Ragnhild Lyngved Staberg har doktorgrad i biologi og er førsteamanuensis ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Institutt for lærerutdanning. Hun har undervist på ulike nivåer ved høgskole og universitet, og vært ved lærerutdanninga siden 2004. Staberg har holdt elevverksteder og lærerkurs ved Skolelaboratoriet i Trondheim, har utarbeidet undervisningsopplegg på viten.no og er medforfatter av Refleks 5-7, Naturfag for mellomtrinnet. Cato Tandberg er førstelektor ved Høgskolen i Innlandet, Fakultet for lærerutdan ning og pedagogikk, Institutt for matematikk, naturfag og kroppsøving. Han har bred undervisningserfaring fra grunn- og videregående skole og har arbeidet med grunn-, etter- og videreutdanning av lærere ved Skolelaboratoriet i biologi, Universitetet i Oslo. Tandberg har utarbeidet flere undervisningsopplegg på viten.no og naturfag.no, og han er medforfatter av BI1 og BI2 og Gyldendals ord og faguttrykk i biologi. John Magne Grindeland er dr.scient. i biologi og førsteamanuensis ved Norges teknisk- naturvitenskapelige universitet, Institutt for lærerutdanning. Han har undervist i ungdomsskolen, voksenopplæring og på ulike nivåer ved høgskole og universitet og har vært ved lærerutdanninga ved tidligere Høgskolen i Sør-Trøndelag, nå NTNU siden 2004.
Biologididaktikk for laerere_OMSLAG_choice.indd All Pages
BIOLOGIDIDAKTIKK FOR LÆRERE
Boka er bygget opp i to deler. Del én omfatter kapittel 1–11 og tar for seg et bredt spekter av generelle fagdidaktiske tema med biologi som utgangspunkt; slik som utforskende undervisning, dybdelæring, språk og representasjoner, læreplaner, lærings arenaer og vurdering. Del to består av kapittel 12–15 som er direkte knyttet til de fire hoveddelene av Biologi for lærere; naturens mangfold, cellebiologi, genetikk og fysiologi. Biologididaktikk for lærere kan naturligvis benyttes uavhengig av hva som er kilde til din biologifaglige kunnskap. Selv om de første elleve kapitlene om generelle naturfag didaktiske tema søker å framstille disse temaene fra et biologisk ståsted, kan flere av disse kapitlene ha interesse også utover biologidelen av naturfaget.
Staberg • Tandberg • Grindeland
Biologididaktikk for lærere er innrettet mot masterprogrammet for grunnskolelærere i naturfag og for lærere i naturfag. Boka knytter an til samme forfatteres bok Biologi for lærere. Til sammen har disse to bøkene et stofftilfang og en innretning egnet for den som skal lære bort biologi som del av naturfaget til elever. Boka favner videre enn ren biologididaktikk, fordi den inneholder flere fyldige kapitler innen mer generelle naturfag didaktiske tema. I tillegg er det kapitler som går konkret inn i undervisning av biologitema som er relevante etter læreplanen av 2020. Biologididaktikk for lærere er fagfellevurdert og alle kapitler viser til relevant forskningslitteratur.
Ragnhild Lyngved Staberg Cato Tandberg John Magne Grindeland
BIOLOGIDIDAKTIKK FOR LÆRERE
10.06.2020 17:11:45
biologididaktikk for lĂŚrere
Biologididaktikk for laerere.indb 1
02.06.2020 14:45:23
Biologididaktikk for laerere.indb 2
02.06.2020 14:45:23
ragnhild lyngved staberg, cato tandberg og john magne grindeland
BIOLOGIDIDAKTIKK FOR LÆRERE
Biologididaktikk for laerere.indb 3
02.06.2020 14:45:23
© Gyldendal Norsk Forlag AS 2020 1. utgave, 1. opplag 2020 ISBN 978-82-05-52793-5 Omslagsdesign: Gyldendal Akademisk Layout: have a book Sats: have a book Brødtekst: Minion 10,5/15 pkt Papir: 90 g My Sol Matt Trykk: Dimograf, Polen 2020 Alle henvendelser om boken kan rettes til Gyldendal Akademisk Postboks 6730 St. Olavs plass 0130 Oslo www.gyldendal.no/akademisk akademisk@gyldendal.no Materialet er vernet etter åndsverkloven. Uten uttrykkelig samtykke er eksemplar fremstilling, som utskrift og annen kopiering, bare tillatt når det er hjemlet i lov (kopiering til privat bruk, sitat o.l.) eller avtale med Kopinor (www.kopinor.no). Utnyttelse i strid med lov eller avtale kan medføre erstatnings- og straffeansvar. Alle Gyldendals bøker er produsert i miljøsertifiserte trykkerier. Se www.gyldendal.no/miljo
Biologididaktikk for laerere.indb 4
02.06.2020 14:45:23
Forord Biologididaktikk for lærere er beregnet for lærerstudenter og lærere i naturfag og knytter an til den biologifaglige boka Biologi for lærere. Til sammen vil disse to bøkene ha et stofftilfang og en innretning egnet for den som skal lære bort stoffet til elever. Fra vår praksis som lærerutdannere har vi erfart at bakgrunnen i biologi er svært ulik blant kommende naturfaglærere. Vi tror at kompetanse i biologi på nivå med Biologi for lærere er høvelig for å kunne få til en god diskusjon av biologi og biologididaktiske temaer blant studenter, lærere og elever. Det er vår oppfatning at viktige deler av den fagdidaktiske forståelsen ikke kan tilegnes ved å lese en bok. Biologi er et praktisk og aktivitetsbasert fag. Viktige deler av det å være lærer i naturfag eller biologi må læres i interaksjon med andre i praktiske øvelser, på ekskursjoner og i diskusjoner. For å kunne oppnå relevant biologididaktisk kompetanse må studenten ha en basal forståelse av det biologifaglige. Denne boka har femten kapitler som kan deles i to deler. De elleve første kapitlene tar for seg et bredt spekter av generelle fagdidaktiske temaer med et biologididaktisk utgangspunkt, mens de fire siste kapitlene er mer direkte knytta til hver sine deler av biologifaget. Siden denne boka knytter an til Bio logi for lærere, er hvert av kapitlene 12 til 15 retta inn mot de fire hoveddelene av Biologi for lærere. Herværende bok kan naturligvis benyttes uavhengig av hva som er kilde til biologifaglig kunnskap. Selv om de elleve kapitlene om generelle (natur)fagdidaktiske temaer søker å framstille disse temaene fra et biologisk ståsted, tror vi at flere av disse kapitlene kan ha interesse også utover biologidelen av naturfaget. Boka er et samarbeidsprosjekt mellom forfatterne. Vi har likevel hatt hovedansvaret for hver våre kapitler og deler. Ragnhild Lyngved Staberg har hatt hovedansvaret for kapitlene 4, 7, 9, 13 og 14 og deler av 10, Cato Tandberg har hatt hovedansvaret for kapitlene 3 og 6, John Magne Grindeland har hatt hovedansvaret for kapitlene 2, 5, 8, 11 og 12 samt deler av kapittel 10. Kapittel 15
Biologididaktikk for laerere.indb 5
02.06.2020 14:45:23
6
Forord
er skrevet av Cato Tandberg og Ragnhild Lyngved Staberg med førstnevnte som hovedansvarlig for dyrefysiologidelen og sistnevnte som hovedansvarlig for plantefysiologidelen. Kapittel 1 er skrevet i fellesskap av alle tre. Den endelige teksten er et resultat av diskusjoner oss imellom. Vi vil takke gode kolleger for viktige innspill og kommentarer underveis. Vi vil også takke vår tidligere redaktør, Kjell Aakerøe, som tok initiativet til å utvide biologididaktikkdelen av Biologi for lærere slik at dette nå har endt opp som en egen bok. Uten Kjells velvillige innstilling til prosjektet hadde nok ikke denne boka kunnet foreligge. Til slutt en stor takk til redaktør Johanne Stende, som med sine innspill har gjort teksten mye klarere og boka mer sammenhengende. Trondheim/Oslo, februar 2020 Ragnhild Lyngved Staberg, Cato Tandberg og John Magne Grindeland
Biologididaktikk for laerere.indb 6
02.06.2020 14:45:23
Innhold Del 1 Generell del 11
Kapittel 4 Elevers hverdagsforestillinger og misoppfatninger 101
Kapittel 1 Hva er biologididaktikk? 13
Alternative paradigmer, misoppfatninger eller hverdagsforestillinger? 103 Parallellinnlært kunnskap – skolekunnskapen og hverdagskunnskapen 105 Hvorfor retter vi søkelyset på elevers hverdagsforestillinger og misoppfatninger? 106 Forskning på elevers hverdagsforestillinger og misoppfatninger 108 Hvordan kan vi avdekke elevers hverdagsforestillinger og misoppfatninger? 111 Strategier for å bekjempe og korrigere elevers hverdagsforestillinger og misoppfatninger 114 Oppgaver 128
Hva legger vi i begrepene didaktikk og fagdidaktikk? 14 Et historisk blikk på begrepene didaktikk og fagdidaktikk 19 Biologididaktikk 20 Biologi og tverrfaglighet 20 Våre valg i boka 23 Organisering av boka 25
Kapittel 2 Biologitema i læreplaner 27 Læreplanens stadier 29 Blooms taksonomi 30 Fra eksplisitte til implisitte læreplanmål 33 Metodeanvisninger eller ikke 35 Grunnleggende ferdigheter i naturfag – og biologi 36 Biologi i læreplanene fra 1890 til 2020 42 Biologitemaer i læreplanen – en utvikling i takt med vitenskapsfaget? 54 Fra kunnskap via kompetanse til dybdelæring 55 Oppgaver 55
Kapittel 3 Språk og representasjoner i biologi 61 Naturfaglig språk 62 Å skrive tekster i biologi 83 Representasjoner i biologi 89 Oppgaver 94
Biologididaktikk for laerere.indb 7
Kapittel 5 Læremidler og læringsressurser 135 Hva er læremidler og læringsressurser? 136 Lærebøker 137 Digitale læremidler og læringsressurser 141 Analoge læremidler og læringsressurser 147 Oppsummering 151 Oppgaver 152
Kapittel 6 Læringsarenaer i biologi 155 Læringsarenaer i biologi – interne og eksterne 156 Intern læringsarena – skolen 156 Eksterne læringsarenaer 159 Oppgaver 174
02.06.2020 14:45:23
8
Innhold
Kapittel 7 Praktisk arbeid og utforskende arbeidsmåter i biologi 179 Praktisk arbeid 180 Utforskende arbeidsmåter 193 Oppgaver 219
Kapittel 8 Vurdering i biologi 227 Vurdering av, for og som læring 228 Vurderingsformer 234 Økt vekt på vurdering 240 Oppgaver 241
Kapittel 9 Dybdelæring 245 Bakgrunn for søkelyset på dybdelæring 246 Hva er dybdelæring? 249 Hjernecellenes rolle i dybdelæring 258 Tankeprosesser som fremmer dybdelæring 261 Dybdelæring i praksis 263 Ting tar tid ... 275 Oppgaver 275
Kapittel 10 Sosiovitenskapelige problemstillinger 281 Hva kjennetegner en sosiovitenskapelig problemstilling? 283 Hvorfor er sosiovitenskapelige problem stillinger aktuelle i skolen? 284 Hva trenger elevene for å kunne engasjere seg i sosiovitenskapelige problemstillinger? 290 Hvordan undervise sosiovitenskapelige problemstillinger? 292 Eksempler på sosiovitenskapelige problemstillinger 294 Utfordringer med undervisning av sosiovitenskapelige problemstillinger 300 Oppgaver 301
Kapittel 11 Utdanning for bærekraftig utvikling 309 Bærekraftig utvikling – hva betyr det? 310 Utdanning for bærekraftig utvikling 312 Biologiundervisning for bærekraftig utvikling? 318
Biologididaktikk for laerere.indb 8
Økt vekt på utdanning for bærekraftig utvikling 324 Oppgaver 324
Del 2 Biologitematisk del 329 Kapittel 12 Naturens mangfold 331 Evolusjon 333 Biologisk mangfold 344 Økologi 351 Miljø i biologi og naturfag 361 Naturglede 364 Oppgaver 365
Kapittel 13 Cellebiologi 371 Hvorfor skal elevene lære om celler? 372 Cellebiologi i læreplaner 374 Cellebiologi i lærebøker 377 Celler – den minste enheten for liv, men hva er liv? 379 Cellebiologi – introduksjon av biologiens mikroverden 380 Hverdagsforestillinger og misoppfatninger i cellebiologi 386 Hvordan få til god cellebiologiundervisning? 398 Oppgaver 407
Kapittel 14 Genetikk 413 Hvorfor genetikk i biologiundervisninga? 414 Genetikk i læreplaner 415 Basiskunnskaper i genetikk 416 Elevers forståelse av arvestoffet og dets funksjon 418 Elevers forestillinger om arv og genetikk 422 Hvorfor er genetikk så vanskelig å forstå? 428 Hvordan få til god genetikkundervisning? 432 Etisk argumentasjon i genetikkundervisninga 433 Oppgaver 438
02.06.2020 14:45:23
9
Innhold
Kapittel 15 Fysiologi 445 Hva er fysiologi? 447 Dyrefysiologi 449 Læreplanen – historisk tilbakeblikk på dyrefysiologi 449 Systemer i dyrefysiologi 450 Disseksjon 457 Menneskets organsystemer 459 Plantefysiologi 472 Læreplanen – historisk tilbakeblikk på plantekunnskap 472 Planters reproduksjon 474 Begrepsforvirring blant barn og voksne 475 Hverdagsforestillinger knytta til begrepet «blomst» 476 Hverdagsforestillinger knytta til begrepene «frø» og «frukt» 477
Biologididaktikk for laerere.indb 9
Begrepet «grønnsak» 479 Å plante eller å så? 479 Planters vekst og utvikling gjennom året 481 Planters forsvarsmekanismer – hva tenker elevene? 486 Elevers hverdagsforestillinger om planter 487 Oppgaver 488
Vedlegg 493 Nyttige nettsteder 502 Illustrasjons- og bildekrediteringer 507
02.06.2020 14:45:23