Barn og naturvitenskap utdrag

I denne boken, Barn og naturvitenskap, som behandler de naturvitenskapelige fagenes didaktikk for barnehage og småskole, sammenligner forfatterne de naturvitenskapelige forskernes måte å arbeide på med den utforskende og undersøkende arbeidsmåten som barn bruker. Forfatterne vektlegger viktigheten av å ha tro på barns egne evner og tar utgangspunkt i barns egen utforskning.

Teorier om læring kobles til praktiske eksempler fra barnehagens og skolens arbeid med naturvitenskap. I tillegg gis eksempler fra lærerstudenters utforskning. Andre viktige områder som behandles, er produktive spørsmål, ulike måter å starte et prosjekt på, materialets betydning som den tredje pedagogen samt viktige begrep som pedagogisk dokumentasjon, mangfold, ulikhet og evaluering.

Leseren inviteres til å delta, og boken har mange inspirerende eksempler på hvordan en kan arbeide praktisk og teoretisk sammen med barn i ulike naturvitenskapelige prosjekt. Forfatterne har også et kapittel om framtiden, om barns utforskning av økologiske kretsløp og bærekraftig utvikling i barnehage og skole.

Forfatterne Ingela Elfström, Bodil Nilsson, Lillemor Sterner og Christina Wehner-Godée er, eller har vært, virksomme i lærerutdanningen ved Stockholms universitet.

BARN OG NATURVITENSKAP

Hva har så naturvitenskap med læring og barn å gjøre? En hel del faktisk. Innenfor natur­ vitenskapelig forskning fins en lang tradisjon av utforskning, undersøkelse og eksperimentering for å løse forskningsproblem. Barn vil også utforske, undersøke og eksperimentere for å finne ut hvordan verden fungerer. Det fins store forskjeller, men også viktige likheter mellom hvordan vitenskapsmenn arbeider, og hvordan et barn utforsker eget nærmiljø.

Elfström, Nilsson, Sterner, Wehner-Godée

BARN OG NATURVITENSKAP

BARN OG NATURVITENSKAP Oppdage, utforske og lære i barnehage og skole

Ingela Elfström Bodil Nilsson Lillemor Sterner Christina Wehner-Godée

ISBN 978-82-02-51215-6

www.cda.no

Omslag Barn og naturvitenskap_revidert#2.indd 1

24.05.16 08.54

Innhold Forord 8 Oversetters forord 10 Innledning 12

Naturvitenskapelig arbeidsmåte 16 Naturvitenskapelig didaktisk forskning og undervisning 17 Naturvitenskapelig forskning 18 Naturvitenskapelige oppdagelser 20 Utforskning og undersøkende arbeidsmåte 22 Utforskning, undersøkelse og begrepsdannelse 25 Teoretiske perspektiv på kunnskap og læring 28 Empiristisk kunnskapstradisjon 29 Konstruktivisme 31 Sosiokulturelt perspektiv 33 Poststrukturelt perspektiv 34 Likheter og ulikheter mellom de fire perspektivene 35 Sammendrag 36 Å kommunisere og forme tanker 38 Tiltro til barns evner og strategier 38 Læring individuelt og i gruppe 42 Å følge og dokumentere læreprosesser 46 Å skape en relasjon til stedet, materialet og oppgaven 47 De hundre språkene 49

Naturvitenskapelig utforskningsarbeid 58 Å starte for å komme videre 59 Å «eie» spørsmålet 59 Grundige observasjoner ved hjelp av

bildespråk 72 Produktive spørsmål 74 «Concept cartoons» eller grubletegninger 78 Materialets betydning 80 Sorteringsøvelser 83 Andre måter å starte på 86

Å følge, vurdere og evaluere læreprosesser 90 Pedagogisk dokumentasjon koblet til et innhold 91 Retrospektiv og prospektiv dokumentasjon 91 Et kollektivt verktøy 92 Pedagogisk dokumentasjon som arbeidsverktøy i barnehage og skole 94 Prosjektering – å lage et opplegg for et prosjekt 95 Små barns naturvitenskapelige måte å utforske på 97 Å dokumentere hendelser – det barna gjør 97 Tid for å undersøke 100 Å dokumentere og kommunisere – prosjektarbeid med femåringer 103 Prosjektarbeidets organisasjon 104 Barna har teorier om trær 104 Begrepsdannelse 111 Konkrete undersøkelser møter fantasirike spekulasjoner 114 Sammenfatning av høstens arbeid 115 Vårens prosjekt – å velge spor for fordypning 115 La ideene møtes 116 5

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 5

23.05.16 14.41

Pedagogisk dokumentasjon som et verktøy for evaluering 125 Spørsmål styrer 125 Hva lærte barna? 128 Kunnskap og forståelse 129 Treet – et skoleprosjekt med dokumentasjon som arbeidsverktøy 130 Mål med prosjektet 130 Undervisningsprosessen 130 Fagkunnskap 136 Organisasjon, lærende grupper og læreprosesser 138 Utforskning der barn eier spørsmålet 143 Prosjektets pedagogiske dokumentasjon 143 Språkets betydning og kobling til lese- og skriveinnlæring 144 Hva lærte barna av prosjektet? 145 Flere innfallsvinkler 145 Sluttkommentarer 146

Fagkunnskap som møter barns spørsmål 148 Pedagoger med fagkunnskap 149 Hvor gamle er steinene, og har de vært levende? 151 Om steiners alder og hvordan de blir til 151 Døde steiner som en gang har vært levende 153 Levende eller dødt 153 Kan vi forstå hva fuglene sier? 156 Fuglenes tilpasning til miljøet 157 Hvorfor svever en fritt i rommet? 158 Tyngdekraften 158 Barn liker å øke og minske friksjon 159 Karuseller og vippebrett 159 Hvordan kan lyset sprette? 162 Lysets refleksjon 163 Alle regnbuens farger 164

Hvorfor kan vi se månen midt på dagen? 165 Om jordens, solens og månens bevegelser i forhold til hverandre 166 Morgenstjernen er egentlig planeten Venus 166 Å finne tiden ved hjelp av skygger 167 Månens faser 167 Ulike kalendere 168 Stjernebilder og myter 169 Vi kan se Betelgeuse akkurat slik den så ut for 600 år siden 169

Intet nytt under solen 172 Ideer og tanker verdt å tenke 173 Carl von Linné 173 John Dewey – «learning by doing» 174 Primary Science i England 175 The Coombes school 176 Bifrostskolen 176 Reggio Emilia og Reggio Children 177

Framtiden 180 Økologisk kretsløpstenkning 181 Utforskning og læring 181 Barnehagebarn utforsker vannets kretsløp 181 Leire og vannets kretsløp – et pilotprosjekt i skolen 184 Vannets kretsløp 191 Rådyrprosjektet – et prosjekt om liv, død og gjenfødelse 192 Rådyrets liv og død 193 Karbondioksidets kretsløp 200 Sluttkommentarer 200 Litteratur 202

6

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 6

23.05.16 14.41

Forord «Det gøyeste med å fly papirfly er at de aldri flyr på samme måten» sier Gustav på 4 år, og viser til menneskets store drivkraft i det å ikke vite hvordan det går neste gang. Den chilenske biologen Humberto Maturana sier: «Å oppdage likheter og forskjeller, å gjøre distinksjoner, er noe vi mennesker elsker å gjøre.

Det får oss til å tenke».

Denne boken, som nå også kommer i norsk oversettelse, er en verdifull bok for pedagoger, både i barnehage og skole. Boken fremhever nettopp barns iver etter å utforske ulikheter og likheter, liv og læreprosesser, og av forfatternes egne refleksjoner i relasjon til disse læreprosessene. Når jeg har lest har jeg hele tiden tenkt hvor viktig det er å «lytte» til barns spørsmål, deres undringer, deres nysgjerrighet og å la dem undersøke og utforske det som engasjerer dem, uansett om det i utgangspunktet virker komplisert. Dette forutsetter at vi ikke straks forenkler, men at vi som pedagoger og lærere prøver å imøtekomme kompleksiteten, en kompleksitet som innbefatter både ulike faginnhold, arbeidsmåter og teoretiske perspektiver.

På 1990-tallet påbegynte vi på Lärarhögskolan i Stockholm, nå Stockholms universitet, et omfattende endringsarbeid med innretning mot læring i barnehage og de første årene i grunnskolen. I nært samarbeid med barnehager og skoler har vi i større utstrekning enn tidligere tydeliggjort innholdet i de «temaområdene» som skal gi blivende lærere et kunnskapsgrunnlag i yrket. Vi har også gitt lærerutdanningen for de yngste alderstrinnene en tydeligere forskningsbase.

Det har vært et strevsomt arbeid ettersom det for en stor del har handlet om å utfordre forestillinger

som blir tatt for gitt om barn, kunnskap og læring og hvordan vi i lærerutdanningen skal kunne integrere lærerkunnskap, fagdidaktikk, fagteori og klinisk utdanning.

De tanker og beskrivelser som i denne boken blir gitt om prosjekt, er viktige bidrag til denne endringsprosessen. Forfatterne har jobbet sammen i innretningen «Barn og naturvitenskap» og her deler de med oss sin fortløpende søken etter å finne flere og nye former for en naturvitenskapelig, utforskende arbeidsmåte.

Et spørsmål de stiller seg er hvorfor det i grunnskolen finnes en avtagende interesse for skolefagene biologi, fysikk og kjemi, når alle erfaringer viser at små barn svært tidlig er interessere i og fascineres av naturvitenskapelige fenomener. Kan det kanskje handle om selve undervisningen i disse fagene og hvordan den foregår, både i barnehagen, skolen og i lærerutdanningen?

For å kunne svare på disse spørsmålene utfordrer forfatterne de endringsstrategier som har blitt prøvd ut for å inspirere til en økt interesse for de naturvitenskapelige fagene. De utfordrer bl.a. den naturvitenskapelige empiristiske grunnantagelsen at verden er mulig å oppdage og at språket speiler verden. Dette får som konsekvens at vi ser på verden på en objektinnrettet måte. Med støtte i egne erfaringer, og i nyere didaktisk og fagdidaktisk forskning, overskrider de også den tradisjonelle måten å undervise på innenfor et område der oppmerksomheten har vært fagkunnskap og laboreringer som har svar som allerede ligger der ferdige.

En stor styrke i denne boken er at forfatterne, gjennom å ta stilling teoretisk og vise til konkrete eksempler, finner ut av noen vanlige motsetninger innenfor utdanningstenkning, slik som dualismen mellom fagteori og pedagogisk kunnskap, mellom kropp og sjel og mellom barnet og den voksne.

8

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 8

23.05.16 14.41

Forfatterne understreker betydningen av omfattende fagdidaktiske kunnskaper og fagteori for å kunne hjelpe barn og studenter til å synliggjøre begrepsverdener fra hverdag, skolefag og vitenskap.

De er i tillegg forkjempere for at undervisning bør starte i en aktiv utforskning med oppmerksomhet på hva som foregår i selve ’gjøringen’, og der barnas og studentenes egne spørsmål og teorier blir sett på som verdt å oppmuntre og undersøkes videre. Utgangspunktet er den italienske filosofen Loris Malaguzzis tenkning om at «alle barn er intelligente», at alle barn, uansett sosiale bakgrunn, etnisk tilhørighet eller funksjonsnivå, er på oppdagelsesferd i verden. De utforsker verden ut fra sine egne tanker og teorier. Slik prøver de å skape mening med verden, en mening som de også vil kommunisere med andre.

Dette utgangspunktet forutsetter en læringskultur som bygger på en aktiv lytting til det som vekker nysgjerrighet og interesse. Med hjelp av åpne og konstruktive spørsmål, som kan støtte utforskningen og bidra til en dypere forståelse av ulike begrepsverdener, blir da den enkle spørsmål-svar-tenkningen, som ofte er pedagogens verste gissel, overskredet.

Et viktig grunnlag for en slik overskridelse er pedagogisk dokumentasjon. På samme måte som studentene i lærerutdanningen og pedagogene i mange barnehager og skoler, har forfatterne i egenskap av lærerutdannere helt bevisst jobbet med pedagogisk dokumentasjon og refleksjon. Slik har de kunnet følge og synliggjøre barns, studenters og sine egne lærestrategier og læreprosesser. Dette har så gitt et grunnlag for utfordring av læreprosesser og et bidrag til profesjonell utvikling og evaluering av den pedagogiske virksomheten.

I et avsluttende kapittel løfter forfatterne fram tanker for framtiden og da med spesiell oppmerksom-

het på bærekraftig utvikling med hensyn til vannets kretsløp og fotosyntesen. De viser til at når barn blir gitt tilstrekkelig med tid til å bli involvert og engasjert i det å undersøke og utforske ulike materialer, fenomener og begreper i nærmiljøet, blir grunnen lagt for å tilegne seg en økologisk tenkning rundt kretsløp. Ikke bare i ord, men også i handling.

Den relasjonelle formen for tenkning som boken tar utgangspunkt i oppfordrer til et lineært og hierarkisk kunnskapssyn. For å synliggjøre de horisontale og ikke-hierarkiske sammenhengene som foregår mellom barnets ideer og pedagogenes forslag, benytter forfatterne den franske filosofen Gilles Deleuzes rhitzombegrep. Et rhitzom, på samme måte som barns læreprosesser, skaper hele tiden nye forbindelser som fester seg i hverandre og setter i gang nye prosesser, med hundre språk. I slik forstand er barn transdisiplinære (tverrfaglige) og rhizomatiske utforskere.

Barn og naturvitenskap er en bok som viser til at hverdagens naturvitenskap rommer et uutømmelig område av fenomener og måter å skape kunnskap på hos barn, og hos lærerstudenter, barnehagelærere, lærere og lærerutdannere. I en tid med stor ubalanse i det økologiske kretsløpet inngir dette håp. Et håp som ikke bare ligger i framtiden, men som også synliggjør at det vi gjør i dag også rommer det vi allerede har gjort tidligere og det som vi kommer til å gjøre, det vil si både fortid og framtid.

Som forfatterne understreker: «Ingenting forsvinner, alt sprer seg eller blir forvandlet.»

Dalarö mars 2016 Gunilla Dahlberg.

Professor emeritus ved Institutionen for didaktik og pedagogiskt arbete, Stockholms universitet.

9

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 9

23.05.16 14.41

Oversetters forord Som oversetter har jeg alltid Walter Benjamin (1892– 1940), tysk filosof og kunstteoretiker, i tankene.

I essayet The task of the translator (Illuminations.

Essays and reflections, 1968) sier han dette om forholdet mellom originale tekster og oversettelse: «Det største problemet for en oversetter er at en så fort blir værende i sitt eget språk, i stedet for å tillate seg å bli kraftig påvirket av det andre språket». Det er umulig å forstå den andre. Altså er det umulig å oversette uten å la teksten bli en del av deg selv, et speilbilde av din egen praksis og praksisteori. Samtidig er det avgjørende viktig at forfatteren blir tydelig, også i oversetterens ord og uttrykk. Svensk er et språk som ligger svært nær norsk, og en kan derfor lett falle for fristelsen å fornorske oversettelsen og dermed svekke forfatternes røster. Forfatterne av Barn og Naturvitenskap har et personlig og nært forhold til sin praksisteori, de er lekne og har det gøy når de er sammen med studenter og med barn og voksne i barnehager og skoler. Jeg håper at de kjenner igjen sine egne stemmer i denne norske oversettelsen.

Hva har naturvitenskap med læring og barn å gjøre? Veldig mye, sier forfatterne av boken. Barn «oversetter» med begreper fra hverdagslivet, det de møter i naturen. De utforsker, undersøker og eksperimenterer for å finne ut hvordan verden virker. Dette er også det vitenskapen gjør, nemlig prøver å finne ut av hvordan noe virker. Det er selvsagt store forskjeller på hvordan barn og vitenskapen arbeider, blant annet hvilke ord som benyttes, men det er også mange likheter som vi får innblikk i gjennom bokens mange eksempler som handler om barns blikk på naturen

og på alt som lever. Her fremheves også viktigheten av å ha tiltro til barns evner og kompetanser, og å ta utgangspunkt i barns egne måter å utforske på. Barn er intelligente og nysgjerrige. De vil vite hva som skjer i og med naturen, og hva som skjer med egen kropp i alle sammenhenger.

Denne boken er ikke er en lærebok for naturfagstudier, men en bok som skal gi veiledning og inspirasjon til lærere og andre som arbeider med barn og læring i barnehage og skole, og til studenter i lærerutdanning. Det handler om å overskride tradisjonell kunnskapsformidling (formidlingspedagogikk) til en praksis der barns måter å utforske ulike tema og sammenhenger, får oppmerksomhet. Til dette trenger voksne å øve opp sin tålmodighet og sin «hørestyrke» slik at de ikke går glipp av alt det fantastiske barn vil fortelle oss. Deres strategier og teorier er grensesprengende og vi vil aldri slutte å forundre oss, om vi virkelig lytter til barna. Barn er intelligente og åpne for å lære og de er, hele tiden, på jakt etter kunnskap!

Sammen med barn vil vi som pedagoger også tydelig oppdage at all teori henger sammen med praksis. Det er nemlig ingenting som er så praktisk som god teori.

I kapitlet om Reggio Emilia omtales pedagogister og atelierister som yrkesgrupper i barnehagene.

Pedagogisten er faglig veileder for flere barnehagers pedagoger, spesielt i pågående prosjekt. Atelieristen er den som har ansvar for det estetiske, en person med kunstfaglig bakgrunn. En har ikke i Sverige, og heller ikke i Norge, funnet en god oversettelse for disse spesielle funksjonene og en har derfor valgt å bruke de italienske ordene, tilpasset våre språk. Begrepene er også brukt i originalteksten, da pedagog eller barnehagelærer ikke dekker disse funksjonene.

Jeg har videre brukt ordet relasjon der en kanskje ville tenke ‘i forhold til’ på norsk. I Reggio Emilia, der

10

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 10

23.05.16 14.41

svært mye av inspirasjonen også til disse forfatterne er hentet fra, snakker en om en relasjonell arbeidsmåte og en relasjonell pedagogikk. Dette betyr at barnet, hele tiden, forholder seg til alt det har rundt seg. Barn oppfatter helheten, ikke bare små fragmenter, og er en del av den. De forholder seg til hele sammenhengen, og står i relasjon til omverdenen i alt de gjør. Kanskje ser en dette enda tydeligere når barn er ute i naturen, med alle sine sanser?

Boken understreker hele tiden barns rett til kunnskap, og rett til å få utvide sitt eget språk og sine egne begreper. Vi står i en tradisjon der vi i Norge bruker naturen mye sammen med barn, men kanskje ikke alltid for å utvide barns kunnskaper om fenomener i naturen. Det er viktig at vår naturoppmerksomhet handler om noe i tillegg til det å lage gøye ting av naturmateriale og annet materiale. Vi må ta barn på alvor slik at de hele tiden får arbeide videre med det de er opptatt av, både når det gjelder teorier og strategier, og at de får utvikle sine kunnskaper om naturen til å bli varige kunnskaper.

Gjennom vår norske rammeplan, med alle fagområdene, har vi et utmerket verktøy når vi skal sortere og synliggjøre barns mange kunnskaper.

Barnehagens organisasjon, med mennesker, tid, rom og verktøy, spiller en avgjørende rolle i barns arbeid med naturvitenskap. Barna har krav på at en som pedagog, både i barnehage og i skole, tilrettelegger for læring, og at hele organisasjonen henger sammen og støtter opp om denne læringen. Å lytte til barns

mange språk innebærer at vi voksne må være klar til å ta imot nye funderinger. Dette kan være svært enkelt, men også svært vanskelig. Vi må hele tiden skaffe oss mer kunnskap om det barn vil lære mer om. Hva er forskjellen på blad og løv? Er det røttene eller grenene som tar inn vann til treet? Hva er skygge? Hvor gammel blir mauren? Hva skjer med den døde fuglen?

I arbeidet med barn og læring er det ikke nok å ha vår oppmerksomhet rettet kun mot metoder og arbeidsmåter, vi må i tillegg, i hele organisasjonen, ha barns rett til kunnskap som mål for arbeidet vårt. Forfatterne av Barn og Naturvitenskap sier at arbeid med prosjekt i naturvitenskap også er arbeid med språk og alle andre fag. I de 7 fagområdene i rammeplanen vil vi kunne koble barns læring til alle tema som fins, og gjøre arbeidet mer kunnskapsrettet og lærerikt også for oss voksne.

Det er en spennende bok som nå forligger på norsk, en bok som jeg tror kan komme til å gi nye begreper til praksis i mange norske barnehager. Jeg håper at de voksne i barnehagene vil ha alle sansene åpne og lytte til barnas egen forståelse og egen kunnskap om naturen, slik at barnas hverdag i barnehagen blir satt i relasjon til det livet barn lever - og til den fremtid de skal være med og skape.

Notodden 9. april 2016 Astrid Manger

11

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 11

23.05.16 14.41

Innledning Hva har naturvitenskap med læring og små barn å gjøre? En hel del, vil vi som skriver denne boken, påstå. Innenfor naturvitenskapelig forskning fins en lang tradisjon av utforskning, undersøkelse og eksperimentering for å løse forskningsproblemer. Små barn utforsker, undersøker og eksperimenterer for å finne ut hvordan verden fungerer. Det fins store forskjeller, men også betydelige likheter, mellom hvordan en vitenskapsmann arbeider, og hvordan et barn utforsker naturvitenskap i sitt eget nærmiljø. Vi har gått ut fra likheter i ulike forskeres arbeidsmåter og sammenligner så dette med en utforskende og undersøkende arbeidsmåte med barna.

Barn kan så mye i dag. De lever midt blant oss og ikke i en adskilt barndomsverden. De får tilgang til en stadig strøm av fakta og informasjon fra internett, TV, radio og aviser og til populærkultur som spill, filmer, musikk og reklame. I tillegg til dette kommer selvsagt samtaler med foreldre, kamerater og andre voksne.

Men hvordan får barna all denne informasjonen til å henge sammen med egne erfaringer, der de kan skape forbindelser som gir mening for dem? Får de muligheter til å dele sine erfaringer med hverandre? Dette er pedagogiske utfordringer i barnehage og skole i dag, ikke minst når det gjelder undervisning i naturvitenskap.

Vi som har skrevet denne boken, er fire lærere som møttes på lærerutdanningen i Stockholm. Vi har alle ulike kompetanser. Ingela Elfström er lærerutdanner med doktorgrad, hun underviser i didaktikk og pedagogikk. Christina Wehner-Godée er lærebokforfatter og har undervist i didaktikk, pedagogikk og media.

Begge har som utgangspunkt erfaring med arbeid i barnehagen, men også med yngre barn i skolen. Lillemor Sterner og Bodil Nilsson har vært lærerutdannere med kunnskaper innen biologi, geologi, kjemi og fysikk. Begge har også erfaring med undervisning i grunnskolen, i tillegg til videreutdanning av lærere i barnehage og skole.

I noen år har vi hatt fordelen av å arbeide sammen i lærerutdanningen med å utvikle kurset «Barn og naturvitenskap», et kurs som strakte seg over to terminer og handlet om naturvitenskap for de yngste barna, fra barns første år i barnehagen og til og med femte skoleår. Kurset har bestått av en stadig søken etter former for undervisning og teoretiske perspektiv som tilsvarer de utfordringer som emnet naturvitenskap står overfor i dag. Når vi i denne boken skriver «vi», så viser vi altså til de erfaringer vi fire har gjort oss i selve forandringsarbeidet. Når vi beskriver utforskende og undersøkende læring i naturvitenskap, henvender vi oss både til lærerutdannere og studenter og til de som arbeider med barn i barnehage, SFO og skole, opp til og med 5. klasse.

Innen lærerutdanningen reduseres stadig antall studenter som velger naturvitenskapelig retning, noe som avspeiles i en avtagende interesse for skolefagene fysikk, kjemi og biologi, både i grunnskole og videregående skole. Vi spør oss hvorfor det er slik, når vår erfaring er at små barn tidlig er interesserte i natur­ vitenskapelige fenomener. Barn vil hele tiden utforske og undersøke den fysiske verdenen som omgir dem.

Undersøkelser viser at ungdommer i den vestlige verden er svært interessert i naturvitenskap (Sjøberg 2000; ROSE-prosjektet). Spesielt gjelder dette spørsmål som handler om deres egen og jordens helse, teknisk utvikling, samt betingelser for natur og dyreliv. I tillegg kommer det fram at ungdommer mener at deres spørsmål

12

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 12

23.05.16 14.41

sjelden eller aldri blir tatt opp i skolens naturfagundervisning. Mange praktiserende barnehagelærere og lærere på småtrinnet i skolen mangler utdanning i naturvitenskap. Når vi har møtt dem i videreutdanning. har de blitt overrasket over hvor mye av deres hverdagserfaringer som har kobling til kjemi, fysikk og biologi, erfaringer som de skulle kunne benytte i egen yrkesvirksomhet. Vi har også fundert på om naturvitenskapens sterke kobling til en mannlig dominert vitenskapelig tradisjon kan være en forklaring på hvorfor jenter og gutter velger eller velger bort naturvitenskap. Det kan ha med å gjøre hvordan en vil definere seg selv, eller hvordan en ser på seg selv, men også hvordan en blir bedømt og definert av andre. Naturvitenskapelige fag har, i det minste tidligere, hatt høy status og blitt sett på som vanskelige fag, best tilpasset skole- og studieflinke barn og ungdommer. Dette er en form for utestenging som kan spores tilbake til nettopp de kompetanser som en så på som maskuline, slike som logisk tenkning, rasjonalitet, fornuft og aktivitet.

Vi vil gjerne utfordre dette med et synspunkt inspirert av Carla Rinaldi (2006), tidligere vitenskapelig leder for barnehagene i Reggio Emilia, Italia. Rinaldi skriver at alle barn er intelligente, men at dette krever en intelligent sammenheng. Med det mener hun at barn undersøker og utforsker verden ut fra sine egne forutsetninger, og at de vil kommunisere dette med andre.

Vi som pedagoger må være oppfinnsomme nok til å kunne møte alle barns utforskende aktiviteter i en felles relasjonell sammenheng i barnehage og skole. Å se på undervisning i naturvitenskap i et kjønnsperspektiv har ofte resultert i forsøk på å lokke jenter til fag som er vurdert å ligge nærmere «kvinnelige» interesser, som interiør og matlaging. Heller enn å overskride kjønnsstereotype mønstre mener mange at dette kan forsterke slike. Det vi selv har vært opp-

merksomme på å spørre om og å være på vakt overfor, er hvordan og på hvilke måter en selv oppfatter og ser på barns lek. Ser vi med forskjellig blikk på jenters og gutters lek i sandkassen? Når en gruppe jenter leker med sand og vann i sandkassen, ser vi da på det som om de «bare» baker kaker? Tenderer vi til å se på samme lek blant gutter som om at de utforsker? Hvor ofte intervjuer vi jenter om deres syn på kraft når de har «kanonballkamp» på skoleplassen? Vi tror at vi må starte med egne forestillinger for å kunne se med andre og nye øyne på det barn gjør, og for å kunne se barns undersøkelser som innganger til naturviten­ skapelig undervisning. Det samme gjelder for at vi skal kunne overskride kjønnsstereotype mønstre i undervisningen og i synet på naturvitenskap.

Alt dette har påvirket oss og gjort sitt til at vi har begynt å fundere over hvordan vi kan forandre undervisningen i naturvitenskap, slik at den påvirker barn og ungdom og i tillegg tar utgangspunkt i deres egne spørsmål og funderinger. Vi har forsøkt å bygge opp undervisningen sammen med studentene.

Utgangspunktet har vært at barnas egne spørsmål kan undersøkes og utforskes. At det går an å starte der nysgjerrigheten oppstår, og å se at hverdagen inneholder et mylder av fenomener som tilhører det vitenskapelige fagområdet. Et første steg i denne oppdagelsen er å skjerpe oppmerksomheten for å få øye på det som barn utforsker i sitt hverdagsmiljø, i sin egen lek.

I løpet av vårt forandringsarbeid har vi latt oss inspirere både av nasjonal og internasjonal didaktisk forskning i naturvitenskap og av didaktisk forskning om de yngste barna. I denne boken vil vi dele med dere hvordan vi arbeidet med å bygge opp en endret undervisning.

Vi vil løfte fram hvilke teoretiske verktøy vi har benyttet oss av, og hvordan dette blant annet påvirket 13

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 13

23.05.16 14.41

undervisningens organisasjon, pedagogens rolle, synet på fagteori og på barns kompetanser.

Krav om mer fagkunnskap er mye tydeligere i den reviderte svenske rammeplanen og i den svenske læreplanen. Dette har blant annet ført til en strengere fagoppdeling. Når vi derimot leser kommentarmaterialet til læreplanene, ser vi at det slett ikke må bli slik. Det ene behøver ikke å stenge det andre ute, det kan tvert imot bli et spørsmål om rekkefølge og om hvordan og når fagkunnskapen kommer til nytte.

Dette var noe vi selv ble oppmerksom på da vi endret undervisningen og laboratoriearbeidet til utforskning og undersøkelse, med fokus på hva som skjer, selve «gjøringen» og teorier. Samtidig har vi blitt bevisst på hvor uendelig mye fagkunnskap barnehagelærere og lærere må ha for å kunne kjenne igjen ulike fenomener og kunne gi barn nye utfordringer. Vi ser derfor

forberedelser og prosesser som like viktige som selve målet, men på ulike trinn i læringen. Vi tror ikke på at det fins enkle løsninger eller oppskrifter, men vi tror på at vi må starte i barns, unges og voksnes egne og felles spørsmålsstillinger, og at vi lærer gjennom å forske sammen. Det fins ikke enkle basisfakta som legger grunnlaget for alt. Det er vi selv som sammen konstruerer den kunnskapen vi har om verden, og dette gjør vi på nytt med hver barnegruppe eller hver gruppe av studenter. Hver gang forandres eller forskyves vår egen forståelse gjennom de nye erfaringene som vi får av hverandre i gruppen.

Stockholm, februar 2014 Ingela Elfström, Bodil Nilsson, Lillemor Sterner og Christina Wehner-Godée

14

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 14

23.05.16 14.41

[start del]

Naturvitenskapelig arbeidsmåte

V

årt undervisningsområde er didaktikk. Didaktikk kan beskrives som kunsten å undervise, med pedagogikken som ledestjerne. Pedagogikk er et langt videre begrep og inneholder alt som handler om vår oppfostring og utdanning til ansvarsfulle voksne borgere.

I henhold til høyskolesystemet skal all undervisning innenfor universitet og høyskole ha vitenskapelig tilknytning og hvile på vitenskapelig grunn. Gjennom at studentene selv har mulighet til å bli fortrolige med en utforskende og undersøkende arbeidsmåte, kan de samtidig dra paralleller til naturvitenskapelig forskning.

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 16

23.05.16 14.41

Naturvitenskapelig didaktisk forskning og undervisning

D

en didaktiske sammenhengen som vi de siste årene har forsøkt å skape og utvikle gjennom en utforskende og undersøkende arbeidsmåte, minner oss om de framgangsmåter som er vanlige innenfor naturvitenskapelig arbeid. Undervisningen karakteriseres av at studentene lærer seg naturvitenskap og didaktikk gjennom å utføre egne utforskende undersøkelser med teoritilknytning. Det er verbet gjøre, det vil si selve aktiviteten, som er i fokus i undervisningen i lærerutdanningen. Studentene gjør, sammen med barna, utforskende og undersøkende prosjektarbeid i løpet av praksisperioden i utdanningen. I en internasjonal sammenheng går denne formen for undervisning ofte under navnet «inquiry based science education». I henhold til mange didaktikere innen naturvitenskapen, for eksempel Judith og Norman Lederman (2004), innebærer det at studentene selv får stille sine spørsmål, planlegge sine undersøkelser, benytte naturvitenskapelige metoder og tolke sine resultater. I naturvitenskapen fins det svært sjelden bare ett svar på de spørsmål naturvitere undersøker. Dette handler om at naturvitenskapelig kunnskap er et produkt av menneskelige beslutninger, fantasi og kreativitet, selv om den også baseres på empiriske bevis. Derfor kan vi si at naturvitenskap aldri er absolutt eller sann. Denne kunnskapen er utprøvende og kan forandres. Ledermans sier i et intervju (Skolverket 2011) at natur­

vitenskapelig kunnskap er preliminær (ikke objektiv alene, involverer subjektet ettersom mennesker gjør naturvitenskap) og at den involverer menneskelig kreativitet. Begrepet «inquiry» er flertydig og det fins mange tolkninger av hvordan det kan forstås. Én av flere mulige oversettelser av «scientific inquiry» er «vitenskapelig undersøkelsesprosess» eller «vitenskapelig forskningsprosess». Denne definisjonen inneholder både likheter og ulikheter sammenlignet med prosessen å skape kunnskap gjennom å utforske og undersøke. Dette gjelder både i barnehage, SFO, grunnskole og lærerutdanning.

Vi har valgt, gjennom mange eksempler, å prøve å gi et bilde av hva vi legger i begrepene forskningsprosess og utforskningsprosess.

Den didaktiske naturvitenskapelige forskningen og den tilnærmingsmåten vi er inspirert av, fins iscene­ satt i ulike deler av verden. Vi tenker framfor alt på hvordan de arbeider i barnehager i Reggio Emilia i Nord-Italia. Våre kontakter har funnet sted gjennom forelesninger, litteratur og studiereiser. Det er blant annet gjennom denne kommunikasjonen vi har fått mulighet til å forstå hva vi selv holder på med – og hvordan vi kan komme videre.

Vi har også hatt kontakt med, deltatt i og blitt inspirert av den forskningen som foregår i de naturvitenskapelige fagenes didaktikk i andre vestlige land, spesielt i Storbritannia. I primary school har undervis17

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 17

23.05.16 14.41

ning i naturvitenskap lenge hatt en framtredende plass (Harlen 1996, 2005).

En viktig samarbeidspartner er også forskningsgruppen for førskolepedagogikk ved Stockholms universitet, ledet av professor Gunilla Dahlberg. Her pågår forskning ut fra poststrukturelle og postpragmatiske perspektiver som utfordrer synet på barn og læring, og som tar i betraktning hvordan forandringer i samfunnet påvirker forutsetningene for undervisning i dagens barnehage/skole (Dahlberg, Moss og Pence 2013; Elfström 2013; Halvars-Franzén 2010; Hultman 2011; Lenz Taguchi 2000; Lind 2010; NordinHultman 2004; Palmer 2010; Unga 2013).

Naturvitenskapelig forskning Barn undersøker naturvitenskapelige fenomener på samme måte som mange naturvitenskapsmenn gjør eller har gjort. For å trenge inn i denne forskningsmåten kan vi starte med å se på hvordan naturvitere gjør det når de forsker. Det er ikke helt enkelt å «se» hva de gjør, ettersom de gjør på så mange ulike måter. Det kommer an på hva forskningen handler om, hvilken naturvitenskap det dreier seg om, om det er grunnforskning eller anvendt forskning, hvem som forsker, og så videre. Fins det noe som er felles for hvordan forskere gjør forskningen sin?

Naturvitere forsøker å løse ulike problemer, og de studerer problemene på mange ulike måter, men alle benytter seg av en eller annen form for naturvitenskapelig metode, som er organiserte måter å finne svar på og å løse problemer på, og de inneholder noen bestemte trinn. Rekkefølge og antall trinn kan variere og er avhengig av problemenes og undersøkelsens art. Her følger en gjennomgang av noen av disse trinnene.

• Å formulere et problem Problemet er spørsmålet en vil ha svar på. Nysgjerrighet og undersøkelser har resultert i mange naturvitenskapelige oppdagelser. Spørsmålet er ofte det sentrale i den naturvitenskapelige forsk­ ningen.

• Å observere Det kan være en observasjon av et eller annet fenomen som ikke har en forklaring, og denne observasjonen kan være det som vekker nysgjerrigheten, og som gjør at spørsmålet oppstår.

• Å formulere en hypotese En hypotese er et mulig svar på spørsmålet. Det er viktig at en hypotese er mulig å undersøke, og at den har form av en påstand. En hypotese bygges ofte på en teori, det vil si «gammel» kunnskap.

En hypotese må kunne verifiseres (bekreftes) eller falsifiseres (vises å være feil).

• Å identifisere og kontrollere variabler For at det skal være en rettferdig test (fair test), må en velge hvilke variabler som skal endres, og hvilke som skal være kontrollerende, dvs. ikke endres.

Her blir en variabel valgt ut som endres for å teste en hypotese. De andre variablene må kontrolleres slik at de ikke endres.

• Å teste en hypotese Eksperimenter og undersøkelser blir designet og gjennomført. Type undersøkelser er helt avhengig av spørsmål, hypotese, forutinntatthet m.m.

18

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 18

23.05.16 14.41

• Å gjenta Ofte blir et eksperimentet gjentatt for at en skal kunne stole på resultatet og se at eksperimentet er repeterbart.

• Å samle data = empiri Det kan være tabeller med måleresultater, diagrammer eller bilder. Det kan også være lister med diverse beskrivelser eller en såkalt survey-undersøkelse, som innebærer en kartlegging. Et eksempel kan være å granske en dyregruppes spiseatferd.

Survey-undersøkelser er svært vanlige innenfor den biologiske forskningen.

• Å tolke data Gjennom å organisere egne resultater i tabeller, diagrammer og grafer, eller gjennom å lage statistiske bearbeidelser av data eller lignende kan en muligens se et mønster, og da kan en bestemme hva måleresultatet sier.

• Å dra en sluttsats En sluttsats er en beslutning som tas basert på bevis. Resultatene sammenlignes med hypotesen. Om resultatet støtter hypotesen eller ikke, er avgjørende for om hypotesen anses å være korrekt eller ikke.

kun på høyskoler og universiteter. Derfor har vi valgt å kalle barnas undersøkelser for «utforskning» for å skille det fra virkelig forskning. Det som av og til kalles «forskning» i de første skoleårene, og som består av at elevene samler sammen tekster fra internett og annen litteratur, må ikke forveksles med utforskning!

Vi kan ikke se inn i barnas hoder og få øye på hva de tenker, men vi kan observere deres handlinger og gjennom dette dra konklusjoner om den tankeprosessen som mest sannsynlig finner sted.

Et eksempel fra en barnehage: Joel er en gutt på et og et halvt år som nettopp har begynt i barnehagen.

En pedagog filmer Joel gjennom en formiddag for å se hva han gjør sammen med de andre barna. Først syns pedagogen det virker som om Joel mest går fra rom til rom og prøver noe en kort stund, for så, litt planløst, å fortsette til neste aktivitet. Dette skulle en kunne bruke som et eksempel på at små barn har problemer med å konsentrere seg, og at de ikke kan holde oppmerksomheten på én ting lenge om gangen. Men når pedagogen senere ser gjennom filmen, ser hun noe helt annet. Det Joel gjør i løpet av formiddagen, er å undersøke et naturvitenskapelig fenomener, nemlig lyd. Dette gjør han helt konsekvent i hele den innspilte sekvensen.

Joel står ved rutsjebanen. I hånden har han en liten hammer av tre. Han banker på rutsjebanen, først på stativet som er av tre, og så på selve banen som er av plast. Han

Det fins mange likheter mellom det som forskeren gjør, og det som barnet gjør, men selvsagt også forskjeller.

Forskjellene består for eksempel av at forskeren ofte samler inn data, det vil si at forskningen ofte er kvantitativ. Dette gjør ikke barn. Dessuten er forskeren svært opplest på sitt område og har en svært sterk teoribase.

Det fins til og med spesielle akademiske kriterier for å kunne bedrive forskning. Disse kriteriene oppfylles

prøver dette flere ganger og stopper liksom opp og lytter etter lyden i rommet. Han klatrer så opp og står oppe i rutsjebanen. Han banker på stolpene der oppe og roper litt før han rutsjer ned. Vel nede, fremdeles sittende på rutsjebanen, banker han igjen på den. Det låter forskjellig når han selv sitter i den, og når den er tom. Fra sin plass på banen oppdager han et klokkespill i vinduet. Han slipper hammeren og går direkte dit og

19

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 19

23.05.16 14.41

drar i trådene, slik at klokkene begynner å ringe. Han ringer flere ganger og lytter mellom hver gang. Det er en ganske høy lyd.

Joel fortsetter inn i musikkrommet ved siden av. Han prøver ulike instrumenter gjennom å ta en trommestikke og slå lett på ulike trommer og andre klanginstrument.

På ulike måter slår og skraper han med trommestikken.

Det fins også rasleinstrumenter som ser ut som små egg, og som fungerer som små marakas. Joel tar et egg, rister på det, lytter og rister igjen.

En av de voksne spør Joel om han vil jobbe med leire, og tar han med seg inn på verkstedet. Hun viser han bordet der fire litt eldre barn sitter og jobber med leire. Joel ser på en stund, får litt leire, henter selv et kjevle og setter seg inntil bordet. Han dunker med leiren

eksperimenterer med hvordan ulike ting høres ut, og hvordan han selv kan framkalle ulike lyder. Hvordan høres dette ut? Hvordan kan jeg få dette til å høres ut? Det virker som om han samler på erfaringer av ulike lyder og leter etter forskjeller. Om vi hadde fulgt hans undersøkelser gjennom flere hendelser, hadde vi kanskje merket hvordan han begynte å generalisere, ordne og sortere sine erfaringer. Han foretar også korte undersøkelser der han lar én variabel variere og én være fast. Han slår på de ulike instrumentene med samme trommestikke, banker på rutsjebanen på ulike steder og på ulike materialer med samme hammer. Han prøver ut ulike kjevler mot samme underlag og heller ut sanden med ulike hastigheter og fra ulike høyder.

på bordet, ruller iherdig med kjevlet fram og tilbake på bordet, dunker med kjevlet igjen. Han ser på de andre barna og fortsetter med å banke på leiren med kjevlet.

Han bytter ut det glatte kjevlet med et riflete kjevle og prøver å rulle det på bordet, deretter ruller han på leiren og så på et brett. Etter en stund går han videre og stiller seg opp ved den vesle sandkassen med «rennende» sand, som fins på et lite bord i et hjørne på verkstedet. Han øser og heller, og holder kannen ulikt høyt når han lar sanden renne ut igjen, slik at det blir ulik fart og ulik lyd.

Hva er det egentlig Joel gjør? Om vi sammenligner denne sekvensen med naturvitenskapelig forskning, fins det flere likheter. Det starter med en observasjon av en forskjell. Lyden av hammeren er forskjellig på trestativet og på plastbanen. Joels nysgjerrighet vokser, og han ser ut til å formulere et spørsmål for seg selv om hvordan ulike ting høres ut. Han snakker ennå ikke, men når han står øverst i rutsjebanen, roper han lykkelig etter å ha banket i stativet, som for å si: «Se! Hør her!» Så starter han en undersøkelse der han

Naturvitenskapelige oppdagelser Det fins mange eksempler fra naturvitenskapens historie på hvordan ulike vitenskapsmenn har gjort store oppdagelser. Her følger noen dypdykk i disse fortellingene, som også viser hvordan de har benyttet naturvitenskapelige metoder. Med disse eksemplene vil vi også vise at det fins mange likheter når det gjelder hvordan barn og forskere undersøker naturen og vår verden. Det kan handle om observasjoner med alle sanser, rettferdige forsøk, klassifiseringer, tilfeldigheter, uventede hendelser og så videre.

Timing – observasjoner og målinger Gjennom hele menneskehetens historie har mennesker latt seg forundre og fascinere av himmelfenomener. Med stjernehimmelen som bakgrunn og de syv objektene (solen, månen og planetene Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn) som på ulike måter beveget seg på himmelhvelvet, har det blitt gjort observasjo-

20

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 20

23.05.16 14.41

ner gjennom årtusener. De mønstre i bevegelsene som da ble oppdaget, kom til å gi opphav til tidsmålinger.

Disse målingene av året og årstidene, døgnet, uken og månedene holder seg også i dag, selv om det suksessivt har blitt gjort justeringer. Våre ulike kalendre har blitt justert ut fra nye oppdagelser. Fortidens forklaringsmodeller var av mytologisk karakter, det vil si at en trodde at ulike guder styrte og stelte, eller en trodde på trolldom og magi. Det var langt fra det vi i dag kaller naturvitenskap! Men vi skal ikke glemme at det tross alt var grundige observasjoner og målinger som, gjennom svært lang tid, ble gjort. Disse ligger også i dag til grunn for hvordan vi måler tid.

Galilei – eksperiment, rettferdige forsøk, falsifisering Galileo Galilei var en enorm begavelse innenfor matematikk og fysikk, og han gjorde svært mange oppfinnelser. Hvordan jobbet han? Galilei utførte en mengder eksperimenter som ledd i å prøve ut alle sine hypoteser og teorier. De teorier som allerede eksisterte, var fra Aristoteles’ tid, men Aristoteles hadde ikke gjort så mange eksperimenter, han hadde helst ført logiske resonnementer. Han hadde for eksempel hevdet at tunge ting faller fortere enn lette ting. Galilei mente at dette var feil, og at det heller handlet om luftmotstand som senket farten på lette ting, for eksempel en fjær.

Det fins en legende som forteller at Galilei, for å bevise sin hypotese, slapp to kanonkuler, én tung og én lett, fra samme høyde i det skjeve tårnet i Pisa. Han benyttet seg av det som kalles «rettferdige forsøk».

Kulene falt til marken samtidig, og dermed beviste Galilei sin teori om at alle ting faller med samme hastighet når de ikke påvirkes av luftmotstanden (se også 158). Gjennom grundige observasjoner og

innsamling av data oppdaget Galilei også at Jupiter hadde fire måner. Han ble gjennom dette overbevist om at Kopernikus’ heliosentriske verdensbilde (solen i sentrum) stemte bedre med virkeligheten enn Aristoteles’ og Ptolemaios’ geosentriske verdensbilde (jorden i sentrum). Hva Galilei gjorde, var at han falsifiserte Aristoteles’ verdensbilde, som sa at jorden var alle tings sentrum (Tallack 2001).

Linné – sortering, klassifisering En av Carl von Linnés store innsatser var at han klassifiserte, beskrev og sammenlignet en mengde vekster og dyr. Ut fra disse dataene sorterte han så arter med lignende egenskaper i den systematikk som også i dag til dels brukes innen biologien. I dag benyttes selvsagt andre målemetoder, for eksempel DNA-sekvensering, for å få fram slektskap mellom ulike arter. En del arter har i dag også fått en annen plass i systematikken enn på Linnés tid. Sortering og klassifisering er en vitenskapelig metode som er og har vært svært viktig, spesielt innen biologien. Et barn som får en pose med ulike leker, eller som plukker naturmateriale som steiner, moser, lav og lignende, setter spontant i gang med å sortere disse ut fra sine egne kriterier. Det vil si at barnet prøver å finne likheter og ulikheter, og at de klassifiserer for å danne begrep. Sortering er en måte å få orden på omverdenen på. For Linné var klassifisering en drivkraft gjennom hele livet.

Mendel, Fleming, Ørstedt … tilfeldigheten, uventede hendelser Alle framstående vitenskapsmenn innen naturvitenskapen har i forskningen konsekvent benyttet seg av naturvitenskapelige arbeidsmåter (listen kan gjøres uendelig lang). I mye forskning fins imidlertid også innslag av tilfeldigheter, flaks og fantasi, og dette kan en 21

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 21

23.05.16 14.41

ikke se bort fra. Et godt eksempel på «flaks» er Alexander Flemings oppdagelse av penicillinet i 1928. Men som Louis Pasteur sa i 1854, i en tale som han holdt til den danske fysikeren og kjemikeren Hans Christian Ørstedt: «Chance only flavours the prepared mind.»

En av Flemings dyrkninger av stafylokokkbakterier hadde ved en tilfeldighet blitt forurenset. Han holdt på å kaste petriskålen da han oppdaget at bakteriene rundt muggflekken var ødelagt; der det skulle ha vært en tett matte av bakterier, var det aldeles tomt.

Muggen, som het Penicillium notatum, hadde altså produsert noe som bakteriene ikke tålte. Fleming ga dette ’noe’ navnet penicillin, som ble videreutviklet til medisin, såkalt antibiotika, av Harold Florey og hans forskningsteam. Under den andre verdenskrigen fikk penicillin enorm betydning. Fleming og Florey fikk nobelprisen i medisin i 1945 for denne oppdagelsen.

Det er viktig, også for forskere, å fange tilfeldigheten i flukten! (Tallack 2001; www.nobelprize.org).

Det sekskantede snøfnugget Mange har latt seg fascinere av vakre snøfnugg og har hatt lyst til å undersøke dem. Når snøen faller stille ved noen minusgrader, kan en bre ut et mørkt tøy på et bord på uteplassen. Ved hjelp av forstørrelsesglass eller USB-mikroskop kan barna få undersøke snøfnuggene som legger seg på duken. Alle snøfnugg er sekskantede.

Dette fordi det alltid er seks vannmolekyler som først bindes til hverandre og danner en sekskant. Deretter bygges det videre med flere og flere molekyler slik at det til slutt blir et snøfnugg som er synlig for øyet. De seks kantene fins hos hvert eneste snøfnugg, men hvert enkelt har ulike miljøer på veien ned mot marken, alt avhengig av temperatur og luftfuktighet. Derfor får alle snøfnugg ulikt mønster til tross for at de alle er sekskantede.

En av dem som oppdaget dette, var den tyske astronomen Kepler. Han gikk i Prahas gater en snøfull vinterdag og oppdaget (interessert som han var) at alle snøfnugg hadde seks kanter. Kepler hadde en teori om at naturen var oppbygd av harmoniske forbindelser. Det som Kepler skrev ned, kom senere til å legges til grunn for den delen av kjemien som kalles krystallografi.

En annen person som viet hele livet sitt til å utforske snøfnugg, var bonden Wilson Bentley. Han bodde i staten Vermont i USA og var ikke bare bonde, men også amatørfotograf. I løpet av livet fotograferte han fem tusen snøfnugg. Alle ulike i form, men alle sekskantede. Boken hans, Snow Crystals, kom ut i 1931.

I denne fins to tusen fotografier av snøfnugg (Libbrecht og Rasmussen 2003).

Utforskning og undersøkende arbeidsmåte En utforskende og undersøkende arbeidsmåte er sammenlignbar med naturvitenskapelig metode.

Dette blir spesielt tydelig om en, under arbeidets gang, sammenligner ulike momenter i prosessene.

Både det utforskende og det naturvitenskapelige arbeidet starter ofte med en oppdagelse, et spørsmål eller en form for problem som oppstår i kontakt med et materiale, et eller annet fenomener eller en hendelse.

Når det gjelder barn, er kjennetegnet på en spennende oppdagelse ofte utropet: «Se her! Kom!» Dette gjelder spesielt barn i gruppe. De barna som ennå ikke snakke, viser det ofte gjennom å hoppe, klappe eller vise en annen kroppslig gledesytring. Men barn kan også gå konsentrert inn i en taus undersøkelse.

Så følger grundige observasjoner. Barn undersøker: Hva kan dette gjøre? Hva kan jeg gjøre med dette?

22

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 22

23.05.16 14.41

De sammenligner ofte med seg selv og andre. De aller yngste barna observerer gjennom at de rent konkret, ved hjelp av hele kroppen og alle sansene, undersøker plassen de befinner seg på: syn, hørsel, smak, lukt og den kinestetiske sansen (oppfattelsen av egen kropp).

Eldre barn og voksne er litt mer tilbakeholdne og har litt mer erfaring å bygge videre på.

Barnets videre prosess i utforskningen er at de samler, ordner, sorterer, prøver ut og setter ord på. Når en i begrepet lek tar med nye kombinasjoner, lek med tanker, fantasi og utprøving uten forutsetninger, så er dette også med når det naturvitenskapelige arbeidet fungerer som best.

At formulerte spørsmål og hypoteser blir mulige å undersøke, er viktig både i den utforskende og undersøkende arbeidsprosessen og i den naturvitenskapelige. Dette er en forutsetning for at en skal komme videre i prosessen.

Når det gjelder å formulere hypoteser, det vil si antagelser, kan disse være vanskelige å identifisere i en utforskende prosess. Det gjelder å lytte svært nøye.

Først da kan en kanskje høre, spesielt når det gjelder barn, at de har antagelser om hva saker og ting kan være godt for eller kan brukes til. Mange ganger er disse antagelsene svært så fantasifulle, og de holder mål som forklaring helt til noe annet som bedømmes som bedre, dukker opp.

I lek og forestillinger skjer kombinasjoner med andre uttrykksformer som dans, dramatisering, tegning, maling, sang, musikk eller regning og skriving.

Vi har videofilmet barn sammen med pedagoger, både når de har undersøkt et eller annet materiale inne eller et fenomen ute. Når vi så har studert filmen etterpå, har vi oppdaget at om pedagogen snakker med barnet mens de er opptatt av å undersøke, lytter ikke barnet. Barnet er absolutt helt inne i undersøkel-

sen sin. Hvis pedagogen prøver å gi barna informasjon og fakta, så går de sin vei eller mister fullstendig konsentrasjonen. Kjennetegnet er at barna slipper det de har i hendene. Den voksne tror kanskje da at barnet har mistet interessen, men det er som oftest en feiltolkning. Det er først når barnet har fått holde på med å observere, samle, sortere og leke en stund, at de blir mottakelige for informasjon og fakta. Dette er dessuten noe barna har bruk for slik at de kan komme videre i undersøkelsene. Naturligvis fins det store forskjeller mellom barn og voksne i de ulike prosessene, både når det gjelder bevissthet, metoder, strategier og resultat, men felles er at det fins en naturlig nysgjerrighet og glede i det å forske, utforske og undersøke.

Læreprosesser – en sammenligning Når vi gjennom årene har utviklet en utforskende og undersøkende måte å se på læring og kunnskap på, så har vi oppdaget at de læreprosessene barn og voksne gjennomgår, ligner på hverandre. Dette forutsetter at vi presenterer ett og samme naturvitenskapelige fenomen som utgangspunkt. Om vi tar utgangspunkt i for eksempel vann, såpebobler, steiner, krystaller eller menneskekroppen, så kan studenten akkurat som et barnehagebarn, starte en undersøkelsesprosess som i følgende to eksempel: I en småbarnsgruppe i en barnehage blir pedagogene oppmerksom på at mange av barna er interessert i vann.

De vil derfor gi barna muligheten til å undersøke vann og organiserer små grupper med fire-fem barn i hver gruppe. Én gruppe består av to jenter og to gutter som alle er mellom 2,5 og 3 år når prosjektet starter.

På et bord er det dekket med gjennomsiktige skåler, målebeger, små kopper med ulike store hull i bunnen,

23

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 23

23.05.16 14.41

trakter, kluter og svamper som kan brukes i ulike utforsk­ ninger.

Barna undersøker vannet. De kjenner på vannet og prøver med ulike kroppsdeler, de smaker, plasker på ulike måter, øser, heller og lager dråper.

En av jentene oppdager at når hun klemmer svam-

Studentene deler seg inn i grupper med tre i hver gruppe, et gruppemedlem eksperimenterer, en skriver og en fotograferer med digitalt kamera. De bytter aktivitet i løpet av formiddagen slik at alle får prøve ut alt.

Studentene setter straks i gang en ivrig søken etter hva de kan bruke for å lage bobler. Traktene gir ulike

pen hun har i hånden, så blir det bobler i skålen. De andre

store bobler. Fra hullsleiven vokser det fram hundrevis

barna ser det og kikker nysgjerrig på. Pedagogen Helena,

av små bobler. Når såpeoppløsningen passerer gjennom

som også ser dette, spør jenta om hun kan vise de andre

stoffnettet, dannes drueklaselignende former. Gjen-

barna hva hun gjør. Hun vil gjerne vise, og de andre tre

nom et enkelt sugerør blåser en student småbobler, og

kikker på når hun gjentar sin bedrift. Alle vil prøve, og

gjennom en bunt med sugerør blir det dannet en stor

alle får bobler når de klemmer på svampene. De ler og

ball av småbobler. Såpeoppløsningen bli sølt utover

hopper av glede. Barna har sammen oppdaget at de kan

bordet, og en student bruker sugerøret til å blåse en

lage bobler.

boble på bordet. Hun oppdager så at det går an å stikke sugerøret inn i boblen og slik lage en ny boble inni den

Det andre eksemplet handler om et undervisningsopplegg i lærerutdanningen:

første. Oppvaskkosten er med som et umulig verktøy for å lage såpebobler. En student står tankefull og snur kosten fram og tilbake, og oppdager et rektangulært hull

Baljer med såpeoppløsning og tomme baljer med ingredi-

som er til å henge opp kosten i. Hun dypper skaftet i

enser som kan blandes til ny såpeoppløsning, står klare i

oppløsningen, og til hennes overraskelse formes en rund

salen når studentene kommer inn. På et bord er det visper,

boble når hun blåser gjennom det rektangulære hullet.

ståltråd, hullsleiver, trakter i ulike størrelser, biter med

Nå skjer det noe avgjørende. En student ser seg om i

hønsenetting, bærepose av nettingstoff, sugerør, sleiver

rommet. Hun har oppdaget at alt som har hull, utgjør en

uten hull og en oppvaskkost. Ting som både er umulige

mulighet til nye oppdagelser. Blikket faller på bestikkur-

og mulige å lage såpebobler med. I rommet fins også en

ven som blir brukt til å tørke pensler i. Den har hull både

overheadprojektor som studentene kan bruke. Overhead-

i bunn og på sidene. Hun prøver, sammen med en annen

projektorens glassplate er dekket av beskyttende plast.

Etter en kort introduksjon gir læreren en gruppe med

student, å «parblåse» såpeoppløsningen gjennom bunn og sider. Enorme såpebobleformasjoner velter fram. En

femten studenter i oppgave å undersøke og utforske

student dypper hendene i oppløsningen, former dem

ulike såpeoppløsninger. I oppgaven inngår å benytte

til en O og blåser en stor boble. Det i sin tur vekker til

ulike verktøy og medier, og å jobbe både inne i rommet

live tidligere bobleminner hos en annen student. Han

og utendørs. Hensikten er at den enkelte student skal

har blåst en boble som han holder mellom hendene.

få en egen opplevelse av hva ulike læreprosesser kan

Når han drar hendene fra hverandre deler boblen seg.

tenkes å inneholde når det gjelder naturvitenskap og es-

Dessverre lykkes han ikke med å føre de nye boblene

tetikk. Oppgaven er en forberedelse for praksisperioden

sammen til én igjen, noe han har klart tidligere, da han

i barnehage og småskole i lærerutdanningen.

etter et badstubad eksperimenterte med såpeoppløs-

24

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 24

23.05.16 14.41

ninger, forteller han. Noen studenter prøver å blande farge i oppløsningen. Til deres skuffelse vises ingen fargeforandring i boblene. Men så havner tilfeldigvis en

kunne utfordre det barna gjør. Studentene forventes dessuten å lære seg noe om hvordan vitenskapelig kunnskap skapes.

stor bobleformasjon på et kartongstykke som ligger på bordet. Når boblene sprekker dannes et fantastisk fargemønster som i tillegg gir et tredimensjonalt inntrykk.

Oppgaven smitter over på de andre gruppene. Flere vil prøve dette. Noen studenter lykkes med å få lignende formasjoner i bevegelse på filmlerretet når de eksperimenterer med overheadprojektoren.

Neste oppgave er å illustrere, med svart tusjpenn, hvordan boblene henger sammen, male boblene med akvarellfarge, samt å søke fakta og forklaringer i litteraturen. Studentene sammenligner med andre mønsterdannelser som fins i naturen, og prøver å forstå hva som gjør at boblene skinner i alle regnbuens farger.

I løpet av ettermiddagen fortsetter de å arbeide i grupper og å reflektere over det som har foregått. En student skriver at hun nå forstår at de kan benytte dokumentasjonen sin for å kjenne igjen ulike mål i læreplanen. De har blant annet vært innom og synliggjort såpebobleblandingens kjemi, minimumsfaktoren i biologien, fargespekterets fysikk, blåseteknikker og form- og fargeestetikk ved hjelp av medier. Alt dette mens de har utforsket, undersøkt, lekt og eksperimentert.

Starten, selve utgangspunktet med vannet og boblene som barna og studentene utforsket, var like i disse eksemplene. Målet var derimot ulikt. Barnas prosesser handlet om å lære seg selv og andre nye oppdagelser om og med boblene. Målet for studenter og pedagoger var derimot dobbelt gjennom at de fikk nye innsikter om bobler som de så vil få bruk for når de skal lære å organisere læring for barn i ulike aldre.

Studenter og lærere må i tillegg skaffe seg adekvat faktakunnskap om faginnholdet for å få øye på og

Utforskning, undersøkelse og begrepsdannelse Med en utforskende og undersøkende måte å se på kunnskap på blir det også mulig å skape en natur­ vitenskapelig utforskende kultur. For at dette skal bli virkelighet, må både barnehagens og skolens rom invitere til utforskning. Materialer, instrumenter, verktøy og litteratur må være lett tilgjengelig og ønske velkommen til undersøkelse. I tillegg er både barnehagens og skolens uteplass arena for utforskende og undersøkende virksomhet. Dessuten handler det om et utvidet språk som i tillegg til tanke, tale, skrift og ulike kroppsspråk inneholder bilde, musikk, drama, dans, matematikk og andre måter å kommunisere på.

Språkbruken må speile en naturvitenskapelig faglighet som kan oversettes til et hverdagsspråk, for å kunne bygge broer over til barnas erfaringsverden og slik danne basis for planlegging og kunnskapsutvikling.

For at det skal være mulig å skape en utforskende kultur, må vi prøve å definere hva utforskende innebærer, og hva som er forutsetningene for kommunikasjon.

Vi har ved flere anledninger gitt studentene i oppgave å oppdage naturvitenskap i barnas hverdag. For enkelte har det vært vanskelig å forestille seg hvordan dette skal kunne gjennomføres, spesielt i barnehagen. Men selv svært små barn forsøker å utforske hvordan naturen fungerer, og prøver også å forstå verden på sin egen måte. Et lite barn spør ikke: «Hva heter det?»

Det spør heller «E’ det?» – «Hva er det?» Gjennom å utforske hvordan saker og ting ser ut, høres ut, smaker, lukter og kjennes, hvilken funksjon de har, og hvilke 25

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 25

23.05.16 14.41

forskjeller som fins, skaper barna begrep og leter etter betegnelsen for begrepet.

En barnehagelærer forteller at hun prøvde å lytte seg fram til hva hennes treåring var mest interessert i under en skogstur. Det viste seg å være en liten vanndam i en bergsprekk.

Neste gang de besøker skogen, har de med seg

Forståelsen for hvordan ord dannes, har for oss blitt en veiviser til hvordan en undersøkelse bør organiseres for å kunne skape en naturvitenskapelig kultur.

Dette gjelder spesielt de aller yngste barna, som bygger opp ord og begrepsforråd gjennom sine konkrete handlinger. Derfor kan det her være på sin plass å studere en definisjon av begrepsinnhold og begrepsdannelse (Pedagogisk uppslagsbok 1996, s. 63–64):

bøtter og redskap som de kan skuffe vann med, men da er vanndammen borte. Noen dager senere, når de igjen

Begrepsinnhold – klassen av alle de kjennetegn som

kommer til skogen, har det regnet. Dammen er tilbake,

skal høre til et objekt for at det skal kunne falle inn

og de fyller bøttene sine med vann, løv og kvister, for så

under et visst begrep.

å ta alt med seg tilbake til barnehagen. Noen løv setter seg fast i Saras hånd. Hun ser forundret på hånden og

Begrepsdannelse – en tankekonstruksjon som inne-

hører pedagogen si «sitte fast», ord hun senere gjentar.

bærer at et individ utvikler meningsfulle relasjoner

Når de er tilbake i barnehagen, heller Sara ut vannet

til ting og hendelser. Prosessen inneholder opple-

i bøtten i et vaskefat. Noen løv har fulgt med. «Fast»,

velser gjennom sansene, observasjoner, beskrivelser,

sier Sara når de fester seg på kanten av vaskevannsfatet.

kategorisering og sammenligninger av fenomener i

Når mamma ved hentetid kommer med lillebror i

omgivelsene. Begreper virker gjensidig på hverandre

vognen, blir Sara veldig interessert i hjulene på bar-

og inngår i et større system. Felles språklige refe-

nevognen og sier «fast». På hjulene har det festet seg

ranserammer innenfor en kultur gjør at begrep kan

løv, og mamma får høre pedagogen fortelle om de nye

kommuniseres.

oppdagelsene.

Litt senere på høsten, da barna igjen besøker vanndammen, har den fått en skorpe av is som barna bryter løs og bærer med seg biter av. «Glass», sier et barn, og de andre gjentar. «Glasset» forsvinner på hjemveien.

Barna har ennå ikke begrep eller ord for is, men de har begynt å fornemme begrepet.

Dette eksemplet viser hvordan begrepene fødes i en dialog og i en utforskning gjennom å skape en relasjon til noe annet, til materialet, tingen og de stedene en befinner seg. Noen ganger kommer ordene først, og en må lete etter begrepene de representerer, eller så danner en først begrep som en så leter etter ord for.

Begrepene bygges altså opp gjennom det en ser, tar i med hendene, hører, smaker, lukter og rører ved, men også av det en følelsesmessig blir berørt av. Hvis det fins forutsetninger for å utforske og undersøke, vil det også være forutsetninger for å danne begrep for det en holder på med.

Barn er for det meste helt åpne og oppmerksomme i forhold til nesten alt av ord og uttrykk som skulle dukke opp. For å kunne ta imot ordet eller uttrykket, og for at det skal kunne feste seg, må hver og en ha et begrep å ta imot med. Ellers må ord først repeteres, og et begrepsinnhold må bygges opp, slik at det har en mottager neste gang ordet dukker opp.

26

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 26

23.05.16 14.41

I henhold til forskning gjort av P. O. Wickman (2002) gjelder dette egentlig for alle aldre og skiller seg derfor ikke fra det studenter som begynner å studere biologi på universitetet, kan gjøre.

Ord, uttrykk og begreper må repeteres, om og om igjen, for å innlemmes i egen minnebank, i henhold til egne erfaringer. Ord og begreper må også repeteres for å kunne eksistere i et fellesskap og i en sammenheng.

Med tiden vil medlemmene i en gruppe, alene eller som gruppe, forsterke begreper og kompetanser som er blitt ervervet i en sammenheng, og tilpasse disse til andre sammenhenger og på andre kunnskapsområder (Nordin-Hultman 2004, s. 39): Vi kan bare forklare og forstå et fenomener ved hjelp av de tegn eller ord som fins i det menneske-

banan. Fruktene inneholder kjerner, men for en biologisk skolert person har begrepet blitt utvidet slik at de også vet at det fins frukt som er tørre, harde og uspiselige. Noen frukter inneholder frø, og det som vi kaller kjerner i epler og i appelsiner, er disse fruktenes frø.

Læreren må skape en utforskende og undersøkende kultur slik at hver og en får muligheten til å ta utgangspunkt i det som allerede er forståelig. Begrepene kan fylles på og dermed også spres utover og fordypes. Det en ikke forsto forrige gang, eller har glemt, kan på den måten synliggjøres. Etter å ha gjort nye erfaringer og tilegnet seg andre kunnskaper får en muligheten til å forstå noe en ikke tidligere forsto.

Sven Erik Liedman skriver i Et uendelig eventyr (2001, s. 108):

lige språket, eller som vi finner på, konstruerer, og dermed føyer til vårt språk. Vi kan ikke tenke på eller

Et menneske, derimot, må uavlatelig øve og trene på

snakke om noe vi ikke har tankeverktøy eller språk

det en har lyktes i å mestre en gang. Når alt kommer

for. Språket, det kulturspesifikke språket, må alltid

til alt, holder vi på med våre læreprosesser hele tiden.

komme først (Nordin-Hultman 2004).

Læringen må sette seg i fingrene våre, i hodet, i hele kroppen. (Liedman 2001).

Vi har alle ord og begrep på ulike abstraksjonsnivåer.

Det gjelder både i barnehage- og skolesammenheng, i hverdagsspråk og i vitenskapelig språk. Begrepsinnholdet blir unikt hos hvert enkelt menneske fordi en har ulike erfaringer. Ordene som et begrep betegner, kan derimot være like. Pedagogen kan derfor ikke vite hva hvert enkelt barn har for begrepsinnhold.

For de fleste mennesker inneholder begrepet frukt noe som kan spises, for eksempel eple, appelsin og

En naturvitenskapelig utforskende kultur kan derfor ikke iscenesettes om en ikke får muligheten til å undersøke med hele kroppen og med alle sansene, både innendørs og ute. Dette gjelder både for barn og voksne. Det må også være forutsetninger for å kunne vandre mellom ulike språklige uttrykksformer og områder, for på denne måten å forsterke gamle kunnskaper og gjøre nye oppdagelser.

27

106246 GRMAT Barn og naturvitenskap 160101#2.indd 27

23.05.16 14.41