Naturvetenskap Grundskola åk 7-9 Modul: Förmåga att använda begrepp, modeller och teorier, årskurs 7-9 Del 4: Beskriva och förklara samband Hållbar utveckling - samband mellan människa, natur och samhälle Helen Hasslöf, Malmö universitet Vetenskapen visar tydligt att vi nu står inför en helt ny berättelse om vår gemensamma framtid på jorden. Det är inte längre vulkanutbrott, jordskalv eller kontinentalplattornas förskjutning som är den största kraften för förändring på planeten. Det är Vi. Ingenting annat påverkar nu jorden mer än människan. Det här är vetenskapens viktigaste besked till mänskligheten. Johan Rockström, 2015 (professor i miljövetenskap, chef för Stockholm Resilience Center). I programmet Sommar i P1 (2015), beskriver professor Johan Rockström hur människan nu är den mest omvandlande kraften på vår planet och hur våra aktiviteter hotar att förändra förutsättningarna för livet på jorden. Detta beskriver han som vetenskapens viktigaste besked till mänskligheten, ett avgörande samband att lyfta fram just sommaren 2015 då världens ledare förberedde sig för det kommande klimatavtalet i Paris, COP 21 (European Comission, 2015). I en skola som vilar på vetenskaplig grund bör vi kanske fundera över vad vetenskapens viktigaste besked till mänskligheten innebär. Ska det påverka vad och hur vi undervisar? Vilka kunskaper behöver vi för att kunna beskriva och förklara samband mellan mänsklig aktivitet och förändringar av jordens processer som till exemel ett förändrat klimat. På vilket sätt kan vår undervisning bidra till medvetenhet och kritisk reflektion kring frågor om hållbar utveckling? I den här modulen som handlar om förmåga 3 är det särskilt intressant att fundera över hur naturvetenskapliga begrepp, modeller och teorier kan användas för att förstå samband. Idag har verksamma forskare kunnat definiera nio planetära gränser för mänsklig aktivitet. De planetära gränserna utgår från miljöpåverkan av nio processer, som om de överskrids innebär stora risker för livet på jorden. Begreppet introducerades i tidskriften Nature 2009 av forskare verksamma vid Stockholm Resilience Center och Australian National University i Canberra. Att överskrida de planetära gränserna riskerar att kasta hela jordsystemet in i ett nytt tillstånd enligt forskarna. - Det är nu, bara under de senaste 25 åren som vi har börjat slå i planetens tak. Det är ny kunskap, och det kräver en ny väg till framtiden, säger Rockström i sitt Sommarprat 2015. https://larportalen.skolverket.se 1 (10)
Enligt forskning som publicerats i tidskriften Science 2015 är det fyra av planetens nio hållbara gränser som bedöms ha överskridits: förlust av biologisk mångfald, klimatförändringar, förändrad markanvändning (till exempel avskogning) samt förändrade biogeokemiska flöden av kväve och fosfor (orsakar bland annat övergödning). Övriga fem gränser att uppmärksamma kopplas till: ozonskiktets uttunning i stratosfären, havsförsurning, färskvattenanvändning, aerosoler i atmosfären och nya kemiska substanser. Detta känns igen från inslag i media och som ämnen för politiska diskussioner och, vi vet att detta är allvarliga problem. Men, att vi överskridit de planetära gränserna, vad innebär det? Är inte detta en fundamental skillnad från bruset av en ohållbar livsstil? Vad leder det till? Varför har vi överskridit dessa gränser? På vilket sätt berör vi detta i dagens undervisning? För att förstå vad det kan innebära med förlust av biologisk mångfald, övergödning av mark och vatten, avskogning och monokulturer och ett varmare klimat, behöver vi till exempel kunskaper om olika kretslopp och ekologiska processer om biologisk mångfald och naturligt urval. För att kunna förklara och beskriva samband kring klimatförändringar behöver vi förstå sambandet mellan kolets kretslopp, fossila bränslen, fotosyntes, förbränning, värmestrålning i atmosfären, havets betydelse som kolsänka etc. Dessa exempel på grundläggande kunskaper är exempel på värdefulla redskap för att kunna bättre förstå hur mänsklig aktivitet kan påverka de planetära gränserna och ger en ingång till diskussioner kring hållbarhetsfrågor (förmåga 1). Från ämnesundervisning i No till ämnesövergripande samhällsfrågor Miljöundervisning är ingen ny företeelse, den grundades i den ökade miljömedvetenhet som växte fram under 60-talets expansiva period. Östman, Sandell och Öhman (2003) - som studerat miljöundervisningens traditioner i svensk skola - visar att miljöundervisningen vid denna tid främst utformades enligt övertygelsen att det var brist på kunskap som orsakade miljöproblem. Skolans uppgift var utifrån detta synsätt att sakligt förmedla faktabaserad naturvetenskaplig kunskap kring de grundläggande processernas funktioner i naturen. Sociala och kulturella perspektiv var av underordnad betydelse. Det är först genom Brundtlandrapporten 1987 (World Commission on Environmental and Development, WCED, 1987), som Hållbar utveckling (HUT) myntas och miljöproblemen kommer att definieras som intressekonflikter i samhällets verksamheter snarare än en kamp mellan människan och naturen. Idag finns HUT inskrivet i läroplanen och ses som ett övergripande perspektiv som ska genomsyra all undervisning. Även om ämneskunskaper är viktiga så utgår lärande för hållbar utveckling inte enbart från didaktikens vad-fråga, utan hur och varför vi undervisar ses som lika viktiga hörnstenar. Genom ett miljöperspektiv får eleverna möjligheter både att ta ansvar för den miljö de själva direkt kan påverka och att skaffa sig ett personligt förhållningssätt till övergripande och globala miljöfrågor. Undervisningen ska belysa hur samhällets funktioner och vårt sätt att leva och arbeta kan anpassas för att skapa hållbar utveckling. https://larportalen.skolverket.se 2 (10)
Skolverket (2011), Lgr 11, Skolans värdegrund och uppdrag I denna text ser vi hur miljöperspektivet sätts i både ett globalt, lokalt och individuellt sammanhang i förhållande till elevens lärande. Det finns också ett normativt drivet syfte, där undervisningens roll är att belysa hur vi kan förändra vårt sätt att leva för att skapa en mer hållbar utveckling. Om detta finns mycket att säga, och forskningen visar också hur lärande kring hållbar utveckling brottas med tolkningsproblem. Det handlar om vad, hur och varför-frågor i förhållande till undervisningens syfte, men även en problematisering kring hur vi uppfattar hållbarhet i ekonomiska, ekologiska, sociala och politiska sammanhang och skolans roll i detta. Kanske kan denna formulering ses som en undervisning som sätter demokratiska processer i centrum för undervisningens utformning, där olika perspektiv, värderingar och tankar möts. Miljö- och hållbarhetsundervisning har nu pågått under drygt 50 år. Trots att gymnasieungdomar är medvetna om dagens miljöfrågor tycker de att det är svårt, eller omöjligt att göra något för att undvika en miljökollaps visar Kajsa Kramming (2017) i sin avhandling från Uppsala universitet. Ungdomar har en svart syn på framtiden. De tror att vi är på väg mot en miljökollaps snarare än mot en hållbar värld. Hur hamnade vi här? Hur använder vi kunskaper inom till exempel NO för att reflektera kring hållbarhetsfrågor? En undervisning som medvetandegör de problem vi står inför är naturligtvis viktig och orättvisor som synliggörs kan ofta vara starka drivkrafter för viljan att förändra. En viktig del av undervisningen är att verklighetsanknyta utbildningen, det vill säga att ta upp angelägna problem som har betydelse i elevernas vardag, men kanske vi måste fundera mer kring hur vi framställer verklighet i förhållande till elevernas möjlighet att påverka. Det är kanske här miljöfrågan ofta kan hamna vilse i komplexiteten kring vad som anses hållbart. Men, även i en komplex värld går det att utveckla en medvetenhet för det som vi anser är rätt och bygga självkänsla hos individer för att få gehör för sina tankar. Här är kunskaper inom naturvetenskap en del av förståelsen. Från att kunna vara en politisk kraft som växer genom insikter av kunskaper om ekologiska samband, ekonomiska utmaningar och sociala strukturer, fastnar vi förvånansvärt ofta i en rad valsituationer som kommer att handla om personliga livsstilsval kring vad du äter, vad du köper, hur du transporterar dig och hur du bor. Miljöengagemanget hamnar i en checklista av rätt och fel där du har svårt att hitta vad som är rätt, och valet hamnar mellan dåligt miljösamvete och hur du egentligen vill leva ditt liv. Har vi i det rådande individorienterade samhällsklimatet tippat över ansvaret för en kollektiv livsstil av överkonsumtion, till att lösas av den enskilde individen, det vill säga eleven? I de här frågorna är det lätt att undervisningen får en moraliserande ton. Det goda beteendet ställs mot det felaktiga. Det fostras goda källsorterare som är kritiska mot de som gör fel. Kan vi vidga synen på vad vi menar med handling? Något som ofta lyfts fram i dessa sammanhang är elevernas handlingskompetens (se t ex Malmberg, fördjupningstext https://larportalen.skolverket.se 3 (10)
Förmåga 1). Hur tolkar vi detta ideal? Var placerar vi handlingen och vad ser vi som kompetens/förståelse? Kanske en viktig del i undervisningen är att ge eleverna redskap att förstå vad till exempel klimatfrågan handlar om för att kunna utveckla ett självförtroende att förstå, se samband och skapa alternativ. Kreativitet och att finna alternativa lösningar på problem ger förståelse, lösningar kan ses på en samhällelig nivå men där personliga värderingar kan utforskas och ses som värdefulla handlingar att sträva efter i undervisningssammanhang. Att vara med och skapa alternativ istället för att utvärdera och välja bland redan existerande alternativ kanske är ett arbetssätt som ger mer självkänsla för handling än att välja bland rätt och fel, som lärprocess. Väldigt många frågor med naturvetenskaplig anknytning handlar om materia och energi. Ingenting försvinner och allting sprider sig, användes till exempel på 90 talet, och är exempel på en generell kunskap som kan vara användbar både i olika sammanhang och nya situationer. Så hur ska vi tänka kring undervisningens syfte när det kommer till frågor om hållbar utveckling? Citatet ovan från Lgr 11 (Skolverket, 2011) rör sig kring det som Biesta (2011) beskriver som undervisningens tre samspelande funktioner. Beroende på var tonvikten läggs, styr vi utbildningen i förhållande till olika syften som utbildningen kan ha för samhället och individen. Det handlar om funktioner av utbildning som: Kvalificerande att lära sig för att kunna agera och bidra till samhället Socialiserande att fostras in i rådande normer och värderingar Subjektifierande att utveckla ett personligt förhållningssätt i sociala sammanhang, medvetandegöras som politiskt subjekt Beroende på hur vi ser på utbildningens funktion och syfte kan vi öppna för olika möten och erfarenheter att reflektera över. Det kan till exempel handla om hur (och om) vi utmanar eleverna i nya sammanhang kring hållbarhetsfrågor, öppnar undervisningssituationer som inte har färdiga svar, problematiserar och söker nya perspektiv, synliggör normkritik och värderingar. Det är naturligtvis en utmaning att som lärare våga ge sig in i komplexa frågor kring miljö och hållbarhet för att synliggöra samband och diskutera förutsägelser om framtiden. Undervisningens socialiserande roll i förhållande till lärande för hållbar utveckling bygger på att stärka: Demokratiska arbetssätt som möjliggör delaktighet och inflytande från eleverna Kritiska förhållningssätt, reflektion kring värdegrunder, lokala och globala perspektiv Ämnesövergripande samarbeten och en mångfald av pedagogiska metoder https://larportalen.skolverket.se 4 (10)
I läroplanens inledande kapitel beskrivs skolans värdegrund och uppdrag (Skolverket, 2011). Här formuleras skolans etik som ska genomsyra all undervisning och utgör ett viktigt avstamp för arbetet med hållbarhetsfrågor. Med lärdomar och skolans värdegrund som redskap diskuterar vi visioner av det goda livet, genom kulturella och ideologiska värderingar. Möjligheter för elever att utvecklas som politiska subjekt påverkas av såväl nya kunskapssammanhang, ett kritiskt förhållningssätt som socialiserande normer. Detta möjliggör vi som lärare beroende på hur vi utformar undervisningssituationer (såväl medvetet som omedvetet). Att närma sig de naturvetenskapliga ämnena genom aktuella samhällsfrågor som rör biologi, fysik och kemi är också något som betonas i läroplanen. Om vi ska medvetandegöra kunskap som redskap för elever att kritiskt granska sin omvärld, utmanas av förståelse för nya samband och därigenom ompröva sina tankar i sociala sammanhang är kunskaper och begrepp inom naturvetenskap viktiga hörnstenar för helhetsförståelse. I undervisning kring hållbar utveckling blir det uppenbart att man måste arbeta med alla tre förmågorna. För att kunna argumentera och använda information (förmåga 1), krävs en förståelse av begrepp och teorier som gör att vi ser när och hur vi kan dra generella samband (förmåga 3). Avgörande är också att kunna värdera källor, finna relevant aktuell information (förmåga 1) och ha en förståelse av vad som kännetecknar vetenskaplig kunskap och kunskapsproduktion (förmåga 2). Flertalet mål för biologi, kemi och fysik kring hållbar utveckling har liknande formuleringar i läroplanen (Skolverket 2011, Lgr 11, åk 7-9): Biologi Med kunskaper om naturen och människan får människor redskap för att påverka sitt eget välbefinnande, men också för att kunna bidra till en hållbar utveckling. Centralt innehåll Biologisk mångfald och vad som gynnar respektive hotar den. Samhällsdiskussioner om biologisk mångfald, till exempel i samband med skogsbruk och jakt. Människans påverkan på naturen lokalt och globalt. Möjligheter att som konsument och samhällsmedborgare bidra till en hållbar utveckling. Kunskapskrav Fysik Dessutom för eleven underbyggda resonemang kring hur människan påverkar naturen och visar på några åtgärder som kan bidra till en ekologiskt hållbar utveckling. Eleven kan ge exempel på och beskriva några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor. Med kunskaper om energi och materia får människor redskap för att kunna bidra till en hållbar utveckling. https://larportalen.skolverket.se 5 (10)
Centralt innehåll Energins flöde från solen genom naturen och samhället. Några sätt att lagra energi. Olika energislags energikvalitet samt deras för-och nackdelar för miljön. Fysikaliska modeller för att beskriva och förklara jordens strålningsbalans, växthuseffekten och klimatförändringar. Kunskapskrav Kemi Dessutom för eleven enkla och till viss del underbyggda resonemang kring hur människa och teknik påverkar miljön och visar på några åtgärder som kan bidra till en hållbar utveckling. Eleven kan ge exempel på och beskriva några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor. Med kunskaper om materiens uppbyggnad och oförstörbarhet får människor redskap för att kunna bidra till en hållbar utveckling. Centralt innehåll Människans användning av energi-och naturresurser lokalt och globalt samt vad det innebär för en hållbar utveckling. Kolatomens egenskaper och funktion som byggsten i alla levande organismer. Kolatomens kretslopp. Kunskapskrav Dessutom för eleven underbyggda resonemang kring hur människans användning av energi och naturresurser påverkar miljön och visar på några åtgärder som kan bidra till en hållbar utveckling. Eleven kan beskriva och ge exempel på några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor. Om man sammanfattar dessa skrivningar så handlar det om att utveckla elevens förmåga att tillämpa teorier och modeller på ett generellt plan, för att kunna dra slutsatser och förstå sammanhang. Vi pratar då om det vi benämner som transfer. Med andra ord, att kunna erövra en förståelse som ger möjlighet att använda kunskaper i nya sammanhang för att dra slutsatser och samband i olika situationer. En förmåga som också kräver en kritisk reflektion för att förstå när det inte går att generalisera och förutsätta samband. Det är just här som lärande för hållbar utveckling blir särskilt intressant. Samtidigt som vi med hjälp av naturvetenskapliga teorier och modeller kring ekologi, kretslopp, materia och energi erövrar analytiska redskap för att se generella samband, så ger dessa kunskaper inte ett självklart svar på hur vi ska leva i en hållbar värld. Men, det kan ge en djupare förståelse av planetens gränser. Kunskaper som är avgörande då vi sedan går in i en värderande process där ekonomiska, ekologiska, sociala och kulturella värden får betydelse för hur vi lever i olika sammanhang och miljöer, i en global värld. https://larportalen.skolverket.se 6 (10)
Vilka representationer använder vi? Det kan vara värt att reflektera kring betydelsen av representationer i undervisningssammanhang, det vill säga hur vi representerar eller visualiserar världen. Representation behandlas även mer specifikt i del 5. Representationer kan ge förståelse som i sin tur kan användas som redskap för att generalisera i nya och olika sammanhang. Att ha ett kritiskt förhållningssätt till representationer är något som är mer aktuellt än någonsin i en modern digital värld. Vi har ett dilemma ifråga om hållbarhetsfrågor. Hur kan vi behålla allvaret i frågorna kring hållbarhet, att vi faktiskt överskridit fyra av planetens säkra gränser, men samtidigt inspirera till engagemang framåt, för en hållbar värld? Att handling spelar roll? Rockström slutar sitt sommarprat genom att hylla de politiska initiativ som föregick Parisavtalet 2015 kring klimatfrågan, han framhåller de nya teknikerna som möjliga bärare bort från beroendet av fossilsamhället och pekar på den minskade fattigdomen och barnadödligheten i världen, det minskade antalet väpnade konflikter och hur analfabetismen minskar. Vilka representationer vi lyfter fram och vilka samband som då blir synliga är intressanta didaktiska frågor. Användning av sol och vind som värme och energikällor Källa: Jan-Olof Dalenbäck, Chalmers tekniska högskola Mängd installerat (y-axel) per år (x-axel) https://larportalen.skolverket.se 7 (10)
På global nivå har de senaste 10 15 åren visat på en positiv utveckling, för såväl solvärme som vind- och solkraft. Att diskutera kring samband som dessa kan ge nya frågor i förhållande till bakomliggande orsaker, kunskaper och utveckling. I UNDP:s Blir världen bättre? (2016) lyfter Stefan Landin fram representationer kring världens utveckling som vi kanske inte är lika vana att se då vi diskuterar miljö- och hållbarhetsfrågor. Det är exempel som pekar på en positiv utveckling ur vissa hållbarhetsperspektiv. Andel som dör i krig och konflikt ökar inte Den utveckling som världen gjort de senaste 200 åren har skapat större motståndskraft och möjligheter till snabbare och bättre insatser mot annars väldigt dödliga katastrofer (Landin, 2016). Trots flera samtida krig och humanitära katastrofer under de senaste åren är dödligheten från såväl krig som katastrofer historiskt sett ganska låg. Anledningen är att världens länder är bättre rustade för att möta stora kriser än tidigare. Dessa diagram kan ge ingångar till ny förståelse och diskussioner kring vilka möjligheter som upptäckter inom naturvetenskap kan ge, hur nya rön lett fram till förbättrade levnadsförhållanden. Hur fungerar penicillin, vaccin och vattenrening? Men, att vi också genom innovationer satt jordens befolkning och ekosystem i ohållbara och kritiska tillstånd visar hur komplex världen är och att etiska frågor alltid finns närvarande då vi rör oss i tillämpning av områden som naturvetenskap och teknik. Genom https://larportalen.skolverket.se 8 (10)
att lyfta diskussioner i humaniora kring naturvetenskapens tillämpningar lyfter vi diskussioner kring hållbar utveckling. När vi använder statistiska samband i undervisningssammanhang kan det ge både nya och omvärderande insikter om förhållanden man inte tidigare uppmärksammat, men att ta upp och diskutera själva representationen är också avgörande för en djupare förståelse. Att diagram och grafer är en reducering av en komplex verklighet, där specifika perspektiv valts ut för att illustrera ett statistiskt samband är viktig kunskap för att kunna värdera denna typ av representationer. Att fundera över vad som inte är synligt i diagrammet är väl så viktigt för att se att världen är komplex och dynamisk. Kanske är det ibland mer bekvämt och enklare att betrakta världen genom linjära samband än den dynamiska komplexitet som snarare är den verklighet som möter oss då vi till exempel diskuterar hållbar utveckling. Ekosystemtjänster att medvetandegöra påverkan och samband mellan naturens processer och mänsklig aktivitet. Ekosystemtjänster har tillkommit för att beskriva och förklara den mångfald av tjänster och funktioner som olika ekosystem och dess organismer tillhandahåller människan. Att synliggöra dessa tjänster och samband som vi ofta tar för givna eftersom de bara finns av sig själv är i undervisningssammanhang ett sätt att värdesätta ekosystemens funktioner ur ett mänskligt orienterat perspektiv. Processer som de gröna växternas roll som primärproducenter genom fotosyntesen, nedbrytarnas roll för närsalternas cirkulation och fiskbeståndens reproduktion är exempel på det vi i dessa sammanhang definierar som ekosystemtjänster. Att arbeta kring ekosystemtjänster är ett exempel på hur undervisningen innebär att utveckla kunskap kring en rad begrepp, processer och modeller för att åskådliggöra samband. Beskrivning av Ekosystemtjänster, Naturvårdsverket: http://www.naturvardsverket.se/ekosystemtjanster Ekosystemtjänster, Skolverket: https://www.skolverket.se/skolutveckling/larande/nt/grundskoleutbildnin g/biologi/om-ekosystemtjanster Lärande för hållbar utveckling, Agenda 2030 och de globala målen Agenda 2030, består av 17 globala mål för en hållbar utveckling som antogs 2015 av FN:s medlemsländer. I samband med detta har UNESCO tagit initiativ till en Global Action Plan (GAP), som syftar till att stödja FN's medlemsländer i att uppnå hållbarhetsmålen i Agenda 2030. GAP uttalar ett internationellt syfte med lärande och utbildning, som innebär en strävan efter att alla ska få möjlighet att tillgodose sig kunskaper, färdigheter, värderingar och attityder som gör det möjligt att bidra till en hållbar utveckling. Arbeta med de Globala målen: http://www.globalamalen.se/ https://larportalen.skolverket.se 9 (10)
Agenda 2030: http://swedesd.uu.se/gap/ Referenser Biesta, G. (2011). God utbildning i mätningens tidevarv. Stockholm: Liber. European Comission, Climate action (2015) https://ec.europa.eu/clima/policies/international/negotiations/paris_en [171020] Global Action Program (GAP). Swedesd. http://swedesd.uu.se/gap/ [171020] Kramming, K. (2017) Miljökollaps eller hållbar framtid? Hur gymnasieungdomar uttrycker sig om miljöfrågor. Doktorsavhandling, Kulturgeografiska institutionen, Uppsala universitet, Uppsala. Landin, S. (2016). Blir världen bättre? fakta om utvecklingen i världen. FN:s utvecklingsprogram, UNDP Rockström, J., Steffen, W., Noone1, K., Persson, Å., Chapin, F. S., Lambin, E. F., Lenton, T. M., Scheffer, M., Folke, C., Schellnhuber, H. J., Nykvist, B., de Wit, C. A., Hughes, T., van der Leeuw, S., Rodhe, H., Sörlin, S., Snyder, P. K., Costanza, R., Svedin, U., Falkenmark, M., Karlberg, L., Corell, R. W., Fabry, V. J., Hansen, J., Walker, B., Liverman, D., Richardson, K., Crutzen. P. & Foley, J. A. (2009). A safe operating space for humanity. Nature 461, s. 472-475 Skolverket (2011). Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet 2011. Lgr 11. Stockholm: Skolverket. Tillgänglig på Internet: http://www.skolverket.se/publikationer?id=2575 Sommar i P1 12 (2015, 12 juli). http://sverigesradio.se/sida/avsnitt/571827?programid=2071 [171020] Steffen, W., Richardson, K., Rockström, J.,. Cornell1, s.e., Fetzer, I., Bennett, E.M., Biggs, S., Carpenter, de Vries, W., de Wit, C. A., Folke1, C., Gerten, D., Heinke, J., Mace, G. M., Persson, L. M., Ramanathan, V., Reyers, B. & Sörlin, S. (2015). Planetary boundaries: Guiding human development on a changing planet. Science, 15 World Commission on Environmental and Development (WCED). (1987).The Brundtland report. Our common future. Oxford: Oxford University Press. Östman, L., Sandell, K., och Öhman, J. (3003) Miljödidaktik - Naturen, skolan och demokratin. Lund: Studentlitteratur https://larportalen.skolverket.se 10 (10)