9789147100262 by Smakprov Media AB

Gustav Helldén är professor emeritus vid Högskolan Kristianstad med inriktning mot de naturvetenskapliga ämnenas didaktik och har arbetat med lärarutbildning och lärarfortbildning i 24 år. Han är också en av författarna till boken Vägar till naturvetenskapens värld (Liber 2012)

Skog Costa Rica

Boken vänder sig till lärarstudenter och yrkesverksamma lärare.

Gustav Helldén Grönkål Sverige

• Vilka föreställningar har elever om de gröna växternas villkor för liv och växande? • Vad föreställer sig elever att det händer med döda växter på marken? Hur uppfattar de att jord bildas? • Hur föreställer sig elever att tillväxten från frö till fullbildad växt går till? • Vilka tankar har elever om blommans roll?

Helldén Elevers kunskapsutveckling och förståelse av ekologiska processer

Elevers kunskapsutveckling och förståelse av ekologiska processer är en bok om elevers lärandeprocesser. Den handlar om hur elever utvecklar kunskap och hur viktigt det är att i undervisningen anknyta till elevers erfarenhetsvärld samt att utgå från kunskap om elevers erfarenheter när man samtalar om deras olika utgångsläge. Denna kunskap är också till god hjälp när läraren ska planera sin undervisning. Bokens innehåll bygger på en longitudinell studie då författaren följde hur enskilda elevers förståelse av ekologiska processer utvecklades från årskurs två till årskurs åtta i grundskolan samt hur eleverna såg på sin kunskapsutveckling i början av sista terminen på gymnasiet Författaren beskriver och diskuterar elevers förståelse av ett antal ekologiska fenomen som handlar om villkor för liv, växande och nedbrytning i naturen samt om blommans roll. Några av frågorna som ställs i boken är:

Elevers kunskapsutveckling och förståelse av ekologiska processer

Best.nr 47-10026-2 Tryck.nr 47-10026-2

9789147100262c1c.indd 1

29/11/12 11:37 AM

gustav helldĂŠn

Elevers kunskapsutveckling och fĂśrstĂĽelse av ekologiska processer

liber

9789147100262b1-180c.indd 1

29/11/12 11:35 AM

Innehåll Förord

1. Introduktion 9 Miljödebatten och skolans undervisning 9 Elevtänkande och skolans undervisning 10

2. De stora miljöfrågorna och skolans undervisning 13 Skolans läroplan 15

3. Forskning om lärande i naturvetenskap 17 Piagets inflytande 17 Piagets tidigaste forskning 18 Kritik av Piagets teorier 19 Ett alternativ till Piagets modell 19 En konstruktivistisk modell för lärande 21 Många benämningar på elevers vardagstänkande 23 Undersökningar om elevtänkande i naturvetenskap 23 Vygotskijs inflytande på konstruktivismen 25 Ett sociokulturellt perspektiv på lärande 26 Fenomenografi och variationsteori 27 Tidigare studier av elevföreställningar om ekologiska fenomen 28 Om begreppen levande, växt och djur 29 Om villkor för liv och växande 32 Om nedbrytning i naturen 35 Om växter och djur i ett ekosystem 36

4. Något om biologiska begrepp och processer 40 Växternas livsvillkor 40 Nedbrytning av organiskt material 43 Livet i ett slutet terrarium 44 Blommans roll 45

9789147100262b1-180c.indd 3

29/11/12 11:35 AM

5. Intervjun – ett sätt att lära känna barns tankar 48 Val av intervjuform 48 Den kliniska intervjun 48 Den reviderade kliniska intervjun 49 Den kliniska intervjuns möjligheter och svagheter 50 Att skapa en god intervjuatmosfär 51 Öppningsfrågan 52 Val av frågeställningar 53 Om villkor för liv och växande 53 Om nedbrytning 53 Om växtens utveckling och blommans roll 53

6. Villkor för liv och växande 55 Föreställningar om villkor för liv och växande i åldern 9–12 år 55

Växtodling i slutna lådor 55 Undervisning om växters och djurs livsvillkor 57 Om växternas behov av vatten 58 Om växternas behov av luft, syre eller koldioxid 61 Kretsloppstänkandet utvecklas 64 Om växter och djur i ett slutet terrarium 65 Om växter och djur i ett slutet akvarium 68 Hur andas växterna? 71 Har krassen växt i ljus eller mörker? 72 Varför växer krassen bättre i jord? 73 Växterna behöver näring 74 Föreställningar om villkor för liv och växande vid 13 och 15 års ålder 75 Om vatten 76 Om luft, syre och koldioxid 78 Om ljus och fotosyntes 82 Om näring och jord 84 Utvecklingen av en elevs föreställningar om villkor för liv och växande 85

7. Växtens utveckling och blommans roll 89 Föreställningar om växtens utveckling och blommans roll i 9–12-årsåldern 89

Var kommer allt det gröna ifrån? 89

9789147100262b1-180c.indd 4

29/11/12 11:35 AM

Hur kan en stor växt komma från ett frö? 89 Varför har växterna blommor? 90 Varför har blommor färger? 91 Föreställningar om blommans roll vid 13 och 15 års ålder 92 Utvecklingen av en elevs föreställningar om blommans roll 99

8. Nedbrytning i naturen 102 Föreställningar om nedbrytning i naturen i 9–12-årsåldern 102

Löven på marken 102 Föreställningar om lövfällningen 102 Nedbrytning av löv på marken 103 Djur och bakterier deltar 105 Hur blir det jord? 107 Tankar om jord i 11-årsåldern 109 Nedbrytning i terrarium och akvarium 110 Hur går det med planeten jorden? 111 Föreställningar om nedbrytning i naturen vid 13 och 15 års ålder 114 Om löv och annat material på marken 114 Om lövfällningen 114 Om nedbrytningen på marken 116 Om jord 119 Nedbrytningen och planeten jordens storlek 121 Utvecklingen av en elevs föreställningar om nedbrytning i naturen 123

9. 19-åriga elevers kommentarer till tidigare intervjuer med dem 128 Personlig kontext och kontinuitet i elevernas beskrivningar 130

Toves erfarenheter från hemmet 131 Soﬁa om daggen 132 Oskar om smådjur i jorden 134 Hanna om regn och torka 135 Anders om kompostering 136 Användning av antropomorﬁstiska formuleringar 138 Elevernas syn på olika perioder av deras skolgång 139 Vad har bidragit till en bättre förståelse? 142

9789147100262b1-180c.indd 5

29/11/12 11:35 AM

10. Vad kännetecknar elevers tankar om ekologiska fenomen? 144 Erfarenheter från vardagen 144 Näring genom roten 145 Ljusets betydelse 145 Löven på marken 146 Blommans roll 147 Människan i centrum 148 Animism och antropomorﬁsm som hjälp att beskriva ekologiska fenomen 149 Att förstå genom att se ett ändamål 150 Att tänka i kretslopp 151 Kretslopp utanför organismerna 151 Kretslopp också inom organismvärlden 152 Kretsloppen i akvariet 154 Kretsloppens gasfas 155

11. Mot en mer utvecklad förståelse 157 Problematiska begrepp 157 Att utmana genom undersökningar och experiment 158 Vattnets kretslopp 159 Utbytet av koldioxid och syre 160 Behovet av ljus och värme 160 Behovet av näring 161 Blommans roll och växtens spridning 162 Nedbrytning av löv på land 163 Nedbrytning av löv i vatten 165 Daggmaskar och jord 165 Att studera en kompost 166 Resultatet av nedbrytningen 166 Att pröva och ifrågasätta 168

12. Med sikte på framtiden 170 Referenser 172 Register 177

9789147100262b1-180c.indd 6

29/11/12 11:35 AM

Förord Denna bok är en riktig ”tour de force” (sjusärdeles bedrift): ett enastående vetenskapligt bidrag och en pedagogisk berättelse som aldrig förlorar kontakten med de barn och unga vuxna, som den handlar om. Under ett decennium följde Gustav Helldén en grupp barn som hann lämna barndomen medan undersökningen pågick. Under den perioden träffade han dem gång på gång och med dem stillsamt dryftade grundläggande ekologiska sammanhang, som materiens kretslopp, villkor för liv, växande och nedbrytning med mera. Dessa samtal kretsade till väsentlig del kring vatten- och lufttäta lådor med lite jord, växter, några daggmaskar och insekter: alltihop övertäckt med glasskiva. Dessa miniatyrvärldar var helt avskurna från den övriga världen i alla avseenden utom ifråga om energiutbyte: solljuset nådde in genom den transparanta glasskivan och temperaturen inom den lilla världen påverkades av, och påverkade, temperaturen i den stora världen utanför. Fastsättandet av taket på lådan hade en dramatisk effekt på alla barn: De såg detta som en dödsdom över växterna i lådan och förvisso också över daggmaskar och insekter. ”De behöver ju luft (eller var det syre? Eller kanske koldioxid?) I vilket fall som helst, de levande tingen i lådan kommer att förbruka det, liksom de kommer att förbruka det lilla vatten och den lilla näring som finns. Och eftersom inget tillförs, kommer de att dö, den saken är klar.” Desto större var barnens överraskning när de under det kommande halvåret kunde iaktta hur livet fortsatte i den lilla världen. I stället för att sörja mördade daggmaskar stod de nu inför en jättelik kognitiv konflikt, en konflikt av just det slaget som utgör motorn i barnets tankemässiga utveckling, enligt Piagets teori. ”Ja, hur ska man förstå det som händer, när ens sätt att förstå inte förslår längre.” För förstå, det vill man. Alla vill det. ”Därför får man försöka tänka på ett annat sätt.” Och så kommer funderingarna: ”Växter, daggmaskar, små kryp andas in luft, dricker vatten, men det kommer inte ut någon luft eller något vatten ur lådan (liksom det inte kommer in något heller). Luften måste återuppstå på något sätt. Sammaledes med vattnet. Det är inte så att allt kommer nå7

9789147100262b1-180c.indd 7

29/11/12 11:35 AM

gonstans ifrån, fylls på i all oändlighet och sedan förbrukas, förvinner, slutar att finnas. Nej, allting går runt. Av något blir det något annat, och något annat igen … och så är det samma igen, som det var från början.” Denna insikt växer fram under flera år, blir mer och mer utvecklad, för att till slut inkludera växternas förmåga att tillverka sin egen näring med hjälp av solljuset som kommer in genom den transparanta glasskivan som täcker lådan upptill. Det är en revolution i barnens sätt att uppfatta sin omvärld, nu kan de se saker på ett sätt som de aldrig har sett dem förut. De har fått kraftfullare redskap att tänka och se med. Det är lärande när det är som bäst. Det tar tid, det föds fram ur barnens erfarenheter och skänker dem nya erfarenheter. Det sker för att de står inför något som de inte förstår och som de vill förstå, det sker för att de går i skolan och läraren pratar med dem om vattnets kretslopp, och för att Gustav Helldén pratar med dem, gång på gång, om växter och daggmaskar som vägrar att dö i en hermetiskt tillsluten låda. Och plötsligt upptäcker ett av barnen, och snart fler och fler: ”Vår egen värld är ju en sådan låda: Inget tillkommer och inget lämnar det, utom energi som kommer från solen, och energi som strålar ut från jorden. Sedan är det energi som tillförs från solen, men lagras i de gröna växterna genom fotosyntes. Och utan gröna växter skulle inga daggmaskar finnas kvar i plastlådorna.” Eller människor på vår jord. Jag har läst en underbar bok. floda, i september  Ference Marton

9789147100262b1-180c.indd 8

29/11/12 11:35 AM

1. Introduktion Miljödebatten och skolans undervisning

nder det sista årtiondet har orsaken till klimatförändring lokalt och globalt diskuterats bland forskare och i media. Frågan har då framför allt handlat om hur människan bidragit till denna utveckling (Bolin, 2004). Den naturresurs som framför allt står i fokus är fossila bränslen i form av kol, olja och naturgas. En viktig slutprodukt vid denna förbränning är koldioxid, som är en viktig komponent bland de gasformiga ämnen som begränsar utflödet av värmeenergi från jorden. Utan den skulle inget liv kunna existera här. Detta fenomen kallas växthuseffekten. Genom vår stora förbränning av fossila bränslen har mängden koldioxid ökat i atmosfären, vilket gett en förhöjd växthuseffekt. Man bedömer att den medverkar till en höjning av temperaturen på jorden, som i sin tur kan orsaka klimatförändringar som medför smältande polarisar, en höjning av havsytan, översvämningar samt störningar i de globala klimatsystemen. Det är alltså viktigt att skolans undervisning hjälper elever att utveckla förståelse av hur koldioxiden bildas och den roll detta gasformiga och osynliga ämne spelar på vår jord. Som lärare i biologi i grundskola och på gymnasium har jag mött många elever som haft svårigheter att med egna ord beskriva, hur biomassan byggs upp och bryts ned, varifrån materien kommer och vart den tar vägen. Det hände att jag lade en hög med färska gröna blad på katedern och frågade varifrån den materia som bladen bestod av kom. På motsvarande sätt bad jag elever berätta vad det slutligen blev av vissnande löv på marken. Denna svårighet att med egna ord beskriva fenomenen 9

9789147100262b1-180c.indd 9

29/11/12 11:35 AM

kunde också gälla elever som i skolan arbetat med begreppen fotosyntes och cellandning i undervisningen. Man kan fråga sig om denna svårighet beror på att vår undervisning inte i tillräcklig utsträckning utgått från elevernas eget tänkande om de olika fenomenen. Har kunskapen om dessa viktiga begrepp endast blivit till skolkunskap som inte utmanat elevernas vardagstänkande om fenomenen? I grunden rör det ju sig om samma fråga, nämligen varifrån materien kommer och vart den tar vägen. Problemet är att vi inte direkt kan observera organismers utbyte med omgivningen av gasformiga ämnen som koldioxid, syre och vattenånga.

Elevtänkande och skolans undervisning Under mitt arbete som lärare och lärarutbildare har jag förundrats över hur elever i olika åldrar beskriver fenomen i naturen. Bland annat har jag lagt märke till hur viktigt det är att man i undervisningen anknyter till elevernas erfarenhetsvärld, vilket framgår av följande två exempel. Jag undervisade i årskurs två på gymnasiets naturvetenskapliga linje för flera år sedan. Vi hade genomfört en laboration om växternas fotosyntes och cellandning. Det var så dags att i mikroskop undersöka blad från stjärnmossa för att se de klorofyllkroppar där fotosyntesen skedde. Mossans blad är mycket tunna. Därför ser man tydligt bladens celler och rikligt med grönfärgade klorofyllkroppar inuti cellerna. Det är en enkel mikroskopering som man kan genomföra både i grundskola och på gymnasium. I klassen fanns tre elever som några år tidigare undervisats i den högstadieskola där vi alltid undersökte blad av stjärnmossa i mikroskop för att se klorofyllkroppar. Eleverna i gymnasieklassen blev fascinerade av vad de såg, och jag påminde de tre eleverna om att de hade tittat på detta ett par gånger på högstadiet i samband med undervisningen om fotosyntesen. De förnekade att de hade sett eller hört talats om detta någon gång under sin högstadietid. Även om jag försökte påminna dem om det sammanhang där vi studerat fotosyntesen, bedyrade de att de inte hade varit med om något sådant. Hur kunde det komma sig? En av eleverna hade jag själv undervisat på högstadiet.

9789147100262b1-180c.indd 10

29/11/12 11:35 AM

När jag tittar tillbaka på min egen tidiga undervisning, tror jag att en viktig anledning till att min undervisning inte blivit en del av elevernas varaktiga lärande är att jag inte i tillräcklig utsträckning förankrat min undervisning i det kunnande de hade med sig då de kom till mina lektioner. Eftersom eleverna inte kunde anknyta till tidigare erfarenheter blev lärandet ytligt och till ingen meningsfylld kunskap för dem. Då jag arbetade med ett utvecklingsarbete om naturstudier i skolans närområde, började jag intressera mig för hur elever föreställer sig ekologiska processer. Följande händelse utspelades då jag var ute på exkursion med en lågstadieklass och dess lärare. En liten pojke står och håvar bland vattenväxterna vid kanten av en damm i Kristianstad en oktoberdag. Mängder med löv singlar ned från träden, då en kraftig vindpust sätter grenverket i rörelse. De färgglada löven täcker nästan hela vattenytan. Han tittar förundrat på skådespelet. Jag frågar vad han tror händer med löven på hösten. ”De löses upp på något vis”, blir hans svar. När jag frågar en liten flicka uppe på ängen om samma sak svarar hon: ”Jag tror att de sugs ner i jorden.” Det visade sig att eleverna gärna berättade vad de trodde att det hände med löven sedan de hamnat på marken. Detta blev en utmaning för mig att genomföra en mindre intervjustudie om elevernas tankar om nedbrytning. Under en fortbildningskurs för lärare i årskurs 1–6 utgick vi dels från den rika natur som fanns i skolans närområde och dels från de föreställningar om olika naturfenomen som barnen gav uttryck för. Förutom att inventera naturen i skolans närområde fick lärarna intervjua eleverna, bland annat med utgångspunkt i frågan: ”Hur blir det jord?” Det var höst och det var naturligt att anknyta till nedbrytningen på marken. Då vi träffades efter ett par veckor hade lärarna med sig lappar med enskilda elevers utsagor. Alla lapparna lades i en hög. Sedan fick lärarna gruppvis fördela lapparna i fyra kategorier beroende på hur välutvecklade elevernas beskrivning var. Det visade sig då att en stor andel av eleverna i årskurs 1 hamnade i kategorin med de mest välutvecklade föreställningarna. De hamnade därmed i samma kategori av föreställningar som flera elever från årskurs 5 och 6. När lärarna i årskurs 1 undersökte vad som möjligen kunde vara orsaken till detta, fann de att eleverna i 11

9789147100262b1-180c.indd 11

29/11/12 11:35 AM

årskurs 1 hade studerat nedbrytningen i en kompost i förskolan och då fått stimulans att utveckla sitt tänkande som lärarna i årskurs 1 sedan kunde bygga vidare på. Lärarna insåg att de hade möjlighet att anknyta till barnens tidigare erfarenheter i undervisningen om nedbrytningen av löven på marken (Helldén, 1999a). Elever i olika åldrar har gjort varierande erfarenheter som de utnyttjar i sin strävan att förstå olika fenomen i omvärlden. Detta gäller också deras erfarenheter av materiens kretslopp i natur och samhälle, där ekologiska processer spelar en central roll. Sådana processer handlar bland annat om biomassans uppbyggnad genom liv och växande liksom nedbrytning av biomassa. Jag har fascinerats av hur elever i olika åldrar beskriver dessa processer och blommans roll i växtens livscykel. I lärarutbildningen har jag låtit studerande intervjua elever i olika åldrar om ovanstående fenomen. Detta har sedan varit en viktig utgångspunkt för samtal och undervisning om elevers olika utgångsläge och hur undervisningen kan läggas upp. Frågan om varifrån eleverna hade fått sina föreställningar och hur dessa föreställningar kunde utvecklas då de blev äldre kom ofta upp. Om vi som lärare ska kunna hjälpa elever att utveckla en fullständigare förståelse av ekologiska processer måste vi veta mer om hur elever utvecklar sin förståelse av dessa processer. Det blev därför en utmaning för mig att studera hur enskilda elever utvecklar sin förståelse av ekologiska processer. Jag påbörjade en longitudinell studie då jag följde hur enskilda elevers förståelse av ekologiska processer utvecklades från årskurs 2 till årskurs 8 i grundskolan. Den första delen av denna studie omfattar studier av elevers förståelse till och med årskurs 5 och finns publicerad som en doktorsavhandling (Helldén, 1992). Den fortsatta forskningen finns dokumenterad i ett flertal forskningsartiklar (Helldén, 1999b, 2000, 2001, 2003, 2004a, 2004b, 2005). Eleverna fick som 19-åringar lyssna till hur de beskrev fenomenen som 11- och 15-åringar för att sedan kommentera sina tidigare utsagor. De intervjuades också om sin syn på skola och undervisning. Resultat och erfarenheter från hela denna longitudinella studie ligger till grund för innehållet i denna bok. 12

9789147100262b1-180c.indd 12

29/11/12 11:35 AM

2. De stora miljöfrågorna och skolans undervisning

enom ett samarbete mellan Internationella naturvårdsunionen (IUCN), Världsnaturfonden (WWF) och FN:s miljövårdsprogram formulerades 1980 en världsstrategi för miljövård (International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, 1980). I detta dokument togs frågan om förhållandet mellan naturvård och utveckling upp. Tidigare hade man sett dessa företeelser som oförenliga. I stället för att skärpa denna konfrontation talade man i ovanstående dokument om ett uthålligt utnyttjande av jordens resurser. Nu menade man att skydd av jordens resurser och ekonomisk utveckling måste gå hand i hand. Ska människan i en framtid kunna få en dräglig bärgning av dessa resurser utan att undergräva jordens förmåga att försörja kommande generationer förutsätts följande: • Väsentliga ekologiska processer och livsuppehållande system måste hållas intakta

• Den genetiska mångfalden måste bevaras • Arter och ekosystem måste utnyttjas på ett uthålligt sätt. För att förstå värdet av att bevara livsuppehållande system, genetisk mångfald och uthålligt utnyttjande av jordens resurser krävs att människor utvecklar kunskap om dessa fenomen, bland annat om materiens kretslopp. I det avslutande kapitlet i ovanstående världsstrategi diskuteras också förutsättningarna för en hållbar utveckling. Bland annat betonas vikten av utbildning i olika former.

9789147100262b1-180c.indd 13

29/11/12 11:35 AM

Det blev dock först genom rapporten från Världskommissionen för miljö och utveckling 1987 som begreppet ”hållbar utveckling” fick genomslag världen över (Världskommissionen för miljö och utveckling, 1988). Detta begrepp definieras i denna rapport på följande sätt: En hållbar utveckling är en utveckling som tillfredsställer dagens behov utan att äventyra kommande generationers möjligheter att tillfredsställa sina behov.

Det har funnits många förslag till hur begreppet hållbar utveckling skulle kunna definieras, men ovanstående definition har fått den största acceptansen världen över. Detta kan bero på att den har en öppen och inkluderande karaktär. Detta var säkert nödvändigt för att den skulle kunna inkludera olika natur- och samhällsfunktioner (SOU 2004:104). Av dokumentet Vår gemensamma framtid framgår det att miljöhänsyn och ekonomi inte får ses som varandras motsats. Vi har tidigare varit oroliga för hur den ekonomiska tillväxten påverkar miljön. Vi tvingas nu intressera oss för hur ekologisk stress i form av skador på jord, vattenhushållning, atmosfär och skogar påverkar de ekonomiska framtidsutsikterna. Vi har under senare tid tvingats ta ställning till ett starkt ökat ekonomiskt ömsesidigt beroende mellan världens länder. Vi måste nu anpassa oss till ett liknande accelererande ekologiskt ömsesidigt beroende mellan länderna. Ekologi och ekonomi håller på att bli alltmer sammanvävda - lokalt, regionalt, nationellt och globalt - till en sömlös väv av orsak och verkan. (Världskommissionen för miljö och utveckling, 1988, s. 18)

Som en följd av FN:s konferens för miljö och utveckling i Rio de Janeiro år 1992 kom begreppet miljöundervisning att få en ny och vidare betydelse än att bara gälla själva naturförhållandena. Också de socioekonomiska och politiska sammanhangen måste inkluderas i en miljöundervisning om hållbar utveckling. Detta har inneburit att begreppet miljöundervisning i stor utsträckning har kompletterats eller bytts ut mot utbildning för/mot hållbar utveckling eller snarlika uttryck (Skolverket, 2002).

9789147100262b1-180c.indd 14

29/11/12 11:35 AM

Vid konferensen i Rio antogs ett omfattande handlingsprogram med titeln Agenda 21. I kapitel 36 i detta handlingsprogram riktas fokus på miljöutbildning särskilt den formella utbildningen på olika nivåer i samhället. Arbetet med Agenda 21 i Sverige har bland annat kommit till uttryck i kommunala planer för opinionsbildning, utbildning samt omställning av samhällsfunktioner utifrån perspektivet hållbar utveckling (Agenda 21). Det blev just utbildning för en hållbar framtid som kom att stå i fokus vid Unescos världskonferens om hållbar utveckling i Johannesburg 2002 (Unesco, 2004). I rapporten från denna konferens slås det fast att en hållbar utveckling bygger på fyra ömsesidigt beroende system: Ett biofysiskt system som gör det möjligt för olika livsformer att existera på jorden. Ett ekonomiskt system som ger människor möjlighet att ha en dräglig försörjning. Ett socialt system som gör det möjligt för människor att leva ett fredligt liv tillsammans med respekt för mänskliga rättigheter. Ett politiskt system där man på ett demokratiskt sätt kan fatta beslut som handlar om hur ekonomiska och sociala system ska utnyttja mark, luft, vatten och organismer som samverkar i olika ekologiska processer. (Fien, 2004)

Det är uppenbart att människan måste ta ställning till viktiga frågor som rör hennes livsmiljö. Det fordrar kunskap om viktiga ekologiska fenomen. Barn skaffar sig tidigt erfarenheter och kunnande om grundläggande ekologiska processer. Hur framgångsrik undervisningen om dessa processer blir beror till stor del på lärarens förmåga att knyta an till elevers tankar om dessa fenomen. I dokumentet från Unescos möte i Johannesburg betonar man att undervisningen ska vara mer elevcentrerad och i mindre utsträckning styrd av kursplaner, läroböcker och examinationskrav (Unesco, 2004, s. 94).

Skolans läroplan Redan i det inledande avsnittet av 2011 års läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet framgår det att var och en som verkar inom skolan ska främja respekten för den gemensamma miljön (Lgr 11). 15

9789147100262b1-180c.indd 15

29/11/12 11:35 AM

Vidare anger läroplanen att det är angeläget att anlägga vissa övergripande perspektiv i undervisningen. Ett av dessa perspektiv är miljöperspektivet. De andra perspektiven är det historiska, det internationella och det etiska perspektivet. Genom ett miljöperspektiv får eleverna möjligheter både att ta ansvar för den miljö de själva direkt kan påverka och att skaffa sig ett personligt förhållningssätt till övergripande och globala miljöfrågor. Undervisningen ska belysa hur samhällets funktioner och vårt sätt att leva och arbeta kan anpassas för att skapa hållbar utveckling. (Lgr 11, s. 9)

I avsnittet om övergripande mål och riktlinjer i läroplanen står det att skolan ska sträva mot att varje elev visar respekt för och omsorg om såväl närmiljön som miljön i ett vidare perspektiv. Enligt kunskapsmålen i läroplanen ansvarar skolan för att varje elev efter genomgången grundskola känner till förutsättningar för en god miljö och förstår grundläggande ekologiska sammanhang. Jag menar att ett sådant grundläggande ekologiskt sammanhang handlar om materiens kretslopp i olika former, det vill säga om villkor för liv, växande och nedbrytning. Förutom själva kunskapsaspekten är det viktigt att naturvetenskaplig undervisning också stimulerar elevernas fascination för och nyfikenhet på naturen. Naturvetenskaplig undervisning ska tillfredsställa lusten att utforska naturen och ge utrymme för upptäckandets glädje och förundran (Skolverket, 2000). Denna pedagogiska grundsyn, i kombination med en medvetenhet om miljöfrågornas centrala plats i undervisningen, ger läraren ett fruktbart utgångsläge att höja elevernas beredskap att ta ställning till framtida miljöfrågor. En mycket viktig uppgift i detta sammanhang är att lära känna elevernas tänkande om olika ekologiska fenomen och därigenom identifiera deras utgångsläge i undervisningsprocessen. Världen över har man sedan början av 1970-talet forskat om elevers lärande i naturvetenskap. Låt oss se vad denna forskning kan bidra med för att vidga vår kunskap om hur elever formar sitt kunnande om ekologiska processer. 16

9789147100262b1-180c.indd 16

29/11/12 11:35 AM

3. Forskning om lärande i naturvetenskap Piagets inﬂytande

orskning om lärande och undervisning i naturvetenskap liksom forskning om lärande och undervisning i allmänhet var under slutet av 1900-talet starkt påverkad av Piagets syn på lärande. Han var ursprungligen zoolog och disputerade som 21-åring med en avhandling om sötvattensnäckor i Genèvesjön. Emellertid blev han tidigt intresserad av barns föreställningar om naturvetenskapliga fenomen och hur kunskap utvecklas. Han publicerade sina första undersökningar om barns tänkande redan under 1920-talet. Genombrottet för den Piaget-inspirerade forskningstraditionen inom naturvetenskapens didaktik kom när Piaget återupptäcktes i samband med forskarsymposier i USA vid Cornell- och Berkeley-universiteten (Ripple & Rockcastle, 1964). Piagets tidiga forskning som biolog har satt sin prägel på hans sätt att beskriva lärande. Inom biologin talar man om att organismen är anpassad att leva i fysiologisk och ekologisk jämvikt med sin omgivning, homeostasis. Piaget (1964) menar att människan på ett liknande sätt strävar efter att förstå sin omgivning för att komma i jämvikt med den. Barnets utveckling genomgår enligt Piaget en bestämd succession av utvecklingsstadier oberoende av var barnet växer upp, innan tänkandet är helt utvecklat. Den kronologiska åldern då bestämda utvecklingsstadier infaller kan dock variera. Det kan röra sig om fördröjningar på upp till fyra år. Varje stadium kännetecknas av att vissa generella tankestrukturer har utvecklats. Piaget hävdar att det är fyra huvudfaktorer som bidrar till utvecklingen 17

9789147100262b1-180c.indd 17

29/11/12 11:35 AM

av tankestrukturerna, nämligen mognad, erfarenhet, social interaktion och självreglering. Detta synsätt genomsyrar hela Piagets författarskap och har varit ett centralt inslag i forskningen om barns lärande i naturvetenskap. Med utgångspunkt i Piagets stadieteori producerades flera läromedel där innehållet hämtades från de tester som Piaget använt vid sina undersökningar. Det som för Piaget var en metod att studera barns tänkande blev normgivande för undervisningens innehåll. Man bortsåg från att undervisningen också måste vara motiverande och uppfattas som meningsfull av eleverna. De stadieorienterade projekten som byggde på Piagets forskning blev inte den succé som man hade väntat sig (Sjöberg, 2005).

Piagets tidigaste forskning På 1920- och 1930-talen kartlade Piaget barns föreställningar om naturvetenskapliga fenomen med hjälp av kliniska intervjuer, det vill säga han intervjuade varje barn enskilt. Jag kommer mycket väl ihåg när jag för första gången läste Piagets bok The Child’s Conception of the World från 1929, där han beskrev barns tidiga föreställningar om exempelvis måne, sol, moln, berg, träd och begreppet liv. Många av dessa beskrivningar av barns föreställningar kände jag igen från mina egna samtal med barn om olika naturfenomen. Detta blev för mig en inspirationskälla och en utmaning när jag skulle intervjua barn om fenomen i naturen. Piaget beskrev bland annat två typiska företeelser i barnens föreställningar, animism och artificialism. Animism innebär att barn beskriver döda ting som levande när de ska förklara olika fenomen. När man frågade barnen varför de såg månen var de än befann sig utomhus på kvällen, svarade de att månen följde efter dem vart de än gick. Artificialism innebär att barnen konstruerar övernaturliga eller andra förklaringar som inte kan kontrolleras för att förklara olika fenomen. När elever skulle berätta för Piaget hur Genèvesjön hade bildats, menade de att människan hade grävt en stor hålighet i närheten av staden och sedan låtit regn och floder fylla den med vatten (Piaget, 1982).

9789147100262b1-180c.indd 18

29/11/12 11:35 AM

förläggare: Anna Maria Thunman redaktör: Carin Soussi-Engman omslag & typografi: Birgitta Dahlkild omslagsfoton: Anders Blomqvist/NordicPhotos, Minden Pictures/NordicPhotos illustration: (s. 41) Eva Eliasson original: OKS Prepress Services projektledare: Maria Emtell produktion: Jürgen Borchert

Första upplagan 1

repro: OKS Prepress Services, Indien tryck: Kina 2013

kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och elevers rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningssamordnare, t.ex. kommuner och universitet. Intrång i upphovsmannens rättigheter enligt upphovsrättslagen kan medföra straff (böter eller fängelse), skadestånd och beslag/förstöring av olovligt framställt material. Såväl analog som digital kopiering regleras i BONUS-avtalet. Läs mer på www.bonuspresskopia.se.

Liber AB, 113 98 Stockholm tfn 08-690 90 00 www.liber.se kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01 e-post: kundservice.liber@liber.se

9789147100262b1-180c.indd 2

29/11/12 11:35 AM

Skog Costa Rica

Boken vänder sig till lärarstudenter och yrkesverksamma lärare.

Gustav Helldén Grönkål Sverige

Helldén Elevers kunskapsutveckling och förståelse av ekologiska processer

Elevers kunskapsutveckling och förståelse av ekologiska processer

Best.nr 47-10026-2 Tryck.nr 47-10026-2

9789147100262c1c.indd 1

29/11/12 11:37 AM