Laborationer i biologiundervisning

Laborationer i biologiundervisning Syftet med laborativt arbete i ämnet biologi på gymnasieskolan Namn: Johanna Erlandsson & Matilda Nilsson Program: Ämneslärarprogrammet med inriktning mot gymnasieskolan

Uppsats/Examensarbete: 15 hp Kurs: LGBI1G Nivå: Grundnivå Termin/år: HT/2018 Handledare: Angela Wulff Examinator: Johan Höjesjö Kod: Nyckelord: Biologi, naturvetenskap, undervisning, laboration, praktiskt arbete, skola, gymnasiet Abstract Laboratory work is a central part of the subject biology and also in the biology education. The purpose of this literature review is to answer the following questions about laboratory work in biology education: how should practical work be formed in a didactic perspective, which learning outcomes can be achieved by laboratory work, in what purpose does teachers use laboratory work in education and what are teachers and pupils views of laboratory work? Results from the literature show that an inquiry-based laboration, is advocated by the four laboratory styles that can be observed in the classroom. Laboratory work is criticized for not being effective in enabling learning. Studies show that learning promoted in laboratory work compared to other teaching methods is laboratory skills. From the perspective of teachers, the purpose of laboratory work can be divided into three domains: cognitive-, affective- and practical aspects. Researchers criticize the fact that the purpose often is unclear or missing when it comes to laboratory work. Teachers and pupils are generally positive about laboratory work. Teachers, however, consider time as a major constraint and experience uncertainty primarily with regard to inquiry-based laboratory activity. Furthermore, studies show that pupils interest in science decreases and that enthusiasm for laboratory work decreases with age. During this study we have seen several shortcomings about laboratory work in education which leads to that laboratory work does not achieve its potential learning for pupils, and more research is required in particular on laboratory work in biology education.

Sammanfattning Laborationer är en central del av ämnet biologi och även så i biologiundervisningen. Syftet med den här forskningsöversikten var att får svar på följande frågeställningar om laborationer i biologiundervisningen: hur bör en laboration utformas ur ett didaktiskt perspektiv, vilket läranderesultat hos elever leder laborationer till, i vilket syfte använder lärare laborationer i undervisningen och vad finns det för uppfattningar om laborationer hos elever och lärare? Resultat från litteraturen visade att en undersökande laborationstyp, även kallad inquiry, förespråkas av de fyra laborationsstilar som observerats i klassrummen. Laborationer har kritiserats för att inte vara effektiva i att möjliggöra lärande och studier visar att det lärande som laborationer generellt ger, utöver annan undervisning, är laborativa färdigheter. Från lärares perspektiv så kan syften med laborationer delas in i tre domäner: kognitiva, affektiva och praktiska aspekter. Forskare riktar dock kritik mot att syfte ofta saknas eller är otydliga när det gäller laborationer. Lärare och elever är generellt sett positiva till laborationer i undervisningen. Lärare anser dock tid som en stor begränsning och upplever osäkerhet främst när det gäller undersökande laborationer. Vidare visar studier att elevers intresse för naturvetenskap minskar och att entusiasmen för laborationer sjunker med stigande skolålder. Laborationer är en naturlig del i naturvetenskapsundervisningen men under denna studie har vi sett flera brister, vilket gör att laborationer inte uppnår sin möjliga potential för lärande hos elever och mer forskning krävs framförallt allmänt om laborationer inom biologiundervisningen.

1 Förord Valet av ämnet till detta examensarbete kom sig naturligt. Vi har under våra hittills tre år på ämneslärarutbildningen upplevt brist på eget lärande om laborationer i biologiundervisningen. Vi har upplevt att vi inte har fått tillräckligt med kunskap att stå på när vi varit ute på praktik och haft laborationer. Det har skapat en viss osäkerhet och vi känner att vi inte har tillräcklig grund eller vana för att känna oss trygga med att använda laborativt arbete i undervisningen. Frågor som har kommit upp under tidens gång är bland annat hur man planerar en laboration, om säkerheten i laborationssalen är tillräcklig, vad skapas för lärande genom laborationer och hur genomför man laborationer på ett bra didaktiskt sätt? Valet av ämnet ser vi som en möjlighet för oss att utveckla en bättre förståelse och kunskap inom området och något att ta med oss vidare in i vår kommande profession. Vi vill rikta ett stort tack till Carin Erlandsson, Per Erlandsson och Viktor Nilsson för er rådgivning och kloka reflektioner samt vill vi rikta ett tack till vår handledare Angela Wulff, för kloka ord under arbetets gång.

2 Innehållsförteckning 1 Förord... 1 2 Innehållsförteckning... 1 3 Begreppslista... 1 4 Inledning... 2 4.1 Syfte och frågeställningar... 3 5 Metod och genomförande... 4 6 Resultat... 5 6.1 Laborationer ur ett didaktiskt perspektiv... 5 6.1.1 Olika typer av laborationsstilar... 5 6.1.1.1 Expository... 6 6.1.1.2 Discovery... 6 6.1.1.3 Problem-baserad... 7 6.1.1.4 Inquiry... 8 6.2 Användning av laborationer i undervisningen... 9 6.2.1 Examinering av laborationer... 10 6.3 Läranderesultat av laborationer... 10 6.3.1 Läranderesultat av olika laborationsstilar... 11 6.4 Förutsättningar för utförande av laborationer... 12 6.5 Lärares syn på laborationer i undervisningen... 14 6.5.1 Syfte med laborationer enligt lärare... 14 6.5.2 Aspekter som påverkar läraren... 15 6.6 Elevers syn på laborationer i undervisningen... 16 7 Diskussion... 19 7.1 Hur bör en laboration utformas ur ett didaktiskt perspektiv?... 19 7.2 Vilket läranderesultat hos elever leder laborationer till?... 20 7.3 I vilket syfte använder lärare laborationer i undervisningen?... 20 7.4 Vad finns det för uppfattningar om laborationer hos elever och lärare?... 21 7.5 Ett problematiskt forskningsfält... 23 8 Slutsats... 24 9 Referenslista... 25 10 Bilagor... 30

3 Begreppslista Laborationer: Laboration, praktiskt naturvetenskapligt arbete, experiment, vanligen i undervisningssyfte (Nationalencyklopedin, Laboration., 2018). Den svenska definitionen av laboration innefattar både praktiskt arbete och experiment. I den svenska skolan innebär laborationer både laborativt arbete och andra former av praktiskt arbete (Lager-Nyqvist, 2003). I engelskspråkig litteratur skiljer man på dessa begrepp. Practical work är en övergripande metod inom undervisningen, laboratory work syftar till laborationer och experiment är en del av en laboration (Hodson, 1988). Författarna till denna litteraturstudie valde att använda begreppen laboration, laborativt arbete och praktiskt arbete som synonymer till varandra och som övergripande innebörd för olika begrepp som inkluderar någon typ av praktiskt arbete. Science literacy - naturvetenskapens allmänbildning (Helldén, Lindahl & Redfors, 2005). Science - det engelska ordet science, översattes till svenskans naturvetenskap eller vetenskap beroende på kontext. Expository - bekräftande, traditionell laborationsstil. Begreppet används som en benämning av en laborationsstil. Dock upplever vi att begreppet inte är etablerat inom forskningsområdet. Många forskare använder begrepp som traditionell och receptstyrd, vilket vi tolkar in under expository, men för att inte förvränga tolkningen av dessa begrepp har vi valt att använda dem så som de framkommer i litteraturen. Detta då vi inte helt säkert kan bevisa att författarna hänvisar till stilen expository. Vi valde att endast behålla begreppet expository som en övergripande term för en viss typ av laborationer. Discovery - upptäckande Problem-based - problem-baserad Inquiry - valdes dels att behållas som begrepp då det används både otydligt och olika i litteraturen och dels att det inte finns någon enkel översättning till svenska av detta begrepp (Säljö, 2017). Begreppets innebörd användes i denna text i tre olika syften. Dels som en specifik laborationsstil, dels som ett övergripande didaktiskt begrepp samt som ett mer generellt begrepp som författarna tolkade som, översatt till svenska, undersökande. I texten förekommer en blandning av begreppen inquiry och undersökande. Detta för att författarna upplevde att de i vissa fall riskerade att förändra ett påståendes innebörd om båda begreppen inte använts. 1

4 Inledning I samband med rymdkapplöpningen med start år 1957 fick naturvetenskapen en förhöjd status i skolvärlden, framförallt på högstadiet och gymnasiet. Innan detta fanns det ingen samordnad didaktikforskning i naturvetenskap. Det var bara USA som före denna tid hade en så kallad science education som ett eget akademiskt område (Helldén et al., 2005). Didaktiken började gradvis träda in i den svenska lärarutbildningen under 1970 till början av 1990-talet. Under denna tidiga period inspirerades forskningen mycket av Piagets arbete om konstruktivismen och den första doktorsavhandlingen skrevs i ämnet (Wickman, 2014). Genom tiderna har olika lärandemetoder tagit sin plats i undervisningen. Den upptäckande lärandemetoden, även kallad discovery, var den första lärandemetoden som slog igenom för att sedan övergå till en mer problemorienterad eller problem-based undervisning. De senaste åren har undervisningen främst betonats av en undersökande metod, även kallad inquirybased. Metoden går ut på att eleven genom att anamma det naturvetenskapliga arbetssättet, skaffar sig kunskaper och till slut uppnår naturvetenskaplig bildning (Helldén et al., 2005). Laborationer har genom tiderna varit en central del i naturvetenskapliga ämnen och lärare ser generellt laborationer som ett bra och naturligt inslag i den naturvetenskapliga undervisningen (Hofstein & Lunetta, 1982) där majoriteten av lärare är överens om laborationers värde för att förstå naturvetenskap (Ottander & Grelsson, 2006). Det laborativa arbetets betydelse har uttryckts i bland annat svenska läroplaner, i böcker inom naturvetenskap och på lärarprogrammet (Högström, Ottander & Benckert, 2010b). Runt 1980-talet började man ifrågasätta laborationers betydelse och roll i undervisningen och antal timmar avsedda för laborationer blev färre (Hofstein & Lunetta, 1982). Det är, som skrivet ovan, många som argumenterat för vikten av praktiskt arbete i undervisningen men praktiskt arbete är en generell term och dessa undervisningsmoment kan se olika ut och skilja sig brett (Hofstein & Mamlok-Naaman, 2007). Kritik har riktats mot att det generellt talas om praktiskt arbete som en bra och effektiv undervisnings- och lärandemetod. En del forskare menar att olika moment av praktiskt arbete ger olika läranderesultat och det är därför väsentligt att istället se till varje specifikt exempel av praktiskt arbete eller uppgift (Abrahams & Millar, 2008; Hodson, 1990). För att tydligt kunna se det pedagogiska värdet av laborationer är det viktigt att synliggöra vad eleverna gör under dessa tillfällen (Hodson, 1990). Få studier har gjorts på hur lärare översätter läroplan till praktik och vad laborationer faktiskt ger i undervisningssyfte. De studier som gjordes fram till 1982 hade för bristfällig validitet för att det skulle kunna dras några tydliga slutsatser från dem (Hofstein & Lunetta, 1982). Trots att laborationer är en central del i naturvetenskapen så har man ännu inte på 2000-talet kunnat påvisa några enkla kopplingar mellan laborationer och lärande (Hofstein & Mamlok-Naaman, 2007). 2

4.1 Syfte och frågeställningar Syftet med denna litteraturstudie är att undersöka lärandet och användningen av laborationer inom biologiundervisning i gymnasieskolan. Vi har valt att utgå ifrån följande frågeställningar: 1. Hur bör en laboration utformas ur ett didaktiskt perspektiv? 2. Vilket läranderesultat hos elever leder laborationer till? 3. I vilket syfte använder lärare laborationer i undervisningen? 4. Vad finns det för uppfattningar om laborationer hos elever och lärare? Dessa frågeställningar har valts ut då vi spekulerar om att utformning och syfte samt lärares och elevers syn på laborationer är centrala aspekter som tillsammans påverkar laborationers roll i undervisningen. Vidare ville vi undersöka hur användningen av laborationer påverkar läranderesultatet hos elever. Detta för att få en holistisk bild av laborationer i biologiundervisningen. 3

5 Metod och genomförande Detta arbete är en litteraturstudie och bygger på redan befintlig forskning. Forskningsartiklar har sökts via olika databaser som Google scholar, ERIC och sökmotorn supersök på Göteborgs Universitetsbibliotek. Stor del av materialet har erhållits via referenslistor från läst litteratur. Rubrik, abstrakt och sammanfattning av artiklar lästes först igenom för att bedöma litteraturens relevans i ämnet. Följande sökord har använts i denna litteraturstudie: Practical work, Laboration, Laboratory work, Sweden, School, inquiry, biology, biologi, skola, undervisning, secondary school, Laboration in school science, laboratory work in Sweden, laboratory work biology. Under arbetets gång har en matris innehållande syfte, urval, design, resultat och slutsats av litteratur fyllts i. Detta har gjorts för att få en överblick av allt bearbetat material och för att lättare ha möjlighet att hitta tillbaka till bearbetade artiklar för eventuell ytterligare komplettering. Målet var att använda svensk litteratur. Då detta var svårt så har relevant litteratur från utländska studier, främst från Europa och västerländska länder som USA och Australien, använts. Denna litteraturstudie undersöker främst undervisning för elever i åldrarna 16-19 år, men forskningsstudier rörande yngre åldrar inkluderades för att få ökad tillgång till litteratur samt få tillgång till ett bredare perspektiv inom området. Ämnet biologi var huvudfokus, men då vi ej fann tillräckligt med litteratur inom detta område så inkluderades även studier rörande kemi och naturvetenskap som ansågs vara relevanta. I möjligaste mån har originalkällor använts i studien. I de få fall då tillgången till originalkällor inte funnits har andrahandskällor använts. En tendens av rundgång med författare i artiklars referenslistor upptäcktes inom forskningsområdet. Författarna till denna text upplever att en stor del av forskningen bygger på ett begränsat antal personer. Flera av dessa författare refererar även till sig själva i flertalet texter. Det upplevdes svårt att finna litteratur som stod fristående utan referens till dessa författare och författarna till detta arbete kom ofta tillbaka till samma forskares arbeten. 4

6 Resultat 6.1 Laborationer ur ett didaktiskt perspektiv Nedan följer ett avsnitt som beskriver laborationers möjliga betydelse i undervisningen samt hur detta moment kan bidra till lärande inom naturvetenskap. Vidare följer ett avsnitt om fyra olika laborationsstilar som används inom undervisning och vad som utmärker dessa. Laborativt arbete utvecklar kognitiva färdigheter som exempelvis analysförmåga, kritiskt tänkande och förmågan att ta beslut för att nämna några (Lazarowitz & Tamir, 1994). Ytterligare egenskaper som elever utvecklar med laborativt arbete är att vara nyfikna, ta ansvar och risker, våga erkänna misslyckanden och vara ärliga (Lazarowitz & Tamir 1994). Hofstein och Lunetta (1982) skriver att syftet med laborativt arbete är att eleverna ska få erfarenhet av laborativt material och att observera fenomen. En viktig roll för praktiskt arbete är att hjälpa elever sammankoppla idéer och observationer (Abrahams & Millar, 2008). Vidare skriver Hofstein och Lunetta (2004) att eleverna har större möjligheter att utvecklas då lärandemiljön varieras och eleverna kan genom laborativa erfarenheter förstå naturen och dess samband med samhället på ett nyanserat sätt. Laborativt arbete underlättar för eleverna att förstå det arbete som bedrivs inom vetenskap, vad vetenskapen har gett oss och att den finns i vårt vardagliga liv (Hofstein & Lunetta 2004; Högström et al., 2010b). Vid denna typ av arbete, upplever många elever att de får använda sig av kunskap som de redan besitter för att utveckla ny kunskap. Laborativt arbete är även ett bra arbetssätt för att komma åt elevernas eventuella missuppfattningar och förstå hur de tänker genom att interagera med dem. Detta då elever ofta modifierar sina uppfattningar så att det stämmer överens med det som observeras (Lazarowitz & Tamir, 1994). Laborationer har traditionellt och historiskt sett fokuserats på koncept, principer, fakta, vetenskaplig information och inte särskilt mycket på problemlösning (Hofstein & Lunetta, 1982). 6.1.1 Olika typer av laborationsstilar Laborationsinstruktioner ser olika ut och betonar olika färdigheter. Vissa instruktioner är konstruerade på ett sådant sätt att elever endast behöver följa instruktionen till punkt och pricka medan andra är mer öppna och där elever måste utforma och planera själva. (Hofstein & Lunetta, 1982). Genom en litteraturstudie skapade Domin (1999) en klassificering av laborationsinstruktioner som används i kemiundervisning och författarna till denna text anser att det även är applicerbart till undervisning i biologi. Domin (1999) fann fyra olika stilar som man använt genom historien: Expository, Inquiry, Discovery och Problem-based. Dessa fyra har likheter men också distinkta skillnader som framträder i tre kategorier: resultat, arbetssätt och procedur. För en sammanfattande översikt, se Tabell 1 nedan. På 1960-talet började ett nytt inslag ta sin plats med uppmuntran till kreativitet, upptäckande, undersökande och generalisering. När eleven ställs inför ett problem som kräver en kreativ lösning så utvecklar eleven en ökad förståelse och bättre problemlösningsförmåga. Begreppet inquiry fick på 1960-talet ett stort genombrott (Hofstein & Lunetta, 1982) och är något som idag betonas i den svenska läroplanen (Ottander & Grelsson, 2006). Inquiry kan delas in i öppen inquiry och guidad inquiry beroende på hur mycket direktiv läraren ger och hur många beslut läraren respektive eleverna tar (National Research Council, 2000). 5

6.1.1.1 Expository Expository laborationer, eller traditionella laborationer, har ett deduktivt arbetssätt. Eleverna följer givna instruktioner och det förväntade resultatet är ofta känt av både lärare och elever (Domin, 1999). Läraren bestämmer ämne som ska undersökas i laborationen, kopplar detta till tidigare undervisning och ger elever instruktioner som ska följas (Tamir, 1977). En tydlig egenskap för denna typ av laborationer är att de är receptstyrda (Tobin, Tippins, & Gallard, 1994). De utformas på ett sådant sätt att instruktionen är så pass detaljerad att man säkerställer att uppgiften kommer slutföras så smidigt som möjligt, undviker svårigheter och skyddar eleverna från att göra misstag som annars skulle kunna leda till oförutsedda resultat (Tamir, 1977). Dessa laborationer kräver färre resurser, minimerar tid, utrymme och utrustning (Lagowski, 1990) och typiska mål är laborativa färdigheter (Högström, Ottander & Benckert, 2006). Nedan följer vår översättning av ett exempel på hur en laboration i denna stil kan se ut (Domin, 1999, s.543) Professor Expo vill att hennes elever ska genomföra en laborationsaktivitet som verifierar den naturvetenskapliga fakta, som introducerats i lektioner och läroböcker, att värme kan frigöras eller absorberas under en kemisk reaktion. Hon vill också att de ska få praktisk erfarenhet om mängden värme som frisläpps genom att använda ekvationen som relaterar värmeflöde till massa, specifika värmekapaciteter, och förändring i temperatur. Hon har funnit just ett sådan experiment i en kommersiell laborationsmanual. Den innehåller en för-laborations-sektion med en detaljerad förklaring av den kemi som eleverna kommer stöta på, följt av en steg för steg procedur, ett område att samla data, och några efter-laborations frågor. (Originalcitering s.30) Denna stil är den mest populära men också den mest kritiserade (Domin, 1999). Kritik mot denna stil är att det inte lämnas något utrymme för planerande och tolkning av resultat (Tobin et al., 1994). Dessutom riktas kritik mot att denna stil inte ger en verklig bild av naturvetenskapliga experiment (Merritt, Schneider & Darlington, 1993) och som Raths, Wassermann och Rothstein (1986), refererade i Domin 1999, skriver, så lägger denna typ av laboration lite tyngd på tänkande. Eleverna tänker mer på om de fått rätt resultat än vad de funderar kring planerande av laborationen och får inte tillräckligt med tid för att fundera kring principer (Stewart, 1988, refererad i Domin, 1999). 6.1.1.2 Discovery Discovery laborationer, eller guidad inquiry, har ett induktivt arbetssätt. Eleverna följer givna instruktioner och det önskade resultatet är känt för läraren men oftast inte för eleverna (Domin, 1999). Eleverna får på egen hand upptäcka och lära genom direkt upplevelse (Hodson, 1996), men med guidning av läraren för att nå det önskade resultatet (Domin, 1999). Genom dessa laborationer lär sig eleverna olika tekniker för problemlösning (Bruner, 1961, refererad i Domin 1999) och gör informationen som elever skaffar sig mer personlig och meningsfull samt att den fastnar bättre (Domin, 1999). Nedan följer ett exempel på hur en laboration i denna stil kan se ut (Domin, 1999, s. 545) Professor Disco vill att hennes elever ska utföra en guidad inquiry aktivitet som är tänk att hjälpa dem att upptäcka konceptet om värmeflöde. Utan teoretisk introduktion, så ska eleverna följa en procedur given av instruktören som berättar vad de ska göra och vilken data de ska samla in. De kommer att samla sin data och dra slutsatser rörande hur värmeflöde fungerar (nature of heat flow). Genom denna erfarenheten och efter laborationsdiskussioner, kommer de bli guidade mot upptäckandet att under en kemisk reaktion så kan värme frigöras eller absorberas, olika material har distinkta värmekapaciteter och mängden värme som en substans släpper eller absorberar är direkt i proportion till dess massa, specifik värmekapacitet och ändring i temperatur. (Originalcitering, s.30) 6

Kritik mot discovery laborationer kommer bland annat ifrån att eleverna ska finna ett redan bestämt resultat vilket anses vara ett problem om elever inte har tillräckligt djup förståelse, att eleverna inte har passande konceptuella ramverk. Om elever inte har tillräckligt djup teoretisk förståelse så kommer eleverna troligen inte uppnå det förväntade resultatet vilket i sin tur leder till att läraren utfärdar instruktioner. Detta istället för att uppmuntra eleverna att modifiera utformningen på deras experiment eller uppmuntra teoretisk omvärdering för att tolka den insamlade datan på nytt (Hodson, 1990). Ytterligare kritik riktas mot att denna typ av laboration också ignorerar eventuella alternativa uppfattningar hos eleverna, vilket kan leda till att de tolkar händelser i laborationen på ett sätt som inte var tänkt från läraren. Oförutsedda resultat kan leda till att eleverna upptäcker alternativ vetenskap. Då elever ofta får höra att resultatet är fel, så kan det ge intryck av att forskare alltid vet resultatet på förhand (Hodson, 1990). Hodson (1996) menar också att om eleverna inte vet vad eller hur de ska söka efter ett resultat, hur ska de då veta att de funnit det? Liknande påpekar Dearden (1967) att lämnas det önskade resultatet öppet för att upptäckas så öppnas även möjligheten för att det inte upptäcks. Slutligen så har discovery laborationer även kritiserats för att vara mer tidskrävande än den traditionella stilen (Domin, 1999). 6.1.1.3 Problem-baserad Problem-baserade laborationer har ett deduktivt arbetssätt, där eleverna får utveckla sin egen procedur för laborationen och det förväntade resultatet är känt för läraren men oftast inte för eleverna (Domin, 1999). I denna stil kommer metoderna för att lösa problemet i andra hand och själva problemet kommer först. Det är från problemet som utredning och lärande startar (Stepien, Gallagher & Workman, 1993). I denna stil så får eleverna använda sin tidigare kunskap av koncept för att hitta en väg fram för att lösa problemet. Det kräver dock att eleverna introducerats till dessa koncept och principer före laborationen då det är ett deduktivt arbetssätt. Genom denna stil får eleverna fundera på vad dom gör och varför (Domin, 1999). Nedan följer ett exempel på hur en laboration i denna stil kan se ut (Domin, 1999, s. 545) Professor Prob vill att hans elever ska genomföra en laborations aktivitet som ska hjälpa dem att bättre förstå konceptet av värmeflöde. Konceptet har redan introducerats i lektioner och i tilldelad uppgift att läsa från text. Eleverna kommer tillfrågas att rangordna en serie av kemiska reaktioner enligt den mängd värme som avges per mol. Han förväntar sig att eleverna har samlat tillräckligt med information från läsning och lektioner för att designa och genomföra ett simpelt kalorimetriexperiment. Professor Prob kommer vara till hands för att svara på frågor och hjälpa elever övervinna eventuella hinder som de kan möta. Genom att försöka lösa ett sådant problem, förväntar han sig att eleverna bättre kommer förstå koncept som endoterm, exoterm, och värmekapacitet. (Originalcitering, s.30) Kritik mot den problem-baserade stilen är att dessa laborationer ställer högre krav på läraren och eleverna än vad den traditionella stilen gör samt att den kräver mer tid. Då stilen är deduktiv så måste eleverna tidigare stött på de koncept och principer som är aktuella för laborationen. För att laborationen ska bli framgångsrik så kräver det att eleverna också förstår dessa koncept (Domin, 1999). Dock hävdas det att elever har problem med att använda tidigare kunskaper för att undersöka det nya (Hofstein & Lunetta, 2004). 7

6.1.1.4 Inquiry Inquiry laborationer, eller öppen inquiry, har ett induktivt arbetssätt, eleverna utvecklar sin egen plan för laborationen och resultatet är okänt för både lärare och elever (Domin, 1999). I denna stil så formulerar eleverna själva problemet och syftet med laborationen. De får själva koppla laborationen till tidigare undervisning, formulera hypoteser och planera processen (Tamir, 1977). Eleverna genomför laborationen med större självständighet och med få direktiv (Leonard, 1989). Inquiry borde ses både som ett sätt att lära och som ett resultat av lärandet (Ottander & Grelsson, 2006) och är, både generellt och inom praktiskt arbete, centralt för att uppnå scientific literacy (Hofstein & Mamlok-Naaman, 2007). Inquiry har inte något slutmål, utan är en ständig process där vi genom systematiskt arbete försöker skapa oss en större förståelse om hur vår omvärld fungerar (Säljö, 2017). Genom inquiry laborationer får eleverna möjlighet att utforma och genomföra vetenskapliga undersökningar och därigenom möjlighet att utveckla färdigheter och förmågor som att forma hypoteser, formulera och redovisa naturvetenskapliga förklaringar. Eleverna får även möjlighet att föra argumentationer kring vetenskap (Hofstein & Mamlok-Naaman, 2007). Utförs dessa laborationer rätt så deltar eleverna i en mer autentisk naturvetenskaplig undersökande process (Raths et al., 1986, refererade i Domin 1999). Inquiry laborationer med en teoretisk förkunskap förespråkas som laborationstyp då det som ger mening, syfte och riktning till praktiska erfarenheter är de konceptuella strukturerna (Hodson, 1990). Författarna till denna text upplever indikationer från litteratur att det är just denna stil som idag förespråkas. Nedan följer ett exempel på hur en laboration i denna stil kan se ut (Domin, 1999, s. 544) Professor Inq planerar en öppen inquiry aktivitet, vilket introducerar eleverna till ett grundläggande termodynamiskt koncept: värmeflöde. Eleverna kommer att få följande uppgift: Undersök om värme är vunnen eller förlorad för olika system. Han förväntar sig att uppgiften kommer vara tillräckligt vag så att eleverna kommer att behöva besluta vilket system de ska undersöka, designa sitt eget experiment, och samla och analysera sin egna data. Efter att data analyserats och eleverna har gjort preliminära slutsatser, kommer Professor Inq att hjälpa dem att konstruera principer med avseende på värmeflöde. (Originalcitering, s.30) Det riktas kritik mot inquiry och den minimala guidningen då detta arbetssätt lägger stor belastning på korttidsminnet (Kirschner, Sweller & Clark, 2006). Korttidsminnet, även kallat arbetsminnet, är den kognitiva struktur som processar det som sker i nuet. Korttidsminnet är begränsat i kapacitet av den mängd information som kan bearbetas samtidigt, varaktighet och hur mycket som sedan lagras in i långtidsminnet (Kirschner et al., 2006). Det är när informationen lagras i långtidsminnet som inlärning sker (Sweller, Mawer & Howe 1982, refererade i Kirschner et al., 2006). Från långtidsminnet använder vi sedan den information som behövs till alla våra kognitiva aktiviteter, som problemlösning (Kirschner et al., 2006). Inquiry-baserade aktiviteter kräver att elever måste leta efter information relevant för problemlösning vilket överbelastar korttidsminnet (Kirschner et al., 2006) och korttidsminnet blir upptaget med att leta information från långtidsminnet. När korttidsminnet blir överbelastat så får hjärnan det svårare att klara av att lagra in ny information till långtidsminnet och detta påverkar därmed inlärningen (Sweller et al.,1982, refererade i Kirschner et al., 2006). Det är viktigt att hitta en balans mellan problemlösande och inlärning, det vill säga att finna en balans mellan belastning på korttids- och långtidsminnet. Stora framsteg har gjorts de senaste årtiondena inom detta forskningsområde och Kirschner et al. (2006) ställer sig kritiska mot att man fortsätter att använda och förespråka denna laborationsstil i undervisningen när vi idag vet att inlärningen begränsas. Slutligen riktas 8

ytterligare kritik mot att inquiry-stilen lägger för mycket betoning på den naturvetenskapliga processen och för lite på själva innehållet (Friedl, 1991, refererad i Domin, 1999). Tabell 1. En sammanfattande översikt över laborationsstilar enligt Domin (1999). Stil Resultat Arbetssätt Procedur Expository Förbestämt, känt av lärare och elever. Deduktiv Elever följer givna instruktioner. Discovery Förbestämt, känt av lärare men oftast inte för elever. Induktiv Elever följer givna instruktioner. Problem-based Förbestämt, känt av lärare men oftast inte för elever. Deduktiv Elever utvecklar egen procedur. Inquiry Okänt för både lärare och elever. Induktiv Elever utvecklar egen procedur. 6.2 Användning av laborationer i undervisningen Laborationer kan användas på olika sätt i undervisningen. Dock visar följande studier att laborationer till största del är receptstyrda och på grund av olika anledningar får undersökande laborationer lite utrymme i undervisningen. De praktiska arbeten som observerades av Abrahams och Millar (2008) var effektiva i att möjliggöra att den större delen av eleverna gjorde det som läraren hade tänkt. Läraren fokuserade på att eleverna förstod den procedur de följt. Om eleven framgångsrikt fått fram det önskade fenomenet och gjort rätt observationer så ansåg de flesta lärare att laborationen var lyckad (Abrahams & Millar, 2008). Liknande resultat vid analys av laborationsinstruktioner fick Högström et al. (2006), nämligen att stort fokus ligger på att hitta objekt och fenomen. Högström et al. (2006) fick även fram att tyngd ligger på att lära sig fakta och begrepp. Få laborationsinstruktioner innehöll målen att lära sig planera undersökningar, bearbeta och redovisa resultat samt bekräfta en slutsats utifrån resultatet. Dessutom erbjöd instruktioner sällan stöd till elever för att reflektera och tänka (Högström et al., 2006). Elever får sällan möjlighet att planera experiment trots att detta är ett av målen i läroplanen i biologi (Ottander & Grelsson, 2006; Skolverket, 2011), något som även resultat från en studie av Wilkinson och Ward (1997) indikerar på. Från en svensk mindre studie uppgav nära hälften av lärarna att de inte haft tanke på att laborationer kan utföras med elevers planerande som utgångspunkt. Däremot uppgav strax över hälften exempel på undersökande moment i laborationer där eleverna gavs möjlighet att genomföra och planera utifrån egna funderingar (Högström, Ottander & Benckert, 2010). Trots det så är det flera lärare som uppger att de tycker att det är svårt att hjälpa elever med insikt om hur resultat kan analyseras (Högström et al., 2010; Abrahams & Millar, 2008) och hur experiment kan utformas (Högström et al., 2010). Lärare anser att undersökande laborationer är svåra att utföra då de är tidskrävande och lärarna upplever att de redan har begränsat med tid (Sahin-Pekmez, 2005; Abrahams & Millar, 2008). I brist på tid känner lärare osäkerhet kring att majoriteten av eleverna ska kunna planera, sätta upp utrustning och producera ett specifikt fenomen (Abrahams & Millar, 2008). Lärare upplever också att det är svårt att hantera klassen under en sådan laboration när eleverna gör olika saker. För att kunna utföra undersökande laborationer anser lärare att elever behöver vara högpresterande (Wilkinson & Ward, 1997; Sahin-Pekmez, 2005), att man har teorigenomgång på förhand, att 9

det finns tillräckligt med tid och att det finns en bra laborationsmiljö (Sahin-Pekmez, 2005). Även elever betonar vikten av att ha tillräckligt med kunskap för att kunna känna sig bekväma med att arbeta mer självständigt och upp till en viss kunskapsnivå väljer elever helst guidad undervisning. Detta för att få stöttning och minska risken för missförstånd (Kirschner et.al, 2006). Lärare har dock sällan tydliga upplägg för att träna de erfarenheter eleverna behöver för undersökande arbete och lärandet i undersökande uppgifter blir därför inte lika effektivt som det skulle kunna varit (Högström et al., 2010). Implicit eller explicit håller många lärare en induktiv discovery based syn på lärande och få laborationer är planerade för att under själva aktiviteten stimulera ett sammankopplande mellan observationer och idéer (Abrahams & Millar, 2008). Liknande resultat fann Gardiner och Farragher (1999) där nästan alla lärare använde bekräftande, confirmatory, laborationer snarare än undersökande, investigative. Vidare indikerade strax under hälften av lärarna att de aldrig eller nästan aldrig fostrade kritiskt tänkande genom sina laborationer och strax över hälften att de nästan aldrig begärt att eleverna ska formulera hypoteser. Samtidigt indikerar lärarna att de gärna hade undervisat en inquiry-baserad kurs snarare än en traditionell (Gardiner & Farragher, 1999). Många laborationer är receptstyrda (Ottander & Grelsson, 2006; Abrahams & Millar, 2008) och så länge betoningen ligger på att eleverna ska gör det som är avsett med objekt och material samt att det finns en begränsad tid, så kommer antagligen laborationer fortsätta att bedrivas i denna form (Abrahams & Millar, 2008). Dessutom använder sig skolor ofta av färdiga laborationsinstruktioner innehållande frågor som elever ska svara på, vilket har kritiserats då det inte ger en rätt bild av hur forskare arbetar. Skolan skiljer sig här ifrån verkligheten där forskare är de som genererar forskningsfrågor och utformar laborationer för att undersöka fenomen (Högström et al., 2010b). 6.2.1 Examinering av laborationer Lärare bedömer laborationer främst muntligt (Ottander & Grelsson, 2006) och via labbrapporter (Ottander & Grelsson, 2006; Wilkinson & Ward, 1997). Labbrapporter anses vara och används som ett bra underlag för betygsbedömning (Högström et al., 2010b; Helldén et al., 2005). Enligt lärare är de främsta målen med laborativt arbete att bekräfta teori, utveckla laborationsvana och få upp elevers motivation och intresse för naturvetenskap. Dessutom ser lärare laborationstillfället som en möjlighet att lära känna elever på ett bättre sätt vilket är ett socialt mål som lärarna anser vara minst lika viktigt som det rent naturvetenskapliga (Ottander & Grelsson, 2006). Även om elever har lärt sig att skriva en labbrapport och kan skriva höga poäng på prov så kan deras laborativa färdigheter fortfarande vara bristfälliga (Ottander & Grelsson 2006; Hofstein & Lunetta, 1982). Det har inte investerats tillräckligt för att få fram tillförlitliga bedömningsunderlag och metoder för bedömning i naturvetenskapsundervisningen (Osborne & Dillon, 2008). 6.3 Läranderesultat av laborationer Som skrivet tidigare finns det teoretiska möjligheter till lärande vid laborationer. Dock visar studier att laborationer inte ger det lärande som eleverna potentiellt skulle kunna uppnå, vilket bland annat beror på otydlighet vad gäller syften med laborationer. Laborationer bör vara anpassade efter elever och deras erfarenheter, detta framgick redan år 1811 (Edgeworth och Edgeworth, 1815) och det är viktigt att laborationer genomförs på en nivå eleven behärskar. Elever sätts alltför ofta i situationer där otillräcklig kunskap blir ett hinder för lärande (Hodson, 1990). Kräver laborationen komplexa färdigheter kan det vara bra 10

att ha en förberedande lektion så att eleverna inte behöver lära sig allt på en lektion, alternativt att använda sig av undervisningsformer t.ex. demonstrationer (Hodson, 1990). Vid ett laborationstillfälle får eleven vanligtvis en färdig frågeställning att besvara, men eftersom läraren och elevernas kunskapsnivå skiljer sig har de olika utgångspunkter i hur de tolkar frågeställningen. Risken blir därför att eleverna inte förstår vad läraren vill få ut av laborationen och att eleverna riskerar att arbeta mot fel mål (Newman, Griffin & Cole, 1989 refererad i Helldén et al., 2005). Vidare ser forskare en tendens till att elever inte förstår varför de utför praktiskt arbete, som exempelvis en laboration (Hart, Mulhall, Berry, Loughran & Gunstone, 2000; Newman, Griffin & Cole, 1989 refererad i Helldén et al., 2005). Laborationer har fått ytterligare kritik för att sakna tydligt syfte och för att vara ogenomtänkta (Hodson, 1990; Osborne & Dillon, 2008). Lärare anser att laborationer är bra, dock glöms ofta syfte och läranderesultat av laborationen bort (Sahin-Pekmez, 2005). Redan i början av 1980-talet föreslogs det att syftet borde vara begränsat och att specifika mål för enskilda laborationer borde tas fram (Hofstein & Lunetta, 2004). Hart et al. (2000) skriver att det finns två olika syften under en laborationsundervisning. Dels finns det ett pedagogiskt syfte vilket är lärarens anledning till varför hen utför en viss laboration med en viss klass, vid ett visst tillfälle. Vi tolkar pedagogiskt syfte som exempelvis kognitiva färdigheter. Det andra är ett uppgiftsorienterat syfte som refererar till målet med laborationens resultat, så som att få fram resultat på sin blodgrupp eller nyckla fram en viss blomma. Se Figur 1. Eleverna vet ofta om det senare nämnda syftet, men inte det pedagogiska syftet med laborationen. Detta kan vara en anledning till varför man inte får ut lika mycket lärande som eftersträvas med laborationer, det vill säga att det pedagogiska syftet inte har varit explicit för eleverna (Hart et al., 2000). Även Ottander och Grelsson (2006) påpekar vikten av transparens av syfte och mål för eleverna. Blir lärandet mer explicit möjliggör det för eleverna att se samband och lösa uppgiften bättre (Ottander & Grelsson, 2006). Lärare och elever kan ha olika uppfattningar om en och samma lektion där elever har en tendens till att fokusera på resultat av en laboration och vill nå dit så fort som möjligt. Risken finns att de då missar delar av det pedagogiska syftet på vägen (Hart et al., 2000). Hodson (1990) påstår att praktiskt arbete inte ger så mycket i utbildningsvärde då praktiskt arbete ofta är oproduktivt, förvirrat och missgynnat (Hodson, 1990). I en studie av Yager, Engen och Snider (1969) fann man liknande resultat då de testade kunskaper erhållna mellan olika undervisningsformer, inklusive laborationer. I dessa studier såg man ingen större skillnad mellan laborationer och annan undervisning. Det enda som utmärkte sig i kunskap erhållen av laborationer var laborativa erfarenheter (Yager et al., 1969). 6.3.1 Läranderesultat av olika laborationsstilar Figur 1. En modell av hur det pedagogiska syftet och syfte med laborationer förhåller sig till varandra. I undersökningar av jämförelser mellan olika laborationsstilar så har man inte funnit några större skillnader i lärande (Gardiner & Farragher, 1999; Merritt et al., 1993; Coulter, 1966) dock har studier visat på tendenser av att induktiva laborationer främjar vissa lärandeaspekter av naturvetenskapligt undersökande (Coulter, 1966) och att mer elev-baserade laborationer visar på förbättringar i affektiva aspekter (Merritt et al., 1993). 11

I en studie genomförd i British Columbia undersökte man hur många laborationer som genomfördes på ett år i årskurs 11 och 12, om laborationerna var bekräftande, confirmatory, eller undersökande, investigative, och hur det påverkar elevers resultat i delstatsprovet, ett prov som utgjorde 40 procent av elevernas examen. Studien visade att antalet eller typ av laborationer inte spelade någon större roll vad gällde elevers resultat på delstatsprovet. Dock ska här nämnas att vid analys av provets frågor, så ansåg forskarna att frågorna främst krävde ytliga kunskaper om naturvetenskapliga processer (Gardiner & Farragher, 1999). Liknande resultat fann man på Wellesly Collage i USA där de ville förändra det faktum att eleverna kunde genomföra laborationer utan större tanke eller intresse. De genomförde i denna studie en förändring av laborationer som innebar att gå från en lärar-baserad till elevbaserad laboration samt ändra laborationsinstruktionerna genom att minimera delen detaljer och istället betona mål och principer med laborationen. Lärarna intog en mer stöttande och konsulterande roll och eleverna involveras i att planera sina lektioner. Detta innebar också att eleverna fick lämna in en preliminär laborationsplan vilket i sin tur ledde till att eleverna kom mer förberedda till laborationen med en större förståelse för materialet. Genom att förändra laborationerna till en mer undersökande stil så såg de flera märkbara förbättringar där de mest tydliga förbättringarna de såg var elevers attityder till laborationer och laborationsmiljön. Elever började tycka mer om laborationer och hantera material. Elever fick bättre självförtroende i genomförandet av laborationer än vad de fick i laborationer i en mer traditionell stil. De såg även att gruppaktiviteter skapar en trevlig miljö i laborationssalen, att elever hjälpte varandra samt att de började föra fler elev-elev eller elev-lärare diskussioner. Dessa diskussioner ökade fokus på principerna i laborationen i jämförelse med vad en mer receptstyrd laboration gjorde. Resultatet visade inte på någon tydlig förbättring på teoretiska prov och examinerande laboration utvald av läraren men resultatet visade dock på en förbättring i laborationsfärdigheter (Merritt et al., 1993). Vidare i en studie där man mer ingående jämförde induktiva och deduktiva laborationer i årskurs 9 i ämnet biologi så fann de inte några större skillnader i lärande vad gäller fakta, tillämpning av principer och laborativa tekniker. Dock såg de indikationer på att induktiva laborationer främjar lärandeaspekter av naturvetenskapligt undersökande, egen översättning av scientific inquiry, som att göra bedömningar av resultat, argumentera och redogöra samband mellan orsak och effekt (Coulter, 1966). 6.4 Förutsättningar för utförande av laborationer Många lärare upplever att det finns brister gällande förutsättningar för att utföra laborationer på ett bra och önskvärt sätt i sin undervisning. Faktorer som försvårar laborativa aktiviteter är tillgång på utrustning, antal elever i varje klass och brist på möjlighet till halvklass (Högström et al., 2010). Om förutsättningarna brister så riskerar användandet av laborationer att minska (Sahin-Pekmez, 2005; Wilkinson & Ward, 1997). Brist på tid är en svårighet flera lärare tar upp (Högström et al., 2006). Många lärare vill gärna ha dubbeltimme för laborationer, vilket ibland kan bli krångligt för administrationen på skolan (Lazarowitz & Tamir, 1994). Brist på tid nämns framförallt inom tre områden: Kursinnehåll, Undersökande laborationer samt Argumentation och diskussion. Kursinnehåll. Lärare anser att kursinnehållet är stort för den tid de har disponerat till kursen och känner därför att de inte har tillräckligt med tid för laborationer. En faktor som kan öka stressen för att hinna med kursinnehållet, för både lärare och elever, är stora prov som ligger 12

till grund för slutbetyg. Majoriteten av lärare anser även att kursinnehållet är för styrt och ger begränsade möjligheter för omfattning av elevbaserat undersökande (Gardiner & Farragher, 1999). Ytterligare en studie tar upp att det ökade innehållet i läroplanen ger ett omedvetet negativt resultat som kan skada undervisningen i naturvetenskap (Osborne & Collins, 2001). Detta gäller även i Sverige och som Lindahl (2003) påpekar behöver även kursinnehållet i den svenska skolan minska, istället för att öka. På grund av den överbelastade kursplanen, menar Osborne och Collins (2001) med sin studie av läroplaner i England och Wales, att kopplingen mellan vetenskap och elevernas vardagsliv glöms bort eller ignoreras. Undersökande laborationer. Många lärare uttrycker laborationer som tidskrävande, särskilt laborationer som ska ge förutsättningar till inquiry på meningsfull nivå. Det är tidskrävande att konstruera inquiry laborationer och hinna med att testa dem innan själva undervisningstillfället. Tiden blir här en avgörande faktor som gör att lärare köper in färdiga laborationskit, även om de gärna hade konstruerat egna laborationer anpassade till sina elever (Lazarowitz & Tamir, 1994). Enligt lärare ges det för lite tid åt elever till laboration i årskurs 7 vilket leder till att elever inte får tillräckligt med kunskaper om laborativt arbete och kan inte planera sina egna undersökningar. Fler laborationer skulle kunna ge mer erfarenhet och uppmärksamma elever om betydelsen av deras egna tänkande (Högström et al., 2010). Mer tid till laborationer behövs för att hinna interagera och reflektera (Lazarowitz & Tamir, 1994). Det ges sällan tillfälle för elever att under laborationer tänka och reflektera och lärare uttrycker att de har brist i tid till att planera (Högström et al., 2006). Då undersökande laborationer är tidskrävande och att det krävs större förberedelser inför laborationen så blir det svårt för elever att ta igen tid som missats vid till exempel sjukdom och de får svårigheter att genomföra laborationen (Merritt et al., 1993). Argumentation och diskussion. I ämnesmålen i biologi står det att [u]ndervisningen ska också bidra till att eleverna, från en naturvetenskaplig utgångspunkt, kan delta i samhällsdebatten och diskutera etiska frågor och ställningstaganden (Skolverket, 2011) samt att eleverna ska lära sig att kommunicera med hjälp av ett naturvetenskapligt språk (Skolverket, 2011). Lärare upplever dock att det inte finns tillräckligt med tid för samtal med elever under laborationer. De efterfrågar mer tid under laborationen för att samtala med eleverna om processer, naturvetenskapligt innehåll, arbetsmetoder och resultat. Mer tid till diskussion skulle möjliggöra att elever får ut mer av laborationer och en möjlighet för eleverna att reflektera över sina tankar muntligt (Högström et al., 2010). Lärare har sällan tid för argumentationer och diskussion i undervisningen då det är tidskrävande med för - och efterarbete och prioriteras ofta bort på grund av en pressande läroplan (Newton, Driver & Osborne, 1999). Detta resulterar i att elever sällan får möjlighet att diskutera resultat (Ottander & Grelsson, 2006). Frånvaro av argumentationer och diskussioner ger en felaktig bild om en mer komplicerad naturvetenskaplig värld än vad den är (Newton et al., 1999). Frånvaro av argumentationer och diskussioner kan påverka elevers förståelse och inlärning då man sett en förbättring inom dessa områden när elever interagerar med lärare (Högström et al., 2010b). För genomförande av laborationer i skolan är en liten elevgrupp en fördel (Hofstein & Lunetta, 1982). Mindre elevgrupper utvecklar mer inquiry-färdigheter och självkänsla, samt får bättre resultat på uppgifter i ämnet biologi än stora elevgrupper (Lazarowitz & Karsenty, 1990). En svårighet med undersökande laborationer är att eleverna har olika planeringar för laborationen (Sahin-Pekmez, 2005; Merritt et al., 1993) och förslag kan komma upp som läraren inte tänkt på, vilket ställer höga krav på läraren (Merritt et al., 1993). Det kan då tänkas att ju större elevgrupp desto större krav blir det på läraren och svårigheten för 13

framförallt undersökande laborationer ökar, inte minst med tanke på säkerhet. Vidare finns tendenser som visar att elevsamarbete är fördelaktigt att både utveckla och använda i laborationer. I en studie kring undersökande laborationer såg man att elever som arbetade själva, eller elever som inte var vana vid att arbeta med andra, presterade sämre på laborationer (Merritt et al., 1993). Detta visar på att sammansättning av elevgrupper och hur de arbetar tillsammans spelar roll när det gäller laborationer i undervisningen. 6.5 Lärares syn på laborationer i undervisningen Tidigare i arbetet har laborationer diskuterats teoretiskt och främst ur forskares syn på ämnet. Vidare kommer syfte med laborationer diskuteras utifrån lärares perspektiv samt aspekter som påverkar läraren och hens utförande av laborationer. 6.5.1 Syfte med laborationer enligt lärare Syftet med laborationer har argumenterats tidigare i texten för att vara oklara och utan tydligt syfte. I studier genomförda för att undersöka vad lärare ser som syfte med laborationer i undervisning så är lärare relativt samstämmiga och dessa syften kan delas in i tre domäner: Kognitiva, affektiva och praktiska aspekter. Kognitiva aspekter. Ett syfte som ofta uttalas som det viktigaste syftet (Sahin-Pekmez, 2005; Högström et al., 2010a) med laborationer är att förbättra lärande och öka förståelse, det vill säga att underlätta för elever att förstå koncept, fenomen och teorier (Sahin-Pekmez, 2005; Högström et al., 2006; Högström et al., 2010a) men även för att elever ska kunna koppla teori med praktik (Ottander & Grelsson, 2006). Att använda sina sinnen är något, enligt lärare, som gör att eleverna kommer ihåg bättre (Sahin-Pekmez, 2005). Genom laborationer lär sig elever hur en forskare tänker och utvecklar vetenskapliga attityder som öppet sinne och objektivitet (Sahin-Pekmez, 2005; Hodson, 1990). Att lära sig tänka och reflektera kring det laborativa arbetet och dess resultat och att vara kritiska kring vad som är rimligt och orimligt är syften uttalat av lärare när det gäller laborationer främst i årskurs 9 (Högström et al., 2006). Laborationer ger elever möjligheter att lära sig diskutera och arbeta tillsammans som ett team (Sahin-Pekmez, 2005). Ytterligare ett syfte nämnt inom den kognitiva aspekten är att genom laborationer kan elever koppla händelser i deras vardag och relatera till naturvetenskap (Sahin-Pekmez, 2005; Högström et al., 2006). Affektiva aspekter. Ett vanligt uttryckt syfte med laborationer är motivation, att praktiskt arbete skapar intresse och nyfikenhet för naturvetenskap (Sahin-Pekmez, 2005; Hodson, 1990; Högström et al., 2010a). Laborationer ska vara roliga, intressanta och underhållande (Högström et al., 2006; Ottander & Grelsson, 2006). När lärare uttrycker motivation som syfte, menar de oftast ett korttidsintresse snarare än motivation generellt till naturvetenskap (Abrahams, 2009). Abrahams (2009) menar på att man bör dela på begreppen motivation och intresse, där intresse vidare delas in i två olika typer av intresse: personligt intresse och situationsintresse. Denna uppdelning är viktig vid utvärdering av affektionsvärde av laborationer (Abrahams, 2009). Motivation i detta sammanhang är en inre drivkraft för att lära sig mer om naturvetenskap för att senare studera vidare inom ämnet. Personligt intresse är ofta långvarigt och är personens egna preferenser medan situationsintresse ofta är kortvarigt och stimuleras av en viss händelse eller miljö (Abrahams, 2009). Hodson (1990) är kritisk mot att påstå att alla typer av laborationer skapar motivation för eleverna, laborationer behöver i sig inte ge motivation. En laboration kan ge motivation för elever om den är intressant, spännande och det finns en autonomi i elevernas undersökande, om eleverna fick 14