NØKKELBEGREPER i utforskende arbeid
I Nøkkelbegreper i utforskende arbeid får du svar på alt dette og mye annet knyttet til utforskende arbeid. Boka går i dybden på nøkkelbegrepene spørsmål, observasjon, hypotese, årsak–virkning, forklaring, argumentasjon og modeller. Forfatterne rydder i begrepsjungelen og viser hvordan nøkkelbegrepene og beslektede begreper henger sammen og fungerer som en rød tråd i utforskinger.
034126
observere
spørsmål
argumentere FORKLARE
argumentere
observere påstand spørsmål observere argumentere
ARGUMENTERE
observere forklare
hypotese
utforske
modeller
observere
forklare
FORKLARE påstand
FORUTSIGELSE
788215
forklare
modeller
9
forkl are SPØRSMÅL
påstand
hypotese utforske hypotese
FORUTSIGELSE
ISBN 978-82-15-03412-6
utforske
FORKLARE påstand
FORKLARE påstand
Berit S. Haug og Sonja M. Mork
Berit S. Haug og Sonja M. Mork jobber begge som førsteamanuensis ved Naturfag senteret, Universitetet i Oslo.
hypotese FORUTSIGELSE
SPØRSMÅL
modeller
Nøkkelbegreper i utforskende arbeid er skrevet for lærerutdannere, lærerstudenter, lærere og andre som ønsker en grundig innføring i sentrale begreper innen utforskende arbeid.
i utforskende arbeid
Boka inneholder konkrete og praksisnære eksempler på hvordan du tilrettelegger undervisningen slik at elevene jobber utforskende. Å utforske er relevant for flere fag enn naturfag, og det fremheves som en sentral arbeidsmåte i skolefagene matematikk, samfunnsfag, geografi og historie. Hvordan man jobber utforskende, vil variere fra fag til fag, men det er også mange fellestrekk. Boka kan derfor være relevant for mange fag områder selv om den tar utgangspunkt naturfag.
SPØRSMÅL
Hva betyr det å arbeide utforskende? Hva skiller naturvitenskapelige forklaringer fra andre forklaringer? Hva betyr det egentlig å lage og bruke modeller i naturfag?
Berit S. Haug og Sonja M. Mork
NØKKELBEGREPER i utforskende arbeid
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 1
01.10.2021 13:39
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 2
01.10.2021 13:39
Berit S. Haug og Sonja M. Mork
NØKKELBEGREPER i utforskende arbeid
UNIVERSITETSFORLAGET
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 3
01.10.2021 13:39
© Universitetsforlaget 2021 ISBN 978-82-15-03412-6 Materialet i denne publikasjonen er omfattet av åndsverklovens bestemmelser. Uten særskilt avtale med rettighetshaverne er enhver eksemplarfremstilling og tilgjengeliggjøring bare tillatt i den utstrekning det er hjemlet i lov eller tillatt gjennom avtale med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Utnyttelse i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning og kan straffes med bøter eller fengsel. Forfatterne har mottatt støtte fra Det faglitterære fond. Figurer og foto: 1.1: Naturfagsenteret, 1.2: Karramba Production / Shutterstock.com, 1.3: a. Kavli Institute, NTNU; b. Ragnhild Aurlien; c. zaferkizilkaya/Shutterstock.com; d. CERN; e. Sonja M. Mork; f. NRK (fotograf Frida Krüger); g. PolyPloiid/Shutterstock.com, 1.4-1.5: Arnvid Moholt, 2.1: Liv Oddrun Voll, 2.2: Artisticco/Shutterstock.com, red. av Arnvid Moholt. 2.3: Kirsten Fiskum, 2.4: Naturfagsenteret, 3.1: Faksimile fra Gemini.no, 4.1: Forfatterne, 4.2: Forfatterne, 4.3: Arnvid Moholt, 4.4: Forfatterne, 5.1: A. T. Laugen, 5.2: Sonja M. Mork, 5.3: a. Dagny Tande Lid: Løvetann © Dagny Tande Lid / BONO 2021, b. Dagny Tande Lid: Furu © Dagny Tande Lid / BONO 2021, 5.4: Arnvid Moholt, 5.5: Naturfagsenteret, 5.6: Sonja M. Mork, 5.7: Naturfagsenteret, 7.1: NASA, 7.2: P-fotography/Shutterstock, 8.1-8.2: Arnvid Moholt, 8.3: Naturfagsenteret, 9.1: Bulldozer Film, 9.2: Offentlig tilgjengelig, 9.3: Pixabay, 9.4-9.10: Arnvid Moholt Henvendelser om denne utgivelsen kan rettes til: Universitetsforlaget AS Postboks 508 Sentrum 0105 Oslo www.universitetsforlaget.no Omslag: Ellen Lorentzen Sats: ottaBOK Trykk og innbinding: 07 Media – 07.no Boken er satt med: Stempel Garamond 10,5/14 Papir: 100g Arctic Matt
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 4
01.10.2021 13:39
Innhold
Forord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Introduksjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Språkets betydning for læring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Utvalgte nøkkelbegreper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Utforskende arbeid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bokas struktur og innhold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kapittel 1 Utforskende arbeidsmåter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Innledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begrepsavklaring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kjerneelementet naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammenheng mellom naturvitenskapelige praksiser og utforskende arbeid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . En oversikt over utforskende arbeid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fordeler og utfordringer ved en stilisert fremstilling av utforskende arbeid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Naturvitenskapelige metoder fremfor den n aturvitenskapelige metoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kjernen i utforskende arbeid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Undervisning som tilrettelegger for utforskende arbeid . . . . . . . . . . . . . . Hva elever bør lære om utforskende arbeid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kort om dybdelæring og progresjon i utforskende arbeid . . . . . . . . . . . . Utforsking i mange fag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 5
11 12 12 13 14
15 15 15 17 18 19 24 27 30 31 34 35 36 37
01.10.2021 13:39
6 Innhold Kapittel 2 Nøkkelbegreper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Innledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Språkets betydning for læring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Språk og tenkning i utforskende arbeid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Grunnleggende ferdigheter i naturfag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ord og begreper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nøkkelbegreper i utforskende arbeid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hvordan velge ut nøkkelbegreper? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Utvikling av begrepsforståelse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rammeverk for begrepsutvikling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kontekst for begrepslæring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Visualisering og kontekst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strategier for begrepslæring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kapittel 3 Spørsmål som kan undersøkes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Innledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begrepsavklaring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Å formulere spørsmål som kan undersøkes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hva sier læreplanen om å formulere spørsmål? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Å arbeide med spørsmål i skolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hva bør elevene kunne om praksisen å formulere spørsmål som kan undersøkes? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kapittel 4 Hypotese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Innledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hva betyr hypotese i naturfag? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ikke alltid nødvendig med hypotese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Forutsigelser og hypoteser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hypotese og variabler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hva sier læreplanen om hypotese? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Å arbeide med hypoteser i skolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Støttestrukturer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Praksiseksempler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sjekkliste for en god hypotese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 6
38 38 38 40 41 42 43 44 46 47 48 49 50 55
57 57 58 59 60 61 69 74
75 75 75 77 77 79 81 82 83 84 87 88
01.10.2021 13:39
Innhold 7
Kapittel 5 Å observere – observasjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Innledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Begrepsavklaring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Å observere innen naturvitenskapene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Observasjon er koblet til metode og datainnsamling . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Observasjoner må kobles til teori og ha et formål . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Observasjoner må være systematiske . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Observasjoner som evidens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Observasjon og slutning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Hva sier forskning om barns og elevers observasjoner? . . . . . . . . . . . . . . 97 Hva sier læreplanen om å observere? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Å arbeide med observasjon i skolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Aktiviteter og støttestrukturer for observasjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Kapittel 6 Årsak–virkning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Innledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begrepsavklaring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Forutsetninger for årsak–virkning-sammenheng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Identifisere og kontrollere variabler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kausalitet vs. korrelasjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hva sier læreplanen om årsak–virkning? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Å arbeide med årsak–virkning i skolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Enkle og komplekse årsakssammenhenger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kapittel 7 Forklaring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Innledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begrepsavklaring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Naturvitenskapelige forklaringer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Skille mellom pedagogiske og naturvitenskapelige forklaringer . . . . . . Skille mellom naturvitenskapelig forklaring og argumentasjon . . . . . . . Å lage forklaringer er koblet til å lage og bruke modeller . . . . . . . . . . . Forskjell på forklaring og beskrivelse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Data og evidens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Forklaringer utvikles fra en kombinasjon av innsamlede data og etablert kunnskap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 7
109 109 110 111 112 113 114 115 117 118
119 119 121 121 122 123 124 124 125 127
01.10.2021 13:39
8 Innhold Hva sier læreplanen om forklaring? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Å arbeide med forklaringer i skolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Å skrive naturvitenskapelige forklaringer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
128 130 133 139
Kapittel 8 Argumentasjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Innledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begrepsavklaring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Å argumentere innen naturvitenskapene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dialogisk tilnærming til argumentasjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hva sier læreplanen om argumentasjon? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Å arbeide med argumentasjon i skolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
140 140 141 142 144 146 148 160
Kapittel 9 Modeller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Innledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begrepsavklaring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eksempler på ulike modeller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modeller av og modeller for . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hva sier læreplanen om modeller? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Å arbeide med modeller i skolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ulike måter å arbeide med modeller på . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vurdering og kjennetegn på dybdelæring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Progresjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
161 161 163 166 167 170 171 171 181 182 183
Referanser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Stikkordregister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 8
01.10.2021 13:39
Forord Vi ønsker med denne boka å bidra til et tolkningsfellesskap rundt noen sentrale begreper som mange tar for gitt at det finnes en felles oppfatning av hva betyr. Vi har dykket dypt ned i faglitteraturen og kjent på følelsen av å bli mer forvirret desto mer vi leste. På veien har vi lært utrolig mye, og vi håper at vi klarer å formidle dette på en måte som oppleves relevant og inspirerende for lærere, lærerstudenter og lærerutdannere. Uten støtte fra Norsk faglitterær forfatter- og oversetterforening hadde det ikke blitt noen bok. Vi vil også takke vår redaktør Jannicke Bærheim, kolleger ved Naturfagsenteret og familiene våre som alltid er der for oss. Oslo, juli 2021 Berit S. Haug og Sonja M. Mork
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 9
01.10.2021 13:39
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 10
01.10.2021 13:39
Introduksjon Som lærere og voksenpersoner er det mange ord og begreper vi tar for gitt at elever og folk flest har en felles forståelse av. I utallige sammenhenger over mange år har vi erfart at det slett ikke er tilfelle. Vi ble for alvor oppmerksomme på dette da vi begynte å jobbe med kursrekken Nøkler til naturfag i 2014. Vi reiste land og strand rundt og holdt kurs om utforskende arbeidsmåter og grunnleggende ferdigheter i naturfag. Vi mente det var lurt å innlede den første kursdagen med tenk-par-del1 om hvordan kursdeltagerne oppfattet disse begrepene i naturfag. Vi ble ganske overrasket over den store variasjonen i oppfatning av utforskende arbeidsmåter og grunnleggende ferdigheter i naturfag. I noen kommuner var det mindre variasjon enn i andre, men det var ikke mulig å snakke om et nasjonalt tolkningsfellesskap rundt disse begrepene. Vi har senere gjentatt øvelsen med mange ulike begreper som er sentrale i naturfagene, og har funnet ut at det ikke er uvanlig at lærere, lærerutdannere eller våre kolleger ved Naturfagsenteret har forskjellige oppfatninger av hva et begrep betyr. Dette får igjen konsekvenser for elever og studenter. Med denne boka ønsker vi derfor å bidra til å etablere et tolkningsfellesskap ved å løfte frem og utdype noen nøkkelbegreper knyttet til utforskende arbeid, sette dem inn i en kontekst og vise hvordan de henger sammen. Naturfag i norsk skole inkluderer både naturvitenskap og teknologi. Det er mange likheter mellom disse fagfeltene, men også noen distinkte forskjeller. Målet for naturvitenskapene er å fremskaffe ny kunnskap om naturen og verden rundt oss, mens målet for teknologi er å løse problemer og dekke behov. I denne boka har vi valgt hovedsakelig å fokusere på naturvitenskapene.
1
Strategi der det først tenkes individuelt over et spørsmål, før tanker diskuteres i par og deretter deles i plenum.
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 11
01.10.2021 13:39
12 Introduksjon
Språkets betydning for læring En viktig begrunnelse for denne boka er behovet for at lærere og andre i utdanningssektoren har et tolkningsfellesskap rundt sentrale begreper. I flere tiår har det vært fremhevet at grunnlaget for naturfaglig forståelse ligger i å forstå fagets språk (Lemke, 1990; Mork & Erlien, 2017; Norris & Phillips, 2003; Wellington & Osborne, 2001). Gjennom skolegangen møter elevene mange ord og begreper som alle har sin spesifikke betydning innenfor naturfagene, likevel tas det ofte for gitt at elevene forstår begrepene selv uten eksplisitt begrepsundervisning (National Research Council, 2012b). Hvis lærere, lærebøker og andre tekster alle presenterer sin versjon av hva begrepene betyr, blir det svært utfordrende for elever å lære naturfag. En annen begrunnelse for denne boka er at naturfag, i likhet med alle andre fag, læres gjennom sosial samhandling. En felles forståelse av hva ordene betyr, er derfor avgjørende for å kunne delta og bidra i et faglig samarbeid og ikke minst i faglige diskusjoner. Språkets betydning for læring beskrives nærmere i kapittel 2.
Utvalgte nøkkelbegreper Det finnes en del begreper som er helt grunnleggende for å forstå sammenhenger innen det enkelte fag og mellom fag. Begrepene vi utdyper i denne boka, er valgt ut fordi de er sentrale for utforskende arbeid på tvers av de ulike natur fagene, og fordi de fremheves i naturfaglæreplanen fra 2020 (LK20). Nøkkelbegreper generelt omtales i kapittel 2, mens de utvalgte begrepene har fått hvert sitt kapittel: undersøkende spørsmål; hypotese; observasjon; årsak–virkning; forklaring; argumentasjon og modeller (kap. 3–9). Nøkkelbegrepene er tett forbundet og overlapper ofte med det vi refererer til som naturvitenskapelige praksiser, slik det vises til i LK20 gjennom kjerneelementet naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter. Gjennom de ulike kapitlene presenterer vi derfor nøkkelbegreper som enten beskriver en praksis eller er tilknyttet praksiser i utforskende arbeid. Begrepene som omtales i denne boka, er så grunnleggende at de vil være nøkkelbegreper i naturfag uavhengig av hva slags læreplan vi har. I kompetansemålene i LK20 gjentas disse begrepene over flere årstrinn, noe som understreker hvor sentrale de er, samtidig som det tilrettelegger for en progresjon slik at elevene kan utvikle en dypere forståelse for begrepene.
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 12
01.10.2021 13:39
Introduksjon 13
Utforskende arbeid Nøkkelbegrepene som fremheves i boka, er avgjørende for elevers forståelse av utforskende arbeid og hva som kjennetegner utvikling av naturvitenskapelig kunnskap. De siste årene har vi sett en dreining fra å bruke begrepet utforsking til bruk av praksiser, fremhevet i fagfornyelsen (LK20) gjennom kjerneelementet naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter. Begrunnelser for en slik dreining er blant annet at det er uenighet om en felles definisjon av hva det innebærer å arbeide utforskende, og det hevdes at for å kunne utforske må elever vite noe om de enkelte delene som utgjør en utforsking (Osborne, 2014; Rönnebeck, Bernholt & Ropohl, 2016). Bruk av praksiser skal bidra til et klarere mål om hva elever skal gjøre, og hva de skal lære, og del av læringen er å forstå begrepene som er knyttet til naturvitenskapelige praksiser. Praksiser er ment som noe mer enn ferdigheter, det innebærer også at elevene har kunnskaper om hver enkelt praksis (National Research Council, 2012b). Forskningslitteraturen har i lang tid påpekt hvor viktig det er at elevene ikke bare gjennomfører aktiviteter, men også at de forstår hva de gjør, og hvorfor de gjør det – at de får et metaperspektiv på eget arbeid (Ben-David & Zohar, 2009; Osborne, 2014; White & Frederiksen, 1998). Når elevene forstår hvorfor de gjør det de gjør, vil de også få større utbytte av utforskende arbeid. I kapittel 1 viser vi til hvordan de ulike praksisene i utforskende arbeid må ses i sammenheng, og at begreper tilknyttet en praksis må forstås i forhold til hverandre og hva de betyr for praksisen. Elevene må for eksempel forstå betydningen av evidens i naturvitenskapelig arbeid, hvordan evidens utledes av data som er samlet inn blant annet ved observasjon, og brukes som begrunnelse i argumenter eller for å lage forklaringer. For at elevene skal oppnå forståelse for utforskende arbeid, må undervisningen hele tiden tydeliggjøre koblingen mellom de ulike praksisene og hvordan de avhenger av hverandre. I kapittel 1 presenterer vi en oversiktsfigur med sentrale praksiser i en utforsking (se figur 1.1). Denne kan bidra til å gi elevene et metaperspektiv på naturvitenskapelige praksiser. Utforskende arbeid har hatt en sentral plass i norske naturfaglæreplaner fra 2006, men slik undervisning er ennå ikke en etablert praksis i de fleste klasse rom. Mange lærere er usikre på hva utforsking er, og hvordan de kan legge til rette for elevenes utforskende arbeid (Haug & Mork, 2021). Vi tar derfor utgangspunkt i utvalgte nøkkelbegreper knyttet til utforskende arbeid og forklarer hva begrepene betyr i denne konteksten. Gjennom de ulike kapitlene viser vi til praksisnære eksempler og støttestrukturer som kan hjelpe lærere i implementering av utforskende aktiviteter i sin undervisning.
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 13
01.10.2021 13:39
14 Introduksjon
Bokas struktur og innhold Boka starter med to generelle kapitler, ett om utforskende arbeid og ett om nøkkelbegreper. Disse to kapitlene danner utgangspunktet for de resterende kapitlene som er viet hvert sitt nøkkelbegrep tett knyttet til utforskende arbeid. I det første kapitlet beskriver vi hva vi mener med utforskende arbeid, og hvordan dette kan tolkes opp mot kjerneelementet naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter og ulike kompetansemål i læreplanen. Kapitlet viser til en oversikt over praksiser som ofte inngår i utforskende arbeid, og som utdypes i senere kapitler. Kapittel 2 handler om begrepslære generelt og nøkkelbegreper spesielt. Her legger vi vekt på språkets tette sammenheng med tenkning, og hvordan et felles språk er grunnleggende for deltagelse i diskusjoner og læring i samhandling med andre. I hvert av kapitlene 3 til 9 fremheves et bestemt nøkkelbegrep som samtidig refererer til en praksis innenfor utforskende arbeid. For eksempel viser nøkkelbegrepet observasjon til praksisen å observere. Kapitlene er delt i to, og alle følger samme struktur. Del en starter med et eksempel på bruk av praksisen nøkkelbegrepet refererer til, enten fra forskningsverdenen eller dagliglivet. Deretter defineres og forklares begrepet med ulike eksempler innenfor konteksten av utforskende arbeid. Del to av kapitlene er viet implementering i skolen. Her viser vi først til hva læreplanen sier om det utvalgte nøkkelbegrepet, og følger opp med konkrete eksempler for bruk i utforskende arbeid.
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 14
01.10.2021 13:39
Kapittel 1
Utforskende arbeidsmåter Innledning Det overordnede målet for naturfagundervisning er naturfaglig allmenndannelse. Naturfaglig allmenndannelse handler om hva slags kunnskap og kompetanse elever trenger i og om naturvitenskap for demokratisk deltagelse og for å kunne mestre egen hverdag etter endt obligatorisk skolegang (OECD, 2016). Naturfagundervisning har tradisjonelt handlet om å overføre kunnskap til elever om naturlige fenomener, men denne tilnærmingen har vært i endring over flere år. Undervisningen har endret fokus fra passiv overføring av kunnskap mot å tilrettelegge for at elever gjennom utforskende arbeid utvikler kunnskap om fenomener, lærer hvordan naturvitenskapelig kunnskap utvikles, samt vurderer og bruker denne kunnskapen for å forstå verden rundt seg ( Berland et al., 2016). Viktige spørsmål i naturfagundervisningen og for elevenes allmenndannelse er: Hvordan vet vi det vi vet om verden rundt oss? Hvordan kan vi stole på den kunnskapen som presenteres? Forskere som utvikler naturvitenskapelig kunnskap, jobber utforskende, og for å forstå hvordan vi vet det vi vet om verden rundt oss, og å være i stand til å vurdere om kunnskapen er til å stole på, må elevene lære hva det vil si å jobbe utforskende, og hva som kjennetegner utvikling av naturvitenskapelig kunnskap (Osborne, 2014). Dette kapitlet gir en generell introduksjon til utforskende arbeid der vi presenterer sentrale begreper som utdypes i senere kapitler.
Begrepsavklaring Mange begreper relatert til utforske brukes om hverandre, for eksempel: å utforske; en utforsking; utforskende undervisning; utforskende aktiviteter og utforskende arbeid. I denne boka snakker vi mest om utforskende arbeid. Utforskende arbeid, som kan sidestilles med utforskende aktiviteter og det å
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 15
01.10.2021 13:39
16 Nøkkelbegreper i utforskende arbeid utforske, viser i naturfag til måter elever jobber på for å lære fagstoff, metoder og ferdigheter som er relevante innen naturvitenskapene. I en utforsking jobber elevene utforskende ved at de undersøker spørsmål knyttet til naturlige fenomener og utarbeider forklaringer basert på innsamlede data (Crawford, 2014). En utforsking kan være kort og utføres som del av en økt, eller den kan være mer omfattende og vare over tid. Utforskende undervisning brukes ofte i tilknytning til lærerens rolle, men vi synes denne formuleringen er misvisende, særlig når vi tar hensyn til hva som ligger i begrepet utforskende. Formuleringen «utforskende undervisning» gir inntrykk av at det er undervisningen som er utforskende, og læreren som utforsker. Vi mener derfor at det er mest presist å snakke om hva elevene skal gjøre, eller alternativt snakke om undervisning som legger til rette for elevenes utforsking. I fornyelsen av Kunnskapsløftet (LK20) brukes verbet å utforske gjentatte ganger i mange fag, og Utdanningsdirektoratet (2020) har følgende definisjon: Å utforske handler om å oppleve og eksperimentere og kan ivareta nysgjerrighet og undring. Å utforske kan bety å sanse, søke, oppdage, observere og granske. I noen tilfeller betyr det å teste ut eller evaluere arbeidsmetoder, produkter eller utstyr.
For naturfag, der utforske har en spesifikk betydning, er denne setningen lagt til: I naturfag er det å stille spørsmål og bruke data for å lage forklaringer grunnleggende for å utforske. (Utdanningsdirektoratet, 2020).
Hele definisjonen viser til utforske som et vidt begrep med et mangfoldig innhold der fellesnevneren er eleven som aktiv part. Vi vil påpeke at selv om elevene er aktive deltagere, betyr det ikke automatisk at de jobber utforskende. Som fremhevet i definisjonen til Utdanningsdirektoratet har utforske en spesifikk betydning i naturfag. Det innebærer at elevene samler data som kan brukes som evidens for å finne svar på spørsmål og lage forklaringer (Craw ford, 2014). Innenfor dette arbeidet vil elevene også gjøre mye av det som står i den generelle definisjonen, slik som å bruke sansene for å observere, søke og oppdage, teste og evaluere. Men i naturfag er dette tett knyttet til målet for utforskingen. Elevene må blant annet vite hva de skal søke etter og observere, hvordan de skal gjøre det, og hvorfor. Flere studier viser til at utforskende arbeid i naturfag er effektivt for elevers læring når elevene jobber målrettet med datainnsamling og gis muligheter til å diskutere resultatene og lage evidensbaserte forklaringer. Videre refereres det til at når elever får i oppgave å utforske
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 16
01.10.2021 13:39
Kapittel 1 Utforskende arbeidsmåter 17
på egen hånd med minimalt av veiledning, er læringseffekten lav (Crawford, 2014; Furtak, Seidel, Iverson & Briggs, 2012). Mange lærere er usikre på hva det å utforske egentlig er, og hvordan de kan legge til rette for utforskende arbeid (Haug & Mork, 2021). Vi har derfor valgt ut enkelte nøkkelbegreper knyttet til utforskende arbeid og utdyper hva begrepene betyr i en skolekontekst. Utvalget er basert på læreplanen (LK20), andre lands læreplaner (National Research Council, 2012b; Skolverket, 2017) og forskningslitteraturen (Crawford, 2014; Osborne, 2014). Gjennom de ulike kapitlene i boka viser vi til praksisnære eksempler som kan støtte lærere i implementering av utforskende aktiviteter med egne elever.
Kjerneelementet naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter I naturfaglæreplanen i LK20 kobles utforske til kjerneelementet naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter. I beskrivelsen av kjerneelementet står det følgende: Elevene skal oppleve naturfag som et praktisk og utforskende fag. Elevene skal gjennom opplevelse, undring, utforsking og erfaring forstå verden omkring seg i et naturvitenskapelig perspektiv. Ved å arbeide praktisk og ved å lage egne modeller for å løse faglige utfordringer, kan elevene utvikle skaperglede, evne til nytenking og forståelse av naturfaglig teori. Naturvitenskapene har et spesielt språk og fagspesifikke måter å tenke på for å forklare fenomener og hendelser. Arbeid med kjerneelementet naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter skal kombineres med arbeid knyttet til de andre kjerneelementene. (Utdanningsdirektoratet, 2020).
Kjerneelementet har mange likhetstrekk med hovedområdet forskerspiren2 i Kunnskapsløftet fra 2006/13 (LK06). Samtidig kan betegnelsen naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter tolkes som at det naturvitenskapelige skal komme sterkere frem enn det som ble signalisert gjennom forskerspiren. Kjerneelementet legger i større grad enn tidligere opp til at elevene skal jobbe på tilsvarende måte som naturvitere. Dette skaper et behov for å fremme betydning og anvendelse av naturvitenskapelige begreper relatert til utforskende arbeid. Nøkkelbegrepene vi har valgt å omtale i denne boka, er tett knyttet til og overlapper med praksiser som inngår i utforskende arbeid. 2 https://www.udir.no/kl06/NAT1-03/Hele/Hovedomraader
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 17
01.10.2021 13:39
18 Nøkkelbegreper i utforskende arbeid
Sammenheng mellom naturvitenskapelige praksiser og utforskende arbeid Utforskende arbeid har vært fremtredende i reformer for naturfagundervisning i flere tiår, både nasjonalt og internasjonalt. En utfordring har vært at det eksisterer en rekke ulike oppfatninger av hva det betyr å jobbe utforskende. Mange har omtalt aktiviteter som utforskende uten å presisere hva de mener med begrepet. Dette har gitt opphav til diskusjoner om effekten utforskende aktiviteter har på elevers læring (Furtak et al., 2012). Det har derfor vokst frem et behov for en mer helhetlig forståelse av utforskende arbeid og et felles begrepsapparat. Ut ifra sin forskning på hvordan utforskende arbeid implementeres i undervisningen, konkluderer Rönnebeck og kolleger (2016) med at for å forstå hva en utforsking er, må elevene kjenne til hvilke enkeltelementer som inngår i en utforsking, og hva slags formål de har. Internasjonalt har denne innsikten ført til en dreining fra å bruke utforske som et overordnet altomfattende begrep til å vektlegge naturvitenskapelige praksiser (Rönnebeck et al., 2016). Beskrivelsen av kjerneelementet naturvitenskapelige praksiser og tenke måter i LK20 er lite konkret om hva naturvitenskapelige praksiser betyr eller innebærer. Hvis vi går til det amerikanske rammeverket Next Generation Science Standards (NGSS), som har vært en stor inspirasjonskilde til naturfagdidaktisk forskning og reformer, vises det til at praksiser dreier seg om både ferdigheter og kunnskaper. Innføring av praksiser begrunnes med et ønske om å fremheve at utforskende arbeid handler om mer enn ferdigheter, det krever også kunnskap som er spesifikk for hver praksis (National Research Council, 2012b). Fra forskningslitteraturen vet vi at elever ofte gjennomfører utforskinger uten å vite hva de gjør, eller hvorfor de gjør det (Lederman et al., 2019). Det er derfor et behov for å fremheve de ulike praksisene i en utforsking slik at elevene forstår hva praksisene innebærer, hva som er hensikten med hver enkelt praksis, og hvordan en praksis kan ses i sammenheng med andre praksiser. En naturfaglig utforsking kan bestå av ulike praksiser som for eksempel å stille spørsmål, innhente informasjon, argumentere og lage forklaringer om et fenomen (Crawford, 2014). For å fremme elevers forståelse av praksiser i utforskende arbeid må undervisningen legge til rette for det. Men i sin oversiktsstudie om bruk av naturvitenskapelige praksiser fant Rönnebeck og kolleger (2016) at det var stor variasjon i hva som anses som sentrale naturvitenskapelige praksiser, hvordan ulike praksiser oppfattes, og hvordan de implementeres i undervisningen. I tillegg er det mindre sannsynlig at lærere som er usikre på hva det innebærer å arbeide med praksiser, vil vektlegge disse i sin egen undervisning (Anderson, 2002).
9788215034126_Haug og Mork_Nøkkelbegreper i utforskende arbeid.indd 18
01.10.2021 13:39
NØKKELBEGREPER i utforskende arbeid
I Nøkkelbegreper i utforskende arbeid får du svar på alt dette og mye annet knyttet til utforskende arbeid. Boka går i dybden på nøkkelbegrepene spørsmål, observasjon, hypotese, årsak–virkning, forklaring, argumentasjon og modeller. Forfatterne rydder i begrepsjungelen og viser hvordan nøkkelbegrepene og beslektede begreper henger sammen og fungerer som en rød tråd i utforskinger.
034126
observere
spørsmål
argumentere FORKLARE
argumentere
observere påstand spørsmål observere argumentere
ARGUMENTERE
observere forklare
hypotese
utforske
modeller
observere
forklare
FORKLARE påstand
FORUTSIGELSE
788215
forklare
modeller
9
forkl are SPØRSMÅL
påstand
hypotese utforske hypotese
FORUTSIGELSE
ISBN 978-82-15-03412-6
utforske
FORKLARE påstand
FORKLARE påstand
Berit S. Haug og Sonja M. Mork
Berit S. Haug og Sonja M. Mork jobber begge som førsteamanuensis ved Naturfag senteret, Universitetet i Oslo.
hypotese FORUTSIGELSE
SPØRSMÅL
modeller
Nøkkelbegreper i utforskende arbeid er skrevet for lærerutdannere, lærerstudenter, lærere og andre som ønsker en grundig innføring i sentrale begreper innen utforskende arbeid.
i utforskende arbeid
Boka inneholder konkrete og praksisnære eksempler på hvordan du tilrettelegger undervisningen slik at elevene jobber utforskende. Å utforske er relevant for flere fag enn naturfag, og det fremheves som en sentral arbeidsmåte i skolefagene matematikk, samfunnsfag, geografi og historie. Hvordan man jobber utforskende, vil variere fra fag til fag, men det er også mange fellestrekk. Boka kan derfor være relevant for mange fag områder selv om den tar utgangspunkt naturfag.
SPØRSMÅL
Hva betyr det å arbeide utforskende? Hva skiller naturvitenskapelige forklaringer fra andre forklaringer? Hva betyr det egentlig å lage og bruke modeller i naturfag?
Berit S. Haug og Sonja M. Mork
