Elever i møte med problemløsning og naturfaglige forklaringer i naturfag i ungdomsskolen

Abstract

Temaet for denne masteroppgave er problemløsning og naturfaglige forklaringer. Disse to kompetanseområdene blir aktualisert gjennom det nye Kunnskapsløftet (Kunnskapsdepartementet, 2017), og innebærer kunnskaper og ferdigheter som blir ansett som viktige for fremtiden. Samfunnsutvikling, klimaendringer og pandemier bidrar til utfordringer, som stiller krav til høyere kompetanse og utvikling i skolen. Den nye læreplanen er på god vei inn i skolen, men hvordan ser det ut foreløpig? Dette har jeg forsøkt å finne ut gjennom denne studien. Studien har hatt fokus på å undersøke noen utvalgte elevers kompetanse i de to nevnte temane. Fire 8.trinnselever med forskjellig faglig nivå ønsket å stille opp som deltakere i undersøkelsen. Metoden som ble brukt var intervju og observasjon. Dette ble gjort slik at elevene hver for seg gjennomførte et oppgavesett fra PISA og et intervju i tilknytning til oppgaveløsningen og de to temaene som oppgaven handler om. Resultatene fra både intervjuet og oppgaveløsningen ble deretter analysert og tolket i lys av teoretiske perspektiver og analytiske rammeverk. Teoriområdet er basert på rammeverk for problemløsningsstrategier (Persson, 2014; Pólya, 1990; Syahrole et al., 2016), og naturfaglige forklaringer (McNeill et al., 2006; McNeill & Martin, 2011; Toulmin, 2003). Naturfaglige forklaringer er bygget opp av tre komponenter: påstand, evidens og resonnement. Studier viser at elever har utfordringer med forståelsen av hver enkelt komponent og hvordan de virker sammen (Jiménez-Aleixandre et al., 2000; Klahr & Dunbar, 1988; McNeill et al., 2006). Det finnes flere strategier og fremgangsmåter i møte med komplekse oppgaver, men det er noen som er mer effektive enn andre. Disse strategiene er prosesser som krever kognitive evner, og må læres gjennom repetisjon og erfaring (Persson, 2014). Resultatene av denne undersøkelsen viser at elevene har utfordring med å formulere forklaringer basert på evidens, og velge ut datasett som støtte til ulike påstander. Det elevene har mindre utfordring med er å generere data ved å manipulerere variabler og kjøre simuleringer. Noen av elevene har likevel utfordring når datasettene blir større, og det kreves tolkning for å finne svaret. De fleste elevene gjennomfører oppgaveenheten med en logisk og lineær progresjon, og hopper over oppgaver som blir for vanskelige. Det er kun en elev som gjennomfører oppgaven med antydninger til andre strategier. Denne eleven gjør minst feil av de fire elevene.

The theme of this master's thesis is problem solving and scientific explanations. These two areas of expertise are brought to the fore through the new Knowledge Promotion (Ministry of Education, 2017), and involve knowledge and skills that are considered important for the future. Social development, climate change and pandemics contribute to challenges, which place demands on higher competence and development in schools. The new curriculum is well on its way into school, but what does it look like so far? Through this study I am seeking the answer. The study has focused on examining the competence of some selected students in the two mentioned topics. Four 8th grade students with different academic levels wanted to take place as participants in the study. The method used was interview and observation. This was done so that the students individually completed an assignment set from PISA and an interview in connection with the assignment solution and the two topics that the assignment is about. The results from both the interview and the task solution were then analyzed and interpreted in the light of theoretical perspectives and analytical frameworks. The field of theory is based on frameworks for problem-solving strategies (Persson, 2014; Pólya, 1990; Syahrole et al., 2016), and scientific explanations (McNeill et al., 2006; McNeill & Martin, 2011; Toulmin, 2003). Scientific explanations are made up of three components: assertion, evidence, and reasoning. Studies show that students have challenges with understanding each component and how they interact (Jiménez-Aleixandre et al., 2000; Klahr & Dunbar, 1988; McNeill et al., 2006). There are several strategies and approaches to dealing with complex tasks, but there are some that are more effective than others. These strategies are processes that require cognitive abilities and must be learned through repetition and experience (Persson, 2014). The results of this study show that students have a challenge in formulating explanations based on evidence and selecting data to support different statements. What the students have less of a challenge with is generating data by manipulating variables and running simulations. Some of the students still have a challenge when the datasets get bigger, and interpretation is required to find the answer. Most students complete the task unit with a logical and linear progression and skip tasks that become too difficult. Only one student completes the task with hints of other strategies. This student makes the least mistake of the four students.