Læreverkenes rolle i naturfagets utforskende prosesser

Abstract

Hensikten med denne studien er å undersøke i hvilken grad lærebøker i naturfag legger opp til at det kan jobbes utforskende gjennom oppgavene og aktivitetene som inkluderes i lærebøkene. For å kunne besvare problemstillingen, har jeg utarbeidet tre forskningsspørsmål:

1) Hvilke typer oppgaver presenteres i læreverkene Naturfag, Element og Solaris 8-10? 2) Hvilken frihetsgrad har aktivitetene i læreverkene Naturfag, Element og Solaris 8-10? 3) Hvilke naturvitenskapelige praksiser inviteres elevene til å arbeide med i aktiviteter som har 0 i frihetsgrad i læreverkene Naturfag, Element og Solaris 8-10?

Datamaterialet er hentet fra ni lærebøker i naturfag på ungdomstrinn: Cappelen Damms Naturfag 8-10, Gyldendals Element 8-10 og Aschehougs Solaris 8-10. Det er utelukkende oppgaver og aktiviteter fra de definerte oppgave- og aktivitetssidene som er analysert. Studien kan beskrives som en kvalitativ, teoridrevet innholdsanalyse. Ved å bruke allerede utviklede rammeverk for å analysere oppgaver og aktiviteter, betyr det at jeg brukte det som Fauskanger og Mosvold (2005) omtaler som en teoridrevet innholdsanalyse. Det å teste eksisterende forskning i en ny kontekst, kan beskrives som en deduktiv tilnærming. For å kunne besvare hvert av forskningsspørsmålene mine, har jeg tatt utgangspunkt i tre rammeverk. For oppgaveanalysen bruke jeg et rammeverk utviklet av Andersson-Bakken et al. (2020) (forskningsspørsmål 1). For å analysere aktivitetene valgte jeg å bruke Gyllenpalm et al. (2010) sine frihetsgrader (forskningsspørsmål 2). For å se nærmere på aktiviteter med lav frihetsgrad, undersøkte jeg hvilke av Haug et al. (2021) sine naturvitenskapelige praksiser elevene møter (forskningsspørsmål 3).

Resultatene fra analysen viser at lærebøkene i liten grad legger opp til utforskende arbeid. Analysen av 2948 oppgaver fra de ni lærebøkene viser at 73,4% består av lukkede oppgaver – oppgaver hvor man skal finne et bestemt svar. Slike oppgaver initierer få utforskende prosesser, og fremstiller naturfag som et fag hvor elevene hovedsakelig er ment å tilegne seg allerede etablert kunnskap, ofte ved å reprodusere det som står i bøkene. Sett opp mot den nye læreplanen (LK20) sitt økte fokus på utforskning, viser resultatene at oppgavene i lærebøkene for ungdomstrinn ikke samsvarer med innholdet i læreplanen. De analyserte aktivitetene har en lav, eller ingen, frihetsgrad. Resultatene fra aktivitetsanalysen viser at så mye som 90,3% av aktiviteter går under kategoriene kokebok-forsøk eller under annet. Dette er kategorier hvor elever enten skal følge en gitt fremgangsmåte for å komme frem til et gitt svar, eller der de skal gjennomføre en aktivitet som ikke kan gis en frihetsgrad. Slike aktiviteter initierer få naturvitenskapelige praksiser, og gjør at elevene ikke får opplevd naturfaget som utforskende. I undersøkelsen av de naturvitenskapelige praksisene i aktiviteter med frihetsgrad som har 0, viste det seg at det forekommer svært få ulike praksiser. Ettersom lærebøkene i liten grad legger opp til utforskende arbeid, blir lærerens rolle viktig. Læreren må selv redesigne lukkede oppgaver og lærerstyrte aktiviteter til mer åpne, eller lage slike selv. Læreren får lite hjelp av lærebøkene, og må altså ha gode kunnskaper selv om utforskende tilnærminger for å legge opp til dette i undervisningen.

The purpose of this study is to examine to what extent science textbooks promote inquiry-based learning through the tasks and activities included in the textbooks. To address this, three research questions have been formulated:

1) What types of tasks are presented in the science textbooks Naturfag, Element, and Solaris 8-10? 2) What degree of freedom does the activities in the textbooks Naturfag, Element, and Solaris 8-10 provide? 3) Which scientific practices are students invited to engage in through activities with a degree of freedom score of 0 in the textbooks Naturfag, Element, and Solaris 8-10?

The data for this study were collected from nine science textbooks for lower secondary school: Cappelen Damm's Naturfag 8-10, Gyldendal's Element 8-10, and Aschehoug's Solaris 8-10. Only tasks and activities from the designated task and activity pages were analyzed. The study can be described as a qualitative, theory-driven content analysis. By utilizing pre-existing frameworks for task and activity analysis, I employed what Fauskanger and Mosvold (2014) refer to as a theory-driven content analysis. Testing existing research in a new context can be described as a deductive approach. To answer each of my research questions, I utilized three frameworks. For task analysis, the framework developed by Andersson-Bakken et al. (2020) was used (research question 1). To analyze the activities, I chose to use the degrees of freedom framework by Gyllenpalm et al. (2010) (research question 2). To examine activities with low degrees of freedom, I explored the scientific practices encountered by students, as proposed by Haug et al. (2021) (research question 3).

The results of the analysis indicate that the textbooks provide limited opportunities for inquiry-based work. The analysis of 2948 tasks from the nine textbooks revealed that 73.4% consisted of closed tasks - tasks requiring a specific answer. Such tasks initiate few exploratory processes and portray science as a subject where students are primarily expected to acquire pre-established knowledge, often by reproducing what is stated in the books. In light of the new curriculum (LK20) with an increased emphasis on inquiry, the results demonstrate a mismatch between the tasks in the textbooks for lower secondary education and the content of the curriculum. The analyzed activities have low or no degrees of freedom. The results of the activity analysis show that as much as 90.3% of the activities fall under the categories of cookbook experiments or others. These categories either require students to follow a given procedure to arrive at a predetermined answer or involve activities that cannot be assigned degrees of freedom. Such activities stimulate limited scientific practices, preventing students from experiencing science as an exploratory subject. In the examination of scientific practices in activities with a degree of freedom set to 0, only a few different practices were identified. Given that the textbooks provide limited opportunities for inquiry-based work, the role of the teacher becomes crucial. Teachers must themselves redesign closed tasks and teacher-directed activities to be more open or create such tasks themselves. The textbooks offer little assistance to teachers, who must possess a strong understanding of inquiry-based approaches to incorporate them effectively into their instruction.