Sæt metoderne på skemaet! - MetodeLab

Kapitel 1
Sæt metoderne på skemaet!
Sara Tougaard og Lene Hybel Kofod
Skolefaget natur/teknik er på en og samme tid et meget lille fag og et meget
stort fag. Det er lille i den forstand, at timetallet i lange perioder kan begrænse
sig til en enkelt lektion om ugen. På den anden side er faget stort, når
omfanget at trinmål og slutmål studeres. Desuden har natur/teknik sin egen
fagidentitet samtidig med, at det retter sig imod overbygningens naturfag:
Biologi, geografi og fysik/kemi.
Fælles Mål for natur/teknik indeholder fire centrale kundskabs- og færdighedsområder:
Arbejdsmåder og tankegange, Den nære omverden, Den fjerne
omverden samt Menneskets samspil med naturen. Vi tillader os at bryde
med den normale rækkefølge for de fire områder, fordi vi giver området
Arbejdsmåder og tankegange tiltrængt opmærksomhed i denne antologi.
Med Sæt metoderne på skemaet! opfordrer vi helt konkret natur/teknik-lærerne
til at opstille metode-læringsmål for eleverne af og til. For det er lige så
væsentligt, at eleverne kan gøre rede for, hvad en variabel eller en hypotese
er, som at de kan gøre rede for, hvad et pattedyr eller et kompas er. Med
andre ord peger vi på, at Arbejdsmåder og tankegange er et selvstændigt
indholdsområde i faget samtidig med, at det angiver, hvordan der skal arbejdes
med de øvrige indholdsområder.
Mange naturfagsdidaktikere peger på vigtigheden af, at eleverne træner forskellige
undersøgelsesmetoder. En beherskelse af undersøgelsesmetoderne
i natur/teknik giver kontinuitet og sammenhæng i undervisningen. Gennem
Sæt metoderne på skemaet! 1

evidst arbejde med metoderne erfarer eleverne, at de måder, man kan skaffe
sig viden på i faget, går igen uanset hvilket kundskabsområde, der arbejdes
med. Samtidig sikres en progression i forhold til naturfagene i overbygningen,
da Arbejdsmåder og tankegange går igen i alle naturfag.
Naturfag i skolen
Naturfag i skolen, og dermed også natur/teknik, er almendannende fag. Når
natur/teknik beskrives som et almendannende fag, gøres det med henvisning
til fire forskellige argumenter:
Man skal have naturfag
i skolen, fordi…
… samfundet og industrien har brug for at unge
mennesker tager en naturvidenskabelig uddannelse.
… det er nyttigt, at man kan finde ud af praktiske
gøremål i hverdagen, som eksempelvis at kunne
samle en stikdåse eller læse en varedeklaration.
… man som borger har pligt til at træffe beslutninger
for sig selv og sin familie og at mange beslutninger
involverer naturvidenskabelig viden.
… naturvidenskaben er en del af vores kultur, og
fordi den videnskabelige argumentation anses for at
være kulturbærende.
2 Metoder i naturfag - en antologi // www.metodelab.dk // Experimentarium
Økonomiargumentet
Nytteargumentet
Demokratiargumentet
Kulturargumentet
Det vil sige, at når man betragter naturfag, og dermed også natur/teknik, som
et almendannende fag bliver det tydeligt, at undervisningen i faget og de
praktiske aktiviteter, som finder sted i timerne, skal betragtes som en undervisning
i fagets indhold og metoder ved hjælp af praktiske aktiviteter. Naturfagsundervisningen
i skolen skal ikke stræbe efter at lave minividenskab. Men
den skal give eleverne kendskab til naturfaglige undersøgelsesemetoder.
Naturfaglige undersøgelsesmetoder
De naturfaglige metoder kan opfattes som de spilleregler, alle naturfag har
tilfælles. Metoderne udgør et særlig fagsprog og en særlig måde at skaffe
sig viden om verden på, ligesom andre fag i skolens fagrække har et særligt
sprog og en særlig metodik.

Naturfag, og dermed også natur/teknik, henter både sit indhold og sine arbejdsmetoder
i videnskabsfagene fysik, kemi, geografi og biologi. Metoderne,
der arbejdes med i naturfag, er altså lånt fra naturvidenskaberne, men det er
ikke meningen, at naturfag i skolen skal være et miniformat af universitetsforskning.
Fortolkning af data
Konklusion
Undersøgelse
Måling
Dataindsamling
Modeller
Prøv-dig-frem
Observation
Spørg, læs og søg
Eksperiment
Spørgsmål
Undring
Gæt
Formodning
Hypotese
MetodeLabModellen
De fem undersøgelsesmetoder er formuleret til skolefaget natur/teknik. I navngivningen af
de fem undersøgelsesmetoder er der anvendt ord og begreber, som allerede bruges i både
lærebøger og lovtekst. I denne tekst er det altså MetodeLabs 1 definition af eksempelvis Eksperiment
og Prøv-dig-frem, der bruges, vel vidende at andre definerer begreberne på andre
måder.
MetodeLabModellen organiserer og anskueliggør forskellige begreber i naturfagenes
metoder. Cirklen i modellen er en simplificering af en videnskabelig
proces, som går fra enkeltundersøgelser til videnskabelig viden og indsigt.
Ideelt set starter den videnskabelige proces i et spørgsmål, som bliver
omformuleret til en hypotese. Hypotesen eller formodningen forfølges i en
1
MetodeLab er et kompetenceudviklingsprojekt for natur/teknik-lærere, som er udtænkt, udviklet og gennemført
af Experimentarium. Projektet MetodeLab bygger på ideen om at ’sætte Sæt metoderne metoderne på på skemaet! skemaet 3 3i
natur/teknik’.

undersøgelse, som resulterer i en form for data, som skal behandles og tolkes
for at kunne svare på spørgsmålet og uddrage konklusioner i form af
lovmæssigheder.
Når man fremstiller naturvidenskaben som en simpel stræben efter mere og
mere viden, overser man blandt andet det faktum, at naturvidenskaben er ligeså
interesseret i at undersøge, ikke kun hvad man mener at vide, men også
i at undersøge og diskutere hvordan man ved det. Indenfor naturvidenskaben
er det altså ikke nok, at en forsker kan fortælle, hvad hun ved, hun skal også
redegøre for, hvordan hun er nået frem til sine resultater. Med andre ord: Hvilken
metode hun har brugt. Valget af undersøgelsesmetode kan være kilde til
endda meget stor debat blandt forskere og valget af undersøgelsesmetode
vil også være indlejret i den samtid samt de normer og værdier som omgiver
forskeren og/eller forskerteamet.
I forhold til naturfagslærerens planlægning og gennemførelse af undervisning
med fokus på metoder er det vigtigt at bemærke, at MetodeLabModellen
netop bare er en model. Hverken videnskabelig forskning eller undervisning i
naturfag i skolen foregår nær så stringent. Modellen er da heller ikke et planlægningsværktøj,
men blot en afspejling af hvordan vi definerer feltet.
I den daglige undervisning kan undersøgelsen af et fænomen starte andre
steder end i et spørgsmål. Processen kan starte i valget af undersøgelsesmetode,
ligeså vel som den kan starte i en formodning om en sammenhæng.
Desuden vil både en forskers undersøgelsesproces og et undervisningsforløb
i en natur/teknik-klasse kunne komme cirklen rundt flere gange, mens
der arbejdes.
Fem forskellige undersøgelsesmetoder
Vi skelner mellem fem forskellige undersøgelsesmetoder, som er formuleret
til skolefaget natur/teknik: Observation, Prøv-dig-frem, Modeller, Eksperiment
og Søg/læs/spørg.
I den følgende beskrivelse bliver forskelle mellem de fem undersøgelsesmetoder
trukket meget tydeligt op, ligesom særlige karakteristika understreges.
I realiteten står en metode dog sjældent helt alene, de griber ind i hinanden.
Men hver undersøgelsesmetode har sine regler, datatyper og fordele. Det er
vigtigt for en natur/teknik-lærer at vide, hvornår man bruger hvilket regelsæt
og at kende styrker og svagheder ved de forskellige undersøgelsesmetoder.
4 Metoder i naturfag - en antologi // www.metodelab.dk // Experimentarium

Desuden kan det være mere enkelt for eleverne at få greb om naturfagenes
metoder, hvis der skabes en form for systematik i metoderne.
Observation
Observationer er omhyggelige registreringer af, hvad man sanser. Observationer
kan involvere alle sanser og kan være forstærket med måleudstyr (kikkert,
lydoptager, vægt, målebånd osv.). I observationer skærpes elevernes
opmærksomhed i jagten på at finde forskelle, ligheder, detaljer og mønstre.
Eksemplerne på observation som undersøgelsesmetode i natur/teknik er
mange og omfatter alt fra simple iagttagelser af havens dyreliv, over målinger
af UV-indekset, til organdissektion samt aflæsninger af kort og tabeller.
Observation er en selvstændig undersøgelsesmetode, men observation er
samtidig en integreret del af de andre undersøgelsesmetoder.
Når man arbejder med observation er det vigtigt at være opmærksom på,
at alle ikke ser det samme, selvom man er eksponeret for det samme og at
forskelle og ligheder ikke nødvendigvis springer i øjnene på eleverne. Derfor
kan det være nødvendigt at strukturere og systematisere observationerne.
Målet for observationer er systematiseret dataindsamling og resultatet af
observationer vil være en række data, som efterfølgende skal organiseres
og fortolkes. I naturvidenskaben tilstræbes det at beskrive og registrere sine
observationer meget nøje, så det er muligt for andre at diskutere tolkningen
af observationen.
Prøv-dig-frem
Prøv-dig-frem er en meget resultatorienteret undersøgelsesmetode, hvor der
er hovedvægt på at finde en konkret løsning på et problem eller et tilfredsstillende
svar på et spørgsmål. Prøv-dig-frem lægger op til læreprocesser, hvor
ideer kan afprøves og forkastes intuitivt og uden større systematik.
Karakteristisk for Prøv-dig-frem er, at eleverne i deres arbejde inddrager de
ubevidste forestillinger og hypoteser, de har om emnet. I klassens natur/
teknik-undervisning er der mange muligheder for at lave Prøv-dig-frem, når
klassen bliver udfordret til at bygge broer og bygninger eller når eleverne skal
finde ud af, hvordan man får en pære til at lyse.
Det er ikke et krav, at der sker systematisk dataindsamling i Prøv-dig-frem,
da der ofte er fokus på, at eleverne skal prøve så mange måder som muligt
og netop bare prøve-sig-frem. Data kan dog gøres håndgribelige i form af
logbøger med løbende notater om hypoteser, succeser og fiaskoer. Det er
blot vigtigt at holde fokus på, at eleverne prøver sig frem, forfølger ideer og
Sæt metoderne på skemaet! 5

gør sig mange erfaringer, mere end at lægge fokus på en sirlig logbog. I Prøvdig-frem
kan der være god basis for, at eleverne får lejlighed til at formulere
ideer og hypoteser til andre undersøgelser.
Modeller
Modeller er forsimplede, overskuelige gengivelser af udvalgte dele af virkeligheden.
Modeller kan være teoretiske eller fysiske. Modeller er nødvendige,
når komplicerede sammenhænge skal anskueliggøres og modeller kan hjælpe,
når man skal danne sig et overblik over den viden, man har om et felt.
I naturfag er modeller en væsentlig del af undervisningen og findes i lærebøgernes
illustrationer og grafer. Modellerne står også på naturfagslokalets
hylder i form af globusser, verdenskort, økosystemer i glasbowler osv. Modellernes
styrke i naturfagene er blandt andet, at de tillader, at man kan tale
om dele af virkeligheden uden at det er konkret tilstede i undervisningen.
Eksempelvis kan klassen arbejde med modeller af fødekæder i skoven uden
nødvendigvis at tage alle skovens dyr med ind i klassen. Eller man kan begrebsliggøre
principperne i et rensningsanlæg ved at bygge et i miniformat i
klassen.
Den store udfordring med modeller er, at det kræver høj abstraktionsevne
at forstå, hvad modeller skal illustrere. Eksempelvis kan det være en stor
opgave for en elev at omsætte streger og pile på en tegning til at være en
repræsentation af vandets kredsløb. En models værdi i undervisningssammenhæng
afhænger altså af, om eleverne har bedre kendskab til modellen
end til det modellen skal repræsentere.
Modeller kan deles op i fysiske modeller og teoretiske modeller. Fysiske modeller
kan man håndtere og kan eksempelvis være økosystemer i glasbowler,
et akvarium, plastikmodeller af øjet eller af menneskets indre organer. Teoretiske
modeller er forskellige afbildninger på papir eller på pc’ens skærm. Det
kan eksempelvis være diagrammer, illustrationer, tabeller eller kort.
Eksperiment
Målet i et eksperiment er at undersøge sammenhængen mellem en bestemt
årsag og virkning. I et eksperiment ændrer man kun på én variabel og holder
alle andre variable konstante. Et eksperiment er meget struktureret og har
typisk følgende forløb:
6 Metoder i naturfag - en antologi // www.metodelab.dk // Experimentarium

Eksperiment
1 Hvad vil vi undersøge?
2 Hvad er vores hypotese?
Hypotesen skal indeholde en formodning om en sammenhæng mellem
årsag/virkning
3 Hvad er eksperimentets variable?
Der er tre typer af variable:
Den variabel man ændrer på
Årsagen
Den variabel man observerer/måler
Virkningen
De variable man holder konstante
Fordi de kan have betydning for virkningen
4 Hvordan kontrolleres de konstante variable?
Variabelkontrollen er designet for eksperimentets forløb. Variabelkontrollen
kan dække alt fra udstyret man bruger, måden arbejdsgangene udføres på,
til måden data indsamles på
5 Test og dataindsamling
Udfald (resultater) noteres
6 Data diskuteres
Er der sammenhæng mellem årsag og virkning? Holdt hypotesen?
7 Eventuel ny hypotese
I klassens arbejde med et eksperiment vil meget af arbejdet og mange af
erkendelserne ligge i variabelkontrollen. Det er i klassens diskussion af variabelkontrollen,
at selve eksperimentet designes og planlægges til mindste
detalje, så klassen er sikker på, at det er det rigtige årsag-virkning-forhold,
som undersøges. I klassens diskussion af eksperimentets udfald vil det også
være variabelkontrollen, som er til debat. Blev alle variable holdt konstante?
Var det den rigtige variabel, vi målte på? Målte vi på den rigtige måde?
Hvis klassen ikke synes, at de har fået svar på hypotesen, kan det føre til,
at eleverne ønsker at strukturere eksperimentet på en anden måde med en
anden variabelkontrol eller måske en ny hypotese, hvor klassen undersøger
et andet muligt årsag-virkning-forhold.
Når klassen gennemfører eksperimenter i undervisningen, bør det blive ty-
Sæt metoderne på skemaet! 7

deligt, at klassens diskussion af eksperimentets resultater bliver til en diskussion
af metoden, som blev brugt til at nå resultatet.
Spørg, søg og læs
Spørg, søg og læs går grundlæggende ud på at søge viden og information i
bøger, på nettet eller gennem interviews. Spørg, søg og læs adskiller sig ikke
væsentligt fra mange andre skolefags undersøgelsesmetoder. Det er oplagt
at Spørg, søg og læs går forud for eller efterfølger en af de fire andre undersøgelsesmetoder.
Indenfor videnskaben vil man genfinde Spørg, søg og læs
i almindelig research og i reviews.
Sæt metoderne på skemaet!
Undersøgelsesmetoder er centralt indhold i natur/teknik-undervisningen, og
derfor anbefaler vi at sætte metoder på skemaet gennem hele skoleåret.
At sætte metoder på skemaet betyder, at læreren tilrettelægger elevaktiviteter
med specifikke læringsmål indenfor undersøgelsesmetoder. Metode-læringsmål
kan for eksempel være: ”Eleverne skal opnå kendskab til variabelkontrol”
eller ”Eleverne skal opnå kendskab til systematisering af data”.
Opstilling af sådanne læringsmål indebærer, at de kundskabsemner, aktiviteterne
handler om - eksempelvis insekter eller vejret - er sat helt i baggrunden.
Med andre ord: Hensigten med aktiviteterne er, at eleverne får trænet metoder,
ikke at de lærer noget om insekter eller vejret!
Men målet er naturligvis, at eleverne – når de har trænet undersøgelsesmetoder
tilstrækkeligt – selvstændigt kan anvende deres nyerhvervede kompetencer
indenfor alle mulige kundskabsemner.
8 Metoder i naturfag - en antologi // www.metodelab.dk // Experimentarium

Litteratur til videre læsning
Om at sætte metoderne på skemaet
Kapitlerne 5, 6, 7 og 8 i denne antologi
Abrahams, Ian & Robin Millar (2008): Does Practical work really work?, i: International Jour-
nal of Science Education, 1-25, Taylor & Francis.
Dillon, Justin (2008): A review of the Research on Practical Work in School Science, Kings Col-
lege London.
Harlen, Wynne (2001): Primary Scince – Taking the Plunge, Heinemann.
Kofod, Lene Hybel og Sara Tougaard (2009): MetodeKit. Sæt metoder på skemaet. 14 aktiviteter
til natur/teknik, Experimentarium.
Leach, J. og A.C. Paulsen (red.)(1999): Practical work in science education – Recent research
studies, Roskilde: Roskilde University Press, Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
NordLab (2002). www.nordlab.emu.dk
Om naturfag i skolen
Kapitel 2, 3 og 4 i denne antologi
Andersen, Annemarie Møller (et al.) (2004): Naturfagsdidaktik som områdedidaktik, i: Schnack,
Karsten: Didaktik på kryds og tværs, DPU.
Busch, Henrik, Sebastian Horst & Rie Troelsen (2003): Inspiration til fremtidens naturfag,
UVM.
Paludan, Kirsten (2000): Videnskaben, Verden og Vi, Århus Universitetsforlag.
Sjøberg, Svein (2005): Naturfag som almendannelse - en kritisk fagdidaktik, Forlaget Klim.
Sæt metoderne på skemaet! 9