Vetenskapligt förhållningssätt - kan man undervisa i det?

Ann-Marie Pendrill

Högskolornas undervisning skall bygga på vetenskaplig grund, ett undersökande arbetssätt framhålles för skolan och eleverna förväntas "forska" även i de lägre stadierna och skall skolas in i ett "vetenskapligt förhållningssätt". Vad betyder dessa krav?

Som forskare hoppas man naturligtvis att det vetenskapliga förhållningssättet är som en del av luften man andas - men hur kan vi definiera det? Är forskare annorlunda än andra människor? Finns det något i deras förhållningssätt som kan tränas före forskarutbildningen?

En viktig aspekt är att hela tiden hålla frågan "Hur vet vi det vi vet"? levande. En annan del är "balans mellan kritik och accept". Uttrycket är lånat från Kjell Askelands bok "Pedagogiskt poem" /1/. Problemen med denna balans blir uppenbara i elevarbeten som ibland landar i problemet att "okritiskt skiva av vilket skräp som helst", medan andra i stället blir så kritiska att de vill uppfinna allt själva. Balansen är svår och måste hela tiden tränas.

Projektarbeten kan vara ett sätt att både utveckla ett vetenskapligt förhållningssätt. Vi beskriver här några erfarenheter av projektexamination under första terminen av utbildningen "Naturvetenskaplig Problemlösning" /2/ vid Göteborgs universitet. Utbildningen omfattar matematik, fysik och miljövetenskap. Under första terminen läser studenterna huvudsakligen matematik och fysik. Miljöaspekter kommer in i fysiken, och kan också tas upp i det 4 poängs projektarbete studenterna gör i grupper om c:a 6 studenter. Projekten examineras med skriftig rapport, muntlig presentation med opposition och följs upp med muntlig examination där 2-3 studenter i taget träffar 2 examinatorer, som sätter individuella graderade betyg och bl.a. väger in "vetenskapligt förhållningssätt". Vi har funnit att examinationens utformning seplar stor roll för utbytet av projektarbetet.

Vad lär sig studenterna i projektarbete?

Ett projektarbete tränar många olika förmågor, bl.a. att söka och sovra information och att uttrycka sig i tal och skrift. Informationssökningen leder ofta till intressanta reflexioner från studenterna. De påpekar ofta att det är lätt att hitta material med mycket vackra bilder, huvudsakligen riktade till skolelever. Däremot är det mycket svårare att hitta material som diskuterar de fysikaliska problemställningarna, utan att vara forskningsartiklar eller kursböcker i ämnet som kräver djupa förkunskaper. Det är väl i det relativt ödsliga mellanområdet mellan dessa ytterligheter vi vill att projektarbetena skall ligga. Ofta finner vi att studenter tar sig an uppgifter som man skulle tro är för svåra, men som de genom envishet och engagemang ändå lyckas genomföra.

Även om grupparbetet på många sätt fungerar väl, är det emellertid inte säkert att arbetet alltid leder till inlärning av avsett fysikinnehåll! Vid ett examinationstillfälle hade flera av grupperna arbetat med olika aspekter av temperatur, atmosfär och solstrålning och i arbetet naturligt kommit i kontakt med Plancks strålningslag. Vid examinationen fick studenterna frågan "Hur vet ni hur varm solen är?" Så gott som samtliga studenter svarade "6000 grader" (sic!). På upprepad fråga följde oftast svaret "men det står ju i formelsamlingen". Att Plancks strålningslag gör det möjligt att bestämma temperaturen genom att bestämma solens "färg" hade de inte noterat. Att reflektera över hur formelsamlingens värden kommit dit verkade mycket främmande!

Opposition som inlärning

Att läsa, granska och diskutera andras arbeten är en viktig del av vetenskapligt arbete. Inom utbildningen leder "oppositionen" på andra gruppers arbete ofta till spännande diskussioner om relationer till andra frågor, källhänvisningar, problemavgränsningar, förklaringar. Ibland leder oppositionen till att grupperna ser brister i det egna arbetet. Att kamrater frågar om källor för att de är nyfikna blir också mycket effektivare än när läraren tjatar på formella brister!

Den muntliga examinationens roll

Muntlig examination av ett projektarbete ger unika möjligheter att upptäcka svagheter, oklarheter och inkonsekvenser i tankegångar.

Ett år hade ett par grupper föreslagit att man skulle påvisa jordens rotation genom att släppa ett föremål från ett högt torn och se det landa en bit ifrån lodlinjen. Vid den muntliga examinationen fick de frågan om hur stor effekten skulle vara. "Liten". "Ja, men hur liten? En Ångström eller en meter?" Denna fråga hade de inte ställt sig själva! Nästa fråga blev då om de skulle kunna räkna ut det. Jo, det skulle de nog - åtminstone om vi talade om för dem hur högt tornet var och var det låg. Vi föreslog Lisebergstornet, 100 m högt och 57oN - hur lång tid det skulle ta att räkna ut det? De flesta trodde de skulle klara det på 15-20 minuter - "Men varför gjorde ni inte det?" blev den oundvikliga följdfrågan! Projektet omfattade i alla fall 4 veckors arbete. Tolv studenter uppvisade alla ungefär samma reaktion. Som examinatorer överraskades vi av studenternas ovana vid att arbeta med formler utan att ha siffror att stoppa in, men också av deras oförmåga att göra storleksordningsuppskattningar. Detta är något som forskare hela tiden gör. Genom examinationen kan vi lyfta fram detta krav.

Vid en traditionell tentamen hade man naturligtvis istället angivit tornets höjd och latitud. Att just själva problemformuleringen är problematisk skulle man då aldrig märka!

När kan man börja?

Frågorna "Varför" och "Hur vet vi...?" kan naturligtvis ställas även till elever i skolans lägre stadier. Efterhand kan frågorna gälla mer komplicerade fenomen: Hur vet vi att jorden är rund? Hur kan vi mäta jordens storlek? Hur kan vi veta att det har funnits dinosaurier? Hur kan vi veta varför de dog ut? Hur kan vi veta att jorden roterar kring sin axel? Hur kan vi veta när jorden är närmast solen? Varför blir det nymåne? Varför är rymden svart och himlen blå? Tar vi barnens frågor på allvar kan de få leva och fördjupas som utmaningar långt upp i åldrarna. När studenterna kommer till högskolan borde frågan "Hur vet vi att...?" vara en välkänd följeslagare!
  1. Kjell Askeland, "Pedagogiskt poem - om projektorientering i pedagogiken", 1979
  2. "Naturvetenskaplig Problemlösning" var en av de utbildningar som startade 1995 med stöd av Högskoleverket, för att utveckla arbetsformer och göra utbildningarna mer tillgängliga för nya studerandegrupper. Mer information om utbildningen finns på http://utbkat.gu.se/utbildning/utb/PNNPLM.html i i HSVs utvärdering av satsningen (Rapport 1998:3 S, se http://www.hsv.se/rapporter_nyhetsbrev/sammanfattningar/9803S.htm)

http://physics.gu.se/~f3aamp/teaching/vet_forh.html, 24 september 2001
Ann-Marie.Pendrill@physics.gu.se