Naturfag, læringsstrategier og grunnleggende ferdigheter

I litteraturen finnes det ulike definisjoner av begrepet læringsstrategier. Stortingsmelding 30 (2002-2004) Kultur for læring definerer begrepet slik:

Læringsstrategier defineres som evne til å organisere og regulere egen læring, kunne anvende tid effektivt, kunne løse problemer, planlegge, gjennomføre, evaluere, reflektere og erverve ny kunnskap og viten, og kunne tilpasse og anvende dette i nye situasjoner i utdanning, arbeid og fritid. (UFD 2004:36)

Dette må man vel kunne kalle en noe omfattende og ambisiøs definisjon. Elstad og Turmo har i sin bok Læringsstrategier. Søkelys på lærernes praksis valgt en noe enklere forståelse når de skriver ”Å utvikle gode læringsstrategier handler om hvordan elever på en aktiv, fleksibel og effektiv måte kan tilnærme seg ulike typer læringssituasjoner og ulike typer lærestoff” (Elstad og Turmo 2006:16). 

Det man kan trekke ut som en form for essens av de ulike strategiene, er synet på og utviklingen av den lærende som en aktiv og bevisst aktør i sitt eget læringsarbeid, en aktør som tilegner seg ulike strategier eller verktøy og bruker disse målbevisst i den hensikt å nå et læringsmål.

Begrunnelsene for utvikling og bruk av læringsstrategier henger tydelig sammen med de læringsteoriene som er framherskende innenfor naturfag i dag. Da tenkes det spesielt på den sosiale konstruktivismen, der betydningen av elevenes førforestillinger og bruk av språket som en viktig faktor i læring står sentralt. Innenfor denne teorien mener man at læring skjer på to plan, både det interpersonlige, mellom mennesker, og det intrapersonlige plan, inne i mennesket (Leach og Scott 2003).

Disse tankene ser man tydelige spor av i Carol Santas ni nøkkelprinsipper som hun hevder bør ligge til grunn for alt arbeid med læringsstrategier. Santa har i prosjektet CRISS (Creating Independence through Student-owned Strategies) arbeidet med læringsstrategier, og mye av materialet er tilgjengelig på norsk gjennom det arbeidet blant annet Liv Engen har gjort (Engen 1998; 2003).

I nøkkelprinsippene ser man også den klare koblingen mot utvikling av grunnleggende ferdigheter, spesielt muntlige og skriftlige ferdigheter og det å kunne lese. Slik framstår de ni nøkkelprinsippene på norsk: 

1. Bakgrunnskunnskaper er viktige for leseforståelsen.
2. Gode lesere prøver aktivt å få mening ut av det de leser.
3. Elevene trenger mange anledninger til å snakke med hverandre om hva de lærer.
4. Gode lesere er metakognitive. De er målrettet, og de vet hvordan man skal angripe tekstene for å få mening ut av dem.
5. Elevene trenger mange anledninger til å skrive om hva de lærer.
6. Gode lesere og skrivere har en intuitiv forståelse av forfatterens håndverk.
7. Gode lesere kan organisere opplysninger på mange måter for å lære.
8. Elevene lærer å tenke strategisk når lærerne lærer dem disse prosessene direkte ved å forklare og modellere.
9. Elevene lærer å forstå ved å utføre mange forskjellige tankekrevende aktiviteter med et emne.
   (Santa og Engen 1996:1)

Santa påpeker i sin framstilling at disse nøkkelprisnippene er overordnet valg av strategier. Det vil si, samme hvilke strategier eller arbeidsmåter man velger å ta i bruk, er det prinsippene som skal styre utvalget og bruken av dem.

Nøkkelprinsippene poengterer viktigheten av å snakke med andre om det man lærer, den muntlige ferdigheten, og å skrive om det man lærer, den skriftlige ferdigheten. Ved å omformulere lærestoffet med egne ord og formidle det enten muntlig eller skriftlig, får man mulighet til å strukturere det man har lært og kanskje teste sin egen forståelse.

Vi ser også at leseferdighet blir koblet til ferdigheten aktivt å kunne søke mening i en tekst. Det samsvarer med beskrivelsen av ferdigheten ”å kunne lese” i læreplanen for naturfag (KD 2006). Læringsstrategiene gir elevene redskaper som kan hjelpe dem i dette arbeidet.

De strategiene som beskrives i denne artikkelen, er kun noen eksempler fra et stort repertoar av ulike strategier. I tillegg tilpasser lærere og elever strategiene til eget bruk, slik at variasjonen totalt er stor. Men for å ivareta hensikten kan man med fordel ha de ni nøkkelprinsippene ”i bakhodet” når man arbeider med temaet. Viktig er det også at elevene ikke bare blir lært disse strategiene ”en gang for alle”, men får anledning til å anvende dem og skaffe seg erfaringer med dem i alle fag.

Læringsstrategiene kan deles inn på ulike måter. En måte er gjennom disse fire hovedkategoriene (Elstad og Turmo 2006):

a) Hukommelsesstrategier (repetisjonsstrategier)
b) Utdypingsstrategier (elaboreringsstrategier)
c) Organiseringsstrategier
d) Forståelsesovervåking og kontroll

Vi vil her gi eksempler fra alle de fire kategoriene. Utvalget er i hovedsak hentet fra Santa og Engen (1996). Der det er en annen kilde, framgår dette i teksten.

Det første av de ni nøkkelprinsippene peker på betydningen av elevenes bakgrunnskunnskaper eller førforståelse. En av de læringsstrategiene som kan benyttes til dette, er VØL-skjemaet. Et skjema med tre kolonner for hhv. ”det jeg vet”, ”det jeg ønsker å vite” og ”dette har jeg lært”. Noen lærere omdøper dette skjemaet til TØL, ut fra erfaringen om at det er enklere å få elevene til å si eller skrive om ”det de tror de vet”. 

En god framgangsmåte i arbeidet med skjemaet er å la elevene først få noen minutter til å tenke for seg selv og kanskje notere hva det er de vet om det aktuelle temaet. Deretter kan de samles i grupper på to eller tre for å snakke om det de vet. På denne måten gis elevene anledning til å ”snakke fag” i så små grupper at alle kommer til orde.

Til slutt tar man en oppsummering i full klasse og noterer det klassen til sammen vet om temaet fra før, gjerne på et lysark eller ved bruk av PC og prosjektør. Ut fra en slik sammenstilling kan man diskutere videre hva det kan være interessant å vite mer om. Dette er ikke alltid en prosess som går av seg selv, så her trengs nok en aktiv lærer.

Når man etter arbeidet med temaet går tilbake til dette skjemaet og skriver inn det de har lært, fungerer det både som en bevisstgjøring på egen læring og det gir mulighet for å gå tilbake til den første kolonnen og se om det er grunn til å justere på noe av det som står der. Har elevene lært noe gjennom arbeidet som gjør at de har endret forståelsen sin og kanskje vil justere utsagnene i ”dette vet jeg”-kolonnen?

En annen måte å hente opp og bli seg bevisst førforståelsen kan være å skrive seg inn i et emne (Hertzberg 2006). Etter introduksjonen til et nytt tema får elevene i oppgave å skrive ”alt de kommer på om … (temaet)”. Skrivetiden kan være tre-fem minutter og er tydelig definert på forhånd. Læreren starter og stopper elevene.

Etter skriveperioden går elevene i små grupper på to-tre personer for å dele det de har skrevet. I denne fasen får de både formulert egen forståelse og kunnskap muntlig, og det kan være sannsynlig at de blir minnet på ting de nok vet, men ikke husket med det samme. Det vil si, ”dørene” inn til hver enkelts kunnskapsbase åpnes enda et hakk. Deretter kan man gjennomføre en oppsummerende runde i plenum.

Gjennom begge de to nevnte strategiene får elevene anledning til å bli bevisst egen bakgrunnsforståelse, og læreren får et verdifullt blikk inn i de oppfatningene klassen besitter, og kan bygge videre læringsarbeid på det.

For aktivt å søke mening i en tekst finnes det ulike strategier, for eksempel styrkenotat, tankekart, fri form-kart og kolonnenotater. Et styrkenotat kan blant annet brukes som en videre bearbeiding og strukturering av første kolonne i et VØL-skjema.

I et styrkenotat får hovedideen eller -temaet styrke 1, og deretter rangeres detaljer som styrke 2, 3 og kanskje 4 alt etter hvor detaljrikt materialet er. Dette vil hjelpe elevene til å sortere innholdet i et VØL-skjema eller i en tekst og se de ulike opplysningene både i sammenheng med hverandre og i forhold til hverandre.

Etter hvert som man arbeider seg inn i et tema, kan styrkenotatet være et skjelett som man setter nye momenter inn i. Da får man et bilde av hvor de hører hjemme og hvilken posisjon de har i forhold til andre detaljer. Dette er et eksempel på et styrkenotat i temaet økologi, næringskjeder:

1. Næringskjede 
-----2. Produsent
-----------3. Plante
--------------------4. Kløver
-----2. Forbruker
-----------3. Planteeter
--------------------4. Hare
-----------3. Rovdyr
--------------------4. Rev
-----2. Nedbryter
-----------3. Småkryp 
--------------------4. …
-----------3. Sopp

Det tradisjonelle tankekartet med hovedideen eller -begrepet i midten og underliggende ideer og detaljer som satellitter omkring med linjer mellom detaljer som har med hverandre å gjøre, kan brukes både som redskap for å aktivisere forkunnskap og for å strukturere innholdet i nytt lærestoff. Satellittene antyder hva som er sentrale tema i teksten, hva man skal konsentrere seg om, og man bygger ut og eventuelt justerer tankekartet etter hvert som man arbeider seg gjennom stoffet.

Et tankekart kan også arbeides om til et styrkenotat for å vise sammenhengen mellom de ulike elementene. Mange lærere har da funnet det nyttig å utforme tankekartet med hovedtemaet på venstre side og satellittene i en vifte ut mot høyre. Det forenkler overgangen fra tankekart til styrkenotat for elevene.

I fri form-kartet kan elevene kombinere ulike uttrykksmåter. Dette kan for eksempel være et egnet redskap for de elevene som lærer bedre gjennom bilder eller visuelle uttrykk enn gjennom rein tekst, eller yngre elever som enda ikke er så gode skrivere. Her kan elevene lage tegninger eller bruke bilder som symboliserer innholdet i lærestoffet, og de kan kombinere det med en kort tekst eller beskrivelse av de enkelte momentene i tegninga.

Det sentrale i tekstens innhold omformuleres gjennom elevens valgte uttrykksmåte, noe som fordrer en mental bearbeiding og setter krav til forståelsen. Fri form-kartet kan brukes både individuelt og i mindre grupper. Ved å arbeide i en liten gruppe stimulerer man til den faglige samtalen om det som framstilles.  

Kolonnenotatene, og da gjerne som tokolonnenotat, er også et redskap for å organisere opplysninger i et lærestoff. I den venstre kolonnen skrives stoffets hovedidé inn. Etter hvert som man arbeider seg gjennom stoffet skriver man inn detaljene i høyre kolonne. Presenteres det flere hovedidéer, settes de inn i venstre kolonne etter hvert, med tilhørende detaljer i høyre kolonne. Dette verktøyet kan hjelpe elevene til å skille ut hovedideer og tilhørende detaljer i en løpende tekst eller et mangfold av kilder.

Hva man skriver inn i de to kolonnene vil avhenge av type stoff man arbeider med. Det kan også være stoff som presenterer påstander og bevis. Da settes påstandene i venstre kolonne og de tilhørende bevisene i høyre kolonne. Dette kan også brukes i forbindelse med gjennomføring av forsøk eller feltarbeid, der hovedmomentene, for eksempel problemstilling, metode, utstyr, framgangsmåte og resultat, står i venstre kolonne og beskrivelsene som hører til de respektive stikkordene finnes i høyre kolonne.

Ønsker man en rapport skrevet i sammenhengende tekst, kan tokolonnenotatet være et godt utgangspunkt, siden momentene nå er sortert i sentrale punkter og gjør det enklere for eleven å strukturere rapporten. Kolonnenotatet kan være en hjelp for å strukturere innhold, samtidig som det gir et visuelt bilde av sammenhenger for elever som trenger det. For senere å øve eller teste seg selv, kan jo eleven legge et ark over den høyre kolonnen og prøve å tenke seg fram til hva som står der, og fortelle dette ut fra stikkordene i venstre kolonne.

En annen strategi som også kan hjelpe elever til å se og forstå forholdet mellom idéer eller begreper, er det som kalles rammer. Her følger et eksempel på en ramme som forsøker å klargjøre de to begrepene ”pollinering” og ”frøspredning”, som mange blander sammen.

Ved å sette opp begrepene i en slik ramme og samle og presentere egenskaper ved hver enkelt, kan det visuelle bildet hjelpe elevene til å forstå innholdet i hvert enkelt av begrepene, samt holde dem fra hverandre.

Stikkordene i de enkelte rutene utvikles for de aktuelle begrepene, og gjerne av elevene selv i samarbeid med lærer. Mye av bevisstgjøringen ligger i det å finne gode stikkord. Eksempler på andre begreper som kan egne seg for slike rammer, kan være atom og molekyl eller bergarter og mineraler.  

Så langt har elevenes framstillingsmåte stort sett vært i stikkordsform eller korte setninger. Å kunne formulere seg skriftlig i naturfag består også av å kunne skrive en sammenhengende tekst. Vi har antydet hvordan flere av de nevnte strategiene kan være forløpere til en sammenhengende tekst, men avslutningsvis vil vi også peke på strategier som kan være gode redskaper til å skrive om det man lærer, i en mer fortellende form.

Her har vi valgt to strategier som ikke er typisk ”naturfaglige”, da vi opplever at mange elever trenger å utvide oppfatningen av hva som ”passer seg” i naturfag. Andre framstillingsmåter enn de tradisjonelle kan i tillegg til det faglige perspektivet også virke motiverende. De to strategiene vi presenterer her, er perspektivnotat og rolleskriving.

I et perspektivnotat velger eleven et annet perspektiv enn sitt eget når han eller hun skriver om det som læres eller er lært. Etter et arbeid med partikkelmodellen på 5.-7. trinn kan elevene for eksempel skrive om ”mitt liv som luftpartikkel i en ballong” eller ”mitt liv som vannpartikkel den dagen vinteren kom”. Etter arbeidet med utdødde dyrearter i 3.-4. klasse kan elevene for eksempel skrive om ”livet mitt som dinosaur”.

Poenget er å anvende kunnskap og faglige begreper i en skriftlig tekst, men i en sammenheng som kanskje gir dem andre utfordringer enn de vanlige oppgavene. I et perspektivnotat kan de med fordel ta utgangspunkt i de tankekartene eller kolonnenotatene de har utarbeidet tidligere i arbeidet med temaet.
 
Gjennom bruk av rolleskriving oppnår man mye av det samme som i et perspektivnotat når det gjelder å anvende fagkunnskap og begreper, og i tillegg bevisstgjør man her elevene på perspektiver som avsender, mottaker, budskap og formidlingsmåte. Innenfor rolleskriving kan de velge å være en annen avsender enn seg selv som elev, og de kan velge seg en annen mottaker enn læreren, noe som nok åpner for andre formidlingsmåter enn de tradisjonelle.

Elevene må være bevisste på hva som er deres egentlige budskap, noe som kan gi grunnlag for en god diskusjon, og hvordan de på beste måte skal få fremmet dette overfor mottakeren. Dette er tema innenfor norskfaget, men å skape en forståelse for at også naturfag framstilles på ulike måter, ikke bare i lærebokform eller i rapporter, kan gi verdifulle bidrag til fagforståelsen.

I en klasse kan man arbeide med samme budskap, men elevene kan, for eksempel i små grupper, velge seg ulike senderroller, ulike mottakere og ulike formidlingsmåter. Å skrive leserinnlegg, faglige forklaringer for elever på trinnet under, informasjon til foreldre, eller brev til en offentlig instans for å etterspørre informasjon eller gi en uttalelse er eksempler på aktuelle formidlingsmåter.

I tilknytning til at elevene arbeider på denne måten kan det også være naturlig å se på hvordan lærebokforfatteren forholder seg til budskap, mottaker og formidlingsmåte. Å få en forståelse av det som gjerne betegnes som ”forfatterens håndverk”, kan hjelpe elevene i deres egen framstilling, og i tillegg være til hjelp når de skal forholde seg til og skape mening i en læreboktekst. 

Argumentasjon som læringsstrategi er en arbeidsform der elevene får anvende faglige kunnskaper og begreper i en sammenheng der de bruker både skriftlige og muntlige ferdigheter samt lesing (Mork 2006). I dagligtale vet vi hva vi legger i argumentasjon – vi framsetter en påstand og vil prøve å overbevise noen andre gjennom de begrunnelsene vi har for denne påstanden.

Brukt som læringsstrategi kan vi si at argumentasjon inneholder en påstand, faktaopplysninger som vi bruker for å støtte opp under påstanden, begrunnelser som lager koblingene mellom faktaopplysningene og påstanden, og i tillegg inngår en del underliggende antakelser eller forutsetninger som man antar er allment kjent i den aktuelle situasjonen (ibid.).

Aktiviteter som fremmer argumentasjon brukes lite i norske naturfagsklasserom, til tross for at det er slått fast at denne type aktiviteter kan bidra til økt læring (ibid.). Ved å sette elevene i situasjoner der de må bruke faglig bakgrunnsstoff i sin argumentasjon for å overbevise andre, får de prøvd ut sin forståelse av temaet, og de vil se at det kan være ulike oppfatninger av det samme.

Situasjoner i naturfag som kan egne seg til bruk av argumentasjon, kan for eksempel være der temaet presenterer flere konkurrerende teorier. Som konkret eksempel kan nevnes kompetansemålet for ungdomstrinnet der elevene skal kunne beskrive ulike teorier for hvordan universet har utviklet seg.

Å bruke denne kunnskapen i en argumentasjon, for eksempel i et rollespill med det mål å overbevise ”motparten”, kan gi en god mulighet til å utfordre egen forståelse i tillegg til å trene ferdigheten argumentasjon. Også her kan det fagstoffet som er bearbeidet tidligere i form av for eksempel tokolonnenotat, danne grunnlaget for oppbygging av påstandene og begrunnelsene.

Nedenfor finner du henvisning til artikler om argumentasjon i naturfagsundervisningen:

Hvorfor argumentasjon i naturfag?

Hvordan tilrettelegge for argumentasjon i undervisningen?

Aktiviteter som fremmer diskusjon og argumentasjon i små grupper

Rollespill og argumentasjon

Hvordan kan læreren håndtere debatter?

En enklere variant som kan brukes helt ned på 1. årstrinn, er å ta utgangspunkt i grubletegninger. I grubletegningene framsetter flere barn ulike påstander knyttet til en hendelse eller et problem. I klassen kan da elevene bestemme seg for hvem av barna på tegningen de mener har det mest korrekte svaret, og argumentere for hvorfor de tror dette.

Dette kan med fordel skje i små grupper før man tar det i full gruppe. For mange vil det også ufarliggjøre argumentasjonen at de er enig eller uenig med en av personene på tegningen, det er ikke de selv som framsetter påstanden.

• Eilertsen, T.V., Køller, H.G. og Valdermo, O. (2004): Idébank for læringsbok i kjemi
• Elstad, E. og Turmo, A. (red.)(2006): Læringsstrategier. Søkelys på lærernes praksis. Oslo, Universitetsforlaget.
• Engen, Liv (1998) Læringsstrategiprosjektet i Rogaland. Idésamling. Universitetet i Stavanger, Senter for leseforskning
• Engen, Liv (2003) ”Å lese for å lære: Hvordan utvikle gode strategier for leseforståelse og læring?” I Austad, Ingolv (red.) Mening i tekst. Oslo, Cappelen akademisk forlag
• Hertzberg, F. (2006): ”Du vet ikke hva du har skjønt før du kan sette ord på det!” Naturfag 2/2006.
• Kjærnsli, M., Lie, S., Olsen, R.V., Roe A. og Turmo, A. (2004) Rett spor eller ville veier? Norske elevers prestasjoner i matematikk, naturfag og lesing i PISA 2003. Oslo, Universitetsforlaget.
• Kunnskapsdepartementet (KD)(2006): . Læreplanverket for Kunnskapsløftet (LK06). Oslo
• Leach, J. og Scott, P. (2003): ”Individual and Sociocultural Views of Learning in Science Education”, Science & Education, 12, 91-113.
• Lie, S., Kjærnsli, M., Roe, A. og Turmo, A.(2001): Godt rustet for framtida? Norske 15-åringers kompetanse i lesing og realfag i et internasjonalt perspektiv.
• Nasjonal hovedrapport PISA 2000. Acta Didactica nr. 4/2001. Institutt for lærerutdanning og skoleutvikling, Universitetet i Oslo.
• Mork, S. (2006): ”Argumentasjon som læringsstrategi: Hvordan kan læreren tilrettelegge for elevenes faglige argumentasjon?”, i Elstad, E. og Turmo, A. (red.): Læringsstrategier. Søkelys på lærernes praksis. Oslo, Universitetsforlaget.
• Santa, Carol og L. Engen (1996): Lære å lære. Stavanger, Stiftelsen dysleksiforsking
• Utdannings- og forskningsdepartementet (UFD)(2004): Kultur for læring, St.meld. nr 30 (2003-2004).

Internettkilder

• Project CRISS
• Grubletegninger

Carol Santa poengterer sterkt behovet for at alle strategier som vi velger å benytte oss av, gjennomføres i detalj sammen med elevene i starten (Santa og Engen 1996). Dette kaller hun modellering. Gjennom å bruke strategien selv må læreren vise elevene hvordan vi anvender den steg for steg. Videre må elevene få mange anledninger til å prøve seg fram under veiledning.

Som Eilertsen, Køller og Valdermo skriver: ”Å ta i bruk en ny læringsstrategi krever stor bevissthet i en periode, og ofte hjelp utenfra” (Eilertsen et al. 2004). Det å ta seg tid til å stoppe opp og reflektere over hva man har lært og hvordan en aktuell læringsstrategi har virket for hver enkelt, er også et sentralt poeng.

På denne måten fremmer man den metakognitive delen av arbeidet, det som på lengre sikt skal ”lære elevene å lære”. Målet er at elevene etter hvert kan forholde seg strategisk i nye læringssituasjoner. De vet de har et repertoar av strategier eller verktøy, og skulle de stå fast, har de flere verktøy å velge blant for å komme seg videre.   

Mange vil nikke gjenkjennende til flere av de strategiene som er presentert. Det er lite av dette som er direkte nytt. Det som likevel gjør ”den gamle vin” interessant, er at dette nå i større grad enn før er satt inn i en sammenheng og gitt en faglig begrunnelse. Med utgangspunkt i at læreplanen nå pålegger skolene å bidra til at elevene utvikler gode læringsstrategier, er det gode argumenter for å ta disse i bruk i naturfag, som nyttige verktøy for å utvikle både den faglige forståelsen og de grunnleggende ferdighetene.