9789147114078

Elfström, Nilsson, Sterner, Wehner-Godée

V

Barn och naturvetenskap

ad har naturvetenskap med lärande och barn att göra?

En hel del faktiskt. Inom naturvetenskaplig forskning finns en lång tradition av utforskande, undersökande och experimenterande för att lösa forskningsproblem. Barn utforskar, undersöker och experimenterar också för att komma underfund med hur världen fungerar. Det finns stora skillnader, men även betydelsefulla likheter mellan hur en vetenskapsman arbetar och hur ett barn utforskar naturvetenskap i sin närmiljö.

I denna reviderade upplaga av Barn och naturvetenskap som behandlar de naturvetenskapliga ämnenas didaktik för förskolans och skolans tidiga år tar författarna fasta på likheterna i de naturvetenskapliga forskarnas sätt att arbeta och jämför det med ett utforskande och undersökande arbetssätt med barnen. Författarna betonar vikten av tilltron till barns egen förmåga och tar avstamp i barnens eget utforskande. Teorier om lärande kopplas till praktiska exempel från förskolans och skolans arbete med naturvetenskap, och exempel ges även från lärarstudenters utforskande. Andra betydelsefulla områden som behandlas är produktiva frågor, olika sätt att påbörja projekt, materialets betydelse som den tredje pedagogen samt viktiga begrepp som pedagogisk dokumentation, mångfald, olikhet och utvärdering.

Läsaren bjuds att ta del av inspirerande exempel på hur man kan arbeta praktiskt och teoretiskt tillsammans med barn i olika naturvetenskapliga projekt. Denna reviderade upplaga är även utökad med ett nytt kapitel som tar upp barns utforskande av ekologiska kretslopp i förskola och skola.

Barn och

naturvetenskap – upptäcka, utforska, lära i förskola och skola

Ingela Elfström Bodil Nilsson Lillemor Sterner Christina Wehner-Godée

Författarna Ingela Elfström, Bodil Nilsson, Lillemor Sterner och Christina Wehner-Godée är eller har varit verksamma vid lärarutbildningen vid Stockholms universitet.

Best.nr 47-11407-8 Tryck.nr 47-11407-8

Elfström_omslag.indd 1

2014-05-13 09.26

ISBN 978-91-47-11407-8 © 2014 Författarna och Liber AB förläggare: Anna Maria Thunman redaktör: Annika Sandström omslag och typografi: Birgitta Dahlkild och Kristina Schollin-Borg produktion: Jürgen Borchert bildredaktör: Elisabeth Westlund omslagsfoto: Christina Dackéus

Andra upplagan 1 Repro: Repro 8 AB, Stockholm

Tryck: Kina 2014

kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och elevers begränsade rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUSavtal, 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

Elfström_inlaga.indd 4

2014-04-29 12.17

Innehåll Förord 8 Inledning 11

Naturvetenskapligt arbetssätt

14

Naturvetenskaplig didaktisk forskning och undervisning 15 Naturvetenskaplig forskning 16 Naturvetenskapliga upptäckter 18 Utforskande och undersökande arbetssätt 20 Utforskande, undersökande och begreppsbildning 23 Teoretiska perspektiv på kunskap och lärande 26 Empiristisk kunskapstradition 27 Konstruktivism 29 Sociokulturellt perspektiv 31 Poststrukturella perspektiv 32 Likheter och skillnader mellan perspektiven 33 Sammanfattning 34 Att kommunicera och gestalta tankar 35 Tilltro till barns förmåga och strategier 35 Lärande individuellt och i grupp 39 Följa och dokumentera lärprocesser 43 Skapa en relation till platsen, materialet och uppgiften 44 De hundra språken 46

Naturvetenskapligt utforskande arbete

54

Börja för att komma vidare 55 Att ”äga” frågan 55 Noggranna observationer med hjälp av bildspråket 68

Elfström_inlaga.indd 5

Produktiva frågor 69 Concept Cartoons 73 Materialets betydelse 76 Sorteringsövningar 79 Andra sätt att börja 81

Följa, värdera och utvärdera lärprocesser

85

Pedagogisk dokumentation kopplad till ett innehåll 86 Retrospektiv och prospektiv dokumentation 86 Ett kollektivt verktyg 87 Att använda pedagogisk dokumentation som lärare 89 Projektera – att göra ett upplägg för ett projekt 90 Små barns naturvetenskapliga utforskande 92 Dokumentera händelser – det barnen gör 92 Tid att undersöka 95 Dokumentera och kommunicera – projektarbete med femåringar 98 Organisation av projektarbetet 99 Barnen har teorier om träd 99 Begreppsbildning 105 Konkret undersökande möter fantasirika spekulationer 109 Sammanställning av höstens arbete 110 Vårens projekt – välja spår att fördjupa 110 Låta idéerna mötas 114 Pedagogisk dokumentation som ett verktyg för utvärdering 119 Frågor styr 120 Vad lärde sig barnen? 122 Kunskap och mening 123

2014-04-29 13.13

Trädet – ett projekt i skolan med dokumentationen som styrmedel 125 Syften med projektet 125 Undervisningsprocessen 125 Ämneskunskap 131 Organisation, lärande grupper och lärprocesser 133 Ett utforskande där barnet äger frågan 138 Projektets pedagogiska dokumentation 138 Språkets betydelse och kopplingen till läs- och skrivinlärning 139 Vad lärde sig barnen av projektet? 139 Fler infallsvinklar 140 Slutkommentarer 141

Ämneskunskap som möter barns frågor 142 Ämneskunniga lärare 143 Hur gamla är stenar och har de varit levande? 145 Om stenars ålder och hur de har bildats 145 Döda stenar som en gång varit levande 147 Levande eller dött 148 Kan man förstå vad fåglarna säger? 150 Fåglarnas anpassning till miljön 151 Varför svävar man fritt i rymden? 152 Om tyngdkraften 152 Barn tycker om att öka eller minska friktionen 153 Karuseller och gungbrädor 153 Hur kan ljuset studsa? 156 Ljusets reflektion 157 Regnbågens alla färger 158 Varför kan man se månen på dagen? 159 Om jordens, solens och månens rörelser

Elfström_inlaga.indd 6

i förhållande till varandra 160 Morgonstjärnan är egentligen planeten Venus 160 Att mäta tid med skuggor 161 Månens faser 161 Olika kalendrar 162 Stjärnbilder och myter 163 Vi ser Betelgeuze som den såg ut för sexhundra år sedan 163

Inget nytt under solen

165

Idéer och tänkvärda tankar Carl von Linné 166

166

John Dewey – learning by doing

167

Primary Science i Storbritannien 168 Coombes School 169 Bifrostskolan 170 Reggio Emilia och Reggio Children 171

Framtiden

173

Ekologiskt kretsloppstänkande 174 Utforskande och lärande 174 Förskolebarn utforskar vattnets kretslopp Lera och vattnets kretslopp – ett pilotprojekt i skolan 178 Vattnets kretslopp 184 Rådjursprojektet – ett projekt om liv, död och återfödelse 185 Rådjurets liv och död 186 Kolets kretslopp 192 Slutkommentarer 193 Litteratur 194 Bildförteckning 198 Register 199

174

2014-05-12 09.35

* ett varmt tack till

Margareta Adolphson, Gunilla Dahlberg, Susanna Ekström, Elisabeth NordinHultman, Sofie Stenlund och Håkan Sterner för genomgången av hela eller delar av manuskriptet och för konstruktiv kritik.

Ett varmt tack även till de förskolor och skolor som har bidragit med inspirerande exempel.

Elfström_inlaga.indd 7

2014-04-29 12.17

Förord ”Det roligaste med att flyga med pappersplan är att de aldrig flyger likadant”, säger Gustav fyra år, och visar på människans stora drivkraft att inte veta hur det går nästa gång. Att upptäcka likheter och skillnader, att göra distinktioner, är något som vi människor enligt den chilenske biologen Humberto Maturana älskar att göra.

Det får oss att tänka.

Den här boken präglas just av barns iver att utforska olikheter och skillnader och av liv och lärprocesser och författarnas egna reflektioner i relation till dessa processer. Vid läsningen har jag hela tiden tänkt på hur viktigt det är att ”lyssna” till barns frågor, deras förundran och nyfikenhet och låta dem undersöka och utforska det som engagerar dem, hur komplicerat det än först verkar. Det förutsätter att vi inte genast förenklar utan istället som lärare försöker härbärgera komplexitet, en komplexitet som innefattar både olika ämnesområden, arbetssätt och teoretiska perspektiv.

Under 1990-talet påbörjade vi vid Lärarhögskolan i Stockholm, numera Stockholms universitet, ett omfattande förändringsarbete med inriktning mot lärande i förskolan och de första åren i grundskolan. I nära samarbete med förskolor och skolor har vi i större utsträckning än tidigare tydliggjort innehållet i de ”ämnesområden” som ska ge de blivande lärarna en kunskapsgrund i yrket. Vi har också gett lärarutbildningen för de yngre åldrarna en tydligare forskningsbas.

Det har varit ett mödosamt arbete eftersom det till stor del handlat om att utmana förgivet tagna föreställningar om barn, kunskap och lärande och

om hur vi i lärarutbildningen ska kunna integrera lärarkunskap, ämnesdidaktik, ämnesteori och verksamhetsförlagd utbildning.

De tankar och beskrivningar av projekt som ges i den här boken är ett mycket viktigt bidrag till denna förändringsprocess. Författarna har arbetat tillsammans i inriktningen ”Barn och naturvetenskap” och de delar här med sig av sitt fortlöpande sökande för att finna nya former för ett naturvetenskapligt utforskande arbetssätt.

En fråga som de ställer är varför det i grundskolan finns ett vikande intresse för skolämnena biologi, fysik och kemi när erfarenheten visar att små barn mycket tidigt är intresserade och fascinerade av naturvetenskapliga fenomen. Kan det möjligen handla om hur undervisningen i dessa ämnen bedrivs, både i skolan och i lärarutbildningen?

För att svara på dessa frågor utmanar författarna de förändringsstrategier som hittills prövats för att inspirera till ett större intresse för de naturvetenskapliga ämnena i skolan och i lärarutbildningen. De utmanar bland annat det naturvetenskapliga empiristiska grundantagandet att världen går att upptäcka och att språket avspeglar världen – något som får till konsekvens att vi ser på världen på ett objektifierat sätt.

Med stöd i egna erfarenheter och i nyare didaktisk och ämnesdidaktisk forskning överskrider de också det traditionella sättet att undervisa på inom området där fokus har varit ämneskunskaper och laborationer där svaren redan ligger färdiga.

En stor styrka i boken är att författarna genom teoretiska ställningstaganden och konstruktiva exempel reder ut några vanliga motsättningar inom utbildningstänkandet. Som dualismen mellan ämnesteori och lärarkunskap, mellan kropp och själ och mellan barnet och den vuxne.

8

Elfström_inlaga.indd 8

2014-04-29 12.17

Samtidigt som de för fram vikten av gedigna ämnesdidaktiska kunskaper och ämnesteori, som kan hjälpa barn och studenter att synliggöra vardags-, skolämnes- och vetenskapliga begreppsvärldar, förordar de att undervisningen bör börja i ett aktivt utforskande med fokus på vad som händer i själva görandet, och där barnens och studenternas egna frågor och teorier ses som värda att uppmuntras och undersökas vidare.

Utgångspunkten är den italienske filosofen Loris Malaguzzis tänkande om att ”alla barn är intelligenta” – att alla barn oavsett social bakgrund, etnicitet eller funktionshinder är på upptäcktsfärd i världen och utforskar världen utifrån sina egna tankar och teorier och på så sätt försöker skapa mening i världen. En mening som de också vill kommunicera till andra.

Denna utgångspunkt förutsätter en lärandekultur som bygger på ett aktivt lyssnande på det som väcker nyfikenhet och intresse. Med hjälp av öppna och konstruktiva frågor, som kan stödja utforskande och bidra till en djupare förståelse av olika begreppsvärldar, överskrids då ett av pedagogikens värsta gissel, det enkla fråga–svar-mönstret.

En viktig grund för ett sådant överskridande är pedagogisk dokumentation. Liksom studenterna i lärarutbildningen och lärarna i många förskolor och skolor har författarna i egenskap av lärarutbildare mycket medvetet arbetat med pedagogisk dokumentation och reflektion. På så sätt har de kunnat följa och synliggöra barns, studenters och sina egna lärandestrategier och lärprocesser, något som i sin tur kan ligga till grund för utmaning av lärprocesser, och som ett bidrag till professionell utveckling och bedömning av verksamheten.

I ett avslutande kapitel lyfter författarna fram tankar inför framtiden och då med särskilt fokus på

hållbar utveckling i förhållande till vattnets och kolets kretslopp. De visar att om barnen ges ordentligt med tid för att bli involverade och engagerade i ett undersökande och utforskande av olika material, fenomen och begrepp i närmiljön, lägger det grunden för att tillägna sig ett ekologiskt kretsloppstänkande. Inte bara i ord utan också i handling.

Det relationella tänkande som boken utgår från utmanar en linjär och hierarkisk kunskapssyn och för att synliggöra de horisontella och icke-hierarkiska förbindelser som pågår mellan barnens idéer och lärarnas förslag använder författarna sig av den franske filosofen Gilles Deleuzes rhizombegrepp. Rhizomen, liksom barns lärprocesser, skapar hela tiden nya förbindelser som hakar i varandra och sätter igång nya hundraspråkiga processer. I den bemärkelsen är barn transdisciplinära och rhizomatiska utforskare.

Barn och naturvetenskap är således en bok som visar på att vardagens naturvetenskap rymmer ett outsinligt fält av fenomen och processer som utmanar till ett utforskande och kunskapande både hos barn, men också hos lärarstudenter, lärare och lärarutbildare. I en tid av stor obalans i de ekologiska kretsloppet inger det hopp. Ett hopp som inte enbart ligger i framtiden utan som synliggör att det vi gör i nuet rymmer vad vi redan gjort och vad vi kommer att göra, det vill säga det rymmer både dåtid och framtid. Som författarna påpekar: ”Ingenting försvinner, allt sprider sig eller omvandlas.”

Smådalarö februari 2014 Gunilla Dahlberg, professor emerita vid Institutionen för didaktik och pedagogiskt arbete, Stockholms universitet

9

Elfström_inlaga.indd 9

2014-04-29 12.17

10

Elfstrรถm_inlaga.indd 10

2014-04-29 12.17

Inledning vad har naturvetenskap med lärande och små barn att göra? En hel del skulle vi vilja påstå. Inom naturvetenskaplig forskning finns en lång tradition av utforskande, undersökande och experimenterande för att lösa forskningsproblem. Små barn utforskar, undersöker och experimenterar för att komma underfund med hur världen fungerar. Det finns stora skillnader men också betydelsefulla likheter mellan hur en vetenskapsman arbetar och hur ett barn utforskar naturvetenskap i sin närmiljö. Vi har tagit fasta på likheterna i de naturvetenskapliga forskarnas sätt att arbeta och jämför det med ett utforskande och undersökande arbetssätt med barnen.

Barn kan mycket i dag. De lever mitt ibland oss och inte i en avskild barndomsvärld. De får tillgång till en ständig ström av dels fakta och information från internet, TV, radio, tidningar, dels populärkultur som spel, filmer, musik och reklam samt förstås samtal med kamrater, föräldrar och andra vuxna. Men hur får barnen all denna information att hänga ihop med sina egna erfarenheter, där de kan skapa förbindelser som gör den meningsfull? Får de möjlighet att dela sina erfarenheter med varandra? Detta är pedagogiska utmaningar i förskola och skola i dag, inte minst när det gäller undervisning i naturvetenskap.

Vi som skrivit denna bok är fyra lärare som mötts i lärarutbildningen i Stockholm. Vi har alla olika kompetenser, Ingela Elfström är disputerad lärarutbildare och undervisar i didaktik och pedagogik. Christina WehnerGodée har undervisat i didaktik, pedagogik, media och är läromedelsförfattare. Båda har erfarenhet av arbete i förskolan i första hand, men även med yngre barn i

skolåldern. Lillemor Sterner och Bodil Nilsson har varit lärarutbildare med kunskaper inom biologi, geologi, kemi, fysik och båda har erfarenhet av undervisning i grundskolan, liksom av fortbildning av verksamma lärare i förskola och skola.

Under några år har vi haft förmånen att få arbeta tillsammans inom lärarutbildningen med att utveckla kursen ”Barn och naturvetenskap”, en kurs som sträckte sig över två terminer och handlade om naturvetenskap för de yngsta barnen, allt från barnets första år i förskolan upp till och med skolår 5. Kursen har inneburit ett fortlöpande sökande för att finna former för undervisning och teoretiska perspektiv som svarar mot de utmaningar som ämnet naturvetenskap står inför i dag. När vi i denna bok skriver ”vi” syftar vi därför på de erfarenheter vi fyra har gjort under själva förändringsarbetet. I vår beskrivning av ett utforskande och undersökande lärande i naturvetenskap vänder vi oss såväl till lärarutbildare och studenter som till lärare som arbetar med barn i förskola, förskoleklass, fritidshem och upp till och med skolår 5. Vi har valt att genomgående använda benämningen lärare i boken, eftersom det är den officiella titeln, både i förskola, skola och skolbarnsomsorg.

Inom lärarutbildningen har antalet studenter som väljer naturvetenskaplig inriktning minskat, vilket avspeglas i ett vikande intresse för skolämnena fysik, kemi och biologi i grund- och gymnasieskolan.

Varför är det så, frågar vi oss, när vår erfarenhet är att små barn tidigt är fascinerade av naturvetenskapliga fenomen. De utforskar och undersöker ständigt den fysiska värld som omger dem. Undersökningar visar att ungdomar i Sverige och övriga västvärlden är mycket intresserade av naturvetenskap (Sjöberg 2000, ROSE-projektet). Särskilt frågor som rör deras

11

Elfström_inlaga.indd 11

2014-04-29 12.17

egen och jordens hälsa, teknisk utveckling samt villkor för natur och djurliv. Men det framkommer också att ungdomarna tycker att deras frågeställningar sällan eller aldrig tas upp i skolans NO-undervisning.

Många verksamma förskollärare och yngre lärare i grundskolan saknar utbildning i naturvetenskap.

När vi mött dem i fortbildningskurser har de blivit förvånade över hur mycket av deras vardagserfarenheter som har koppling till kemi, fysik och biologi, erfarenheter som de skulle kunna använda sig av i sin egen yrkesverksamhet.Vi har också funderat över om naturvetenskapens starka koppling till en manligt dominerad vetenskaplig tradition kan utgöra en förklaring till varför både flickor och pojkar väljer eller väljer bort naturvetenskap. Det kan ha att göra med hur man vill definiera sig själv eller hur man ser på sig själv, men också hur man bedöms och blir definierad av andra. Naturvetenskapliga ämnen har ju åtminstone tidigare haft hög status och ansetts vara ett svårt ämne lämpat för studiebegåvade barn och ungdomar.

En form av uteslutning som kan kopplas tillbaka till just de kompetenser som ansetts tillhöra en maskulin sfär, som logiskt tänkande, rationalitet, förnuft och aktivitet. Detta skulle vi vilja utmana med ett synsätt inspirerat av Carlina Rinaldi (2006), före detta vetenskaplig ledare för förskolorna i Reggio Emilia. Hon skriver att alla barn är intelligenta, men detta kräver ett intelligent sammanhang. Med det menar hon att alla barn undersöker och utforskar världen utifrån sina egna förutsättningar och att de vill kommunicera detta med andra. Vi som lärare måste vara påhittiga nog att möta alla barns utforskande i ett gemensamt relationellt sammanhang i förskola och skola.

Att se undervisning i naturvetenskap ur ett genusperspektiv har ibland resulterat i försök att locka flickor med ämnen som ansetts ligga närmare ”kvinn-

liga” intressen, som smink och matlagning. Men i stället för att överskrida könsstereotypa mönster anser många att man på detta sätt förstärker dem. Vad vi själva uppmärksammat som viktigt att fråga sig och vara vaksam på, är hur och på vilka sätt man själv uppfattar och ser på barns lek. Ser vi till exempel olika på flickors och pojkars lek i sandlådan? När en grupp flickor sitter och geggar med sand och vatten i sandlådan, ser vi det som om de ”bara” bakar kakor? Tenderar vi att definiera samma lek med pojkar inblandade som att de utforskar? Hur ofta intervjuar vi flickor om deras syn på kraft när vi sett dem spela bollspelet ”King” på skolgården? Vi tror att man måste börja i sina egna föreställningar för att kunna se med andra ögon på det barnen gör och för att över huvud taget se barns undersökande som ingångar till naturvetenskaplig undervisning. Detsamma gäller för att kunna överskrida könsstereotypa mönster i undervisningen och i synen på naturvetenskap.

Allt detta har påverkat oss och gjort att vi börjat fundera över hur vi kan förändra undervisningen i naturvetenskap så att den berör barn och ungdomar och tar utgångspunkt i deras frågeställningar. Vi har försökt bygga upp en undervisning tillsammans med studenterna med utgångspunkten att egna frågor går att undersöka och utforska. Att det går att börja där nyfikenheten föds och se att vardagen rymmer ett myller av fenomen som hör till det naturvetenskapliga ämnesområdet. Ett första steg i den upptäckten är att få syn på det som barn utforskar i sin vardagliga miljö, i den egna leken.

Under vårt förändringsarbete har vi inspirerats av både nationell och internationell didaktisk forskning i naturvetenskap och av didaktisk forskning om yngre barn. I den här boken vill vi dela med oss av hur vi arbetat och byggt upp en förändrad undervisning.

12

Elfström_inlaga.indd 12

2014-04-29 12.17

Vi vill lyfta fram vilka teoretiska redskap vi använt och hur det bland annat påverkat undervisningens organisation, lärarens roll, synen på ämnesteori och barns kompetenser.

Kraven på mer ämneskunskaper har blivit tydligare i den reviderade Lpfö98 och den nya Lgr11. Detta har delvis lett till en striktare ämnesuppdelning. Men när vi läser kommentarsmaterialet till läroplanerna ser vi att det inte behöver bli så. Det ena behöver inte utesluta det andra, utan det kan snarare bli en fråga om turordning och om hur och när ämneskunskapen kommer till användning. Det är upptäckter vi själva gjort när vi förändrat undervisningen från mer traditionell, med fokus på enbart ämneskunskaper och laborationer, till utforskande och undersökande, med fokus på vad som händer, själva görandet och teorier. Samtidigt har vi blivit medvetna om hur oerhört mycket ämneskunskap lärare behöver för att känna

igen olika fenomen och kunna ge nya utmaningar. Vi ser därför både förberedelser och processer som lika betydelsefulla som målet i sig, men vid olika tidpunkter i lärandet. Vi tror inte att det finns några enkla lösningar eller recept. Men vi tror att vi måste börja i barns, ungdomars och vuxnas egna och gemensamma frågeställningar och att vi lär genom att utforska tillsammans. Det finns inga enkla basfakta som lägger grunden till allt. Det är vi själva som gemensamt konstruerar den kunskap vi har om världen, och det gör vi på nytt med varje ny barngrupp eller grupp av lärarstudenter. Varje gång förändras och förskjuts vår egen förståelse genom de nya erfarenheter vi får av varandra i gruppen.

Stockholm i februari 2014 Ingela Elfström, Bodil Nilsson, Lillemor Sterner och Christina Wehner-Godée

13

Elfström_inlaga.indd 13

2014-04-29 12.17

Naturvetenskapligt arbetssätt

V

årt undervisningsområde är didaktik.

Didaktik kan beskrivas som konsten att undervisa med pedagogiken som ledstjärna. Pedagogik är ett vidare begrepp och innefattar allt som rör uppfostran och utbildning till ansvarstagande vuxna samhällsmedborgare. Enligt högskoleförordningen ska all undervisning inom universitet och högskola vara vetenskapligt anknuten och vila på vetenskaplig grund. Genom att studenterna själva har möjlighet att bli förtrogna med ett utforskande och undersökande arbetssätt kan de samtidigt dra paralleller till naturvetenskaplig forskning.

14

Elfström_inlaga.indd 14

2014-04-29 12.17

Naturvetenskaplig didaktisk forskning och undervisning

D

et didaktiska sammanhang vi de senaste åren försökt skapa och utveckla genom ett utforskande och undersökande arbetssätt påminner om tillvägagångssätt som är vanliga inom naturvetenskapligt arbete. Undervisningen karaktäriseras av att studenterna lär sig naturvetenskap och didaktik genom att göra egna utforskande undersökningar med teorianknytningar. Det är verbet göra, det vill säga själva aktiviteten, som är i fokus i undervisningen i lärarutbildningen. Studenterna gör utforskande och undersökande projektarbeten under den verksamhetsförlagda utbildningen tillsammans med barnen. Internationellt sett går den här formen av undervisning ofta under namnet ”Inquiry Based Science Education”. Enligt många didaktiker inom naturvetenskapen, till exempel Judith och Norman Lederman (2004), innebär det att eleverna själva får ställa sina frågor, planera sina undersökningar, använda naturvetenskapliga metoder och tolka sina resultat. I naturvetenskap finns det väldigt sällan bara ett svar på de frågor naturvetare undersöker.

Det beror på att naturvetenskaplig kunskap delvis är en produkt av mänsklig slutledning, fantasi och kreativitet, även om den också baseras på empiriska bevis. Därför kan man säga att naturvetenskap aldrig är absolut eller sann och att denna kunskap är prövande och kan förändras. Ledermans säger i en Skolverksintervju 2011 att naturvetenskaplig kun-

skap är preliminär, inte enbart objektiv, involverar subjektet eftersom människor gör naturvetenskap och att den involverar mänsklig kreativitet (www. skolverket.se). Begreppet ”inquiry” är mångtydigt och det finns många tolkningar av hur det kan förstås. En av flera möjliga översättningar av ”scientific inquiry” som vi vill lyfta fram är ”vetenskaplig undersökningsprocess” eller ”vetenskaplig forskningsprocess”. Den definitionen innehåller både likheter och skillnader i jämförelse med processen att skapa kunskap genom att utforska och undersöka i skolsammanhang. Detta gäller såväl i förskola, förskoleklass, fritidshem, grundskola som i utbildning till lärare.

Vi har valt att genom en mängd exempel försöka ge en bild av vad vi lägger in i begreppen forskningsprocess och utforskningsprocess.

Den didaktiska naturvetenskapliga forskningen och det förhållningssättet vi inspirerats av finns iscensatt på olika håll i världen. Vi tänker framför allt på hur man arbetar i förskolor och skolor i staden Reggio Emilia i norra Italien. Våra kontakter har skett genom föreläsningar, litteratur och studieresor. Det är bland annat genom den kommunikationen vi har haft möjlighet att förstå vad vi håller på med – och hur vi kan komma vidare.

Vi har också haft kontakt med och tagit del och inspirerats av den forskning som bedrivs i de naturvetenskapliga ämnenas didaktik i andra länder i väst, särskilt 15

Elfström_inlaga.indd 15

2014-04-29 12.17

i Storbritannien. I primary school, har undervisningen i naturvetenskap länge haft en mer framträdande plats än i Sverige (Harlen 1996, 2005).

En viktig samarbetspartner är också forskningsgruppen för förskoledidaktik vid Stockholms universitet som letts av professor Gunilla Dahlberg. Här pågår forskning utifrån poststrukturella och postpragmatiska perspektiv som utmanar synen på barn och lärande och som tar i beaktande hur förändringar i samhället påverkar förutsättningarna för undervisning i dagens förskola och skola (Dahlberg, Moss & Pence 2013; Elfström 2013; Halvars-Franzén 2010; Hultman 2011;Lenz Taguchi 2000; Lind 2010; Nordin-Hultman 2004; Olsson 2009; Palmer 2010; Unga 2013).

Naturvetenskaplig forskning Barn undersöker naturvetenskapliga fenomen på samma sätt som många naturvetenskapsmän gör eller har gjort. För att tränga in i detta förhållningssätt kan vi börja med att titta på hur naturvetarna gör när de forskar. Det är inte helt lätt att ”se” hur de gör eftersom de gör på många olika sätt. Det beror bland annat på vad forskningen handlar om, vilken naturvetenskap det är, om det är grundforskning eller tillämpad forskning, vem det är som forskar och så vidare. Finns det då något som är gemensamt för hur forskare gör?

Naturvetare försöker lösa olika problem och de studerar problemen på många olika sätt, men alla använder sig av någon form av naturvetenskapliga metoder. Dessa är organiserade sätt att hitta svar och lösa problem, och de innehåller vissa bestämda steg.

Ordningen och antalet steg kan variera beroende på problemet och undersökningens art. Här nedan följer en genomgång av några av dessa steg.

• Att formulera ett problem: Problemet är frågan som man vill ha svar på. Nyfikenhet och undersökningar har resulterat i många naturvetenskapliga upptäckter. Frågan är ofta det centrala i den naturvetenskapliga forskningen.

• Observation: Det kan vara en observation av något fenomen som inte har en förklaring, och denna observation kan vara det som väcker nyfikenheten och som gör att frågan uppstår.

• Att formulera en hypotes: En hypotes är ett möjligt svar på frågan. Det är viktigt att en hypotes är undersökningsbar och den ska ha formen av ett påstående. En hypotes bygger oftast på en teori, det vill säga på ”gammal” kunskap. En hypotes måste kunna bekräftas eller falsifieras (visas vara fel).

• Att identifiera och kontrollera variabler: För ett rättvist försök (Fair Test) måste man välja vilka variabler som ska ändras och vilka som ska vara kontrollerade det vill säga, ej ändras. Här väljs en variabel ut som ändras för att testa en hypotes. De andra variablerna måste kontrolleras så att de inte ändras.

• Att testa en hypotes: Experiment och undersökningar designas och genomförs. Typen av undersökning beror helt på frågan, hypotesen, förförståelse med mera.

• Ofta upprepar man experiment för att kunna lita på resultatet och se att det är upprepningsbart.

• Samla data = empiri: Det kan vara tabeller med mätresultat, diagram eller bilder. Det kan även vara listor med diverse beskrivningar eller en så kallad survey-undersökning, som innebär en kartläggning, exempelvis en granskning av en djurpopulations ätbeteende. Survey-undersök-

16

Elfström_inlaga.indd 16

2014-04-29 12.17

ningar är mycket vanliga inom den biologiska forskningen.

• Tolka data: genom att organisera sina resultat i tabeller, diagram, grafer eller genom att göra statistiska bearbetningar av data eller liknande kan man möjligen se ett mönster och då kan man fastlägga vad mätresultaten säger.

• Dra en slutsats: En slutsats är ett beslut man tar baserat på bevis. Resultaten jämförs mot hypotesen, och om resultaten stöder hypotesen eller inte är avgörande för om hypotesen anses vara korrekt eller inte.

Det finns många likheter mellan det som forskaren gör och det som barnet gör, men naturligtvis även skillnader. Dessa skillnader består till exempel av att forskaren ofta samlar data, det vill säga, forskningen är ofta kvantitativ. Detta gör inte barnen. Dessutom är forskaren oerhört inläst på sitt område och har en mycket djup teoribas. Det finns även särskilda akademiska kriterier för att bedriva forskning som endast uppfylls på högskolor och universitet. Därför har vi valt att kalla barnens undersökningar för ”utforskande” för att skilja det från riktig forskning. Det som ibland kallas ”forskning” i de lägre skolåren och som består av att eleverna plockar ihop texter från internet och annan litteratur får inte förväxlas med utforskande!

Vi kan inte kika in i barnens huvuden och få syn på vad de tänker, men vi kan observera deras handlande och därigenom dra slutsatser om den tankeprocess de förmodligen genomgår. Ett exempel från en förskola: Joel är en liten pojke på ett och ett halvt år som nyss börjat i förskolan. En lärare filmar Joel under en förmiddag, för att se vad han gör tillsammans med de andra barnen. Först tycker hon att det verkar som han mest

går omkring från rum till rum och prövar något en kort stund, för att sedan lite planlöst fortsätta till nästa aktivitet. Man skulle kunna se det som ett exempel på att små barn har svårt att koncentrera sig och att de inte kan behålla uppmärksamheten på något särskilt länge.

Men när läraren senare tittar på filmen, ser hon något helt annat. Det Joel gör under förmiddagen är att han undersöker ett naturvetenskapligt fenomen, nämligen ljud, och det gör han konsekvent i hela den inspelade sekvensen.

Joel står inne vid rutschkanan, med en liten hammare av trä i handen. Han knackar på kanan, på ställningen av trä och sedan åter på själva kanan som är av plast.

Han prövar detta flera gånger och stannar liksom upp och lyssnar efter ljudet i rummet. Han klättrar upp och står uppe i kanan och bankar på stolparna där uppe och ropar lite innan han åker ner. När han kommit ner och fortfarande sitter på kanan bankar han igen. Det låter annorlunda när han själv sitter i kanan, än när den är tom. Från sin plats i kanan upptäcker han ett klockspel i fönstret. Han släpper hammaren och går dit och drar i trådarna, så att klockorna börjar ringa. Han ringer flera gånger och lyssnar mellan gångerna. Det är ett ganska högt ljud.

Joel fortsätter in i musikrummet bredvid. Han prövar olika instrument genom att ta en trumpinne och slå lätt på olika trummor och andra klanginstrument.

Han slår och drar med pinnen på olika sätt. Det finns också rasselinstrument som liknar små ägg, och som fungerar som små marackas. Joel tar ett ägg, skakar, lyssnar och skakar.

En av lärarna frågar om Joel vill jobba med lera och tar med honom in i verkstan och visar på bordet där fyra något äldre barn sitter och arbetar med lera. Joel tittar en stund, får lera, hämtar själv en kavel och sätter sig vid bordet. Han dunkar med leran i bordet, rullar intensivt

17

Elfström_inlaga.indd 17

2014-04-29 12.17

med kaveln fram och tillbaka mot bordet, dunkar med kaveln igen. Han tittar på de andra barnen och fortsätter att banka på leran med kaveln. Han byter den släta kaveln mot en kruskavel och prövar att rulla den mot bordet, sedan på leran och mot brickan. Efter en stund går han vidare och ställer sig vid den lilla sandlådan med ”rinnig” sand, som finns på ett litet bord i ett hörn i verkstaden. Han öser och häller och håller muggen olika högt när han låter sanden rinna ut, så att det blir olika fart och olika ljud.

Vad är det Joel gör egentligen? Om man jämför den här sekvensen med naturvetenskaplig forskning, finns det likheter med det som Joel gör. Det startar med en observation av en skillnad. Ljudet av hammaren låter annorlunda på träställningen och plastkanan. Joels nyfikenhet väcks och han verkar formulera en fråga för sig själv om hur saker låter. Han pratar ännu inte, men när han står uppe i kanan ropar han förtjust efter att ha bankat i ställningen, som för att säga: ”Kolla!

Hör här!” Sedan påbörjar han en undersökning där han experimenterar kring hur olika saker låter och hur han själv kan framkalla olika slags ljud. Hur låter det här? Hur kan jag få det att låta? Det är som om han samlar på erfarenheter av olika ljud och söker upp skillnader. Om vi hade följt hans undersökningar under fler tillfällen hade vi kanske märkt hur han börjat generalisera, ordna och sortera sina erfarenheter. Han gör också korta undersökningar där han låter en variabel variera och en vara fast. Han slår på de olika instrumenten med samma trumpinne, bankar på kanan på olika ställen och på olika material med samma hammare. Han prövar olika kavlar mot samma underlag och häller ut sanden med olika hastigheter och från olika höjder.

Naturvetenskapliga upptäckter Det finns många exempel från naturvetenskapens historia om hur olika vetenskapsmän gjort stora upptäckter, och här följer nu några nedslag i dessa berättelser som också visar hur de använt naturvetenskapliga metoder. Med dessa exempel vill vi också visa på att det finns många likheter med hur barn och forskare undersöker naturen och vår omvärld. Det kan gälla observationer med alla sina sinnen, rättvisa försök, klassificering, slumpen, oväntade händelser med mera.

Tidmätning – observationer och mätningar Under hela mänsklighetens historia har människor förundrats och fascinerats av himlafenomen. Stjärnhimlen som bakgrund och de sju objekten (sol, måne och planeterna Merkurius, Venus, Mars, Jupiter och Saturnus) som på olika sätt rörde sig över himlavalvet observerades under årtusenden. De mönster i rörelserna som då upptäcktes kom att ge upphov till tidmätning. Dessa mätningar av året och årstiderna, dygnet och månaderna håller än i denna dag, även om vissa justeringar successivt har gjorts. Våra olika kalendrar har justerats utifrån nya upptäckter. Forna tiders förklaringsmodeller var av mytologisk karaktär, det vill säga man trodde att olika gudar styrde och ställde eller man trodde på magi och trolldom. Det var långt ifrån det vi i dag kallar naturvetenskap! Men vi ska inte glömma att det trots allt var noggranna observationer och mätningar som gjordes under mycket lång tid, och de ligger till grund för hur vi mäter tid än i dag.

Galilei – experiment, rättvisa försök, falsifiering Galileo Galilei var en enorm begåvning inom matematik och fysik och han gjorde massor av uppfinningar.

18

Elfström_inlaga.indd 18

2014-04-29 12.17

Hur arbetade han? Galilei utförde mängder av experiment som ett led i att pröva alla sina hypoteser och teorier. De teorier som fanns dessförinnan var oftast från Aristoteles tid, men Aristoteles hade inte gjort så många experiment, utan mest fört logiska resonemang. Han hade till exempel hävdat att tunga föremål faller fortare än lätta föremål. Galilei menade att detta var fel och att det i stället berodde på luftmotståndet som saktade ner lätta föremål, exempelvis en fjäder.

Det finns en legend som berättar att Galilei för att bevisa sin hypotes släppte två kanonkulor, en tung och en som var mindre tung, från samma höjd i det lutande tornet i Pisa. Här använde han sig av det som kallas ”rättvist försök”. Kulorna föll till marken samtidigt och därmed bevisade Galilei sin teori att alla föremål faller med samma hastighet när luftmotståndet inte påverkar (se även s. 152). Genom noggranna observationer och insamling av data upptäckte Galilei också att Jupiter hade fyra månar. Detta övertygade honom om att Kopernikus heliocentriska (solen i centrum) världsbildsteori stämde bättre med verkligheten än Aristoteles och Ptolemaios geocentriska (jorden i centrum). Vad Galilei gjorde var att han falsifierade Aristoteles världsbild, som sa att jorden var alltings centrum (Tallack 2001).

Linné – sortering, klassificering En av Carl von Linnés stora insatser var att han klassificerade, beskrev och jämförde mängder av växter och djur. Utifrån dessa data sorterade han sedan arter med likartade egenskaper i den systematik som fortfarande till viss del används inom biologin. I dag används förstås andra mätmetoder, till exempel DNAsekvensering, för att få fram släktskap mellan olika arter. En hel del arter har i dag fått en annan plats i systematiken än på Linnés tid. Sortering och klas-

sificering är en vetenskaplig metod som är och har varit oerhört viktig, särskilt inom biologin. Ett barn som får en påse med olika leksaker eller som plockar naturmaterial som stenar, mossor, lavar och liknande, sätter spontant igång med att sortera dessa utifrån sina egna kriterier. Det vill säga barnet försöker hitta likheter och skillnader och klassificerar för att bilda begrepp. Sortering är ett sätt för alla att få ordning på omvärlden och för Linné var klassificering en drivkraft under hela hans liv.

Mendel, Fleming, Ørstedt … slumpen, oväntade händelser Alla framstående vetenskapsmän inom naturvetenskap har i sin forskning konsekvent använt naturvetenskapligt arbetssätt (listan kan göras hur lång som helst). Men det finns även inslag av slump, tur och fantasi i mångas forskning och det kan man inte bortse ifrån. Ett bra exempel på ”tur” är Alexander Fleming som upptäckte penicillinet 1928. Men som Louis Pasteur sa 1854 i ett tal som han höll till Ørstedt: ”Chance only favours the prepared mind.”

En av Flemings odlingar av stafylokockbakterier hade förorenats av en slump. Han var på väg att kassera petriskålen när han upptäckte att bakterierna runt mögelfläcken var förstörda – där det borde ha vuxit en tät matta av bakterier var det alldeles tomt.

Möglet, som hette Penicillium notatum, hade alltså producerat något som bakterierna inte tålde. Detta något fick namnet penicillin av Fleming och utvecklades till medicin, kallad antibiotika, av Howard Florey och hans forskningsteam. Under andra världskriget fick penicillin en enorm betydelse. Fleming och Florey fick nobelpriset i medicin 1945 för denna upptäckt.

Det är viktigt även för forskare att fånga tillfället i flykten! (Tallack 2001; www.nobelprize.org).

19

Elfström_inlaga.indd 19

2014-04-29 12.17

Den sexkantiga snöflingan Många har fascinerats av vackra snöflingor och velat undersöka dem. Vid ett stilla snöfall då det är några minusgrader kan man breda ut ett mörkt tyg på ett bord på gården. Med hjälp av luppar eller USB-mikroskop kan sedan barnen undersöka snöflingorna som faller på duken. Alla snöflingor är sexkantiga.

Det beror på att det alltid är sex vattenmolekyler som först binds till varandra och bildar en sexhörning.

Därefter byggs den på med fler och fler molekyler så att den till slut blir en snöflinga synlig för ögat. De sex kanterna återfinns hos varje snöflinga, men var och en har olika miljö på sin väg ner mot marken vad gäller temperatur och luftfuktighet. Därför får de alla olika mönster trots att de alla är sexkantiga.

Den som bland andra upptäckte detta var den tyske astronomen Kepler. Han gick på Prags gator en snöig vinterdag och upptäckte att alla snöflingor hade sex kanter. Kepler hade en teori om att naturen var uppbyggd av harmoniska samband. Det som Kepler skrev kom sedan att ligga till grund för den del av kemin som kallas för kristallografi.

En annan person som ägnade hela sitt liv åt att utforska snöflingor var bonden Wilson Bentley. Han bodde i staten Vermont i USA och var inte bara bonde utan också amatörfotograf. Han fotograferade fem tusen olika snöflingor under sitt liv. Alla är olika till sin form, men de är alla sexkantiga. År 1931 kom hans bok Snow Crystals ut och där finns två tusen fotografier av snöflingor (Libbrecht och Rasmussen 2003).

Utforskande och undersökande arbetssätt Ett utforskande och undersökande arbetssätt är jämförbart med ett naturvetenskapligt. Det blir särskilt

tydligt om man jämför olika moment i processerna under arbetets gång.

Både det utforskande och det naturvetenskapliga arbetet startar vanligtvis i en upptäckt, i en fråga eller i någon form av problem, som uppstår i kontakt med ett material, något fenomen eller en händelse.

När det gäller barn är kännetecknet på en spännande upptäckt oftast utropen: ”Titta här! Kolla!” Det gäller särskilt barn i grupp. De barn som inte talar ännu brukar visa genom att hoppa, studsa eller någon annan glädjeyttring. Men barn kan även koncentrerat gå in i ett tyst undersökande.

Sedan följer noggranna observationer. Barn undersöker: Vad kan det här göra? Vad kan man göra med det här? De gör ofta jämförelser med sig själv och andra. De allra yngsta observerar genom att rent konkret undersöka platsen de befinner sig på med hjälp av hela sin kropp och sina sinnen: syn, känsel, hörsel, smak, lukt och det kinestetiska sinnet (uppfattningen om den egna kroppen). Äldre barn och vuxna är lite mer återhållsamma och har dessutom mer erfarenhet att bygga vidare på.

Barnens utforskandeprocess fortsätter med att de samlar, ordnar, sorterar och benämner i lek och gestaltande. Ett naturvetenskapligt arbete bygger även det på att samla, sortera, pröva och benämna. Om man i begreppet lek innefattar nykombinationer, lek med tankar, fantasi och ett förutsättningslöst prövande, så finns det även med i det naturvetenskapliga arbetet när det fungerar som bäst.

Det är lika viktigt att formulerade frågor och hypoteser blir möjliga att undersöka i såväl den utforskande och undersökande som den naturvetenskapliga arbetsprocessen. Det är en förutsättning för att man ska komma vidare i processen.

När det gäller att formulera hypoteser, det vill säga antaganden, kan de vara svåra att identifiera i en utfors-

20

Elfström_inlaga.indd 20

2014-04-29 12.17

kandeprocess. Det gäller att lyssna mycket noga. Först då kan man kanske höra, särskilt när det gäller barn, att de har antaganden om vad saker och ting kan vara bra för eller kan användas till. Många gånger är dessa antaganden mycket fantasifulla och räcker som förklaring tills något som bedöms som bättre dyker upp.

I leken och gestaltandet sker kombinationer med andra uttrycksformer som dans, dramatiseringar, teckning, målning, sång, musik, eller räkning och skrivning.

Vi har videofilmat barn tillsammans med lärare både när de har undersökt något material inne eller något fenomen ute. När vi har studerat filmen efteråt har vi upptäckt att om lärarna pratar med barnen under tiden de är upptagna av att undersöka lyssnar de inte. Barnen är så helt inne i sitt undersökande.

Försöker läraren ge barnen information och fakta, går de sin väg eller tappar helt koncentrationen. Kännetecknande är att barnen släpper vad de har för händer. Läraren tror kanske då att de tappat intresset, men det är för det mesta en feltolkning. Det är när barnen har fått hålla på ett tag med att observera, samla, sortera och leka som de blir mottagliga för information och fakta. Detta behöver de dessutom för att komma vidare i sitt undersökande. Naturligtvis finns det stora skillnader mellan barn och vuxna i de olika processerna i fråga om medvetenhet, metoder, strategier och resultat. Men gemensamt är att det finns en naturlig nyfikenhet och glädje i att både forska, utforska och undersöka.

tenskapliga fenomen som utgångspunkt. Om vi utgår från till exempel vatten, såpbubblor, stenar, kristaller eller människokroppen kan studenten lika väl som ett förskolebarn starta en undersökningsprocess som i följande två exempel.

I en småbarnsgrupp på en förskola uppmärksammar lärarna att många av barnen är intresserade av vatten.

De vill därför ge barnen tillfälle att undersöka vatten och ordnar små grupper med fyra–fem barn i varje. En grupp består av två flickor och två pojkar som alla är mellan 2,5 och 3 år när projektet börjar.

På ett bord är framdukat genomskinliga skålar, mått, små koppar med olika stora hål i botten, trattar, trasor och svampar tänkta att användas för att undersöka.

Barnen undersöker vattnet. De känner på vattnet och prövar med olika kroppsdelar, smakar, plaskar på olika sätt, öser, häller och gör droppar.

En av flickorna upptäcker att när hon kramar ur den svamp hon har i handen blir det bubblor i skålen. De andra barnen ser det och tittar nyfiket på. Läraren Helena, som också ser det frågar om hon kan visa de andra barnen hur hon gör. Flickan vill gärna visa och de andra tre tittar på när hon upprepar sin bedrift. Alla vill pröva och alla lyckas få bubblor när de kramar ur svamparna.

De skrattar och studsar av glädje. Barnen har tillsammans upptäckt att de kan göra bubblor.

Det andra exemplet handlar om ett undervisningstillfälle i lärarutbildningen.

Lärandeprocesser – en jämförelse

Baljor med såplösningar och tomma baljor med ingredi-

När vi genom åren har utvecklat ett utforskande och undersökande förhållningssätt till lärande och kunskap har vi upptäckt att själva lärandeprocesserna som barn och vuxna går igenom är likartade. Detta förutsatt att vi presenterar ett och samma naturve-

enser för att blanda till ny såplösning står framdukade i salen när studenterna kommer in. På ett bord finns vispar, ståltråd, hålslevar, trattar i olika storlekar, bitar av hönsnät, tygnät, sugrör, slevar utan hål och en sopkvast, både omöjliga och möjliga att göra bubblor med. I rum-

21

Elfström_inlaga.indd 21

2014-04-29 12.17

met finns även en overheadapparat med plattan inklädd

om och i botten. Hon prövar att tillsammans med en

med skyddande plast som studenterna får använda.

annan student parblåsa såplösning genom botten och

Efter en kort introduktion får en grupp med femton

sidorna. Enorma småbubbelformationer väller fram. En

studenter i uppgift av läraren att undersöka och ut-

student doppar händerna i såplösningen, formar dem till

forska olika såplösningar. I uppgiften ingår att ta hjälp

ett O och blåser en stor bubbla. Det i sin tur väcker tidi-

av olika verktyg och medier och att prova både på plats

gare bubbelminnen till liv hos en annan student. Han har

i rummet och utomhus. Syftet är att var och en av stu-

blåst en bubbla och håller den mellan händerna. När han

denterna ska få en egen upplevelse av vad olika läran-

drar isär händerna delar sig bubblan. Tyvärr misslyckas

deprocesser kan tänkas innehålla av naturvetenskap och

det att föra ihop bubblorna till en igen. Det har han lyck-

estetik. Uppgiften är en förberedelse för verksamhets-

ats med många gånger tidigare när han experimenterat

förlagd utbildning i förskola, förskoleklass och skola i

med tvållösningar efter bastubadet, berättar han. Några

lärarutbildningen.

studenter prövar att blanda färg i såplösningen. Ingen

Studenterna delar in sig i grupper med tre i varje, en

färgförändring syns till deras besvikelse i bubblorna.

gruppmedlem experimenterar, en skriver och en foto-

Men så råkar en stor bubbelformation landa på en kar-

graferar med digitalkamera. De byter aktiviteter under

tongbit som ligger på bordet. När bubblorna spricker

förmiddagens lopp så att alla ska få prova på allt.

bildas ett fantastiskt färgmönster som dessutom ger ett

Ett ivrigt sökande efter vad som går att göra bubb-

tredimensionellt intryck. Upptäckten smittar av sig till

lor med sätter igång. Trattarna ger olika stora bubblor.

andra grupper. Flera vill prova. Några studenter lyckas

Ur hålsleven väller det fram hundratals sammansatta

få liknande formationer i rörelse på bildduken när de

småbubblor. När såplösningen passerat genom tygnä-

experimenterar med overheadapparaten.

tet bildas druvklaslika formationer. Genom ett sugrör

Nästa uppgift är att med svart tuschpenna illustrera

blåser en student småbubblor och ur ett knippe sugrör

hur bubblorna fäster ihop, att måla bubblor i tempe-

bildas en stor boll av småbubblor. Såplösning hamnar på

rafärg samt att söka fakta och förklaringar med hjälp

bordet, och en student blåser med sugröret en bubbla

av litteratur. Studenterna jämför med andra mönster-

på bordet. Hon upptäcker att det går att sticka in röret

bildningar som finns i naturen och försöker förstå vad

i bubblan och göra en ny bubbla inuti. Sopkvasten finns

som gör att bubblorna skimrar i alla regnbågens färger.

med som ett omöjligt redskap att blåsa såpbubblor med.

Under eftermiddagen fortsätter de att arbeta i

En student står fundersamt och vrider kvasten fram och

grupper och reflektera över vad som hänt. En student

tillbaka och upptäcker ett rektangulärt upphängnings-

skriver att hon nu förstår att de kan använda sina do-

hål i skaftet. Hon doppar ner skaftet i såplösningen och

kumentationer för att identifiera olika läroplansmål. I

till hennes förvåning formas en rund bubbla när hon

bubbelblåsningen har de bland annat berört och synlig-

blåser genom det rektangulära hålet.

gjort såpbubbelblandningens kemi, minimalprincipen

Nu händer något avgörande. En student ser sig om i

inom biologin, färgspektrats fysik, blåsandets teknik

rummet. Hon har upptäckt att allt som har hål utgör en

och färgen och formens estetik med hjälp av medier.

möjlighet till nya upptäckter. Blickarna faller på bestick-

Allt detta medan de har utforskat, undersökt, lekt och

stället som används som penseltorkställ med hål runt

experimenterat.

22

Elfström_inlaga.indd 22

2014-04-29 12.17

Början, själva utgångspunkten i vattnet och bubblorna som barnen och studenterna utforskade, var lika i dessa exempel. Målen för utforskandet var däremot olika. Barnens processer handlade om att lära sig själva och varandra nya upptäckter om bubblorna. Målet för studenter och lärare var däremot dubbelt genom att de fick nya insikter om bubblor som de sedan behöver för att lära sig att organisera lärandet för andra i olika åldersgrupper. Studenter och lärare måste även skaffa sig en adekvat faktakunskap inom ämnesområdet, för att få syn på och kunna utmana vad barnen gör. Studenterna förväntades dessutom lära sig något om hur vetenskaplig kunskap skapas.

studenterna i uppgift att försöka upptäcka naturvetenskapen i barns vardag. Det har för somliga varit svårt att föreställa sig hur det ska kunna genomföras, framför allt i förskolan. Men redan mycket små barn försöker utforska hur naturen fungerar och försöker förstå världen på sitt sätt. Ett litet barn frågar inte: ”Vad heter det” utan ”E de” = vad ÄR det? Genom att utforska hur saker och ting ser ut, låter, smakar, luktar, känns, vilken funktion de har och vilka skillnader som finns skapar barnen begrepp och söker beteckningen för begreppet.

En förskollärare berättar att hon försökte lyssna sig fram till och få syn på vad hennes treåringar var mest intresserade av under en skogspromenad. Det visade sig

Utforskande, undersökande och begreppsbildning Utifrån ett utforskande och undersökande sätt att se på kunskap blir det möjligt att skapa en naturvetenskaplig utforskande kultur. Men ska detta kunna förverkligas måste både förskole- och klassrummet inbjuda till att utforska i. Material, instrument, verktyg och litteratur måste finnas tillgängligt och locka till ett undersökande. Även skolgården/gården och andra platser är arenor för utforskande och undersökande verksamhet. Dessutom handlar det om ett vidgat språkbegrepp som utöver tanke, tal och skrift och olika kroppsspråk omfattar bild, musik, drama, dans, matematik och alla sätt som vi kommunicerar på. Språkbruket behöver spegla ett naturvetenskapligt kunnande med motsvarighet i ett vardagligt språk för att hitta bryggor till barnens erfarenhetsvärld och ligga till grund för planering och kunskapsutveckling.

Om det ska vara möjligt att skapa en utforskande kultur måste man också försöka definiera vad ett utforskande innebär och vad som är förutsättningarna för en kommunikation. Vi har vid flera tillfällen gett

vara en liten vattenpöl i en bergsskreva.

Nästa gång de besöker skogen har de med sig hinkar och redskap att skyffla vatten med, men då är pölen borta. Några dagar senare när de åter kommer till skogen har det regnat. Pölen är tillbaka och de fyller sina hinkar med vatten, löv och kvistar, för att ta med sig till förskolan. Några löv fastnar på Sarahs hand. Hon tittar förundrad på handen och hör pedagogen säga ordet ”fastna”, ett ord som hon sedan upprepar.

När de är tillbaka i förskolan häller Sarah ut sitt vatten från hinken i handfatet. Några löv har följt med. ”Fastna”, säger hon när de fastnar på handfatskanten.

När mamma vid hämtningsdags kommer med lillebror i vagnen blir Sarah mycket intresserad av barnvagnshjulen och säger: ”Fastnar.” På hjulen har det fastnat löv och mamma får höra pedagogen berätta om de nya upptäckterna.

Lite längre fram på hösten när barnen åter besöker pölen har den fått en isskorpa som barnen bryter loss och bär med sig bitar av. ”Glas”, säger ett barn och de andra upprepar. ”Glaset” försvinner under hemvägen.

Barnen har ännu inget begrepp eller ord för is, men har just börjat förnimma begreppet.

23

Elfström_inlaga.indd 23

2014-04-29 12.17

Elfström, Nilsson, Sterner, Wehner-Godée

V

Barn och naturvetenskap

ad har naturvetenskap med lärande och barn att göra?

En hel del faktiskt. Inom naturvetenskaplig forskning finns en lång tradition av utforskande, undersökande och experimenterande för att lösa forskningsproblem. Barn utforskar, undersöker och experimenterar också för att komma underfund med hur världen fungerar. Det finns stora skillnader, men även betydelsefulla likheter mellan hur en vetenskapsman arbetar och hur ett barn utforskar naturvetenskap i sin närmiljö.

I denna reviderade upplaga av Barn och naturvetenskap som behandlar de naturvetenskapliga ämnenas didaktik för förskolans och skolans tidiga år tar författarna fasta på likheterna i de naturvetenskapliga forskarnas sätt att arbeta och jämför det med ett utforskande och undersökande arbetssätt med barnen. Författarna betonar vikten av tilltron till barns egen förmåga och tar avstamp i barnens eget utforskande. Teorier om lärande kopplas till praktiska exempel från förskolans och skolans arbete med naturvetenskap, och exempel ges även från lärarstudenters utforskande. Andra betydelsefulla områden som behandlas är produktiva frågor, olika sätt att påbörja projekt, materialets betydelse som den tredje pedagogen samt viktiga begrepp som pedagogisk dokumentation, mångfald, olikhet och utvärdering.

Läsaren bjuds att ta del av inspirerande exempel på hur man kan arbeta praktiskt och teoretiskt tillsammans med barn i olika naturvetenskapliga projekt. Denna reviderade upplaga är även utökad med ett nytt kapitel som tar upp barns utforskande av ekologiska kretslopp i förskola och skola.

Barn och

naturvetenskap – upptäcka, utforska, lära i förskola och skola

Ingela Elfström Bodil Nilsson Lillemor Sterner Christina Wehner-Godée

Författarna Ingela Elfström, Bodil Nilsson, Lillemor Sterner och Christina Wehner-Godée är eller har varit verksamma vid lärarutbildningen vid Stockholms universitet.

Best.nr 47-11407-8 Tryck.nr 47-11407-8

Elfström_omslag.indd 1

2014-05-13 09.26