver hun 5 "norske" elevtyper basert på en omfattende spørsmålsbase med interesssespørsmål som danner grunnlag for å isolere fem hovedtyper av elever. Disse fem elevtypene navnsatte hun på følgende måte; "Selektiv gutt", "Selektiv jente", "Motvillig", "Ubestemt" og "Entusiast". De tre sistnevnte følger hverandre gjennom at de representerer tre ulike grader av engasjement i forhold til det å drive med naturfaglig arbeid. Den motvillige typen viser liten grad av interesse for å drive med naturvitenskapelige og teknologiske emner, mens den engasjerte representerer den andre ytterligheten. Den ubestemte befinner seg midt i mellom disse to. Den selektive gutten og den selektive jenta er to kjønnsspesifikke profiler som fremkommer som et resultat av preferanser av områder innen naturvitenskap og teknologi som betraktes som "jentete" eller "guttete". Den selektive gutten representerer stor grad av interesse for fagfelter som dreier seg om universet, teknologi, oppfinnelser og spektakulære fenomener, mens han viser liten interesse for spørsmål knyttet til f.eks. planter, landbruk, kropp og alternative behandlingsformer. Den selektive jenta bekrefter stor grad av positivitet til temaer om kropp, helse og mystiske fenomener. De tre typene "motvillig", "ubestemt" og "entusiast" er ikke-selektive i sine svar, og viser en generell grad av interesse eller ikkeinteresse som ytterpunkt. Resultatene har hun tolket ved hjelp av teorier om senmoderne samfunn- og identitetskonstruksjon. Lignende elevtyper er funnet også i Sverige, England og Finland (Ullah, 2008). Selma Therese Lyng (Lyng, 2004)lagde sju forskjellige elevtyper i ungdomsskolen, disse baserer seg i stor grad på at du kjenner elevene og ut fra erfaring og relasjoner til elevene, 45 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. og kan definere dem inn som Machogutten, Gromgutten, Gutteromsgutten, Nerden, Spurvejenta, Villkatten, Jålejenta, og Gulljenta (Lyng, 2004). Alle disse med unntak av "Nerden" er kjønnsspesifikke. I tillegg opererte hun med en kategori bestående av både jenter og gutter som ikke falt inn under noen av disse sju kategoriene. Penelope Eckert delte elevene inn to grupper og kalte dem kort og godt for "de utbrente" og "entusiastene", hvor de sistnevnte var de skoleflinke engasjerte og motiverte elevene, mens de første omtattet de elevene som ikke fant skolen interessant og var i opposisjon til både skole og samfunn. Et kjennetegn på disse var ofte uttrykt gjennom klesstil, språkbruk og væremåte. Også denne inndelingen krever en mer inngående kjennskap til enkeltindividene for at klassifisering skal kunne finne sted. I min undersøkelse vil jeg benytte respondenter som jeg ikke kjenner, og selv om jeg personlig vil treffe alle sammen i forbindelse med gjennomføring av undersøkelsen, vil det ikke være mulig å foreta en kategorisering på linje med noen av de ovennevnte. Jeg vil derfor gjennom noen av de første spørsmålene i spørreskjemaet (se appendix 4) søke å fremskaffe data som gjennom statistisk behandling lar seg kategorisere. Mine elevtyper vil fremkomme gjennom en sortering i forhold til generell interesse for naturfaget, interesse for spesielle emner innenfor naturfaget, aldersgruppe, kjønn og egenvurdert faglig presterende eller faktisk faglig nivå basert på terminkarakterer. 2.4. Utdyping av forskningsspørsmålet Gjennom denne studien søker jeg å gjøre nytte av forskning som er gjort både i Norge og Norden, men også resultater fra studier fra andre deler av verden. Gjennom min egen undersøkelse søker jeg å finne noen svar på hvordan vi kan ta mål av oss til å gjøre naturfagundervisningen i norsk skole enda bedre, og hvordan vi kan bruke forsøket og det praktiske arbeidet for å nå dette målet. I min undersøkelse ønsker jeg også å undersøke om det kan finnes forskjeller mellom ulike typer elever med tanke på hvordan de vurderer verdien av det å drive med forsøk og praktisk arbeid i naturfaget, og om det også kan være forskjeller mellom det jeg har definert 46 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. som forsøk og det jeg har kalt praktisk arbeid, da jeg ikke sidestiller disse. Det kan tenkes flere måter å typeinndele elever, og flere forskere har gjort dette tidligere. Som et bakteppe for forskningsspørsmålet: "Hvordan vurderer elever og lærere forsøket og det praktisk arbeidets rolle i naturfagundervisningen, - og hvilke preferanser har de for arbeid med naturfagets ulike emner?" - om forsøksbruk, etterarbeidsformer og gruppekonstellasjoner i den praktiske delen av naturfaget. har jeg jobbet fram en del nærmere presiseringer for hva jeg har ønsket å se nærmere etter for om mulig å få svar på spørsmålet mitt. Dette handler for elevenes del både om roller i en gruppe, hvem de ønsker å samarbeide med, hvilket læringsutbytte de selv mener de har av forsøksarbeid, hvilken rolle forsøket bør ha i deres læringsprosess, hvilken forsøksfrekvens de har og hva de ønsker, samt hvordan de mener at etterarbeid knyttet til forsøk bør gjøres. For lærernes del, som også inngår i undersøkelsen, har jeg i tillegg til mange av fokuspunktene mot elevene, også ønsket å se etter variasjoner i valg ut fra f.eks. utdanningsnivå, klassestørrelser og klassetrinn. Bakfokuset for forskningsspørsmålet mitt er nærmere beskrevet i metodekapitlet ("Bakteppe og intensjoner" s.54) 47 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 3. Metode 3.1. Valg av metode Jeg har hatt et ønske om å danne meg et bilde av vurderinger fra et stort antall respondenter innenfor et geografisk begrenset område. Et slikt utgangspunkt gjør valg av metode grei i den forstand at innhenting av data fra mange respondenter gjør at jeg vanskelig kan benytte f.eks. intervju eller observasjon til datainnsamlingen (kvalitativt). Jeg har med bakgrunn i dette valgt en kvantitativ metode, en metode som i hovedsak bygger på analyse av tallmateriale (kvantifiserbart25), ofte fremkommet som et resultat av en spørreundersøkelse med avkryssing ved ferdige svaralternativer. Begrunnelsen for valg av spørreskjema som datainnsamlingsmetode har vært: Spørreskjema vurderes i mitt tilfelle som godt egnet for å bidra til å besvare forskningsspørsmålet. Faste spørsmål med svaralternativer gir mulighet for standardisering, se på likheter, variasjoner og sammenhenger i forhold til hvordan respondentene svarer. Mulighet til å generalisere fra utvalg til populasjon basert på nevnte standardisering. Et stort antall respondenter nås på relativt kort tid. Dataene kan analyseres statistisk i egnet verktøy i etterkant. (Johannessen, et al., 2010) 3.2. Populasjon og utvalg I min studie har jeg valgt å ha et fokus rettet mot elever og lærere, og hvordan de opplever det å bruke forsøk og praktisk arbeid for å nå kompetansemål i naturfag. Målgruppen for min undersøkelse er elever på 8.trinn i ungdomsskolens første år, 10. trinn som er ungdomsskolens siste år, samt elever med realfagsretning på videregående skoles siste år, (trinn 13). Dette er begrunnet i et ønske om å se på status i min egen kommune hvor jeg 25 Av kvantifisere = Kvantifisere, uttrykke i målbare størrelser; fastsette størrelser og bestemme deres betydning (Leksikon, 2009) 48 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. etter nesten 30 år, kjenner strukturer og kulturer ved de ulike skolene. Sammensetning av utvalget begrunnes med at jeg ønsker å se om det kan finnes progresjonsvarierende forskjeller mellom elever på ulike nivåer, primært med henblikk på hvordan de vurderer de forskjellige problemstillingene knyttet til forsøk og praktisk arbeid i naturfagundervisningen. Mitt utvalg blir dermed en sannsynlighetsutvelgelse i form av klynge (Johannessen, et al., 2010). Klyngeutvelgelsen representerer i mitt tilfelle 8.-trinnselever, 10.-trinnselever og 13.trinnselever i en kommune, altså basert på geografisk nærhet (S. Grønmo, 2004). I tillegg til elevutvalget har samtlige lærere som underviser disse elevene i naturfag besvart et eget spørreskjema (appendix 5). Utvalget består av elever og lærere fra totalt fem forskjellige skoler, hvorav fire er grunnskoler med 8. og 10.trinn, mens den femte er en videregående skole. Alle skolene, som er av ulik størrelse, befinner seg som nevnt i samme kommune, og den potensielle dekningen på 8. og 10. trinn er 100 %, da samtlige klasser på disse trinnene i kommunen er med. Det samlede utvalget på tilsammen 341 respondenter fordeler seg slik: Skole I med én 8. klasse og én 10. klasse Skole II med to 8. klasser og tre 10. klasser Skole III med fire 8. klasser og fire 10. klasser Skole IV med én 8. klasse og én 10. klasse Skole V med én 3. klasse v.g.o., trinn 13 (Realfag) Lærerne som underviser disse elevene i naturfag. Utvalgsdrøfting, 13.trinn Utvalget som er beskrevet foran, vier jeg litt opperksomhet i forhold til sammensetningen av denne elevgruppen. Alle elevene på ungdomstrinnet, både de på 8. og på 10. trinn er inne i et obligatorisk grunnskoleløp hvor naturfag er et obligatorisk fag med en årsramme på 114 timer (3 skoletimer á 45 minutter/uke). Det er for denne gruppen rimelig å anta at man har en større spredning i både interesse og forutsetninger for å gjøre det bra i faget, enn det som er tilfellet for elevene på 13.trinn. De sistnevnte er elever som har valgt fordypning i realfag, både biologi, kjemi, fysikk, samt den vanskeligste matematikken (T-matte26 på 26 T-matematikk er betegnelse på den teoretisk matematikken, den vanskeligste, som elevene kan ta i løpet av videregående skoles 1. år (11.trinn). 49 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 11.trinn, R127 på 12. og R228 på 13.trinn). Disse elevene har valgt fag som gjerne betraktes som kognitivt krevende og er "tunge" fag, men det er også rimelig å anta at de er motiverte for disse fagene og gjennom det har en gjennomsnittelig høyere interesse av å jobbe med dem. Denne delen av utvalget er sannsynligvis derfor noe mer homogent sammensatt enn grunnskoledelen av utvalget, da det gjerne er elever fra den faglig sterkeste delen av 10.klassingene som velger denne retningen på videregående skole. Så til tross for at de faglige kravene er vesentlig høyere med tanke på kompetansemål for disse, er det i mine øyne forventet at de gjennomsnittelig presterer noe høyere enn ungdomsskoleelevene (snittkarakteren 5,25 mot ungdomsskolens ca 4,0 (appendix 1d)). Går man ut fra at det her er en reell skjevhet i utvalgene, er det viktig å ha dette i minnet når man vurderer responsen på en del av spørsmålene som de har blitt presentert for. I tillegg kommer det faktum at dette er elever som er 5 år eldre enn de yngste ungdomsskoleelevene som er med i studien, og følgelig også har et helt annet modningsnivå i forhold til å vurdere og ta stilling til problemstillingene de forelegges. Uansett vil dette nettopp være av interesse dersom vi skal vurdere hvilken nytte forsøk av ulik karakter kan ha for elevene nettopp på det stadium de faktisk er, og at vi som lærere må hensynta akkurat det i vår planlegging av aktivitet. 3.3. Utvikling av spørreskjema I forskningsspørsmålet "Hvordan vurderer elever og lærere forsøket og det praktiske arbeidets rolle i naturfagundervisningen, og hvilke preferanser har de for arbeid med naturfagets ulike emner ?" søker jeg å finne svar på hvordan både elever og lærere vurderer ulike aspekter knyttet til forsøk sett opp mot en "nytteverdi" i forhold til læring. Med nytteverdi mener jeg her hvordan forsøket og det praktiske arbeidet kan bidra til å gi en bedre kompetansemåloppnåelse enn tilfellet er om man ikke hadde drevet med slikt arbeid. Da noen av kompetansemålene direkte er praktiske, sier det seg selv at man må arbeide praktisk for å nå dem, men også for de teoretiske kompetansemålene kan det benyttes forsøk for å anskueliggjøre forklaringer på fenomener innen naturvitenskapen. En nytteverdi 27 28 R1 er betegnelsen på realfagsmatematikken som elevene velger i videregående skoles 2.år (12.trinn) R2 er betegnelsen på realfagsmatematikken som elevene velger i videregående skoles 3.år (13.trinn) 50 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. vil således være respondentenes syn på hvilket bidrag forsøk og praktisk arbeid kan ha for å få den ønskede læringen. Jeg har valgt å se på selve forsøket, hva de selv mener at forsøket har å si for forståelsen, dets plassering i forhold til det teoretiske lærestoffet, type forsøk (f.eks åpne/lukkede), forsøksfrekvens, etterarbeidsformer samt hvilke roller forsøket kan tenkes å ha (spørsmål 23 og 22 i henholdsvis elev- og lærerundersøkelsen) i læringsprosessen. I utviklingen av skjemaene har jeg søkt å være konkret i spørsmålsstillingene for å få mest mulig detaljert informasjon, og gjennom det gjøre tolkingen av dataene lettere (Johannessen, et al., 2010). To spørreskjema Innsamling av datamateriale har skjedd ved bruk av to ulike spørreskjemaer, ett for elevene og ett for lærerne. Begge skjemaene er selvutviklet for denne undersøkelsen (Johannessen, et al., 2010). Elevskjemaet (appendix 4) er det samme for alle elevene både på 8., 10. og 13. trinn. Lærerskjemaet, også det likt for lærerne på alle trinn (appendix 5), inneholder noen av de samme spørsmålene som elevene har fått, dette for å kunne se ulikheter mellom læreres og elevers syn på ulike forhold, - dette kommer jeg nærmere inn på under analysen. Oppbygging av spørreskjema Spørreskjemaet for elevene er hovedsakelig prekodet og prestrukturert/semistrukturert, men med to spørsmål hvor respondentene kan skrive fritekst (spørsmål 16 og 17). Begrunnelsen for bruk av prestrukturerte spørsmål er todelt. For det første representerer det en enklere utfylling for respondenten, og man kan derfor få inn flere responspunkter uten at slitasjen og "undersøkelsestrettheten" blir for stor. For skrivesvake elever, eller elever som ikke er så komfortable med å skulle uttrykke sine meninger skriftlig, vil det klart være en fordel å besvare et prekodet spørreskjema fremfor å skulle besvare åpne spørsmål. For det andre vil behandling av de innsamlede data i et statistikkprogram være enklere da man slipper å veien om å lage samlekategorier med tanke på kvantitativ analyse som er mitt metodevalg. Faren som prekoding kan medføre, det at respondenten ikke finner "sitt" 51 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. alternativ, mener jeg er unngått ved i stor grad å benytte skalavariabler (5 til 1), og i liten grad alternativer bestående av frittstående tekst. På spørsmålene 16 og 17 i elevundersøkelsen, tilsvarende 9 og 10 i lærerundersøkelsen, har jeg bevisst valgt å ikke benytte responsalternativer da jeg er ute etter at de skal finne disse begrunnelsene selv dersom de har noen. Ved gjennomføringen informerte jeg forøvrig om at det andre spørsmålet (nr 17 i elevundersøkelsen og nr 10 i lærerundersøkelsen) kunne stå tomme dersom de ikke fant noen gode grunner for å ikke drive med forsøk i naturfagundervisningen. Bruk av skala og kategorier Hovedsaklig er spørsmålene bygd opp med fem svaralternativer hvor jeg har en nøytral midtkategori samt to graderte alternativer i positiv og to alternativer i negativ Figur 3.3.1.; Prekodede spørsmål med fem svaralternativer med forklarende tekst. retning (moderat og ekstrem) Lorents H Blomseth, 2015 (fig. 3.3.1.). Jeg har ikke hatt et ønske om å fremtvinge et "valg" i den ene eller andre retningen etter som det på disse spørsmålene (hovedsaklig bakgrunnsvariabler) kan føles naturlig å kunne lande på et "hverken/eller"-svar. På Figur 3.3.2.; Spørsmål med fem skalaalternativer fra veldig positiv (5) til veldig negativ (1) spørsmålene hvor de skal ta Lorents H Blomseth, 2015 stilling til påstander som jeg setter fram har jeg også valgt en fem-delt responsskala, 5 til 1, hvor 5 = veldig positiv/veldig enig, 4 = positiv/enig, 2 = negativ/uenig og 1 = veldig negativ/veldig uenig. Respons 3 blir her 52 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. en nøytral variabel begrunnet i at det på disse påstandene må kunne være mulig å "ikke velge side", altså hverken være enig eller uenig (fig.3.3.2.). Spørreskjemaet til elevene inneholder 23 spørsmål, men under flere av disse ligger det flere påstander/delspørsmål som medfører at hver respondent gir meg tilbakemelding på totalt 41 skala- eller kategori-spørsmål i tillegg til de to fritekstspørsmålene. Spørreskjemaets syv første spørsmål betrakter jeg som bakgrunnsvariabler, mens de resterende spørsmålene er direkte ment for å skulle bidra til å besvare forskningsspørsmålet mitt. Da jeg har med et spørsmål om hvor godt elevrespondentene "liker" naturfag, har jeg også valgt å ta med tre andre spørsmål av omtrent samme type for å få frem om et positivt eller negativt svar her er noe som bare gjelder naturfag eller om det også gjelder det samme for andre fag, her norsk og matematikk. I tillegg har jeg spurt om i hvilken grad de liker vitenskapelige TVprogrammer av typen "Newton" og "Schrødingers katt", dette for om mulig å se en sammenheng mellom faglig interesse og eventuelt hvor godt de vurderer seg selv og/eller presterer i faget (spørsmål 9 og 10), (spørsmål 10 skulle ikke besvares av 8.klassingene da de på undersøkelsestidspunktet ikke hadde fått noe karakteroppgjør ennå)). Spørsmålet om TVprogram har som det eneste i undersøkelsen et svaralternativ som heter "Kjenner ikke til programmene", da jeg ser for meg at en del elever ikke har noe Figur 3.3.3; Spørsmål med seks svaralternativer med forklarende tekst, hvorav det siste alternativet er av typen "vet ikke"/"kjenner ikke til". forhold til "Newton" eller Lorents H Blomseth, 2015 "Schrødingers katt" og dermed ikke skal havne på ett av vurderingsalternativene (fig 3.3.3.). Spørreskjemaet til lærerne er i hovedsak bygd opp på samme måte som elevskjemaet, og med de samme begrunnelsene som nevnt under dette. Lærerskjemaet har 22 spørsmål med tilsammen 39 skala- eller kategori-responser i tillegg til de to samme åpne fritekstspørsmålene som elevene fikk (spørsmål 9 og 10 i lærerskjemaet, appendix 5). 53 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Bakteppe og intensjoner Utviklingen av spørreskjemaet har skjedd i flere etapper hvor jeg har gått runder med meg selv og min hovedveileder. Som bakteppe for forskningsspørsmålet mitt har jeg jobbet frem noen presiseringer som har vært sentrale i arbeidet med utvelgelse og formulering av spørsmålene og påstandene i spørreskjemaene. For elevundersøkelsens vedkommede har jeg bl.a. hatt ønske om å få vite: Hvilke roller foretrekker elevene å inneha i gruppen ved gjennomføring av forsøk, og er det noen sammenheng mellom disse preferansene og bakgrunnsvariablene jeg benytter ? (Kjønn, klassetrinn, hvor godt de liker naturfag/andre fag, populærvitenskapelige program, emnepreferanser, hvor godt de føler de behersker faget og kompetansenivå) Hvem ønsker elevene å jobbe sammen med ved gjennomføring av forsøk i par eller grupper. I hvilken grad tror elevene selv at de har læringsmessig nytte av å drive med forsøk sett i forhold til annen type undervisning ? Hvilke rolle mener elevene at forsøket skal ha i en læringsprosess, - hvor i læringsprosessen foretrekker de at forsøket er plassert, før eller etter gjennomgang av fagstoff ? - induktivt eller deduktivt redskap ? Hvilken oppfatning har elevene av forsøksfrekvens sett opp mot hva de mener er ønskelig frekvens ? Hvilken oppfatning har eleven av viktigheten ved å skrive rapport etter forsøk, og hvilken frekvens mener de at rapportskrivingen bør ha ? Under utarbeidelse av lærerundersøkelsen har jeg hatt et bakfokus på bl.a: Hvordan påvirker muligheten for delingstimer hyppigheten av forsøk i en klasse ? Hva oppfatter læreren som en ideell klasse/gruppestørrelse ved gjennomføring av elevforsøk ? Påvirker muligheten for delingstimer utvalget av forsøk som benyttes ? (f.eks åpne vs lukkede forsøk). Hvordan er tilgangen til spesialrom og laborativt utstyr ved de ulike skolene, og hvordan påvirker eventuelt dette forsøksfrekvensen og utvalget av forsøk ? Er det noen sammenheng mellom lærernes fordypning i naturfag og bruken av elevforsøk. Er det forskjeller i begrunnelsen for bruk av elevforsøk hos lærere med større faglig fordypning kontra de som har mindre faglig fordypning ? 54 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Er det ulikheter i lærernes bruk av forsøk innenfor de ulike emnene biologi, kjemi og fysikk ? Hvordan vurderer lærerne forsøkets betydning for elevenes læring i det aktuelle emnet, direkte eller indirekte ? I hvilken grad vektlegger lærerne viktigheten av å skrive rapporter ved gjennomføring av elevforsøk, og er det forskjeller mellom forsøk brukt induktivt og deduktivt ? Hvordan vurderer lærerne viktigheten av å benytte andre former for oppsummering av forsøk, så som samtaler i hel klasse eller samtaler i gruppene som har utført forsøket ? Fokuset har hele tiden vært hva det er jeg egentlig trenger å vite, og hva trenger jeg ikke å vite for å kunne besvare forskningsspørsmålet mitt, ”Hvordan vurderer elever og lærere forsøket og det praktiske arbeidets rolle i naturfagundervisningen, - og hvilke preferanser har de for arbeid med naturfagets ulike emner ?". I en slik kritikkfokusert prosess står man alltid i fare for å kunne skrelle bort tilsynelatende marginale spørsmål, spørsmål som man i ettertid ser at man gjerne skulle ha hatt svar på. En slik vurdering vil uansett måtte være gjeldende i ethvert forskningsprosjekt, og jeg betrakter det også som viktig med tanke på å finne en avgrensning av studien. Et viktig moment har videre vært å holde spørsmålsmengden og responstiden nede, og gjerne få konstruert spørsmål med relativt lite tekst for å unngå "undersøkelsesutmattelse", et fenomen som gjerne inntreffer relativt tidlig hos noen elever. Et slikt fokus kan selvsagt medføre at en forenklet setningsoppbygging kan resultere i en tvetydighet eller i verste fall, et meningsbortfall, men jeg er imidlertid av den oppfatning at dette ikke har vært tilfelle i vesentlig grad. Ett unntak er spørsmål 22 i elevundersøkelsen, hvor jeg i tillegg til den relativt lange definisjonen av åpne og lukkede forsøk, tillot meg å muntlig gjennomgå spørsmålet slik at flest mulig av respondentene hadde klart for seg hva et åpent og et lukket forsøk var. En slik presisering gjorde jeg ikke for lærerne på tilsvarende spørsmål (spørsmål 15) i lærerundersøkelsen, da jeg tok det for gitt at de er kjent med begrepene, eller med enkelhet tilegner seg forskjellen ved å lese beskrivelsen. Et annet spørsmål hvor jeg har presentert omtrent samme spørsmål til lærere og elever er spørsmål 8 i elevundersøkelsen, og spørsmål 4-6 i lærerundersøkelsen. Her dreier det seg om preferanser i forhold til emnene biologi, kjemi og fysikk i naturfag. For elevene har jeg i stikkorsdsform "definert" hva som hører inn under de ulike emnene slik at jeg med større grad av sikkerhet kan anta at elevene 55 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. svarer på det jeg er ute etter. For lærerne har jeg valgt å ikke gjøre dette av den grunn at jeg tar det for gitt at lærere i naturfag på ungdomstrinnet og i videregående skole er godt kjent med innholdet i de tre ulike emnene. Utprøving (pilotering) av spørreskjemaene Etter at spørreskjemaene ble ansett som ferdige, kjørte jeg en pilotundersøkelse på to lærere og tre elever. Med den ene eleven satt vi sammen og diskuterte spørsmålene underveis, for om mulig å tydeliggjøre potensielle mistolkingsmuligheter. Piloteringen medførte ingen endringer hverken i elev- eller lærerundersøkelseskjemaet. Gjennom samspill med veiledere, og piloteringen hvor både elever og lærere har inngått, føler jeg at jeg har fått kvalitetssikret det ferdige spørreskjemaet på en god måte, både innholds- og layoutmessig. 3.4. Innhenting av data Undersøkelsen ble vurdert kjørt elektronisk for å gjennom det kunne nå enda flere, men jeg har valgt å kjøre undersøkelsen papirbasert med flere begrunnelser. For det første opplever jeg gjennom mitt daglige virke som assisterende rektor og realfagslærer i ungdomsskolen, et relativt stort trykk av elektroniske undersøkelser som vi oppfordres til å delta på. Denne "elektroniske slitasjen" har jeg hatt et ønske om å unngå ved at det ikke skulle være opp til den enkelte lærer eller skoleleder å vurdere om de finner tid til å gjennomføre undersøkelsen i en hektisk hverdag, men gjennom at jeg selv kommer inn og gjør jobben, fritar dem for den biten. Jeg valgte derfor å gå ut med en skriftlig forespørsel til skolelederne ved alle fem skolene, om jeg kunne besøke de aktuelle klassene for gjennomføring av undersøkelsen i løpet av en periode på ca én måned i oktober-november (appenix 2). Alle lederne stilte seg positive til dette, fire bekreftet dette skriftlig (appendix 3), og én tok kontakt pr. telefon. Jeg kunne i etterkant ta telefonisk kontakt med alle de 18 lærerne som underviser de aktuelle klassene i 56 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. naturfag. De ble forespeilet et tidsforbruk på inntil 25 minutter til selve gjennomføringen, noe de opplevde som uproblematisk. Det at jeg har lagt opp til personlig å besøke klassene for gjennomføring, sikrer at alle respondentene får den samme informasjonen om hva dette skal brukes til, hvorfor jeg ønsker å finne svar på en del spørsmål i forskningsøyemed, at jeg ønsker ærlige svar på hva de mener, og ikke svar som de "tror at jeg vil ha" o.s.v. Spesielt det at lærerne ikke trenger å sette seg inn i gjennomføring, innsamling og returnering av besvarelser gjør det nok lettere å være positive til dette arbeidet. Et annet moment som har vært viktig for meg med tanke på valg av innsamlingsmetode, er at jeg har ønsket en så høy svarprosent som mulig, og har en tanke ut fra egne erfaringer tidligere, om at personlig fremmøte med den ovennevnte informasjon vil kunne bidra til dette. I tillegg anser jeg faren for vilkårlig utfylling mindre når jeg har fått forklart hvorfor de er med på denne forskningen, hvordan de kan hjelpe meg å få fram et godt bilde av situasjonen, og til slutt hvordan jeg har tenkt å bruke deres svar i det videre arbeidet. 3.5. Behandling av data Datamaterialet jeg har samlet inn er behandlet med tanke på en kvantitativ studie, og statistikkprogrammet MiniTab 16 er benyttet for behandling av de innsamlede data, totalt 13945 responspunkter. Figur 3.5.1.; Spørreskjemaene med kodefeltet øverst til venstre. Besvarelsene i undersøkelsene er anonyme, men spørresjemaene er kodet av meg i etterkant slik at de kan spores til skole, trinn og klasse, men ikke til elev på individnivå (fig 3.5.1. og 3.5.2.). Skjemaene har jeg i etterkant Figur 3.5.2.; Spørreskjemaene er kodet med skolekode (S), trinnkode (T) og klassekode (K) nummerert fortløpende slik at de korresponderer med de innlagte postene i Lorents H Blomseth, 2015 57 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. MiniTab, dette med tanke på å kunne gå tilbake til enkeltskjema i behandlingen i statistikkverktøyet dersom jeg skulle trenge å dobbeltsjekke inntasting av datarekker om det skulle oppstå feil. På bakgrunn av de innlagte dataene, har jeg laget grafiske fremstillinger som viser fordeling av ulike variabler, både kategorivariabler29 og målevariabler30, (til fremstilling av det grafiske materialet har jeg hovedsaklig benyttet MiniTab, og i noen grad Microsoft Excel). Med variabler menes i denne sammenhengen verdier som kjennetegner de ulike enhetene. Disse variablene endrer helheten ettersom variablene endrer verdi. Alle variabler har en sann verdi og en målt verdi (et estimat). Den sanne verdien vil her være lik den estimerte verdien ± usikkerheten (målefeilen). Variablene kan ha ulike egenskaper eller målenivå. I min undersøkelse har jeg benyttet variabler på både nominalnivå, på ordianalnivå og på skalanivå: Variabler på nominalnivå er her variabler av typen gjensidig utelukkende, og hvor rekkefølgen av kategorier ikke er vesentlig, f.eks. elevundersøkelsens spørsmål 2 (appendix 4) og lærerundersøkelsens spørsmål 2(appendix 5), hvor respondentene skal opplyse om kjønn (fig. Figur 3.5.3.; Eksempel på spørsmål med målevariabel på nominalnivå. 3.5.3.). Ved avkryssing i Lorents H Blomseth, 2015 den ene har man utelatt muligheten for å kunne benytte den eller de andre kategoriene. Andre eksempler på nominal-verdivariabler kan være nasjonalitet eller språk. 29 30 Kategorivariabler brukt for å kategoriser f.eks. på kjønn. Målevariabler brukt for å angi en tallfestet verdi eller et størrelsesforhold. 58 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Variabler på ordinalnivå er også gjensidig utelukkende ved at valg av den ene utelukker den eller de andre. I motsetning til hva tilfellet er for nominalnivåvariablene, har rekkefølgen av kategorier betydning, slik som i flere av spørsmålene i elevundersøkelsen f.eks. spørsmål 4, 5 , 6 og 7 (fig. 3.5.4.). Her vil det være en logisk rekkefølge av Figur 3.5.4.; Eksempel på spørsmål med målevariabel på ordinalnivå. svaralternativer fra "svært godt", "Godt", Lorents H Blomseth, 2015 "verken godt eller dårlig", "dårlig" til "svært dårlig". Skalanivåvariabler kan ennten finnes på intervallnivå eller forholdstallnivå, den sistnevnte har en bestemt rekkefølge og en gitt avstand mellom kategoriene, og størrelsene kan relateres til hverandre. Jeg har benyttet Figur 3.5.5.; Eksempel på spørsmål med skalavariabel på intervallnivå. skalanivåvariabler på intervallnivå hvor Lorents H Blomseth, 2015 rekkefølgen og avstanden mellom kategoriene er bestemt, men de kan ikke relateres til hverandre, 4 er ikke nødvendigvis det dobbelte av 2, og det er ikke noe gitt nullpunkt hos variabelen. Slike variabler har jeg benyttet i stor grad i både elevundersøkelsen og lærerundersøkelsen f.eks siste spørsmål med underspørsmål, nr 23 og 22 i henholdsvis elevundersøkelsen og lærerundersøkelsen (fig. 3.5.5.) (Johannessen, et al., 2010). Svaralternativer som nevnt i siste kulepunkt over, skalavariabler på intervallnivå, er i mine undersøkelser kodet fra 5 til 1 med 5 som mest positivt uttrykk. Disse kodene er direkte 59 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. kvantifiserbare da de er tallverdier som kan behandles statistisk i f.eks. MiniTab slik tilfellet er for min del. Variablene på ordinalnivå har en logisk rekkefølge som ikke er likegyldig, og disse lar seg også kode til tallverdier som kan behandles på samme måte som skala-intervallnivåvariabelen. I min koding har jeg benyttet 5 til 1 på samme måte som over, med den mest positive responsen som verdien 5 og den mest negative som verdien 1. I tilfellet hvor jeg hadde 6 svaralternativer (spørsmål 7 i elevundersøkelsen), er den siste kategorien et "missing"-alternativ (kodet som 99).Dette siste svaralternativet er kodet i MiniTab slik at det ikke inngår i gjennomsnitt- eller median-beregning. Når det gjelder arbeidet med innlegging av svarkodene i MiniTab, har jeg konsekvent kodet fra høy (5) til lav (1) fra venstre mot høyre av svaralternativene, Dette medfører at jeg har måttet snu kodingen i datamaterialet for noen av spørsmålene for å gi det mest positive svaret høyest verdi. Statistiske tester er benyttet for å kunne si noe om sikkerheten og signifikansnivået av de funnene som fremkommer i de presenterte diagrammene. Jeg har i hovedsak benyttet meg av tre ulike T-tester, korrelasjonstest og ANOVA-testen31 "enveis variansanalyse" samt bruk av P-verdi: T-testen er en statistisk hyptesetest som baserer seg på en T-fordeling i utvalgene som testes. Fordelingens midtpunkt er null-punktet og gjennomsnittet i samplingsfordelingen. T-testen har som formål å beregne hvor stor forskjell i gjennomsnittet vi kan akseptere før vi må forkaste nullhyptotesen32, og vi kan snakke om en signifikant forskjell. Denne maksimale forskjellen angis gjerne som gyldighetsområdet for nullhypotesen, H0 (Johannessen, et al., 2010). Dess lengre fra 0 Tverdien i testen ligger, dess større er sansynligheten for at vi kan forkaste nullhypotesen, - vi har en signifikant forskjell. En "paret T-test" benyttes når de to datasettene kommer fra det samme utvalget, eller når korrelasjonsfaktoren mellom datasettene er høy. Dersom man gjør samme test to ganger for det samme utvalget, 31 32 ANOVA fra engelsk "analysis of variance" = variansanalyse Nullhypotesen angir at utvalgene er like, at det ikke er noen forskjell på dem. 60 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. kan en paret T-test være egnet for å finne om det er signifikant forskjell på de to målingene, altså om vi kan forkaste nullhypotesen H0. En "uavhengig T-test" kan benyttes når datasettene kommer fra to forskjellige utvalg. Jeg har i noen grad benyttet korrelasjonsanalyse for å kunne vurdere samsvaret eller samvariasjonen mellom to variabler, bivariat statistikk. Dette verktøyet kan være egnet for å si noe om at endring av én variabel også gir seg utslag i endring av en annen. Et eksempel på en slik samvariasjon kan være hvilken karakter elevene har fått i naturfag sett i forhold til hvor godt de selv føler at de behersker faget. Her er det viktig å skille mellom et årsak-virkningsforhold, spuriøs sammenheng og samvariasjon. En samvariasjon mellom to variabler er ikke tilstrekkelig til å konkludere med at vi har en årsak-virkningsammenheng. En spuriøs sammenheng (eller falsk årsak-virkning kan fremkomme ved at en variabel C påvirker A og B på en måte som gjør at det tilsynelatende er et årsak-virkning-forhold mellom A og B. Korrelasjonsanalysen resulterer hos meg i en verdi, Pearsons r, som er et korrelasjonsmål for lineær sammenheng mellom to variabler. Verdien av r går fra 0 til 1 i en fem-delt skala fra veldig svak korrelasjon (0,00-0,19) via svak (0,20-0,39), moderat (0,40-0,69), høy (0,70-0,89) og til meget høy korrelasjon (0,90-1,00). En korrelasjon kan også sies å være høy dersom man finner at den ene variabelen samvarierer med den andre på en negativ måte, altså at der den ene øker i verdi vil den andre avta tilsvarende. En variansanalyse kan bidra med å angi hvor stort konfidensintervall for gjennomsnittet vi finner i et utvalg. To utvalg kan komme ut med det samme gjennomsnittet i en undersøkelse, f.eks vil et gitt antall 161 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. ere og et like stort antall 5-ere gi et gjennomsnitt på 3, på samme måte som et gitt antall 2,9 og et like stort antall 3,1 også gir gjennomsnitt 3. Konfidensintervallet for de to utvalgene blir imidlertid forskjellig, noe en variansanalyse kan si noe om. Konfidensintervallet er her det intervallet hvor vi med 95 % sannsynlighet finner gjennomsnittsverdien. Flere av hypotesetestene jeg har kjørt, angir i tillegg til T-verdien, også en P-verdi. Denne må imidlertid tolkes motsatt av T-verdien. Mens en T-verdi nær 0 angir at nullhypotesen, H0, er sann, vil en P-verdi lik 0 indikere at vi med stor sannsynlighet kan forkaste nullhypotesen, mens en P-verdi på f.eks.. 0,99 tyder på at nullhyptesen er sann, altså at det ikke er noen forskjell på utvalgene. P-verdiene vil alltid fremkomme Figur 3.5.6.; Normalfordelingskurven og forholdet mellom t-verdi og p-verdi. som en verdi mellom 0 og 1 (fig 3.5.6.). (Johannessen, Tufte, & Kristoffersen, 2010) Utvalgte resultater fra undersøkelsene er, i tillegg til å være testet med en eller flere av de nevnte testene, fremstilt grafisk på ulike måter, i hovedsak har linjeplot og tradisjonelle søylediagram blitt brukt deskriptivt for å anskueliggjøre situasjonen slik den har fremkommet i dette utvalget. På de fleste fremstillingene, har jeg valgt å begrense 62 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. andreaksens minimum og maksimumsverdier for å få fremstilt variasjonene på en tydeligere måte (fig 3.5.7. og 3.5.8.). 4,5 Type forsøk Åpne Luk kede 5 4,0 Snittscore Snittscore 4 3 3,5 3,0 2 1 Type forsøk Åpne Luk kede Svært dårlig Dårlig Verken godt eller dårlig Godt 2,5 Svært godt Svært dårlig Dårlig Verken godt eller dårlig Godt Svært godt fig 3.5.7. fig 3.5.8. Figur 3.5.7 og 3.5.8; Figurene viser det samme resultatet fremstilt som linjeplot hvor y-aksen dekker hele måleområdet (fig 3.10) og hvor y-aksen er begrenset noe for å visualisere utslagene bedre (fig 3,11). Lorents H Blomseth, 2015 Denne innsnevringen av måleområdet handler i de fleste tilfellene om at minimumsverdien er satt til 2,5, mens maksimumsverdiene er satt til 4,5, 5,5 da de aller fleste responsene Variabel Egenvurd. komp. Karak ter 5,0 ligger innenfor dette området på hovedsak har benyttet. I de få Snittscore 4,5 den 5-delte skalaen som jeg i all 4,0 tilfellene hvor jeg har verdier 3,5 liggende utenfor 2,5-4,5- 3,0 intervallet er området utvidet. 2,5 a b c d e f Klasse g h i j En ulempe eller kritikk mot denne måten å fremstille et datasett på kan være at man får et fordreid bilde av utslagene, at de virker Figur 3.5.9.; Figuren viser snittscoren i egenvurderte kompetanse pr. klasse korrelert mot siste terminkarakter i naturfag for 10.- og 13.trinnselevene. Skalaene er henholdsvis 5-1 (midtpunkt 3) og 6-1 (midtpunkt 3,5). større enn de i virkeligheten er. Da jeg har vært konsekvent i forhold til dette intervallet for alle Correlations: Egenvurdert komp. ; Siste terminkarakter Pearson correlation of "Egenvurdert komp". and "Siste terminkarakter" = 0,710 Lorents H Blomseth, 2015 resultater som ligger innenfor dette intervallet, mener jeg likevel at det er forsvarlig å gjøre 63 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. denne tilpasningen. En annen innvending kan være at skalmidtpunktet (stiplet linje på verdien 3) ikke blir liggende symmetrisk og midt i figuren, men jeg har i alle figurtekster oppgitt at denne linjen er skalamidtpunktet for responsene på spørsmålet. I tester som er kjørt og hvor elevenes kompetanse er valgt som en av parametrene, har jeg brukt variabelen "Egenvurdert kompetanse", dette til tross for at jeg i spørreskjemaet også har spurt etter karakteren i naturfag ved siste terminoppgjør. På tidspunktet da undersøkelsen ble kjørt, hadde imidlertid ikke 8.-trinnselevene hatt sitt første terminoppgjør enda, noe som ikke har gitt meg mulighet til å benytte denne. Korrelasjonen mellom egenvurdert kompetanse og siste terminkarakter hos 10.- og 13.-trinnselevene er imidlertid definert som høy med en Perarson r-faktor på 0,71 (fig 3.5.9). Jeg finner det derfor forsvarlig å benytte meg av variabelen "egenvurdert kompetanse" når jeg ser på elevenes valg og preferanser målt opp mot hvor flinke de er i naturfag. 3.6. Reliabilitet og validitet 3.6.1. Reliabilitet For å kunne si noe om mine resultater og funn, tvinges jeg til å foreta en vurdering knyttet til dataenes reliabilitet og validitet. Begge disse parametrene regnes for helt essensielle i kvantitative studier. I kvalitative studier er reliabilitetsbegrepet ikke regnet som hensiktsmessig da datainnsamlingen ikke er resultat av en strukturert teknikk, men av en samtale eller en observasjon som vil være verdiladet og kontekstavhengig. I reliabilitetsbegrepet ligger et mål på om de innsamlede dataene er pålitelige i forhold til å gi mening knyttet til det man søker å finne ut noe om. Denne påliteligheten knyttes særlig til begrep som presisjon og nøyaktighet både i forhold til hvilke data som samles inn, men også til måten de er samlet inn på, og måten de er bearbeidet på i etterkant. Et datasetts reliabilitet kan tenkes testet på flere måter. Litteraturen beskriver spesielt "test-retestreliabilitet" og "interreliabilitet" (Johannessen, et al., 2010). En test-retest-reliabilitet fremkommer som et resultat av at man i etterkant av at en undersøkelse er gjort, kjører den samme undersøkelsen en gang til på det samme utvalget, 64 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. gjerne med 2-3 ukers mellomrom. Dersom det fremkommer et tilnærmet likt resultat begge gangene indikerer dette at man sitter inne med data med høy reliabilitet. Man kan altså med rimelig sikkerhet kunne si at de funn man gjør gjenspeiler det riktige bildet av situasjonen man har forsøkt å undersøke. Motsatt kan man da si at dersom datasettene spriker i den forstand at det er lite samsvar mellom test 1 og test 2, vil reliabiliteten være lav. Man sitter da med to datasett fra samme utvalg, men som sier forskjellige ting. Påliteligheten i et slikt resultat vil følgelig være liten, og ikke egnet til å si noe om statusen på det man har undersøkt. En annen måte å teste datas reliabilitet på, er å sammenligne funn fra flere forskere som undersøker, eller har undersøkt, det samme fenomenet. Dersom flere forskere kommer fram til samme resultat er dette en klar indikator på at dataene har høy reliabilitet, og motsatt om funnene ikke samsvarer i særlig grad. Viktig i denne sammenhengen er det at man med stor sannsynlighet kan si at undersøkelsene setter mål på det samme. Faren her er avgjort til stede dersom det ikke er like spørsmål, eller at like spørsmål er satt i en ulik kontekst, slik at respondenten kan ha andre assosiasjoner i den ene og den andre settingen, - dette selv om man ved første øyekast kanskje vil si, "jo disse to spørsmålene er vel ute etter det samme" (mer om dette under begrepsvaliditet). Det er denne siste metoden som er relevant i min studie, å prøve å finne samsvar med funn som andre undersøkelser har frembragt. Jeg har gjennom tilstedeværelse ved gjennomføringen av undersøkelsen, som beskrevet under kap 3.4, søkt å bidra til å kvalitetssikre datainnsamlingen ved å være tilgjengelig under utfyllingen. På denne måten har eventuelle uklarheter knyttet til enkeltspørsmål kunne ryddes av veien for de elevene som måtte være i tvil om hva det spørres etter. Dette var i noen grad aktuelt i enkelte av klassene som jeg besøkte. 3.6.2. Validitet Ved vurdering av en kvantitativ studies validitet, er gjerne det sentrale spørsmålet "om man måler det man tror man måler". Her handler det om å sannsynliggjøre at de data man samler 65 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. inn faktisk gir svar på det man egentlig er ute etter å undersøke (Pervin, 1984). Denne troverdigheten, eller manglende troverdigheten, betegnes da gjerne som begrepsvaliditeten til studien. Er det vi måler virkelig svar på det vi søker å finne svar på, eller ligger det en fare for at respondentene har lagt noe annet i det vi spør om, enn det vi som forskere har tenkt eller ment ? Videre vil en vurdering av om det er mulig å påvise årsakssammenhenger mellom to eller flere varialbler, være et uttrykk for en intern validitet. Har man en høy intern validitet, har man gjennomført en undersøkelse på en måte som gjør at man kan si at det er en årsakssammenheng mellom variablene man har påvist en sammenheng hos (Johannessen, et al., 2010). I mitt tilfelle er dataene gjort tilgjengelig for mine veiledere, slik at de også har hatt mulighet til å etterprøve mine funn om det skulle være ønskelig. Dette kan både handle om valg av testmetoder på det statistiske materialet, og fortolkning av disse testresultatene. Gjennom piloteringen (kap 3.3) satt jeg sammen med en av elevene under utfylling. Vi diskuterte hva hun la i de spørsmålene som kunne være gjenstand for enten tvetydighet eller utydelighet med tanke på hva det spørres om. Denne delen av utprøvingen av spørreskjemaet mener jeg bidrar til å forsterke validiteten til min studie. Validiteten til undersøkelser, både kvalitative og kvantitative, kan til slutt også vurderes ut fra dens overførbarhet til andre og lignende situasjoner, kalt ekstern validitet. I mitt tilfelle av analyse basert på resultater fra en hel kommune, vil det å vurdere om funnene kan overføres til andre kommuner i Nord-Trøndelag, eller hele landet for den del, være av interesse. Eller er det ting som tyder på at det jeg finner kun har gyldighet innefor det området som faktisk er gjenstand for studien. 66 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 3.7. Forskningsetiske overveielser I arbeidet med denne studien, og den forskningen som er gjort, er ikke opplysninger fremkommet i spørreskjemaene identifiserbare på individnivå. Alle spørreskjema er levert anonymt, med unntak av to elevskjema hvor elevene hadde skrevet sine navn, til tross for at det ble opplyst om at de ikke skulle signeres på noen måte. Krav om meldeplikt anses ikke nødvendig da det ikke fremkommer personopplysninger som kan knyttes direkte eller indirekte til enkeltpersoner i behandlingen av det statistiske materialet (Kalleberg, et al., 2006). Vurderingen er gjort på bakgrunn av kravene som fremkommer under "Konsesjon og meldeplikt" hos NESH33 (De nasjonale forskningsetiske komiteene, 2009). 33 NESH er "Den nasjonale forskningsetiske komité for samfunnsvitenskap og humaniora" i Norge. 67 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 4. Resultater og analyse For å søke å besvare forskningsspørsmålet mitt, om forsøket og det praktiske arbeidets betydning for læringsprosesser i naturfag, har jeg valgt å se på åtte viktige sider av arbeidet med forsøk i undervisningen. Disse er relatert både til innholdsmessige og organisatoriske forhold. I noen grad velger jeg også å knytte responser fra både elever og lærere opp mot enkelte utvalgte bakgrunnsvariabler, for om mulig å kunne se noen sammenhenger mellom preferanser og forutsetninger. På bakgrunn av dette har jeg hatt et ønske om å se på vurderingene som elever og lærere gjør knyttet til følgende forhold: 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9. Emnepreferanser i naturfag, - biologi, kjemi og fysikk. Rollepreferanser ved forsøk. Ønsket samarbeidspartner ved forsøk. Forsøksfrekvens i naturfag. Hvorfor forsøk ? Etterarbeidsformer. Vurdering av forsøkets betydning for læringen. Forsøkets roller og mål. 4.1. Svarrespons og bortfall Totalt har jeg innhentet svar fra 323 respondenter på elevsiden noe som utgjør drøyt 94 % av kommunens 8.-trinnselever og 10.-trinnselever, samt 13.-trinnselever på studiespesialisering realfag. Blant lærerrespondentene har jeg 100 % deltakelse, totalt 18 lærere. Elevene fra 8. trinn representeres av 71 jenter og 67 gutter (henholdsvis 51,4 og 48,6 %). Fra 10. trinn er de tilsvarende tallene 89 jenter og 80 gutter (henholdsvis 52,7 og 47,3 %), mens elevene fra 13. trinn består av 7 jenter og 9 gutter (henholdsvis 43,8 og 56,2 %). Samlet sett deltok dermed 167 jenter og 156 gutter i undersøkelsen, tilsvarende 51,7 og 48,3 %. Av de 18 lærerne som deltok var det kun 2 av klassene som hadde kvinnelig lærer, mens 16 av lærerne var menn, altså tett oppunder 90 % menn. 68 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 4.2. Emnepreferanser i naturfag, - biologi, kjemi og fysikk Jeg har bedt elevene om å angi 4,5 på en skala fra 1 til 5 i hvilken grad de liker å jobbe med Emner Biologi Kjemi Fysikk 4,0 naturfag. Snittscore emnene biologi, kjemi og fysikk i Biologiemnet ser ut til å komme 3,5 3,0 bedre og bedre ut, dess eldre elevene blir, mens kjemien og 2,5 8 10 Trinn fysikken har en liten "nedtur" hos 13 10.-klassingene (fig.4.2.1.). Fysikken har lavest snittscore for alle tre trinn, men marginalt Figur 4.2.1.; Elevene på 8., 10. og 13. trinn angir et positivt forhold til alle tre emnene i naturfag. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 under biologien på 8.trinn og under kjemien på 10.trinn. 4,5 Som figur 4.2.2. viser, ser det ut til å fremkomme et tydelig Emner Biologi Kjemi Fysikk 4,0 biologien høyere enn guttene, og høyere enn både kjemien og fysikken, mens guttene rangerer Snittscore mønster om at jentene vurderer 3,5 3,0 biologien lavere enn de to andre. 2,5 g j Kjønn Lærerne har besvart en tredelt problemstilling; Hvor godt de liker å gjøre forsøk i de tre emnene, hvor faglig trygge de Figur 4.2.2.; Jenters og gutters svar på hvor godt de liker å jobbe med emnene biologi, kjemi og fysikk. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 føler seg i henholdsvis biologi, 69 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. kjemi og fysikk, samt hvor godt de liker å undervise i disse 5 emnene. 4 undervise i biologi, kjemi og fysikk (fig 4.2.3.), fremkommer et Snittscore Ser vi på hvor godt lærerne liker å 3 bilde hvor de kvinnelige lærerne 2 gir biologien toppscore, mens kjemien kommer dårlig ut hos 1 Kjønn dem. For de mannlige lærerne er k m Biologi k m k Kjemi m Fysikk forskjellene svært små med tanke på hvor godt de angir at de liker å undervise i dem. Figur 4.2.3.; Mannlige lærere i undersøkelsen angir ikke noen forskjell i hvor godt de liker å undervise i de ulike emene, mens det for kvinnenes del fremkommer forskjeller. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 Det ser ut til at lærere samlet sett, angir biologien som det de liker best å undervise i (fig 4.2.4.), 4,5 Emner Biologi Kjemi Fysikk mens kjemien kommer litt dårligere ut enn fysikken. Hos fysikken kommer litt dårligere ut Snittscore elevene er forskjellene små, men 4,0 3,5 enn de to andre. For både elever og lærere angis en "tilfredshet" som ligger godt over skalaens 3,0 2,5 Elever midtpunkt (3,0), som kan sees på Lærere Rolle som et skille mellom positiv og negativ på denne 5-delte skalaen. I tillegg til å se på emnepreferansene i forhold til Figur 4.2.4.; Både elever og lærere angir et positivt forhold til alle de tre emnene biologi, kjemi og fysikk i naturfag. Hos lærerne kommer biologien "best" ut, mens forskjellene er små hos elevene. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 kjønn, har jeg også sett etter om det er variasjoner mellom elevene basert på hvor godt de føler de behersker naturfag, med 70 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. andre ord om deres kompetansenivå påvirker hvordan de tenker om å jobbe med de tre emnene, samt om det er forskjeller mellom jentene og guttene i dette 5 Kjønn Gutter Jenter perspektivet. For alle tre emnene med dem øker med stigende egenvurdert kompetanse i naturfag. 4 Snittscore Biologi fremgår det at interessen for å jobbe 3 2 For biologiens del (fig. 4.2.5.) 1 fremkommer det at jentene jevnt Meget dårlig over angir en større tilfredshet med dette stoffet enn det guttene gjør, Dårlig Middels godt Godt Egenvurdert kompetanse Meget godt 5 Kjønn Gutter Jenter men for de elevene som har vurdert det en sammenfallende score på litt over 4,0. For kjemiens (fig. 4.2.6.) og Snittscore Kjemi 4 kompetansen sin på høyeste nivå, er 3 2 spesielt fysikkens (fig. 4.2.7) del er bildet snudd rundt. Spesielt for 1 Meget dårlig fysikken ser forskjellene mellom Dårlig Middels godt Godt Egenvurdert kompetanse Meget godt jenter og gutter ut til å øke med 5 Kjønn Gutter Jenter stigende kompetansenivå, mens jentene på alle nivå vurderer seg godt de liker å jobbe med kjemiemner. For begge kjønn responderer de gjennomsnittelig over skalaens midtpunkt (3,0) dersom de egenvurderer seg som at de behersker naturfag "middels godt" Snittscore Fysikk under guttene med tanke på hvor 4 3 2 1 Meget dårlig Dårlig Middels godt Godt Egenevurdert kompetanse Meget godt Figur 4.2.5. (øverst), 4.2.6. (i midten) og 4.2.7. (nederst); Figurene viser gutter og jenters tilfredshet med å jobbe med biologi, kjemi og fysikk ut fra egenvurdert kompetansenivå. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 71 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. eller bedre. Det laveste kompetansenivået er valgt av kun tre elever som har besvart biologiemnet, tre som har besvart kjemiemnet og fire som har besvart fysikkemnet, noe som kan være med på å forklare litt store utslag for denne kategorien (se forøvrig appendix 1g (biologi), 1h (kjemi) og 1i (fysikk) for konfidensintervallet for gjennomsnittet til alle fem kompetansenivåene). Det ser ikke ut til å være store forskjeller knyttet til hvor godt 4,5 Variable Biologi Kjemi Fysik k elevene liker populærvitenskapelige TV- "Schrödingers katt", sett opp mot hvor godt de liker å arbeide med de ulike emnene i naturfag Snittscore % program av typen "Newton" og 4,0 3,5 3,0 (fig. 4.2.6). For alle emnene ser det ut til at de er mer positive til 2,5 Sv ært dårlig Dårlig Nøy tral Godt Svært godt Kjenner ikk e de populærvitenskapelige TVprogrammene dess mer positive de er til både biologi, kjemi og fysikk. Gruppen av elever som Figur 4.2.6.; Figuren viser sammenhengen mellom hvor godt elevene liker TV-program som "Newton" og "Schrödingers katt" og hvor godt de liker å arbeide med emnene biologi, kjemi og fysikk i naturfag. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 ikke kjenner til TV-programmene er også blant de elevene som vurderer relativt lavt at de liker å jobbe med de ulike emnene, men dog, også disse elevene svarer over skalamidtpunktet på 3,0. (Konfidensintervall for gjennomsnittet til alle kategoriene finnes forøvrig i appendix 1j (biologi), 1k (kjemi) og 1l (fysikk). 72 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 4.3. Rollepreferanser ved forsøk ? Jeg har i spørreskjemaet bedt 4,5 elevene om å vurdere fire ulike roller som jeg har beskrevet for Rolle i forsøk et Praktisk forarbeid Strategi gjennomfør Sek retær Rydding etterpå 4,0 Elevene er bedt om å angi hvor godt de liker rollene på en skala Snittscore dem i arbeidet med forsøk. 3,5 3,0 fra 1 til 5. 2,5 Av elevene som vurderer seg selv 2,0 m.dårlig aller svakest (fig.4.3.1.), i faget dårlig middels godt Egenvurdert kompetanse m.godt ser det ut til at de liker å gjøre de praktiske oppgavene knyttet til forberedelsen til forsøket, det å hente utstyr som skal til, samt det Figur 4.3.1.; Elevene har vurdert de fire ulike rollene, her sortert på bakgrunn av hvilken egenvurderte kompetanse de mener at de har i naturfag. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 å rydde i etterkant av at selve forsøket er gjort. Rollen jeg har 4,5 Rolle i forsøk et Praktisk forarb Strategi gjennomfør Sek retær Rydding etterpå kalt "Planlegging og gjennomføring" (strategi 4,0 faglig sett mest utfordrende rollen, ser ut til å stige jevnt og trutt i popularitet med økende Snittscore gjennomfør. i figur 4.3.1.), den 3,5 3,0 kompetanse. Sekretærrollen er 2,5 gutter den desidert minst populære jenter Kjønn blant de svakeste elevene, men øker i popularitet med økende faglig kompetanse, dog ser forskjellene ut til å være veldig Figur 4.3.2.; Figuren viser de fire rollenes popularitet hos henholdsvis gutter og jenter. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 73 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. små for de som vurderer seg som middels flinke eller bedre (kurven flater ut). Det ser ut til å være små forskjeller mellom gutters og jenters preferanser med tanke på roller i forsøket (fig.4.3.2.), størst er forskjellen i synet på sekretærrollen hvor jentene gjennomsnittelig vurderer denne ca 0,5 skalapoeng høyere enn det guttene gjør. Alle de tre første rollene vurderes over skalaens midtpunkt (3,0), mens bare ryddingen etterpå er plassert under. Rollenes popularitet hos elevene 4,5 Rolle i forsøk et Praktisk forarb Strategi gjennomfør Sek retær Rydding etterpå på de ulike trinnene avviker ikke veldig fra hverandre (fig.4.3.3.). 4,0 Snittscore Det praktiske forarbeidet vurderes imidlertid høyest hos 8.- 3,5 klassingene, mens elevene på 13. 3,0 trinn har denne rollen på tredjeplass. Med unntak av den 2,5 8 "akademiske rollen" strategi- 10 Trinn 13 gjennomføring, ligger 10.klassingenes score noe lavere enn hos 8.-klassingene, mens elevene Figur 4.3.3.; Figuren viser de fire rollenes popularitet hos henholdsvis 8.elevene, 10.-elevene og 13.-trinnselevene. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 på 13. trinn er noe mer positive til alle rollene enn sine yngre medelever. 4.4. Ønsket samarbeidspartner ved forsøk I forbindelse med gjennomføring av forsøk ble elevene bedt om å ta stilling til seks ulike samarbeidskonstelasjoner som jeg har angitt i spørsmål 11 (elevundersøkelsen, appendix 4). På en 5-delt skala fra 1 til 5 har de tatt stilling til hvor godt de liker: å jobbe alene. å jobbe sammen med en som er flinkere enn seg selv. å jobbe sammen med en som er omtrent like flink som seg selv. å jobbe sammen med en som ikke er like flink som seg selv. 74 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. å jobbe i gruppe med tre eller flere. at læreren utfører forsøket mens elevene følger med. Da jeg ser på elevene og deres rolle, har jeg ikke tatt med 5 Preferanse Alene Flink ere Like flink Svak ere Gruppe 3++ alternativet "at læreren utfører forsøket, mens elevene følger fremstillingen (fig.4.4.1.). Figuren Snittscore med" (demonstrasjonsforsøk) i 4 viser at de elevene som vurderer 3 2 seg aller svakest i naturfag, gjerne jobber alene når det skal 1 m.dårlig gjøres forsøk. De elevene som dårlig middels godt Egenvurdert kompetanse m.godt vurderer seg aller sterkest angir også det å jobbe alene mer positivt enn de tre midterste Figur 4.4.1; Figuren viser ønsket samarbeidspartner ved forsøk i naturfag sortert etter egenvurdert kompetanse i faget. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 "kompetansekatagoriene". Det mest positive for alle 4,5 kategoriene, med unntak av de Partner Alene Flink ere Like flink Svak ere Gruppe 3++ aller svakeste, angir at det å 4,0 like flink som det mest positive. Mest negativt for alle kategoriene av elever, ser ut til å Snittscore jobbe med en som er omtrent 3,5 3,0 være det å jobbe sammen med medelever som er svakere enn 2,5 gutter jenter Kjønn dem selv. Alle elevkategoriene har angitt dette alternativet med en snittscore under skalaens midtpunkt 3,0. Minst negative til Figur 4.4.2.; Figuren viser ønsket samarbeidspartner ved forsøk i naturfag for henholdsvis gutter og jenter. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 å jobbe med svakere partner er de aller sterkeste elevene som angir at de behersker naturfag "meget godt". Det å jobbe 75 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. med en flinkere partner, eller i grupper på 3 eller flere, har sammenfallende oppslutning hos alle elevene med unntak av de som vurderer seg aller svakest, de vurderer en flinkere samarbeidspartner negativt med en snittscore på ca 2,0. Kjønnene i mellom ser det ikke ut til å være store forskjeller med tanke på partnerpreferanse i forbindelse med forsøksarbeid i naturfag (fig.4.4.2). Jentene ser ut til å være litt mer positive til å jobbe alene enn det guttene er, mens de er noe mer negative til å jobbe med en medelev som er svakere enn dem selv (snittscore ned mot 2,5) (fig.4.4.2 og 4.4.3.). Samarbeidspartner med omtrent samme kompetanse som seg selv ser ut til å være en klar favoritt hos både gutter og 95% CI for the Mean jenter. 4,5 Elevgruppen samlet sett for alle 4,0 gjennomsnittsscore på ca 4,3, at det å jobbe med en partner som er like flinke som dem selv er å Snittscore tre trinn, angir med en 3,5 3,0 foretrekke dersom de fikk velge selv (fig 4.4.3.). I motsatt ende, 2,5 Alene Flinkere Like flink Svakere Gruppe 3+ Lærer og som eneste konstellasjon under skalaens midtpunkt (3,0), responderer elevene at det å Figur 4.4.3; Figuren viser konfindensintervallene for gjennomsnittet til ønsket samarbeidspartner ved forsøk. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. jobbe sammen med en som ikke Lorents H Blomseth, 2015 er like flink som dem selv ikke er noe de ønsker (fig.4.4.2. og fig 4.4.3.). Snittscoren for alle elever her er omtrent 2,75, og selv om denne scoren ikke er veldig lav isolert sett, skiller den seg likevel klart fra de andre responsene på spørsmålet. Det er ingen signifikant forskjell når det gjelder å samarbeide med en som er flinkere eller jobbe i grupper på tre eller mer. En paret T-test på disse preferansene gir en T-verdi på 0,08 og en P-verdi på 0,936 (se appendix 1a), noe som med et konfidensintervall-95 indikerer at disse to med stor grad av sannsynlighet er like. 76 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 4.5. Forsøksfrekvens i naturfag Både elever og lærere ble bedt om å angi hvor mange forsøk som Rolle Elev Lærer 5 ble gjort i naturfag i løpet av det 4 lærere ser ut til å ha en oppfatning av at Snittscore forrige skoleåret. Både elever og forsøksfrekvensen øker 3 2 etterhvert som man kommer 1 høyere opp i klassetrinn (fig.4.5.1. 8 10 Trinn 13 og fig 4.5.2.). Det ser imidlertid ut til at elevene har en oppfatning av forsøksfrekvensen som ikke stemmer overens med det Figur 4.5.1.; Figuren viser elever og læreres syn på forsøksfrekvensen på de ulike klassetrinnene. Både elever og lærere opplever en økning i frekvensen med økende klassetrinn, men det er en viss forskjell avhengig av hvilken rolle man har. Skalaen 1-5 representerer intervallene "Ingen" "1-3", "4-6", "7-9" og ">10" forsøk. Lorents H Blomseth, 2015 lærerne angir med tanke på denne frekvensen. Avviket Trinn 8 10 13 5 mellom elever og læreres oppfatning av situasjonen er 10.trinn. Elevene ble også spurt om Snittscore minst for 13.trinn og størst på 4 3 2 forsøksmengden de faktisk mener de har, sett opp mot det antallet 1 Trinn 8 10 13 Ant forsøk utført 8 10 13 Ønsket antall forsøk forsøk de skulle "ønske" at de hadde utført. Her fremkommer det at elevene på 8.trinn opplever Figur 4.5.2.; Figuren viser elevenes ønsket forsøksfrekvens sett opp mot den forsøksfrekvensen de mener at de har. Skalaen 1-5 representerer intervallene "Ingen" "1-3", "4-6", "7-9" og ">10" forsøk. Lorents H Blomseth, 2015 77 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. å ha den laveste forsøksfrekvensen av alle, samtidig som de er de som ønsker seg den høyeste frekvensen. Elevene på 13.trinn angir gjennomsnittelig at de ligger på 7-9 forsøk (nivå 4 på skalaen), samtidig som de angir omtrent det samme på ønsket nivå. 10.klassingene plasserer seg mellom, men nærmere 8.-elevene da de ser ut til å ha et "gap" mellom ønsket og opplevd forsøksfrekvens. 4.6. Hvorfor forsøk ? På to spørsmål ble både elever (spørsmål 16 appendix 4) og lærere (spørsmål 9 appendix 5) bedt om å angi to argumenter for hvorfor de mener at vi bør utføre forsøk i naturfagundervisningen. Disse kvalitative spørsmålene er oppsummert under syv samlekategorier både for elever (fig 4.6.1. og fig 4.6.2.) og lærere (fig 4.6.3.). Figur 4.6.1..; Figuren viser elevenes argumenter for at vi bør drive med forsøk i naturfagundervisningen, alle trinn samlet. Lorents H Blomseth, 2015 For alle elevene samlet (fig 4.6.1.) fremkommer det hyppigst et svar som dreier seg om at de "lærer mer" eller "lærer bedre" fra ca 55 % av elevene. Det å "se hva som skjer i virkeligheten" er nest hyppigst angitt (ca 44 %), mens "motivasjon og variasjon" nevnes av ca 33 % av elevene samlet sett. Samlekategoriene er ikke helt identiske for de to gruppene. Over 80 % av elevene på 13.trinn angir svar som kan samles under variabelen "ser hva som skjer i virkeligheten", herunder 78 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. også svar i retning av å se sammenhengen mellom teori og praksis (fig 4.6.2.). For 8. og 10.elevene oppgis samme argument til sammenligning omtrent på det halve, ca 40 %. Argumentet om at de "lærer bedre eller lærer mer" er den kategorien som for 8. og 10.klassingene brukes hyppigst (ca 55 %), mens dette er det nest hyppigst forekommende argumentet fra 13.-trinnselevene (50 %). Argumentet om at det er motiverende og gir variasjon brukes av 8.- og 10. klassingene av henholdsvis 25 og 42 %, mens bare 6 % av 13.trinnselevene sier det samme. Det at det er "morsomt eller spennende" nevnes overhode ikke av 13.-trinnselevene, mens 21 % (8.kl) og 26 % (10.kl) bruker dette som argument for å drive med forsøk. Figur 4.6.2.; Figuren viser elevenes argumenter for at vi bør drive med forsøk i naturfagundervisningen sortert på klassetrinn. Lorents H Blomseth, 2015 For elevene på 13.trinn er argumentet "å teste hypoteser" den tredje viktigste grunnen (25 %) til at de mener vi bør gjøre forsøk i naturfagundervisningen. Av ungdomsskoleelevene er det bare 8 % og 4 % som fremhever dette argumentet. Motivasjon og variasjon angis nesten dobbelt så hyppig som argument hos 10.-klassingene (43 %) som hos 8.-klassingene (25 %). Blant 13.-trinnselevene er det bare rundt 6 % som nevner denne). 79 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Figur 4.6.3.; Figuren viser lærernes argumenter for at vi bør drive med forsøk i naturfagundervisningen. Lorents H Blomseth, 2015 Lærernes argumenter (fig 4.6.3.) for å drive med forsøk i naturfagundervisningen, er på ett punkt ganske sammenfallende med elevenes, det at man "lærer mer eller lærer bedre" nevnes av 50 % av lærerne, like mange som det er som fremhever "motivasjon og variasjon" som viktig grunn for forsøksaktivitet. Nesten 40 % av lærerne nevner også det å kunne se sammenhengen mellom teori og praksis som argument for i denne sammenhengen. Både elever (spørsmål 17 appendix 4) og lærere (spørsmål 10 appendix 5) ble bedt om å angi eventuelle argumenter for å ikke skulle drive med forsøk i naturfagundervisningen. Her har jeg samlet svarene under fire samlevariabler for elevene og tre for lærerne. På dette spørsmålet er antall responser vesentlig lavere enn tilfellet var på "for-argumenter". Her er det fra elevene avgitt bare 82 argumenter av potensielt 646 (2 grunner fra hver av de 323 elevene som tar del i undersøkelsen), altså snaut 13 % av de mulige. Den prosentvise andelen som figuren viser er imidlertid sett opp mot det totale elevtallet i undersøkelsen (fig 4.6.4.). 80 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Figur 4.6.4.; Figuren viser elevenes argumenter mot at vi bør drive med forsøk i naturfagundervisningen. Lorents H Blomseth, 2015 Gjennomsnittelig angir 13 % at de enten ser på forsøket som tidkrevende, at man lærer lite av det, eller at man lærer lite av det sett opp mot den tiden man bruker. 10.-klassingene er de som hyppigst fremhever dette argumentet (16 %). Blant lærerne er det 27 % som har nevnt minst ett argument som kan tale mot bruk av forsøk i undervisningen (fig 4.6.5). Her er den viktigste begrunnelsen store klasser/grupper, som nevnes av drøyt 16 %, mens snaut 6 % svarer at "noen elever blir passive, mens andre tar styringen" eller at "tidsbruken i forhold til læringsutbytte" taler mot bruk av forsøk. Figur 4.6.5.; Figuren viser lærernes argumenter mot at vi bør drive med forsøk i naturfagundervisningen. Lorents H Blomseth, 2015 81 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 4.7. Forsøket, - hvor i læringsprosessen ? I tillegg til å si noe om hvilke mål og hva man konkret Kjønn Jenter Gutter 60 ønsker å oppnå med 50 lærere og elever bedt om å angi hvor i læringsprosessen Prosent % forsøkene, ble også både 40 30 de så for seg at forsøket helst 20 burde ligge (spørsmål 15 i 10 elevundersøkelsen, appendix 4 og spørsmål 8 i 0 Når Spiller ingen rolle Forsøket først Forsøket til slutt Percent within all data. lærerundersøkelsen appendix 5 ). Elevene ser her ut til å være relativt klare på at de Figur 4.7.1.; Figuren viser elevenes ønske om hvor de foretrekker at forsøket skal ligge i læringsprosessen i forhold til fagstoffgjennomgangen. Lorents H Blomseth, 2015 ønsker å ha gjennomgått fagstoffet først, for deretter å 90 utføre forsøket, - drøyt 60 % 80 av elevene, og en litt større 70 andel jenter enn gutter, oppgir 4.7.1.). Bare 10,5 % av elevene i Prosent % dette som sitt ønske (fig 60 50 40 30 20 10 undersøkelsen sier at de ønsker forsøket gjort før de 0 Spiller ingen rolle Forsøket først Forsøket til slutt Percent within all data. går gjennom fagstoffet, mens i underkant av 30 % oppgir at det ikke spiller noen rolle for dem. I denne gruppen er Figur 4.7.2.; Figuren viser lærernes ønske om hvor de foretrekker at forsøket skal ligge i læringsprosessen i forhold til fagstoffgjennomgangen. I motsetning til hos elevene, var det ingen lærere som svarte "spiller ingen rolle" på spørsmålet. Lorents H Blomseth, 2015 82 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. guttene litt overrepresentert i forhold til jentene. Hos lærerne synes det klart at de foretrekker å gjennomgå fagstoffet først for deretter å gjennomføre forsøket, - hele 83 % av lærerne oppgir dette som sitt ønske (fig 4.7.2.). Ingen av lærerne oppgir at det ikke spiller noen rolle for dem (30 % hos elevene), mens ca 17 % oppgir at de ønsker å utføre forsøket før de gjennomgår fagstoffet. 4.8. Etterarbeidsformer Når de gjelder forsøkets siste fase, hvilket etterarbeid elevene synes er viktig når det praktiske forsøket er utført, har jeg oppgitt tre mulige former for etterarbeid i spørresekjemaet: rapport diskusjon av resultatet med 4,5 Etterarbeid Rapport Disk. m/lærer Disk. i grupper lærer 4,0 diskusjon av resultatet i elevgruppen Snittscore 3,5 Jentene angir litt mer positiv respons på alle tre etterarbeidsformene sett i 3,0 2,5 gutter forhold til guttene (fig 4.8.1.). jenter 2.Kjønn Felles for begge kjønn er det at en "diskusjon med læreren" kommer øverst, mens den Figur 4.8.1.; Figuren viser kjønnenes vurdering av viktigheten når det gjelder type etterarbeid etter forsøk som er utført. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. "skriftlige rapporten" scorer Lorents H Blomseth, 2015 lavest. Imidlertid er responsen på alle tre etterarbeidsformene godt over på positiv side av skalaens midtpunkt (3,0). 83 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Ser man på de tre trinnene registrerer vi et skille mellom 5,0 Etterarbeid Rapport Disk. m/lærer Disk. i grupper ungdomsskoleelevene (8. og 4,5 4.8.2). De sistnevnte mener at rapporten er viktigere enn Snittscore 10.trinn) og 13.trinnselevene (fig 4,0 3,5 diskusjonen med lærer eller med 3,0 medelever, men forskjellene er små. Størst er forskjellen hos 8.- 2,5 8 klassingene. 10 Trinn 13 Når det gjelder rapporten ble elevene bedt om angi hvor ofte de synes at det bør skrives Figur 4.8.2.; Figuren viser trinnenes vurdering av viktigheten når det gjelder type etterarbeid etter forsøk som er utført. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 rapport etter forsøk, mens lærerne ble bedt om å angi hvor Rolle Elev Lærer Alltid ofte de mener det skrives rapport. mener de at de bør skrive rapport ved nesten 3/4 av forsøkene, mens lærerne angir at det skrives Rapportfrekvens Hos 8.elevene og 10.elevene 3/4 1/2 rapport i omtrent 60 % av tilfellene (fig 4.8.3.). På 13.trinn 1/4 mener elevene i litt større grad at 8 10 Trinn 13 det bør skrives rapport, men lærerne angir at det skrives rapport etter alle forsøkene. Figur 4.8.3.; Figuren viser elevenes vurdering av hvor ofte de bør skrive rapport, og hvor ofte lærerne mener at det skrives rapport. Lorents H Blomseth, 2015 Mellom 8. og 10. trinn er det ikke vesentlige forskjeller i responsene hverken fra elever eller lærere. 84 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 4.9. Vurdering av forsøkets betydning for læringen. 4,5 Nytte av forsøk Nytte to siste forsøk Nytte generelt Elevene ble bedt om å vurdere hvor nyttig de mener forsøket er på en 5-delt skala fra "i meget Snittscore for deres læring. De avga respons 4,0 3,5 stor grad" til "i meget liten grad", 3,0 både med tanke på nytte generelt ved forsøk, men også 2,5 gutter mer spesifikt hvilken nytte de jenter Kjønn mente de hadde hatt av de to siste forsøkene de gjorde (fig 4.9.1.). Både guttene og jentene angir at de har mer nytte av Figur 4.9.1.; Figuren viser elevenes vurdering av hvilken nytte de har av forsøk generelt med tanke på læring i naturfag, samt hvilken nytte de mener de hadde av de to siste forsøkene de gjorde pr.kjønn. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 forsøk generelt, enn det de mener at de hadde av de to siste 5,0 Nytte av forsøk Nytte to siste forsøk Nytte generelt forsøkene de gjorde. Forskjellen 4,5 begge kjønn ca 0,5 skalapoeng Guttene vurderer nytten positivt i forhold til læring i litt større grad Snittscore mellom de to responsene er for 4,0 3,5 3,0 enn jentene i begge tilfellene. I begge tilfeller, og for begge kjønn 2,5 8 10 Trinn 13 er nytten vurdert godt over på positiv side av skalaens midtpunkt (3,0). Figur 4.9.2.; Figuren viser elevenes vurdering av hvilken nytte de har av forsøk generelt med tanke på læring i naturfag, samt hvilken nytte de mener de hadde av de to siste forsøkene de gjorde pr.trinn. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 85 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Elevene i 10.klasse vurderer 95% CI for the Mean nytten av forsøk lavest, mens 4,5 13.trinnselevene vurderer nytten 4,0 to siste forsøkene som for forsøk generelt (fig 4.9.2. og fig 4.9.3). Snittscore høyest. Dette gjelder så vel for de 3,5 3,0 Lærerne har litt større tro på læringsutbyttet av de to siste 2,5 Kjønn forsøkene som ble gjennomført, gutter jenter To siste forsøk gutter jenter Nytte generelt enn det elevene har (fig 4.9.4.). Både lærere og elever gir en gjennomsnittelig ligger over den Figur 4.9.3.; Figuren viser gutter og jenters vurdering av nytten ved de to siste forsøkene de gjorde, og nytten de opplever generelt ved forsøk. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. nøytrale kategorien "Verken stor T-Test of mean difference = 0 (vs not = 0): T-Value = -11,05 P-Value = 0,000 positiv respons ved at begge Lorents H Blomseth, 2015 eller liten grad". Lærerne kommer ut litt over "Stor grad" Meget stor grad som et gjennomsnitt for gruppen. Stor grad bedt om å vurdere i hvilken grad de liker å jobbe med åpne og Snittscore I undersøkelsen ble også elevene Verken stor eller liten grad lukkede forsøk. I Liten grad lærerundersøkelsen ble lærerne Meget liten grad på spørsmål 15 bedt om å angi en Elever Lærere Rolle prosentvis fordeling av "åpne forsøk", "delvis åpne forsøk" og "lukkede forsøk" i sin praksis. Figur 4.9.4.; Figuren viser elevenes og lærernes vurdering av hvilken nytte de har hatt av de to siste forsøkene som er gjennomført. Skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 Hos elevene fremkommer det at jentene synes å ha en større sans for å jobbe med lukkede forsøk enn det guttene har, mens det for jentene fremkommer en lavere score enn hos guttene på åpne forsøk (fig 4.9.5.). 86 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Forskjellen mellom åpne og lukkede fosøk hos jentene synes 4,5 Type forsøk Åpne Luk kede ganske tydelig, mens den ser 4,0 begge kjønn, og begge typer forsøk, kommer det ut et resultat Snittscore marginal ut hos guttene. For godt over skalens midtpunkt (3,0) 3,5 3,0 Ser vi på de ulike klassetrinnenes 2,5 g syn på åpne og lukkede forsøk, j Kjønn fremkommer det at de lukkede forsøkene med få frihetsgrader, synes å være den forsøkstypen Figur 4.9.5.; Figuren viser gutter og jenters syn på det å jobbe med åpne og lukkede forsøk i naturfagundervisningen. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. de liker best å jobbe med (fig Lorents H Blomseth, 2015 4.9.6.). Elevene på 13. trinn scorer et halvt skalapoeng høyere Type forsøk Åpne Luk kede 4,5 enn ungdomsskoleelevene på 4,0 forøvrig er forskjellene trinnene imellom små. Åpne forsøk vurderes ikke like høyt som Snittscore vurderingen av lukkede forsøk, 3,5 3,0 lukkede, men godt over skalamidtpunkt (3,0). 2,5 8 10 Trinn 13 Vurderingen av de to forsøkstypene sett opp mot hvor godt elevene angir at de liker Figur 4.9.6.; Figuren viser de ulike klassetrinnenes syn på det å jobbe med åpne og lukkede forsøk i naturfagundervisningen. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 naturfag, gir et bilde som varierer noe. For de lukkede forsøkene, med få frihetsgrader, er ikke variasjonen så stor fra elever som liker faget dårlig til de som sier de liker naturfag godt (fig 4.9.7.). 87 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. De åpne forsøkene med mange frihetsgrader ser ikke 4,5 Type forsøk Åpne Luk kede ut til å være særlig tiltalende 4,0 dårlig, mens det for de som er positive til faget nesten Snittscore for elever som liker faget kommer opp på nivå med 3,5 3,0 lukkede forsøk. Elevene som liker naturfag "dårlig" eller 2,5 Svært dårlig "svært dårlig" responderer Dårlig Verken godt eller dårlig Godt Svært godt under skalamidtpunktet (3,0) på hvor godt de liker å jobbe med åpne forsøk. Figur 4.9.7.; Figuren viser elevenes syn på det å jobbe med åpne og lukkede forsøk i naturfagundervisningen sett ut fra hvor godt de angir at de liker naturfag. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 Bildet er omtrent det samme om man vurderer åpne og 4,5 Type forsøk Åpne Luk kede lukkede forsøk opp mot egenvurdert kompetanse (fig 4,0 øker jevnt i popularitet med økende egenvurdert kompetanse, men utslagene Snittscore 4.9.8.). Begge typene forsøk 3,5 3,0 er størst for de åpne forsøkenes del, hvor de aller 2,5 Meget dårlig Dårlig Middels godt Godt Meget godt svakeste elevene, som de eneste i undersøkelsen, responderer under skalamidtpunktet (3,0). Figur 4.9.8.; Figuren viser elevenes syn på det å jobbe med åpne og lukkede forsøk i naturfagundervisningen sett ut fra den egenvurderte kompetansen de har i naturfag. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 88 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Lærerne ble i sin undersøkelse bedt om å angi en prosentvis fordeling av "sine" forsøk i kategoriene "åpne forsøk", "delvis åpne forsøk" og Type forsøk Luk kede Delv is åpne Åpne 100 "lukkede forsøk" (fig 4.9.9.). 80 60 studiepoeng (minimum 1 år) i naturfag, oppgir den Prosent % Lærerne med utdanning utover 60 40 laveste frekvensen med tanke 20 på bruk av åpne forsøk. De lærerne som har 2 års 0 St.poeng <15 16-30 31-60 60-120 >120 utdanning eller mer i naturfaglige emner oppgir at de aldri benytter åpne forsøk i undervisningen. Figur 4.9.9; Figuren viser hvordan lærerne angir fordelingen av "åpne forsøk", "delvis åpne forsøk" og "lukkede forsøk" fordelt ut fra utdanningsnivået hos lærerne. Lorents H Blomseth, 2015 Lærerne på ungdomsskolen oppgir at de i noen grad Type forsøk Luk kede Delv is åpne Åpne 100 benytter "åpne" eller "delvis 80 åpne" forsøk i sin undervisning videregående skole (trinn 13.) oppgir at de kun benytter lukkede forsøk i sin naturfagundervisning (fig 4.9.10.). Data (ca 35 %), mens lærerne på 60 40 20 0 Trinn 8 10 13 Figur 4.9.10.; Figuren viser hvordan lærerne på de ulike trinnene angir fordelingen av "åpne forsøk", "delvis åpne forsøk" og "lukkede forsøk". Lorents H Blomseth, 2015 89 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 4.10. Forsøkets roller og mål Både elever og lærere ble bedt om å vurdere åtte ulike påstander om hvilke roller forsøket 5 5 4 4 Snittscore Snittscore skal fylle i læringsprosesser i naturfag (fig 4.10.1. og 4.10.2.). 3 2 1 Rolle 3 2 E L Kjent med utstyr E L Innfør. nytt stoff E L Teori og praksis E L Teorien stemmer 1 Rolle E L Åpent forsøk E L Repetisjon E L Variasjon E L Samarbeid fig 4.10.1. fig 4.10.2. Figur 4.10.1. og 4.10.2.; Figurene viser hva elever (gul) og lærere (rød) mener om å bruke forsøk for å nå åtte ulike definerte mål i naturfagundervisningen. Påstandene var felles for både elevundersøkelsen og lærerundersøkelsen. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 Med unntak av to påstander, svarer elevene litt mer posistivt enn lærerne, lærerne er marginalt høyere på påstanden om at de bruker forsøk for å bli kjent med bruken av utstyret som mål. Lærerne angir også det å bruke forsøk for å illustrere sammenhengen mellom teoristoffet og det praktiske liv noe høyere enn elevene (ca 0,5 skalapoeng). På to av påstandene svarer elevene vesentlig mer positivt enn sine lærere. Den første gjelder påstanden om bruk av forsøk som innføring av nytt stoff, - elevene responderer her med et snitt på ca 4 av maks 5, mens lærerne gir en vurdering under skalamidtpunktet på 3,0 (fig 4.10.1., 2. søylegruppe). Den andre er påstanden om åpne forsøk, det å designe forsøket selv, finne en problemstilling, finne en måte å teste den på og til slutt komme fram til et resultat (fig 4.10.2., 1. søylegruppe). Her kommer lærerne ut med et snitt litt over 2 og godt under skalamidtpunktet (3,0), mens elevene ligger mer enn et helt skalapoeng over. Denne påstanden er forøvrig den påstanden som både elever og lærere vurderer lavest av de åtte. 90 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. I tillegg til disse åtte påstandene ble lærerne også bedt om å vurdere to andre påstander om mål med forsøket i naturfagundervisningen. Det gjelder påstand nr 7 og nr 10 på spørsmål 22 i lærerundersøkelsen (appendix 5). De går på det å bruke forsøk for å differensiere for sterke og svake elever, samt det å lære "den naturvitenskapelige arbeidsmåte" (fig 4.10.3. og 5 5 4 4 Snittscore Snittscore fig 4.10.4.). 3 2 1 3 2 Kjent med utstyr Innfør. nytt stoff Teori og praksis Teorien stemmer Åpent forsøk 1 Repetisjon Differensiering Variasjon Samarbeid Nat.vit.metode fig 4.10.3. fig 4.10.4. Figur 4.10.3. og 4.10.4.; Figurene viser hva lærerne i undersøkelsen mener om å bruke forsøk for å nå ti ulike definerte mål i naturfagundervisningen. De to nye som ikke var med i elevundersøkelsen er ringet inn i diagrammet. Skala 1-5, og skalaens midtpunkt (3) er markert med stiplet linje i figuren. Lorents H Blomseth, 2015 Lærerne responderer under skalaens midtpunkt i forhold til det å bruke forsøket som middel for differensiering for sterkere eller svakere elever i naturfag (fig 4.10.4., 2. søyle)., mens påstanden om å bruke forsøket for å lære den naturvitenskapelige arbeidsmetoden (fig 4.10.4., 5. søyle), kommer "topp tre" blant de ti påstandene som lærerne ble presentert for i undersøkelsen. 4.11. Oppsummerte resultater Avslutningsvis i dette kapitlet kan det forenklet oppsummeres visuelt hva som er elevers og læreres syn på positive sider ved det å drive med forsøk og praktisk arbeid i naturfagundervisningen. Fremstillingen anskueliggjør hvilke synspunkter elever og lærere har felles på positiv side, og hva de er enige om synes å være negative faktorer knyttet til 91 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. dette arbeidet. På tilsvarende måte fremkommer hva elevene har trukket fram som positivt og tilsvarende hva lærerne trekker fram på pluss- og minussiden (fig. 4.11.1). Figur 4.11.1.; Figuren viser elevers og læreres vurderinger av forsøkets rolle i naturfagundervisningen. Øvre halvdel er positive effekter av forsøkene, mens den nedre er negative vurderinger som er anført. Ellipsenes overlappingssone er vurderinger som er felles for elever og lærere sine vurderinger av forsøkenes rolle i naturfagundervisningen. Lorents H Blomseth, 2015 Samlet sett for elever og lærere, er det angitt litt flere positive enn negative argumenter i vurderingen av forsøkets rolle i naturfagundervisningen. 92 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 5. Diskusjon 5.1. Metodekritikk Innledningsvis i diskusjonen finner jeg det naturlig å se på noen forhold som jeg i etterkant av gjennomføringen av undersøkelsene, kunne ha vurdert på en annen måte enn det som ble gjort. Det er også naturlig å gjøre en vurdering knyttet til om de valgene jeg har gjort potensielt kan ha påvirket resultatene i en eller annen retning. Utvalg Hva utvalget for undersøkelsen angår, tar jeg for meg den ene delen av utvalget, elevene fra 13.trinn, i et eget punkt under kap 3.2., "Populasjon og utvalg - utvalgsdrøfting, 13.trinn". Det resterende utvalget, bestående av ca 300 elever fordelt omtrent likt på 8. og 10.trinn, mener jeg gir en god bredde i forhold til å kunne trekke noen linjer og se noen tendenser i responsene. Om disse resultatene kan sies å være allmengyldige kan sikkert diskuteres, men at de er gyldige i forhold til denne kommunen er rimelig sikkert, da samtlige klasser på disse to trinnene i kommunen er med, og deltakelsen er tett opptil 95 % i elevundersøkelsen. Den eksterne validiteten i denne sammenhengen må vurderes ut fra om denne kommunen på noen måte avviker fra andre kommuner i landet, eller om det med rimelig grad av sannsynlighet er grunn til å anta at disse elevene er representative for norske 8.-, 10.-, og 13.-trinnselever. Ut fra det jeg kjenner til er det ikke grunn til å anta at denne kommunen avviker fra andre norske kommuner på områder som er gjenstand for undersøkelser i denne studien. Når det gjelder lærerne, så har som nevnt målgruppen vært kun de lærerne som har disse klassene i naturfag, og antallet blir derfor vesentlig lavere enn tilfellet er for elevene. Med et utvalg på 18 lærere kan man sikkert kritisk si at dette er lite i forhold til å trekke sikre konklusjoner på generelt grunnlag, men igjen, det vil være representativt for denne geografiske avgrensningen, da disse 18 lærerne utgjør 100 % av potensialet. 93 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Karakterer og kompetanse I ettertid ser jeg at det kunne ha vært nyttig å ha tilgang til lærernes vurdering av elevene (terminkarakterene) også for 8.trinnselevene, men da jeg av tidsmessige grunner har måttet kjøre undersøkelsen før jul, var dette ikke mulig da 8.trinn på det tidspunktet ikke hadde fått sin første terminkarakter enda. Det at jeg har benyttet meg av elevenes subjektive vurdering av egen kompetanse, medfører en fare for utslag som resultat av at noen elever kan ha en tendens til å overvurdere egen kapasitet, mens andre undervurderer seg selv. Erfaringer fra egen praksis i skolen, hvor elever eksempelvis karaktersetter seg selv etter en prøve, viser at guttene har en tendens til å overvurdere egen prestasjon, mens det motsatte i mange tilfeller gjelder for jentene. I de tilfellene jeg har sett ulike variabler opp mot karakter, har jeg derfor vært nødt til å begrense utvalget til kun å gjelde 10. og 13.trinn. Forøvrig kan jeg gjenta at jeg har brukt responspunktet "egenvurdert kompetanse" for alle tre trinnene, da jeg fant en korrelasjonsfaktor Pearsons r på 0.71, og har akseptert dette som høy korrelasjon mellom lærerens objektive karaktervurdering og elevenes subjektive egenvurderte kompetanse (fig 3.5.9. s.63). Praktisk gjennomføring Et annet forhold som jeg har diskutert både med veileder, medstudenter og lærere/kollegaer, er hvorvidt mitt valg om å gjennomføre undersøkelsen på den måten jeg gjorde er god. Som beskrevet i metodekapitlet valgte jeg å selv reise rundt til alle klassene jeg ville ha som respondenter, i stedet for å la faglærerne gjennomføre undersøkelsen for meg. Det faktum at jeg som forsker er til stede sammen med respondentene, kan tenkes å ha en positivitetsforsterkende effekt på elevene, ved at de gjennom mitt nærvær kan ha en tanke om at jeg som fysisk tilstedeværende gjerne vil ha et positivt bilde av forholdene jeg er ute etter. Mange av de skalavariable responspunktene kommer ut med aritmetiske middelverdier over det nøytrale midtpunktet. Men for all del, jeg skal heller ikke underslå at elevene faktisk godt kan ha et positivt syn på faget og på forsøk, da dette er en aktivitet som mange elever verdsetter høyt i naturfag. Min egen erfaring tilsier også at det er flere elever som uttrykker et positivt syn på naturfaget enn tilfellet er til f.eks. matematikk som jeg også 94 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. underviser de samme elevene i. Så med begrunnelsen min for å gjennomføre på denne måten for å få en høyest mulig svarprosent, kan det være at jeg har fått en positivitetsforskyving gjennom mitt nærvær. Uansett må jeg anta at dette vil gjelde alle i utvalget, og at de innbyrdes trendene derfor uansett kan sies å være representative for respondentenes syn og holdninger. Et forhold som kan tenkes å virke noe på samme måte som det ovennevnte, er at undersøkelsen er kjørt i naturfagtimer for alle klasser, og med naturfaglærer tilstede ved gjennomføringen, noe som også kanskje kan tenkes å gjør elevene mer positive til det forelagte materialet. Uavhengig av om dette er reelle "bekymringer" eller ikke, så har jeg uansett valgt å diskutere slike mulige "forskyvningsfaktorer" med medstudenter, veiledere og kollegaer. Jeg vurderer imidlertid denne måten å gjennomføre undersøkelsen på som en styrke, gjennom at jeg har hatt en dialog med respondentene, fått forklart dem hva jeg jobber med, og at jeg gjennom dette personlige møtet mener å ha unngått mange "useriøse" besvarelser. 5.2. Emnepreferanser hos elever og lærere I forbindelse med denne studien har jeg i tillegg til å se på det konkrete knyttet til roller, type forsøk, former for etterarbeid og samarbeidspartnerpreferanser, også sett på både elevers og læreres syn på hvor godt de liker å jobbe med de tre tradisjonelle emnene som naturfaget består av, biologi, kjemi og fysikk. Bakgrunnen for dette er dels diskusjoner jeg har hatt både med elever og foresatte, drøftinger med kollegaer som har de samme elevene i andre fag, og ikke minst min egen observasjon av at enkelte elever liker, og presterer godt i, enkelte emner, mens de ikke er like entusiastiske og faglig på høyden i andre. Ser man nærmere på de ulike kompetansemålene i naturfag, eller i oppbyggingen av et læreverk, vil man finne en mulighet for å kategorisere i de tre nevnte klassiske naturfagemnene som nevnt over. Elevene ble spurt om hvor godt de likte å arbeide med de ulike emnene på en 5delt skala, hvor høy score på det ene altså ikke utelukker høy score på de to andre. Lærerne på sin side skulle angi hvor godt de likte å undervise i de tre ulike emnene på en tilsvarende skala. Det mest interessante, eller kanskje forventet typiske, funnet i min undersøkelse, er at 95 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. jentene verdsetter biologien høyere enn guttene og også høyere en både fysikk og kjemi, noe som samsvarer med funn også i andre undersøkelser (Nergård, 2003). Hos guttene er bildet helt motsatt med biologien som det lavest rangerte emnet av de tre. Jeg kjenner veldig godt igjen dette bildet fra egen praksis hvor jentene generelt sett har vært vanskeligere å motivere for de litt mer tekniske emnene i fysikken enn tilfellet er for guttene, også dette i tråd med ovennevnte undersøkelser (Nergård, 2003). Dette kan ha med tradisjonelle kjønnsrollemønster å gjøre, eller hva de ulike elevene har av gjenkjennelse fra tidligere erfaringer gjennom f.eks. lek. Det tradisjonelle og klisjefylte bildet av "gutten og bilen" og "jenta med dokka" synes å ha fortsatt gyldighet også i vårt fag. At jentene ikke, til tross for at de kognitivt er på et minst like høyt nivå som guttene, lar seg rive med i fysikkemnene, kan også ha med hvordan vi som lærere legger til rette for bl. a. aktivitet i disse emnene. Kan det tenkes at gutter med en litt "forhøyet" selvtillit fort tar regien dersom vi ikke er veldig styrende i gruppeinndelingen, og at forsiktige jenter "lar dem holde på", eller ligger det noe mer bak en slik interessedivergens som fremkommer også i denne studien (fig 4.2.2. s.69). Føler jentene at de behersker denne delen av faget dårligere enn guttene, eller er de bare mindre interesserte i emnet ? Eller motsatt for biologien, er de "mykere" emnene i biologien, som "sex og samliv", "biologisk mangfold" og "økologi" bedre egnet til å treffe jentenes grunninteresse ? Som sagt, jeg kjenner veldig godt igjen bildet som tegnes i figur 4.2.2. s.69, men trodde kanskje ikke at utslagene skulle være så tydelige. Ser man på alle elevene samlet, og de ulike trinnene, er grafen til biologien avvikende i forhold til fysikken og kjemien på 10.trinn (fig. 4.2.1. s.69). Der de to sistnevnte har et lite fall fra 8. trinn til 10. trinn har biologien en liten økning. En mulig forklaring på dette kan være at læreverket som benyttes av ungdomsskolene i denne undersøkelsen, har et populært emne liggende på 10.trinn, og dette emnet jobbet flere av 10.-klassene med i den perioden undersøkelsen ble kjørt. Emnet det er snakk om er det tidligere nevnte "sex og samlivskapitlet". Flere av klassene kjører dette som prosjektarbeid, en arbeidsform som er litt løsere organisert, og dermed ikke legger det sammet fagpresset på elevene fra time til time, noe som kanskje kan gjøre at flere elever ser på dette som noe positivt. I tillegg er selvsagt temaet i seg selv spennende for elevene. Om dette har påvirket resultatet har jeg ingen målt indikasjon på, men på grunnlag av egne opplevelser i faget er tanken i alle fall 96 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. ikke usannsynlig. Under emnepreferansene har jeg også sett på om elevenes egenvurderte kompetanse i naturfag har noen betydning for hvilke emner de synes mest eller minst om å jobbe med (fig 4.2.5. s.71 (biologi), 4.2.6. s.71 (kjemi) og 4.2.7. s.71 (fysikk)). Som disse figurene viser er det en økning i hvor godt de liker å jobbe med alle tre emnene med stigende egenvurdert kompetanse, noe som ikke er overraskende. Det er rimelig å anta at dess bedre du behersker et fag, jo bedre vil du sannsynligvis også like å jobbe med det, eller for å se det motsatt, dess mer interesert du er i å jobbe med et fag, jo bedre vil du sannsynligvis også prestere i faget. Jeg antar at det her er en sammenheng mellom kompetansemåloppnåelse og interesse/motivasjon. Forskjellen mellom jentene og guttene er minst for biologiens del, og forskjellene fremkommer i første rekke for de tre midtkategoriene, mens det for de aller flinkeste elevene ikke ser ut til å være noen forskjell kjønnene i mellom. Elevene som har vurdert seg aller svakest er veldig få (3-4 elever), og usikkerheten knyttet til disse er derfor betydelig større enn for de fire andre kategoriene (se appendix 1g for kompetanse-kategorienes respektive konfidensintervaller). For kjemien, og spesielt for fysikkens del, ser det ut til å være et mønster i retning av at guttene liker bedre å jobbe med disse emnene enn jentene, og forskjellen øker dess høyere egenvurderte kompetanse de har (fig 4.2.7. s.71). Om dette er utslag av de nevnte kjønnsforskjellene, har jeg ikke grunnlag for å si noe bastant om, men i dette utvalget av elever er det dette som er bildet. En mulig feilkilde her kan også være at guttene kan ha vurdert sin egen kompetanse i faget noe høyere enn det jentene har. Skulle det være en forklaring, ville grafene for de to kjønnene vært mer sammenfallende. Uansett kan resultatene i disse tre figurene være interessante å ta med seg videre om man vil se på kjønnenes syn på det å drive forsøk. Det er et faktum at vi i naturfagundervisningen i skolen nok utfører vesentlig flere forsøk i fysikk og kjemi, enn tilfellet er i biologi. Denne påstanden baserer jeg på egne og mine nærmeste kollegaers erfaringer fra naturfagundervisning i ungdomsskolen gjennom mange år. I lys av dette kan man skjønne at spørsmålet "skal vi gjøre forsøk" erfaringsvis oftere kommer fra en gutt enn ei jente. Her skal jeg raskt legge til at det selvsagt ikke er vanntett skott mellom kjønnene, og at det finnes unntak i begge retninger, men trenden synes for meg tydelig i denne sammenhengen. 97 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. På samme måte som det er en sammenheng mellom hvor godt elevene liker de ulike emnene og hvor høy egenvurdert kompetanse de har, på samme måte ser det ut til at elevene er mer positive til populærvitenskapelige TV-programmer av typen "Newton" og Schrödingers katt" dess bedre de liker emnene biologi, kjemi og fysikk i naturfag. Dette er også et relativt forventet bilde ut fra at det ikke er unaturlig at elever vurderer programmer om et tema høyere, jo mer interesert de er i å jobbe med emnet. Lærerne i undersøkelsen spredde seg litt etter samme mønster, men ikke tydelig for begge kjønn. De mannlige lærerne angir at de liker omtrent like godt å undervise i de tre emnene, mens de kvinnelige følger elevenes mønster med biologien høyt og kjemien og fysikken lavt (fig 4.2.3. s.70). Jeg tør ikke å vektlegge dette funnet veldig tungt, da utvalget på bare 18 lærere her kan medføre stor grad av usikkerhet. 5.3. Rollepreferanser ved forsøk Med emnepreferansene som fremkommer i kap 5.2. som bakteppe, har jeg også sett litt på hvilke roller elevene velger å innta i en forsøkssituasjon. I spørreskjemaet angav jeg fire mulige roller hvor de skulle respondere på en 5-delt skala, hvor godt de liker å de forskjellige rollene. Den første rollen handler om å gjøre det praktiske som skal til i forkant av at forsøket utføres, det å hente utstyr og gjøre klart det som trengs. Rollen er beskrevet som "Utstyrssjefen" av Naturfagsenteret (Roller i samarbeidsgrupper, 2007). Denne rollen er ikke faglig veldig krevende utover at man må vite hvilket utstyr som egentlig trengs til det konkrete oppdraget. Dette er imidlertid ofte gitt gjennom en utstyrsliste som gjerne følger i alle fall de lukkede forsøkene. Denne rollen er i dette utvalget den eneste som av alle de fem kategoriene basert på egenvurdert kompetanse, kommer ut med en gjennomsnittsscore over skalaens midtpunkt på 3,0, og det er den rollen som kommer høyest for de elevene som vurderer seg aller svakest i naturfag (fig. 4.3.1. s.73). Men også her er jeg klar på at usikkerheten til denne gruppen er relataivt stor, da svært få elever har vurdert seg i denne. (se appendix 1g, 1h og 1i for konfidensintervall for alle gruppene). 98 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Den andre rollen er den som kanskje kan beskrives som den mest "akademiske" eller "kognitivt" mest krevende, i den forstand at den stiller krav til noe forstått teori både for å få forsøket gjort, men også i forhold til å tolke et resultat i forhold til en hypotese. Det å legge en strategi for gjennomføringen, rekkefølgen av mulige inngripener som kan komme i ulik rekkefølge o.s.v. stiller noe mer teoretisk krav enn de tre andre. Kurven for denne rollen som "Leder" (Roller i samarbeidsgrupper, 2007) er interessant, men kanskje ikke helt overraskende, da den stiger nærmest lineært fra en snittscore på ca 2,7 for de elevene som vurderer seg aller svakest i naturfag, til rundt 4,3 for de elevene som vurderer seg i den aller sterkeste kategorien (fig. 4.3.1. s.73). Ut fra definisjonen jeg har gjort for denne rollen, er det et forventet resultat at de sterkeste elevene også er de som er mest komfortable med denne rollen og angir at de liker den best. For de to sterkeste gruppene av elever er det ingen av de andre rollene som kommer opp på samme nivå som denne. Når det gjelder kjønnene i mellom, så er det ingen signifikant forskjell på jenter og gutter i synet på det å inneha rollen som "strategisk gjennomfører" av forsøket, begge med en snittscore på rundt 3,7, (fig. 4.3.2. s.73). Hos jentene er det den rollen som er mest populær av de fire, mens det for guttenes del er omtrent likt med "tilretteleggerrollen" som beskrevet i forrige avsnitt. Når det gjelder den tredje rollen, "Sekretæren" (Roller i samarbeidsgrupper, 2007), fremkommer det en liten forskjell mellom jentene og guttene. Jentene kommer ut med et snitt på rundt 3,5 mens guttene ligger ned mot nøytralitetslinja på 3,0. Det er med andre ord ikke store utslag, men dog den rollen hvor kjønnene skiller seg mest fra hverandre. Ser man på rollen i forhold til elevenes egenvurderte kompetanse i naturfag, ser vi noe av det samme mønsteret som for rolle nummer to i forrige avsnitt, en økende popularitet med stigende kompetansenivå. Kurven for denne rollen er imidlertid ikke lineær, men flater ut noe over nøytralitetslinja for de tre sterkeste elevgruppene (fig. 4.3.1. s.73). Hos de svakeste elevene er sekretærrollen den rollen de aller helst ikke vil inneha av de fire. Dette ser jeg for meg kan skyldes at sekretæren for gruppa ofte skriver for alle, og at de gjennom en lav kompetanse, og sannsynligvis et lavt selvbilde i forhold til å mestre oppgaven, ikke ønsker å fremstå som en som ikke håndterer denne oppgaven på en god nok måte i de andres øyne. Det kan tenkes at de ikke ønsker å ha ansvar for de andres prestasjon i forsøket sett under ett. 99 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Den fjerde og siste rollen som elevene skulle angi et syn på, er en rolle av litt samme karakter som den første, opprydding i etterkant av at forsøket er gjort. "Ryddesjefen" (Roller i samarbeidsgrupper, 2007) ser ut til å være den minst populære av de fire rollene, og kommer ut med lavest snittscore for alle elevgruppene, med unntak av de elevene som angir at de har aller lavest kompetanse i faget. Igjen må det tas høyde for at denne gruppen utgjør en svært liten del av utvalget, og dermed representerer stor usikkerhet, det er alikevel interessant at de elevene som tross alt er i denne gruppen faktisk vurderer denne rollen såpass høyt som 3,8 i gjennomsnitt (fig. 4.3.1. s.73). De aller svakeste elevene ser derfor ut til å velge de to praktisk rettede rollene når de skal utføre forsøk, mens de to mer teorikrevende rollene kommer relativt langt ned, sekretærrollen helt nede på snittscore 2,0 for disse elevene. Ser man på denne rollen for kjønnene er det også her relativt jevnt mellom jenter og gutter, og for begge kjønn den eneste rollen som kommer under skalaens midtpunkt på 3,0 (fig. 4.3.2. s.73). Ser man på elevene på de ulike trinnene, så er det ikke store avvik mellom dem, med unntak av at 13.trinn gjennomgående angir en mer positiv holdning til alle rollene enn sine yngre medelever i 8. og 10. klasse. Mye av forklaringen her vil jeg anta ligger i den noe avvikende sammensetningen av denne gruppen, jmfr. min utvalgskritikk i kapittel 3.2. "Populasjon og utvalg - utvalgsdrøfting, 13.trinn". Dersom det er et poeng at alle, eller flest mulig, elever skal få mulighet til prøve alle de ulike rollene, vil selvfølgelig en strammere styrt organisering av gruppene være en mulig måte å oppnå dette på. En praktisering av nummerering av rollene fra 1-4 med fast instruks for hver av dem, kan bidre til dette (Roller i samarbeidsgrupper, 2007). Her ligger det to til tre konkrete oppgaver knyttet til hver av de fire rollene, noe som kan bidra til en ansvarliggjøring av den enkelte i forhold til å få oppgaver gjort. I praksis vil dette kanskje medføre at gruppene er de samme fra forsøk til forsøk for å kunne få til en innbyrdes rullering. Elevtall fra gang til gang vil også være en faktor som gjør at man ikke på alle gruppene får dekt alle rollene, og at noen elever må dekke flere roller. I et motivasjonsperspektiv vil det også være viktig å gjøre en vurdering av om det rent pedagogisk er fornuftig å "tvinge" enkelte elever inn i roller som de ikke er komfortable med. Denne vurderingen må uansett gjøres av den læreren som kjenner elevene og deres 100 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. individuelle terskler for hva som er innenfor, eventuelt for langt utenfor, komfortsonen til den enkelte. 5.4. Samarbeidspartnere ved forsøk Det kan i denne undersøkelsen se ut som om elevene foretrekker samarbeidsrelasjoner som innebærer jevnbyrdighet hva faglig kunnskap angår. I spørreskjemaet har jeg ikke tatt med svaralternativer som baserer seg på valg av partner ut fra sosiale kriterier i retning av venn, venninne, samme kjønn, motsatt kjønn eller lignende. I en undersøkelse utført i 2013 (Blomseth, 2013) på et begrenset utvalg av 9.trinnselever, fremkom at ca 50 % av elevene foretrakk å sammarbeide med en som har omtrent samme erfaringsgrunnlag som dem selv, mens ca 25 % oppgav at de ønsket en med mer erfaring enn seg selv og de siste 25 % oppgav at de ønsket å samarbeide med en av samme kjønn. I min undersøkelse i denne studien, søkte jeg primært å få frem preferanser som går på det faglige nivået til samarbeidspartneren, men har tatt med alternativene å jobbe alene, i grupper på tre eller mer, samt at lærer utfører forsøket som demonstrasjonsøvelse. Da alternativene er besvart på skalavariabelform, og at ingen preferanser utelukker andre, har alle elevene fått angitt en grad av tilfredshet i forhold til alle de ulike alternativene. I 2013-undersøkelsen (Blomseth, 2013) skulle respondentene imidlertid velge kun én av kategoriene for hva de foretrakk. Med disse to vesentlige forskjellene er ikke resultatene i de to undersøkelsene direkte sammenlignbare, men tendensen om at det å samarbeide med en jevnbyrdig partner er klart å foretrekke for elevene i disse utvalgene, sekundært at det å jobbe med en som er flinkere er mer attraktivt enn å jobbe med en som er svakere, ser ut til å fremstå ganske klart (fig. 4.4.3. s.76). Om elevene her tenker ut fra at de ønsker en faglig utvikling med en som har omtrent samme ståsted, eller om de har i tankene at de ikke vil avsløre egen svakhet sammen med elever som er sterkere, har jeg ikke søkt å få svar på her. Imidlertid kommer alternativet "å jobbe sammen med en som er flinkere enn seg selv" positivt ut, noe som kan indikere at de ser for seg å kunne bli dratt med faglig av en som har høyere kompetanse enn seg selv. Et annet motiv for å respondere på denne måten, kan være at man har tanker om at sluttresultatet i forsøket vil bli bedre dersom man har en 101 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. partner som er sterkere. Fra egen praksis synes det som at enkelte elever som gjerne er litt utrygge i relasjoner med andre mer dominerende elever, eller er faglig veldig usikre, ofte arbeider sammen med noen som kan ta styringen i forsøket og gjerne har klart for seg hva som er målet med øvelsen. For disse elevene kan en faglig sterkere partner utgjøre en "kamuflasje" for egen usikkerhet både i forhold til lærer og medelever. De aller svakeste elevene angir som det de foretrekker mest, at de vil jobbe alene. Her kan man også se for seg at det ligger et motiv bak om at man ikke ønsker å avsløre for medelevene at man ikke får til eller behersker det som skal gjøres. I denne gruppen kan jeg også, ut fra egen erfaring, se for meg veldig introverte elever, kanskje også med dårlig selvbilde. Disse vurderer ofte sine egne ferdigheter lavere enn det de i virkeligheten er, og de trekker seg gjerne unna samarbeidsoppgaver hvor det forventes at de må "gi av seg selv". 5.5. Begrunnelser for å drive med forsøk Både elever og lærere angir i undersøkelsen at de ser på forsøket som en viktig del i læringsprosessen gjennom at de hevder det å jobbe med forsøk gir mer og eller bedre læring av fagstoffet i naturfag. Omtrent halvparten av lærerne i undersøkelsen angir dette som et viktig argument. Bjørn Hålands (Håland, 2004) undersøkelse blant lærere i Stavanger kommer opp med en todeling av lærerne i synet på dette, der den ene gruppen mener at elevene lærer best gjennom egne aktiviteter i tråd med erfaringspedagogikken (E. K. Henriksen & Ødegaard, 2004a) hvor aktivitetene for en stor del er elevstyrte. Her fremkommer også en del av formkravene knyttet til den naturvitenskapeige arbeidsmetoden gjennom at elevene skriver rapporter som en etterarbeidsform knyttet til forsøkene. Den andre gruppen av lærere foretrakk å gjennomgå en god del fagstoff knyttet til det praktiske arbeidet og forsøkene. Begge gruppene hadde imidlertid forsøket som en sentral del av sitt arbeid. I min undersøkelse bekreftes på mange måter litt av det samme gjennom at en stor andel av lærerne ser på forsøket som en viktig kilde til læring (fig.4.6.3. s.80), men også at de i stor grad foretrekker å gjennomgå en del fagstoff i forkant av forsøkene. En stor andel av lærerne angir også at det å kunne se sammenhengen mellom teorien og det praktiske er viktig, noe som kan tyde på at lærerne tenker forsøket brukt mer som et 102 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. deduktivt redskap for å kontrollere at teorien stemmer, enn som et induktivt insitament slik Bruner og Dewey (Håland, 2004) tok til orde for gjennom sin induktive metodikk. Min erfaring fra snart 30 år med naturfagundervisning gjør at jeg finner mening i advarselen Dewey kommer med i forhold til hvordan hans induktive metodikk ble oppfattet. Elevene synes i liten grad å være i stand til å finne ut av de store linjene på egen hånd, og også det å kunne se et forsøk, og resultatet av dette, i lys av teoristoff som enten er gjennomgått eller blir gjennomgått etterpå, faller vanskelig for svært mange elever. I mange tilfeller har jeg erfart at elever snarere blir forvirret av et forsøk som enten ikke går slik de hadde forventet, eller gir et annet resultat enn det teorien tilsier. Denne erfaringen støttes også av tidligere studier (J. J. Wellington, 1998), hvor det pekes på at forsøkene snarere kan skape forvirring og frustrasjon enn oppklaring. At elevene og lærerne har et sammenfallende syn med tanke på begrunnelser for å drive med forsøk, kan både være et utslag av at elevene er farget av sine læreres holdninger og hvordan de omtaler forsøk og begrunnelser for å gjøre dem, og at de fleste læreverk legger opp til en del forsøk gjennom aktivitetssidene som gjerne er knyttet til de ulike kapitlene. Denne oppbyggingen av læremidler kan tenkes å gi forventninger om at en rekke forsøk skal gjøres, og at det da også på grunn av at de er tatt med, er "bevist" at de har en positiv effekt på læringsprosessen. Flere studier viser imidlertid at det laborative arbeidet i liten grad har betydning for elevenes læring av fagstoff i naturfag (Abrahams & Millar, 2008; Hodson, 1991, 1996; Högström, et al., 2012). Dette hevdes å gjelde både på ungdomsskolenivå (Andersson, 2004), i videregånde skole og på høyskole/universitetsnivå. At både elever og lærere i min studie bruker mål som "lære mer eller bedre", "finne ut hva som skjer i virkeligheten", "forståelse" og "sammenheng mellom teori og praksis" som begrunnelser for å drive med laborativt arbeid, bekrefter på mange måter tidligere undersøkelser om at målene nesten uten unntak er av typen "utvikle forståelse for naturvitenskapelige begrep", "skjønne naturvitenskapens karakter" og "problemløsningsevne" (Hofstein & Lunetta, 2004; Hult, 2000). I min undersøkelse synes det som om elevene og lærerne har sammenfallende syn i forhold til de to viktigste grunnene for å drive med forsøk i naturfagundervisningen (fig. 4.6.2. s.79 og fig. 4.6.3. s.80) hvor momentet med mer/bedre læring, samt det at det skal være et insitament i forhold til motivasjon og bidra til variasjon i undervisningen. Disse svarene kan være et resultat av at 103 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. elevene gjennom lærernes argumentasjon, holdninger og vektlegging av forsøk, har fått en forståelse for at dette arbeidet er viktig i forhold til deres læring, og at svarene deres er et resultat av dette. Men det kan også godt være at elevene faktisk er av den oppfatning at det praktiske arbeidet og forsøkene gir dem et bedre læringsutbytte enn den tradisjonelle undervisningen i naturfag. Tidligere forskning på forsøkets betydning for læringen i naturfag hevder på sin side at det er viktig (Leach, 1998; Lunetta, et al., 2007; J. J. Wellington, 1998), og at de erfaringene elevene gjør ikke bare anses som viktige, men også nødvendige i naturfagopplæringen (Hodson, 2001; Millar, 2004). Litt av det samme som er nevnt i starten av forrige avsnitt, kan tenkes å ligge bak svarene som avgis med tanke på hvor forsøket skal ligge i forhold til gjennomgang av teoristoffet. Både elever og lærere er relativt klare i sine svar om at forsøket bør komme etter at lærestoffet er gjennomgått (fig 4.7.1. s.82 og 4.7.2. s.82). Dersom Bilde 6.; Noen lærere søker å bruke forsøket som et induktivt redskap i læringsprosessen Lorents H Blomseth elevene har blitt vant med at forsøk er noe man gjør etter at en del teori er gjennomgått, ligger det også en fare for at elevene "farges" av en slik rekkefølge og vil anta at det derfor er den beste. Det at en litt større andel av lærerne enn elevene angir at de vil gjøre forsøket først, kan være et utslag av at lærerne i noen grad ser på forsøkene i lys av erfaringspedagogikkens teorier, samt at lærerne gjennom sine mål for aktiviteten har en forkunnskap, og dermed bedre forutsetninger for å kunne se på forsøket som et induktivt redskap i læringsprosessen. Omtrent like mange lærere angir "motivasjon og variasjon" som en viktig begrunnelse for forsøk, som det er som bruker "forståelse og læring" som argument. Vi er alle som driver med naturfagundervisning, godt kjent med spørsmålet "skal vi gjøre forsøk i dette kapitlet" ? Det ligger med andre ord en viss forventning hos en god del elever, - at de betrakter det å 104 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. gjøre forsøk som noe lystbetont og gjerne ønsker det. Spørsmålet kommer gjerne fra de samme elevene hver gang, og ofte er det elever som ikke er de som best tilegner seg fagstoffet via den teoretiske veien. Om spørsmålet kommer opp som et resultat av at de faktisk føler at de lærer mer eller bedre, eller om det er et utslag av at de ønsker å gjøre noe annet enn "å snakke om" lærestoffet, har jeg ikke belegg for å si noe om på bakgrunn av denne studien. Det er en litt større andel av lærerne som angir "motivasjon og variasjon" som argument enn hos elevene, og hos elevene er det 10.klassingene som utmerker seg mest i forhold til denne begrunnelsen. Dette kan være en indikasjon på at elevene ser på forsøket som et praktisk pustehull i en ellers relativt teoritung hverdag det siste året på ungdomsskolen. I tidligere undersøkelser har ikke mål knyttet til motivasjon, sosial kompetanse eller personlig utvikling kommet høyt på lista over begrunnelser for å drive med forsøk (Welzel, et al., 1998). En kritikk mot å bruke forsøkene og det praktiske arbeidet som et redskap for å nå sosiale mål, samarbeidsmål eller variasjonsmål, fremmes av både Hult, Millar og White. Målene i seg selv kan være viktige nok, men dersom vi designer forsøkene med dette for øyet, er det en fare for at vi mister fagmålet av syne. Personlighetsutviklingen kan tenkes å komme i veien for den faglige innlæringen, noe vi også bør ha i tankene ved gruppesammensetning i denne delen av naturfagundervisningen. Bjørn Håland peker på utfordringer knyttet til at både skoler og enkeltlærere hele tiden er utsatt for pedagogisk strømninger (Egidius, 1980) som ikke nødvendigvis alltid har innlæring av fagstoff som hovedfokus. Når våre elever etterspør flere forsøk kan det like gjerne være et uttrykk for at de ønsker variasjon eller har sosiale mål, som at de har læring av fagstoff som hensikt med spørsmålet. Svingninger som følge av slike strømninger kan være av enkeltstående eller forbigående karakter, men som Hustad (Hustad, 2001) peker på, skal vi også være oppmerksomme på at det kan være et uttrykk for at skolen får, eller tar på seg, en rolle med oppdragelse og omsorgsarbeid hvor alle skal slippe til, og at dette kan fortrenge rollen som kunnskapsformidler. Denne utfordringen kan være en av forklaringene som fremkommer i TIMSS-undersøkelsen, at vi i norsk skole ikke er veldig gode på å legge til rette for at de sterke og veldig sterke elevene får utfordret seg nok (fig 2.1.3.4. s.12 og fig 2.1.3.5. s.13). Besvarelsene til både elever og lærere i mine undersøkelser ser ut til å bekrefte at det er andre mål enn det 105 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. kunnskapsbærende som trekkes frem som begrunnelser for å utføre forsøk i naturfagundervisningen, spesielt gjelder dette den delen av mitt utvalg som kommer fra ungdomstrinnet (8. og 10. trinn). 13.-trinnselevene synes å ha et mindre fokus på argumenter som variasjon, motivasjon, at det er morsomt og spennende, eller at man skal lære å samarbeide, enn det ungdomsskoleelevene har (fig 4.6.2. s.79). Her må jeg igjen trekke frem at 13.trinns-delen av utvalget er noe annerledes sammensatt enn resten, og derfor nødvendigvis ikke er direkte sammenlignbare med 8.- og 10.- trinnsdelen av utvalget, da både antallet er mindre og sammensetningen sannsynligvis er noe mer homogen (se utvalgsdrøftingen, kap. 3.2. s.49). Högström, Ottander og Benckert sin studie viser at lærere i hovedsak har kognitive mål som begrunnelser for sine forsøk, men at forsøkene i sin utforming mer bærer preg av affeksjonsmål (Anderson, et al., 2001; Bloom & Krathwohl, 1956; Högström, et al., 2012). Christina Bergendal bekrefter dette i sin konklusjon hvor det fremkommer at de kognitive målene er dominerende under utformingen av forsøkene (planlagte mål), mens det under gjennomføringen heller over mot større innslag av affeksjonsmål. Uansett er det avgjørende for om et forsøk drar i den retning man ønsker, at man har et klart, og helst avklart med elevene, mål om hva som er hensikten med det arbeidet som skal gjøres (fig. 2.2.3.1. s.28). En forklaring som fremkommer på at læringen ofte ikke står i stil med tiden man investerer i forsøket, er i følge flere at fokuset i for stor grad blir liggende på det laboratorietekniske knyttet til gjennomføringen av forsøket (Harrow, 1972). Dette kan være noe av forklaringen på at vi i undevisningen ofte opplever at elever ikke klarer å knytte teorien opp mot det praktiske, rett og slett fordi det praktiske har en for høy grad av kompleksitet knyttet til utføringen (Watson, et al., 1998). Det hyppigst forekommende argumentet for hvorfor man eventuelt ikke skal gjøre mange forsøk i naturfag, ser ut til å være at man vurderer at investeringen i tid ikke nødvendigvis betaler seg i form av tilsvarende læring (fig 4.6.4. s.81). Dette utsagnet er isolert sett ikke forenelig med argumentet for forsøk om at man lærer mer, eller bedre av forsøk. Da disse argumentene fremkommer på åpne spørsmål, og gjennom det representerer en relativt sett liten andel av utvalget, kan man likevel se for seg at det ikke er de samme respondentene 106 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. som har avgitt disse motstridende argumentene. Dette har jeg imidlertid ikke fulgt opp nærmere i denne studien. 5.6. Etterarbeidsformer I etterkant av et forsøk har jeg for elevene forespeilet dem tre ulike måter vi kan foreta et etterarbeid knyttet til aktiviteten. De ble bedt om å vurdere viktigheten av å skrive rapport, diskutere resultater med lærer, og diskutere resultater med de andre elevene på gruppa. Ingen av etterarbeidsformene her utelukker noen av de andre. Elevene angir alle de tre formene for etterarbeid som viktige og godt opp på den positive siden. De angir i min undersøkelse det å ha en samtale om resultatet med læreren som det viktigste, etterfulgt av samtale med medelevene, mens rapporten bli sett på som det minst viktige av de tre. Elevene kan på spørsmålet ha hatt to forkskjellige tanker om spørsmålsstillingen, jeg spør om hvor viktige de synes de tre formene er, mens det godt kan tenkes at svarene de avgir er farget av hva de liker godt og mindre godt. Da de angir rapporten som en vanlig etterarbeidsform er det mulig at de er litt "mette" av denne formen. Rapporten er også den av de tre som forplikter mest gjennom en skriftlighet, mens de to andre er av muntlig karakter og dermed kanskje litt lettere å skjule seg bort i dersom man ikke er veldig interessert i arbeidet etter forsøket. Funn fra henholdsvis SISS- og TIMSS-undersøkelsene (P. Kind, et al., 1999; S Sjøberg, 1986) peker på at elevene nesten uten unntak, oppgir at de i etterkant av et forsøk nesten alltid skriver rapport. For alle de tre formene er jentene litt mer positive til etterarbeidet enn guttene (fig. 4.8.1. s.83), - jentene ligger forøvrig også gjennomsnittelig litt høyere i karakterer enn guttene gjør (appendix 1e og 1e1), uten at disse to forholdene nødvendigvis trenger å henge sammen med hverandre. Men det er ikke unaturlig å tenke seg at elever som presterer på et høyere nivå enn andre, også bedre ser viktigheten av å gjøre et godt etterarbeid etter laboratorieaktiviteter. Dette er forøvrig i tråd med teorien om at etterarbeidet i stor grad handler om å koble teoretisk kunnskap sammen med de konkrete erfaringene man har gjort, noe som både krever konsentrasjon og en høyere ordens tenkning (Orion, 1993). I forbindelse med de objektive vurderingene som terminkarakterene normalt skal være, kan det nevnes at forholdet mellom guttene å jentene 107 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. er motsatt når det kommer til den egenvurderte kompetansen, - her vurderer guttene seg i gjennomsnitt noe høyere enn det jentene gjør (appendix 1f og 1f1), et fenomen som er godt kjent fra egen praksis med egenvurdering på måloppnåelse eller hva de tror et resultat på en prøve de har hatt blir. Her har jeg sett en klar tendens til at jentene gjerne undervurderer sin egen prestasjon, mens guttene overvurderer egen kapasitet. Eksempelvis pleier jeg å ha et felt på forsiden av alle prøver, hvor eleven skal skrive den karakteren han/hun mener besvarelsen er god for. Tendensen her er at jentene gjerne undervurderer seg litt, mens guttene i gjennomsnitt overvurderer egen prestasjon. Jeg har ikke sett nærmere på årsaker eller begrunnelser for disse utslagene i denne studien. Elevgruppen på 13.trinn vurderer rapporten som den viktigste etterarbeidsformen av de tre, men forskjellene er veldig små mellom rapport og de to andre for denne elevgruppen (fig. 4.8.2. s.84). Som tidligere nevnt er denne delen av utvalget (13.trinn) litt spesielt sammensatt, med et høyere naturfagfaglig nivå enn gjennomsnittet av ungdomstrinnselevene, dette kan være en faktor som påvirker deres syn på hvilken etterarbeidsform som er viktigst. Et annet forhold som kan gjøre deres betraktninger om rapporten som viktig for læringen, kan rett og slett være at de gjennom hele sin skolegang har vært vant til å skrive rapport slik det fremkommer av Sjøberg og Kind m.fl., og gjennom dette er påvirket til å tro at rapporten er den viktigste formen for etterarbeid. Disse elevene, med et høyt faglig nivå, kan også tenkes å ha lettere for det å formulere fagstoffet skriftlig enn det antatt svakere elever har. Elevene på 13.trinn er også av den oppfatning at andelen forsøk som bør avsluttes med en rapport er noe høyere hos dem enn blant ungdomsskoleelevene (fig. 4.8.3. s.84). Et interessant funn i denne sammenheng er forøvrig at elevene på 8. og 10. trinn mener det bør skrives rapport ved ca 3/4 av forsøkene, mens lærerne angir at det skrives rapport i færre tilfeller. Dette kan tolkes dit hen at elevene faktisk mener at det bør skrives rapport oftere enn det de faktisk gjør. En kilde til usikkerhet her kan være utslag av en type under- og overrapportering som er kjent fra andre undersøkelser knyttet til forsøk. Elever har gjerne et inntrykk av at det foretas langt færre forsøk enn det deres lærere rapporterer at de faktisk gjør. Det samme fremkommer i min studie hvor elevene både på 8., 10. og 13 trinn mener de gjør vesentlig færre forsøk enn det lærerne på de samme trinnene gjør (fig. 4.5.1. s.77). Den innbyrdes forskjellen mellom lærere og elever er relativt lik på alle trinnene, og begge opplever en 108 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. økning i frekvensen med stigende klassetrinn. Et forhold som kan være med på å skape denne forskjellen kan være definisjonen av et forsøk. Betrakter elevene demonstrasjonsforsøk som et forsøk på linje med elevforsøkene, eller ser de på dem som noe annet ? Jeg vil anta at lærerne regner dem som forsøk slik jeg selv gjør i min praksis, hvor elever også skriver rapport til en del av dem. Slik sett trenger det ikke være en bevisst over- eller underrapportering som er forklaringen på differansen i forsøksfrekvens, men rett og slett at de to gruppene (lærere og elever) har ulike oppfatninger av hva et forsøk er. De fleste maler for rapporter som skrives tar utgangspunkt i hypotesetesting og er dermed tilpasset forsøk hvor elevene skal følge oppskrifter for å vise ulike fenomener. Denne type forsøk beskrives som "å følge en oppskrift", og som skal lede fram til en belysning av et fenomen" og omtales gjerne som en hypotetisk-deduktiv metode (Popper, 1959), godt egnet for nettopp hypotesetesting. De fleste læreverk som benyttes i grunnskolen har et fokus nettopp på denne type hypotesetestende øvelser. 5.7. Forsøkets betydning for læringen Dersom forsøket skal oppleves som nyttig for elevenes læring er det viktig at elevene er kjent med hvilke mål som skal nås gjennom aktiviteten, at elevene er kjent med et fagmål og at det ikke bare er planlagt aktivitet for aktivitetens skyld. Gjennom et tolkningsfelleskap mellom lærer og elever vil muligheten for at elevene opplever en nytteverdi være større (Slemmen, 2010). En fare som trekkes frem i tidligere forskning er at dersom det ikke er et avklart forhold mellom målene og de forventningene som faktisk er tilstede, vil dette kunne føre til en større avstand mellom teorien man skal lære og det praktiske arbeidet med forsøket (Abd-El-Khalick & Lederman, 2000; Khishfe & Abd‐El‐Khalick, 2002; Lederman, et al., 2005). At de to siste forsøkene ikke vurderes som like nyttige for læringen, som det forsøk generelt gjør, kan skyldes at det ikke foreligger en slik felles forståelse av hva som er hensikten med aktiviteten. Dersom elevene ikke har konkrete, og for dem forståelige, delmål er det lett å se for seg at bunnen faller ut med tanke på deres muligheter for å sette forsøket inn i en faglig kontekst. Jeg tar for gitt at læreren i større grad enn elevene, har en dypere forståelse av fagmålene, og dermed har et mer positivt utgangspunkt med tanke på nytten 109 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. av den laborative aktiviteten. En fare som kan tenkes dersom heller ikke læreren er helt klar over målene med forsøket, kan være at forsøket vil tendere mot å bli en mer teknisk øvelse enn en fagforståelsesbyggende aktivitet. Dette kan i sin tur medføre et enda større gap mellom lærer og elevs oppfatning av hvor underbyggende det er for læringen i faget. Denne faren beskrives også av Clarke gjennom at man må "planlegge for læring og ikke for aktivitet", altså ha en klarhet i målene, og at dette er tydeliggjort for elevene (Clarke, et al., 2006). Elevene i denne undersøkelsen ble bedt om å angi nytten av forsøk på generell basis, samt mer spesielt ta stilling til nytten av de to siste forsøkene som er gjort i klassen. Det er her ikke presisert om det kun gjelder elevforsøk eller om demonstrasjonsforsøk også skulle regnes med. Det er derfor en mulighet for at elevene i en og samme klasse kan ha hatt ulike forsøk i tankene når de har besvart spørsmålet. Uansett er elevene bedt om å gjøre en nyttevurdering av det de oppfatter som sine to siste forsøk. Både guttene og jentene mener at nytten av de to siste forsøkene ikke er like høy som det de mener at forsøk generelt er. Avstanden i respons mellom kjønnene er omtrent den samme. Da de to siste forsøkene ligger nærmere i tid, kan denne faktoren tenkes å påvirke responsen i større grad enn den gjør for forsøk generelt. Dette vil sannsynligvis ikke gjelde alle elevene, men dersom man ikke er helt på høyde teorimessig, kan forsøket fort bli degradert til en praktisk aktivitet uten et nærmere faglig mål. Lærerne ble også bedt om å vurdere nytten av de to siste forsøkene, og de vurderer den noe høyere enn det elevene gjør (fig. 4.9.4. s.86), omtrent opp på samme nivå som elevene vurderer "forsøk generelt". Her kan en mulig forklaring på lærernes noe mer positive tro på forsøkene som nyttige i forhold til læring, som nevnt ligge i at målet med forsøket fremstår tydeligere for læreren enn det gjør for mange av elevene. Der læreren har en bevissthet knyttet til kompetansemålene i faget, og har fokus på metoder for å nå disse målene, har trolig elevene ikke et tilsvarende forsøksfokus. En T test gir meg en T-verdi på 2,89 og en P-verdi på 0,009 (appendix 1b), noe som tilsier at jeg med stor sannsynlighet kan forkaste nullhypotesen (at utvalgene er like) når det gjelder lærere og elevers nyttevurdering av de to siste forsøkene de utførte. 110 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Ser man på de tre ulike trinnene, er det ikke store forskjeller mellom de to trinnene på ungdomsskolen (8. og 10.), mens elevene på 13 trinn har en vesentlig større tro på forsøket som nyttig redskap for læring enn sine yngre medelever. Her kan noe av forklaringen ligge i det som jeg beskriver innledningsvis i dette kapitlet under metodekritikken, at elevene på 13. trinn som er med i undersøkelsen er presumptivt sterke realfagselever som har valgt fordypning i biologi, kjemi og fysikk det siste året på videregående. Det er rimelig å anta at disse elevene gjennomsnittlig har en klarere forståelse for arbeidskravene og målene for det de holder på med enn det gjennomsnittseleven i ungdomsskolen har. Elevene i denne gruppen vurderer seg også gjennomsnittlig som "teoretisk flinkere" i naturfag enn ungdomsskoleelevene (appendix 1c og 1d). Dette gjelder både den egenvurderte kompetansen for alle trinn, samt de faktiske karakterene de har oppgitt på 10. og 13. trinn hvor det er en differanse på ca 1,25 karaktertrinn i gjennomsnitt). Det er med bakgrunn i dette rimelig å anta at elevene i denne videregåendeklassen har noe bedre forutsetninger for å tilegne seg naturfaglig fagstoff sett i forhold til resten av mitt utvalg. Både lærere og elever beskriver dessuten forsøket som viktig også for andre forhold enn bare det å skulle underbygge fagstoffet i naturfag (fig 4.10.1. s.90 og fig 4.10.2. s.90). Lærerne angir i lærerundersøkelsen at både det å "bli kjent med utstyr", "se sammenheng mellom teori og praksis", "fasit", som "variasjons og motivasjonsmoment", og lære "den naturvitenskapelige metode" alle er faktorer som de vurderer til nivå 4 eller høyere på 1-5skalaen i undersøkelsen (fig 4.10.3. s.91 og fig 4.10.4. s.91). Angel og Bungum peker på dette og mener at det ikke nødvendigvis er galt å ha andre mål enn de kognitive for forsøkene, men at det er svært viktig at læreren er seg bevisst dette når aktiviteten planlegges (Angell, 2011). Hult, Millar og White støtter delvis dette synet om at det ikke nødvendigvis er feil å ha sosial mål, eller andre mål som ikke nødvendigvis er bærere av kognitive ferdigheter i retning av kunnskaps- og kompetansemål, men at dette ikke må være begrunnelsen for å drive med forsøk og laborativt arbeid. De peker på at lærernes og elevenes fokus flyttes bort fra det naturfaglige og over på sosiale eller organisatoriske mål (Hult, 2000; Millar, 1998; White, 1996). Selve utformingen og gjennomføringen av forsøk ser i undersøkelsen ikke ut til å være en selvstendig begrunnelse for å drive med forsøk, noe som også fremkommer i TIMSS Advanced og FUN (Angell, et al., 2003; S Lie, et al., 2010). Personlig må jeg si jeg kan 111 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. ha følt meg truffet av en slik kritikk, da jeg ikke skal underslå at aktiviteter noen ganger kan være planlagt ut fra at jeg ønsker å bistå i relasjonsbygging mellom elever som kanskje ikke kommer godt overens sosialt, men som gjennom å "tvinges" inn i et samarbeid for å nå et mål som begge vil ha fordel av, blir nødt til å finne en samarbeidsrelasjon for å få fullført oppdraget. I etterpåklokskapens lys er det ikke vanskelig å se poenget til White om at det finnes både billigere og bedre metoder for å fremme elevenes selvbilde og samarbeidsevne. På spørsmålet om hvordan elevene liker å jobbe med forsøk med ulik grad av åpenhet, ser det ut til å være en tydelig tendens at dess sterkere de vurderer seg selv i naturfag, og dess bedre de liker naturfag som fag, dess bedre liker de forsøk med flere frihetsgrader (fig. 4.9.7. s.88 og fig 4.9.8. s.88).. Det kan finnes flere forklaringer på hvorfor sterke elever synes å ha et mer positivt syn på det å jobbe med åpne forsøk enn det svakere medelever har. Sterke elever vil antakelig ha bedre faglige forutsetninger for å overskue hensikten med forsøket, samt ha en bedre evne til å anvnede det de har lært med tanke på å omsette teorien til den praktiske øvelsen. Et lukket forsøk med få eller ingen frihetsgrader vil en større andel av elevene kunne ha forutsetninger for å kunne gjennomføre og komme frem til et resultat, da løpet på en måte er lagt på forhånd. Skal man derimot designe store deler av forsøket selv, og kanskje også lage en problemstilling i forkant, forutsetter dette at man har skaffet seg en faglig oversikt over både dette emnet det er snakk om, men også andre emner og fag som støtter opp under forståelsen i det aktuelle temaet. I noen tilfeller kan matematiske ferdigheter (et annet fag) være en utfordring for svake elever dersom det skal foretas beregninger av eksempelvis forventede utfall av et forsøk. På dette spørsmålet er det også verdt å legge merke til at det ikke bare er de åpne forsøkene som faller bedre i smak hos sterke elever, eller elever som liker naturfag godt, men også de lukkede forsøkene øker i popularitet med økende interesse for faget. Et interessant trekk som fremkommer fra mitt utvalg er at de elevene som oppgir at de liker naturfag dårlig eller svært dårlig kommer ut på den negative siden i sin vurdering av åpne forsøk. De ser med andre ord ikke ut til å ha noe utbytte, eller føle noen tilfredshet med denne type utfordringer sammenlignet med hvordan de vurderer de lukkede forsøkene (fig. 4.9.7. s.88). Gapet mellom synet på åpne og lukkede forsøk er relativt stort hos denne elevgruppen, mens det for elever som liker naturfag godt eller svært godt nesten ikke er forskjell mellom de to forsøkstypene. Dette i seg selv er ikke 112 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. overraskende da det som jeg nevner er forventet at sterkere elever har bedre forutsetninger for å kunne se hensikten med forsøket og at disse har et bedre samsvar med lærerens ide om hvordan han har tenkt forsøket brukt, jmfr fig. 2.2.3.1. s.28) (Millar, et al., 1999). Det Millar her beskriver er nettopp en kalibrert tilstand mellom hans (lærerens) mål med forsøket, og det elevene faktisk utfører og hva de faktisk lærer. Svakere elever vil naturlig nok ha større utfordringer med å se disse målene klart for seg. For disse elevene vil da forsøket bli mer en praktisk aktivitet eller happening uten større læringsmessig effekt. Woolnough og Allsop beskriver forsøk med fire ulike betegnelser; "øvelser" (exercises), "erfaringer" (experiences), "undersøkelser" (investigations) og "illustrasjoner" (illustrations of theory) (Woolnough & Allsop, 1985), og man kan godt i denne sammenhengen se for seg at et forsøk kan ha ulike meninger i tråd med disse fire, ut fra hvilket kognitivt nivå den enkelte elev befinner seg på. Det som for en elev er en klar illustrasjon av teoristoffet kan fortone seg som en erfaring uten nærmere fagbærende innhold for andre elever.For noen elever kan det også være et mål bare det å få en forståelse for, og et innblikk i, naturvitenskapens karakter (Abd-El-Khalick & Lederman, 2000). I tillegg til disse klassiske forsøkene og deres mål, kan også simuleringer og demonstrasjoner nyttes for å anskueliggjøre ting som vanskelig lar seg gjennomføre på skolelaboratoriet (Millar, et al., 1999). Hvorvidt elever og lærere betrakter disse virkemidlene på en måte som gjør at de faller inn under samlebetegnelsene "forsøk" eller "praktisk arbeid", er noe usikkert. Et litt overraskende trekk sett i lys av Helene Sørensens studie om jenter og gutters evne til å håndtere et økende antall frihetsgrader (Nielsen & Paulsen, 1992), der hun finner at jentene synes å klare flere frihetsgrader (åpne problemstillinger) enn guttene (fig. 2.2.2.2. s.22), mens guttene i min undersøkelse her er de som angir størst tilfredshet med å arbeide med åpne forsøk, høyere enn de angir for lukkede, og nesten et helt skalapoeng høyere enn jentene (fig 4.9.5. s.87). Jentene angir at de liker de lukkede forsøkene bedre enn de åpne i denne undersøkelsen. Her må det selvsagt sies at der jeg spør om hvor godt de liker å jobbe med disse typene forsøk, har Sørensen sett på evnen til å håndtere et økende antall frihetsgrader. Det trenger nødvendigvis ikke å være et samsvar mellom disse to, selv om man tradisjonelt har en oppfatning av at det man mestrer best liker man også best. 113 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Når det gjelder frekvensen av åpne og lukkede forsøk, er det for mitt utvalg en klar overvekt i bruk av lukkede forsøk i følge lærerne, noe som er sammenfallende med funn i tidligere TIMSS-undersøkelser (P. Kind, et al., 1999; Svein Lie, et al., 1997). Lærerne på 13.trinn angir at de ikke benytter åpne forsøk i undervisningen overhode, mens det for 8. og 10.trinnslærerne fremkommer en andel på ca. 40 % med "åpne" eller "delvis åpne forsøk" (fig. 4.9.10. s.89). Ut fra det jeg har drøftet her skulle man kanskje ha forventet at 13.trinnselevene i større grad ble utfordret på åpne forsøk gjennom at de ser ut til å være de elevene med de beste faglige forutsetningene for å kunne gjennomføre disse. Her kan det se ut som en selvmotsigelse, at lærerne til tross for at det å lære den naturvitenskapelige metode sees på som et viktig argument for å drive med forsøk (fig. 4.10.4. s.91), samtidig i liten grad angir at de bruker åpne forsøk i sin undervisning. Men det kan også være et utslag av at lærer og eller elever etterhvert ser at denne type forsøk er relativt tidkrevende gjennom en prossess med design av forsøket, og at man derfor i en fagtung og travel hverdag for disse elevene rett og slett ikke tar seg tid til å jobbe med dem (en andel på rundt 15 % av elevene anfører tidsfaktoren som et argument mot å skulle gjøre forsøk generelt på det åpne spørsmålet om dette i elevundersøkelsen). Argumentet her fremkommer på et åpent spørsmål uten svaralternativer, noe jeg tolker som at en del elever faktisk føler på tidsfaktoren i denne sammenhengen. En interessant observasjon i lærerundersøkelsen er at de lærerne med mest utdanning i naturfag, er de som oppgir at de benytter åpne forsøk sjeldnest (fig 4.9.9. s.89). Dette kan man velge å tolke i den retning at de gjennom sin faglige fordypning har sett at det er andre veier som fører frem til et ønsket mål, enn bruken av disse åpne forsøkene, rett og slett at samsvaret mellom lærers mål med forsøket og elevenes oppfatning av hva de skal gjøre og hva de skal lære, er større om man velger forsøk av mer lukket karakter, jamfør Millar m.fl., fig. 2.2.3.1. s.28). 5.8. Oppsummering Avslutningsvis i dette kapitlet oppsummerer jeg gjennom å se på noen sammenhenger knyttet til syv hovedområder som jeg har kalt; emnepreferanser (1), rollepreferanser ved forsøk (2), samarbeidspartnerpreferanser ved forsøk (3), argumenter for, og i mot arbeid 114 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. med forsøk (4), når forsøket bør gjøres i forhold til gjennomgang av fagstoffet (5), elevers og læreres vurdering av læring knyttet til forsøk (6), samt hvilke roller og mål både lærere og elever ser for seg at forsøket skal ha (7). 1. I forhold til emnepreferanser i naturfag, eller hvor godt elevene liker å jobbe med de tre emnene biologi, kjemi og fysikk har jeg valgt både et kjønnsperspektiv og et kompetanseperspektiv som fokus. I det undersøkte utvalget tyder det på at jentene har en tydeligere preferanse for å ønske å jobbe med biologiske emner fremfor lærestoff og kompetansemål som omhandler kjemi og spesielt fysikk. Jentene vurderer arbeid med det biologiske stoffet høyere enn guttene, selv om forskjellene ikke er veldig store. Trenden som fremkommer er uansett motsatt av situasjoen for de to andre emnene, kjemi og fysikk, som guttene vurderer som henholdsvis nummer én og to, samtidig som de er vurdert høyere enn hos jentene. Forskjellen mellom gutter og jenter i forhold til hvor godt de liker fysikk, ser videre ut til å øke med stigende egenvurderte kompetanse hos eleven, - og det ser ut til å være større forskjell mellom de flinkeste guttene og de flinkeste jentene, enn det er mellom kjønnene hos elevene som ikke vurderer seg som sterke i naturfag. I kjemi ser vi noe av det samme bildet, men ikke like markant. I biologi er forskjellene mellom kjønnene mindre, og hos de sterkeste elevene vurderer gutter og jenter emnet likt. Hos de sterkeste elevene er det med andre ord guttene som er de mest positive til fysikkdelen av faget, både isolert sett og også relatert til jentene. 2. Når det gjelder hvilke roller elevene liker godt eller dårlig i forbindelse med gjennomføring av forsøk, ser det ut til å være et mønster at dess bedre de vurderer sin egen kompetanse i naturfag, jo bedre liker de å ha rollen som den som legger en plan for gjennomføring, - har regien og strategien for hvordan oppgaven skal løses. Også sekretærrollen øker i popularietet med stigende kompetanse i naturfag, men økningen i forskjellene avtar hos de som angir at de behersker faget "middels godt", "godt" og "meget godt". De to praktiske "tilretteleggerrollene", ordning av utstyr, og opprydding etterpå, ser ut til å være de mest populære rollene hos de aller svakeste elevene i dette utvalget. 115 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 3. Når det kommer til det å vurdere hvem man helst vil samarbeide med, trer det relativt tydelig frem at en partner med tilnærmet samme kompetanse som seg selv, er den mest foretrukne konstellasjonen hos denne målgruppen, mens det å jobbe sammen med en som er svakere enn seg selv, vurderes som den minst ønskede samarbeidskonstellasjonen. De aller svakeste elevene vurderer høyest det å jobbe alene, også høyere enn å jobbe med en som er like flink. 4. Sentralt i besvarelsen av forskningsspørsmålet mitt står elevenes og lærernes vurdering av hvorfor vi bør drive med forsøk i naturfagundervisningen. Her ser det ut til at både elever og lærere er enige om at forsøket er viktig i forhold til at de mener de lærer mer og lærer bedre av dette arbeidet. Begge gruppene angir også at faktorene motivasjon og variasjon i undervisningen, kommer høyt som begrunnelse for hvorfor vi bør gjøre forsøk. I den motsatte enden angir elevene som et mulig argument for hvorfor man ikke bør drive med forsøk, at det tar relativt mye tid sett i forhold til hva man faktisk lærer av det. Andelen elever som frembringer dette argumentet er relativt liten, men like fullt er dette det hyppigst forekommende enkeltargumentet fra dette utvalget. 5. Både elever og lærere er relativt tydelige på at forsøket ønskes gjort etter at fagstoffet er gjennomgått, blant lærerne er det ingen som oppgir at det ikke spiller noen rolle, mens i underkant av 1/3 av elevene svarer at det ikke spiller noen rolle for dem. Bare 10 % av elevene og under 20 % av lærerne oppgir at de mener at forsøket bør komme før man gjennomgår fagstoffet. 6. Elevene ser ut til å mene at de lærer mye av å drive med forsøk, og de har gjennomgående litt større tro på læring av forsøk generelt enn det de har knyttet til de to siste forsøkene de gjorde. De eldste, som også er de elevene som er mest homogene i forhold til evner og interesser for naturfag (jmfr utvalgskritikken kap.3.2), fremviser den minste forskjellen i tro på læring generelt i forhold til læring av de to siste forsøkene som de utførte. Både lærere og elever foretrekker å jobbe med lukkede (beskrevet fremgangsmåte) fremfor åpne forsøk, og lærerne ser ut til å være mer negative til åpne forsøk enn det elevene er. Lærerne ser også ut til å benytte en mindre andel av forsøkene til åpne forsøk på de høyeste trinnene, og de 116 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. lærerne som har mest formell kompetanse i naturfagemner oppgir at de åpne forsøkene utgjør den minste andelen av forsøkene totalt sett. 7. Elevene vurderer alle de ulike oppgitte rollene et forsøk kan tenkes å fylle på den positive siden av skalaen, og det aller viktigste momentet av de som skulle vurderes er det at forsøkene bidrar til variasjon i undervisningen deres. Lærerne vurderer også variasjonsaspektet som en viktig begrunnelse for forsøk, men viktigst for dem er det å skulle lære den naturvitenskapelige metode, samt å se sammenheng mellom teorien og de praktiske resultatene de får ved forsøkene. Både elever og lærere synes ut fra denne studien å se på forsøket som et viktig redskap for elevenes læring, at forsøkene fortrinnsvis skal være lukkede, at teoristoffet bør være gjennomgått i forkant av utføringen av forsøket, samt at forsøket sees på som en arbeidsform som skal bidra til variasjon og motivasjon for læring i naturfag, eller nå lengst mulig i forhold til å oppfylle de gjeldende kompetansemålene i faget. 117 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 6. Konklusjon Knyttet til forskningsspørsmålet mitt, "Hvordan vurderer elever og lærere forsøket og det praktisk arbeidets rolle i naturfagundervisningen, - og hvilke preferanser har de for arbeid med naturfagets ulike emner?", ser både elever og lærere ut til å vurdere forsøket som et viktig redskap i forhold til at forsøket og det praktiske arbeidet bidrar til bedre læring eller at man lærer mer gjennom forsøk. Forsøksarbeid og praktisk arbeid vurderer de med andre ord til å være med å bidra til å oppfylle kompetansemålene i læreplanen på en bedre måte enn tradisjonell teorigjennomgang alene. Figur 6.1.; Figuren viser elevers og læreres vurderinger av forsøkets rolle i naturfagundervisningen. Øvre halvdel er positive effekter av forsøkene, mens den nedre er negative vurderinger som er anført. Ellipsenes overlappingssone er vurderinger som er felles for elever og lærere sine vurderinger av forsøkenes rolle i naturfagundervisningen. Lorents H Blomseth, 2015 Både elever og lærere mener også at forsøk og praktisk arbeid spiller en viktig rolle i læringsarbeidet gjennom å skape motivasjon, eller bidra til å holde motivasjon, for videre arbeid med naturfag. Samtidig fremhever både elever og lærere at forsøket spiller en positiv rolle gjennom å bidra til variasjon i et fag som ellers uten forsøk og praktisk arbeid vil kunne oppleves som teoretisk (fig 6.1.). 118 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Elever og lærere synes også å være enige om at forsøket bør etterfølge en teoretisk faggjennomgang av et emne i forkant, og at forsøkets rolle dermed kan være å betrakte som et deduktivt redskap i læringsprosessene i naturfag, ved å fremskaffe en bekreftelse på at det skjedde det man ut fra teorien skulle anta ville skje. Elevene så vel som lærerne, vurderer de lukkede forsøkene som et positivt bidrag i læringsarbeidet i naturfag, mens de i liten grad angir at de ønsker å jobbe med forsøk med flere frihetsgrader. Lærerne fremhever at en viktig rolle for forsøket og det praktiske arbeidet, er å lære en naturvitenskapelig metodikk, herunder også det å lære seg håndtering av laborativt utstyr. Det å bli kjent med laborativt utstyr fremheves også av elevene som et positivt argument for å drive med forsøk og praktisk arbeid i naturfagundervisningen. Lærerne i undersøkelsen vurderer forsøket til å være et godt egnet som middel for konkretisering av lærestoffet, men at store klasser vanskeliggjør bruk av forsøk i noen grad. Av naturfagets tre emner som jeg har sett på i denne studien (biologi, kjemi og fysikk), vurderer jentene biologiemnene mer positivt enn det guttene gjør, og de vurderer også biologistoffet mer positivt enn hva tilfellet er for kjemi og spesielt fysikk. Guttene på sin side vurderer på kjemi og fysikkemnene høyere enn arbeid med biologiske emner i naturfag. Til slutt ser det ut til å være et mønster at forskjellene mellom kjønnene varierer på bakgrunn av elevenes kompetanse i naturfag. Forskjellen mellom de flinkeste guttene og de flinkeste jentene i vurderingen av de ulike emnene varierer. Mens det for biologiemnene ikke ser ut til å være noen signifikant forskjell mellom kjønnene, er det for fysikkens del en tydelig høyere positivitet til emnet blant guttene enn blant jentene. Disse forskjellene ser ikke ut til å være like fremtredende hos elever som har en lavere grad av kompetanse i naturfag. 119 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Veien videre På bakgrunn av dette kan det være naturlig å se på mulige funn som kan forfølges videre i senere studier. Kjønnsforskjellene og kompetanseforskjellene i forhold til hvor godt elevene liker å arbeide med de ulike emene kan være gjenstand for nærmere undersøkelser, hva er det med fysikkemnene som tiltaler de flinkeste guttene mer enn tilfellet er for jentene ? Et annet interessant funn som kan være gjenstand for videre forskning, er det tilsynelatende misforholdet mellom argumentet om at man på den ene siden ønsker å lære den naturvitenskapelige metode gjennom forsøksarbeid, og det faktum at man i liten grad velger åpne forsøk som virkemiddel i læringsprosessene i naturfag. 120 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 7. Bildehenvisninger: Forside: ©Lorents H Blomseth, 2015, - Elever i aktivitet på skolelaboratoriet Indre omslag s.2: ©Lorents H Blomseth, 2015, - Fremstilling av hydrogengass med HCl og Zn. Bilde 3: ©Lorents H Blomseth, 2013, - Kobling av stikkontakter Bilde 4: ©Lorents H Blomseth, 2015, - Mikroskopøvelse i biologiundervisning. Bilde 5: ©Lorents H Blomseth, 2015, - Molekylbygging, modeller. Bilde 6: ©Lorents H Blomseth, 2015, - Flammeprøver hos alkoholer. 121 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 8. Litteraturhenvisninger Abd-El-Khalick, F. & Lederman, N. G. (2000). Improving science teachers' conceptions of nature of science: a critical review of the literature. International journal of science education, 22(7), 665-701. Abrahams, I. & Millar, R. (2008). Does practical work really work? A study of the effectiveness of practical work as a teaching and learning method in school science. International Journal of Science Education, 30(14), 1945-1969. Anderson, L. W., Krathwohl, D. R., Airasian, P. W., Cruikshank, K. A., Mayer, R. E., Pintrich, P. R. et al. (2001). A taxonomy for learning, teaching, and assessing: A revision of Bloom's taxonomy of educational objectives, abridged edition. White Plains, NY: Longman. Andersson, B. (2004). Grundskolans naturvetenskap: utvärderingar 1992 och 2003 samt en framtidsanalys. Göteborg: Göteborgs universitet. Angell, C. (2011). Fysikkdidaktikk. Kristiansand: Høyskoleforl. Angell, C., Henriksen, E. K. & Isnes, A. (2003). Hvorfor lære fysikk? Det kan andre ta seg av! Fysikkfaget i norsk utdanning: innhold-oppfatninger-valg [Why learn physics? Others can take care of that! Physics in Norwegian education: content-perceptions-choices]. Naturfagdidaktikk. Perspektiver, forskning, utvikling [Science education. Perspectives, research and development], 165-198. Angell, C., Henriksen, E. K. & Kind, P. M. (2012). FYS 21–et prosjekt om modellering og vitenskapelig arbeids-og tenkemåte i fysikkundervisningen. Nordic Studies in Science Education, 3(1), 8692. Bergendahl, C. (2004). Development of competence in biochemical experimental work: Assessment of complex learning at university level. Blomseth, L. H. (2013). Om gruppesammensetning og praktisk arbeid i naturfag: en studie av ungdomsskoleelevers opplevelse av det å drive med praktisk arbeid i naturfagsundervisningen, samt syn på hvordan arbeidsgrupper bør sammensettes. Bloom, B. S. & Krathwohl, D. R. (1956). Taxonomy of educational objectives: The classification of educational goals. Handbook I: Cognitive domain. Clarke, P., Clarke, P., Sutton, R. & Owens, T. (2006). Creating Independent Student Learners, 7-9: A Practical Guide to Assessment for Learning: Portage & Main Press. Driver, R., Leach, J., Millar, R. & Scott, P. (1996). Young people's images of science: McGraw-Hill International. Egidius, H. (1980). Retninger i moderne pædagogik. Viby J: Centrum. Grønmo, L., Onstad, T., Nilsen, T., Hole, A., Aslaksen, H. & Borge, I. (2012). Framgang, men langt fram Norske elevers prestasjoner i matematikk og naturfag i TIMSS 2011: Oslo: Unipub. Grønmo, S. (2004). Samfunnsvitenskapelige metoder (Vol. 1): Fagbokforlaget Bergen. Harrow, A. J. (1972). A taxonomy of the psychomotor domain: D. McKay Company. Henriksen, E. K. & Ødegaard, M. (2004a). Naturfagenes didaktikk - en disiplin i forandring? : det 7. nordiske forskersymposiet om undervisning i naturfag i skolen (Vol. nr 42). Kristiansand: Høgskolen i Agder. 122 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Henriksen, E. K. & Ødegaard, M. (2004b). Naturfagenes didaktikk - en disiplin i forandring?: det 7. nordiske forskersymposiet om undervisning i naturfag i skolen (Vol. nr 42). Kristiansand: Høgskolen i Agder. Henriksen, P. & Eriksen, T. B. (2005). Aschehoug og Gyldendals store norske leksikon. Oslo: Kunnskapsforl. Hodson, D. (1990). A critical look at practical work in school science. School Science Review, 71(256), 33-40. Hodson, D. (1991). Practical work in science: Time for a reappraisal. Hodson, D. (1993). Re-thinking old ways: Towards a more critical approach to practical work in school science. Hodson, D. (1996). Laboratory work as scientific method: Three decades of confusion and distortion. Journal of Curriculum studies, 28(2), 115-135. Hodson, D. (2001). What counts as good science education. OISE papers in STSE education, 2, 7-22. Hofstein, A. & Lunetta, V. N. (2004). The laboratory in science education: Foundations for the twentyfirst century. Science Education, 88(1), 28-54. doi: 10.1002/sce.10106 Hult, H. (2000). Laborationen - myt och verklighet : en kunskapsöversikt över laborationer inom teknisk och naturvetenskaplig utbildning. [Rapport]. Högström, P. (2010). Laborativt arbete i grundskolans senare år : lärares perspektiv. Nordina(Vol. 6, nr. 1), 80-91. Högström, P., Ottander, C. & Benckert, S. (2012). Lärares mål med laborativt arbete: Utveckla förståelse och intresse. Nordic Studies in Science Education, 2(3), 54-66. Håland, B. (2004). Praktisk arbeid som del av naturfagopplæringa i grunnskolen. Resultat av intervjuer og observasjoner av, 10. Jenkins, E. (1989). Processes in science education: an historical perspective. Skills and Processes in Science Education, Routledge, London. Jenkins, E. W. (1999). Practical work in school science. Practical Work in Science Education–Recent Research Studies, 19-32. Johannessen, A., Tufte, P. A. & Kristoffersen, L. (2010). Introduksjon til samfunnsvitenskapelig metode (4 utg.). Oslo: Abstrakt. Kalleberg, R., Balto, A., Cappelen, A., Nagel, A., Nymoen, H., Rønning, H. et al. (2006). Forskningsetiske retningslinjer for samfunnsvitenskap, humaniora, juss og teologi: Oslo: De nasjonale forskningsetiske komiteer. Khishfe, R. & Abd‐El‐Khalick, F. (2002). Influence of explicit and reflective versus implicit inquiry‐oriented instruction on sixth graders' views of nature of science. Journal of research in science teaching, 39(7), 551-578. Kind, P., Kjærnsli, M., Lie, S. & Turmo, A. (1999). Hva i all verden gjør elevene i realfag: Institutt for lærerutdanning og skoleutvikling, Universitetet i Oslo. Kind, P. M. (2003). Praktisk arbeid og naturfagvitenskapelig allmenndannelse (s. s. 226-244). Oslo: Gyldendal akademisk. Kunnskapsdepartementet, D. K. N. (2006). Læreplanverket for Kunnskapsløftet: Midlertidig utgave juni. Leach, J. (1998). Teaching about the world of science in the laboratory: The influence of students’ ideas. Practical work in school science: Which way now, 52-68. Lederman, N., Lederman, J., Byoung-Sug, K. & Eun-Kyung, K. (2005). Project ICAN: a program to enhance teachers and students’ understandings of nature of science and scientific inquiry. Leksikon, S. N. (2009). Store norske leksikon. Hentet Februar, 8, 2013. Lie, S., Angell, C. & Rohatgi, A. (2010). Fysikk i fritt fall? TIMSS Advanced 2008 i videregående skole: Oslo, Unipub. Lie, S., Kjærnsli, M. & Brekke, G. (1997). Hva i all verden skjer i realfagene. Internasjonalt lys på trettenåringers kunnskaper, holdninger og undervisning i norsk skole. 123 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Lindahl, B. (2003). Lust att lära naturvetenskap och teknik?: en longitudinell studie om vägen till gymnasiet. Lunetta, V. N., Hofstein, A. & Clough, M. P. (2007). Learning and teaching in the school science laboratory: An analysis of research, theory, and practice. Handbook of research on science education, 393-441. Lyng, S. T. (2004). Være eller lære?: om elevroller, identitet og læring i ungdomsskolen. Oslo: Universitetsforl. Millar, R. (1998). Rhetoric and reality: What practical work in science education is really for. Practical work in school science: Which way now, 16-31. Millar, R. (2004). The role of practical work in the teaching and learning of science. High school science laboratories: Role and vision. Millar, R. & Driver, R. (1987). Beyond processes. Millar, R., Le Maréchal, J.-F. & Tiberghien, A. (1999). Mapping’the domain: Varieties of practical work. Practical work in science education, 33-59. Millar, R., Tiberghien, A. & Le Maréchal, J.-F. (2002). Varieties of labwork: A way of profiling labwork tasks Teaching and learning in the science laboratory (s. 9-20): Springer. Nergård, T. (2003). Jenter liker ikke naturfag, i hvertfall ikke fysikk og kjemi. Girls don't like science, at least not physics and chemistry]. In D. Jorde & Bungum, B.(Eds.), Naturfagdidaktikk. Perspektiver Forskning Utvikling [Science education. Perspectives Research Development]. Oslo: Gyldendal Akademisk. Nielsen, H. & Paulsen, A. C. (1992). Undervisning i fysik : - den konstruktivistiske ide. København: Gyldendal. Orion, N. (1993). A model for the development and implementation of field trips as an integral part of the science curriculum. School Science and Mathematics, 93(6), 325-331. Pervin, L. A. (1984). Current controversies and issues in personality: John Wiley & Sons. Popper, K. R. (1959). The logic of scientific discovery. London: Hutchinson. Schilling, V. (2006). Mentale modeller og eksperimentelt arbejde i fysikundervisningen. Ph. d. Afhand. Schreiner, C. (2006). Exploring a ROSE-garden: Norwegian youth's orientations towards science - seen as signs of late modern identities : based on ROSE (The Relevance of Science Education), a comparative study of 15 year old students' perceptions of science and science education (Vol. no. 58). Oslo: Unipub forl. Sjøberg, S. (2014). PISA-SYNDROMET Hvordan norsk skolepolitikk blir styrt av oecd. Sjøberg, S. (1986). Naturfag og norsk skole. Elever og lœrere sier sin mening. Oslo: Universitetsforlaget. Sjøberg, S. (1998). Naturfag som allmenndannelse. En kirtisk fagdidaktikk. Ad Notam Gylendal, Oslo. Slemmen, T. (2010). Vurdering for læring i klasserommet: Gyldendal akademisk. Tiberghien, A., Veillard, L., Le Maréchal, J. F., Buty, C. & Millar, R. (2001). An analysis of labwork tasks used in science teaching at upper secondary school and university levels in several European countries. Science Education, 85(5), 483-508. Tobin, K. (1986). Secondary science laboratory activities. European Journal of Science Education, 8(2), 199-211. Ullah, F. S. (2008). Små kjønnsforskjeller blant ungdom i mindre moderniserte land?: 15-åringers interesser i naturfag på tvers av fire ikke-vestlige land, basert på prosjektet ROSE (The Relevance of Science Education). Oslo: F.S. Ullah. Watson, R., Goldworthy, A. & Wood-Robinson, V. (1998). Getting AKSIS To Investigations. Education in Science, 177, 20-21. Wellington, J. (1998). Practical work in science: Time for a reappraisal. Practical work in school science: Which way now, 3-15. Wellington, J. J. (1998). Practical work in school science: which way now? London: Routledge. 124 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. Welzel, M., Haller, K., Bandiera, M., Hammelev, D., Koumaras, P., Niedderer, H. et al. (1998). Teachers' Objectives For Labwork. Research tool and cross country resultsWORKING PAPER, 6. White, R. T. (1996). The link between the laboratory and learning. International Journal of Science Education, 18(7), 761-774. Woolnough, B. E. & Allsop, T. (1985). Practical work in science: Cambridge University Press. 125 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 126 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 127 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 9. Appendix 9.1. Appendix 1, Statistiske tester a) Paired T-Test and CI: Flinkere partner ; Grupper 3++ Paired T for 11.Flinkere - 11.3++ 11.Flinkere 11.3++ Difference N 321 321 321 Mean 3,6885 3,6947 -0,0062 StDev 1,0321 1,0187 1,3874 SE Mean 0,0576 0,0569 0,0774 95% CI for mean difference: (-0,1586; 0,1461) T-Test of mean difference = 0 (vs not = 0): T-Value = -0,08 b) P-Value = 0,936 Two-Sample T-Test and CI: To siste forsøk ; Rolle Two-sample T for 13.2 siste Rolle E L N 311 18 Mean 3,598 4,056 StDev 0,851 0,639 SE Mean 0,048 0,15 Difference = mu (E) - mu (L) Estimate for difference: -0,457 95% CI for difference: (-0,787; -0,127) T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = -2,89 DF = 20 c) P-Value = 0,009 One-way ANOVA: Egenvurdert kompetanse versus Trinn Source Trinn Error Total DF 2 320 322 S = 0,8517 Level 8 10 13 N 138 169 16 SS 9,422 232,151 241,573 MS 4,711 0,725 R-Sq = 3,90% Mean 3,4493 3,5858 4,2500 StDev 0,8290 0,8487 1,0646 F 6,49 P 0,002 R-Sq(adj) = 3,30% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev ------+---------+---------+---------+--(----*---) (--*---) (-----------*-----------) ------+---------+---------+---------+--3,50 3,85 4,20 4,55 Pooled StDev = 0,8517 128 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. d) One-way ANOVA: Karakter versus Trinn Source Trinn Error Total DF 1 182 183 SS 23,70 200,90 224,61 S = 1,051 MS 23,70 1,10 F 21,47 R-Sq = 10,55% P 0,000 R-Sq(adj) = 10,06% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev Level N Mean StDev ----+---------+---------+---------+----10 168 3,976 1,061 (---*--) 13 16 5,250 0,931 (---------*---------) ----+---------+---------+---------+----4,00 4,50 5,00 5,50 Pooled StDev = 1,051 e) One-way ANOVA: Karakter versus Kjønn Source 2.Kjønn Error Total DF 1 182 183 S = 1,099 Level g j SS 4,68 219,93 224,61 MS 4,68 1,21 R-Sq = 2,08% N 88 96 Mean 3,920 4,240 StDev 1,085 1,112 F 3,87 P 0,051 R-Sq(adj) = 1,54% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev ------+---------+---------+---------+--(-----------*-----------) (----------*----------) ------+---------+---------+---------+--3,80 4,00 4,20 4,40 Pooled StDev = 1,099 e1 ) Two-Sample T-Test and CI: Karakter versus Kjønn Two-sample T for Kar justert 2.Kjønn g j N 88 96 Mean 3,92 4,24 StDev 1,09 1,11 SE Mean 0,12 0,11 Difference = mu (g) - mu (j) Estimate for difference: -0,319 95% CI for difference: (-0,639; 0,001) T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = -1,97 181 129 P-Value = 0,050 DF = "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. f) One-way ANOVA: Egenvurdert kompetanse versus Kjønn Source 2.Kjønn Error Total DF 1 321 322 SS 3,010 238,562 241,573 S = 0,8621 Level g j MS 3,010 0,743 N 156 167 R-Sq = 1,25% Mean 3,6603 3,4671 StDev 0,8762 0,8487 F 4,05 P 0,045 R-Sq(adj) = 0,94% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev --+---------+---------+---------+------(----------*----------) (----------*----------) --+---------+---------+---------+------3,36 3,48 3,60 3,72 Pooled StDev = 0,8621 f1 ) Two-Sample T-Test and CI: Egenvurdert kompetanse versus Kjønn Two-sample T for 9.Egenv. 2.Kjønn g j N 156 167 Mean 3,660 3,467 StDev 0,876 0,849 SE Mean 0,070 0,066 Difference = mu (g) - mu (j) Estimate for difference: 0,1932 95% CI for difference: (0,0041; 0,3823) T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = 2,01 317 g) P-Value = 0,045 One-way ANOVA: Biologi versus Egenvurdert kompetanse. Source 9.Egenv. Error Total S = 0,8218 DF 4 310 314 Level 1 2 3 4 5 N 3 24 123 121 44 SS 30,842 209,335 240,178 MS 7,711 0,675 R-Sq = 12,84% Mean 2,6667 2,9583 3,4715 3,8099 4,1136 StDev 1,1547 0,8587 0,8620 0,7672 0,8131 F 11,42 P 0,000 R-Sq(adj) = 11,72% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev -----+---------+---------+---------+---(------------*------------) (---*----) (-*-) (-*--) (---*--) -----+---------+---------+---------+---2,10 2,80 3,50 4,20 Pooled StDev = 0,8218 130 DF = "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. h) One-way ANOVA: Kjemi versus Egenvurdert kompetanse. Source 9.Egenv. Error Total DF 4 310 314 S = 0,9809 SS 55,408 298,255 353,663 Level 1 2 3 4 5 MS 13,852 0,962 N 3 24 123 121 44 R-Sq = 15,67% Mean 2,3333 2,7917 3,4553 3,8347 4,3864 StDev 1,1547 1,1413 0,9939 0,9861 0,8131 F 14,40 P 0,000 R-Sq(adj) = 14,58% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev --------+---------+---------+---------+(----------*----------) (---*---) (-*) (*-) (--*--) --------+---------+---------+---------+2,0 3,0 4,0 5,0 Pooled StDev = 0,9809 i) One-way ANOVA: Fysikk versus Egenvurdert kompetanse. Source 9.Egenv. Error Total S = 0,9743 DF 4 311 315 Level 1 2 3 4 5 N 4 24 123 121 44 SS 39,783 295,204 334,987 MS 9,946 0,949 R-Sq = 11,88% Mean 2,5000 2,7500 3,2846 3,6942 4,0227 StDev 1,2910 0,9441 0,9961 0,9295 1,0227 F 10,48 P 0,000 R-Sq(adj) = 10,74% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev --------+---------+---------+---------+(-------------*------------) (----*-----) (--*-) (--*-) (---*----) --------+---------+---------+---------+2,10 2,80 3,50 4,20 Pooled StDev = 0,9743 131 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. j) One-way ANOVA: Biologi versus Liker "Newton" og "Schrödingers katt" Source 7.Lik TV endret Error Total S = 0,8580 Level 1 2 3 4 5 N 10 30 126 79 29 DF 4 269 273 SS 7,351 198,025 205,376 R-Sq = 3,58% Mean 3,3000 3,5333 3,6587 3,6709 4,1034 MS 1,838 0,736 F 2,50 P 0,043 R-Sq(adj) = 2,15% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev -----+---------+---------+---------+---(----------*----------) (------*-----) (--*--) (--*---) (-----*-----) -----+---------+---------+---------+---3,00 3,50 4,00 4,50 StDev 0,8233 0,8604 0,8501 0,8730 0,8596 Pooled StDev = 0,8580 k) One-way ANOVA: Kjemi versus Liker "Newton" og "Schrödingers katt" Source 7.Lik TV endret Error Total S = 1,028 Level 1 2 3 4 5 N 10 30 126 79 29 DF 4 269 273 SS 30,74 284,32 315,05 R-Sq = 9,76% Mean 3,500 3,067 3,571 3,962 4,310 MS 7,68 1,06 F 7,27 P 0,000 R-Sq(adj) = 8,41% StDev 0,972 1,202 1,054 0,926 1,004 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev ------+---------+---------+---------+--(------------*------------) (------*-------) (--*---) (---*----) (------*-------) ------+---------+---------+---------+--3,00 3,50 4,00 4,50 Pooled StDev = 1,028 l) One-way ANOVA: Fysikk versus Liker "Newton" og "Schrödingers katt" Source 7.Lik TV endret Error Total S = 0,9954 Level 1 2 3 4 5 N 10 31 126 79 29 DF 4 270 274 SS 18,348 267,528 285,876 R-Sq = 6,42% Mean 3,2000 3,2258 3,4048 3,8101 4,0000 StDev 1,0328 1,1463 0,9974 0,9484 0,9258 MS 4,587 0,991 F 4,63 P 0,001 R-Sq(adj) = 5,03% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev --------+---------+---------+---------+(-----------*-----------) (-------*------) (--*---) (---*----) (------*------) --------+---------+---------+---------+3,00 3,50 4,00 4,50 Pooled StDev = 0,9954 132 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 9.2. Appendix 2, Forespørsel om gjennomføring 133 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 9.3. Appendix 3, Bekreftelse fra deltakende skoler 134 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 9.4. Appendix 4, Spørreskjema - elever 135 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 136 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 137 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 138 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 9.5. Appendix 5, Spørreskjema - lærere 139 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 140 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 141 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 142 "Godt FORSØK, - men var det forsøket verdt ?" Masteroppgave i profesjonsrettet Naturfag, HiNe - 2015. 9.6. Appendix 6, Godkjenning av bildebruk. 143