”Eleverna måste få uppleva naturvetenskap!”

Att låta elever uppleva och utforska kemi, fysik och biologi i praktiken har länge använts för att utveckla förståelse och kunskap inom den naturvetenskapliga undervisningen.

– Eleverna måste få uppleva naturvetenskap! Det är ju inte bara begrepp och termer som eleverna ska lära sig, utan en hel praktik, säger Maria Andrée, professor i didaktik med inriktning mot naturvetenskapliga ämnen vid Stockholms universitet.

– Laborationer kan användas för att lära om naturvetenskapliga begrepp och om fenomen, men också för att lära eleverna systematiskt undersökande. De är också ett sätt att synliggöra att naturvetenskap ständigt är under utveckling och att det finns möjligheter att själv bidra! Det går att utforma och planera laborationer så att de blir intressanta och relevanta för ett barn i förskolan eller en tonåring!

– Att eleverna upplever att de är delaktiga i kunskapsbygget, i vetenskapen, kan väcka engagemang och idéer om en framtid inom naturvetenskapen, säger Maria Andrée som menar att läraren och planeringen av undervisningen är avgörande för vad laborationen leder till.

Lärarens viktiga roll

Att synliggöra fenomen och ge eleverna egna praktiska erfarenheter av exempelvis ljusets brytning, friktion eller evolution behövs för att eleverna ska få en konkret uppfattning och möjlighet att förstå genom att se och uppleva, menar Maria Andrée.

– Att berätta och läsa om ljusets brytning blir abstrakt, men att få se ljuset stråla genom linser och se hur avstånd, vinklar och ljuskällan påverkar ljuset genom glaset och hur ljuset delas upp, kan ge en fördjupad förståelse.

– Men vi vet från forskning att det kan bli fel om eleverna inte får den hjälp de behöver av läraren. Studier har visat att eleverna som arbetar med den så kallade optiska bänken, ett labbhjälpmedel med ljuskälla och ställbara linser, lätt fokuserar på själva utrustningen så att de får svårt att se vad det egentligen är som de tittar på. Läraren har en väldigt viktig roll att hjälpa eleverna att urskilja vad som är intressant i labbuppställningen!

Maria Andrée ser flera möjligheter med laborationer som ett sätt att också skapa en relation till naturkunskap och väcka tankar och idéer om en framtid inom området.

– Laborationer kan synliggöra att det inte är så enkelt att utveckla kunskap om något okänt. Man måste försöka på olika sätt och resultatet kanske inte kan vara rätt eller fel utan något som man måste sätta i ett sammanhang och som kanske leder till helt ny kunskap.

Att låta ljus passera ett glasprisma är ett exempel på hur man kan demonstrera naturvetenskapliga fenomen för elever.

Virtuella laborationer som komplement

Virtuella, digitala, laborationer med hjälp av exempelvis datorer eller surfplattor ser Maria Andrée som en viktig resurs i sig eller för att komplettera undervisningen.

– I undervisning på högstadiet om till exempel populationsekologi så finns möjlighet för simuleringar som inte går att genomföra fysiskt tids- eller resursmässigt. Visst kan man jobba med papper och penna, men den digitala simuleringen bidrar med en dimension till.

Samtidigt har virtuella laborationer begränsningar och kan inte helt ersätta fysiska laborationer.

– Om jag som lärare är ute efter att eleverna ska lära sig mer om systematiskt undersökande så representeras oftast en idealiserad situation i det digitala labbet.

– När du gör en laboration fysiskt så är det massa saker som stökar till det, men som också är viktiga och intressanta och som behöver synliggöras. Det sensoriska försvinner med det digitala: att känna och använda material. Elever behöver förstå att det inte är så enkelt att utveckla kunskap om något man inte känner till, men att det går även om materialet bråkar med en ibland. Just den erfarenheten och upplevelsen tappas bort med det digitala.

Göra eleverna delaktiga

Att göra laborationer tillgängliga för alla elever oavsett bakgrund och intresse för ämnet är viktigt, anser Maria Andrée som hänvisar till studier med exempel på hur man kan göra.

– Om syftet är att synliggöra ett fenomen så kan man förstås demonstrera någonting som blir spektakulärt och väcker intresse i sig, men om syftet handlar om att eleverna ska lära sig genomföra systematiska undersökningar och förstå någonting om hur naturvetenskaplig kunskap växer fram, behöver ju alla elever får möjlighet att också delta. Som lärare behöver jag få stöd från skolledningen för att kunna organisera undervisningen i mindre grupper så att inte allting måste göras i helklass.  För att göra eleverna delaktiga i ett gemensamt kunskapssökande kan man arbeta med laborativa uppgifter där alla elever får bidra med sin del till en gemensam förståelse eller en gemensam fråga.

– Exempelvis gjorde vi en ganska enkel studie med elever i årskurs 2, en slags hemlaboration. Alla elever fick i läxa att smälta en isbit på två olika sätt hemma. Sedan skulle klassen tillsammans komma fram till vad som spelar roll för hur snabbt en isbit smälter? Och då hade ju eleverna gjort det här på väldigt olika sätt med väldigt olika förutsättningar och varje elev kunde på så sätt bidra med sin del i resonemanget och så småningom den gemensamma förståelsen.

Som en turistguide

Maria Andrée jämför gärna lärarens roll i laborationer med en turistguides. I ett okänt land, i ny terräng, behövs en guide som hjälper en att säkert och lustfyllt hitta rätt till upplevelsen och förståelsen.

– Jag har lånat liknelsen från Glen Aikenhead, en kanadensisk didaktiker. När man åker till ett främmande land så provar man på att äta lite olika saker, man provar på att göra sånt som är typiska för landet och lär sig fraser för att ta sig fram. Naturvetenskaplig undervisning handlar på samma sätt om att ge en känsla, en smak, för vad naturvetenskap är. Hur pratar man? Vilka ord behöver man kunna? Vad gör man och hur? Hur ska man få reda på och förstå sånt som man är intresserad av? I naturvetenskapliga laborationer är läraren guiden som kan vara avgörande för att eleven ska få svar på de viktiga frågorna!