Karseprosjektet

Vi ønsket at elevene skulle få kunnskaper om naturvitenskapelig tenke- og arbeidsmåte, dvs om hvordan forskere kan utvikle ny kunnskap. Hovedidéen var at elevene skulle planlegge og gjennomføre et eksperiment, bli inspirert gjennom et eksempel fra aktuell forskning, bli stimulert til å gjennomtenke noen nøkkelidéer om forskning og få forankret de nye idéene i erfaringer fra eget eksperiment.

For å framme engasjement laget vi en sosial kontekst der en tenkt lokal miljøvernorganisasjon trengte pålitelig forskning om kjemikaliers giftighet før en kampanje de skulle ha. Vi ønsket også å lage et åpent forsøk som ikke tok så mange timer, og som inkluderte ulike typer veiledning og støtte som kunne bidra til at elevenes arbeid ble fokusert og utbytterikt.

1. time: Introduksjonstime. Hvordan arbeider forskere?
Vi brukte et aktuelt eksempel fra media til å trigge interesse og få i gang diskusjon og tenkning om hvordan forskere går fram for å undersøke ting de lurer på. Vi brukte også elevsamtaler i toergruppe med påfølgende oppsummering i plenum med bidrag fra alle gruppene.

Media trigger interesse

2. time: Hvordan planlegge et eksperiment?
Her brukte vi eksempelet fra introduksjonstimen til å se mer i detalj på hvordan forskere arbeider. Vi bad elevene fortelle hva de trodde forskerne kanskje hadde gjort, og så ”røpte” vi hva de faktisk hadde gjort.

Lærer underviste om kjennetegn på naturvitenskapelige forskningsspørsmål. Her hadde vi klassediskusjon med eksempler på estetiske, politiske og samfunnsvitenskapelige spørsmål. Så fylte vi ut en mal for metodeplanlegging i samlet klasse ved å bruke prosjektør og skrive inn ideer fra elever. Karseplanter og 3-4 eksempler på ”hverdagskjemikalier” stod på kateteret som konkretiseringer.

Plan for eksperiment

3. time: Metodeplanlegging
Elevene valgte et kjemikalium (som de visste de kunne få tak i) og planla et eksperiment for å undersøke om det var giftig for karseplanter. For at planen skulle bli gjennomtenkt og inkludere viktige element i naturvitenskapelig tenke- og arbeidsmåte, fikk de en mal med innebygget hjelp til planleggingen.

Plan for eksperiment

 

4. time: Eksperimentstart
Hver elevgruppe fikk utlevert ti karseplanter. De satte i gang eksperimentet ved å behandle plantene som planlagt og merke de ulike plantene i henhold til behandling. I starten av timen samtalte vi med elevene om hva de har lært om forskning så langt i prosjektet. Vi fokuserte spesielt på det å skille mellom observasjoner og hypotese (”Kan vi se på plantene, med øynene våre, at et stoff er giftig? Vi kan se at blader har visnet, men ikke hvorfor de ble brune.”)

 

Karse

5. time: Observasjon
Etter noen dager kunne effekten av kjemikaliene observeres. Før elevene observerte plantene, hadde vi klassesamtale om hva de skal se etter for å få nøyaktige observasjoner. Om de er blitt gule? Hvor mye de har vokst? Hvordan måle det? Om de er visnet? Er det nok at de henger litt med bladene? At stilken er litt nedbøyd? Mye? Enda mer? Ligger helt på jorden? Vi minnet elevene på viktigheten av å notere observasjoner nøyaktig i en logg (jf. forskerspiren), f.eks i planen.

Gruppene observerte, noterte og begynte å skrive rapport. Her ser vi at vi burde krevd at elevene skulle framstilt observasjonene grafisk (histogram), slik forskere gjør, for lettere å kunne se mønstre i data.

6. time: Rapportskriving
Vi informerte først elevene kort om at rapporten telte på karakteren og om vurderingskriterier. Vi bad dem bruke utdelt rapportmal som enten var elektronisk eller på papir som guide for deres egen eksperimentrapport. Vi repeterte kort spørsmålet om de kan se at et kjemikalium er giftig, eller om de må vurdere ulike mulige årsaker til observerte endringer. Vi poengterte at miljøorganisasjonen trenger pålitelige konklusjoner, og derfor må vi skrive resultater nyansert og begrunne disse med observasjoner og teori.

Elevene arbeidet så i grupper med rapportskriving. De som ikke ble ferdige, fikk resten som lekse. Når vi krevde at seksjonene med observasjoner og diskusjon skulle godkjennes før timen var slutt, fikk vi noen gode veiledningssituasjoner.

Rapportskriving

7. time: Refleksjon
For å motivere til refleksjon minnet vi om prøven de skulle få i stoffet, og at denne timen skulle brukes til å oppsummere hva de måtte kunne til prøven.

Først hadde vi en klassediskusjon om hva vi hadde lært om testing av kjemikaliers virkning på karse. Hva kunne vi variere? Hvorfor trengte vi kontrollplanter?, Hvordan kunne vi være sikre på om en plante var påvirket eller ikke? Kunne vi sagt til miljøorganisasjonen at noen av kjemikaliene helt sikkert var giftige – selv i små mengder?

Deretter satte vi elevene i toergrupper for å notere hva de nå hadde lært mer generelt om hvordan forskere må arbeide for å få holdbare konklusjoner.

Til slutt hentet lærer inn en idé fra hver gruppe og noterte disse på tavlen under overskriftene Introduksjon, Metode, Observasjoner og Diskusjon. Lærer utfordret og hintet for å tydeliggjøre viktige idéer. Lærer oppsummerte ved å sette røde ringer rundt fire hovedidéer som elevene skulle kunne forklare på prøven.

Tips for rapportskriving

Erfaringer fra Karseprosjektet

Prøve
Vi lagde en prøve med seks oppgaver som elevene brukte 20-25 minutter på. Flere av oppgavene hentet vi fra PISA-studier og lærebøkers nettsider. De siste tilpasset vi.

Læringsmål for karseprosjektet
Elevene skulle kunne forklare hva som menes med naturvitenskapelig spørsmål, kontroll av variable, nøyaktige observasjoner uten å tolke, å framsette påstand om resultater og begrunne med observasjoner og teori. De skulle også kunne praktisere disse idéene i enkle eksperimentsituasjoner og forklare hvordan en vitenskapelig eksperimentrapport er bygget opp.

Vurderingskriterier for rapporten gitt til elevene

  1. Introduksjon: Det skal være lett å se hva som er målet med prosjektet. Forskningsspørsmål og hypotese skal være formulert klart og tydelig.
  2. Metode: Undersøkelsesmetoder skal være beskrevet så grundig at lesere kan forstå data som presenteres.
  3. Data: Data med betydning for forskningsspørsmålet bør være presentert under en egen overskrift, på en oversiktlig måte og uten tolkninger.
  4. Diskusjon: Siste del av eksperimentrapporten skal inneholde en eller flere påstander om hva dere mener å ha funnet ut. Det må være tydelig hvordan data og kjent kunnskap støtter påstanden om hva dere har funnet ut.
  5. Eksperimentrapporten: Rapporten må bruke fagspråk på en korrekt måte. Språket i eksperimentrapporten bør ha god flyt og være forståelig

Detaljert informasjon om timeopplegg og prøve

I vedlegg til denne oversikten finnes det informasjon om flere erfaringer fra enkelttimen timene i karseprosjektet samt maler og oppgaver for leksene og prøven vi gav.

Noen mulige utvidelser

Her er noen forslag til flere temaer dersom du har flere timer til rådighet:

Visualisering

  • Hva gjør forskere for å oppdage mønstre? De visualiserer og bruker avansert matematikk!
  • Vise elevene et eksempel?
  • Kreve at de framstiller observasjoner grafisk, og med plantene notert etter stigende dose?
  • Vise autentisk forskningsrapport med grafer og matematikk?

Visualisering Visualisering

 

Metodekritikk 

  • Mål: Styrke elevens kritiske sans og kunnskap om metode og hva som kan kritiseres.
  • La alle elever lese en annen gruppes rapport. Be alle skrive ned to momenter som styrker tillit til funn og to som svekker tilliten
  • Lærerstyrt samtale der elever kommer med sine momenter etter tur, og disse noteres på tavlen og diskuteres.

Anvendelse

  • Mål: Fremme overføring og konsolidering ved å la elevene bruke ideene de har lært i nye sammenhenger. Trening i kritisk tenkning basert på naturvitenskapelig tenkemåte.
  • Ta fram et nytt aktuelt forskningsfunn fra media. Be elevene finne ut og beskrive hvordan studien ble utført, gjerne med utgangspunkt i en mal: Hvilke spørsmål, hypoteser, metoder, observasjoner og vurderinger hadde forskerne? Be elevene peke på to moment som styrker deres tillit til resultater, og to som svekker tilliten.
  • Bruke elevenes svar i en lærerstyrt klassesamtale om hvordan forskningen ble utført – med stikkord på tavlen. Samtale om hva som øker og svekker tilliten til studien og dens konklusjoner. Be alle elever formulere ett bidrag hver – gjerne basert på gruppearbeidet. 
  • Ta fram et eksempel fra media der noen ikke har skilt mellom observasjon og tolkning, eller ikke sjekket om andre ting enn det de tror kan forklare en observasjon. Eksempler kan være ulike typer fordommer og forhåndsdømming, eventuelt politietterforskning.

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter 10. årstrinn
    • Forskerspiren
      • formulere testbare hypoteser, planlegge og gjennomføre undersøkelser av dem og diskutere observasjoner og resultater i en rapport
      • forklare betydningen av å se etter sammenhenger mellom årsak og virkning og forklare hvorfor argumentering, uenighet og publisering er viktig i naturvitenskapen
    • Mangfold i naturen
      • gjøre rede for celledeling og for genetisk variasjon og arv
      • undersøke og registrere biotiske og abiotiske faktorer i et økosystem i nærområdet og forklare sammenhenger mellom faktorene
    • Fenomener og stoffer
      • undersøke egenskaper til noen stoffer fra hverdagen og gjøre enkle beregninger knyttet til fortynning av løsninger
      • undersøke og klassifisere rene stoffer og stoffblandinger etter løselighet i vann, brennbarhet og sure og basiske egenskaper