Lärorika och spännande laborationer

Fördjupa din kunskap

Innehållet baseras på den systematiska forsknings­sammanställningen Laborationer i naturvetenskapsundervisningen som finns att ladda ner som pdf och beställa som bok.

Visa forsknings­sammanställningen
Artikel

Lärorika och spännande laborationer

Elever arbetar med laborationer vid dragskåp och arbetsbänk i skolan.

Resultaten i forskningssammanställningen Laborationer i naturvetenskapsundervisningen visar tydligt att laborationer kan bidra till att utveckla elevers kunskaper både i ämnena och om hur man gör naturvetenskapliga undersökningar. Sammanställningen belyser såväl möjligheter som utmaningar med laborationsundervisningen.

Vi har pratat med två lärare i naturvetenskapliga ämnen om deras synpunkter på forskningssammanställningens resultat: Kristina Bergmark som är lektor i kemi på Tullinge gymnasium i Botkyrka, och Annika Linell som undervisar i matematik, fysik, kemi, biologi och teknik på högstadiet på Särö skola i Kungsbacka.

Bekräftar lärarens viktiga roll

Både Kristina och Annika tycker att resultaten i forskningssammanställningen stämmer väl överens med deras erfarenheter. De menar att praktiknära forskning är extra viktigt för alla som undervisar praktiskt. Annika uttrycker det så här:
– Det är bra för oss lärare som inte har tid och tillgång till forskning att få viktig forskning sammanställd. Laborationer i naturvetenskapsundervisningen är en omfattande och komplex forskningssammanställning, som också handlar om en komplex undervisning. För mig är dess styrka att den sätter ord på det jag gör, och på det viset hjälper mig att sortera mitt arbete. Den presenterar förklaringsmodeller och ger mig verktyg – och den lyfter hur viktig min roll är som pedagog.

De tycker båda att forskningssammanställningen även är bra som diskussionsunderlag, och att det är betydelsefullt att den ger lärare en bra gemensam vokabulär för att prata om laborationer och arbetet med dessa. De menar att det är viktigt att undvika att varje lärare går på alla minor själv, och att få ett komplement till de egna erfarenheterna. Kristina säger:
– Översikten är bra för det kollegiala lärandet också. I skolans ämnesgrupper där vi diskuterar praktiska frågor som prov och gemensam bedömning har vi också alltid utvecklingsprojekt knutna till undervisningen. Vi har just avslutat ett projekt för att skapa en starkare röd tråd genom utbildningen för eleverna som går natur. För sådana utvecklingsprojekt är det väldigt bra att kunna ha en forskningssammanställning som gemensam grund.

Vilja och kunskap om att undersöka

Det är roligt att lyckas få upp elevernas ögon och visa att nästan allt i omgivningen knyter an till naturvetenskapen tycker Annika, och tillägger:
– Vi behöver nyfikna barn och ungdomar som kan hitta möjliga lösningar i framtiden. Därför är det viktigt att hjälpa eleverna utveckla streetskills. Få dem att bli nyfikna.

Kristina lyfter också det korta tidsperspektivet:
– Vi gymnasielärare har tre år på oss att se till att eleverna uppfyller examensmålen. Under årskurs tre ska de kunna genomföra ett gymnasiearbete och själva förstå hur ett experiment kan byggas upp. De behöver träna på att ifrågasätta, testa och befästa sina kunskaper. Eller som det uttrycks i forskningssammanställningen: de ska lära sig naturvetenskap, lära sig om naturvetenskap och lära sig utföra naturvetenskap. Den kategoriindelningen är till bra hjälp när man ska titta på en laborations syfte, både på kort och lång sikt.

Lagom många syften

Kristina har alltid tyckt att det är viktigt och intressant med laborativa inslag, att få undersöka och låta eleverna förstå genom att arbeta praktiskt. Hon funderar mycket över vilken information eleverna ska få, och på vilket sätt de ska få den:
– Det är viktigt att inte ha för många syften med varje laboration, utan att istället fokusera på några få varje gång. På samma sätt som man inte kan ändra alla variabler samtidigt i ett försök. Det är något som forskningssammanställningen också lyfter, att laborationsuppläggen kan betona olika aspekter av den naturvetenskapliga undersökningen och ge eleverna mer handlingsutrymme vartefter.

Annika håller med Kristina och lyfter även att forskningssammanställningen tar upp att det är viktigt att arbeta med enkla positiva samband först, kanske hela högstadiet, och först senare gå över till negativa och mer komplexa samband:
– Det är en viktig balansgång att tänka på att laborationer ska ge kunskap och förståelse, men också vara lite spännande och skapa intresse. För att det ska bli lagom svårt måste jag i början kanske välja mellan om laborationens huvudsyfte ska vara att ge fördjupad kunskap eller att träna dem i att utföra laborationsmoment, till exempel. Det blir också mer rättvist att fokusera på en sak i taget eftersom alla elever ska betygssättas i alla moment. Delar man upp läromomenten får de utveckla sina färdigheter stegvis, och samtidigt en rimlig chans att visa vad de har lärt sig.

Välja lämplig metod

Forskningssammanställningen delar in laborationer i de tre kategorierna bekräftande, guidade och öppna. De bekräftande laborationerna är de vanligaste i skolan. En bekräftande laboration som behandlar ett väl avgränsat område kan bidra till högre kunskapsnivåer, men Annika invänder att det ofta blir på bekostnad av elevernas motivation – precis som översikten tar upp. Då lärare väljer en guidad laboration ger läraren eleven större handlingsutrymme än de har vid bekräftande laborationer, eleverna får alltså stöd att ta eget ansvar. När läraren guidar eleverna hävdar sammanställningen att det är extra viktigt att ställa vägledande motfrågor istället för att ge de rätta svaren och att se till att eleverna funderar och reflekterar över det de gör. Indelningen i de tre kategorierna stämmer bra tycker Annika, och den är väldigt användbar när hon planerar laborationer:
– Resultatet att guidade laborationer skapar bättre förståelse är en rolig utmaning för mig som lärare. Det är förstås viktigt att träna eleverna i sådant som att ha en hypotes, och få dem att vilja testa. Men att ge eleverna ett allt för stort handlingsutrymme som det kan vara vid öppen laboration kan ske på bekostnad av deras ämneskunskaper. Förutom att det är viktigt att som lärare tänka över graden av elevernas handlingsutrymme vid laborationsmomenten är det även viktigt att inte ha för komplicerad teknisk utrustning som tar fokus och tid från de lärandemoment som egentligen är syftet med den laboration man utför.

Det håller Kristina med om. Hon säger också att hon tycker att det kan vara svårt att konstruera laborationsinstruktioner som är tydliga för alla, eftersom eleverna inte har samma referenspunkter, kunskaper och utbildning som lärare, eller ens som varandra. Dessutom är säkerheten viktig påpekar hon, vilket kan begränsa valmöjligheterna när det gäller hur fritt eleverna kan få arbeta. Metoderna får heller inte vara så krångliga att de tar fokus från syftet med laborationen, eller ta en sådan tid att eleverna inte hinner reflektera över vad de har gjort menar hon:
– Forskningssammanställningen bekräftar min åsikt i det fallet – att diskutera med eleverna om själva laborationen kan vara mer värdefullt för att belysa frågor om naturvetenskapens karaktär än att eleverna ska hinna färdigställa laborationen på en viss tid.

När eleverna laborerar

En viktig uppgift inom de naturvetenskapliga ämnena i högstadiet är just att skapa ett grundläggande intresse hos eleverna tycker Annika. Hon brukar försöka att inte vara så fast i sin planering utan låta eleverna vara med och bestämma vad de tycker är intressantast. De brukar till exempel göra elektriska spel:
– Det är roligt, och jag har aldrig varit med om att någon inte lyckats med att koppla rätt. Det är lätt att komma in på viktiga begrepp också, som att seriekoppla till exempel. Ibland diskuterar vi innan en laboration hur vi ska göra, de får skriva instruktioner och sedan pröva varandras. Efter en laboration pratar vi alltid om hur det gick och varför.

När eleverna laborerar har de ofta stort fokus på resultaten berättar Kristina. Det är sällan de tänker på att anteckna vilka förändringar eller anpassningar de gjort under laborationens gång, och de vill ofta hellre skriva om en annan grupps resultat som stämmer med det förväntade än reda ut varför deras egna svar avviker:
– Ibland kan jag fråga dem om hur de arbetar, men det får inte bli curling, utan det måste leda till gradvis utveckling. Jag brukar gå runt och prata med eleverna, fånga upp dem som inte förstår. Vi pratar om laborationen, och behövs det kanske jag ställer någon ledande fråga. Det är viktigt att diskutera resultaten och ta död på eventuella missuppfattningar redan vid laborationstillfället. De bör ha fått chansen att förstå grundläggande fakta redan från början.

Dokumentera resultat

I forskningssammanställningen delas arbetet med laborationer in i fyra aspekter: att planera, genomföra, värdera och dokumentera. Den indelningen är till god hjälp när man som lärare ska lägga upp arbetet med laborationerna, välja lämpliga syften och fundera över vilken metod som kan fungera bäst tycker Annika. Både Annika och Kristina pratar även om att forskningssammanställningen tar upp att det kan vara bra att integrera skrivandet i laborationen. De tycker att det är något som kan vara svårt att få till på den korta tid de har till förfogande, men menar att då kan man tänka på begreppen för de fyra faserna och integrera dokumenterandet inte bara i genomförandet utan också i planeringen och värderingen, och dela upp det arbetet på flera tillfällen. Annika säger dessutom:
– Det är intressant tycker jag att forskningssammanställningen om laborationer lyfter att det traditionella sättet att elever får skriva sina laborationsrapporter i efterhand kan vara begränsande. Det tänker jag titta närmare på.

Kristina uppmanar alltid eleverna att lämna in sina laborationsrapporter till henne för återkoppling innan de ska lämnas in för bedömning. Hon tycker att det fungerar bra och att nivån på laborationsrapporterna lyfts tydligt under kursens gång:
– Men jag har märkt hur viktigt det är att poängtera att jag inte bedömer labbrapporten när de får återkoppling. Jag behöver upprepa då och då att det jag får in för återkoppling inte vare sig bedöms eller betygssätts.

Angeläget och på riktigt

Forskningsöversikten tar upp att ett sätt att skapa förutsättningar för att eleverna ska kunna reflektera över naturvetenskapens karaktär är att välja ett ämnesinnehåll för laborationen som eleverna upplever är angeläget och på riktigt. Kristina tycker att det är lättare att skapa anknytning till vardagliga fenomen än anknytning till yrkesverksamhet och kommenterar:
– Till exempel tittar vi på bränslen med förbränningsreaktionen, och jämför effektiviteten och vad som ger mest koldioxidutsläpp – med det följer förstås en intressant miljödiskussion. Det gör det även när vi tittar på fettlöslighet kontra vattenlöslighet och vad det innebär vid föroreningar och utsläpp.

Både Kristina och Annika pratar mycket om vikten av att variera undervisningen och väcka elevernas intresse. Annika berättar att hon försöker knyta an till elevernas vardag:
– Jag försöker fånga dem där de är, utgå från dem själva och deras behov, från kroppen, hälsan och sömnen. Vad är det i läppstiftet du använder? Hur är din cykel konstruerad? Jag använder det mesta runt omkring dem. Till exempel när vi fick problem med att elever sålde slajm i skolan. Istället för att förbjuda, började vi tillverka slajm! Vi undersökte, diskuterade, prövade olika recept och jämförde egenskaper.

Någon som lyssnar

I forskningssammanställningen konstateras det att när elever får den uttalade uppgiften att på ett pedagogiskt sätt kommunicera sina resultat till andra mottagare än bara läraren kan det göra att kvaliteten på skrivna slutledningar och vetenskapliga förklaringar blir bättre.
– Jag brukar låta eleverna kompisbedöma laborationsrapporterna innan de ska lämna in dem till mig, berättar Kristina. Vi arbetar ibland också så att när de planerar egna laborationer även får redovisa sina upplägg för varandra innan de genomför dem.

Annikas elever har flera gånger varit med i höstförsöket, där forskare ber elever hjälpa dem att undersöka saker i närområdet. Till exempel tittade de ett år på vid vilken tidpunkt löven blev gula. Genom att delta får eleverna lära sig att undersöka något systematiskt. Några elever har tävlat i Lego League: programmerat lego och tävlat på bana. Eleverna har också gjort en utställning om hälsa på vårdcentralen. Annika lyfter även att en viktig aspekt av lärande är att lära andra, eftersom det skapar egen förståelse:
– Vi samordnade med lärarna i mellanstadiet när de skulle läsa om ljus och ljud, och sedan fick mina högstadieelever planera, genomföra och värdera genomgångar som de höll för de yngre eleverna.

Pröva nytt

Både Annika och Kristina har jobbat mycket med laborationer med olika antal frihetsgrader, som till exempel att eleverna får metoden men ska formulera frågan, eller tvärtom. Kristina säger:
– Det mest spännande resultatet i forskningssammanställningen tycker jag är att det är så bra att arbeta med guidade laborationer. Det var intressant att läsa att rätt vägledning kan ha så central betydelse. Det här betyder att jag måste tänka mycket mer på hur jag svarar på elevernas frågor, hur jag kan ge eleverna något att fundera på, och om jag kanske kan besvara deras frågor med nya frågor. Efter en laboration tänker jag igenom hur allt har fungerat så att jag kan uppdatera till nästa gång. Variationen är förstås stor, men det här är ändå ett nytt recept, en ny strategi för att bygga upp och främja elevernas lärande.

Två av verktygen som forskningssammanställningen beskriver är science writing heuristic (SWH) respektive argument-driven inquiry (ADI). De är generiska och erbjuder lärare ett systematiskt stöd för att uppmärksamma olika komponenter av en naturvetenskaplig undersökning. Samtidigt påminner de eleverna om det vetenskapliga argumentets konstruktion och betydelse. Båda dessa verktyg integrerar också ett vetenskapligt skrivande i själva laborationsaktiviteterna.
– Jag är väldigt nyfiken på att pröva särskilt de här två metoderna för att arbeta med frågestöd under laborationerna, ställa frågor till eleverna och diskutera hur man gör, säger Annika.

En brygga mellan lärarna och forskningen

Både Kristina och Annika har arbetat eller arbetar med att forska, och de tycker att det behövs en bra brygga mellan skola och forskning. Kristina säger:
– Det är spännande att forska, men att vara lärare är en fantastisk utmaning. Forskningssammanställningen kan ge skolledningar och politiker en liten glimt av hur det är att vara lärare, hur komplext det vi gör faktiskt är.

Annika håller med och tillägger:
– Även om jag känner igen det mesta som forskningssammanställningen tar upp är det bra att ha ett stöd i arbetet och få en påminnelse om vad som är betydelsefullt. Jag får syn på vikten av att komma ihåg vilken skillnad detaljer gör. Att läsa forskningssammanställningen fållar mig tillbaka till arbetet med att tänka på varför jag gör som jag gör, och den är ett bra stöd i det viktiga för- och efterarbetet.

 

Bildtext: Samarbete och engagemang när Kristinas gymnasieelever laborerar.  Foto: Kristina Bergmark


Uppdaterad: 2021-10-20 08:51