Arbeidsmåter i naturfag Naturfaglige: Observasjon Demonstrasjon Eksperiment Enquiry (utforskende) Feltarbeid Ekskursjoner + alle andre arbeidsmåter: (gruppearbeid, prosjekt, oppgaveløsning m.m.)

Praktisk arbeid i naturfag Har noen sentrale fellestrekk. De ”krever”: Beskrivelser (empiriske eller teoretiske) Forklaringer (emiriske eller teoretiske) Generaliseringer .. Og ofte argumentering

Demonstrasjon Når: Forsøket krever dyrt utstyr Er farlig eller vanskelig å gjennomføre Sparer undervisningstid Husk: La elevene få tid til å sanse La elevene få tid til å tenke og forklare Relater demostrasjonen til lærestoffet (dette viser at..) Bruk enklest mulig utstyr – unngå ”black box” Hold orden på eget hode og på bordet – for ikke å skape forvirring

Eksperimenter i skolen skaper interesse? utvikler/utdyper faglig forståelse? er sansetrening? hjelper begrepsforståelse (konkreter)? gir praktiske ferdigheter? (Se artikkel Kind, P.-M)

Praktisk arbeid og teori Noe av det som er virkelig vanskelig er å skape en kobling mellom det praktiske arbeidet og teoristoffet. Noen grep kan være å: Gjøre eleven bevisst på hvorfor en gjør forsøket La elevene jobbe med hva som skal gjøres – og hvordan på forhånd (både lese og snakke?) Snakke med elevene undervegs – stille spørsmål for å trigge kobling til teori Oppsummering Er det nødvendig å gjøre på nytt/levere nytt produkt?

Åpne kontra styrte forsøk Graden av åpen/lukkethet i øvelser kalles frihetsgrader. Valg av hvor fri elevene skal være når de gjør et forsøk avhenger av hva de skal gjøre og hvem elevene er. Dette kan ses som et pedagogisk virkemiddel. NB! Læreplanen sier noe om at elever skal utforme egne øvelser.. For eksempel kan valg av frihetsgrad ses i differensieringsperspektiv. Dersom lærer trenger å ha kontroll fordi øvelsen har faremomenter er det naturlig at lærer har sterkere grad av styring.

Frihetsgrader i forhold til.. Gruppesammensetning Valg av problemstilling/hypotese Finne relevant teori Valg av utstyr Hva og hvordan observasjoner skal gjøres Hvordan analyse skal gjøres (besvare egne spørsmål eller svare på lærers spørsmål) Presentasjonsform

Forsøk som arbeidsmåte ÅPNE FORSØK - “lek og lær”? - aktiv elev - lærer veileder - fra enkle til vanskeligere forsøkene blir ofte enkle teorien forsvinner? STYRTE FORSØK - ”kokebok” - krever mindre av eleven - læreren er sjef elevene kan gjøre teknisk vanskeligere forsøk nødvendig ved bruk av farlig utstyr

Inquiry (utforskende) Egen problemstilling? Eget forsøksdesign? Unike data? Teoretisk utforskende? …. (se også hypotetisk deduktiv metode)

Usikkerhet og feil MÅLEUSIKKERHET Alle målinger er unøyaktige. Usikkerhet i siste siffer. eks. lengden er 87 cm + 0,5 cm MÅLEFEIL Systematisk eller tilfeldig Feil med apparatur Avlesningsfeil Feil i oppsett

Rapporter fra forsøk Formalia (Navn på forsøk, Dato, Navn, ) Utstyr (liste over…) Problemstilling/Hypotese m/teori Arbeidsbeskrivelse m. gode tegninger Resultater m. grafer/tabeller e.l Analyse av resultater (sett i forhold til teori/hypotese) Feilkilder og (eventuelt) hvordan disse påvirker resultat Konklusjon oppsummering av analysen i forhold til teori/problemstilling/hypotese.

Oppgave 1 Vær; måling og observasjon Mål temperaturen ute og noter Diskuter hvordan en bør måle snødybde – og mål den - noter. Observer været: vind, skyer, sol (kan være noen stikkord) - noter Skriv rapport

Oppgave 2 Designe et forsøk Dere skal lage et forsøk til følgende læreplanmål 5.-7. trinn: Elevene skal undersøke og beskrive faktorer som påvirker frøspiring og vekst hos planter Lag hypotese (gruppevis) Design et eksperiment som tester hypotesen deres

Naturvitenskapelige metoder 1 Induktiv metode Dette var det naturvitenskapelige idealet frem til ca forrige århundre Metoden går i vesentlighet ut på å gjøre observasjoner av naturen for så å trekke slutninger – konklusjoner for hvordan naturen er. En går altså fra det spesielle til det generelle. Forutsetningen for denne metoden er at en kan observere uhildet, og at en kan trekke konklusjoner på bakgrunn av sanseinntrykk. Dvs. troen på at observasjoner ikke er teoristyrte. (Men dette er for eksempel ikke tilfelle når en ser i mikroskop.) NB! Naturvitenskapelig induktiv metode må ikke blandes med induktiv arbeidsmåte – som ofte nevnes i pedagogikk.

Naturvitenskapelige metoder 2 (Ren) Deduktiv metode Dette var en metode som har vært et alternativ til induktiv metode, fordi induktiv metode ikke er logisk god. Deduktiv metode går ut på at en har en teori om naturen som så prøves ut gjennom eksperiment. En går altså fra det generelle til å se på de(t) spesielle (konsekvenser). Dette er logisk ok, men spørsmålet er hvor kommer teorien fra? NB! Naturvitenskapelig deduktiv metode må ikke blandes med deduktiv arbeidsmåte – som ofte nevnes i pedagogikk.

Naturvitenskapelige metoder 3a Hypotetisk deduktiv metode kan beskrives med følgende skjematiske oppsett: Hypotese m/teori eller begrunnelse (for egen forestilling) Konsekvenser av hypotesen som kan etterprøves Observasjon Analyse Bekrefte/Avkrefte hypotese (og dermed styrke eller avvise teorien)

Naturvitenskapelige metoder 3b Hypotetisk deduktiv metode ”Virkelig” forskning i naturfagene er ofte en avart av hypotetisk deduktiv metode. Men undersøkelser av naturen foregår sjelden i rettlinjete prosesser, verken for forskere eller for elever. Derfor kan for eksempel observasjoner danne utgangspunkt for (nye) spørsmål, og en kan se etter å ha gjort undersøkelser at hypotese og forsøksdesign ikke har god sammenheng – en må dermed starte på nytt…

Induktiv metode Vitenskapsteoretisk ikke holdbar metode. I skolen jobbes det ofte induktivt. Ulemper: -hva er relevante observasjoner? -Hvordan trekke en konklusjon? Fordeler: -øve observasjonsevne -motiverende Elevene trenger hjelp til å ”se” og til å trekke konklusjoner

(Ren) Deduktiv metode “Etterprøving” av teori/definisjoner som allerede er kjent Vanlig arbeidsform i realfagene Ulemper: -lite kreativ (styrt) -mekanisk ferdighetsøvelse? Fordeler: Utvikle evne til logiske resonnementer gjennom for eksempel å vurdere og analysere feilkilder/usikkerhet. Elevene trenger hjelp til å vurdere usikkerhet/feilkilder. Og de trenger kanskje litt motivasjon?

Hypotetisk deduktiv Sluttresultat: Bekrefter hypotesen: styrker teorien Falsifiserer hypotesen: teorien er falsifisert, og må endres/ modifiseres (gir nye muligheter) Ulemper: -vanskelig å lage gode hypoteser og tester? Fordeler: -aktiviserende i alle trinn av prosessen -bevisstgjørende -vitenskapelig korrekt Her trenger elevene hjelp