1. No category

Elevers begrebsdannelse
inden for emnet
astronomi
- Et studie af betydningen af elevers hverdagsforestillinger om astronomiske fænomener
set i forhold til deres begrebsdannelse
Astrid Vestergaard Laursen
Studienummer: 2011181
Læreruddannelsen i Aarhus
23. april 2015
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Indhold
Indledning .......................................................................................................................................................... 2
Metode .............................................................................................................................................................. 3
Begrebsdannelse set i forhold til kognitiv udvikling .......................................................................................... 3
Piagets stadieteori ......................................................................................................................................... 3
Begrebsdannelse ifølge Vygotsky .................................................................................................................. 5
Piagets læringsteori ....................................................................................................................................... 6
Hverdagsforestillinger ....................................................................................................................................... 7
Hvad er en hverdagsforestilling? ................................................................................................................... 7
Hvorfor skal hverdagsforestillingerne undersøges?...................................................................................... 8
Eksempler på elevers hverdagsforestillinger inden for astronomi ............................................................. 10
Begreber inden for astronomi ......................................................................................................................... 11
Undersøgelse af elevers hverdagsforestillinger .............................................................................................. 13
Egen undersøgelse....................................................................................................................................... 15
Elevers kognitive niveau set i forhold til undervisning .................................................................................... 22
Kritik af Piagets stadieteori.......................................................................................................................... 23
Undervisning og opmærksomhedsområder................................................................................................ 24
Konkrete bud på tiltag i undervisningen ..................................................................................................... 26
Konklusion ....................................................................................................................................................... 28
Perspektivering ................................................................................................................................................ 28
Litteraturliste ................................................................................................................................................... 30
1
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Indledning
I al undervisning er det centralt for læreren, hvad eleverne lærer, og hvordan denne læring finder sted. I et
naturvidenskabeligt fag som fysik/kemi støder eleverne på mange begreber, og det er derfor særligt interessant for fysik/kemi-lærere, hvordan eleverne arbejder med disse begreber og bliver bekendte med dem. Sagt
med andre ord er elevernes begrebsdannelse og udviklingen af denne lærerrig for læreren at undersøge. I
fysik/kemi arbejdes der traditionelt med eksperimenter i undervisningen for at undersøge naturvidenskabelige forhold og derved blive klogere på disse. Et emne i undervisningen skiller sig dog ud, og det er astronomi.
Til emnet astronomi er det svært at udføre konkrete eksperimenter, da det er store himmellegemer og fænomener som dag og nat, der skal undersøges. I stedet arbejdes der med modeløvelser, hvorved astronomiske forhold kan illustreres. På den anden side er astronomi også et særligt emne, da det omhandler objekter,
som solen og månen, som ofte kan observeres i den almindelige undervisning. Dette kan være med til at gøre
emnet mere virkelighedsnært og interessant for eleverne, samtidig med at det er et emne, alle har stiftet
bekendtskab med inden undervisningen.
Jeg finder forskellen i arbejdsmetoden mellem konkrete forsøg og modelforsøg samt observationer interessant, og derfor vil jeg i denne opgave beskæftige mig med emnet astronomi. Ligeledes finder jeg elevernes
begrebsdannelse spændende, og min oprindelige problemformulering er som følger:
Hvilke faktorer har betydning for elevernes begrebsdannelse inden for astronomi?
For at kunne undersøge elevernes begrebsdannelse, er det nødvendigt at undersøge deres forståelse af udvalgte begreber. Når vi møder eleverne i fysik/kemi-undervisningen, kommer de nemlig med allerede eksisterende forståelser og forestillinger om naturvidenskabelige begreber (Nielsen, Students' annotated
drawings as a mediating artefact in science teachers' professional development, 2014). En stor del af denne
forforståelse består af hverdagsforestillinger, det vil sige forestillinger, der bygger på observationer fra hverdagen. Disse hverdagsforestillinger kan give en umiddelbar logisk eller fornuftig forklaring på et begreb eller
fænomen, men oftest stemmer forestillingerne ikke overens med den naturvidenskabelige forklaring
(Paludan, Videnskaben, Verden og Vi - Om naturvidenskab og hverdagstænkning, 2004). Elevernes begrebsdannelse vil derfor ofte tage sit afsæt i individuelle hverdagsforestillinger, og jeg har derfor valgt at præcisere
min problemformulering. Dette valg er truffet på baggrund af arbejdet med opgaven, hvor jeg i litteraturen
har mødt et fokus på sammenhængen mellem hverdagsforestillinger og læring, som jeg finder spændende.
2
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
I opgaven vil jeg herfra arbejde ud fra denne problemformulering, der vægter elevernes hverdagsforestillinger i forhold til deres begrebsdannelse:
På hvilken måde har elevernes hverdagsforestillinger betydning for deres begrebsdannelse inden for astronomi?
Formålet med denne undersøgelse er, at blive klogere på de elementer der spiller ind, når eleverne møder
begreber og udvikler deres forståelse af disse i astronomiundervisningen. Med et fokus på betydningen af
hverdagsforestillinger i forhold til den læring der kan finde sted, er hensigten, at det kan lede til en undervisning, der udfordrer eleverne på deres forståelse og tager udgangspunkt i deres startsted.
Metode
I opgaven giver jeg først en kort teoretisk gennemgang af Piagets stadieteori, Vygotskys teori om begrebsdannelse og Piagets læringsteori for at have et teoretisk grundlag til senere brug i analyse og diskussion af
elevers kognitive niveau. Derefter gives en begrebsafklaring af begrebet hverdagsforestillinger, hvor flere
teoretikere sammenholdes. I forlængelse heraf kommer jeg med bud på, hvorfor det er interessant at undersøge hverdagsforestillingerne og endelig gives eksempler på hverdagsforestillinger inden for emnet astronomi. Dernæst undersøges hvilke begreber, der hører under emnet astronomi ud fra både Fælles Mål 2009
og de Forenklede Fælles Mål, samt en undersøgelse af det nødvendige kognitive niveau hos eleverne for at
leve op til målene. Herefter følger min undersøgelse af elevers hverdagsforestillinger inden for astronomi.
Denne undersøgelse bygger på analyse af en undersøgelse udført af Nussbaum, pointer fra Nordlab workshoppen ”Jorden som planet i rymden” samt gennemgang og analyse af en undersøgelse udført i min praktik.
Denne undersøgelse er udført for at få et indblik i sammenhængen mellem elevers hverdagserfaringer og
kognitive niveau. Efter dette diskuteres betydningen af elevers kognitive niveau i forhold til undervisningen,
hvorunder der findes kritik af Piagets stadieteori, et blik på konceptuel forandring hos eleverne og videnskabssprog over for dagligsproget. Endelig gives konkrete bud på tiltag i undervisningen, der har øje for elevers hverdagsforestillinger og kognitive niveau. Afslutningsvis findes en konklusion på problemformuleringen
og en perspektivering af resultaterne.
Begrebsdannelse set i forhold til kognitiv udvikling
Piagets stadieteori
Når elevers begrebsdannelse skal undersøges, er det nødvendigt at se på den kognitive udvikling, de gennemgår fra barn til ung. Dette kan være med til at give et billede af deres evne til at forstå og sætte sig ind i
3
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
det stof, der undervises i på et givent aldersniveau. I naturvidenskabelig litteratur omhandlende udviklingsteorier er der en tradition for at se på Piagets stadieteori. Denne tradition skyldes sandsynligvis det faktum,
at Piagets teorier bygger på interviews med børn og unge, hvor de er blevet stillet over for naturfaglige problemstillinger. Han udfordrede forsøgspersonerne på deres opfattelse af f.eks. massebevarelse, sandsynlighed, proportionalitet og klassifikation, hvilket alle er begreber hentet fra naturvidenskaben (Paludan,
Videnskaben, Verden og Vi - Om naturvidenskab og hverdagstænkning, 2004). I Piagets stadieteori inddeles
udviklingen i 4 stadier, som er det sensomotoriske stadium, det præoperationelle stadium, det konkret-operationelle stadium og det formelt-operationelle stadium. Disse 4 stadier dækker over forskellige udviklingsperioder med hver deres karakteristika (Piaget, 1971).
Det sensomotoriske stadium går fra barnets fødsel til 1½ - 2 års alderen. Dette stadium er kendetegnet ved,
at de første motoriske færdigheder udvikles, og at barnet intet sprog har. Dette betyder, at barnet opfatter
verden gennem sansninger og handling.
Den tidlige barndom, også kaldet det præoperationelle stadium, går fra 2 - 7 år. I dette stadium udvikler
barnet sit sprog, hvilket har stor betydning for den psykiske udvikling. Dette giver nemlig mulighed for at
interagere sprogligt med andre mennesker og udtrykke egne tanker og følelser. Barnet har i denne periode
en intuitiv intelligens, hvilket betyder, at barnet tænker perceptuelt. Ligeledes er barnet præget af egocentrisme, dvs. barnet har svært ved at forstå, at der findes andre synsvinkler end dets eget.
Det konkret-operationelle stadium dækker perioden fra 7 - 12 år, og er perioden hvor den logiske tænkning
begynder. Barnet bliver i stand til at forstå andres synspunkter og blander dem ikke længere sammen med
egne forestillinger. Overgangen til dette stadium sker, når barnets tænkning ændres fra intuitiv til operationel. Det vil sige, når barnet bliver i stand til at opstille systemer for tænkningen, som både skal have et element af kombination og et element af reversibilitet. I denne periode skal det konkret-operationelle forstås
som en handling, hvor noget konkret er kilde til denne handling. Barnet har altså behov for noget konkret at
fæstne sin operationelle tænkning på, og derfor er tænkningen knyttet til den umiddelbare virkelighed.
De unge år fra 12 år og opefter, svarer til det formelt-operationelle stadium. I denne periode formes den
unges personlighed, og intellektet udvikles til også at være i stand til at forstå abstrakte operationer. Den
unge vil opleve at udvikle mange nye færdigheder, som i første omgang kan forstyrre tænkningen, men som
dernæst virker forstærkende. Operationerne i denne periode er ikke knyttet til noget konkret, og den unge
bliver i stand til at reflektere, hvorved den frie tænkning kan finde sted. Ligeledes bliver den unge i stand til
at tænke kombinatorisk og dermed systematisere sine tanker (ibid.).
4
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
De angivne aldersintervaller er ifølge Piaget gennemsnitlige, og alderen for overgangene mellem stadierne
kan variere. Dog ligger det fast, at alle vil gennemgå stadierne i den samme rækkefølge, og at et enkelt stadium ikke kan springes over. Piaget mener, at kun ganske få voksne vil forblive i det konkret-operationelle
stadium, og at denne fraværelse af stadieovergang skyldes en form for manglende tilskud til den naturlige
udvikling (Paludan, Videnskaben, Verden og Vi - Om naturvidenskab og hverdagstænkning, 2004).
I forhold til fysik/kemi-undervisningen er det særligt de to sidste stadier, der er interessante at kigge på i
forhold til elevers begrebsdannelse inden for astronomi, da eleverne her typisk vil være 13 - 16 år. Det kan
derfor være en ide at undersøge, hvilket stadium eleverne i en given klasse er på. Herved kan man som lærer
blive klogere på, hvordan undervisningen på bedste vis kan bygges op, så den passer til deres abstraktionsniveau. Som lærer må man altså vurdere, om elevernes kognitive udviklingsniveau er tilstrækkeligt højt til,
at de er i stand til at forstå de begreber, der skal arbejdes med i undervisningen.
Begrebsdannelse ifølge Vygotsky
En ting er at se på elevernes kognitive udviklingsniveau i forhold til hvilken læring, der kan finde sted, en
anden ting er at se på, hvordan denne læring kan finde sted. Til dette kan Vygotskys tanker om begrebsdannelse være interessante.
For Vygotsky hænger sprog og tænkning uløseligt sammen, idet han ser ord som et værktøj for tænkning.
Dette udtrykker han ved begrebet sproglig tænkning. Ifølge Vygotsky lærer børn ordbetydninger at kende
ved at forsøge at anvende ordene i en social sammenhæng med andre. Dette er med til, at de udvikler, det
Vygotsky kalder, spontan begrebstilegnelse, hvor ordene, de lærer at kende, hører under betegnelsen dagligdagsbegreber. Når børn møder nye ord i undervisningen, vil de ofte få erfaringer med disse i rammesatte
situationer. Tilegnelsen af disse ord beskriver Vygotsky som ikke-spontan, og begreberne kaldes videnskabelige. Vygotsky peger på, at det er en forudsætning, at børn har styr på dagligdagsbegreberne, inden de kan
tilegne sig de videnskabelige begreber (Skodvin, 2011).
Ifølge Vygotsky findes der flere former for tænkning, hvor begrebsdannelse er en helt specifik form af dette.
Begrebsdannelsen skyldes nemlig en aktiv og kompleks proces, og er ikke lig med at udarbejde komplekse
færdigheder. For at en begrebsdannelse kan finde sted, er det ikke nok, at barnet lærer bestemte ord at
kende, som det kan koble til bestemte genstande. I stedet må barnet møde en opgave, der kun kan klares
igennem en begrebsetablering. Hvis ikke dette sker, vil processen med at danne begreber ikke gå i gang
(Vygotsky, 1971).
Ligesom at Piaget arbejder med bestemte kognitive udviklingsniveauer til bestemte aldersgrupper, peger
Vygotsky også på betydningen af alder og dermed udviklingsniveau i forhold til begrebsdannelse. Det er først,
5
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
når barnet når ungdomsårene, at de intellektuelle funktioner modnes og udvikles på en sådan måde, at det
psykologiske grundlag for begrebsdannelsen er tilstede. Rødderne til de intellektuelle funktioner, der er
grundlag for processen med at danne begreber, går dog helt tilbage til barndommen (ibid.). Det er altså ikke
uvæsentligt, hvordan børn møder begreber i deres barndom.
Vygotsky beskriver et begreb, som noget der altid udfylder en funktion, hvilket kan være i form af en meddelelses-, en opfattelses-, en forståelses- eller en opgaveløsningsfunktion. Derudover hører der en kompleks
tankeproces til begrebet, som på samme tid også må være en levende proces (ibid.). Et begreb kan altså her
forstås, som noget der dækker over en specifik funktion, samtidig med at det kræver en vanskelig tankevirksomhed. Ser vi på et begreb i fysik/kemi-undervisningen kan det defineres som, at det dækker et sæt af
specifikke objekter, symboler eller hændelser (Ringnes & Hannisdal, 2009). Det betyder altså, at begreber
overordnet set kan inddeles i tre grupper, nemlig begreber, der beskriver en samling af objekter, begreber,
der beskriver en samling af symboler og begreber, der beskriver en samlet række hændelser. Når elevernes
begrebsdannelse skal undersøges, gælder det altså udviklingen i forståelse af alle 3 aspekter af et begreb.
Piagets læringsteori
Piagets læringsteori kan ses som et modstykke til Vygotskys teori om begrebsdannelse. Hvor sprog og tænkning hænger uløseligt sammen for Vygotsky, spiller sproget en mindre vigtig rolle for Piaget. Piaget mener,
at sproget kan være med til at støtte erkendelsesprocessen, men barnets fysiske handlinger vægtes højere i
denne proces (Sjøberg, 1992).
Erkendelsesprocessen bygger ifølge Piaget på såkaldte forståelseskategorier, som kaldes skemaer, som påvirkes af assimilation og akkommodation. Ved assimilation møder barnet noget nyt, der kan fortolkes på en
sådan måde, at det passer til noget kendt. Dette betyder, at det kan kategoriseres i et eksisterende skema.
Modsat dette er akkommodationen, hvor barnet ikke kan fortolke det nye til noget allerede kendt. Barnet
må derfor justere eksisterende skemaer, hvorved det nye kan passes ind. De to processer forløber samtidig,
og barnet vil forsøge at opretholde et ligevægtsniveau mellem dem. Denne proces, hvor nydannelse af skemaer er nødvendig, kaldes ligevægtsprocessen og fører til ny erkendelse. Det er altså gennem revurdering
og dannelse af nye skemaer, at læring finder sted ifølge Piaget (Sjøberg, 1992) (Hundeide & Guldbrandsen,
2011).
Piagets læringsteori er konstruktivistisk, hvilket betyder at barnet selv konstruerer sin virkelighed gennem
ligevægtsprocessen. Læring konstrueres derfor ved nydannelse af skemaer og kan ikke ses som det, at virkeligheden kopieres til bevidstheden (Sjøberg, 1992).
6
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Hverdagsforestillinger
Efter at have gennemgået en teoretisk vinkel på hvordan børn og unge danner begreber, og hvornår deres
kognitive udvikling er tilstrækkelig til, at de kan forstå begreber, vil jeg her kigge på de allerede eksisterende
forestillinger, elever møder fysik/kemi-undervisningen med. For at kunne ende ud med at analysere betydningen af elevers hverdagsforestillinger i forhold til deres evne til at danne begreber er det nemlig vigtigt
både at have et indblik i deres kognitive kunnen og i de hverdagsforestillinger, de har med sig.
Hvad er en hverdagsforestilling?
Fænomenet hverdagsforestillinger dækker over det, at mange børn og voksne har forestillinger om den verden, de begår sig i og de naturvidenskabelige processor, der foregår der. De danner disse forestillinger ud fra
deres observationer og oplevelser i hverdagen. Dette bygger på en konstruktivistisk tankegang, hvor forståelsen af virkeligheden konstrueres af den enkelte, og dermed bliver individuel. Fænomenet har dog i litteraturen fået flere forskellige navne. Overordnet set dækker alle navnene mere eller mindre det samme, men
de har dog forskellige vægtninger. På den ene side står navnet ”misconceptions”, som tyder på, at hverdagsforestillingerne er forkerte, og at indehaveren har en opfattelse, der ikke svarer til den videnskabelige. På
den anden side står navnet ”alternative frameworks”, som blandt andet Rosalind Driver (Driver, 1985) anvender til beskrivelse af hverdagsforestillinger. Dette navn tyder på, at hverdagsforestillingerne er en alternativ opfattelse i forhold til den videnskabelige, og at de to opfattelser måske ligefrem står på lige fod
(Sjøberg, 1992). I denne opgave har jeg valgt at anvende navnet hverdagsforestillinger til at beskrive fænomenet. Dette valg er truffet, dels fordi der i den danske litteratur er tradition for at anvende dette navn, og
dels fordi det er et af de anvendte navne, der er mest neutralt ladet. Med dette navn er det ikke på forhånd
givet, om en opfattelse er forkert eller et alternativ set i forhold til den videnskabelige forklaring.
Udover at hverdagsforestillinger er personlige, er de også for manges vedkommende meget sejlivede
(Nielsen, Hverdagsforestillinger og naturfagsundervinsing, 2014). Dette betyder, at det er vanskeligt at ændre
på de forestillinger, som elever møder undervisningen med. Eleverne vil nemlig på trods af introduktion til
nye forståelser i undervisning ofte forsøge at fortolke eksperimenter og oplevelser ud fra deres egen hverdagsforestilling, som for dem kan virke mere logisk. Denne fastholdelse af hverdagsforestillingen gør også, at
den ikke forkastes, før eleven oplever et bedre alternativ til forestillingen. Det er derfor ikke nok, at elevernes
hverdagsforestillinger udfordres i undervisningen f.eks. gennem eksperimenter, hvorved de kan opleve konflikter mellem deres hverdagsforestilling og det observerbare. Dette kan være et skridt på vejen til en ændring af deres forestilling, men før denne ændring kan ske, er det altså vigtigt, at de også præsenteres for
alternative forestillinger og teorier (Driver, 1985). Den konceptuelle forandring hos eleven er derfor afhængig
af flere elementer, men det afgørende punkt er, at oplevelsen af en hverdagsforestilling, der ikke stemmer
7
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
overens med nye oplevelser, bedre kan beskrives med en ny forestilling. Det er vigtigt, at denne nye forestilling giver mening for eleven og virker mere brugbar på længere sigt (Driver, 1989).
Denne måde, hvorpå hverdagsforestillinger kan ændres, kan sammenlignes med Piagets læringsteori. Hvis
eleven ikke møder en konflikt mellem en ny oplevelse og en eksisterende forestilling, vil eleven assimilere
denne nye oplevelse til et allerede etableret skema. Dette betyder, at eleven ikke vil opnå en ny erkendelse,
men blot bekræfte noget allerede kendt. Når eleven derimod oplever en uoverensstemmelse mellem det
observerbare og en hverdagsforestilling, må eleven i stedet akkommodere denne nye viden. Dette skyldes,
at det, der opleves, ikke passer til et eksisterende skema, og derfor må et skema ændres eller et nyt etableres.
Ved at foretage denne ændring i skemaerne vil eleven kognitivt set være i ligevægtsprocessen, hvorved ny
viden kan konstrueres.
En konsekvens af, at hverdagsforestillinger er svære at ændre og meget sejlivede, er, at ny viden for mange
elever indlæres sideløbende med, at hverdagsforestillingerne eksisterer. Dette betyder, at hverdagsforestillingerne ikke ændres, men i stedet forbliver, samtidig med at eleven erhverver sig ”skoleviden”. Denne proces, hvor hverdagsforestillinger findes side om side med forståelser præsenteret i undervisningen, kalder
Paludan for parallelindlæring (Paludan, Videnskaben, Verden og Vi - Om naturvidenskab og
hverdagstænkning, 2004). At eleverne besidder denne parallelindlæring betyder, at de gør brug af hverdagsforestillingerne og deres viden fra skolen i forskellige situationer. En lærer vil derfor i en undervisningssituation oftest møde skolelærdommen frem for hverdagsforestillingen, hvis eleven har begge forståelser. I nogle
tilfælde vil elever danne blandingsmodeller, hvilket betyder, at elementer fra hverdagsforestillingen kombineres med elementer fra skolelærdommen (ibid.). Dette kan ud fra Piagets læringsteori ses som et forsøg på
at assimilere ny viden til et eksisterende skema på trods af, at det ikke stemmer helt overens med skemaet.
For mange elever vil flere af deres hverdagsforestillinger blive omdannet til blandingsmodeller i større eller
mindre grad i løbet af deres skolegang. Eleverne tager altså det fra deres skolelærdom, der passer til en
hverdagsforestilling, hvorved hverdagsforestillingen bliver udvidet en smule og kan ses som en blandingsmodel.
Hvorfor skal hverdagsforestillingerne undersøges?
I en undersøgelse som denne er det vigtigt at have for øje, hvorfor det overhovedet er interessant at undersøge elevers hverdagsforestillinger, og til dette kan der gives flere grunde. Overordnet set er det vigtigt som
lærer at undersøge sine elevers hverdagsforestillinger, da disse forestillinger kan have betydning for deres
læring. Dette betyder altså, at ved at have et fokus på elevernes hverdagsforestillinger kan undervisningen
bedre tilpasses eleverne og deres niveau (Driver, Guesne, & Tiberghien, Children's Ideas and the Learning of
Science , 1985). Denne tilpasning kan f.eks. ske ved at udvælge relevante eksperimenter, der netop udfordrer
8
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
de tilstedeværende hverdagsforestillinger og er med til at give en alternativ fortolkning af eksperimentet. I
praksis kan det dog være svært at have fokus på alle de hverdagsforestillinger, der kan være tilstede i en
klasse. I stedet må man som lærer undersøge elevernes hverdagsforestillinger og så tage udgangspunkt i de
mest typiske forestillinger (ibid.).
Er elevernes hverdagsforestillinger meget anderledes end naturvidenskabelige forklaringer, vil ændringen af
disse forestillinger værre endnu vanskeligere, end hvis forestillingerne har naturvidenskabelig karakter
(Driver et al. 1994). En sådan hverdagsforestilling, der adskiller sig fra naturvidenskabelig forståelse, vil ofte
indeholde elementer, der er selvmodsigende. Eleven vil dog ikke opleve disse elementer som selvmodsigende, da de giver mening til hver deres situation (Driver, Guesne, & Tiberghien, Children's Ideas and the
Learning of Science , 1985).
Stærke hverdagsforestillinger kan ud over at være selvmodsigende også have betydning for den måde,
hvorpå elever udfører eksperimenter i fysik/kemi-undervisningen. Eleverne vil nemlig tage udgangspunkt i
deres egen forestilling og ikke den naturvidenskabelige tilgang til eksperimentet. På denne måde har eleverne et andet fokus i eksperimentet og vil ende med at forklare dets udfald ud fra forkerte parametre
(Driver, 1985). En måde, hvorpå eleverne kan bevæge sig mod en naturvidenskabelig tilgang til eksperimentet, er ved at lade eleverne selv sætte ord på deres forståelser inden for emnet og diskutere disse synspunkter
eksplicit (Nielsen, Hverdagsforestillinger og naturfagsundervinsing, 2014). På denne måde kan fokus flyttes
til, hvordan elevernes hverdagsforestillinger udfordres samt til en større åbenhed omkring eksperimentet.
Paludan påpeger, at en vigtig opgave for skolen netop er, at eleverne bliver i stand til at diskutere deres
forestillinger både med andre, men i høj grad også med sig selv. På denne måde vil de bedre kunne vurdere,
om deres forestillinger holder stik eller skal revideres (Paludan, Frem mod fælles verdensbilleder, 2004).
Når man som lærer planlægger fysik/kemi-undervisning, er det vigtigt at have et overblik over egne forståelser. En undersøgelse peger nemlig på, at også mange lærere har flere af de samme hverdagsforestillinger
som elever (Nielsen, Students' annotated drawings as a mediating artefact in science teachers' professional
development, 2014). Dette vil naturligvis have betydning for den undervisning, der kan finde sted. Jeg mener,
det er en styrke, hvis man som lærer kan huske egne tidligere hverdagsforestillinger, og hvad der gjorde, at
disse forestillinger blev forandret. Ud fra dette kan der udvises større forståelse over for elevernes forestillinger, og de vil opleve, at også voksne har erfaringer med hverdagsforestillinger. På den anden side mener
jeg, at det er problematisk, hvis man som fysik/kemi-lærer ikke er bevidst om egne forståelser og mulige
hverdagsforestillinger. Dette kan nemlig føre til fejlagtig undervisning, hvor eleverne ikke møder de naturvidenskabelige alternativer til hverdagsforestillingerne.
9
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Driver peger på vigtigheden af at udvise respekt over for elevernes hverdagsforestillinger, da det kan føre
større åbenhed med sig. En måde, hvorpå denne respekt kan demonstreres, er ved at sammenligne elevernes
hverdagsforestillinger med tidligere tiders teorier, der har været vigtige i naturvidenskabens historie (Driver,
1985). På denne måde vil eleverne opleve, at det er naturligt med sådanne hverdagsforestillinger og blive
mere bevidste om, hvor sådanne forestillinger stammer fra. På samme tid vil de få større forståelse for tidligere videnskabsmænds arbejde og deres teorier. På trods af dette sammenfald mellem børns hverdagsforestillinger og historiske opfattelser, mener Driver, Guesne og Tiberghien dog også, at man skal være varsom
med at trække for store paralleller. Dette skyldes, at historiske teorier ofte bygger på grundigt systematisk
arbejde, hvilket gør teorierne sammenhængende, mens børns hverdagsforestillinger ofte er mere usammenhængende (Driver, Guesne, & Tiberghien, Some Features of Children's Ideas and their Implications for
Teaching, 1985).
Eksempler på elevers hverdagsforestillinger inden for astronomi
Inden for emnet astronomi findes mange forskellige hverdagsforestillinger, og de ses både hos børn og
voksne. Nogle af de typiske hverdagsforestillinger omhandler begrundelser for årstiderne og månens faser.
Hos de yngste elever vil man kunne opleve en forståelse af, at årstiderne afhænger af hvilken side af Jorden,
der vender ind mod Solen. Dermed vil der være vinter på den side af Jorden, der vender væk fra Solen, og
sommer på den side, der vender ind mod Solen. Med denne forklaring blandes forståelsen af Jordens egen
rotation med forståelsen af Jordens bevægelse om Solen (Nielsen, Hverdagsforestillinger og
naturfagsundervinsing, 2014). Denne hverdagsforestilling kan udfordres på flere måder, f.eks. ved at inddrage forklaringer om dag og nat, ved at undersøge forskellene i årstider på den nordlige og den sydlige
halvkugle samt ved at inddrage modeller og animationer.
Flere af de ældre elever har en forestilling om, at årstiderne skyldes Jordens skiftende afstand til Solen. Ifølge
denne hverdagsforestilling er det altså sommer, når Jorden er tættest på Solen og vinter, når Jorden er længst
fra Solen. Denne forestilling kan bl.a. bygge på tanker omkring en elliptisk bane, hvorved det virker nærliggende, at det er varmest på Jorden og dermed sommer, når Jorden er tættest på Solen (ibid.). Denne forestilling kan på samme måde som de yngstes forestilling udfordres ved at gøre brug af animationer og modeller samt ved at stille undrende spørgsmål i forhold til forskellene mellem den nordlige og sydlige halvkugle.
Den naturvidenskabelige forklaring på årstiderne med inddragelse af Jordens hældningsakse og lysindfaldet
er mere kompleks end hverdagsforestillingerne og kan derfor for nogle elever være svær at forstå. Dette vil
betyde, at hverdagsforestillingen vil fremstå som den stærkeste erindring omkring årstiderne.
10
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Månens faser er for de fleste sværere at forstå end årstiderne, og derfor har mange opbygget en hverdagsforestilling om dette fænomen. Undersøgelser har vist, at også mange voksne bygger deres forståelse af månens faser på hverdagsforestillinger (ibid.). Den typiske hverdagsforestilling går på, at månens faser skyldes
Jordens skygge på månen. For at udfordre denne forestilling kan der gøres brug af modeller, animationer og
små øvelser. Det kan være svært at komme forestillingen til livs, da det kræver, at eleverne kan tænke abstrakt og har en god rumlig forståelse. Det viser sig, at det er vanskeligt for den enkelte selv at komme frem
til den erkendelse, der ligger bag den naturvidenskabelige forklaring (ibid.). Det er derfor vigtigt at arbejde
grundigt med denne problemstilling i fysik/kemi-undervisningen.
Begreber inden for astronomi
For at kunne undersøge elevernes begrebsdannelse inden for astronomi, er det nødvendigt at se på, hvilke
begreber, der skal dannes og arbejdes med inden for dette emne. Til at finde frem til disse begreber har jeg
undersøgt de nye Forenklede Fælles Mål, som er gældende fra skoleåret 2015/2016 (Fysik/kemi - mål,
læseplan og vejleding) og sammenlignet med de tidligere Fælles Mål fra 2009 (Fælles Mål 2009 - Fysik/kemi,
2009). Ud fra definitionen af et begreb, som er beskrevet sidst i afsnittet ”Begrebsdannelse ifølge Vygotsky”,
vurderes det, hvilke begreber Fælles Mål 2009 og de Forenklede Fælles Mål (herefter samlet betegnet som
Fælles Mål) lægger op til, at eleverne skal kende. Disse begreber sættes dernæst i forhold til Piagets stadieteori, hvorved det undersøges, hvilket stadium eleverne skal være på for at kunne danne de pågældende
begreber.
I de Forenklede Fælles Mål findes der ikke et overordnet emne, der hedder astronomi, men begreberne som
eleverne skal arbejde med i et astronomiforløb findes hovedsageligt under det overordnede emne Jorden og
Universet (Fysik/kemi - mål, læseplan og vejleding). Her er beskrevet flere elementer, som eleverne skal have
viden om og kunne undersøge. Det er dog ikke alle disse elementer, som kan betegnes som begreber, da de
ikke dækker over et sæt af specifikke objekter, symboler eller hændelser (Ringnes & Hannisdal, 2009).
I de Forenklede Fælles Mål vurderer jeg, at følgende er begreber, som eleverne skal danne inden for astronomi: lys, galakser, kræfter, tyngdekraft, atmosfære og universet. Lys kan ses som en samling af objekter,
idet lys bl.a. kan omfatte ultraviolet lys, synligt lys og infrarødt lys og dermed kan betegnes som et begreb.
På tilsvarende vis kan galakser opfattes som et begreb, da det dækker over en række objekter, som Mælkevejen og Andromedagalaksen. Kræfter kan også opfattes som et begreb på samme måde, da det ligeledes
dækker over en række objekter. Der kunne argumenteres for, at tyngdekraft hører under begrebet kræfter,
og dermed ikke i sig selv kan ses som et begreb. Jeg vil dog her argumentere for, at tyngdekraft kan ses som
et begreb i sig selv. Ved at opfatte tyngdekraft som en samlet betegnelse for de forskellige processer, der
foregår pga. tyngdekraft, som f.eks. at en bold falder til jorden, når den slippes, at månen fastholdes i sin
11
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
bane om Jorden, og at Mars fastholdes i sin bane om Solen, kan tyngdekraft ses som et begreb. Tyngdekraft
er nemlig ikke kun et fænomen på Jorden, hvilket betyder, at den tankeproces der skal til for at forstå fænomenet tyngdekraft, bliver væsentlig mere kompleks. Dette peger Vygotsky på, som et vigtigt punkt for et
begreb (Vygotsky, 1971). Atmosfære kan på tilsvarende vis ses som et overordnet begreb for forskellige atmosfærer på forskellige planeter. Det sidste begreb, som beskrives i de Forenklede Fælles Mål inden for
astronomi, er Universet. Dette begreb skiller sig ud fra de foregående, da det ikke dækker over en række
objekter, symboler eller hændelser. Alligevel mener jeg dog, at dette kan opfattes som et begreb, idet der
kun kendes til et Univers. Ud fra Vygotskys tanker om et begreb kan Universet ses som et begreb, da det har
en bestemt forståelsesfunktion og kræver en kompleks tankeproces for at skabe forståelse omkring begrebet
(ibid.).
I den vejledende læseplan til de Forenklede Fælles Mål, er målene specificeret og eksemplificeret yderligere.
Her findes der flere begreber, som knytter sig til et astronomiforløb, og det er: planet, masse, fart, acceleration, rotation, hældningsakse, kosmisk stråling og stjerne (Fysik/kemi - mål, læseplan og vejleding). Dette er
alle elementer, som jeg har vurderet, kan betegnes som begreber, da de kan beskrives ud fra den tidligere
givne definition.
Ved at sammenligne disse begreber fra de Forenklede Fælles Mål med både slut- og trinmålene fra Fælles
Mål 2009, ses det, at flere af begreberne ikke findes i 2009 udgaven. Begreberne lys, tyngdekraft og Universet
går igen, mens atmosfære, kræfter og galakser er nye begreber. Derudover findes begreberne fra den vejledende læseplan heller ikke i Fælles Mål 2009, dog er enkelte af disse nævnt i den tilhørende undervisningsvejledning under eksempler på undervisningsforløb. Begreberne årstider og formørkelser findes i Fælles Mål
2009, men ikke i de nye mål (Fælles Mål 2009 - Fysik/kemi, 2009). Samlet set indeholder de Forenklede Fælles
Mål med læsevejledningen flere begreber end Fælles Mål 2009 med undervisningsvejledningen. Derudover
er det vigtigt at bemærke, at målene i Fælles Mål 2009 er mere specifikke og oftere tager udgangspunkt i det
nære, dvs. mennesket eller Jorden. Dette kommer også til udtryk ved, at færre af målene omkring astronomi
har formuleringer, som indeholder begreber set i forhold til de Forenklede Fælles Mål. Dette peger på, at de
Forenklede Fælles Mål kræver et højere abstraktionsniveau hos eleverne, hvis de skal leve op til målene.
Dette skyldes, at begreber ifølge Vygotsky netop kræver en kompleks tankeproces, og da flere mål i de Forenklede Fælles Mål indeholder begreber i deres formuleringer, må også flere mål kræve komplekse tankeprocesser.
Denne stigning i krav til elevernes abstraktionsniveau er spændende at se nærmere på. Målene kan sammenlignes med Piagets stadieteori for at undersøge, hvilket kognitivt stadium eleverne skal være på for at kunne
leve op til målene. I Fælles Mål 2009 tager flere af målene som tidligere beskrevet udgangspunkt i det nære,
12
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
hvilket kan sammenlignes med det konkret-operationelle stadium. På dette stadium er tænkning netop knyttet til den umiddelbare virkelighed, og eleverne vil kunne opleve begyndende logisk tænkning, når der tages
udgangspunkt i et konkret eksempel. Jeg mener dog ikke, at Fælles Mål 2009 udelukkende kræver, at eleverne befinder sig i det konkret-operationelle stadium. Flere af målene beskrives ved brug af begreber og
kræver, at eleverne kan sætte sig ind i noget, der ikke konkret er tilstede, som f.eks. Jordens tilblivelse og
Universets udvikling (Fælles Mål 2009 - Fysik/kemi, 2009). Dette er netop kendetegnende ved det formeltoperationelle stadium, hvor eleverne skal være i stand til at tænke abstrakt og reflektere over antagelser. Jeg
mener derfor, det er nødvendigt, at eleverne besidder det formelt-operationelle stadium, for at kunne leve
op til alle målene i Fælles Mål 2009, dog kan enkelte mål opnås med det konkret-operationelle stadium. Da
de nye Forenklede Fælles Mål kræver et højere abstraktionsniveau hos eleverne end Fælles Mål 2009, må
disse også kræve det formelt-operationelle stadium hos eleverne. Dette ses ud fra brugen af flere begreber
til beskrivelse af målene og nødvendigheden af elevernes evne til at tænke abstrakt.
At de to udgaver af Fælles Mål kræver et højt abstraktionsniveau betyder ikke, at eleverne ikke kan stifte
bekendtskab med begreberne, før de besidder det formelt-operationelle stadium. Vygotsky peger på, at det
er vigtigt, hvordan børn præsenteres for begreber og stifter bekendtskab med dem, da det er i barndommen,
at grundstenene til begrebsdannelse lægges. Så på trods af at det først er i ungdomsårene, at eleverne har
det psykologiske grundlag, der kræves for, at en begrebsdannelse kan finde sted, mener Vygotsky, det er
vigtigt, at begreber introduceres i en tidligere alder (Vygotsky, 1971). For at eleverne kan opnå en dybereliggende forståelse af begreberne, er det dog nødvendigt, at de befinder sig på det formelt-operationelle stadium.
Undersøgelse af elevers hverdagsforestillinger
Der findes flere undersøgelser af elevers hverdagsforestillinger inden for emnet astronomi. I denne undersøgelse gør jeg brug af en workshop fra det nordiske projekt Nordlab, der hedder ”Jorden som planet i rymden”
(Andersson, et al., 2003), en undersøgelse beskrevet og fortolket af Joseph Nussbaum (Nussbaum, 1985) og
min egen indsamling af elevopgaver i to 9. klasser. Jeg har i min egen undersøgelse været inspireret af både
Nordlab workshoppen og Nussbaums undersøgelse, idet jeg har valgt at stille eleverne en konkret undervisningsopgave, som ses i Nordlab workshoppen. Problemstillingen i denne opgave beskrives ligeledes i Nussbaums undersøgelse, hvilket gør mig i stand til at udføre en komparativ analyse af mine egne resultater fra
de to 9. klasser og af resultaterne fra Nussbaums undersøgelse. Jeg mener, undersøgelsesmetoden må ses
som valid, da opgaven, eleverne i 9. klasse blev stillet, stammer fra Nordlab workshoppen, og dermed bygger
på forskning i elevers hverdagsforestillinger. Gennem den komparative analyse mener jeg ligeledes, at der
13
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
opnås en repræsentativ undersøgelse, idet grundlaget for undersøgelsen forøges væsentligt og dermed omhandler langt flere elever. Dette er samtidig med til at gøre undersøgelsen mere generaliserbar, selv om der
dog ikke på baggrund af undersøgelsen kan drages endegyldige konklusioner, da dette vil kræve en langt
større indsamling af elevopgaver.
Projektet Nordlab er et nordisk samarbejdsprojekt omhandlende naturvidenskab og elevers hverdagsforestillinger om forskellige naturfaglige emner. Projektet bygger på forskningsresultater, som bearbejdes i forskellige workshops. Disse workshops er udarbejdet med henblik på at inspirere naturfagslærere til at nytænke deres naturvidenskabelige undervisning. Workshoppen ”Jorden som planet i rymden” omhandler elevers hverdagsforestillinger om jorden som planet, begrebet tyngdekraft og fænomenet dag og nat. I workshoppen findes forskellige opgaver, som kan bruges til at undersøge og udfordre elevernes hverdagsforestillinger. Disse opgaver er udarbejdet ud fra den viden, som forfatterne har opnået på baggrund af forskellige
forskningsresultater. En del af opgaverne bygger på Nussbaums undersøgelser (Nussbaum, 1985) om elevers
forestillinger om jorden og betydningen af tyngdekraft (Andersson, et al., 2003).
Joseph Nussbaum skrev i 1985 kapitlet ”The Earth as a Cosmic body” til bogen “Children’s ideas in science”.
Dette kapitel tager fat på børn og unges hverdagsforestillinger omkring jordens form, opad-nedad retning i
forhold til jorden og tyngdekraft. I teksten præsenteres forskningsresultater fra undersøgelser foretaget i
USA (New York og Californien), Israel og Nepal. I disse undersøgelser er børn i alderen 8 til 14 år blevet interviewet omkring deres opfattelser af jorden set med naturvidenskabelige briller. Ud fra disse undersøgelser
opstiller Nussbaum 5 forskellige opfattelser, som børn kan have i forbindelse med jorden som planet i rummet (Nussbaum, 1985). I Workshoppen fra Nordlab opstilles disse opfattelser i et skema, som det der ses
nedenfor (Andersson, et al., 2003). I det viste skema har jeg dog omformuleret teksten med udgangspunkt
både i Nordlab workshoppen og Nussbaums beskrivelser.
14
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Egen undersøgelse
På mit 4. studieår har jeg været i praktik på Design og Håndværksefterskolen i Skjern, hvor jeg bl.a. underviste
to 9. klasser i fysik/kemi. I praktikperioden var vi igennem et astronomiforløb, hvor jeg blev opmærksom på
nogle af de hverdagsforestillinger, elever kan have inden for dette emne. Dette mundede ud i, at jeg stillede
15
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
elever en opgave, som jeg derefter indsamlede, omhandlende deres forståelse af tyngdekraft. Opgaven er
taget fra Nordlab workshoppen (Andersson, et al., 2003), og ses herunder. Jeg oversatte dog teksten til dansk,
inden eleverne blev stillet over for opgaven.
Eleverne fik tid til at løse opgaven i undervisningen og blev præsenteret for formålet, inden opgaven skulle
løses. Det var vigtigt for mig at gøre klart for eleverne, at jeg ikke ville rette opgaverne i forhold til rigtig eller
forkert løsning, men at jeg i stedet var interesseret i at få et indblik i deres tanker omkring problemstillingen.
Jeg har i alt indsamlet 36 besvarelser fra de to klasser. Disse besvarelser har jeg analyseret i forhold til de fem
opfattelser, som Nussbaum opstiller. Dette medfører en kvalitativ analyse af den indsamlede empiri, som
sætter mig i stand til at sammenligne min egen indsamlede empiri med de forskningsresultater, som Nussbaum fremlægger. Dette mener jeg, er med til at kvalificere min undersøgelse, som ellers bygger på et lille
datamateriale. Jeg har i min analyse valgt at analysere de to klasser 9.a og 9.c hver for sig, for at undersøge,
om der er betydelige forskelle de to klasser i mellem. I løbet af praktikken oplevede jeg nemlig disse to klasser
som værende forskellige. Hvor den ene klasse 9.c var meget mundtlige og diskuterende, var 9.a mere opsat
på at komme hurtigt i gang med at løse opgaver og knap så interesseret i klassegennemgang. I undersøgelsen
har der deltaget 5 drenge og 11 piger fra 9.a og 6 drenge og 14 piger fra 9.c.
Resultaterne fra undersøgelsen i de to klasser ses nedenfor. I skemaet har jeg anført flere kategorier end de
fem opfattelser Nussbaum peger på. Dette har jeg gjort af flere årsager. Jeg har i analysen vægtet om eleven
har forklaret sit svar med egne ord, hvilket betyder, at der følger en kort tekst med tegningen af stenens fald.
Dette vurderer jeg nemlig som en styrke, hvorved jeg bedre kan sætte mig ind i elevens forestilling. I de
16
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
tilfælde, hvor der kun er tegnet en streg på tegningen, er det svært at vurdere, hvad eleven har tænkt. Det
kan være, at eleven har en korrekt opfattelse af problemstillingen, eller det kan være, at eleven har haft
svært ved at besvare opgaven og derfor har tegnet efter sidekammeraten. Dernæst har jeg lavet kategorien
”uden for kategori”. Under denne kategori findes afleverede opgaver uden tydeligt svar, som en opgave med
en udvisket streg og en opgave, hvor der gives tre forskellige svarmuligheder, uden eleven tager stilling til,
hvilken af de tre der er mest korrekt. Kategorien ”alternative opfattelser” dækker over svar som falder uden
for Nussbaums fem opfattelser. Disse alternative opfattelser vil jeg senere kommentere. Jeg har omregnet
antallet af besvarelser til procentsatser for bedre at kunne sammenligne de to klasser.
9.a
Antal
Procent 9.c
Antal
Procent
Opfattelse 3 med forklaring
0
0 Opfattelse 3 med forklaring
1
5
Opfattelse 4
2
12,5 Opfattelse 4
0
0
Opfattelse 4 med forklaring
3
18,8 Opfattelse 4 med forklaring
2
10
Opfattelse 5
2
12,5 Opfattelse 5
4
20
Opfattelse 5 med forklaring
8
50,0 Opfattelse 5 med forklaring
9
45
Uden for kategori
1
6,3 Uden for kategori
2
10
Alternative opfattelser
0
0,0 Alternative opfattelser
2
10
I alt
16
I alt
20
Gennem analysen af elevernes besvarelser fandt jeg ingen besvarelser, der tydede på, at en elev havde opfattelse 1 eller 2. Dette kan sammenlignes med resultaterne af Nussbaums undersøgelse, hvor også kun ganske få af de ældste elever i undersøgelsen havde opfattelse 1 eller 2 (Nussbaum, 1985). Derudover fandt jeg
også kun en enkelt elev ud af de 36, hvis besvarelse kunne tolkes til at svare til opfattelse 3.
Af skemaet oven for ses, at der er en væsentlig større procentdel af eleverne i 9.a, der har opfattelse 4 end
eleverne i 9.c, nemlig 31,3 % i 9.a mod 10 % i 9.c. Denne forskel kan skyldes mange ting og er svær at give en
endegyldig forklaring på. Til sammenligning ses, at der i 9.c er 20 % af eleverne, der har afleveret en besvarelse som tolkes til opfattelse 5 men uden tilhørende forklaring, hvor det i 9.a kun er 12,5 %. Dette kan muligvis være en del af forklaringen til den forskel, der ses i antal elever med opfattelse 4. Hvis de elever i 9.c,
der har afleveret en besvarelse uden forklaring, men som tolkes til opfattelse 5, har været usikre på opgaven,
kan de have tegnet samme svar som sidemakkeren. Hvis dette er tilfældet, at nogle opgaver ikke afspejler
elevens egen forestilling, men i stedet en afskrift af en anden elevs forestilling, bliver det svært at sammenligne datamaterialet fra de to klasser. Ligeledes er det vigtigt i analysen af ovenstående datamateriale at have
for øje, at det er et forholdsvist lille datamateriale, som konklusioner drages på baggrund af. Dette betyder,
at resultaterne ikke uden forbehold kan generaliseres til at gælde for alle 9. klasser. På den anden side kan
17
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
datamaterialet være med til at give et indblik i 9. klasseelevers hverdagsforestillinger ud fra de forklaringer,
som eleverne har skrevet til opgaven.
En elev forklarede sin besvarelse af opgaven således:
”Stenen falder indtil den når midten da tyngdekraften fra den anden side begynder at presse imod. Tyngdekraften presser altid ind mod jordens midte.”
Med denne forklaring viser eleven forståelse for, at objekter altid trækkes mod Jordens centrum. Eleven er
bevidst omkring, at tyngdekraften virker på stenen i mere end en retning, og forklaringen kan tolkes som,
at eleven har opfattelse 5. Dette betyder altså, at eleven har en forståelse for tyngdekraft, som tyder på at
stemme overens med den naturvidenskabelige forklaring.
En anden elevs besvarelse tyder på, at denne elev forståelsesmæssigt har opfattelse 4. Eleven har tegnet en
linje fra stenen og hele vejen igennem tunnelen og forklaret sit svar på denne måde:
”Jeg tror den falder den vej, pga. at vi har tyngdekraften, som gør, at vi ikke svæver rundt. Derfor vil stenen
også falde lige direkte ned igennem.”
Eleven forsøger at forklare sit svar ved hjælp af tyngdekraften, som eleven viser at kende en funktion ved,
nemlig at vi mennesker ikke svæver rundt. Besvarelsen viser dog også, at eleven ikke har forståelsen af, at
tyngdekraften trækker ind mod Jordens centrum. Dette er tegn på, at eleven besidder opfattelse 4, som den
er beskrevet tidligere.
Jeg har fundet analysen af elevernes besvarelser interessant og oplevet, at et opfølgende interview kunne
være givende i en sådan undersøgelse. Dette skyldes, at nogle besvarelser kan være svære at tolke, da eleven
kun har givet en kort eller ingen forklaring til sin tegning. For at få et tydeligere billede af elevens forestilling
er det altså i nogle tilfælde nødvendigt med efterfølgende undersøgelser. Dette har jeg dog ikke gjort i min
undersøgelse af de to 9. klasser, og derfor giver denne undersøgelse heller ikke et entydigt billede af elevernes forestillinger. Gennem et interview kunne det være kommet frem, at nogle elever har en anden opfattelse end den, deres besvarelse er tolket til.
Som eksempel på, hvor det opfølgende interview kunne være brugt, er de to besvarelser under kategorien
”alternative opfattelser” i 9.c. De to elever med disse besvarelser har den samme opfattelse af, hvad der sker
med stenen. Begge har tegnet en streg fra stenen hele vejen gennem tunnelen og derefter rundt om hele
Jorden. Den ene elev har skrevet følgende forklaring til tegningen:
”Fordi Jorden roterer vil stenen falde igennem Jorden og fortsætte rundt om Jorden i kredsløb om Jorden.”
Begge elever mener, at stenen efter sit fald gennem tunnelen vil gå i kredsløb om Jorden. Denne opfattelse
er interessant og skiller sig ud fra de andre. Præcis hvad denne opfattelse skyldes, er svært at svare på, men
18
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
jeg tror, eleverne har sat opgaven i en anden ramme end den beskrevne. Forinden opgaven blev stillet, havde
eleverne tidligere i astronomiforløbet stiftet bekendtskab med satellitter og deres baner om Jorden. I den
forbindelse var der en klassediskussion om, hvordan satellitter kan svæve om Jorden og en erkendelse af, at
satellitter er i frit fald om Jorden. De to elevers besvarelser tyder på, at de har tænkt på satellittens kredsløb
om Jorden i forbindelse med deres forklaring. Ses de to elevers besvarelse i forhold til Piagets læringsteori,
tyder forklaringerne på, at de to elever har assimileret opgaven ind i et eksisterende skema. Dette er ikke
anderledes i forhold til, hvordan de andre elever har løst opgaven, da de også har assimileret opgaven ind i
et eksisterende skema. Det, der adskiller de to elevers forestillinger, er, at deres eksisterende skema ikke kun
har omhandlet tyngdekraft. De har assimileret opgaven til at minde om deres viden omkring satellitter og
derved besvaret opgaven ud fra denne viden. Dette er et godt eksempel på, hvordan elever danner deres
egne forestillinger, og at man som lærer ikke kan være sikker på, at undervisning i et bestemt emne er ensbetydende med, at eleverne indlærer stoffet som forventet.
Eleverne fik ikke stillet opgaven i starten af astronomiforløbet, og dette må klart ses som en fejlkilde i forhold
til at vurdere deres hverdagserfaringer. Eksemplet med de to besvarelser med ”alternative opfattelser” giver
et godt billede af dette, da det viser, at elevernes hverdagsforestillinger kan være blevet påvirket gennem
forløbet. Som beskrevet under afsnittet ”Hvad er en hverdagsforestilling?” er mange hverdagsforestillinger
sejlivede, og en elev vil derfor forsøge at tilpasse ny viden til den eksisterende forestilling. Dette kan være
tilfældet med de to elever med besvarelser med ”alternative opfattelser”, idet de inden astronomiforløbets
start kan have haft en forestilling om tyngdekraft. Denne forestilling kan så være blevet bekræftet undervejs
i forløbet og udvidet bl.a. med viden om satellitter. Dette viser også den vanskelighed, Vygotsky peger på i
forbindelse med at danne videnskabelige begreber. For at eleven er i stand til at danne videnskabelige begreber, er det nødvendigt at eleven har et godt kendskab til dagligdagsbegreber. I tilfældet med de ”alternative opfattelser” kan en hverdagsforestilling ligge til grund for elevernes forståelse af videnskabelige begreber. Dette kan altså betyde, at de to elever ikke har tilstrækkeligt kendskab til dagligdagsbegreber, og derfor
indlæres de videnskabelige begreber ikke på en hensigtsmæssig måde.
19
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Sammenlignes resultaterne fra de to 9. klasser med resultaterne fra Nussbaums undersøgelser, ses det, at
flere 9. klasses elever har opfattelse 4 og 5 end de elever, der deltog i Nussbaums undersøgelse. Diagrammet
nedenfor er lavet på baggrund af Nussbaums undersøgelser og viser, hvordan elever i 2. klasse (8 år), 4. klasse
(10 år), 6. klasse (12 år) og 8. klasse (14 år) fordeler sig i forhold til de 5 opfattelser af Jorden og tyngdekraften.
Hver linje repræsenterer et klassetrin og til venstre i diagrammet kan procentsatsen for en given opfattelse
(notion) aflæses (Nussbaum, 1985).
I forhold til min undersøgelse i de to 9. klasser er det interessant at sammenligne mine resultater med resultaterne fra 8. klasse, der ses i diagrammet, da disse aldersmæssigt er sammenlignelige. For overskuelighedens skyld opstilles procentsatserne fra de to 9. klasser og fra 8. klasse i en tabel:
Opfattelse
8. klasse
9.a
9.c
Opfattelse 1
2-3%
0%
0%
Opfattelse 2
5%
0%
0%
Opfattelse 3
25%
0%
5%
Opfattelse 4
17-18%
31,3%
10%
Opfattelse 5
50%
62,5%
65%
Det ses af tabellen, at der særligt er stor forskel på hvor stor en procentdel af eleverne, der har opfattelse 3.
Dette kan skyldes, at resultaterne fra min undersøgelse udelukkende bygger på elevbesvarelser af en opgave,
mens Nussbaums undersøgelse bygger på grundige interviews af eleverne, hvori de stilles over for forskellige
opgaver. Dette betyder, at mit datamateriale udelukkende måler på elevernes forståelse af Jorden og tyngdekraften i forhold til en bestemt situation, hvorimod Nussbaum undersøger elevernes generelle forståelse
af Jorden og tyngdekraften. Jeg mener dog ikke, at dette gør, at resultaterne af de to forskellige undersøgel-
20
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
ser ikke kan sammenlignes, men det er vigtigt at være opmærksom på forskellene, inden konklusioner drages. Björn Andersson peger på, hvor vanskeligt det kan være at undersøge elevers forestillinger om astronomiske fænomener. Det afgørende i en undersøgelse bliver, hvordan den gennemføres og undersøgerens perspektiv på problemstillingen (Andersson B. , 2008). Da en del af undersøgelsen består i at tolke på elevernes
svar, vil undersøgelsen altid indeholde en subjektiv vurdering. Dette betyder, at de tolkninger en undersøger
når frem til på baggrund af en undersøgelse, ikke nødvendigvis stemmer helt overens med en anden undersøgers tolkninger af samme undersøgelse. En måde, hvorpå denne subjektivitet kan mindskes i en undersøgelse, er, ved at flere undersøgere tolker de samme undersøgelser og herefter sammenholder deres resultater. I min undersøgelse kan jeg heller ikke sige mig fri for en hvis grad af subjektivitet, idet tolkningerne er
udført af mig alene. Dog mener jeg ikke, at denne subjektivitet er overskyggende, idet jeg har analyseret 9.
klasseelevernes besvarelser i forhold til de 5 opfattelser som Nussbaum opstiller. Disse 5 opfattelser kommenteres ud over af Nussbaum også i Nordlab workshoppen, hvorved flere forskere har beskæftiget sig med
dem.
Det er ligeledes bemærkelsesværdigt, at ingen elever i 9. klasserne har opfattelse 1 og 2, mens der er 7-8% i
8. klasse. Dette mener jeg ikke, skal ses som et udtryk for, at eleverne ved overgangen fra 8. klasse til 9. klasse
får en større rumlig forståelse og dermed en forståelse af Jorden og tyngdekraften, der stemmer mere
overens med den naturvidenskabelig forklaring. Derimod kan der være flere elementer, der har betydning
for denne forskel. Eleverne i 9. klasse havde, inden undersøgelsen blev foretaget, haft undervisning i astronomi, og dermed havde eleverne emnet frisk i hukommelsen. Derudover er der i Danmark tradition for at
arbejde med astronomi på flere klassetrin, og af Fælles Mål ses det, at eleverne skal arbejde med astronomi
både i natur/teknik og i fysik/kemi (Fælles Mål 2009 - Fysik/kemi, 2009) (Fælles Mål 2009 - Natur/teknik,
2009). Undersøgelserne som Nussbaums resultater bygger på, blev som tidligere skrevet foretaget i USA,
Nepal og Israel (Nussbaum, 1985). Præcis hvordan kravene til undervisning i astronomi er i disse lande, fremgår ikke af Nussbaums undersøgelse. Hvis eleverne i disse lande ikke møder astronomi ligeså tidligt i deres
skolegang, som eleverne her i Danmark, kan dette også være en forklaring på forskellen, der ses mellem 8.
og 9. klasse i de to undersøgelser.
Det er interessant at sammenligne elevernes opfattelse af Jorden og tyngdekraften med deres kognitive niveau ud fra Piagets stadieteori. Tidligere i opgaven er det undersøgt, hvilket stadium eleverne skal være på
for at kunne leve op til Fælles Mål, og herunder undersøges det, hvilket stadium eleverne rent faktisk er på
ud fra deres besvarelser af opgaven om Jorden og tyngdekraft. De 5 opfattelser kan ikke uden videre ligestilles med Piagets 4 stadier af børns kognitive niveau, men på trods at dette kan der drages sammenligninger i
mellem dem. Det formelt-operationelle stadium kræver, at eleven skal være i stand til at tænke abstrakt,
21
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
hvilket også er et krav for at være i besiddelse af opfattelse 5. Hvis denne konklusion kunne drages uden
videre analyse, ville det være nemt at slå fast at 50% af elever i 8.klasse og 62,5 - 65% af eleverne i 9. klasse
var på det formelt-operationelle stadium ud fra Nussbaums og min egen undersøgelse. Jeg mener dog, at der
kræves mere af en elev end at have en opfattelse af Jorden og tyngdekraften, der svarer til opfattelse 5 for
at være på det formelt-operationelle stadium. En opfattelse, der kan sidestilles med det højeste kognitive
stadium, må være en opfattelse, der stemmer overens med den naturvidenskabelige forklaring og har alle
væsentlige parametre med i besvarelsen. Dette er der væsentligt færre elever, der har i undersøgelsen, hvorved ikke alle 50-65% af eleverne med opfattelse 5 kan siges at være på det formelt-operationelle stadium.
Hvor stor en procentdel af eleverne med opfattelse 5, der er på det formelt-operationelle stadium, er svært
at svare på, men det er sikkert, at eleverne, der i undersøgelsen ikke har opfattelse 5, i hvert fald ikke er på
det formelt-operationelle stadium. Dette betyder, at mindst 50% af eleverne i de undersøgte 8. klasser og
35-37,5% af eleverne i de to 9. klasser ikke er på det formelt-operationelle stadium.
Flere undersøgelser viser, at elever har endnu sværere ved at forklare månens faser og måneformørkelse
end Jorden som planet i rummet. I en svensk undersøgelse i 1995 blandt 700 elever i 9. klasse skulle eleverne
forklare, hvordan en måneformørkelse opstår. Resultatet viste, at 68% af eleverne havde en anden forestilling end den naturvidenskabelige (Andersson B. , 2008). Dette kan overføres til, at mindst 68% af elever ikke
er på det formelt-operationelle stadium i dette tilfælde. Hvilken betydning det har for undervisningen, at en
stor del af eleverne ikke besidder det formelt-operationelle stadium diskuteres videre i afsnittet ”Elevers
kognitive niveau set i forhold til undervisning”.
Elevers kognitive niveau set i forhold til undervisning
Ovenstående analyse peger på, at en stor del af en klasse ikke har det kognitive niveau, som Piaget beskriver
som det formelt-operationelle stadium. Dette kan have betydning i den daglige undervisning, hvis det faglige
stof kræver et højere kognitivt niveau end elevernes. Hvis dette er tilfældet, vil det have betydning for deres
muligheder for at danne begreber.
Sammenlignes resultaterne fra analysen af elevernes opfattelser med de undersøgte mål i Fælles Mål, ses
det, at der er en uoverensstemmelse. Undersøgelsen af Fælles Mål viste, at det er nødvendigt, at eleverne
er på det formelt-operationelle stadium for at kunne leve op til målene. Dette viste analysen netop, at en
stor del af eleverne ikke er. Det betyder derfor, at en stor del af eleverne i fysik/kemi-undervisningen vil have
svært ved at klare de mål, der stilles til dem i Fælles Mål. Betydningen af dette vil naturligt ses i undervisningen, hvor de elever, der ikke er på det formelt-operationelle stadium, vil finde det vanskeligt at danne og
22
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
forstå flere af de centrale begreber inden for astronomi. Det er derfor vigtigt som lærer at undersøge elevernes kognitive niveau for herved at kunne tilrettelægge undervisningen, så den er tilpasset elevernes niveau.
En undervisning, der tager hensyn til elevernes forskellige kognitive niveauer, vil give bedre muligheder for
at styrke deres evne til begrebsdannelse. De forskellige kognitive niveauer kan sættes i forbindelse med elevernes hverdagsforestillinger som gjort i forbindelse med analysen af elevbesvarelserne. De udfordringer,
eleverne møder i undervisningen pga. deres hverdagsforestillinger, kan nemlig ses som et udtryk for, hvilket
stadium de er på, mener Birgitte L. Nielsen (Nielsen, Hverdagsforestillinger og naturfagsundervinsing, 2014).
Det er derfor vigtigt, at elevernes kognitive niveau vurderes med opmærksomhed på deres forskellige hverdagsforestillinger, når undervisningen skal planlægges og gennemføres.
Kritik af Piagets stadieteori
Undersøgelserne af elevernes kognitive niveau bygger i denne opgave hovedsageligt på Piagets stadieteori.
På trods af at denne teori bygger på interviews og undersøgelser og dermed ikke blot er beskrevet teoretisk,
har den alligevel mødt en del kritik, siden Piaget formulerede den.
Paludan mener ikke, at det er tilfældet, at alle, fra de når puberteten, er i stand til at tænke abstrakt, som
ellers beskrives i stadieteorien. Voksne mennesker burde finde det ligetil at tænke abstrakt og være i stand
til at tænke abstrakt om flere emner på en gang. Dette er dog ikke tilfældet, da langt de fleste voksne bedst
kan tænke konkret. Det er særligt gældende for emner, som den voksne ikke er specialiseret i. Oftest vil det
være sådan, at en voksen kan tænke abstrakt om et emne, som kan beskrives som en form for ekspertemne.
Paludan peger på at brugen af analogier, som f.eks. ”hjernen er som en computer”, kan ses som et billede
på, hvordan vi forsøger at forstå noget abstrakt. En konsekvens af dette kan dog være, at noget meget abstrakt forbindes med noget kendt, og der derved trækkes forkerte ligheder, hvorved det abstrakte læres
forkert (Paludan, Videnskaben, Verden og Vi - Om naturvidenskab og hverdagstænkning, 2004).
Flere undersøgelser har vist, at kun et sted mellem 10% og 50% kan tænke abstrakt på en sådan måde, at det
svarer til det formelt-operationelle stadium, som Piaget beskrev det (ibid.). Dette betyder altså, at mindst
halvdelen af befolkningen tænker konkret og har svært ved at begribe abstrakte fænomener. Meget tyder
dog på, at der er et kognitivt skift ved overgangen til puberteten, men at dette skift ikke er mellem konkret
og abstrakt tænkning, men i stedet mellem tidlig konkret tænkning til mere moden konkret tænkning. Det
viser sig, at tidligere erfaringer og den sociale situation, man befinder sig i, kan have stor betydning for ens
evne til at tænke abstrakt. Dette kan have været tilfældet med de børn som deltog i Piagets undersøgelser.
Det kan nemlig tænkes, at de gennem samtaler med ham har forbedret deres evne til at tænke abstrakt og
dermed opnået det formelt-operationelle stadium (ibid.).
23
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Piaget er ligeledes blevet kritiseret for at opstille så veldefinerede kognitive stadier. Kritikken går på, at den
kognitive udvikling, et barn gennemgår, ikke kan være uafhængig af den sociale kontekst, barnet befinder sig
i og det faglige indhold, barnet skal lære. Der er tvivl om, hvorvidt stadierne vil forblive de samme, hvis undersøgelserne omhandlede noget andet end naturvidenskab (Sjøberg, 1992).
Kritikken af Piaget er vigtig at holde op i mod resultaterne i den gennemførte undersøgelse i 9.a og 9.c samt
mod Nussbaums undersøgelse. I analysen af disse fandt jeg netop, at mindst 35%-50% af eleverne ikke var
på det formelt-operationelle stadium. Dette resultat går godt i tråd med undersøgelserne, der ligger til grund
for kritikken af Piaget, som peger på, at langt fra alle opnår det højeste kognitive niveau. Sættes dette i forhold til Fælles Mål, er det problematisk, at eleverne skal leve op til mål, der omhandler så abstrakte begreber,
at en stor del af eleverne ikke kognitivt set er i stand til at forstå dem. Hvad enten Fælles Mål analyseres ud
fra Piagets stadieteori, hvorved de mest abstrakte begreber vil kræve det formelt-operationelle stadium, eller
de analyseres ud fra en anden kognitiv teori, vil de abstrakte begreber fortsat kræve et højt kognitivt niveau.
Som tidligere beskrevet peger Paludan på, at langt de fleste voksne har nemmest ved at begribe konkret
(Paludan, Videnskaben, Verden og Vi - Om naturvidenskab og hverdagstænkning, 2004). Dette betyder, at
uanset hvilken kognitiv teori, der anvendes i analyse af Fælles Mål, vil målene kræve et for højt abstraktionsniveau for langt de fleste. Når målene stiler for højt, vil det være vanskeligt for mange elever at danne de
abstrakte begreber, der hører til emnet astronomi. Dette kan give sig til udtryk ved, at eleverne fastholder
deres hverdagsforestillinger i større grad, da de virker logiske for eleven og dermed ikke kræver så højt abstraktionsniveau. I det følgende afsnit vil jeg diskutere, hvordan det høje abstraktionsniveau og elevernes
hverdagsforestillinger kan imødekommes i undervisningen.
Undervisning og opmærksomhedsområder
Det er klart, at det er en fordel, at man som lærer kender til elevernes hverdagsforestillinger og deres kognitive niveau. Uden en opmærksomhed på disse kan undervisningen let risikere at ramme forbi eleverne og
dermed være spildt. Det er ikke en let sag at planlægge en undervisning, der både har elevernes hverdagsforestillinger for øje samt et fokus på deres kognitive niveau. I det følgende vil jeg diskutere forskellige elementer, der kan være med til at sikre en udbytterig undervisning både i forhold til hverdagsforestillinger og kognitivt niveau.
Tidligere i opgaven har jeg påpeget, at målene i Fælles Mål kræver et højt abstraktionsniveau hos eleverne,
på grund af de begreber, der anvendes, og at en stor del af eleverne ikke besidder dette niveau. Det er en
problematik, man som fysik/kemi-lærer er nødt til at være opmærksom på for at skabe rammerne for god
undervisning. At målene er vanskelige at opnå pga. abstraktionsniveauet, der kræves, betyder ikke, at målene
skal forkastes, nærmest tværtimod. Det er vigtigt, at eleverne får et indblik i de begreber, der er inden for
24
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
emnet astronomi, da de dækker over fænomener, eleverne møder i deres hverdag. Der må altså i undervisningen arbejdes med, hvordan de abstrakte begreber kan åbnes op for eleverne. Som et bud på dette opstiller Driver, Guesne og Tiberghien 5 måder til at fremme elevers konceptuelle forandring. Ved at fremme
denne forandring er det forventeligt, at eleverne får udviklet deres evne til at tænke abstrakt. De 5 måder
lægger op til, at man som lærer skal:
-
give eleverne mulighed for at udtrykke deres egne forestillinger om en situation. Dette kan gøres
gennem gruppearbejde, klassediskussioner eller ved at lade den enkelte elev repræsentere sin forestilling gennem skrift eller tegning.
-
vise en situation med et uventet udfald. Dette kan stimulere eleverne til at tænke over situationen,
hvorved de muligvis vil opleve en utilfredshed med deres egne forestillinger og føle trang til at ændre
deres opfattelse. Det er dog ikke sikkert at denne konceptuelle konflikt i sig selv skaber en forandring,
da det er vigtigt at eleverne er bevidste om deres egne forestillinger før en evt. forandring kan finde
sted.
-
hjælpe eleverne med at opnå sammenhæng i deres forestillinger, der ofte ikke er konsekvente. Dette
kan gøres ved at stille undrende spørgsmål til elevens forestilling eller lade eleverne i små grupper
diskutere deres forestillinger.
-
aktivere eleverne til at reflektere over deres egne forestillinger, for at de på baggrund af dette kan
konstruere viden. Den typiske hurtige ”ja/nej-evaluering” af en elevs svar er med til at negligere
denne måde til at fremme konceptuel forandring hos eleverne. Det er derfor vigtigt som lærer at
være opmærksom på at give elever tiden til at reflektere.
-
hjælpe eleverne til at blive i stand til at generalisere observationer fra en bestemt situation. Elever
vil ofte ikke forbinde observationer fra et forsøg med observationer fra et andet. Ved at bruge tid på
observationerne vil eleverne opleve at nogle forestillinger kan generaliseres mens andre er afgrænsede til den bestemte situation (Driver, Guesne, & Tiberghien, Some Features of Children's Ideas and
their Implications for Teaching, 1985).
Disse 5 måder til at fremme elevers konceptuelle forandring giver et konkret bud på elementer, der er vigtige
at tænke ind i naturfagsundervisningen. Ved at have opmærksomhed på disse måder øges mulighederne for,
at elevernes evne til at tænke abstrakt udvikles, hvorved de har bedre mulighed for at leve op til målene i
Fælles Mål.
25
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
En anden måde, hvorpå undervisningen bedre kan tilpasses elevernes kognitive niveau, er en opmærksomhed på, at ord kan have forskellige betydninger afhængig af, om de anvendes i dagligsproget eller i videnskabssproget. Sjöberg mener, det er vigtigt at anderkende elevens sprogbrug og kendskab til ordene forud
for undervisningen for ikke at fjerne motivationen for læring. Det er vigtigt, at læreren ikke møder eleverne
med indstillingen om, at de har et forkert sprogbrug, men i stedet skaber en åbenhed om, at der anvendes
forskelligt sprog til forskellige situationer (Sjøberg, 1992). Gennem en åbenhed som denne vil eleverne kunne
erfare, at deres dagligdagsopfattelser af et ord som f.eks. kræfter ikke dækker ordets betydning i naturfagsundervisningen, men at dette ikke nødvendigvis gør dagligdagsopfattelsen forkert. Dagligdagsopfattelsen er
blot ikke tilstrækkelig i naturfagsundervisningen, og derfor må der tilstræbes et naturfagligt sprog. Dette,
mener jeg, understreger vigtigheden af at arbejde med begrebsdannelse i naturfagsundervisningen. Det er
ikke en let sag at forstå et nyt begreb, hvis man allerede på forhånd har andre opfattelser af det, end de nye
der præsenteres. Det er derfor vigtigt at arbejde bevidst med eleverne omkring forståelsen af begreber.
Dette kan sammenlignes med Vygotskys tanker om dagligdagsbegreber og videnskabelige begreber. Som
beskrevet tidligere er det vigtigt at kende til dagligdagsbegreberne, inden de videnskabelige begreber læres
(Skodvin, 2011). Det er derfor fordrende for undervisningen, at læreren udviser respekt for elevernes dagligdagsbegreber, da dette kan støtte dem i den videre dannelse af videnskabelige begreber. Hvis man som lærer
ignorerer elevernes dagligdagsbegreber, risikerer man, at eleverne ikke får det fulde udbytte af undervisningen og ikke er ligeså rustet til at danne videnskabelige begreber.
Konkrete bud på tiltag i undervisningen
Vygotsky peger, som tidligere beskrevet i opgaven, på sammenhængen mellem sprog og tænkning. Disse to
hænger uløseligt sammen og er begge vigtige for, at en begrebsdannelse kan finde sted (ibid.). Dette er vigtigt
at holde sig for øje, når der ønskes en undervisning med gode rammer for elevernes begrebsdannelse. Jeg vil
i det følgende give 3 konkrete bud på tiltag i undervisningen, der kan fremme elevernes evne til at danne
begreber. Kendetegnende for alle 3 bud er, at der er et sprogligt element, som kombineres med den enkelte
elevs egen tænkning.
Som bud på hvordan elever kan blive bevidste om egne og andres hverdagsforestillinger er grubletegninger.
Grubletegninger er udviklet af de engelske forskere Keogh og Naylor under navnet concept cartoons. En
grubletegning omhandler et naturfagligt emne og indeholder forskellige elevudtalelser om emnet. Det kunne
f.eks. være en tegning af nogle børn rundt om et komfur, hvor en gryde står med kogende vand. Fra hvert
barn på tegningen er en taleboble, hvor forskellige forestillinger, om hvorfor vand koger, er beskrevet
(Nielsen, Hverdagsforestillinger og naturfagsundervinsing, 2014). I undervisningen vil en sådan tegning kunne
bruges til gruppediskussioner, hvor eleverne ved at diskutere andres forestillinger får mere mod på at sætte
26
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
ord på egne forestillinger. Gennem diskussionen sprogliggøres forestillingerne, hvorved der åbnes op for begrebsdannelse. Grubletegningerne giver læreren et godt indblik i elevernes hverdagsforestillinger ved at lytte
til deres diskussioner, og tegningerne kan dermed også anvendes til formativ evaluering. Jeg ser grubletegninger som en givende metode til at få et indblik i elevernes forestillinger og faglige niveau i starten af et
forløb.
En anden måde til at fremme elevernes begrebsdannelse er anvendelsen af begrebskort. Med et begrebskort
kan et begreb udfoldes, da det centrale begreb beskrives med ord, anvendelsesmuligheder, sammenligninger
og associationer m.m. Ligeledes kan sammenhængene mellem de forskellige beskrivende elementer illustreres med pile og forbindelsesstreger (Ringnes & Hannisdal, 2009). På denne måde åbnes der op for begrebet,
og eleven kan udvide sin egen forestilling af det. Et begrebskort kan med fordel udarbejdes i mindre grupper,
idet eleverne da vil diskutere deres associationer til begrebet. Dette betyder, at eleverne får sat ord på deres
egne forestillinger samtidig med, at de skal forholde sig til andres. Alternativt kan eleverne udarbejde begrebskortene individuelt og derefter mødes i små grupper for at diskutere de forskellige bud på begrebskort.
Jeg mener, begrebskort kan være en god øvelse i starten af et forløb til at indlede et nyt emne, men samtidig
også er brugbart som afslutning på et forløb, hvor det kan fungere som evaluering.
Både grubletegninger og begrebskort kan føre til en såkaldt undersøgende samtale. En sådan samtale er en
måde at arbejde sig undersøgende og undrende ind i emne. For at eleverne kan arbejde med deres forståelse
af et emne, er det vigtigt, at de aktivt kommer på banen, som gennem en undersøgende samtale sker sprogligt. Fokus i en sådan samtale vil for eleverne være at blive bevidste om deres egne tanker (Barnes, 2008).
Nielsen peger på, at lærerens rolle i en sådan samtale er at være stilladserende for at hjælpe eleverne til at
have en undersøgende vinkel i deres samtale (Nielsen, Hverdagsforestillinger og naturfagsundervinsing,
2014). Jeg mener, at undersøgende samtaler kan bidrage til, at eleverne bliver mere bevidste om egne forestillinger. Dette finder jeg vigtigt, da en forudsætning for ny læring er, at eleverne har styr på egne forestillinger. Hvis eleverne ikke er bevidste om disse, kan ny viden, de præsenteres for, ikke skabe en konflikt med
allerede kendt viden. Dette betyder i forhold til Piagets læringsteori, at der ikke vil ske en akkommodation,
og derfor vil ny læring ikke finde sted. Det er altså afgørende i undervisningen at skabe rammerne for, at
eleverne kan få indblik i egne og andres forestillinger samt at udfolde begreberne, der arbejdes med for at
styrke elevernes begrebsdannelse.
27
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Konklusion
Vygotsky peger på vanskeligheden ved at undersøge elevers begrebsdannelse. Dette skyldes, at det er svært
at opstille en undersøgelse, der undersøger alle facetterne af begrebsdannelsen (Vygotsky, 1971). En undersøgelse som denne kan heller ikke siges at komme omkring alle facetter af begrebsdannelsen, da det vil kræve
en langt mere omfattende indsamling af empiri og undersøgelser foretaget over længere tid. Det er derfor
svært at drage endegyldige konklusioner på baggrund af denne undersøgelse. Ikke desto mindre mener jeg,
at der gives et billede af, på hvilken måde elevernes hverdagsforestillinger har betydning for deres begrebsdannelse inden for astronomi gennem denne undersøgelse.
Gennem arbejdet med undersøgelsen har jeg fundet frem til, hvordan begreber kan læres, og hvordan elevers hverdagsforestillinger opstår og udfordres. Det har i analysen vist sig, at mange elever også i fysik/kemiundervisningen har hverdagserfaringer med sig, som påvirker deres arbejdsmåde og tilgang til faget. Det er
vigtigt at være opmærksom på disse hverdagserfaringer både som lærer og som elev. Hvis ikke der skabes
opmærksomhed på disse erfaringer, risikeres det, at de videnskabelige teorier forkastes og ikke erstatter
hverdagserfaringerne. En anden risiko er, at eleverne blander deres hverdagserfaringer med de videnskabelige teorier og dermed skaber deres egne blandingsmodeller. Ligeledes er det en risiko, at der sker parallelindlæring, hvorved det er svært for læreren at undersøge hvilke forestillinger eleverne har om et begreb. Der
er ingen tvivl om, at elevernes hverdagserfaringer spiller en stor rolle i forhold til, hvordan nye begreber
tillæres. Inden for emnet astronomi har mange elever flere hverdagserfaringer, og det er derfor vigtigt som
lærer at være bevidst om, hvordan disse kan udfordres. Hverdagserfaringerne kan nemlig være en hindring i
at danne begreberne inden for astronomi. I undersøgelsen har det ligeledes vist sig, at elevernes kognitive
udvikling har betydning for den begrebsdannelse, der kan finde sted, og at mange elever ikke besidder det
kognitive niveau, der er nødvendigt for at leve op til flere af målene inden for astronomi i Fælles Mål.
Alt i alt må det konkluderes, at elevernes hverdagsforestillinger inden for astronomi har stor betydning for
deres begrebsdannelse, idet hverdagsforestillingerne vanskeliggør indlæring af ny viden om astronomiske
fænomener og er afgørende for elevernes arbejdsmetode i faget.
Perspektivering
Med en undersøgelse som denne, der peger på, at elevernes kognitive formåen ikke stemmer overens med
de forventninger, der stilles til dem i Fælles Mål, og på at hverdagserfaringer i naturfag vanskeliggør elevernes
dannelse af nye begreber, er det nærliggende at overveje, hvorvidt naturfagsundervisning overhovedet hører
hjemme i folkeskolen. Hvis eleverne ikke kan leve op til de stillede mål, og deres forestillinger om verden
omkring dem er svære at ændre på, vil det da ikke være lettest at nedlægge undervisning i naturfag? Svaret
28
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
til dette spørgsmål er muligvis jo, men alligevel mener jeg, at naturfag har en vigtig rolle i skolen. Gennem
naturfag kan elever få kendskab til emner, der sætter dem i stand til at tage stilling til samfundsmæssige
problematikker som f.eks. forurening. Denne stillingstagen medfører, at eleverne bliver bevidste om deres
egen rolle i samfundet og hermed kan deltage ansvarligt i demokratiet. Disse elementer beskriver Sjøberg
som en del af den almendannelse, naturfagsundervisningen kan føre med sig (Sjøberg, 2008). Naturfagsundervisning handler derfor ikke kun om fakta-viden, men i høj grad også om at forberede eleverne til at blive
aktive medborgere. Som fysik/kemi-lærer er det vigtigt at være bevidst om dette, da det kan give undervisningen et bredere perspektiv og åbne op for, at flere elever kan se meningen med undervisningen. Fysik/kemi
og naturfag generelt har derfor sin berettigelse i folkeskolen, da fagene er med til at udvikle elevernes almene
dannelse.
29
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Litteraturliste
Andersson, B. (2008). Jorden i rymden. I B. Andersson, Att förstå skolans naturvetenskap Forskningsresultat och nya idéer (s. 37-56). Studentlitteratur.
Andersson, Bach, Frändberg, Jansson, Kärrqvist, Nyberg, Wallin, Zetterqvist. (2003). Jorden som planet i
rymden. Göteborg: Projekt Nordlab-SE, Instititionen för didaktik och pedagogisk profession,
Göteborgs Universitet. Hentet 17. marts 2015 fra Instititionen för didaktik och pedagogisk
profession, Göteborgs Universitet: http://idpp.gu.se/digitalAssets/1456/1456262_fy1.pdf
Barnes, D. (2008). Exploratory Talk for Learning. Hentet 10. april 2015 fra Corwin - A SAGE Company:
http://www.corwin.com/upm-data/23512_01_Mercer_Ch_01.pdf
Driver, R. (1985). The Pupil as Scientist? Philadelphia, USA: The Open University Press.
Driver, R. (1989). Students' conceptions and the learning of science. International journl of science
education 11, 481-490.
Driver, R., Asoko, H., Leach, J., Mortimer, E., & Scott, P. (1994). Constructing Scientific Knowledge in the
Classroom. Educational Researcher, Vol. 23, No. 7, 5-12.
Driver, R., Guesne, E., & Tiberghien, A. (1985). Children's Ideas and the Learning of Science . I R. Driver, E.
Guesne, & A. Tiberghien, Children's Ideas in Science (s. 1-9). Philadelphia: Open University Press.
Driver, R., Guesne, E., & Tiberghien, A. (1985). Some Features of Children's Ideas and their Implications for
Teaching. I R. Driver, E. Guesne, & A. Tiberghien, Children's Ideas in Science (s. 193-201).
Philadelphia: Open University Press.
Fysik/kemi - mål, læseplan og vejleding. (u.d.). Hentet 30. marts 2015 fra EMU Danmarks læringsportal,
Undervisningministeriet: http://www.emu.dk/modul/fysikkemi-m%C3%A5l-l%C3%A6seplan-ogvejledning
Fælles Mål 2009 - Fysik/kemi. (2009). Hentet 30. marts 2015 fra Undervisningsministeriet:
http://uvm.dk/Service/Publikationer/Publikationer/Folkeskolen/2009/Faelles-Maal-2009-FysikKemi
Fælles Mål 2009 - Natur/teknik. (2009). Hentet 5. april 2015 fra Undervisningsministeriet:
http://uvm.dk/Service/Publikationer/Publikationer/Folkeskolen/2009/Faelles-Maal-2009-Naturteknik
Hundeide, K., & Guldbrandsen, L. M. (2011). Jean Piaget: En konstruktivistisk teori om børns udvikling. I L.
M. Guldbrandsen, Opvækst og psykisk udvikling: Grundbog i udviklingspsykologiske teorier og
perspektiver (3. oplag 1. udg., s. 210-234). København: Akademisk forlag.
Nielsen, B. L. (2014). Hverdagsforestillinger og naturfagsundervinsing. ntsnet.dk. Hentet 24. marts 2015 fra
Ntsnet: ntsnet.dk/naturfagsdidaktik
Nielsen, B. L. (2014). Students' annotated drawings as a mediating artefact in science teachers' professional
development. NorDiNa 10 (2), 162-175.
Nussbaum, J. (1985). The Earth as a Cosmic Body. I R. Driver, E. Guesne, & A. Tiberghien, Children's Ideas in
Science (s. 170-192). Philadelphia: Open University Press.
30
Astrid Vestergaard Laursen
Læreruddannelsen i Aarhus
april 2015
Paludan, K. (2004). Frem mod fælles verdensbilleder. I K. Paludan, Skole, natur og fantasi (s. 225-249).
Aarhus: Aarhus Universitetsforlag.
Paludan, K. (2004). Videnskaben, Verden og Vi - Om naturvidenskab og hverdagstænkning (2. oplag 1. udg.).
Aarhus: Aarhus Universitetsforlag.
Piaget, J. (1971). Barnets psykiske udvikling. København: Hans Reitzels Forlag A/S.
Ringnes, V., & Hannisdal, M. (2009). Begrepslæring. I V. Ringnes, & M. Hannisdal, Kjemi fagdidaktikk: kjemi i
skolen (2. oplag 2. udg., s. 61-69). Kristiansand: Høyskoleforlaget AS - Norwegian Academic Press.
Sjøberg, S. (1992). Når virkeligheden konstrueres - læringspsykologi. I H. Nielsen, & A. C. Paulsen,
Undervisning i fysik - den konstruktivistiske idé (s. 27-53). København: Gyldendal.
Sjøberg, S. (2008). Hvorfor skal alle lære naturfag? I S. Sjøberg, Naturfag som almendannelse - En kritisk
fagdidaktik (s. 173-204). Århus: Forlaget Klim.
Skodvin, A. (2011). Lev Semenovitj Vygotskij: Udvikling i kulturhistorisk perspektiv. I L. M. Guldbrandsen,
Opvækst og psykisk udvikling: Grundbog i udviklingspsykologiske teorier og perspektiver (3. oplag 1.
udg., s. 235-256). København: Akademisk Forlag.
Vygotsky, L. S. (1971). Tænkning og sprog I. København: Hans Reitzels Forlag A/S.
31