Slik skal elevene bli flinkere i naturfag

De tre neste årene skal 2000 norske lærere kurses i en ny modell i naturfag. Det skal gjøre elevene bedre i både kjemi, fysikk og biologi.

Publisert
Elevene diskuterer om delene til huskestativet jobber sammen, og om dette er et system. (Foto: Nina Cecilie Hanssen)
Elevene diskuterer om delene til huskestativet jobber sammen, og om dette er et system. (Foto: Nina Cecilie Hanssen)

Forskerføtter og leserøtter

Det norske navnet på en undervisningsmodell som skal testes ut blant 2000 lærere i fem byregioner. 

Modellen er basert på den amerikanske “Seeds of Science/Roots of Reading”, og ble utviklet ved The Lawrence Hall of Science ved University of California, Berkeley i USA.

Det er Naturfagsenteret ved Universitetet i Oslo som utarbeider lærerveiledninger, forsker på modellen og kurser lærere. Undervisningsmateriellet er gratis tilgjengelig på nett for de lærerne som har blitt kurset.

Prosjektperiode: 2010–2014

Prosjektleder: Marianne Ødegaard

FINNUT

FINNUT er en stort og langsiktig program (2014-2023) for forskning og innovasjon i utdanningssektoren.

Det dekker forskning fra barnehage til høyere utdanning og voksnes læring.

Utdanningsprogrammene PRAKUT og UTDANNING2020 videreføres i FINNUT.

– Jeg lurer på om en gardin er et system, jeg. Noen tråder går oppover og noen bortover. Om man tar bort de som går oppover, vil de som går bortover falle ned, undrer en åtte år gammel gutt ved Berger skole på Nesodden. Han har sittet med hodet så mye på skakke at han nesten havner under pulten. 

Lærer Nina Cecilie Hanssen har observert ham en stund, og spør hva han tenker. 

Timen er naturfag, og klassen lærer hvordan et system er satt sammen av ulike deler som jobber sammen. Svaret hans gjør læreren fornøyd. 

For ikke lenge siden mente Hanssen at hun var en middelmådig naturfaglærer. Nå driver elevene nesten seg selv gjennom undervisningen.

– Elevene har hatt så utrolig mange fine samtaler, forteller Hanssen. Med utgangspunkt i elevenes egne spørsmål, jobber hun fokusert med et knippe sentrale begreper. Det gir ungene et felles fagspråk, og undervisningen får en rød tråd.

Fokus på begreper

Metoden integrerer forskerspireaktiviteter med muntlige ferdigheter, lese- og skriveferdigheter. Tidligere forskning har vist at disse ferdighetene må være gode for å lære seg naturfag. Når de er gode, blir det også lettere å lære generelt.

Innenfor temaet kjemiske endringer skal læreren for eksempel fokusere på ord som atom, molekyl, egenskap, rent stoff, utgangsstoff, blanding, kjemisk reaksjon og produkt. I løpet av mange økter blir begrepene gjentatt og utforsket så elevene gjør dem til sine egne.

I tillegg til de temarelaterte begrepene kommer også mer overordnede forskerbegreper som handler om hvordan naturvitenskapelig kunnskap blir til. Det er ord som observere, data, påstand, hypotese og bevis.

Linus, Christopher og Ida Sofie sender karbondioksidgass ned i fenolrødtløsning. (Foto: Naturfagsenteret)
Linus, Christopher og Ida Sofie sender karbondioksidgass ned i fenolrødtløsning. (Foto: Naturfagsenteret)

Klassen starter med en såkalt utforskning hvor elevene bruker sin egen fantasi og kreativitet til å finne løsninger på problemer de stilles overfor. Elever i 2.–4. klasse lager for eksempel sitt eget lim, og finner ut hva som gir det beste limet av maisenna, salt, hvetemel og potetmel.

På norsk har undervisningsmodellen fått navnet «Forskerføtter og leserøtter», og det er Naturfagsenteret ved Universitetet i Oslo som har ansvaret for å utarbeide lærerveiledninger, forske på modellen og kurse lærere. Undervisningsmateriellet er gratis tilgjengelig på nett for de lærerne som har blitt kurset.

2000 lærere skal på kurs

– Nå skal vi gi forskningen tilbake til klasserommet, sier forskningsleder Marianne Ødegaard, og sikter til den storstilte satsingen på etterutdanningskurs for lærere fra Trondheim, Bergen, Oslo, Tromsø og Hamar-regionen. Hver lærer skal på tre kursdager i løpet av ett semester, og over tre år er planen å sette rundt 2000 læreren på skolebenken. Kursene gjennomføres i samarbeid med universitet, høgskoler og vitensentre på stedene.

Et sentralt virkemiddel er å kombinere ulike måter å undervise på – såkalte multimodale læringsaktiviteter. Slagordet er «Gjør det! Si det! Les det! Skriv det!».

– Etter Kunnskapsløftet i 2006 og den nye læreplanen, som sier at grunnleggende ferdigheter og utforskende aktiviteter skal kombineres, har det vært mye fokus på utforskende arbeidsmåter, sier Ødegaard.

Nina Cecilie Hanssen er allmennlærer ved Berger skole på Nesodden. (Foto: Privat)
Nina Cecilie Hanssen er allmennlærer ved Berger skole på Nesodden. (Foto: Privat)

– Forståelsen av naturfag kommer ikke nødvendigvis selv om man utforsker. Når denne aktiviteten blir koblet mot lese-, skrive- og muntlige ferdigheter får den ramme og struktur, og læring av begreper kobles mot det praktiske, sier forskningslederen.

Modellen er utviklet ved The Lawrence Hall of Science ved University of California, Berkeley i USA. Det amerikanske navnet er «Seeds of Science/Roots of Reading». Det er snakk om en ekstremt detaljert veiledning for lange undervisningssekvenser (flere uker). Opplegget er blitt til på bakgrunn av forskning og omfattende utprøving og evaluering i praksisfeltet.

– Først var vi skeptiske og trodde ikke norske lærere ville ha noe så detaljert. Så begynte vi å lese veiledningene og syntes de var utrolig bra – prakteksempler på hvordan man bør gjøre det. Så vi arrangerte videreutdanningskurs for noen erfarne lærere på barnetrinnet, forteller Ødegaard.

– Kan gi gode naturfagslærere

Sammen med disse lærerne, deriblant Nina Cecilie Hanssen, ble det amerikanske opplegget oversatt og tilpasset norske forhold. Lærerne syntes det var noe herk til å begynne med. Etter å ha prøvd det i klasserommene og sett elevenes entusiasme ble de likevel bitt av basillen.

– Opplegget er veldig gjennomtenkt og gjennomarbeidet, sier Hanssen. Hun er allmennlærer, og mener det er veldig viktig med gode lærerveiledninger og lærebøker når man skal kunne undervise i alle fag. – Jeg jobber så mye – om jeg i tillegg skulle laget mine egne opplegg fra grunnen, så ville ikke døgnet holdt, sier hun.

Før introduksjonen til «Forskerføtter og leserøtter» kunne hun litt om miljøvern, så det jobba klassen litt med, men ellers ble det mye lærebok.

– Det er mye morsommere å ha meg som naturfaglærer nå. Undervisningen er mer praktisk, med gode forsøk og utforskninger som gir mening og kan brukes til å jobbe med begrepene, sier Hanssen.

Hun er ikke den eneste læreren som har beskrevet opplegget som en gavepakke.

Ida Sofie og Magnus lager sin egen brus. (Foto: Naturfagsenteret)
Ida Sofie og Magnus lager sin egen brus. (Foto: Naturfagsenteret)

– Jeg hadde ikke kunnskapen inne i kjemi, fysikk og biologi, men nå har jeg lært mye underveis. Sett i forhold til de læreverkene jeg har møtt kan «Forskerføtter og leserøtter» gi gode naturfaglærere, sier hun.

Undring med struktur

Å utforske og undre seg på en systematisk måte er noe av det hun er mest opptatt av som lærer. Hun bruker konsekvent elevenes egne spørsmål som utgangspunkt. Samtidig tror hun skolen har vært preget av rammeløs undring. I de nye lærerveiledningene er jobbingen med elevenes ordforståelse sentral for å strukturere undervisningen.

På grunn av fokuset på språk og begreper har Hanssen brukt en del av klassens norsktimer til opplegget. Elevene noterer for eksempel naturfagsord på en egen side og oversetter dem til hverdagsord – som reversere og rygge eller gå tilbake.

– Ordforståelsen skal bli til en aktiv begrepsforståelse. Det betyr at elevene kan bruke begrepet, og at det er mer enn bare et ord med en definisjon, sier Ødegaard.

Forskerne ved Naturfagsenteret har jobbet med å utvikle og forbedre undervisningsmodellen gjennom gjentatte forskningssykluser. I tillegg til de praksisnære kursene har de samlet data fra fire ulike grunnskoler og studert seks lærere og deres elever når de jobbet med naturfag.

Resultatene indikerer at lese-, skrive- og muntlige aktiviteter som integreres som en naturlig del av utforskninger gir støtte for både undervisning og læring i naturfag. Forskningen viser også hvor viktig begrepsforståelsen er.

All aktivitet skal være utforskende

Et annet viktig funn er at den største utfordringen for lærere er å finne tid og mot til å utnytte diskusjons- og kommunikasjonsfasene til å konsolidere elevenes læring. Ved å hele tiden veksle mellom de ulike måtene å jobbe på – gjøre, snakke, lese, skrive – kan læreren også danne seg et mangfoldig bilde av elevenes forståelse.

Hanssen understreker hvor viktig det er å skille mellom hva man har undervist og hva elevene faktisk har fått med seg. Den nye undervisningsmodellen er så mangfoldig at det blir vanskelig å unngå å danne seg et bilde av hva elevene har forstått.

– I tillegg til «Gjør det! Si det! Les det! Skriv det!», er det viktig at all aktivitet er utforskende – også når elevene leser eller skriver. Et av prinsippene bak modellen er at det oppstår synergieffekter mellom det å være utforskende i naturfag og det å bli god til å lese og skrive, sier Ødegaard.

Hanssen syns på sin side at slagordet burde ha plass til «Tenk det!» også. Hun tror ellers at strategiene i «Forskerføtter og leserøtter» kan gi elevene viktige måter å utvikle selvstendighet på ved at de kommuniserer ut fra seg selv og ikke ut fra boka.

– Mitt mål er at når de går ut av barneskolen vil de vite at de kan gjøre en forskjell i verden. Jeg vil ta dem med inn i et språk- og begrepsunivers som de trenger for å snakke med verden, sier Hanssen.

– Sett av tid

Hun oppfordrer lærerne som blir kurset i undervisningsmodellen til å prøve den skikkelig ut i klassene slik den detaljerte lærerveiledningen sier, før de vurderer om den er bra eller dårlig.

– Sett av tid til det, for det er kjempegøy! I diskusjon med kollegaer kan de også bruke dette til å bygge ned grenser mellom fagene og tenke mer tverrfaglig, sier hun.

Marianne Ødegaard er forskningsleder ved Naturfagsenteret. (Foto: Naturfagsenteret)
Marianne Ødegaard er forskningsleder ved Naturfagsenteret. (Foto: Naturfagsenteret)

Ødegaard bekrefter at forskerne har observert mer engasjerte elever og gode diskusjoner med fokus på begreper der læreren har fulgt veiledningen ganske nøyaktig.

– Opplegget virker kanskje stramt for lærerne, men det er åpent for elevene, sier Ødegaard.

Hanssen har etter hvert brukt prinsippene i modellen til å lage sine egne utforskninger og overfører metodene til andre fag. På den måten kan lærerne etter hvert løsrive seg fra veiledningen.

– Vi modellerer for elevene hvordan de skal gjøre noe, og gir dem mer frihet til å prøve på egen hånd etterpå. Sånn tenker vi at lærerne også skal jobbe. Nå er det modellert ganske stramt, men etter hvert vil de lære seg en ny måte å undervise på som kan overføres til andre situasjoner, sier forskningslederen.

Hun tror ikke modellen i «Forskerføtter og leserøtter» er fasiten på hvordan naturfag bør undervises, og er åpen for at det kanskje finnes andre effektive metoder.

– Men dette er en veldig engasjerende og motiverende måte å gjøre det på. At vi har en lærerveiledning som modellerer en måte å jobbe på kombinert med kurs er en suksessfaktor, spesielt for lærere som har lite fagbakgrunn, sier hun.

Naturfagsenteret har sendt en ny søknad til Forskningsrådet om å følge opp etter- og videreutdanningskursene. I samarbeid med forskere ved Universitetet i Bergen og Norges miljø- og biovitenskapelige universitet på Ås er Ødegaard dessuten med å søke forskningsmidler til å undersøke hvordan lignende metoder kan brukes på ungdomstrinnet.