Open inquiry in science classrooms: exploring and developing teachers' practices in upper secondary school

Abstract

The study was part of the research project StudentResearch (2007-2010), with the goal that students were to become knowledge builders in practices that have some common traits with scientific inquiry. The project was financially supported by The Research Council of Norway. The thesis includes three articles representing three different levels concerning teachers’ role developing science inquiry in a situated practice. The three levels are: (a) the individual teacher – how the teacher’s beliefs bring scope and force to the practice of open inquiry in a situated practice; (b) the science classroom – how the teacher scaffolds the students during open inquiry; (c) the school – how science inquiry can be developed as a collaboration between teachers and researchers at school. The first article offer an understanding why a positivist epistemology and related myths concerning NOS are robust in school versions of scientific inquiry even though they go against the “appropriate” views of the nature of science (NOS). The case study reveals that what seemed to be a teacher’s positivist position towards NOS and scientific inquiry was embedded in a broader concern about pedagogical considerations and personal engagement with low-achieving students. The implications are that teachers (students) should be given the opportunity for guided reflections on personal experiences and commitment to scientific inquiry in order to become more conscious of how they affect their beliefs and practice. The second article identify emerging issues concerning how the teacher support the students providing them with a balance of structure and space – and how it constitutes the students inquiry process in the different phases of the inquiry. The study indicate that there exist a necessary tension and interplay between structure and space, creating what can be seen as a driving force providing both exploration and direction for the open inquiry. The notion of “structure and space” is suggested as a thinking tool for teachers’ (students) to increase competence on how to scaffold more authentic versions of scientific inquiry in school. The third article explores possibilities and constrains with collaborative action research between teachers and researchers to improve science inquiry in school. It draws on two action research project within StudentReserach experiencing many similar challenges. In both practices we found that the transition between planning change and what happened in the actual classroom practice was difficult. We were also concerned about our role as researchers in the collaboration – how to bring in relevant perspectives from educational research. We suggests that the collaborative effort developing concrete tools for classroom practice of science inquiry can act as an impetus for change when it is supported by both educational literature and the situated practice. Thus, the distinguished voices of the teacher and researcher will complement each other and might act to bridge the gap between research and practice of science inquiry.

Målet med denne studien er å utforske muligheter og utfordringer naturfaglærere erfarer når de skal utvikle utforskende arbeidsmåter i en situert skolepraksis. Jeg samarbeidet med naturfaglærere og en med-forsker i et aksjonsforskningsprosjekt om å utvikle og lære av en praksis med åpen utforskende arbeidsmåter ved en videregående skole. Studien er en del av ElevForsk prosjektet (2007-2010), med et felles mål om å analysere og utvikle hvordan elever kan bli forskende i sin egen læring i naturfag. Prosjektet ble finansiert av Norges Forskningsråd. Avhandlingen inkluderer tre artikler som representerer tre ulike nivåer knyttet til læreres rolle ved utvikling av utforskende arbeidsmåter i praksis. De tre nivåene er: (a) den individuelle lærer - hvordan lærerens “beliefs” gir mening og drivkraft til åpne utforskende arbeidsmåter i en situert praksis; (b) naturfagklasserommet - hvordan læreren kan støtte og veilede elevene ved åpne utforskende arbeidsmåter; (c) skolen - hvordan utforskende arbeidsmåter kan utvikles gjennom samarbeid mellom lærere og forskere. Den første artikkelen gir en forståelse for hvorfor en positivistisk epistemologi og tilhørende myter om av naturvitenskapelige tenke- og arbeidsmåter holder stand i skoleversjoner. Case studien viser at en lærers tilsynelatende positivistiske holdning var bakt inn i pedagogiske avgjørelser og personlig engasjement for gruppen elever med lav måloppnåelse i naturfag. Implikasjoner er at lærere (studenter) burde få anledning til veiledet refleksjon knyttet til personlige erfaringer og forhold til naturvitenskapelig tenke- og arbeidsmåte for å bli mer bevisst hvordan de påvirker deres “beliefs” og praksis. Den andre artikkelen identifiserer hvordan læreren støtter og veileder elevene ved å gi dem en balanse av struktur og spillerom – og hvordan det konstituerer elevenes utforskende prosess i de ulike fasene av prosjektet. Studien indikerer at det eksisterer en nødvendig spenning og vekselvirkning mellom struktur og spillerom som skaper en drivkraft for både åpen utforskning og retning inn mot læringsmål. Begrepet “struktur og spillerom” blir foreslått som et verktøy for å øke læreres (studenters) kompetanse knyttet til hvordan støtte og veilede mer autentiske versjoner av naturvitenskapelige tenke- og arbeidsmåter i skolen. Den tredje artikkelen diskuterer muligheter og utfordringer aksjonsforskning gir for å forbedre utforskende arbeidsmåter i naturfag. Artikkelen tar utgangspunkt i to forskningsprosjekter innenfor ElevForsk som erfarte mange liknende utfordringer. I begge praksisene fant vi at overgangen mellom å planlegge endring til gjennomføring i klasserommet var vanskelig. Vi forslår at samarbeid om å utvikle konkrete verktøy for undervisningen kan virke som en pådriver for endring når den støttes av både forskningslitteratur og den situerte praksisen. De ulike “stemmene” fra læreren og forskeren vil kunne komplementere hverandre og bygge bro mellom forskning og praksis knyttet til utforskende arbeidsmåter.