Å forstå kjemi (og mye annet)

Gjennom alle tider har mennesker levd i en verden i forandring. Vi har sett is smelte, fjell forvitre, jern ruste og at alt levende vil dø. Mange forklaringsmodeller har blitt brukt til å forstå slike prosesser, som at alt var satt sammen av ild, jord, luft og vann. Da kjemien for alvor vokste frem på 1800-tallet, fikk vi et vitenskapelig verktøy for å forstå disse forandringene. I Forskerfabrikken forsøker vi å innvie barn i denne kunnskapen. Oppgaven er ikke enkel. Jeg ble derfor ganske interessert da jeg fant en artikkel i tidsskriftet Mind, Brain and Education, som testet ut nye undervisningsmetoder for å undersøke nettopp hvordan man kan øke forståelsen av de kjemiske prosessene som hele tiden foregår rundt oss.


Studien fant sted på en skole i Quebec i Canada i løpet av en periode på 2 år. Forskerne ville undersøke hvordan veiledet utforskning av et fenomen, og det å få elevene til å diskutere og gruble over fenomenet, påvirket læringsutbyttet. Målet var å få elevene til å forstå at masse ikke kan forsvinne. Atomer og molekyler kan danne nye forbindelser og veksle mellom faste stoffer, væsker eller gasser, men ingenting blir borte. Det første året deltok fem 8. klasser. Fordi lærerne var bekymret for at studien skulle ta for mye undervisningstid, ble det besluttet kun å undersøke effekten av veiledet utforskning. Hovedansvarlig for undersøkelsen, professor Marc Schwartz ved Universitetet i Texas, var temmelig sikker på at denne metoden i seg selv ville gi god effekt, men han fikk seg en overraskelse. Undervisningen vekslet mellom utforskning av et kjemisk fenomen hvor konklusjonen ikke var gitt på forhånd, og lærerens innspill. Tanken var å la elevene få sanseerfaringer om fenomenet, for deretter å koble erfaringene til sentrale begreper og abstrakt forståelse. Elevenes kunnskap ble kartlagt ved hjelp av en flervalgstest før og etter undervisningsbolken. Resultatene viste at gjennomsnittlig poengsum økte med skuffende 8 %. Dermed begynte lærerne å undre på om ikke argumentering og diskusjon var en bedre strategi. To av dem besluttet å prøve denne metoden 4 måneder senere, og resultatene var overveldende. Nå økte gjennomsnittlig poengsum med 38 %. Men var det argumentering i seg selv, en kombinasjon av begge metoder eller noe helt annet som var i virksomhet?

Med hjelp fra stipendiaten på prosjektet, Marina Doucerain, ønsket en lærer å gjenta forsøket og benyttet argumentasjonsmetoden på de tre klassene hun underviste året etter. Også denne gangen økte gjennomsnittlig poengsum med 38 %, og mange elever som lå an til å stryke, bestod testen. Hvordan ble så denne undervisningen gjennomført? Jo, først ble elevene vist et eksperimentelt oppsett og bedt om å komme med forutsigelser for hva som ville skje når eksperimentet ble gjennomført. Deretter ble de delt inn i mindre grupper som skulle diskutere videre og komme til en enighet om hva de mente ville skje. En fra hver gruppe fikk så i oppdrag å fortsette diskusjonen foran hele klassen. Målet var å komme frem til et felles standpunkt. Først deretter ble forsøket gjort, og naturens svar ble avslørt. Her fikk elevene mulighet til å vurdere sitt svar på nytt. Til sist ble elevene presentert for et beslektet, men annerledes problem og utfordret til å anvende det de hadde lært i denne sammenhengen.


”Jeg tror funnene våre viser at det å sette ideer i bevegelse gir en dypere forståelse. Diskusjoner gjør elevenes ulike tankeprosesser synlige. Funnene våre får støtte fra lignende studier som viser at lærere burde fokusere mer på argumentering og forklaring,” sier Marc Schwartz.
”Men hva med eksperimentering? ” spør jeg litt forundret med tanke på alle de elevene jeg har møtt som hiver seg over eksperimenter med liv og lyst.
”Å bruke sansene og kroppen er grunnlag for all læring,” svarer Schwartz. ”Utforskning er nødvendig når omgivelser og erfaringer forandrer seg.”
Så vi skal ikke droppe eksperimenter når vi underviser kjemi, men vi må legge til rette for refleksjon, diskusjon og forklaring for å sette tanker i bevegelse og sammenheng. Det samme gjelder også andre fagområder i naturfaget.