Vad är egentligen vetenskap?

De flesta är överens om vikten av att elever utvecklar förmågan att förstå och kritiskt förhålla sig till naturvetenskaplig kunskap. Men vad är egentligen vetenskap, och vad kännetecknar naturvetenskaplig kunskap? I den NV-didaktiska forskningen används termen Nature of Science, NOS, för att beteckna karaktärsdragen hos naturvetenskaplig kunskap och dess uppkomst.

Det finns inget entydigt svar på frågan om vad som kännetecknar naturvetenskap och naturvetenskaplig kunskap, men det finns ett antal särdrag som de flesta ändå är överens om. Enligt Lederman [1] är den naturvetenskapliga kunskapen föränderlig, empiriskt baserad, teoriberoende, delvis en produkt av mänsklig härledning, fantasi och kreativitet, samt invävd i ett socialt och kulturellt sammanhang.

Ytterligare viktiga faktorer i förståelsen av NOS är att känna till skillnaden mellan observationer och härledningar, att det inte finns någon receptliknande vetenskaplig metod för att uppnå kunskap, och de skiljda funktionerna hos vetenskapliga teorier respektive lagar.

Kunskap om NOS viktigt

Kunskap om NOS anses viktigt för att underlätta förståelsen av och öka intresset för naturvetenskap, samt förbereda eleverna inför svåra överväganden kring samhälleliga utmaningar som till exempel miljöförstörelse och genteknik. En annan anledning är att kunskap om NOS kan vara viktigt för att elever överhuvud taget ska acceptera naturvetenskapliga förklaringar.

En studie från USA, av Lombrozo och medarbetare [2], visar till exempel att universitetsstudenter som har en god förståelse av NOS också accepterar evolutionsteorin i högre utsträckning. Resultaten förklaras med att studenter som förstår NOS är mindre mottagliga för evolutionsskeptiska budskap. I sådana sammanhang påpekas till exempel ofta att evolutionsteorin "bara är en teori". Med en god förståelse för teoriers ställning inom naturvetenskap kanske sådana budskap blir mindre övertygande, menar författarna. I studien användes en enkät där deltagarna fick ange i vilken utsträckning de höll med om ett antal påståenden, som handlade dels om NOS, och dels om attityder till naturvetenskap, evolutionsteori och religion.

Olika sätt att mäta kunskap om NOS

Det finns ett antal olika instrument som utvecklats för att mäta kunskap om NOS. En svårighet som måste hanteras gäller hur man ska kunna veta att en person tolkar frågorna i testet på ett sådant sätt att instrumentet verkligen mäter NOS. För att uppnå detta kombinerar en del forskare öppna skriftliga frågor med intervjuer.

Lederman och medarbetare beskriver utvecklingen av ett sådant instrument [1] som ofta förekommer i litteraturen. Instrumentet innehåller tio frågor, som besvaras skriftligt. Beroende på hur en person svarat ställs sedan uppföljande frågor i en intervju. Ett exempel på en fråga är: "Kräver utvecklingen av vetenskaplig kunskap att experiment utförs? Motivera och ge exempel." Om personen anser att experiment krävs, så ställs uppföljande frågor under intervjun kring hur personen ser på icke-experimentella vetenskaper som astronomi eller anatomi.

Undervisning för ökad NOS-förståelse

Ett annat område där forskning bedrivs är design av undervisning för att gynna elevers utveckling av NOS-förståelse. Sådana insatser har ofta baserats på undersökande verksamheter, och tanken är att elever lär sig om NOS genom att själva arbeta på ett sätt som till viss del liknar vetenskaplig forskning. Senare forskning har dock fokuserat på explicit undervisning om NOS, eftersom det visat sig att elever inte automatiskt tar till sig sådan kunskap. I många fall använder sig forskare av vetenskapshistoria som en kontext för denna undervisning.

Ett exempel på en sådan studie har presenterats av Kim och Irving [3], som undersökte gymnasieelevers utveckling av både kunskap om NOS och ämneskunskap inom genetik. Hälften av eleverna deltog i moment där genetik diskuterades utifrån vetenskapens historiska utveckling, från antika tankar om ärftlighet till skapandet av det moderna genbegreppet. I uppgifterna ingick att reflektera över NOS-relaterade frågor som till exempel förhållandet mellan hypoteser och experiment. Den andra hälften av deltagarna undervisades i genetik utan någon koppling till områdets historia.

Resultaten visade att båda grupperna lärde sig om genetik, men det var bara gruppen som gått den vetenskapshistoriskt baserade kursen som förbättrade sin förståelse för NOS. Enligt författarna visar detta att integrering av ett historiskt perspektiv ger fördelar när det gäller utveckling av NOS-förståelse, samtidigt som det inte innebär någon nackdel för elevernas lärande inom själva ämnet.

Lärares NOS-förståelse viktig

För att elever ska ha möjlighet att utveckla förståelse för NOS krävs att deras lärare har en god sådan förståelse. Det är dock inte säkert att det är tillräckligt, eftersom lärares klassrumsbeteende inte alltid avspeglar deras förståelse för NOS.

Ett exempel på detta har presenterats av Mellado och medarbetare [4], i en fallstudie av en blivande biologilärare som intervjuades och observerades i klassrummet under en lektion. Det visade sig att läraren hade en god förståelse för NOS, men på lektionen framställde han en stängd bild av vetenskap, där materialet presenterades som en samling färdiga sanningar.

Författarna menar att detta delvis berodde på att läraren upplevde tidsbrist och fokuserade på att hinna ta upp allt material på lektionerna. De poängterar slutligen vikten av att blivande lärare ges möjlighet att reflektera över dels sina föreställningar om vetenskap, och dels vilken bild de förmedlar i sin klassrumspraktik.

Mer nyanserad förståelse

Litteraturen är även rik på studier där insatser för att öka lärares förståelse av NOS har presenterats och utvärderats. Niaz rapporterar resultat från en sådan studie [5], där kemilärare fick gå en fortbildningskurs som fokuserade på diskussion av kontroverser i kemins historia.

Det var framförallt tre aspekter av NOS som undersöktes, nämligen problematiken kring "den vetenskapliga metoden", synen på naturvetenskap som rent objektiv, samt den empiriska basen för kemi. Resultaten, som baseras på analys av skriftliga svar på uppgifter och observationer under bland annat gruppdiskussioner, visar att lärarna utvecklade en mer nyanserad förståelse av NOS under kursens gång. Många lärare i studien påpekade att läroböcker ofta presenterar kemin som en illustration av en förenklad vetenskaplig metod, och föreslog att läromedlen skulle kunna förbättras genom att inkludera bland annat vetenskapshistoria.

Referenser

[1] Lederman, N. G., Abd-El-Khalick, F., Bell, R. L. & Schwartz, R. S. (2002). Views of nature of science questionnaire: Toward valid and meaningful assessment of learners’ conceptions of nature of science. Journal of Research in Science Teaching, 39(6), 497-521.

Läs abstract

[2] Lombrozo, T., Thanukos, A. & Weisberg, M. (2008). The importance of understanding the nature of science for accepting evolution. Evolution: Education and Outreach, 1(3), 290-298.

Ladda ned artikeln gratis

[3] Kim, S. Y. & Irving, K. E. (2010). History of science as an instructional context: Student learning in genetics and nature of science. Science & Education. 19(2), 187-215.

Läs abstract

[4] Mellado, V., Bermejo, M. L., lorenzo j. Blanco, L. J. & Ruiz, C. (2007).
The classroom practice of a prospective secondary biology teacher and his conceptions of the nature of science and of teaching and learning science. International Journal of Science and Mathematics Education. 6(1), 37-62.

Ladda ned artikeln gratis

[5] Niaz, M. (2009). Progressive transitions in chemistry teachers’ understanding of nature of science based on historical controversies. Science & Education. 18(1), 43-65.

Läs abstract

Senast granskad: 2016-02-07