Förskoleprojekt i naturvetenskap och teknik – utifrån litteratur
Maria Heimer Ann S. Pihlgren Helena Sagar
KOPIERINGSFÖRBUD
Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och studenters begränsade rätt att kopiera för undervisningsändamål enligt Bonus Copyright Access kopieringsavtal, är förbjuden. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman eller Bonus Copyright Access.
Vid utgivning av detta verk som e-bok, är e-boken kopieringsskyddad.
Användning av detta verk för text- och datautvinningsändamål medges ej.
Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman eller rättsinnehavare.
Studentlitteraturs trycksaker är miljöanpassade, både när det gäller papper och tryckprocess.
Art.nr 46277
ISBN 978-91-44-16777-0 Upplaga 1:1
©Författarna och Studentlitteratur 2024 studentlitteratur.se
Studentlitteratur AB, Lund
Formgivning inlaga: Jesper Sjöstrand/Metamorf Design Group
Formgivning omslag: Francisco Ortega Omslagsbild: Emma Ganslandt
Foto av Helena Sagar: Louise Frey
Printed by Latgales Druka, Latvia 2024
1 Inledning 9
Nyckelkompetenser och förskolans läroplan 9
Förskolan, naturvetenskap och teknik 10
Varför du ska läsa boken 13
Läs vidare 16
Del I Naturvetenskap, teknik och undervisning 17
2 Naturvetenskap och teknik i förskolans undervisning 21
Vad är naturvetenskap och teknik? 21
Varför undervisa i naturvetenskap och teknik? 24
Vad vet vi om undervisningen i förskolan? 25
Naturvetenskap och teknik i förskolans läroplan 29
Läs vidare 33
3 Grundkunskaper i naturvetenskap och teknik 37
Frirum i läroplanen 37
Begrepp, processer och fenomen 38
Förståelse för naturvetenskap – naturvetenskapens karaktär 38
Undersökande arbetssätt 40
Samband i naturen – ekosystem 42
Kemiska processer och kretslopp i naturen 44
Fysikaliska fenomen 48
Läs vidare 50
4 Naturvetenskapliga arbetsformer i förskolan 53
Det naturvetenskapliga arbetets olika delar 53
Läs vidare 62
Innehåll
5 Högläsning – en väg till lärande och kunskap 65
Högläsningens fördelar 65
Pedagogisk högläsning 66
Alla barn – förskolans kompensatoriska uppdrag 68
Urval av litteratur 69
En högläsning av kvalitet 71
Läs vidare 71
6 Hur tar vi reda på det? 75
Ett gigantiskt och föränderligt informationsflöde 75
Vad säger styrdokumenten? 76
Vad vill vi ta reda på? 76
Läs vidare 79
7 Tematiska projekt 83
Begrepp – tema och projekt 83
Förskolepedagogisk planering 84
Metoder för tematiska projekt 85
Läs vidare 87
Del II
Tematiska projekt 89
8 Kan vi leva utan växter? 93
Vad krävs för att ett frö ska gro och växa? SPRÅKNIVÅ 0+A 93
Varför måste vi vara rädda om växterna? SPRÅKNIVÅ B 101
Utveckla det tematiska projektet 107
Läs med barnen 108
Läs mer om området 108
Läs mer om projektmetoden 108
9 Varför lagar vi maten? 111
Hur smakar och luktar maten och varifrån kommer den? SPRÅKNIVÅ 0+A 111
Varför används jäst och bakpulver vid bakning? SPRÅKNIVÅ B 117
Utveckla det tematiska projektet 121
Läs med barnen 122
Läs mer om området 122
Läs mer om projektmetoden 123
10 Varför följer dig skuggan vart du går? 127
Vad är en skugga? SPRÅKNIVÅ 0+A 127
Hur beter sig ljuset? SPRÅKNIVÅ B 136
Utveckla det tematiska projektet 147
Läs med barnen 147
Läs mer om experiment 147
Läs mer om projektmetoderna 147
11 Varför ramlar allt till marken? 151
Vad faller och glider fortast? SPRÅKNIVÅ 0+A 151
Hur fungerar en byggarbetsplats? SPRÅKNIVÅ B 159
Utveckla det tematiska projektet 179
Läs med barnen 179
Läs mer området 180
Läs mer om projektmetoden 180
12 Vilken är vår plats i rymden? 183
Vad är det för väder idag? SPRÅKNIVÅ 0–A 183
Vilken är vår fullständiga adress? SPRÅKNIVÅ B 190
Utveckla det tematiska projektet 201
Läs med barnen 201
Läs mer om rymden och väder 201
Läs mer om projektmetoden 202
13 Hur tar vi oss fram på och över vatten? 205
Vem trampar över min bro? SPRÅKNIVÅ 0+A 205
Är det kappsegling? SPRÅKNIVÅ B 213
Utveckla det tematiska projektet 223
Läs med barnen 224
Läs mer om området 224
Läs mer om projektmetoden 224
14 Vilka jobbar gratis åt oss? 227
Vilken nytta gör fjärilarna? SPRÅKNIVÅ 0+A 227
Varför behöver vi bin? SPRÅKNIVÅ B 234
Samtala med barnen om följande: 242
Utveckla det tematiska projektet 245
Läs med barnen 245
Läs mer om området 246
Läs mer om projektmetoden 246
15 Hur överlever man vintern? 249
Hur klär vi oss för vintern? SPRÅKNIVÅ 0+A 249
Hur överlever djuren vintern? SPRÅKNIVÅ B 256
Ledtrådar 256
Utveckla det tematiska projektet 268
Läs med barnen 268
Läs mer om området 269
Läs mer om projektmetoden 269
16 Epilog 273
Läs med barnen 275
Läs mer själv 275
Bilaga A: Planeringsmall 277
Bilaga B: Centralt innehåll i Naturorienterande ämnen för
årskurs 1–3 279
Bilaga C: Barnlitteratur om naturvetenskap och teknik 287
Dinosaurier 287
Djur 287
Fåglar 288
Hållbar utveckling och klimatförändringar 289
Kroppen 289
Livscykler 289
Näringskedjor 289
Skog, park och trädgård 290
Spår i naturen 290
Svampar 290
Teknik 290
Vatten, hav och sjö 291
Väder 291
Växter 291
Årstider 292
Referenser 293
Referenser – barnlitteratur 301
Inledning Kapitel 1
Kapitel 1
I förskolans läroplan finns det flera olika ämnesområden som barnen ska få möta under sin förskoletid. Ett sådant område är det naturvetenskapliga –med fysikaliska experiment, enklare kemiska processer, samband i naturen, hur människa och natur hör samman samt hållbar utveckling, som spännande delar. Ett annat område är teknik; människans sätt att använda och nyttja kunskaperna om naturen för att leva ett gott liv. Som pedagog i förskolan är din uppgift att öppna nya dörrar så att barnen kan träda in i naturvetenskapens och teknikens förunderliga värld. I det arbetet kan du ha stöd av den här boken!
Nyckelkompetenser och förskolans läroplan
EU anger åtta nyckelkompetenser som barn och vuxna kommer att behöva ha med sig för att samhället ska utvecklas till en bra plats att leva på. Till dessa hör naturvetenskap, teknik och ingenjörsvetenskap. Naturvetenskap handlar om förmågan att förklara naturen på ett vetenskapligt sätt och med vetenskapliga metoder. Det handlar till exempel om att göra observationer och experiment för att besvara frågor och dra slutsatser om hur saker och ting kan förhålla sig (EU 2018). Teknik (och ingenjörsvetenskap) handlar om att tillämpa naturvetenskapliga och andra kunskaper för att tillgodose människors behov eller önskemål. Både i läroplanen för förskolan, Lpfö 18 (Skolverket 2018), och i EU:s nyckelkompetenser (EU 2018) lyfts också vikten av att barn förstår hur utveckling kan ske på ett hållbart sätt.
I läroplanen och nyckelkompetenserna betonas två områden. Dels kunskaper inom de naturvetenskapliga och tekniska områdena, dels att barnen ska kunna anta ett kritiskt och nyfiket undersökande förhållningssätt. För
att undervisningen ska kunna leda till förståelse för naturvetenskap och teknik, måste man som förskollärare och förskolepersonal ha en djupare kunskap om de olika ämnesområden som berörs – exempelvis fysik, kemi, biologi och teknik (Helldén, m. fl. 2010). Det är nödvändigt om barnen ska förstå det särskilda tänkande som utmärker naturvetenskap (Elfström, 2014, Rozenszayn & Yarden 2015). Det är förstås också viktigt att man som pedagog själv har en positiv inställning till det naturvetenskapliga området (Johnston 2014).
Förskolan, naturvetenskap och teknik
I förskolan läggs den viktiga grunden för att barnet ska kunna ta sig an livet med tillförsikt. Undervisningen där är också grunden för att barnet ska förstå det innehåll som det med tiden kommer att möta i grundskola och gymnasium. Förskolans läroplansinnehåll i naturvetenskap och teknik bildar första delen i en progression genom utbildningssystemet. Den avspeglas i hur undervisningens innehåll beskrivs i läroplanstexterna. I figur 1.1. kan man följa hur förskolans målområde om ”förståelse för samband i naturen” utvecklas i läroplanstexten genom åren till gymnasiets naturkunskap som omfattar kunskap om ”evolutionens mekanismer och organismers utveckling”.
Förskolans undervisning ska alltså lägga en viktig grund för barnets förståelse av naturvetenskapliga och tekniska fenomen och metoder.
Hur ser det då ut med den naturvetenskapliga undervisningen i förskolan? Även om många förskolor genomför naturvetenskapliga experiment tillsammans med barngruppen, visar det sig att undervisningen ofta inte leder till en djupare förståelse (Skolinspektionen 2016a; Ärlemalm-Hagsér 2008). Förskollärare tycks se naturvetenskap som liktydigt med förskolans samlade uppdrag och ser därför inte hur det specifika i kunskapsområdet ska lyftas fram i undervisningen (Thulin 2011). Detsamma gäller teknikundervisningen, som ofta reduceras till byggrummens tänkta effekt på barnens förståelse för byggande och byggkonstruktion (Pihlgren 2022). Många förskollärare argumenterar för att undervisningen ska utgå från barnens nyfikenhet och frågor, men de tenderar att glömma att läroplansuppdraget också handlar om ett ansvar för att expandera barnens nyfikenhet och lärande på områden som barnen inte har erfarenhet av eller kan känna till. Till stor del tycks det svaga kunskapsinnehållet bero på att förskollärare ofta saknar naturvetenskaplig förståelse och ibland har en negativ inställning på grund av sina egna erfarenheter från den egna skolgången (Sundberg 2013; Ünal m.fl. 2010). Många förskollärare har svårt att definiera
Förskolan
Förståelse för samband i naturen och för naturens olika kretslopp samt för hur människor, natur och samhälle påverkar varandra
F–Klass
Naturen och människors levnadsvillkor på hemorten
Årskurs 3
Exempel på livscykler hos några djur och växter
Årskurs 6
Livets utveckling och mönster i organismers anpassningar till olika livsmiljöer
Årskurs 9
Olika faktorers inverkan på ekosystem och populationer och komplexa ekologiska samband som energi öden och kretslopp
Gy Naturkunskap 2
Evolutionens mekanismer och organismers utveckling. Hur livets villkor och ekologi kan studeras på olika nivåer.
Fritidshem
Hur människors olika val i vardagen kan bidra till en hållbar utveckling
Figur 1.1
Progression i ett undervisningsområde från förskola till gymnasium. Bild: Ann S. Pihlgren.
Kapitel 1
vad naturvetenskap rör sig om (Sundberg m.fl. 2016). Det gör också att de kan ha svårt att uppfatta vad som är möjliga naturvetenskapliga pedagogiska situationer (Hansson m.fl. 2014). Forskning visar dock att barnen med rätt undervisning kan förstå avancerade naturvetenskapliga fenomen (Backman 2018a). Genom att själva få uppleva fenomen och metoder på flera olika sätt, kan de med tiden urskilja vad som är väsentligt och vad som är irrelevant. Naturvetenskapen omfattar en särskild kultur med regler, språk, konventioner och förskolepersonalens undervisning kan, om den håller god kvalitet, hjälpa barnen att överskrida de kulturella gränserna mellan vardagskulturen och den naturvetenskapliga kulturen (Zetterqvist & Kärrqvist 2007). Din insats som undervisare är därför väsentlig!
Naturvetenskap, tänkande och estetik
Barn i förskoleåldern ställer ofta filosoferande frågor som relaterar till naturvetenskap och teknik (Matthews 1980). Varför är himlen blå? Kan man fånga ett moln? Varför flyger fåglar och inte människor? Varför flyter bollen men inte stenen? Varför blir det natt? är exempel på några sådana frågor. Här finns en möjlighet att tillsammans med kamrater och personal få samtala om och utforska frågeställningarna för att stilla nyfikenheten. Man brukar beteckna detta första möte med det naturvetenskapliga området som emergent science, begynnande eller framväxande naturvetenskap (Johnston 2013). Denna begynnande förståelse kan förstås som ett grundläggande intresse för problemlösning och undersökning. Det handlar i hög grad om attitydskapande – att göra barnen nyfikna och ge dem verktyg för att förstå omvärlden ur ett naturvetenskapligt perspektiv (Thulin 2011).
Ofta ses naturvetenskap och estetik som skilda områden eller kanske till och med som varandras motsatser. Naturvetenskapen ses som rationell och logisk, medan estetik och konst ses som något irrationellt som handlar om känsloupplevelser. Men motsatsen är konstruerad; barnen upplever naturvetenskap med känslor, och estetiken innehåller alltid moment av logisk analys (Lindström 2006; Wickman & Jacobson 2009).
Barn lär sig genom att uppleva med många olika sinnen och det är därför en viktig del av naturvetenskapen och tekniken i förskolan att se till att erbjuda möjligheter till sådana upplevelser. Genom att hoppa, åka rutschkana och tappa saker i golvet lär sig det lilla barnet om tyngdlagen. Genom att röra sig taktfast till musik kan de äldre barnen uppleva puls och återupprepning, något som är en viktig förståelse, bland annat på teknikområdet.
En betydelsefull del i förskolebarnets utforskande av naturvetenskaplig och teknisk kunskap sker via högläsningen. Det kan röra sig om sakprosa,
det vill säga faktaböcker om olika ämnesområden, som ger barnen möjligheter att formulera nyfikna frågor och förstå olika sammanhang. Det kan också röra sig om att genom skönlitterära upplevelser relatera naturvetenskapen och tekniken till den egna situationen och de egna känslorna. Högläsningen är alltså en viktig pusselbit i kopplingen mellan estetik, naturvetenskap och teknik.
Varför du ska läsa boken
Den här boken är den fjärde boken som Maria Heimer och Ann S. Pihlgren skriver tillsammans. Alla de tre tidigare böckerna har med olika infallsvinklar förespråkat kvalitativ undervisning i förskolan som en demokratisk rättighet för alla barn: Demokrati för förskolebarn, Nyckelkompetenser i förskolan och Värdegrunden i förskolan. Det gör den här också! I den här boken har vi valt att be Helena Sagar att delta, eftersom hon är legitimerad NO- och tekniklärare samt fil.dr i naturvetenskap med inriktning mot utbildning. Helena arbetar som vetenskaplig ledare och lektor i Kungsbackas Förvaltning för Förskola & Grundskola.
Boken är tänkt att ge förskollärare och alla som arbetar i förskolan en god grund att stå på för att undervisa i naturvetenskap och teknik. Det innebär att den innehåller en inledande del, där vi på ett lättillgängligt sätt förklarar det som förskolepersonal bör veta om naturvetenskap, teknik och undervisning. I slutet av dessa kapitel finns diskussionsfrågor samt lästips för läsare som vill fördjupa sig på området.
I inledningen presenteras bokens innehåll översiktligt. I kapitel 2 Naturvetenskap och teknik i förskolans undervisning presenteras vad undervisningen i förskolan förväntas innehålla, varför förskolebarn bör möta naturvetenskap och teknik samt hur nuläget ser ut i förskolors undervisning. I det nästkommande kapitlet 3 Grundkunskaper i naturvetenskap och teknik , presenteras och förklaras de grundkunskaper i naturvetenskap och teknik som förskolepersonalen kommer att behöva för att kunna undervisa. Kapitel 4. Naturvetenskapliga arbetsformer i förskolan presenterar därefter olika arbetsformer som lämpar sig för att användas med förskolebarn. I kapitel 5 Högläsning – en väg till lärande och kunskap visas hur högläsningen kan ge fördjupad förståelse i naturvetenskap och teknik när den genomförs på ett genomtänkt sätt. Kapitel 6 Hur tar vi reda på det? behandlar ett viktigt område i all undervisning, nämligen att arbeta med informationssökande, olika källor, källkritik, samt hur artificiell intelligens som Chat GPT kan användas som tillgång i undervisningen och vad man behöver beakta. Den första delen avslutas med kapitel 7 Tematiska projekt. Kapitlet handlar om
varför ett tematiskt och ämnesintegrerat arbete i längre perioder ger hållbart lärande. Det presenterar också hur projektet kan planeras samt några olika metoder för att arbeta med tematiska projekt.
Därefter följer del två som innehåller åtta kapitel där tematiska projekt beskrivs dels för förskolebarn med påbörjad språkutveckling, dels för barn med utvecklade språkfärdigheter. Vi har valt att göra så, i stället för att ange åldrar, eftersom barn i samma ålder kan ha olika språklig kompetens. Vi använder oss av Europarådets gemensamma referensram för att tydliggöra hur språkutveckling sker (Skolverket 2009). Den innebär att språkanvändare på nybörjarnivå betecknas nivå 0+A med Europarådets beteckning. Här kan barnet säga och förstå ett begränsat antal ord och enkla, kända fraser. Nivån därefter, nivå B, betecknas självständiga språkanvändare. Här kan barnet förstå mer och själv samtala och diskutera flytande om välkända ämnen. För den som är mer intresserad av Europarådets referensram hänvisar vi till boken Värdegrunden i förskolan: samtal om barnkonventionen utifrån litteratur (Heimer & Pihlgren 2023), se Läs vidare i slutet av kapitlet.
Varje projekt omfattar ett eller flera av områdena inom förskolans naturvetenskap eller teknik. Det innehåller en förskolepedagogisk planering för projektet samt förslag på hur projektet kan genomföras. I slutet av varje projektkapitel ges förslag på hur det tematiska projektet kan utvecklas vidare. Där finns också lästips både för dig själv och för barngruppen.
De praktiska kapitlen är tänkta att fungera som handledningar, som läsaren kan slå upp och använda när ett undervisningsområde är aktuellt på förskolan. Kapitlen innehåller därför en del upprepningar av metodbeskrivningar så att du som läsare slipper bläddra mellan kapitlen.
De tematiska projektkapitlen inleds med kapitel 8 Kan vi leva utan växter? Här är biologi i fokus och projektet för barn med påbörjad språkutveckling, Vad krävs för att ett frö ska gro och växa? fokuserar på plantering och växter, medan projektet för barn med fortsatt språkutveckling, Varför måste vi vara rädda om växterna? också behandlar fotosyntes och hur människan har nytta av växterna. I kapitel 9 Varför lagar vi maten? är såväl biologi som kemi i fokus. I temat för barn med påbörjad språkutveckling, Hur smakar och luktar maten och var kommer den ifrån? utforskar barnen med sina olika sinnen och tar reda på mer om var mat kommer ifrån och hur den hanteras. För barn med fortsatt språkutveckling är i stället bakandet och jäsningsprocessen i fokus i Varför används jäst vid bakning?
Kapitel 10 Varför följer dig skuggan vart du går? utforskar fysikområdet optik, ljus och skugga. Barn med påbörjad språkutveckling möter skuggan i olika former i Vad är en skugga? Barn med fortsatt språkutveckling utforskar ljus och optiska fenomen i Hur beter sig ljuset?
Kapitel 11 Varför ramlar allt till marken? har fokus på fysik i form av gravitation och friktion. Vad faller och glider fortast? för barn med påbörjad språkutveckling har friktion och tyngd i fokus. För dem med fortsatt språkutveckling ligger fokus på de fem enkla maskinerna – lutande planet, hävstången, hjulet, kilen och blocket – och hur dessa kan användas på exempelvis en byggarbetsplats i Hur fungerar en byggarbetsplats? Kapitel 12 Vilken är vår plats i rymden? berör meterologi och astronomi, både i det språkligt enklare projektet Vad är det för väder idag? och det mer språkligt avancerade Vilken är vår fullständiga adress? som behandlar rymden.
Kapitel 13 Hur tar vi oss fram på och över vatten? har fysik och teknik i fokus.
I det språkligt enklare projektet ligger fokus på brobyggen och liknande konstruktioner, Vem trampar över min bro? I det språkligt mer avancerade projektet är i stället båtbyggande och båtfärder i fokus, Är det kappsegling? I kapitel 14 Vilka jobbar gratis åt oss? ligger fokus på hur människan har nytta av och samverkar med naturen. I den språkligt enklare nivån utforskas fjärilar och pollinering i Vilken nytta gör fjärilarna? I den språkligt mer avancerade nivån är bin och honungen i fokus i Varför behöver vi bin? I kapitel 15 Hur överlever man vintern? utforskar barnen i den påbörjade språknivån tekniska lösningar för att kunna överleva vintern som människa i Hur klär vi oss för vintern? I den mer avancerade språknivån ligger fokus på djurs olika strategier för att överleva i Hur överlever djuren vintern? Till sist avslutas boken med kapitel 16 Epilog där tankar under arbetet summerar bokens innehåll. I slutet av boken, bilaga C, hittar du förslag på barnlitteratur om naturvetenskap och teknik som kan användas i andra tematiska projektområden än de som boken behandlar.
Bokens författare
Maria Heimer är legitimerad lärare och skolbibliotekarie. Hon har tidigare även arbetat som utvecklingspedagog med fokus på språk-, läs- och skrivutveckling i förskola och skola. Hon har skrivit flera pedagogiskt inriktade böcker och läromedel och är i dag författare och föreläsare på heltid.
Ann S. Pihlgren är filosofie doktor i pedagogik och forskningsledare vid
Ignite Research Institute. Hennes forskningsintresse rör barns och elevers tankeutveckling och samspel samt de didaktiska konsekvenserna av dessa. Hon arbetar bland annat för Skolverket med undervisningsutveckling och har skrivit ett antal pedagogiskt inriktade böcker. Hon har tidigare arbetat som lärare, rektor, förskolechef, kvalitetsutvecklare och förvaltningschef samt som studierektor och lärarutbildare vid Stockholms universitet.
Helena Sagar är filosofie doktor i naturvetenskap med inriktning mot
utbildning, NO- och tekniklärare på högstadiet, kommunlektor och vetenskaplig ledare i Förvaltningen för Förskola & Grundskola i Kungsbacka kommun. Under alla sina år som undervisande lärare har hon arbetat med entreprenöriella lärmiljöer för att skapa mening och inflytande för eleverna i deras lärande. Hennes forskningsintresse rörde inledningsvis lärares professionsutveckling inom pedagogiskt entreprenörskap. Genom tjänsten som kommunlektor och vetenskaplig ledare har hennes intresse breddats till att innefatta även förskolans undervisning, särskilt inom NO och teknik. Hon planerar och genomför utbildningar för rektorer och mellanledare i förvaltningen och samverkar med flera olika forskare kring praktiknära forskningsfrågor.
DISKUTERA KAPITLET
• Är naturvetenskap och teknik viktiga områden i förskolans undervisning? På vilket sätt i så fall? I vilken omfattning?
Läs vidare
Heimer, M. & Pihlgren, A.S. (2021). Demokrati för förskolebarn: undervisning i åtta nyckelkompetenser. Studentlitteratur.
Heimer, M. & Pihlgren, A.S. (2022). Nyckelkompetenser i förskolan: tio demokratiska undervisningsexempel. Studentlitteratur.
Heimer, M. & Pihlgren, A.S. (2023). Värdegrunden i förskolan: samtal om barnkonventionen utifrån litteratur. Studentlitteratur.
Johnston, J. (2013). Emergent science. Teaching science from birth to 8. Routledge.