Elever som forskere i naturfag – ElevForsk

ElevForsk – Elever som forskere i naturfag Mål: Utvikle nye praksiser i tråd med Forskerspiren og Grunnleggende ferdigheter i naturfag i skole og lærerutdanning, …og frambringe kunnskap om disse praksisene som er relevant for skoler, skoleeiere og lærerutdannere Finansiert 2007-2011 av Program for praksisrettet FoU, NFR Aksjonsforskning i ulike varianter Produkter: fagdidaktiske modeller, undervisningsstrategier.

Prosjektet Samarbeid mellom UMB (Erik Knain, prosjektleder), UiB (Stein Dankert Kolstø) og UiO (Ola Erstad), 4 stipendiater: Birgitte Bjønness (NFR), Gerd Johansen (NFR), Idar Mestad (NFR), Anne Kristine Byhring (UMB) 3 mastersoppgaver, 2 til underveis Aksjonsforskning i ulike varianter Elever som forskere i naturfag - ElevForsk

Tre kjennetegn på utforskende arbeidsmåter Arbeidet bygger på et spørsmål formulert innledningsvis (med ulike grader av styring) Elevene bruker data og informasjon til å utvikle, etterprøve og velge mellom mulige svar Elevene arbeider med å vurdere og videreutvikle svar i en utforskende prosess. Finnes mange slik modeller.

Glimt 1: Åpne elevforskningsprosjektet Tidsramme: 8 uker 2-3 timer i uka Introduksjonsfase: læreren presenterer naturvitenskaplig metode for elevene og rammer for prosjektet Idé- og planleggingsfase: elevene arbeider med ideer og formulerer problemstilling, hypotese(r) og designer forsøk Gjennomføringsfase: elevene utfører forsøk og samler empiriske data Avslutningsfase: elevene diskuterer og presenterer resultater i form av poster på skoleutstilling, elevene leverer skriftlig rapport tilslutt Eksempel : Utvikle modell for statisk elektrisitet og luftfuktighet ved hjelp av egenprodusert apparatur. Introduksjon: oppmuntrer elevene til å forske på noe de er interessert i selv (f.eks naturfenomener), ingen spesiell tilknytning til læreplanen. Læringsmål for prosjektet er knyttet til Forskerspiren. Idefase: idefasen tar lang tid – elevene strever med å komme på ideer Planleggingsfase: elevene benytter seg av utstyr på labben og dataloggere.. Noen midler til kjøp av utstyr.. Gjennomføring: elevene er dyktige og effektive i denne fasen Avslutningsfase: poster + modell av hva de har gjort. Lite tid går nesten direkte fra målinger over til å skrive på poster, altså blir diskusjonen av resultater for mange grupper ikke tilfredstillende Elevene bruker om lag 30 timer over en 13 ukers periode, og prosjektet har fire faser. 1. Introduksjon av den naturvitenskapelige arbeidsmetoden, 2. Lage problemstilling 3. Gjennomføringsfase (praktisk arbeid) og 4. Presentasjon og publisering.   Gruppa er sammensatt av 4 gutter hvor to har fagbrev som tømrer, en har fagbrev som grafiker og en har fagbrev som bilmekaniker. De har mye praktisk erfaring, og det kommer godt til syne i arbeidet deres. De har bygget en Van der Graf maskin fra grunnen av ved hjelp av ressurser de har hentet fra internett. Den består av et gummibånd som går rundt to tromler mot en metallkam og to kupler av metall. Den statiske elektrisiteten produseres i metallkuppelen. Gruppa har som mål å utvikle en matematisk modell, men kommer ikke så langt. De gjør viktige erfaringer om å arbeide utforskende ved å måtte få maskinen til å lage et fenomen pålitelig. Vi ser hvordan snakk, gester og det materielle ved aspektet virker sammen, og også at disse studentene ikke fikk et tydelig rom for skriftlighet. <Bilde>. Utfordring: å sikre framdrift og aktiv bruk av etablert kunnskap. Men: viktige kompetanser i forskningsprosess øves. Utnytter elevenes kompetanser fra andre arenaer, motiverende!

Glimt 2: Kunnskapsbygging i komplekse tema Global oppvarming I løpet av en time hadde alle de 7 gruppen funnet temaer de ønsket å utforske videre. Disse 7 temaene danner grunnlaget for kunnskapsbygging på tvers av gruppene. Vi ser her et mangfold av vinklinger på temaet global oppvarming. 6

Glimt 3: Begrepsutvikling om naturvitenskapelig arbeidsmåte. Introduksjonstime om hvordan forskere arbeider, med klassessamtale der elevene brukte egne begreper. Lærerstyrt introduksjon og diskusjon av nye begreper med eksemplifisering i elevenes arbeid. Diskusjoner med elever mens de arbeidet praktisk der hverdagsforestillinger og vitenskapelige begrep møttes Siste prosjekttime hvor elevene øvde seg på å formulere og samtale med de nye begrepene. Elever som forskere i naturfag - ElevForsk Elevene arbeidet i grupper på to og tre. Hver gruppe fikk ti potter med Karseplanter som de kunne bruke hvordan de ville. I starten eller slutten av hver time var det en felles klassesamtale der lærer introduserte en ide knyttet til naturvitenskapelig tenke- og arbeidsmåte eller diskuterte med elevene deres pågående erfaringer i lys av slike ideer. Når elevene var ferdig med forsøksplanleggingen og skulle til å starte praktisk uttesting av giftighet initierte lærer for eksempel en diskusjon om hvordan en kan skille mellom observasjoner og tolkninger. For å stimulere til gjennomtenkning spurte lærer hvilke observasjoner de hadde planlagt og hvorfor. Han fulgte opp med først å spørre om vi kan se om blader er blitt visne. Deretter spurte han om vi kan se hvorfor de er blitt visne. På bakgrunn av egne undersøkelser skulle elevene skrive en eksperimentrapport der de la frem og diskuterte resultater. Etter at elevene hadde skrevet rapport var det en oppsummeringstime med oppgaver og diskusjoner om hva de hadde lært om hvordan forskere tenker og arbeider. Svaret på spørsmålene elevene stilte var på mange måter åpent da giftighet til ulike stoffer elevene valgte hverken var kjent for lærer, stod i lærebok eller lett å finne på Internett. Derimot var ideene elevene skulle lære om naturvitenskapelig tenke- og arbeidsmåte identifiserte på forhånd og ble presentert av lærer gjennom samtaler om elevenes egne pågående erfaringer. Læringsmål var få og klart definerte og kompleksitet noenlunde lav gjennom bruk av felles forskningsspørsmål og utforsking av enkle sammenhenger. Når vi samtidig la inn stramme rammer og mange støttestrukturer syned det riktig å karakterisere prsjektet som halvåpen utfroskning gitt kategoriseringen av utforskende arbeidsmåter i kapittel 1.

Rammer og støttestrukturer Elever som forskere i naturfag - ElevForsk

Typer rammer og støttestrukturer Fremme fokus og framdrift Plan, logg, mal for sluttprodukt Vurderingskriterier Transparent IKT verktøy Eksempel: Planmal Hvilket tema ønsker vi å utforske? Hva er vår problemstilling? Hva er vår kunnskap om dette temaet nå? Hvordan skal vi undersøke vår problemstilling? Hva lurer vi på? Hva trenger vi å finne ut videre? Elever som forskere i naturfag - ElevForsk

Typer rammer og støttestrukturer Fremme fokus og framdrift Tilrettelegging for informasjonshenting Utlevert innformasjon Åpen tilgang på nett Forelesninger Informasjon fra medelever Elever som forskere i naturfag - ElevForsk

Typer rammer og støttestrukturer Fremme fokus og framdrift Tilrettelegging for informasjonshenting Tilrettelegging for faglig refleksjon ”Forskermøter” Maler for se bakover og skue framover i prosessen Utfordrende veiledning og fellessamtaler Støttestrukturer for læring av naturvitenskapelig tenkemåte Dialogiske introforelesninger ”just in time” Konkretisering av ideer med elevenes egne erfaringer Maler for plan og rapport med overskrifter og korte forklaringer IMRaD organisering av arbeidet og læringsmål Rammer for læring av vitenskapsteoretisk kunnskap Læringsmål og vurderingskriterier Prøve i vitenskapsteoretisk kunnskap Elever som forskere i naturfag - ElevForsk

Variert språkbruk tilpasset situasjonen gjennom Viktige drivkrefter Elever som forskere i naturfag - ElevForsk Variert språkbruk tilpasset situasjonen gjennom Teksttyper: Beskrive, forklare, argumentere, utfordre,… Ulike moder (muntlig, skriftlig, gester, inskripsjoner) Rom for elevenes egne tanker og hverdagsspråk

Åpne opp og trekke sammen Elever som forskere i naturfag - ElevForsk

UA - plakaten Velg kompleksitet ut i fra hva du ønsker at elevene skal ha av utbytte. Velg støttestrukturer som du følger opp. Særlig i prosjekter med høy kompleksitet vil elevene ikke kunne støttes med eksplisitte støttestrukturer i alle utfordringer de kan møte. Vurderingskriterier må henge sammen med støttestrukturer og mål for prosjektet. Underveisvurdering er bruk av støttestrukturer i praksis. Sikre at elevene veksler mellom muntlige samtaler og skriving. Begge er viktige men har ulike funksjoner. Vær særlig oppmerksom på når elevene trenger faglige innspill som kan føre dem videre. Dette er lettere i prosjekter med lav kompleksitet. Arbeid for at utforskende arbeidsmåter blir forankret i skolens ledelse Elever som forskere i naturfag - ElevForsk Velg kompleksitet ut i fra hva du ønsker at elevene skal ha av utbytte. Lav kompleksitet skaper større sikkerhet for et bestemt faglig utbytte, og kan være viktig for å øve bestemte delkompetanser i utforskende arbeidsmåter. Men særlig når temaet er komplekst er det kanskje verken ønskelig eller mulig å styre mot et bestemt utbytte faglig. Frihet i valg av tema virker motiverende på mange elever, og de kan oppleve en mer autentisk utforskning. Velg støttestrukturer bevisst. Særlig i prosjekter med høy kompleksitet vil elevene ikke kunne støttes med eksplisitte støttestrukturer i alle utfordringer de kan møte. Velg noen og bruk dem aktivt i veiledningen. Vurderingskriterier må henge sammen med støttestrukturer og mål for prosjektet. Underveisvurdering er bruk av støttstrukturer i praksis. Sikre at elevene veksler mellom muntlige samtaler og skriving. Begge er viktige men har ulike funksjoner. I veiledning av elevene, vær særlig oppmerksom på når de trenger faglige innspill som kan føre dem videre. Dette er lettere i prosjekter med lav kompleksitet. Arbeid for at utforskende arbeidsmåter blir forankret i skolens ledelse slik at nødvendig samarbeid mellom lærere får tidsressurser, og økonomiske rammer til innkjøp av nødvendig utstyr, ekskursjoner osv. er på plass.