Begreppsförvirring i NV kräver speciella grepp

Varför tycker elever ibland att naturvetenskap är svårt att lära sig? En anledning är att eleverna har med sig intuitiva uppfattningar om hur världen fungerar när de kommer till klassrummet. Denna förståelse stämmer inte alltid med naturvetenskapens begrepp, men är ofta väl förankrad hos eleven.

Den här artikeln presenterar resultat av forskning. Texten är framtagen vid ett universitet eller högskola på uppdrag av Skolverket. Refererade forskare svarar självständigt för innehållet.
Läs om hur vi sammanställer och sprider kunskap om resultat av forskning

Det kan göra det svårt för eleverna att ändra sina begrepp. Alternativa sätt att förstå begrepp kräver speciellt utformad undervisning för att undvika missuppfattningar.

Forskning kring begreppssvårigheter är ett av de största forskningsområdena inom NV-didaktik. Den tog fart på sent 70-tal och tidigt 80-tal, men har en historia som sträcker sig sextio år tillbaka i tiden. Från början såg forskarna på lärande som ett aktivt utvecklande av kognitiva strukturer hos den lärande i samspel med nya erfarenheter, i enlighet med konstruktivismen. Senare utveckling av området har även tagit med perspektiv från andra skolbildningar, som till exempel att ta hänsyn till sociala aspekter av lärande och motivationens betydelse.

Insikten att elever genom tidigare erfarenheter redan har byggt upp en egen förståelse kring många vetenskapliga fenomen och begrepp gjorde att forskningen tidigt inriktade sig på att kartlägga denna förförståelse. Detta gäller inte minst möjliga skillnader mellan denna förståelse och vetenskapligt accepterade förklaringar. Förståelse av begrepp som avviker från den vetenskapliga uppfattningen benämns i litteraturen ofta som naiva uppfattningar, missuppfattningar eller alternativa uppfattningar.


Begreppsförståelse kollas genom speciella tester

Alternativ begreppsförståelse är ofta starkt beroende av sitt sammanhang och definieras enligt det ämnesspecifika område det gäller. Ett exempel är föreställningen att växter får i sig ”mat” via rötterna. En del svårigheter kan vara av mer generell karaktär och handla om sätt att resonera, som till exempel att vända på orsakssamband så att orsak och verkan blandas ihop.

Ett sätt för lärare att få en bild av eventuella alternativa uppfattningar i en grupp är att använda speciellt konstruerade diagnostiska test. Treagust presenterade 1988 en av de mest använda metoderna för att konstruera sådana tester.
  Först behöver själva ämnesinnehållet klargöras genom att det formuleras som ett antal påståenden. Testet skapas genom att sätta ihop ett antal tvådelade flervalsfrågor. Eleverna svarar på varje fråga genom att först välja vilket av två eller tre alternativ som är det korrekta. I nästa steg väljer de en av fyra olika motiveringar till varför de anser att det tidigare valda alternativet är det korrekta. Bland motiveringarna inkluderas alternativa uppfattningar baserat på forskningsresultat och annan empiri. Genom testet kan en lärare få en uppfattning om vilka sådana missuppfattningar som förekommer i en klass. Det kan sedan användas för att anpassa den framtida undervisningen. 

Motståndskraftiga mot undervisning

Ett område som är intimt förknippat med forskning kring begreppssvårigheter handlar om begreppslig förändring (conceptual change). Enligt konstruktivismen är lärarens uppgift att hjälpa eleven att aktivt bygga ut och förändra sin begreppsliga förståelse i riktning mot en som stämmer bättre överens med vetenskapligt accepterade uppfattningar. Förutom forskning kring svårigheter syftar därför mycket av forskningen på området till att utveckla och testa strategier för att understödja begreppslig förändring. Det har dock visat sig att de kognitiva strukturer som utgör elevers naiva begreppsliga förståelse är mycket motståndskraftiga mot undervisning som syftar till att förändra den.

Inspirerade av vetenskapsteorins modeller av hur förändringar av teorier inom vetenskapen går till presenterade Posner och medarbetare 1982 en modell för hur det går till att förändra begrepp. Fyra villkor måste vara uppfyllda för att ett nytt sätt att förstå ett begrepp ska ersätta den existerande förståelsen.

  Det nya begreppet måste vara begripligt

För det första måste det finnas något som gör att eleven är otillfredsställd med sin förståelse (dissatisfaction). Eleven behöver själv inse att det finns avvikelser och märkliga samband som inte går att förklara med de existerande begreppen. Samtidigt måste det nya begreppet vara begripligt, eftersom eleven annars inte kan undersöka det och prova dess möjligheter att förklara (intelligibility). Här kan liknelser och metaforer användas för att underlätta.

En tredje förutsättning är att det nya begreppet även framstår som rimligt (plausibility). Detta beror till stor del på hur väl det stämmer med andra föreställningar som eleven har. Slutligen menar författarna att det nya begreppet även måste kunna leda vidare, så att eleven upplever att det ökar hans eller hennes förståelse av världen (fruitfulness).

Posners modell förklarar varför alternativa uppfattningar är så svåra att förändra. Om en elev stöter på en avvikelse eller motsägelse skulle det kunna leda fram till en genomgående begreppslig förändring. Men det finns också flera andra sätt för eleven att hantera avvikelsen som inte leder till begreppslig förändring. Elevens nuvarande begrepp och kognitiva strukturer inverkar på hur eleven reagerar på motsägelsen. Olika begrepp har olika kognitiv status hos eleven, vilket gör dem olika svåra att förändra. Nivån på statusen är i sin tur i kontinuerlig förändring. Detta innebär att begreppslig förändring inte nödvändigtvis är en plötslig omvändelse. Det kan också vara en långsiktig process, där statusen för ett vetenskapligt begrepp sakta höjs ända tills det slutligen får en högre status än en alternativ uppfattning.

Text: Gunnar Höst och Konrad Schönborn

Bakgrundslitteratur

Driver (1989) Students’ conceptions and the learning of science. International Journal of Science Education, 11, 481-490.

Treagust, D. F. (1988) Development and use of diagnostic tests to evaluate students’ misconceptions in science. International Journal of Science Education, 10(2), 159-169.

Posner, G. J., Strike, K. A., Hewson, P. W.  & Gertzog, W. A. (1982) Accommodation of a scientific conception: toward a theory of conceptual change. Science Education, 66(2), 211-227.                                                                        

Duit, R. & Treagust, D. F. (2003) Conceptual change: a powerful framework for improving science teaching and learning. International Journal of Science Education, 25(6), 671-688.                 

Se även:

Alternativ begreppsförståelse inte alltid ett hinder

Analogier fördjupar elevers begreppsförståelse

                                                       

Senast uppdaterad 19 mars 2019