Hvordan forsker vi med elevene slik at de lærer noe?



Intens konsentrasjon for å lage den optimale solkokeren.

 Nesten daglig får vi servert forskningsnytt i media. Men i hvilken grad kan vi stole på denne forskningen? Hvordan finner vi egentlig ut nye ting? Hovedområdet ”Forsker-spiren” i naturfaget skal trene fremtidens voksne i denne tenkemåten. I stedet for å bare lære fakta, skal de forske selv og få erfaring med hvordan vi kommer frem til ny kunnskap. Jeg har møtt mange lærere som syns det er vanskelig å løse denne utfordringen. Derfor ble min nysgjerrighet vakt da jeg kom over en artikkel i Science Education som så nærmere på hvorfor noen lærere opplever at utforskende naturfagsundervisning er helt topp, mens andre opplever at læringsutbyttet blir dårlig. Forfatterne bak artikkelen sier vi kan dele utforskende naturfagsundervisning i følgende hovedkategorier:

	Hvem stiller spørsmålet	Metoder for innsamling av data	Tolkning av resultater
Nivå 0: Verifisering	Lærer	Lærer	Gitt av lærer
Nivå 1: Strukturert	Lærer	Lærer	Åpent for eleven
Nivå 2: Veiledet	Lærer	Åpent for eleven	Åpent for eleven
Nivå 3: Åpent	Åpent for eleven	Åpent for eleven	Åpent for eleven

På nivå 0 gir læreren elevene spørsmålet de skal utforske og metodene de skal benytte for å samle inn data. Dessuten hjelper læreren til i tolkningen av resultatene. På nivå 1 er derimot tolkningen av dataene overlatt til eleven, og på nivå 2 skal også elevene finne en metode for å samle inn data. Nivå 3 er helt åpne undersøkelser der elevene både velger spørsmål, metode og står for tolkning.

Tidligere undersøkelser viser at utforskende naturfagsundervisning gir dårlig læringsutbytte når man jobber på nivå 3, hvor elevene i meget stor grad er overlatt til seg selv og hvor det er liten interaksjon mellom lærer og elev. Jobber man derimot på nivå 2, hvor lærer stiller spørsmålet, blir utbyttet bedre. Men forvirrende nok finnes det også studier hvor man har benyttet nivå 2 strategien uten å få godt læringsutbytte. De sprikende resultatene kan tyde på at andre faktorer også spiller inn som f. eks. lærerens kunnskap og elevenes bakgrunn. Forskerne som skrev denne artikkelen, ville derfor forsøke å ha kontroll slike faktorer når de studerte effekten av undervisning på nivå 2.

Studien ble gjennomført på mer enn 1000 elever fordelt på 12 lærere og 3 ulike ”high-schools”. I tillegg inkluderte man 642 elever fordelt på 12 lærere ved 4 ”middle schools”. Skolene representerte befolkningsgrupper med ulike sosioøkonomisk status, og det var også forskjell på økonomien ved skolene. Lærene som skulle bruke utforskende undervisningsmetoder på nivå 2 i studien, fikk 6 ukers opplæring om bruk av slike metoder. Her lærte de blant annet hvordan du kunne respondere på elevens spørsmål ved å stille nye spørsmål for å stimulere elevene til videre utforskning.

Selve laboratorieenheten tok for seg en spennende kriminalsak der elevene i løpet av 5 dager etterforsket et lovbrudd. Analysene bestod av kromatografi av blekk, tetthetsprøver på plast og analyse av hårstrå ved hjelp av mikroskopi. Lærerne som hadde elevene i kontrollgruppen jobbet på nivå 0 som vist i tabellen over. Elevene ble fortalt om lovbruddet, fikk utdelt informasjon om de ulike mistenkte og deretter tok læreren dem gjennom analyse etter analyse hvor elevene fulgte lærerens anvisninger. Læreren unngikk bevisst å stille spørsmål. På den siste dagen oppsummerte læreren hva de hadde funnet. Elevene i forsøksgruppen måtte derimot gruppevis planlegge hvordan de ville etterforske saken etter å ha fått innledende informasjon av læreren. Underveis i de ulike analysene fungerte læreren som en ressurs som forsøkte å besvare elevenes spørsmål med nye spørsmål og for øvrig gi dem bakgrunnsinformasjonen de trengte. Lærerne gikk fra gruppe til gruppe for å oppmuntre og spørre om hvordan det gikk. På den siste dagen diskuterte alle hva de hadde oppdaget og hvordan resultatene kunne tolkes.

Alle lærerne ble filmet de 5 dagene studien pågikk. Filmen fra dag 3 ble brukt til å analysere hvordan læreren hadde planlagt undervisningen og kommuniserte med elevene. Resultatene viste at lærerne virkelig hadde undervist elevene etter helt forskjellige metoder disse ukene. Men det var variasjon innen hver gruppe, og lærerne kunne derfor graderes etter i hvilken grad de hadde fulgt undervisningsprinsippet de hadde fått i oppgave å bruke. Dermed ble det også mulig å undersøke om resultatene elevene oppnådde kunne kobles til i hvilken grad læreren hadde fulgt den ene eller den andre undervisningsmetoden.

Testen elevene skulle få, ble designet slik at den både undersøkte forståelse for konsepter, kunnskap om metodene som ble brukt og generell forståelse for hvordan vitenskap fungerer. Hva viste så resultatene? Blant de yngste studentene, var det elevene som ble undervist på nivå 0, dvs. ble fortalt av læreren hva de skulle gjøre, som gjorde det best. I snitt skåret de 2 poeng mer på prøven enn de som hadde jobbet undersøkende. Blant de eldre studentene var derimot resultatet omvendt. Her var det elevene som hadde jobbet selvstendig og undersøkende som gjorde det best. Når man koblet resultatene opp mot lærernes skår på i hvilken grad de hadde benyttet metoden de hadde fått i oppdrag å bruke, ble derimot resultatene for de yngre elevene annerledes. Elever som hadde hatt lærere som var trygge når de gjennomførte en utforskende undervisning, gjorde det best. De som derimot gjorde det dårligst var elever som hadde lærere som i liten grad hadde mestret oppgaven med å gjennomføre utforskende undervisning. Det ser altså ut som lærerens mestring av utforskende undervisning er avgjørende for læringsutbyttet blant yngre elever.

Når det ble tatt hensyn til informasjon om sosioøkonomisk status på skolenivå, fant forskerne at elever fra skoler med lav sosioøkonomisk status gjorde det dårligere enn elever fra skoler med høy sosioøkonomisk status. Men en utforskende arbeidsmetode hadde en størst positiv effekt på læringsutbyttet på skoler med lav sosioøkonomisk status.

Hvordan øker man så norske barneskolelæreres mestring av utforskende undervisningsmetoder? Her tillater jeg med å komme med litt reklame. De første etterutdanningskursene Forskerfabrikken utviklet var Forskerspiren på barnetrinnet og Forskerspiren på ungdomstrinnet og har blitt veldig godt mottatt. Begge kursene viser hvordan man kan forske med elevene på nivå 2. Har du lyst til å forsøke en aktivitet med elevene umiddelbart, kan du kjøpe inn Mozell med eplesmak med og uten sukker. Problemstillingen du gir til elevene er som følger: Kan dere smake forskjell på Mozell og Mozell light? De jobber i grupper som designer hver sin undersøkelse for deretter å gjennomføre den. Dere vil oppdage at det er veldig mange måter å gjøre forsøket på. Etter på diskuterer dere resultatene. Eksperimentet kan også kobles opp til hvordan smakssansen fungerer, at vi alle har litt forskjellig smakssans og hva som egentlig skiller sukker fra kunstig søtningsstoff. Du bør ha følgende utstyr tilgjengelig: glass, aluminiumsfolie og merkepenner. Lykke til!