Modul 5 Praksiser i utforskende undervisning i naturfag

Modul 5 Praksiser i utforskende undervisning i naturfag B – Samarbeid

Mål Målet med denne modulen er å reflektere over hvordan ulike instruksjoner til forsøk tilrettelegger for utforskende undervisning i naturfag. Gjennom modulen får dere prøve ut et forsøk og analysere dette i lys av prinsipper for utforskende undervisning.

NB! • I denne modulen brukes forsøk som utgangspunkt for å skape bevissthet om praksiser i utforskende undervisning. • Utforskende undervisning må ikke inneholde forsøk, men det kan være en måte å gi elevene mulighet til å samle og bruke egne data. • Prinsippene for utforskende undervisning er de samme når elevene bruker andrehåndsdata (andres resultater og data).

Tidsplan for denne økta Aktivitet Tid Oppsummer forarbeidet 20 minutter Praktisk aktivitet: Væsker i lag 30 minutter Faglig påfyll 15 minutter Didaktisk analyse av den praktiske aktiviteten 30 minutter Planlegg egen undervisning 10 minutter Totalt 105 minutter

Oppsummer forarbeidet Ca. 20 minutter

Diskuter i grupper (15 minutter) Arbeid i grupper på tre–fire personer, og ta fram notatene fra forberedelsen. • Noter på et felles ark de tre tingene hver av dere vektlegger mest for at forsøkene skal være utforskende. • Diskuter det dere har notert, og finn tre til fem ting dere er enige om.

Oppsummer i plenum (5 minutter) Hver gruppe deler tre til fem ting gruppa er enig om er viktige å vektlegge for at aktiviteter skal være utforskende for elever.

Forsøk: Væsker Ca. 30 minutter

Forberedelse (5 minutter) • Fordel dere i tre grupper på to til fem personer. Uansett antall deltakere, bør antall grupper være delelig med tre. • Den som leder modulen deler ut en instruksjon til hver av gruppene. Instruksjonene er ulike, ikke les hverandres instruksjon! • Hver gruppe henter utstyret de trenger til sitt forsøk.

Løs oppdraget (20 minutter) • Hver gruppe skal følge instruksjonen de har fått utdelt.

Oppsummer i plenum (5 minutter) • Hver gruppe forteller kort hvordan det gikk og viser fram resultatet sitt.

Faglig påfyll Ca. 15 minutter

• Nå kommer først en kort repetisjon av prinsipper for utforskende undervisning og 5 E‐modellen. • Deretter følger ei innføring i hvordan man kan vurdere frihetsgrader i forsøk. • Dere skal sammen vurdere antall frihetsgrader i de tre ulike variantene av aktiviteten dere har gjennomført.

Søke etter informasjon Tolke bevis Stille spørsmål Diagnostisere problemer Utforske Samle data Å utforske innebærer at man undrer seg, stiller spørsmål, innhenter informasjon, undersøker, observerer, tolker, analyserer, argumenterer og formulerer forklaringer basert på bevis. (e. g. Bybee, 2006; NRC, 2000; Ødegaard et. Al. , 2016) Formulere forklaringer Argumentere Kommunisere funn Debattere med fagfeller

5 E‐modellen i utforskende undervisning • 5 E‐modellen er en didaktisk modell som kan støtte lærere i planlegging, gjennomføring og evaluering av utforskende undervisning. • Gjennom de fem fasene legger læreren til rette for at elevene kan jobbe med utforskende arbeidsmåter • Alle fasene kan forekomme flere ganger i løpet av et undervisningsforløp, og de kan komme i ulik rekkefølge. Bybee et. al, 2006; Fiskum og Korsager, 2017

Vurdering som en integrert del av undervisningen Undervisning som motiverer og bygger på forkunnskaper Mulighet for selv å undersøke og samle informasjon Å bruke utvidet fagkunnskap i samme eller nye kontekster Fiskum og Korsager, 2013 Å bruke faglige begreper og forklaringer

Frihetsgrader i forsøk • Graden av åpenhet i forsøk blir ofte beskrevet som frihetsgrader. • Antall frihetsgrader avgjøres av hvor mange har valgmuligheter elevene har i de ulike delene av forsøket. • Elevenes valgmuligheter kan variere innen ulike deler av forsøket. Ei vanlig oppdeling av forsøk er: problem/spørsmål, metode og resultat. På neste side er det en oversikt over antall frihetsgrader og hvilke deler av forsøket som er lukkede eller åpne. Gyllenpalm, Wickman og Holmgren, 2010

Frihetsgrader Problem/spørsmål Metode Resultat 0 Lukket 1 Lukket Åpen Lukket 1 Lukket Åpen 2 Lukket Åpen 3 Åpen Gyllenpalm, Wickman og Holmgren, 2010

Typer instruksjon • Tabellen viser at selv om graden av åpenhet varierer i ulike deler av forsøket, kan antall frihetsgrader i to ulike forsøk være det samme. • Instruksjonen til elevene er avgjørende for denne variasjonen. Jobb sammen to og to. På neste side er det korte beskrivelser av ulike typer instruksjoner (A–D). Plasser disse i tabellen med frihetsgrader.

Typer instruksjoner NB: Utfylt tabell på neste side • A: Elevene kan velge ulike metoder for å løse et gitt problem og resultatet er gitt. • B: Elevene stiller selv spørsmål som de ønsker å utforske. De velger selv metoder de vil bruke og de kan oppnå ulike løsninger. • C: Elevene får en instruksjon som de må følge trinnvis for å ledes frem til riktig resultat. • D: Elevene får et spørsmål eller ei problemstilling de skal utforske. De velger metoder selv og de finnes ikke et gitt resultatet. • E: Elevene får både problem og framgangsmåte for å løse problemet, men det finnes flere forskjellige løsninger som ikke er gitt.

Beskrivende tittel på de ulike typer instruksjoner (A–E) Etter Gyllenpalm, Wickman og Holmgren, 2010 Frihets‐ grader Type instruksjon Problem/ spørsmål Metode Resultat 0 Kokebok (C) Lukket 1 Problembasert (A) Lukket Åpen Lukket 1 Lærerstyrt utforskning (E) Lukket Åpen 2 Halvåpent forsøk (D) Lukket Åpen 3 Åpent forsøk (B) Åpen

Didaktisk analyse av forsøkene Ca. 45 minutter

Dere skal bruke tabellen med antall frihetsgrader og 5 E-modellen til analysere forsøkene. • Gå sammen i nye grupper på tre til fem personer. Minst én person fra hver av de opprinnelige gruppene skal være i hver av de nye gruppene. • Hver gruppe skal bruke én tabell og tre 5 E‐plakater.

Vurder antall frihetsgrader (5 minutter) Bruk tabellen om frihetsgrader. 1. Vurder antall frihetsgrader i de ulike delene av hver av de tre instruksjonene gruppene fikk utdelt til forsøket. 2. Gi en tittel på hvilken type instruksjon som ble gitt. Noter både tittel på type instruksjon og antall frihetsgrader på tre ulike 5 E‐plakater under punktet «Tittel» .

Vurder ulike faser av utforskende undervisning (15 minutter) • Vurder i hvilken grad dere opplevde at hvert av de tre forsøkene tilfredsstilte prinsippene om utforskende undervisning. Viktig: Noter stikkord / korte setninger på hver fase på de tre 5 E‐plakatene. Disse skal brukes videre i diskusjon etterpå.

Diskuter i grupper (15 minutter) • Diskuter sammenhengen mellom antall frihetsgrader og prinsippene for utforskende undervisning i 5 E‐modellen. • Hvilken av de tre ulike gjennomføringene av forsøket mener dere tilfredsstiller flest av prinsippene for utforskende undervisning?

Del i plenum (10 minutter) Ta en felles runde i plenum der hver gruppe kortfattet presenterer gruppas diskusjon om: • sammenhengen mellom antall frihetsgrader og prinsippene for utforskende undervisning i 5 E‐modellen • hvilke av de tre forsøkene de mener tilfredsstiller flest av prinsippene for utforskende undervisning Bruk 5 E‐plakatene som støtte for presentasjonen.

Oppsummering 5 minutter

• Som vi så i forrige modul er det ikke likegyldig hvordan man legger til rette for utforskende undervisning. • Åpne forsøk, uten klare mål og med minimal veiledning kan ha dårlig effekt på elevers læringsutbytte. Kirschner et al. , 2006 • Lukkede forsøk med få eller ingen frihetsgrader kan også ha dårlig effekt på elevers læringsutbytte. Abrahams og Millar, 2008

• Type forsøk og antall frihetsgrader bør bestemmes ut ifra formålet: o Lukkede forsøk kan være hensiktsmessige hvis elevene skal lære metoder eller å følge ei oppskrift, men legger ikke til rette for utforsking. o Åpne forsøk kan likeledes være hensiktsmessige hvis elevene skal lære å være kreative og selvstendige, men kan begrense utforsking på grunn av uklare mål. • Didaktiske verktøy som 5 E‐modellen kan være en støtte til planlegge, gjennomføre og evaluere utforskende undervisning for å bli bevisst på hva man vektlegger.

Planlegg egen undervisning Ca. 10 minutter

Planlegg en utforskende aktivitet med elever • Dere kan velge å jobbe individuelt eller flere sammen om å planlegge en utforskende aktivitet med elever. Det kan være forsøk eller annen aktivitet. Aktiviteten skal gjennomføres med elever før neste samling. • Vurder både hvor mange frihetsgrader aktiviteten skal ha og hvilke prinsipper for utforskende undervisning 5 E‐modellen du/dere ønsker å vektlegge. • Bruk 5 E‐plakaten som støttestruktur i planlegginga.

Modul 5 Praksiser i utforskende undervisning i naturfag D – Etterarbeid

Mål Målet med denne modulen er å reflektere over hvordan ulike instruksjoner til forsøk tilrettelegger for utforskende undervisning i naturfag. Gjennom modulen får dere prøve ut et forsøk og analysere dette i lys av prinsipper for utforskende undervisning.

Tidsplan for denne økta Aktivitet Tid Del erfaringer i grupper 30 minutter Oppsummer i plenum 20 minutter Veien videre 10 minutter Totalt 60 minutter

Del erfaringer i grupper (30 minutter) Diskuter i grupper på tre–fire personer de utforskende aktivitetene dere har prøvd ut med elever. Hver deltaker får i underkant av 10 minutter til å dele og få innspill. Fortell kort om aktiviteten med fokus på om • antall frihetsgrader ble som du hadde planlagt • antall frihetsgrader var hensiktsmessig Oppsummer i gruppa når det kan være hensiktsmessig med få eller mange frihetsgrader.

Oppsummer i plenum (20 minutter) Hver gruppe oppsummerer erfaringsdelinga i plenum. Bruk gjerne 5 E‐plakaten som støtte.

Veien videre (10 minutter) Dere er nå ferdig med introduksjonen til utforskende undervisning i naturfag. Videre i dette teamet finnes det ulike pakker som går i dybden på prinsippene for utforskende undervisning.

Kilder Abrahams, I. og Millar, R. (2008). Does practical work really work? A study of the effectiveness of practical work as a teaching and learning method in school science. International Journal of Science Education, 30(14), 1945‐ 1969. Bybee, R. W. , Taylor, J. A. , Gardner, A. , Van Scotter, P. , Powell, J. C. , Westbrook, A. og Landes, N. (2006). The BSCS 5 E instructional model: Origins and effectiveness. Colorado Springs, Co: BSCS, 5, 88‐ 98. Fiskum, K. og Korsager, M. (2017). 5 E‐modellen i utforskende undervisning. Hentet fra https: //www. naturfag. no/artikkel/vis. html? tid=2049135 Gyllenpalm, J. , Wickman, P. O. og Holmgren, S. O. (2010). Teachers' Language on Scientific Inquiry: Methods of teaching or methods of inquiry? . International Journal of Science Education, 32(9), 1151‐ 1172. Minner, D. D. , Levy, A. J. og Century, J. (2010). Inquiry‐based science instruction — what is it and does it matter? Results from a research synthesis years 1984 to 2002. Journal of research in science teaching, 47(4), 474‐ 496. National Research Council. (2000). Inquiry and the national science education standards: A guide for teaching and learning. National Academies Press. Ødegaard, M. , Haug, B. , Mork, S. og Sørvik, G. (2016). På forskerføtter i naturfag. Oslo: Universitetsforlaget.