Utforskende arbeidsmåter i naturfag i grunnskolelærerutdanningen

Sammendrag

Utforskende arbeidsmåter (UA) har fått økt oppmerksomhet i skolens naturfag (Kunnskapsdepartementet, 2019), og derfor bør naturfaglærerutdanningen gi lærerstudenter erfaringer med og innsikt i hvordan UA kan tas i bruk med egne elever. Målet med avhandlingen er å undersøke hvordan UA blir brukt innen naturfag i grunnskolelærerutdanningen og å videreutvikle bruken av denne undervisningstilnærmingen. Avhandlingen søker å besvare problemstillingen: Hvordan kan man forberede grunnskolelærerstudenter på å bruke UA til å støtte elevers læring i naturfag? Avhandlingens teoretiske rammeverk er basert på den dobbeltdidaktiske dimensjonen (Ellebæk et al., 2022; Nielsen, 2023) og begrepet kunnskapsområder (knowledge domains). Rammeverket om kunnskapsområdene omfatter det epistemiske, det konseptuelle, det sosiale og det prosedurale kunnskapsområdet (Duschl, 2008; Furtak et al., 2012), samt det pedagogiske (Crawford & Capps, 2018) og det affektive (Jones & Leagon, 2014), ettersom fokuset her i avhandlingen er koblet til lærerutdanningen. Avhandlingen består av fire artikler. Artikkel 1 er en systematisk litteraturgjennomgang, der 142 studier ble undersøkt om hvordan UA i naturfag i grunnskolelærerutdanningen blir brukt, og hvilke resultater man oppnår gjennom slik arbeidsmåte. Resultatene viser at UA implementeres både gjennom utforskende læring (inquiry-based learning) og utforskende undervisning (inquiry-based teaching). Få studier belyste overgangen mellom disse. I tillegg ble UA benyttet hovedsakelig innenfor det konseptuelle, det prosedurale, det pedagogiske og det affektive kunnskapsområdet; det var færre studier som fokuserte på det epistemiske og det sosiale området. Resultatet fremhever fordeler og utfordringer ved å inkludere UA i naturfag i grunnskolelærerutdanningen. Det blir diskutert fruktbare måter å implementere UA på i naturfag i grunnskolelærerutdanningen, og det blir foreslått områder for fremtidig forskning. I artikkel 2 ble det undersøkt hvordan norske grunnskolelærerutdannere reflekterte over UA i naturfag i grunnskolelærerutdanningen. Gjennom syv fokusgruppeintervjuer kom det fram at UA brukes på forskjellige måter og i forskjellig omfang. Lærerutdannere prioriterte å gi lærerstudenter en teoretisk innføring av UA og å modellere UA gjennom enkeltstående eksempler. UA der studenter var i lærerrollen, og refleksjon over UA, ble mindre prioritert. Basert på funnene blir det gitt anbefalinger om hvordan UA kan implementeres i naturfag i grunnskolelærerutdanningen. I artikkel 3 ble det identifisert hvilke kjennetegn på UA i naturfag lærerstudenter vektla i refleksjonsnotater ved begynnelsen og slutten av et naturfagemne i lærerutdanningen. Studentenes beskrivelser ble kategorisert i Lærerens rolle, Elevenes rolle og Målet med UA. I Lærerens rolle ble læreren først beskrevet som en tilrettelegger for praktiske aktiviteter, og ved endt emne beskrevet mer som en veileder i utforskende aktiviteter. I Elevens rolle ble elevene først beskrevet som aktive deltagere der de tar i bruk en «prøve-og-feile»-metode, mens ved endt emne var elever fremdeles aktive, men nå i en forskerrolle. I Målet med UA beskrev lærerstudentene først at UA dreide seg om tilegnelse av fagkunnskap, mens ved endt emne beskrev de at UA handlet om naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter. Beskrivelsene blir drøftet opp mot sentrale ideer for UA og det epistemiske, det konseptuelle, det sosiale og det prosedurale kunnskapsområdet. I artikkel 4 ble det utviklet et undervisningsopplegg som ga lærerstudenter erfaringer med didaktiske modeller og støttestrukturer i utforskende undervisning. Undervisningsopplegget baserer seg på Argument-Driven Inquiry (ADI), og studentene skulle undersøke et ukjent innhold i en bøtte og lage og bearbeide naturvitenskapelige argumenter om bøttas innhold. Studien undersøkte også hvordan undervisningsopplegget la til rette for studentenes naturvitenskapelige argumentasjon. Analysen av studentenes argumentasjon viser at gruppene var ulike når det gjaldt om de argumenterte for innholdet i bøtta som helhet eller som bestanddeler – og dette påvirket diskusjonene deres. En helhetlig tilnærming til bøttas innhold økte lærerstudentenes mulighet for systemtenkning og læring på et høyere nivå. På bakgrunn av analysen blir det presentert et revidert undervisningsopplegg med støttestrukturer. Avhandlingen bidrar til forskningsfeltet og naturfaglærerutdanningen, både gjennom en omfangsrik litteraturgjennomgang i artikkel 1 på bruk av UA i lærerutdanninger og gjennom utvikling, på grunnlag av litteraturgjennomgangen, av et todimensjonalt rammeverk. Rammeverket har teoretiske og metodologiske bidrag som åpner for nye perspektiver i analysen. Avhandlingen gir også empiriske bidrag i artikkel 2 og 3, som belyser hvordan UA i naturfag blir implementert og oppfattet i norsk grunnskolelærerutdanning, samt gjennom utvikling av undervisningsopplegget i artikkel 4. Avhandlingen kan inngå i et kunnskapsgrunnlag for videre forskning på hvordan grunnskolelærerstudenter kan bli bedre på å bruke UA til støtte for elevers læring. Resultatene kan også ha innflytelse på videreutvikling av etter- og videreutdanningskurs for naturfaglærere. Selv om de empiriske studiene er fra en norsk kontekst, bidrar avhandlingen til den generelle kunnskapen i det internasjonale forskningsmiljøet om hvordan UA implementeres i lærerutdanninger i ulike land, og de kan dermed påvirke internasjonal praksis for forberedelse av grunnskolelærerstudenter på å bruke UA i naturfag.