Elevers helhetlige systemforståelse av drivhuseffekten og karbonets kretsløp

Abstract

Temaet for denne masteroppgaven er systemforståelse. UNESCO (2017) peker på systemforståelse som en nøkkelkompetanse, som vil bli viktig for fremtidens samfunnsborgere. I denne studien er det blitt undersøkt elevenes helhetlige systemforståelse av de to komplekse systemene, karbonets kretsløp og drivhuseffekten. Det ble gjennomført en intervensjon, hvor det ble benyttet en rekke ulike representasjoner, for å se hvordan elevenes systemforståelse utviklet seg. I forkant og etterkant av intervensjonen utarbeidet informantene egne illustrasjoner om karbonets kretsløp og drivhuseffekten. Det ble også gjennomført intervjuer av noen av elevene i etterkant av intervensjonen. Gjennom en abduktiv tematisk analyse til elevtegningene, og en deduktiv tematisk analyse til intervjuene, ble det kartlagt hvordan elevene viste en helhetlig systemforståelse, gjennom både intervju og tegninger. Funnene i denne studien peker på at noen av elevene gjennom intervensjonen utviklet systemforståelse til et høyere nivå, men de fleste ble plassert på de lavere nivåene både før og etter intervensjonen. De fleste elevene tegnet relevante komponenter og prosesser til begge systemene, flere av elevene illustrerte også piler for å vise sammenhengen mellom komponenter og prosesser. I intervjuene viste elevene systemforståelse på et middels til høyt nivå, men alle elevene viste utfordringer med å generalisere. Basert på tegninger og intervju, viste elevene systemforståelse til et middels til høyt nivå. Implikasjoner for lærere er å inkludere ulike representasjoner, og la elevene utvikle egne representasjoner rundt komplekse systemer. For videre forskning blir det blant annet foreslått at man kan undersøke hvordan man kan støtte elevene til å generalisere sin kunnskap om komplekse systemer.

The theme of this master's thesis is system understanding. UNESCO (2017) identifies system understanding as a key competence that will be important for future citizens. This study examines students' holistic system understanding of two complex systems, the carbon cycle, and the greenhouse effect. An intervention was conducted, utilizing various representations to observe how students' system understanding developed. Prior to and following the intervention, participants created their own illustrations of the carbon cycle and greenhouse effect. Additionally, interviews were conducted with some of the students after the intervention. Through an abductive thematic analysis of the drawings and a deductive thematic analysis of the interviews, it was determined how students demonstrated holistic system understanding through both interviews and drawings. The findings of this study indicate that some students developed a higher level of systems understanding through the intervention, but most were placed at the lower levels both before and after the intervention. Most students illustrated relevant components and processes for both systems, with several also illustrating arrows to show connections between components and processes. In the interviews, students demonstrated system understanding at a moderate to high level, but all students faced challenges in generalizing. Based on drawings and interviews, students demonstrated system understanding at a moderate to high level. Implications for teachers include incorporating various representations and allowing students to develop their own representations around complex systems. For further research, it is suggested to explore ways to support students in generalizing their knowledge of complex systems.