"Karbonet går i en uendelig bane" - Elevers forståelse av karbonets kretsløp gjennom modellering

Abstract

Modellering og evne til systemtenkning er sentralt innen naturfag, noe som kommer fram i kompetansemålene innen faget. Gjennom denne studien har vi undersøkt hvordan elevenes systemforståelse kommer til utrykk gjennom å lage modeller av et naturfaglig system, som i denne studien er begrenset til systemet karbonets kretsløp. Studien gikk ut på at vi gjennomførte et undervisningsopplegg med elever på ungdomstrinnet, der de skulle lage modeller av karbonets kretsløp og svare på et spørreskjema knyttet til modellen de hadde laget. Modellene elevene laget og deres svar på spørreskjemaet ble grunnlaget for analysen. Analysen ble gjennomført som en innholdsanalyse ved hjelp av to forskjellige analytiske rammeverk. Funnene i studien viser at elevene som valgte å lage modell i 2D, endte med å rekonstruere eller delvis rekonstruere en modell de tidligere hadde sett, fremfor å konstruere en helt egen modell. De som derimot valgte å lage modell i 3D, lagde en modell som var fjernere fra modeller de hadde sett tidligere. Elevenes forståelse for karbonets kretsløp kunne tolkes ut fra valgene de har gjort i utarbeidelsen av modellen. Svarene fra spørreskjemaet, hvor elevene reflekterer over sin egen modell, er også med på vise elevenes systemforståelse. Det kommer frem i diskusjonen at elevenes forståelse avhenger av valg av type modell, og i hvilken grad de har valgt å rekonstruere eller konstruere modellen. Andre faktorer som er fremtredende i å avdekke elevenes forståelse, er deres misoppfatninger knyttet til karbonets kretsløp, hvordan de samhandler med andre, deres engasjement knyttet til verdens miljøproblemer og graden av frihet de fikk i tilknytning til oppgaven. Tidligere forskning i naturfagdidaktikk viser blant annet til at arbeid med representasjoner bidrar til en god forståelse for det aktuelle fenomenet, at arbeid med naturfaglige systemer kan avdekke en rekke misoppfatninger og hverdagsforestillinger, at forståelse for verdens miljøproblemer avhenger av en systemforståelse, og at samhandling med andre bidrar til et bedre læringsutbytte. Funnene gjort i studien, sett i lys av tidligere forskning og teori, kan føre til forbedringer i undervisning knyttet til forståelse av naturfaglige fenomener, samt gi forslag til videre forskning.