Hvordan kan forskere og lærere samarbeide?

I denne artikkelen forteller vi om et opplegg hvor forskere og lærer designet undervisning for elever i biologi. Bakgrunnen er en samarbeidsavtale mellom Universitetet i Oslo (UiO) og Hersleb videregående skole. Vi beskriver undervisningsforløpet og elevenes respons, og avslutter med noen råd til andre lærere og forskere/fagpersoner som ønsker å samarbeide om undervisningsopplegg. 

Mange mener at samarbeid mellom skole og eksterne aktører (museum, bedrift, faginstitusjon) er bra for motivasjon og læring i naturfag. Forskning og erfaring viser imidlertid at potensialet ikke blir fullt utnyttet. Samarbeidet mellom læreren og fagpersonen dreier seg om praktiske avklaringer som tid og sted, og lite om faglig innhold og pedagogiske strategier. Dette ønsket vi å gjøre bedre i vårt samarbeid, men hvordan?

Hvordan samarbeide om et undervisningsopplegg?
Vi er en trio sammensatt av en forsker i paleontologi, en biologilærer og en forsker i naturfagdidaktikk. De ulike yrkene våre gjør at vi har forskjellig referanserammer og «stammespråk». Lene Liebe Delsetts forskeroppdrag ved Naturhistorisk museum (UiO) innebærer å produsere ny kunnskap om fiskeøgler. Forskningsresultatene skal ikke bare formidles til forskere – elever og lærere er også en yndet målgruppe. Lene ville gjerne formidle til elever, men hadde lite kunnskap om biologiundervisning i skolen; hva en læreplan er og hva elevene kan. Kristin Vesterkjær er biologilærer ved Hersleb videregående skole. Hennes arbeidshverdag er styrt av læreplan og timeplan – og har lite med forskningsfronten på fiskeøgler å gjøre. Kari Beate Remmen forsker på andre læringsarenaer og er spesielt opptatt av hvordan museumsbesøk kan kobles til for- og etterarbeid for økt læringsutbytte.

Vårt første spørsmål var: Hvordan starter vi et undervisnings-samarbeid med så forskjellig kunnskap og erfaringer? Løsningen ble å designe undervisningsopplegget ved hjelp av det pedagogiske rammeverket Mange erfaringer i mange rom (Frøyland, 2014), som er utviklet og anvendt i forbindelse med Energiskolene – samarbeidsprosjekt mellom videregående skoler og energibedrift (Ervik & Frøyland, 2014). Erfaringene fra Energiskolene viser at det pedagogiske rammeverket hjelper lærer og bedriftsansatt å samarbeide bedre om undervisningsopplegg.

Undervisningsopplegget «Å tolke et utdødd dyr»
Første trinn i det pedagogiske rammeverket er å bli enige om et tema som er interessant for øgleforsker og lærer, samt relevant for læreplanen. Dette førte oss ut i en lengre diskusjon om aktuelle tema, deriblant evolusjon, variasjon og tilpasning, biologisk mangfold, og hvordan biologer tenker. Til slutt bestemte vi oss for å avgrense temaet til Lenes ekspertise: Hvordan bruker forskerne fossiler til å tolke utdødde dyr, her konkretisert ved ei fiskeøgle?

Det fineste fiskeøgleskjelettet fra Svalbard, <em>Cryopterygius kristiansenae</em> Det fineste fiskeøgleskjelettet fra Svalbard, Cryopterygius kristiansenae

Neste trinn bestod i å formulere mål for elevenes forståelse. Hva er det viktigste elevene bør forstå om fossiler og om forskernes arbeidsmåter? Hvilke begreper og ferdigheter skal elevene sitte igjen med som de kan ta med seg i en senere situasjon? Etter å ha reflektert rundt slike spørsmål, ble vi enige om at elevene skulle forstå følgende:

  • Et fossil er en rest, avtrykk eller spor av livsformer som levde for lenge siden – noen for flere hundre millioner år siden.
  • Fossiler er bevis på evolusjon. 
  • Fordi det oftest bare er deler av dyret eller planten som blir fossilisert, må forskerne gjenskape hvordan det så ut i live.
  • Forskernes tolkninger begrunnes med observasjoner.
  • Forskere sammenligner fossiler med dyr som lever i dag.
  • Dyret må være tilpasset sitt miljø for å puste, få tak i mat, formere seg osv. 
  • Det jobber forskere på Naturhistorisk museum – det er ikke bare museumsutstillinger der.

For at elevene skulle demonstrere forståelsen sin, ville vi at de skulle observere og fortelle historien til et utdødd dyr, slik at de måtte tenke slik som forskere gjør. For å gjøre elevene i stand til dette, begynte vi å designe konkrete undervisningsaktiviteter basert på didaktiske prinsipper for uteundervisning anbefalt av forskere: (1) Museumsbesøket må gi elevene unike erfaringer som de ikke kan oppleve i klasserommet, (2) det må være et forarbeid og etterarbeid i klasserommet, (3) aktivitetene må stimulere elevene til å tenke utforskende, og (4) vi må vurdere om elevene kan utføre en jobb for museet (Frøyland, 2010; Remmen & Frøyland, 2013). Resultatet ble et undervisningsopplegg over tre økter (2 x 45 min per økt): én økt med forarbeid, én økt i museet og én økt med etterarbeid. Hver økt er beskrevet nedenfor.

Forarbeid i klasserommet
Biologilæreren introduserte undervisningsopplegget med å gi et oppdrag til elevene: «Forskerne har funnet et nytt fossil på Svalbard. Forsker Lene skal undersøke fossilet. Problemet er at hun har fått en øyesykdom og trenger deres hjelp til å identifisere fossilet og tolke dyret».

  • For å løse oppdraget ovenfor, måtte elevene forstå hva et fossil er. Elevene foreslo først egne definisjoner, før læreren introduserte den naturvitenskapelige definisjonen – et fossil er spor, avtrykk 
  • eller rester av livsformer som levde for lenge siden. Etterpå fikk elevene velge seg et fossil fra en fossilsamling å øve seg på å 
  • beskrive fossilet ved hjelp følgende spørsmål: 
  • Hva ser du? Tegn dyret.
  • Hva er opp, ned, foran og bak?
  • Hvordan tror du dyret så ut i levende live? Hadde det fjær, pels, hud, skall?
  • Hvor levde dyret – på land eller i vann?
  • Hva spiste det?
  • Hvordan bevegde det seg?
  • Hvordan pustet det?
  • Hva ville du spurt fossilet om dersom det kunne snakke?

Elevenes tolkninger av de ulike fossilene ble oppsummert i klassen. De samme spørsmålene skulle elevene også ta med seg for å observere og beskrive Lenes fossil på museet.

Besøk i kjelleren på Naturhistorisk museum
I kjelleren under museumsutstillingen på Naturhistorisk museum oppbevarer Lene og forskerkollegaene et fem meter langt fiskeøglefossil fra Svalbard. Vi fortalte ikke elevene at det var et fiskeøglefossil, fordi vi ikke ville at de skulle være bundet av fasiten.

Elevene ble eskortert ned i museumskjelleren i små grupper. Oppgaven deres var å bruke spørsmålene fra lista over til å tegne fossilet, sette ord på observasjoner og hva de selv trodde. Elevene som hadde mest forkunnskaper, prøvde å huske mest mulig av hva de hadde hørt om fiskeøgler og andre utdødde dyr framfor å beskrive det som lå foran dem. Elevene som ikke hadde noe eksisterende forhold til fiskeøgler, kastet seg inn i lange diskusjoner. For noen var det helt ulogisk at dyret kunne levd i vann når forskerne hadde funnet det på land, mens andre mente at en DNA-test ville gi alle svar. Når elevene påsto noe, spurte vi: «Hvorfor tror du det?» Elevene måtte dermed begrunne påstandene sine med det de så, noe som var utfordrende for mange. Selv om observasjon er grunnleggende i naturvitenskap, blir det ofte undervurdert i
naturfagundervisningen.

Elevene observerer nøye og beskriver fossilet. Hva er opp, ned, fram og bak? Levde det på land eller i vann? Foto: K.B. Remmen Elevene observerer nøye og beskriver fossilet. Hva er opp, ned, fram og bak? Levde det på land eller i vann? Foto: K.B. Remmen

Etterarbeid i klasserommet
Tilbake i klasserommet skulle elevene fullføre oppdraget om å tolke det utdødde dyret. De måtte sette sammen observasjonene sine av fossilet og fortelle dets historie. Dette ble synliggjort ved å lage forskerplakater. Til slutt ble det arrangert en «forskningskonferanse» der hver elevgruppe fikk tre minutter til å fortelle sin historie om fossilet foran resten av klassen og fiskeøgleforskeren.

Elevene hadde ulike historier om det utdødde dyret. De fleste mente det var et rovdyr på grunn av de skarpe tennene. Noen påpekte at den måtte ha vært stor og lang, og bred på midten. Det var derimot delte meninger om det levde i vann eller på land, om det pustet ved hjelp av gjeller eller lunger, hva det brukte luffene til, og hvordan det formerte seg.

Elevene skulle også lage spørsmål til fossilet. Oftest var det spørsmål som elevene ikke kunne resonnere seg fram til ved hjelp av observasjonene sine – for eksempel:

  • Når levde du? 
  • Er du i slekt med dyr som lever i dag? 
  • Hvorfor døde du ut?

Mens vi hørte på elevenes «forskningskonferanse», fokuserte vi på hvordan de begrunnet påstander med egne observasjoner av fossilet. Museumsbesøket ville vært poengløst dersom elevene kunne svare på oppdraget uten å observere og beskrive det ekte fossilet. Elevene som åpenbart hadde «googlet», ramset opp fakta framfor å stole på egne observasjoner. Elevene som argumenterte best var de samme elevene som hadde de mest intense diskusjonene under museumsbesøket. Kvaliteten på diskusjonene under et utebesøk har betydning for elevenes prestasjoner i etterarbeidet og kan øke utbyttet av et utebesøk.

Etter elevenes «forskningskonferanse» presenterte Lene det forskerne vet og ikke vet om fiskeøglefossilet. Elevene fikk da sammenligne sin tolkning av fossilet med forskernes kunnskap.

Etter at elevene hadde presentert sin tolkning av fossilet, fortalte Lene hva forskerne vet om fiskeøglefossilet. Foto: K.B. Remmen Etter at elevene hadde presentert sin tolkning av fossilet, fortalte Lene hva forskerne vet om fiskeøglefossilet. Foto: K.B. Remmen

Hva kan elevene hjelpe en forsker med?
For å unngå at det bare var forskeren som leverte tjenester til læreren og elevene, tenkte vi på hva biologi 1-elevene kunne gjøre som gjenytelse. Lene har ansvar for faktasidene om fiskeøgleforskningen på museets nettside. Hvordan innholdet ble mottatt av biologielever og andre amatører, var imidlertid helt uvisst. Vi ga derfor elevene følgende bestilling: «Naturhistorisk museum og Lene trenger din hjelp til å fortelle om marine øgler slik at elever forstår.» For at elevene skulle gi tilbakemeldinger som var nyttige for forskeren, fikk de følgende spesifikke leseinstrukser basert på Mork og Erlien (2010):

1. Les teksten og strek under setninger som gir mening, og som du mener er hovedpoenget i teksten.
2. Les teksten en gang til og strek under setninger som ikke gir mening, som du ikke forstår.
3. Les teksten på nytt og marker setninger som du la spesielt merke til, eller som du synes er viktige.

Ifølge elevene var det mest meningsfullt og interessant å lese om det den nye kunnskapen som forskerne hadde kommet frem til. Det de derimot ikke forstod var informasjonen om forskernes redskaper og mer sofistikerte ord som «rekonstruere» og «preparere».

Elevene mente selv at leseinstruksene hjalp dem å skjønne hva slags tilbakemeldinger de kunne gi på tekster som forskere har skrevet til amatører.

Referanser
Ervik, H. & Frøyland, M. (red) (2014). Energiskolene. Kimen 1.
Frøyland, M. (2014). Pedagogisk rammeverk «Mange erfaringer i mange rom». Kimen 1.
Mork & Erlien (2010). Språk og digitale verktøy i naturfag. Universitetsforlaget.
Remmen, K.B. & Frøyland, M. (red). (2013). Georøtter og Feltføtter – en antologi om geodidaktikk. Kimen 1.