Program och talare

Hur kan samtal och visualiseringar bidra till elevers förståelse av teknik och utveckling av teknisk litteracitet i grundskolan?

I denna presentation diskuteras resultat från min forskning inom teknikdidaktik som fokuserar på hur stödjande visualiseringar, såsom bilder, fotografier och modeller, i kombination med verbala interaktioner stärker elevers ämnesspecifika språk och tekniska kunskapsutveckling. Genom att uttrycka och bearbeta sina tankar och kunskaper i samtal får elever möjlighet att förstå teknikens komplexitet och använda sina kunskaper i praktiska och samhällsrelevanta sammanhang. Detta är centralt för att utveckla teknisk litteracitet, som inte enbart handlar om att veta vad teknik är, utan också hur teknikkunskaper kan användas och diskuteras i vardagen och i teknikrelaterade samhällsutmaningar, till exempel hållbarhetsfrågor.

Presentationen bygger på klassrumsnära studier och visar hur samtal om teknik, med stöd av visualiseringar, kan fördjupa undervisningen och ge elever verktyg att hantera samtida teknikutmaningar som hållbar utveckling.

Att lära sig naturvetenskap innebär på många sätt att tillägna sig ett nytt språk (i vid mening), där förståelsen för ämnesspecifika begrepp är central. Det kan vara en utmaning för alla elever oavsett språklig bakgrund (Knain, 2015). Men för andraspråkselever som lär sig undervisningsspråket parallellt med det naturvetenskapliga språket innebär detta ofta en dubbel utmaning (Karlsson, m.fl., 2019). Det är en rättvisefråga att alla elever ges möjlighet att skapa mening och bedöms utifrån sina ämneskunskaper. Därför är det angeläget att i undervisningen tillämpa ett multimodalt förhållningssätt, där andra uttrycksformer såsom bild och gester ges utrymme och värderas vid sidan av tal och skrift (Ünsal m.fl., 2018).

Med utgångspunkt i ovanstående syftar denna studie till att bidra med kunskap om hur naturvetenskaplig undervisning kan utformas på sätt som stödjer andraspråkselevers möjligheter att skapa mening och att uttrycka ämneskunskaper genom olika modaliteter. Studien baseras på videoobservationer av biologilektioner i en årskurs fyra. Följande forskningsfråga behandlas:

Hur använder andraspråkselever de modaliteter som tillgängliggörs av läraren för att skapa mening och uttrycka ämneskunskaper i biologi?

Studien utgår från Design för lärande (DFL) (Selander, 2022) som bygger på multimodala teorier om meningsskapande och interaktion. Modaliteter definieras som socialt utvecklade resurssystem för kommunikation. En multimodal undervisning innebär att flera olika modaliteter används och samverkar, exempelvis bild och ord i en teckning eller tal och kroppsligt agerande vid arbete med artefakter (Kress, 2010). Inom multimodal teori och i DFL betraktas interaktion som design, där deltagarna använder tillgängliga resurser utifrån vad som upplevs som funktionellt i sammanhanget (Selander, 2022).
Data i studien bygger på observationer av biologiundervisning i en årskurs fyra med 17 elever. Särskilt fokus riktas mot tre andraspråkselever som arbetade tillsammans under lektionerna. Analysen utgår från multimodal interaktionsanalys (Wilmes & Siry, 2021), vilket möjliggör en fördjupad förståelse av hur elever använder olika modaliteter i samspel med undervisningens design. De observerade lektionerna utgick från skolutvecklingsprogrammet NTA – Naturvetenskap och Teknik för Alla och temat ”Från frö till frö”.

Resultat och implikationer för undervisning

För att stödja elevernas meningsskapande använde läraren flera olika modaliteter, såsom gester, bilder, talat och skrivet språk samt olika artefakter i sina instruktioner. Men trots denna multimodala ansats visade det sig att andraspråkseleverna behövde ytterligare stöd för att komma igång med arbetsuppgifterna. Genom att ta hjälp av läraren och kamrater samt själva utforska de tillgängliga resurserna kunde eleverna ofta producera kunskapsrepresentationer i linje med undervisningens mål. Ett exempel på en resurs som särskilt stödde denna process var korta, skriftliga instruktioner som eleverna kunde återvända till och läsa flera gånger.

Det förekom dock även situationer där andraspråkselevernas tolkning av vad de skulle göra inte låg i linje med undervisningens mål, vilket resulterade i att eleverna inte visade de ämneskunskaper som efterfrågades av läraren. En närmare analys pekar på att undervisningen, trots sin multimodala utformning, i praktiken dominerades av talat och skrivet språk. Detta väcker frågan om hur lärare i högre grad kan integrera andra modaliteter med det talade och skrivna språket och därigenom stödja andraspråkselevers meningsskapande i de naturvetenskapliga ämnena.

Kemiämnet står inför utmaningar med implikationer såväl inom hållbar utveckling, som i datadriven life science, energilagring med flera områden. Datorsimuleringar och visualiseringsverktyg har visats kunna stödja elevers engagemang och konkretisering av kemin.

Datainsamling med simuleringar kommer att ingå i kemi- med flera ämnesplaner i Gy25, men verktygen upplevs ofta avancerade och svårtillgängliga. Elevdatorer och ett stort utbud av effektiva lärverktyg som enkelt körs gratis onlina öppnar för produktiva lärmiljöer, och blottlägger en till stora delar outnyttjad potential.

Vi har i vår designbaserade forskning bemött denna förhållandevis låga kännedom om utbudet av pedagogiska simuleringar och visualiseringsverktyg, genom att:

1. Stödja lärare i att orientera sig bland de många datorverktygen för visualisering och simulering
2. Designa och utpröva skrivna material för elevarbete med sådana verktyg
3. I samarbete med Kemilärarnas resurscentrum, KRC, stödja och fortbilda lärare i att skriva simuleringsövningar utifrån didaktiska designprinciper (dessa har vi även introducerat lokalt för lärarstudenter)
4. Introducerat begrepp från modern kemiforskning och modellering, av relevans för lärande med såväl enkla som mer avancerade datorverktyg
5. Bidra till utvecklingen av ”Pedagogik för undervisning i naturvetenskap med simuleringar”

Liksom i andra former av elevaktivt lärande med digitala verktyg är struktur, tydliga mål och stöd från kunniga lärare avgörande för mervärdet. Övningsmaterial som utvecklats i samarbeten mellan lärare, forskare och resurscentra, underlättar och säkerställer att arbetet följer relevanta lärmål.

Under presentationen beskrivs huvuddelarna i ett designbaserat forskningsprojekt som syftar till förbättrad förståelse av kemielevers och lärares uppfattningar kring hur lärande kan stödjas med simuleringar. Detta har åstadkommits genom två klassrumsstudier i samarbete med gymnasielärare på naturvetenskapsprogram år 1-2, i västra Sverige, samt nämnda samarbete med KRC som innefattat flertalet fortbildnings- och utvecklingsaktiviteter.

I vår första studie var bidraget till förståelsen av molekylpolaritet och intermolekylära bindningar likvärdigt för simuleringsövningar och lärarledd lektion. I en uppföljande studie (under analys) uppmättes lärandet från två olika simuleringsövningar om kemisk jämvikt. Större lärande observerades från den övning som hade flest kopplingar till verkligheten och nyttjade en mer innehållsrik, interaktiv grafik. Elevers reflektioner har legat till grund för förslag på vidareutveckling av nämnda designprinciper från litteraturen, och kommer att analyseras statistiskt i relation till testresultat för studie nr. 2.

I presentationen ställs forskningsfynd i relation till den internationella forskningslitteraturen för att urskilja konkreta vinster i att undervisa med kemisimuleringar, och inbjuder till en diskussion om hur val och anpassning av undervisningsmaterial kan göras utifrån principer med kopplingar till kognitionsvetenskapen.

Vi har i huvudsak riktat arbetet mot kemi och naturvetenskap på gymnasienivå, men relevansen är hög såväl för övriga naturvetenskapsämnen som högre och lägre skolnivåer. Den forskning och fortbildning som beskrivs här är avslutad, eller i skriv-/analysfas (klassrumsstudie 2), och ingår i doktorandprojektet Verktyg för att visualisera kemi vid Göteborgs universitet.

Projektet fokuserar på förståelse och förklaringar av skalor som redskap i naturvetenskaps- undervisning. Skalor utgör en viktig del i naturvetenskapens olika områden, till exempel när små skalor används för att förstå kemiska och cellulära processer och stora skalor för att förstå astronomiska avstånd. Projektet är relevant för mellan- och högstadium samt för gymnasiets undervisning i naturvetenskapliga ämnen.

I studien har olika grupper utfört en aktivitet där de rangordnat stora och små objekt. Objekten representerar till exempel universum, stjärna, planet, människa, virus och proton. Data samlades in genom deltagandeobservationer där forskaren ledde aktivitetens olika delar och förde gruppdiskussionen framåt genom frågor. Aktiviteten videofilmades och materialet analyserades med avseende på vilka strategier grupperna använde för att placera objekten på skalan såväl som att resonera om hur det kan förklaras för andra. Resultaten som presenteras i studien jämför doktorander inom rymdfysik och molekylärbiologi med en grupp lärarstudenter (blivande lärare i åk 4-6). Syftet är att utforska vilka olika strategier som används i hanteringen av uppgiften samt att beskriva eventuella skillnader mellan den grupp som har naturvetenskaplig expertkompetens och den grupp som har ett didaktiskt fokus med inriktning mot tidig naturvetenskapsutbildning.

Experterna inom rymdfysik och mikrobiologi tar sig an uppgiften genom att använda fem olika strategier: 1) att förankra objekt till kända siffror, objekt eller erfarenheter, 2) att använda analogier, 3) att behandla representationerna som ikoniska eller bildlika, 4) att relatera objekt genom inbäddning (nestedness, tex att DNA finns i en cell eller att celler bygger upp en människa), interaktion eller beräkningar, och slutligen 5) att förändra skalan. De vanligaste strategierna som experter använder för att förklara rumsliga skalor är analogier och anknytning till erfarenheter. Gruppen lärarstudenter tar sig an uppgiften på liknande sätt och använder liknande strategier som naturvetenskapsexperterna. De tar elevperspektivet (förklaringarna) tidigt och spontant, innan forskaren frågar om det, och spenderar mer tid att diskutera förklaringar. Lärarstudenterna använder få analogier men fler erfarenheter där de refererar till kropp, sinnen och upplevelser. Att referera till kroppsliga erfarenheter är något vi inte såg alls hos experterna. Lärarstudenterna gjorde fler misstag än experterna, särskilt när det gällde de små objekten. Det visar på vikten av samspel mellan faktakunskaper och användningen av strategierna för att komma framåt i processen. Experterna i rymdfysik använde logaritmisk skala, det gjorde varken mikrobiologerna eller lärarstudenterna.

Resultaten visar resonemang om små och stora objekt på skalor utifrån två perspektiv, naturvetenskapsexpertens och lärarstudentens. Strategier och skillnader mellan grupperna har betydelse för hur vi förbereder blivande lärare att stödja utvecklingen av elevers rumsliga tänkande och användning av skalor. Denna pilotstudie indikerar att vikten av att kombinera faktakunskaper och strategiska resonemang, utveckla möjligheter till kroppsliga och sinnliga upplevelser och erfarenheter, samt att ge konkreta redskap för att byta mellan linjär och logaritmisk skala är faktorer värda att utforska vidare.

Trots att ljud studeras från årskurs 1 i svensk skola är dess egenskaper och fortplantning abstrakt och dokumenterat svårt att förstå för elever i alla åldrar (Linder & Erickson, 1989; West & Wallin, 2013). Det saknas perceptuella verktyg som kan bidra till meningsskapandet (Wittmann et al., 2003). Fenomen som uppkommer genom ljudvågors superposition, såsom interferens och stående vågor kan dock bli förnimbara genom sina tillämpningar.

Tillämpningar av stående vågor ”inom vardag och teknik” står särskilt framskrivet i det centrala innehållet för Fysik 2 i Gy11 medan det i Fysik Nivå 2 i Gy25 skrivs stående vågor med ”tillämpningar inom akustik” (Skolverket, u.å.).

En sådan tillämpning är akustiska fällor. Dessa används i forskningslabb och i läkemedelsindustri för att bland annat undvika kontamination vid provbehandling, men ännu har tillämpningar inom fysikundervisning varit sällsynta trots att de erbjuder ett sätt för elever att uppleva stående ljudvågor både visuellt och taktilt (Johansson et al., 2024), vilket kan fungera som ett nyttigt verktyg för meningsskapande.

Studiens syftar till att undersöka hur en undervisningssekvens med förberedelsematerial och en labbhandledning ska utformas för att effektiv bidra till elevers meningsskapande om stående ljudvågor. Med designbaserad metod har data bestående av för- och eftertest, ljudinspelningar och intervjuer samlats in i tre iterationer. Totalt har 110 elever och 6 lärare deltagit. Designändringar baserat på tematisk analys av data (Braun & Clarke, 2019) med stöd i variationsteori (Fai et al., 2016; Marton, 2014) har gjorts av följande huvudanledningar: a) Diskussion om fenomenet: Labbhandledningsaktiviteten ska ge upphov till diskussion i elevgruppen som kan öppna upp dimensioner av variation, b) Tydlighet och c) Kritiska aspekter, samt metaforer, analogier och aktiviteter som kan synliggöra dessa har identifierats.

Under presentationen kommer labbutrustningen och en aktivitet från labbhandledningen demonstreras, varpå en diskussion av studiens resultat med elevexempel följer.

Begreppet energi har funnits med i ämnesplanen för fysik i svensk gymnasieskola sedan energikrisen på 1970-talet (Haglund & Hultén, 2017). Energi som begrepp och fenomen är ett av de viktigaste områdena inom fysik (Coopersmith, 2015), samtidigt bland de svåraste att undervisa om (Millar, 2014). Idag är diskussioner om energi och dess användning och påverkan på samhället alltjämt aktuell, inte minst i samband med diskussioner om energieffektivisering och en övergång till förnyelsebara energikällor. Forskning mot fysikutbildning, inklusive fysikdidaktik, synliggör ett ökat intresse och behov av att utveckla laborativ undervisning med fokus på hållbar energianvändning (t.ex., Lancor & Lancor, 2018; Gfroerer et al., 2022; Schult, 2023).

Projektet Laborationer för Bättre Begreppslärande i FYSik (LABBFYS) är ett tvåårigt ULF-projekt mellan forskare vid ett svenskt universitet och gymnasielärare vid två kommunala skolor i en storstadsregion. Övergripande har LABBFYS som syfte att utveckla laborationer om begreppet energi inom hållbar energianvändning. Inom LABBFYS tillämpas en designbaserad forskningsmetod, där en första fas genomförts under vårterminen 2025, med syfte att bidra till att besvara följande forskningsfråga inom projektet: Hur kan laborationer utformas och implementeras för att stödja elevers förståelse om energibegreppet inom området hållbar energianvändning i gymnasiefysiken?

Under projektets första fas diskuterade deltagande lärare och forskare olika typer av laborationer. Lärarna utformade och genomförde sedan en laboration med fokus på Seebeck-effekten. Insamlad data består av för- och eftertest, videoobservationer från elevgrupper under laborationspass, samt reflekterande samtal kring laborationen och dess utformande med deltagande lärare. Analys sker genom tematisk analys (Braun & Clarke, 2019) och resultaten ligger till grund för kommande revideringar av lektionsmodul med laboration. Under presentationen kommer resultat från första fasen diskuteras, men även projektets övergripande fokus samt hur deltagande lärare tillämpar och reflekterar den teori och metod som diskuterats tillsammans med forskarna.

Dagens teknologiska utveckling drivs i hög grad av kvantfysik, från materialutveckling till datorer och lasrar (Jaeger, 2018). Med de ständigt ökande tillämpningarna av kvantfysik syns ett växande behov av att framtidens arbetskraft behöver en bredare kunskapsbas kring olika kvantfenomen (Greinert et al., 2023). En sådan arbetskraft kräver inte bara en förståelse för grundläggande kvantfenomen, utan också en ökad förståelse kring praktiska tillämpningar, inklusive hård- och mjukvaruutveckling, samt användning av olika kvantteknologier.

Kvantfysik introduceras ofta i gymnasiet genom en semi-historisk väg med betoning på teorier utvecklade i början av 1900-talet (Stadermann & Goedhart, 2019). Detta leder till att elever sällan får uppleva den koppling som existerar mellan skolbänkens kvantfysik och hur fältet fundamentalt påverkat och drivit många moderna teknologiska framsteg. I ett försök att motverka detta problem har tidigare forskning inom fysikutbildning gett ett antal förslag gällande hur kvantfysik kan introduceras på sätt som hamnar närmare modern tillämpning (Hennig et al., 2024; Kelly et al., 2024). Sådana studier är dock fortfarande få och utforskande, samt har varierande grad konkret koppling till tillämpningar som kvantdatorer.

Vår nuvarande studie undersöker en ny metod för att introducera qubits och fenomenet kvantteleportering inom ramen för svensk gymnasiefysik. Syftet var att studera vilket lärande som möjliggörs för gymnasieelever och lärarstudenter när kvantteleportering introduceras med hjälp av en diagrammatiskt ansats. För att besvara forskningsfrågan utvecklades två lektioner där fenomenet introduceras med hjälp av ett diagrammatiskt verktyg utvecklat för att studera kvantinformationsteori, baserat på ZX-analys (Coecke & Gogioso, 2023). Deltagare i studien var dels gymnasieelever som läser gymnasiekursen Fysik 3 samt lärarstudenter med inriktning gymnasieskolan som nyligen läst en kurs inom kvantfysik. Insamlad data bestod av för- och eftertest, anteckningar från arbete med uppgifter under lektionerna, videoinspelningar av grupparbete under lektion två, samt gruppintervju med lärarstudenter efter lektion två. Dataanalysen gjordes med hjälp av en fenomenografisk ansats för att identifiera olika sätt deltagare i studien upplever och resonerar kring kvantteleportering, efter deltagande i lektionsmodulen.

Att bidra till barn och ungas intresse för naturvetenskap, teknik och matematik är en angelägen fråga i både förskola, grundskola och gymnasium. De undervisningsmetoder som används visar en stor variation, allt från exkursioner, studiebesök, praktik och science center är då beprövade platser för att visa på allt som kan rymmas inom STEM-fältet. Den undersökning som presenteras här beskriver hur elever i grundskolan ger respons på hur dessa metoder påverkar deras motivation och intresse för STEM-ämnen.

Under presentationen kopplar jag samman elevers utsagor med relevant forskning som ger en vetenskaplig grund för att aktivt arbeta med motivation och tillit. Ett särskilt fokus läggs på mer långvariga relationer mellan undervisningspraktik och omgivande samhälle. Forskning om motivation och tillit ger en teoretisk bakgrund som också tar hänsyn till de samhällsfrågor som har anknytning till STEM-ämnen.

Motivation är centralt för lärande och motivationsgraden påverkas av flera olika saker, som förväntningar, känslor som väcks vid framgång och misslyckande, psykisk och fysisk ansträngning, aktiviteter i och utanför skolan och återkoppling från läraren (Wery & Thomson, 2013).

Motivationsforskning med kognitionsvetenskaplig grund visar att elevers motivation ökar när lärandet upplevs som relevant, begripligt och kopplat till samhället (Kirschner &Hendrick, 2020). Samarbete mellan skola, forskning och samhälle är därför inte bara önskvärt – det är avgörande för att skapa hållbar motivation.

En av de faktorer som påverkar motivation är elevens tillit till lärare, både i form av ämneskompetens, välvilja och bemötande (Chew & Cerbin, 2021). Chew och Cerbin betonar vikten av att förklara varför man undervisar på ett visst sätt. När elever förstår syftet bakom undervisningsmetoderna, ökar deras förtroende för lärarens kompetens. Detta visar att läraren bryr sig om studentens långsiktiga framgång, vilket stärker tilliten. Detta kan gestalta sig i form av att läraren skapar effektiva lärmiljöer, vilket bygger respekt och förtroende.

Drygt 100 elever i årskurs 6-9 i en mellanstor västsvensk stad har svarat på en enkät om vad som påverkar deras intresse för STEM-ämnena naturvetenskap, teknik och matematik. Ett urvalsförfarande har även genererat intervjuer med fördjupade frågor till ett slumpmässigt urval bland dessa elever.

Elevernas svar visar att motivation och intresse för STEM-ämnen är möjligt att uppnå, om än med en del ansträngning eftersom många av deras svar handlar om att lämna klassrummet. Med deras beskrivningar av ämneskunniga lärare, infrastruktur som medger kommunikation med omgivande samhälle och en medveten prioritering under skolveckorna får vi verktyg att planera för god undervisning i STEM-ämnen.

Det finns dock en hel del ramfaktorer som begränsar, inte minst schemaläggning, gruppstorlek, personaltäthet och ekonomi för att kunna transportera hela klasser. Med dessa förutsättningar är det angeläget att ändå skapa förutsättningar att utföra sådana motiverande aktiviteter.

Att lära sig programmera i gymnasiet förutsätter envishet och många reflektioner. Som nybörjare kan det vara svårt om koden inte fungerar som man tänkt. Datorn kanske har återkopplat med ett svårtolkat felmeddelande. Vi argumenterar för ett nytt didaktiskt begrepp, problemrymd i flera dimensioner (syntax, sammanhang och semantik). Det är ett begrepp som bygger på handlingsteori och används för att urskilja det som elever säger och gör då de löser problem. Problemrymd är ett begrepp som hjälper lärare att undervisa bortanför traditionella föreställningar om elever som effektiva och rationella problemlösare. Många elever är nämligen nybörjare och som nybörjare behöver man hjälp då problemen hopar sig.

Situationer som vi beskriver har fått oss att reflektera: Erbjuder vår undervisning en möjlighet att utvecklas som problemlösare? Undervisningen kanske ska fokusera mera på semantik, än den fokuserar på en logisk sekvens av instruktioner? Vad menar vi med logik?

Många gånger pratar eleverna om ”det här” och ”där nere” osv., då de inte behärskar orden för de datavetenskapliga begreppen. Vi skulle säga att eleverna har en fattig kommunikation. Förmodligen en brist som beror på undervisning som inte erbjudit värdefulla erfarenheter med insikter, dvs. dåliga erfarenheter eller uteblivna erfarenheter. En orsak till denna brist kan man hitta hos de lärare som är osäkra på hur man ska introducera ett datavetenskapligt begrepp; före eller efter att eleven efterfrågat ordet som beskriver begreppet. Kanske undervisningen måste fokusera mera på hur elever lär sig att kommunicera begrepp i ord och handling?

En akademiker eller programmerare (som Dijkstra) skulle förmodligen säga att eleverna saknar strukturer, men elever behöver också utforska strukturer för att acceptera strukturen på egen hand. Situationer som artikeln beskriver visar att variabelnamn och sammanhang påverkar elevers handlingar och därför måste elever erbjudas ett sammanhang med variabler som är genomtänkta och läsbara. I framtida studier kommer vi titta närmare på meningsskapande och lärande, då undervisningen bygger på olika typer av variabelnamn och sammanhang.

Enligt läroplanen ska elever ges möjlighet att utveckla ett kritiskt förhållningssätt till hur relationer och sexualitet framställs i medier och andra sammanhang (Skolverket, 2022). Uppdraget handlar inte enbart om att urskilja normer i samhället, utan även om att reflektera över sin egen roll i hur normer tolkas, återskapas och ifrågasätts. En nyligen genomförd kvalitetsgranskning visar även att elever efterfrågar fler samtal om vardagsnära uttryck för sexualitet och relationer (Skolinspektionen, 2025). Även om normkritisk pedagogik har fått ökad spridning i svensk skola finns det fortfarande ett begränsat antal studier om hur undervisning om normer faktiskt tar form inom olika skolämnen. Medan tidigare forskning exempelvis belyst granskning av normer i textform (Fridolfsson m.fl., 2019), fokuserar denna studie mer på hur elever analyserar vardagliga visuella uttryck.

Syftet med studien är att synliggöra var gymnasieelever riktar sin normgranskande blick i ämnesundervisning om normer och sexualitet, samt att undersöka vilka normer som uppmärksammas och förbises. Ett vidare syfte är att bidra till en utveckling av undervisningen om normer, särskilt i relation till visuella medier och vardagliga sammanhang.

Som teoretiskt ramverk används begreppet gaze (Mulvey, 1975), hämtat från feministisk filmteori. Mulvey beskriver en trefaldig blick som består av: bildskaparen, karaktärens och betraktarens blick – där alla tre ofta präglas av ett manligt och normerande perspektiv. I denna studie används den trefaldiga blicken som ett analytiskt begrepp för att undersöka vad eleverna ser, hur de ser det och i vilken mån de förmår reflektera över sitt eget sätt att se – sin betraktarblick.

Studien genomfördes i kursen Naturkunskap 1b i tre gymnasieklasser i Stockholms stad. Efter en undervisningssekvens om samhällsnormer och sexualitet genomförde eleverna en inlämningsuppgift där de analyserade bilder från sitt vardagsliv. De preliminära resultaten visar att eleverna ofta väljer att granska normer i reklam, sociala medier, barnprodukter och dokusåpor, det vill säga förväntade men också vardagsnära fenomen. Samtidigt framstår det som utmanande för eleverna att analysera sin egen roll som betraktare, vilket pekar på svårigheter att inta en dubbelt reflekterande position – att både urskilja normer och samtidigt förstå hur den egna blicken påverkar tolkningen. Analysen har också väckt vidare frågor om utveckling av undervisning om normer till att exempelvis inkludera vithets-, tvåsamhets- och funktionalitetsnormer.

Resultatet pekar på behovet av att i undervisningen stödja metareflektion och bjuda in elever till att reflektera över hur den egna blicken formas av, och samspelar med, normer. En sådan utveckling kan stärka normkritik i relation till skolans övergripande demokrati- och värdegrundsuppdrag.

Ett övergripande syfte för Naturkunskap i gymnasieskolan är att förbereda elever för att delta i ett demokratiskt samhälle. Detta innebär att undervisningen i första hand har som syfte att utbilda naturvetenskapligt litterata samhällsmedborgare. Styrdokumenten för naturkunskap på gymnasiet betonar vikten av att stötta elever i att utveckla kunskaper om hur naturvetenskap organiseras och hur naturvetenskap kan användas för kritisk granskning.

Osborne och Allchin (2024) menar att det är en utmaning för medborgare att kritiskt granska och skilja på vetenskapliga och icke-vetenskapliga påståenden. En viktig del är att utveckla förståelse för hur naturvetenskaplig kunskap utvecklas över tid och hur konsensus etableras genom förhandling och kritisk granskning inom ett forskningsfält. Forskarna menar vidare att olika aktörer har intresse av att skapa osäkerhet runt konsensus, vilket gör det viktigt för medborgare att kunna avgöra om vetenskaplig konsensus råder eller inte.

Syftet med föreliggande studie är att undersöka hur elever diskuterar trovärdighet i relation till mediainslag med naturvetenskapligt innehåll. Specifikt fokuseras betydelsen av begreppen konsensus och tentativitet. De forskningsfrågor som studeras är: Hur avgör elever om det föreligger konsensus i en fråga i samtal om naturvetenskap i media? Vilka svårigheter uppstår i elevernas samtalen avseende konsensus i relation till forskningsfrontens tentativitet?

Studien ingår i en treårig design-baserad studie (DBRC, 2003). Studien baseras på video- och ljudinspelade elevsamtal från cykel 3 på en av skolorna. Inspelningarna har transkriberats och analyserats med avseende på hur elever samtalar om konsensus i värdering av trovärdigheten av naturvetenskap i media.

Resultaten visar att eleverna diskuterar konsensus som något som förändras och utvecklas över tid genom att forskare kommer fram till samma resultat i flera olika studier. I relation till detta diskuterar eleverna naturvetenskapens tentativa karaktär; att den är föränderlig, omprövas och bygger på tidigare vetenskap. De undersöker hur tentativitet och trovärdighet hänger ihop, vilket leder till resonemang om att nyare studier med de senaste forskningsrönen, men att äldre studier har kunnat prövas under en längre tid under vilken konsensus kunnat etableras. I samtalen uppstår svårigheter för eleverna att hantera en vardaglig innebörd av konsensus som allmän samstämmighet där “alla”, både forskare och omgivande samhälle, behöver vara överens och en innebörd av konsensus som samstämmighet mellan experter med relevant bakgrund inom ett naturvetenskapligt forskningsområde.

Mer information kommer inom kort.

En återkommande utmaning inom naturvetenskapliga ämnen är hur undervisningen kan stödja elevernas kunskap om, och kunnande i, att planera, genomföra och utvärdera systematiska undersökningar. Tidigare studier har visat på en rad aspekter som eleverna behöver hantera i relation till systematiska undersökningar, till exempel vad som kännetecknar en undersökningsbar fråga (Björnhammer et al., 2020) eller hur det resultat man producerat kan värderas i relation till hur undersökningen är designad (Paulsson et al., 2024). Föreliggande studie fokuserar på elevernas användning av empiri när de formulerar ett påstående. Vi har sett i vår undervisning, vilket också har stöd i tidigare forskning (Gericke et al., 2022), att insamlad data ibland inte används eller har någon funktion i elevernas argumentation. Detta utgör också bakgrund till studien som avser att besvara den övergripande frågan:

• Hur kan undervisning stödja elever i att formulera ett välgrundat påstående utifrån insamlad empiri?

Vi utvecklade och använde en modell för att synliggöra processen där data används för att skriva ett välgrundat påstående. Modellen beskriver följande steg: att samla in Data, att göra Information av data, för att sedan använda denna information som Evidens för att argumentera för sitt Påstående (DIEP). Vi utgick från McNeill et als (2006) modell för vetenskaplig argumentation som har tre centrala delar: påstående, bevis och argumentation. Vår modell har ett ytterligare steg, information, för att beskriva hur eleverna tolkar och förstår den data de samlar in.

Vi presenterar resultat från tre olika forskningslektioner, två på gymnasiet (digital simulering för att studera olika faktorers betydelse för ett evolutionärt förlopp) och en på högstadiet (undersökning av olika vätskors lyftkraft) där elever från fyra olika klasser genomförde laborativt arbete som planerats utifrån DIEP-modellen.

Forskningslektionerna har planerats och justerats i en iterativ process; forskningslektion 2 planerades alltså utifrån vad som framkom från analysen av forskningslektion 1. Elevernas skriftliga påståenden samlades in och deras samtal spelades in och transkriberades. Det skriftliga materialet analyserades med hjälp av DIEP-modellen, elevtranskripten analyserades tematiskt.

Resultatet visar på en positiv förskjutning mot en tydligare användning av empiri i elevernas argumentation. Vidare visar studien att även om empiri inte finns med i deras skriftliga arbete, är data och information, i form av trender, samband och jämförelser del i deras samtal när de genomför undersökningen. Vi kommer att diskutera vilken funktion DIEP-modellen eventuellt kan ha för lärares arbete med att planera och utvärdera undervisningen för att synliggöra empiri i elevernas skriftliga arbeten.

Mer information kommer inom kort.

Mer information kommer inom kort.

Mer information kommer inom kort.

Mer information kommer inom kort.

Har du något museum i din didaktiska verktygslåda?

De allra flesta museer har som mål och uppdrag att vara en resurs för skolan. Frågan är vad museer har som inte lärare har? Kanske framför allt en sak: Äkta varor!

Vi tar Göteborgs naturhistoriska museum som exempel. Det är svårt att i ett klassrum visa hur stor en elefant faktiskt är, men på Naturhistoriska kan du stå sida vid sida med en riktig afrikansk savannelefant. Monterad och död sedan snart 80 år visserligen, men något helt annat än att se en elefant på bild. Elefantens historia utgör grunden för en bra diskussion kring kunskap och vetenskap. Varför samlar naturhistoriska museer fortfarande in djur? Dödar vi djur? På vilket sätt användas djuren i forskning?

Förutom elefanten har vi ca 8000 andra föremål i våra utställningar och vi har upp emot ett 30-tal olika lektioner för förskolan till och med gymnasiet. Alla utformade efter Skolverkets kurs- och ämnesplaner. Under en lektion får eleverna känna på äkta pälsar, skelett, tänder och annat som vi använder för att illustrera aktuellt ämnesområde. Ofta handlar det om evolution, biologisk mångfald och fältstudier. Allt vilar på en vetenskaplig grund och arbetet med den vetenskapliga metoden.

Men alla har ju inte möjlighet att komma till ett museum. Vi på Göteborgs naturhistoriska museum har under de senaste åren funderat en hel del på hur vi kan vara en resurs även för skolor som ligger långt bort, eller av andra anledningar inte kan besöka oss. Därför har vi utvecklat följande koncept:

• Livestreamade lektioner från museets utställningar. Klassen är kvar i sitt klassrum och vi direktsänder från museet bara för den klassen. Vi svarar på elevernas frågor, precis som under en vanlig lektion. Lektionen sker via Teams. Vi har gjort cirka 400 sådana lektioner senaste åren.
• Utlån av museilådor med material lärare själv kan visa i klassrummet. Kan hämtas både på museet och vissa finns även på bibliotek.
• Elever får bidra till utställningar.
• Medborgarforskning, Kartlägg: parksnäckan. Resultaten skickas till Ted von Proschwitz, vetenskaplig intendent på museet och ledande blötdjursforskare i Sverige. Se separat poster.
• Vi åker ut till skolor.

Den vanligaste frågan vi får av elever är, är denna riktig? Genom den frågan har vi förstått att vi som museum kan skapa intresse och nyfikenhet kring naturvetenskap genom det äkta och autentiska, därför är det centralt i vår undervisning. Det är något speciellt att få hålla i äkta barder från en blåval. På ett museum finns gott om wow-effekter för att skapa intresse och befästa kunskaper. Något som läraren kan ta vara på genom att återkoppla till museilektionen i sin undervisning efteråt.

Vad kan vi göra mer för att vara en efterfrågad resurs för skolan?

Frågor till er deltagare:

• Använder du dig av museer i din undervisning? Varför/varför inte? Vad har fungerat bra/mindre bra?
• Vad skulle du önska att ett museum gjorde för att vara en resurs för dig i skolan?

I föredraget vill jag berätta om kooperativt lärande i NO-undervisning. Jag har flera års erfarenhet av arbete med laborativa och elevaktiva övningar. Konkreta exempel på strukturer och aktiviteter kommer att ges, samt hur man kan genomföra dem i sin undervisning i klassrummet med eleverna.

Kooperativt lärande, eller olika elevaktiva interaktionsmodeller, bygger på idén om att elever ska interagera tillsammans och därigenom stötta varandra inom en given kontext. Nyckelbegrepp, som även har teoretisk förankring inom språkutvecklande ämnesundervisning är just begreppen interaktion, stöttning och kontext. När eleverna ser och genomföra olika experiment och övningar tillsammans, i par eller mindre grupper, utvecklas deras lärande genom att de förklarar, beskriver och använda begrepp. Såväl deras språkliga förmågor som deras kunskaper utvecklas. Det är av stor betydelse att eleverna i NO-undervisningen ska vara delaktiga och aktiva, något som möjliggörs genom kooperativa strukturer. I föredraget kommer flera övningar och strukturer att presenteras. Här är två exempel:

Mötas på mitten där syftet är att öka elevernas aktiva deltagande såväl muntligt som skriftligt. I övningen arbetar eleverna fyra och fyra utifrån en struktur som gör att alla blir delaktigt kring en naturvetenskaplig frågeställning.

Med andra ord. Det är ett spel där eleverna ska förklara olika begrepp utan att säga det aktuella ordet. Syftet är att kunna beskriva och förklara ord till arbetsområdet man jobbar med. Ämnesspecifika begrepp men även ord som binder ihop de naturvetenskapliga begreppen tränas på ett lustfyllt och språkutvecklande vis.

Föredragets målgrupp är lärare och praktiknära forskare som är intresserade av en undervisning som är språk- och kunskapsutvecklande och där även elevers förmåga att samarbeta är i fokus.

Under de senaste åren har generativ artificiell intelligens (AI) blivit tillgänglig som verktyg i skolans värld. För många lärare innebär detta både möjligheter och utmaningar: tekniken kan effektivisera planering och bidra till nya undervisningsformer, men den väcker också frågor om kvalitet, användbarhet och etik (Kasneci, Sessler, Küchemann, Bannert, Dementieva, Fischer, … & Kasneci, 2023).

Jag arbetar som ämneslärare i matematik, fysik och teknik på högstadiet och har under de senaste åren prövat olika sätt att använda AI-verktyg i undervisningen, både som stöd i min egen planering och i viss mån som redskap för elever. Detta bidrag bygger på min artikel i Atena Didaktik (Törnered, 2024) men tar även i beaktning den erfarenhet jag fått sedan dess. För att analysera samspelet mellan teknisk, pedagogisk och ämnesmässig kompetens använder jag mig av TPACK-modellen (Mishra & Koehler, 2006).

I min presentation kommer jag att bidra med tre exempel som illustrerar potentialen och begränsningarna i AI-användning i skolpraktiken:

1. AI-assisterat framtagande av uppgifter till prov och övningar.

Som lärare behöver man ständigt skapa uppgifter till prov, instudering och övningar, något som kan vara mycket tidskrävande. Genom att använda AI kan man generera ett utkast, som därefter bearbetas med lärarens ämnes- och pedagogiska kompetens för att säkerställa kvalitet och relevans. Detta arbetssätt kan spara tid och samtidigt höja variationen i ens undervisningsstoff (Kasneci et al., 2023). Samtidigt måste läraren vara vaksam, eftersom nuvarande AI-modeller ibland producerar felaktigt innehåll eller så kallade ”hallucinationer” (OpenAI, 2025).

2. AI-assisterad utveckling av fysiksimuleringar.

Genom att använda AI kan man producera enklare fysiksimuleringar, exempelvis för att visualisera våglängder och färg. Detta möjliggör interaktiva undervisningsresurser som kan anpassas till specifika undervisningsmoment utan störande distraktioner såsom reklam eller dylikt (Ben-Zion , Einhorn Zarzecki, Glazer & Finkelstein, 2024). För att dessa resurser ska vara meningsfulla krävs emellertid TPACK i sin helhet: teknisk kompetens för framtagandet av simuleringarna, ämneskompetens för att säkerställa simuleringens fysikaliska korrekthet och pedagogisk kompetens för att bedöma det didaktiska värdet.

3. AI som undervisningsinnehåll.

AI bör inte enbart betraktas som ett verktyg, utan även som stoff i teknikämnet. I min undervisning får eleverna bland annat lära sig hur AI fungerar, pröva generativa verktyg och jämföra AI-baserade sökmotorer med traditionella källor. Syftet är att utveckla deras förståelse för teknikens möjligheter och risker samt stärka deras kritiska förhållningssätt (Sperling, Stenliden & Mannila, 2025).

Bidragets nytta för skolan ligger i att visa hur AI kan integreras både som pedagogiskt stöd för läraren och som innehåll i elevernas lärande. Presentationen kommer kort att redogöra för dessa tre användningsområden och därefter öppna för diskussion om erfarenheter, möjligheter och utmaningar.

Generativ AI (GenAI) har satt samhället och skolvärlden i gungning, och det är tydligt att vare sig vi vill eller inte kommer AI att påverka skolan. En helt central aspekt av detta är behovet av att säkerställa elevers grundläggande förståelse för AI och dess användning, deras AI-litteracitet (European Commission & OECD, 2025; UNESCO, 2022). Under 2023 genomfördes ett utvecklingsprojekt om AI-litteracitetsundervisning i gymnasieskolans teknik- och programmeringskurser. Ett undervisningsmoment designades, genomfördes och utvärderades i två cykler i samverkan mellan lärare, forskare och IKT-pedagog.

Projektet genomfördes som ett kollegialt utvecklingsprojekt i två cykler under 2023, där lärare, forskare och IKT-pedagog samverkade för att designa en undervisningssekvens om 3-4 timmar som kunde implementeras inom befintlig läroplan och med begränsade resurser. Undervisningen genomfördes i kurserna Teknik 1, Teknik 2 och Programmering 1 och omfattade både teoretiska moment om AI:s funktion och utveckling samt praktiska laborationer med språkmodeller av olika storlekar och konfigurationer.

Tre huvudsakliga undervisningsmål identifierades: (1) förståelse för vad AI är, (2) förståelse för skillnader mellan olika modeller och deras användning, och (3) förståelse för etiska aspekter kring AI. Utvärdering genomfördes genom enkäter före och efter undervisning (197 respektive 108 svar) samt reflektion mellan kollegor.

Resultaten visar att eleverna utvecklade en mer nyanserad förståelse för AI och dess risker, samt kände sig bättre rustade att använda AI konstruktivt. Det praktiska arbetet med modeller av olika komplexitet visade sig värdefullt för att konkretisera teoretiska begrepp. Den kollegiala utvärderingen visade att arbetet gav både omedelbara effekter i ökad AI-litteracitet, och bestående effekter som underlättade arbete och diskussioner kring AI i såväl teknik och programmering, som i andra kollegors undervisning.

Undervisningsmaterialet finns fritt tillgängligt och kan utgöra en grund för lärare som vill integrera AI-undervisning i teknik- och programmeringskurser, eller med bearbetning även i andra kontexter.

Laborationer har länge betraktats som en självklar del av naturvetenskaplig undervisning och framhålls både i styrdokument och i skolans tradition. Samtidigt är de en resurskrävande undervisningsform som kräver tid, lokaler och utrustning. I denna studie undersöks därför vilka villkor som påverkar naturvetenskapslärare inom kommunal vuxenutbildning (Komvux) och hur laborationer anpassas till dessa. Komvux utgör en särskilt intressant kontext eftersom skolformen å ena sidan ska uppfylla samma kunskapskrav som gymnasieskolan, men å andra sidan verkar under helt andra villkor.

På gymnasial nivå följer Komvux gymnasiets ämnesplaner men regleras av en egen läroplan. Eleverna ska alltså nå samma kunskapsmål som gymnasieelever, trots att undervisningen sker under annorlunda förutsättningar. Bland annat är resurserna inom Komvux betydligt mer begränsade, till exempel genom att kostnaden per elev är mindre än hälften av gymnasieskolans (Skolverket, 2024) och undervisningen kännetecknas av korta kurser, hög andel distansstudier och mycket heterogena elevgrupper (Holmqvist m.fl., 2024). Dessa villkor skapar en undervisningssituation som skiljer sig väsentligt från gymnasieskolans, och som därför kräver särskilda anpassningar.

Mot denna bakgrund är studiens syfte att belysa hur lärare i biologi, kemi, fysik och naturkunskap inom Komvux anpassar laborationer till sina specifika undervisningsvillkor. Studien bygger på 24 kvalitativa intervjuer med lärare vid 18 olika Komvuxskolor. Analysen utgår från Basil Bernsteins begrepp rekontextualisering, som beskriver hur kunskap omformas när den överförs från vetenskaplig och institutionell nivå till pedagogisk praktik. För att samtidigt synliggöra de strukturella villkor som ramar in denna process används även ramfaktorteori (Dahllöf), som riktar uppmärksamheten mot de praktiska begränsningar och möjligheter som styr undervisningen.

Resultaten visar att lärarna ständigt måste balansera mellan pedagogiska ideal och praktiska begränsningar. Tre återkommande teman identifierades: (1) att navigera flexibilitet, (2) att hantera tidsramar och (3) att anpassa sig till resursförhållanden. Flexibiliteten i Komvux innebär löpande kursstarter, kombinationer av distans- och platsförlagd undervisning samt elevgrupper med mycket varierande bakgrund. Detta gör det svårt att skapa en sammanhållen laborativ undervisning. Tidsaspekten förstärker utmaningen: de korta och komprimerade kurserna gör att laborationer ofta reduceras till några få tillfällen, ibland endast en enda laboration per kurs. Till detta kommer de stora skillnaderna i resurstillgång. Vissa skolor saknar ändamålsenliga lokaler eller modern utrustning, medan andra har fullt utrustade laboratorier.

Sammantaget framträder en undervisningspraktik som präglas av kompromisser. För att laborationerna överhuvudtaget ska bli genomförbara prioriteras praktiska lösningar och traditionella laborationer med ”hög täckningsgrad”. Den flexibilitet som ofta framhålls som Komvux styrka visar sig i praktiken bidra till fragmentering och rigiditet, där både tidsbrist och resursbegränsningar kan minska möjligheten till meningsfull laborativ undervisning.

Studien synliggör därmed lärarnas centrala roll som förhandlare mellan styrdokumentens krav, institutionella villkor och pedagogiska värden. Genom att analysera deras praktiker framträder en spänning mellan laborationens traditionella position i naturvetenskaplig undervisning och de faktiska förutsättningarna i vuxenutbildningen. Samtidigt visar även resultaten en stor variation mellan olika Komvux, vilket kan väcka frågor kring likvärdighet.

Forskning och utvecklingsprojektet (FoU) tar sin utgångspunkt i ett samarbete mellan skolämnena kemi, biologi och fysik och involverar undervisande lärare på ett naturvetenskapligt program i Stockholms stad. I styrdokumenten har målen för naturvetenskapens karaktär och arbetssätt liknande formuleringar för de naturvetenskapliga kurserna, men på skolan har ett strukturerat kollegialt arbete kring laborativ undervisning saknats. Projektet syftar således till att undersöka hur gymnasielärare i olika naturvetenskapliga ämnen kan samverka kring undervisning och progression inom detta område.

Hodson (2014) menar att två lärandemål med naturvetenskaplig undervisning är att lära sig utföra naturvetenskap (eng. doing science) och att förstå hur naturvetenskap produceras (eng. learning about science). Tidigare forskning har dock identifierat flera utmaningar med att bedriva en undersökande laborativ undervisning (Hardahl m.fl. 2019). Till exempel behöver elever ges tid till att “mickla” (eng. tuning), vilket bland annat innebär att träna på handhavande och synliggöra det fenomen som avses att undersöka. Eleverna behöver också få möjlighet att ompröva sina försök. Detta kan ses som en viktig del av att lära sig om naturvetenskap (eng. learning about science) (Hodson 2014; Pickering 1995). För att identifiera vilka olika naturvetenskapliga arbetssätt (praktiker) som kan tänka sig vara av vikt för skolans laborativa undervisning har Knorr Cetinas (1999) begrepp “epistemiska praktiker” använts som metodologisk utgångspunkt. Epistemiska praktiker beskriver den mångfald av arbetssätt och förhållningssätt som förekommer inom naturvetenskapens olika discipliner. Den laborativa undervisningen behöver därmed återspegla och synliggöra denna variation.

Studiens empiri består av ljudinspelningar från gemensamma arbetsmöten som analyserats med avseende på samverkan och progression i undervisningen. Den preliminära kvalitativa innehållsanalysen visar en mängd olika utvecklingsområden för skolans gemensamma laborativa undervisning. Till exempel elevers förmåga att “mickla” och producera det fenomen som ska observeras likväl som förmågor som att formulera undersökningsbara frågor och dokumentera den undersökande verksamheten. En utmaning som återkommer i lärarnas samtal är att ett fördjupat arbete kring dessa aspekter tar mycket undervisningstid i anspråk. Dessa utvecklingsområden kommer att vara i fokus i det fortsatta utvecklingsarbetet av skolans laborativa verksamhet. Ytterligare resultat är att FoU-projektet bidragit till att utveckla ett gemensamt naturvetenskapligt didaktiskt vokabulär bland kollegorna och infört en forskningsbaserad grund för att analysera hur den nuvarande laborativa undervisningen bedrivs. Arbetet betraktas som särskilt värdefullt vid implementeringen av gymnasieskolans nya läroplan (Gy 25).