Institutionen för Utbildningsvetenskap
Gymnasielärares beskrivningar
och förklaringar av
evolutionsbiologiska begrepp
1
Författare: Magnus Karlsson
Handledare: Inger Edfors
Examinator: Mats Lindahl
Termin: VT 2016
Program: Lärarprogrammet
Nivå: Grundnivå
Kurskod: 2UV90E
Abstrakt
I detta arbete används en fenomenografisk metod för att undersöka hur gymnasielärare
beskriver och förklarar tre olika evolutionsbiologiska begrepp. Begreppen är naturligt
urval (selektion), anpassning (adaptation) och evolutionsteorins förklaringskraft. Efter
att lärarnas svar har undersökts och kategoriserats i förhållande till varandra jämförs de
också med förklaringar av begreppen som förekommer i läroböcker avsedda för kurser i
evolutionsbiologi på universitetet. Det som framkommer är att lärarna beskriver
kvalitativt skilda beskrivningar av alla tre begreppen. I fallet med det naturliga urvalet
och evolutionsteorins förklaringskraft framgår att lärarna uttrycker så kallande
vardagsföreställningar eller alternativa idéer om begreppen. När det gäller begreppet
anpassning uppvisar alla lärare en god begreppsförståelse och att de dessutom är
medvetna om vilka vardagsföreställningar eleverna ofta bär på. Slutligen diskuteras
vilka möjliga åtgärder som kan vidtagas för att förbättra evolutionsundervisningen på
både gymnasiet och lärarutbildningarna.
Nyckelord
Evolution, Begrepp, Undervisning, Lärobok för universitetet, Gymnasiet, Lärare
Tack
Till min handledare Inger Edfors, kurskamrater, vänner och familj som stöttat mig
genom arbetet.
i
Innehåll
1 Bakgrund ___________________________________________________________1
2 Inledning ____________________________________________________________3
3 Syfte________________________________________________________________5
3.1 Frågeställningar __________________________________________________ 5
4 Material och metod ___________________________________________________6
4.1 Definition av begreppet alternativa idéer _______________________________ 6
4.2 Val av begrepp att undersöka ________________________________________ 7
4.3 Litteraturgenomgång ______________________________________________ 7
4.4 Intervjuer _______________________________________________________ 8
4.4.1 Hur valdes de intervjuade lärarna ut? _____________________________ 9
4.4.2 Hur gick intervjuerna till? _______________________________________ 9
4.4.3 Etiska överväganden ___________________________________________ 9
5 Resultat ____________________________________________________________10
5.1 Beskrivningar om selektion (naturligt urval) på olika nivåer _______________ 10
5.1.1 På vilken nivå sker det naturliga urvalet enligt lärarna? ______________ 10
5.1.2 Hur relaterar lärarnas uppfattning om selektion till vad
universitetslitteraturen säger? _______________________________________ 11
5.2 Beskrivning av vad evolutionär anpassning (adaptation) innebär ___________ 11
5.2.1 Hur beskriver och förklarar lärarna begreppet evolutionär anpassning? _ 12
5.2.2 Hur relaterar lärarnas uppfattning om vad en anpassning är till vad
universitetslitteraturen säger? _______________________________________ 12
5.3 Beskrivningar av evolutionsteorins förklaringskraft _____________________ 13
5.3.1 Vad säger lärarna om evolutionsteorins förklaringskraft när de relaterar till
alternativa icke vetenskapliga förklaringsmodeller? ______________________ 13
5.3.2 Hur relaterar lärarnas beskrivningar av evolutionsteorins förklaringskraft
till universitetslitteraturen? _________________________________________ 14
6 Diskussion __________________________________________________________15
6.1 Selektion _______________________________________________________ 16
6.2 Adaptation _____________________________________________________ 16
6.3 Evolutionsteorins förklaringskraft ___________________________________ 17
6.4 Vad kan göras för att förbättra lärarnas förståelse för begrepp? ____________ 18
6.5 Vidare studier ___________________________________________________ 19
Referenser ___________________________________________________________20
Bilagor _______________________________________________________________ I
Bilaga A Intervjufrågor ________________________________________________ I
ii
1 Bakgrund
Evolutionsbiologi kan ses som biologins förenande teori. Detta belyses av Theodosus
Dobzhanskys välkända citat ”Nothing in biology makes sense except in the light of
evolution” (Dobzhansky 1973). Om man utgår från att detta synssätt och
ställningstagande är korrekt måste all undervisning i biologi präglas av ett
evolutionsbiologiskt synsätt (Dobzhansky 1973). För att det ska vara möjligt att
utveckla ett sådant sätt att betrakta världen måste eleverna först ha en god förståelse för
vad evolutionsbiologi är, vad den förutsäger och vad den har visat. I linje med detta är
evolutionsbiologi ett ämnesområde som får stort utrymme i ämnesplanerna för både
naturkunskap och biologi. I flera ämnesplaner för gymnasieskolan är det ett tydligt
uttalat mål att eleverna ska utveckla en världsåskådning/världsbild som utgår från
evolutionsbiologin.
I gymnasieskolans programutbud ingår evolutionsbiologisk undervisning i kursutbudet
för många olika program. På de flesta utbildningar inom ramen för ämnet naturkunskap,
som är ett gymnasiegemensamt ämne (det som tidigare kallades kärnämnen) men också
i det fristående ämnet biologi (Skolverket 2011). På Naturvetenskapsprogrammet, som
är ett studieförberedande program ingår kurserna biologi 1 och 2 (Skolverket 2011), där
eleverna ska utveckla ett naturvetenskapligt tänkande och perspektiv på världen med
evolutionsbiologin som grund (Skolverket 2014). Det centrala innehållet i biologi 1
innehåller sex punkter som berör evolutionsbiologin (Skolverket 2014) och ämnet
återkommer även i det centrala innehållet för biologi 2 (Skolverket 2014). Bland de
saker som nämns i det centrala innehållet framgår att eleverna ska lära sig hur
evolutionens mekanismer fungerar och där läggs tyngdpunkten på naturligt urval och
urvalets betydelse vid artbildning (Skolverket 2014). Det naturliga urvalet återkommer
också i ett mer praktiskt sammanhang eftersom eleverna ska ges möjlighet att göra
simuleringar av evolutionära mekanismer som exempelvis naturligt urval.
Slutligen nämns att eleverna ska lära sig hur organismernas beteende påverkar deras
förmåga att överleva och reproducera sig (Skolverket 2014), alltså hur beteendet
påverkar fitness (som är ett grundläggande evolutionsbiologiskt begrepp). Ett
ändamålsenligt beteende är i sig inte annorlunda än en ändamålsenlig struktur eller
organ (Danchin et al. 2008). Därför kan beteenden precis som morfologiska och
fysiologiska egenskaper vara en anpassning (Danchin et al. 2008).
Genom mitt arbete som vikarierande gymnasielärare och under de perioder jag deltagit i
verksamhetsförlagd utbildning (VFU) som ett led i min lärarutbildning har jag
observerat att gymnasieelever ofta har svårt att förstå och förklara grundläggande
evolutionsbiologiska begrepp. Att elever har sådana svårigheter är ett välkänt fenomen
(Klymkowsky et al. 2003). För egen del har jag observerat detta i flera olika
sammanhang. Ibland i samband med att jag undervisat i evolutionsbiologi och i andra
fall när jag berört ämnet inom ramen för ett annat ämnesområde. Dessa observationer
har väckt tankar och frågor. Jag har också observerat att mina kollegor ibland utrycker
beskrivningar och uppfattningar om evolutionen som inte riktigt stämmer överens med
det vetenskapliga sättet att se på ämnet. Är det möjligen så att elevernas problem hänger
ihop med hur lärarna beskriver och förklarar evolutionsbiologiska termer i
undervisningssituationen? Hur korrekta är lärarnas beskrivningar och förklaringar?
Detta är två mycket breda frågor som bara kan undersökas genom att genomföra en hel
serie med observationsstudier och experiment där man i första ledet måste kartlägga
både lärarnas och elevernas uppfattningar och förståelse. I det andra ledet måste man
söka efter samband mellan lärarnas och elevernas uppfattningar och beskrivningar. Ett
så brett området låter sig knappast besvaras inom ramen för ett examensarbete på
1
grundnivå. Men det är möjligt att angripa delar av denna problematik. Av tidsmässiga
skäl och för att göra frågeställningen praktiskt hanterbar har jag valt att undersöka ett av
de ovan nämnda områdena. Mitt fokus ligger på att undersöka vilka förklaringar av
evolutionära begrepp lärarna beskriver att de förmedlar i undervisningssituationen, hur
lärarnas beskrivningar förhåller sig till varandra och hur dessa förklaringar i sin tur
förhåller sig till hur begreppen definieras och beskrivs i läroböcker avsedda för kurser
på universitetsnivå. Skälet till att jag valt att fokusera på dessa två områden är att det
finns relativt mycket undersökt om elevernas föreställningar samtidigt som det inte är
lika väl undersökt hur lärarnas föreställningar ser ut. Mitt upplägg gör det möjligt att
undersöka om lärarna bär på så kallade alternativa idéer om evolutionen och hur
lärarnas olika förklaringar (om sådana finns) förhåller sig till den vetenskapliga
förklaringen och förståelsen av begreppen.
2
2 Inledning
Inom naturvetenskaperna används många olika begrepp. Förmågan att förstå och
använda vetenskapliga begrepp, söka, analysera och skapa ny information kallas inom
utbildningsvetenskapen för science literacy (Gehring and Eastman 2008). En korrekt
förståelse för nyckelbegrepp är viktigt när man försöker lära sig ett ämne (Orlich et al.
2010) och därför finns en relativt stor mängd studier som undersökt elevernas förståelse
av nyckelbegrepp i evolutionsbiologi. Man kan säga att en god ordförståelse är en
nödvändig utgångspunkt för att lära sig att förstå ämnet (Klymkowsky et al. 2003,
Orlich et al. 2010). Inom naturvetenskapen räcker det inte med att man förstår ordens
innebörd och kan sätta etiketter på orden (Klymkowsky et al. 2003). Det behövs också
en fungerande begreppsförståelse för att förstå naturvetenskapens metodik och filosofi
samt i förlängningen klara av att överföra och använda sina kunskaper och förståelse i
nya sammanhang (Klymkowsky et al. 2003, Wallin 2004, Gehring and Eastman 2008,
Krontiris-Litowitz 2013).
Att elever kan ha problem med att förstå evolutionsbiologiska begrepp är
väldokumenterat. Det gäller elever i både utlandet och Sverige (Halldén 1988, Franklyn
1993, Klymkowsky et al. 2003, Wallin 2004, Gehring and Eastman 2008, Andersson
2011, Krontiris-Litowitz 2013, Weiss and Dreesmann 2014). Det finns många begrepp
som eleverna har problem med men ett av de mer problematiska begreppen är selektion
(Wallin 2004, Andersson and Wallin 2006). Elever uppvisar svårigheter i att både förstå
vad begreppet innebär, men också i hur selektionen fungerar och på vilken nivå den
verkar (Andersson and Wallin 2006). När eleverna inte förstår på vilken nivå
selektionen sker kan det också försvåra för dem att förstå hur t.ex. artbildning går till
(Halldén 1988). Ett annat begrepp som skapar svårigheter är ordet anpassning. Eleverna
tror ofta att en evolutionär anpassning är samma sak som det man menar med ordet i
vardagssammanhang. Alltså att det innebär att en eller flera individer anpassar sig till
miljön genom att mer eller mindre aktivt förändra sig själva, t.ex. fysiologiskt eller
beteendemässigt (Petersson 2012). Inom evolutionsbiologin betyder anpassning något
annat. Begreppet har förvisso flera innebörder men samtliga bygger på att det finns
variation mellan individer och att det naturliga urvalet skapar förändring (Wallin et al.
2001, Wallin 2004, Andersson and Wallin 2006). Ytterligare ett begrepp som orsakat en
del problem, kanske framförallt i västerländska kristna länder är evolutionsteorins
förklaringskraft. I t.ex. USA har evolutionsteorin angripits av fundamentalistiska kristna
som menar att evolutionsteorin bara är en av många teorier som kan förklara livets
uppkomst och den artrikedom som existerar på jorden (Braterman and Holbrook 2009).
Denna kreationistagenda verkar dessutom sprida sig internationellt (Braterman and
Holbrook 2009). Man vill göra gällande att andra förklaringar som t.ex. bibelns
skapelseberättelse eller så kallad intelligent design är jämförbara och lika troliga
förklaringar som evolutionsteorin (Braterman and Holbrook 2009). Man har under lång
tid försökt torgföra dessa idéer som alternativa teorier till evolutionsteorin som därför
bör undervisas och läggas fram som alternativ till evolutionsteorin i
biologiundervisningen. Lärare som undervisar enligt läroplanen utsätts för
påtryckningar från trossamfund, skolstyrelser och föräldrar (Nehm et al. 2009).
Problemet med t.ex. skapelseberättelsen och intelligent design är att de saknar
vetenskaplig grund (Braterman and Holbrook 2009). De stöds inte av någon känd
vetenskaplig bevisning och dessutom är de inte testbara och uppfyller därför inte
grundkriterierna för en vetenskaplig teori (Reiss 2011). Att undervisa om dessa
alternativa förklaringsmodeller är därför att undervisa i ovetenskap eller
pseudovetenskap. I USA och på andra håll finns religiösa skolor som försöker föra in
dessa alternativa förklaringar i evolutionsundervisningen och tona ner
3
evolutionsbiologin som den enda teorin som har vetenskapligt stöd (Reiss 2011).
Givetvis finns också lärare som hävdar att evolutionsteorin bara är en av flera olika
förklaringsmodeller som inte kan åtskiljas med utgångspunkt från deras
förklaringskraft. Alltså att alla dessa olika förklaringar är lika troliga och att eleverna
också bör undervisas i t.ex. kreationism eller intelligent design(Nehm and Shonfeld
2007, Nehm et al. 2009). Inför skrivandet av denna uppsats har omfattande
litteratursökningar gjorts och så vitt det har stått att finna är Sverige ett land där denna
fråga ännu inte har undersökts. Detta trots att fler och fler lärare rapporterar att
ifrågasättandet av evolutionsundervisningen blir allt vanligare även här (pers. obs). Det
är med andra ord inte känt hur svenska lärare hanterar konflikten mellan tro och
vetenskap eller hur de arbetar för att klargöra varför evolutionsteorin är den enda
förklaringsmodell som i dagsläget stöttas av vetenskaplig bevisning, är testbar och kan
förklara livets uppkomst och förändring. Men det finns ett behov av att undersöka
frågan.
Varför de ovan nämnda begreppen är svåra för eleverna att förstå finns det inget
entydigt svar på. Sannolikt bidrar flera olika faktorer till problemen med
begreppsförståelse (Smith 2010). En orsak som har undersökts ingående och som har
visat sig påverka elever i olika åldrars förmåga att lära sig och förstå
evolutionsbiologiska begrepp är elevernas alternativa idéer (eller vardagsföreställningar,
s.k. misconseptions) om evolutionen och naturvetenskap (Klymkowsky et al. 2003,
Wallin 2004, Nehm and Shonfeld 2007, Nelson 2008). Se metod för en definition av
begreppet alternativa idéer. En annan förklaring som tycks vara vanlig, åtminstone
utomlands, är att religiösa föreställningar är ett hinder för lärande av evolutionsbiologi
(Sinatra et al. 2008, Braterman and Holbrook 2009). En tredje orsak kan vara att de
termer som används inom evolutionsundervisningen som t.ex. anpassning, har en helt
annan betydelse i vardagsspråket än de har inom ramen för evolutionsteorin och
evolutionsundervisningen (Sinatra et al. 2008).
En fjärde faktor som påverkar elevernas lärande är hur kapabla, välutbildade och
kunniga deras lärare är inom sitt ämnesområde (Darling-Hammond 2000, Zetterqvist
2003, Weiss and Dreesmann 2014). Tyvärr visar studier från bl.a. USA och Brasilien att
det råder stor kunskapsbrist vad det gäller evolutionsbiologiska begrepp även bland
lärare (Ruthledge and Warden 2000, Nehm et al. 2009, Rodrigues da Silva et al. 2015).
Liknande studier gjorda i Sverige visar att vissa lärare har en bristande förståelse för
evolutionsbiologiska begrepp och att de uppvisar samma typ av felaktiga alternativa
idéer som eleverna (Zetterqvist 2003). Vidare är lärare med god begreppsförståelse
bättre på att förstå elevernas förutsättningar och bär på färre egna alternativa idéer om
evolution (Zetterqvist 2003). Med andra ord, lärare som har en god förståelse för
evolutionsbiologiska begrepp och undervisar med inriktning mot begreppsförståelse
lyckas bättre med evolutionsundervisningen än lärare med annan inriktning (Zetterqvist
2003). Av dessa anledningar är det nödvändigt att vi lär oss mer om hur lärarna
förklarar och beskriver evolutionsbiologiska begrepp i undervisningen. Ty, först när vi
förstår problemets art kan vi utveckla metoder och lösningar.
4
3 Syfte
Som det framgår ovan är en god begreppsförståelse och undervisning med inriktning
mot begreppsförståelse viktigt för att eleverna ska lära sig och förstå
evolutionsbiologiska begrepp och i förlängningen för att de ska utveckla en förståelse
som inte bara omfattar evolutionsbiologi utan också kan överföras till biologi i övrigt.
För att eleverna ska utveckla en god begreppsförståelse är det en förutsättning att de
förklaringar av begrepp lärarna använder i undervisningssituationen överensstämmer
med betydelsen av begreppen så som de används inom högre utbildning och
forskningen. Eller med andra ord att undervisningen inte är präglad av alternativa
förklaringar och vardagsföreställningar om begreppen. Detta kan undersökas genom att
intervjua lärare om hur de förklarar begreppen i undervisningssituationen. Genom att
kategorisera lärarnas svar och jämföra dem med varandra kan man också få en bild av
hur lärarnas beskrivningar av begreppen förhåller sig till varandra. Genom att undersöka
i vilken utsträckning lärarnas förklaringar överensstämmer med förklaringar av
begreppen som de förekommer i universitetslitteraturen kan man också avgöra i vilken
grad lärare bär på alternativa förklaringar av evolutionsbiologiska begrepp.
3.1 Frågeställningar
Vilka sätt att beskriva evolutionen uppger lärare att de använder i
undervisningssituationen?
Hur kan man kvalitativt åtskilja lärarnas olika sätt att beskriva evolutionen i
undervisningssituationen och beskriva hur de förhåller sig till varandra?
Hur relaterar biologilärares förståelse och beskrivningar av evolutionära begrepp och
mekanismer i undervisningssituationen till vetenskapens definitioner av
evolutionsbiologiska begrepp och förklaringsmekanismer?
5
4 Material och metod
Det finns två syften med den här undersökningen och därför har det varit nödvändigt att
kombinera två olika metoder, eller egentligen två olika perspektiv av samma metod. Det
första syftet är att beskriva hur biologilärare beskriver och förklarar
evolutionsbiologiska begrepp. Alltså hur de upplever och tolkar begreppen. Det
beskrivande eller karaktäriserande syftet gör att en kvalitativ metod passar bäst (Larsson
2010). Tanken är att beskriva ett brett perspektiv på hur beskrivningarna ser ut och
skiljer sig åt som möjligt. Eftersom det också handlar om hur lärarna upplever och
tolkar begreppen kan man säga att det inte finns någon sanning. Den metod jag
använder till denna första del är den så kallade fenomenografiska analysen i andra
ordningens perspektiv (Larsson 2010).(Larsen 2009). Fenomenografisk analys av andra
ordningens perspektiv är inte att återge och spegla verkligheten som den är utan snarare
att återge och beskriva variationen mellan kvalitativt skilda kategorier som skapats av
den som gör undersökningen (Larsson 2010). I en fenomenografisk analys kan man
beskriva kategorierna som antingen hierarkiska eller horisontella (Uljens 1989). I ett
hierarkiskt system är det skillnad i komplexitet mellan beskrivningarna medan det i ett
horisontellt finns kvalitativa skillnader men där komplexiteten är lika stor (Uljens
1989).
Det andra syftet med undersökningen är att jämföra hur lärarnas uppfattning och
beskrivning förhåller sig till den härskande uppfattningen inom vetenskapen. Alltså, att
jämföra hur lärarnas utsagor och beskrivningar stämmer överens med beskrivningar och
förklaringar av begreppen i läroböcker avsedda som kurslitteratur på universitetet.
Denna jämförelse mellan hur något upplevs och hur det faktiskt förhåller sig kan
beskrivas genom en fenomenografisk analys av den första ordningen (Larsson 2010).
Analysen av intervjuerna är därför en sorts innehållsanalys (Larsen 2009) men utan att
kodning av texterna genomförts. Efter intervjuerna transkriberades svaren på
intervjufrågorna ordagrant och i sin helhet. Detta är ett nödvändigt steg i den
fenomenografiska metoden (Larsson 2010).
4.1 Definition av begreppet alternativa idéer
Människans överlevnad har under vår historia varit beroende av vår förmåga att tänka
och dra slutsatser. Det är detta vardagstänkande som är orsaken till att vi lyckats
överleva och kolonisera i princip hela planeten. Vardagstänkande måste därför
behandlas med respekt (Wallin 2004). Vid analyser av olika resonemang eller skrivna
svar finns en risk att forskaren missförstår vad intervjuobjektet menar och vilka idéer
hen bär på. Detta gör det nödvändigt att använda en försiktig terminologi (Wallin 2004).
Av den anledningen har jag i detta arbete valt att använda samma definition av
vardagstänkande och vardagsföreställningar som Anita Wallin (2004) använder i sin
avhandling “Evolutionsteorin i klassrummet: på väg mot en ämnesdidaktisk teori för
undervisning i biologisk evolution”. Denna definition lyder – “vardagsföreställningar
som är resultatet av vardagstänkande om naturvetenskapliga fenomen, som inte
överensstämmer med vetenskapliga idéer kommer jag i fortsättningen att kalla för
alternativa idéer” (Wallin 2004:29).
6
4.2 Val av begrepp att undersöka
För att svara på de fyra frågorna har ett antal begrepp valts ut. De utvalda begreppen har
valts ut på basis av två distinkta kriterier. Det första är att begreppet är centralt för
evolutionsbiologin. Det andra kriteriet är att det har dokumenterats (i litteraturen) att
antingen elever, lärare eller både och kan ha problem med att förstå begreppets innebörd
och betydelsen begreppet har för ämnesområdet så att en alternativ förklaring eller
vardagsföreställning försvårar förståelsen av ämnet. Vilka begrepp som valts ut finns
presenterade i Tabell 1.
Tabell 1: Den första kolumnen visar vilka begrepp som undersökts. Den andra kolumnen listar didaktiska
litteraturreferenser som styrker att begreppet är centralt för förståelse av evolutionsteorin. Den tredje
kolumnen listar litteraturreferenser till att begreppet är problematiskt för elever, lärare eller både och.
Begreppet är centralt för
Begreppet är problematiskt
Begrepp
framgångsrikt lärande och
för elever och/eller lärare
förståelse av ämnet
(Wallin et al. 2001)
(Wallin et al. 2001, Sinatra et al.
2008, Stuhlman and Calabi
Selektion
2013, Weiss and Dreesmann
2014)
(Zetterqvist 2003, Smith 2010,
(Stuhlman and Calabi 2013,
Adaptation/Anpassning
Kampourakis 2011)
Weiss and Dreesmann 2014)
(Dobzhansky 1973, Nehm et al.
(Nehm and Shonfeld 2007,
Evolutionsteorins förklaringskraft 2009, Narguizian 2012)
Sinatra et al. 2008, Braterman
and Holbrook 2009)
4.3 Litteraturgenomgång
Två läroböcker (Tabell: 2) avsedda att användas som kurslitteratur på universitetet har
studerats (se nedan). Böckerna har lästs noggrant i syfte att hitta definitioner,
förklaringar och beskrivningar av innebörden i de ord som listas i Tabell 1. Begreppen
har också undersökts genom att söka upp dem i registret och läsa om dem på de
hänvisade sidorna. Böckerna har valts ut p.g.a. att de används som kurslitteratur i
evolutionsbiologi på svenska universitet och finns tillgängliga i författarens personliga
bibliotek
7
Tabell 2: Tabellen visar vilka läroböcker för kurser i evolutionsbiologi på universitetsnivå som studerats.
Den första kolumnen anger författarnas namn. Den andra kolumnen vilket begrepp som studerats i den
bok/böcker som anges i första kolumnen. I kolumnen som heter definition anges från vilken lärobok
definitioner som används i analysen hämtats och i den sista kolumnen anges den fullständiga referensen.
Författare
Begreppet
Definition.
Fullständig referens
Freeman, Scott och
Selektion
Scott, Freeman och Jon,
Herron, C. Jon.
C. Herron (2004).
Evolutionary analysis.
Pearson Prentice Hall.
London.
Futuyama, J. Douglas.
Freeman, Scott och
Herron, C. Jon.
Futuyama, J. Douglas.
Freeman, Scott och
Herron, C. Jon.
Dogulas, J. Futuyama
(1998). Evolutionary
biology. Sinauer
Associates, inc.
Sunderland.
Se Selektion
Adaptation
Se Selektion
Se selektion
Evolutionsteorins
förklaringskraft
Futuyama, J. Douglas.
Se Selektion
4.4 Intervjuer
Fem behöriga gymnasielärare har intervjuats (Tabell: 3). Könsfördelningen är tre
kvinnor och två män. De är fördelade på tre olika gymnasieskolor och två olika
kommuner i södra Sverige. Som behöriga lärare har de arbetat 5, 12, 17, 28 och 33 år
med undervisning i biologi på gymnasiet. Flera av dem har dessutom arbetat som lärare
innan de utbildade sig. De har läst olika många poäng biologi (från 90 till 270hp) och
samtliga uppger att de trivs med sitt arbete. Hur lång tid som har gått sedan de
undervisade i biologi senast varierar men samtliga har undervisat i ämnet inom de
senaste två åren. Fyra av dem har undervisat i ämnet någon gång inom det närmsta året.
I analyserna har svaren från tre av de fem lärarna använts. Orsaken till att två lärare
fallit ifrån är att de lämnats svar som inte kunnat tolkas inom ramen för de
frågeställningar som arbetet utgår från.
Tabell 3: Här redovisas de intervjuade lärarnas tjänsteår samt hur länge sedan det är de undervisade i
Evolutionsbiologi. De lärare som markerats med Asterix (*) har plockats bort ur analyserna då de lämnat
svar som inte kan användas för att besvara arbetets frågeställningar.
Lärare
Tjänsteår
Undervisade i evolution senast
Lärare 1
17
Mindre än två år sedan
Lärare 2
28
Mindre än ett år sedan
Lärare 3
5
Mindre än ett år sedan
Lärare 4*
12
Mindre än ett år sedan
Lärare 5*
33
Mindre än ett år sedan
8
4.4.1 Hur valdes de intervjuade lärarna ut?
Urvalet av lärare var slumpmässigt på det sättet att samtliga biologilärare på de tre
skolorna kontaktades och tillfrågades om de ville delta i undersökningen. Fem lärare
tackade ja och intervjuades. De som av olika skäl inte kunde medverka föll bort. Valet
av lärare var också beroende av t.ex. restid till skolorna där lärarna arbetade. Urvalet var
därför också en sorts bekvämlighetsurval (Larsen 2009).
4.4.2 Hur gick intervjuerna till?
Intervjuerna genomfördes som standardiserade intervjuer med ett antal inledande
bakgrundsfrågor (Larsen 2009). De utfördes i enskildhet så att den intervjuade läraren
och intervjuaren var ensamma. Samtliga intervjuer genomfördes av samma intervjuare.
Förutom att intervjuaren läste upp varje intervjufråga fick lärarna samtidigt se frågan på
en bildskärm. Detta för att säkerställa att alla lärare både fick se och höra frågan ställd
på samma sätt. Frågorna konstruerades för att största möjliga mån undvika frågeeffekter
(Larsen 2009). Intervjufrågorna har bifogats som en bilaga (Bilaga A). Intervjuerna
spelades in och för att undvika intervjueffekter (Larsen 2009) satt både intervjuaren och
den intervjuade framför en dator där frågorna visades på skärmen. På så vis försvårades
den intervjuades möjligheter att läsa av intervjuarens kroppsspråk, ansiktsuttryck m.m.
4.4.3 Etiska överväganden
Detta arbete berör inga känsliga personuppgifter, inbegriper inga fysiska- eller psykiska
ingrepp och innebär ingen uppenbar risk att skada någon medverkande och därför har
inga av de villkor som krävs för att en juridisk etikprövning ska bli aktuell uppfyllts
(Vetenskapsrådet 2011). Informations- och samtyckeskravet (Vetenskapsrådet 2002) har
uppfyllts genom att intervjupersonerna vid den första kontakten fått information om vad
undersökningen handlar om och därefter tillfrågats om de vill medverka. De intervjuade
lärarnas identitet döljs genom användandet av fiktiva namn och uppnår därför
konfidentialitetskravet (Vetenskapsrådet 2002) men då intervjuerna spelades in och
källdata ska sparas kan inte intervjupersonernas identitet döljas med kodnycklar eller
liknande (Vetenskapsrådet 2011). Det är enbart författaren av arbetet som har tillgång
till källdata och känner till identiteten på de intervjuade personerna. Nyttjandekravet
(Vetenskapsrådet 2002) är uppfyllt då uppgifterna bara kommer att användas för det
syfte de samlades in för (Vetenskapsrådet 2002).
9
5 Resultat
Resultaten identifierar de beskrivningskategorier som utlästs under analysen av svaren
på intervjufrågorna. Beskrivningskategorierna besvarar frågeställningarna som
presenteras i syftet under underrubriken frågeställningar.
Resultaten visar att den bild av evolutionen lärarna uppger att de förmedlar till eleverna
kan delas in i tre olika beskrivningskategorier. Utmärkande för varje
beskrivningskategori är att kvalitativa skillnader i lärarnas svar kan uttolkas.
5.1 Beskrivningar om selektion (naturligt urval) på olika nivåer
Genomgången av litteratur avsedd för kurser i evolutionsbiologi på universitetsnivå
visade att det förekommit en diskussion om på vilken nivå det naturliga urvalet
(selektionen) verkar. Litteraturen gör gällande att diskussionen mynnat ut i en
konsensus (Futuyama 1998, Freeman and Herron 2004). Den rådande uppfattningen är
numera att selektionen verkar på individnivå. Selektion på populations eller artnivå
anses kontroversiellt. Argumentet är att alla mönster som antyder att urval kan ske
ovanför individnivån (d.v.s. grupp, population eller artnivå) enklare kan förklaras med
selektion på individnivå (Futuyama 1998). Naturligt urval kan därför definieras som en
process där skillnader i egenskaper mellan individer leder till skillnader i reproduktiv
framgång(Freeman and Herron 2004).
”A difference, on average, between the survival or fecundity of individuals with certain
phenotypes compared with individuals with other phenotypes.” (Freeman and Herron
2004:775).
5.1.1 På vilken nivå sker det naturliga urvalet enligt lärarna?
Svaren i beskrivningskategorierna bygger på lärarnas svar på intervjufrågorna. Två
kategorier har konstruerats. Kategorierna identifierar kvalitativa skillnader i
beskrivningar om på vilken organisationsnivå selektionen (det naturliga urvalet) verkar.
De två kategorierna är selektion på individnivå och selektion på populations och
artnivå. Förhållandet mellan beskrivningskategorierna är att de beskriver två motsatta
hierarkiska riktningar i sättet att se på naturligt urval. Selektion på individer innebär en
rörelse neråt mot en lägre organisationsnivå medan selektion på populationer och arter
men inte individer innebär en rörelse uppåt i organisationsnivå (Fig. 1).
Selektion på individnivå utgörs av beskrivningar om att det naturliga urvalet sker på
individer men inte på högre nivåer.
”Då är det viktigt att lyfta fram att selektionen sker på individnivå och inte på
gruppnivå Vad är selektion? Ja det är urval då. Att de individer som är bäst anpassade
till den rådande miljön överlever och för sina gener vidare.” - Lärare 2
Selektion på populationsnivå och artnivå utgörs av beskrivningar av att det naturliga
urvalet sker på populationer och arter men endast indirekt på individer eftersom
populationer och arter utgörs av individer.
”Det blir populationer man tittar på och specifika arter. Inte så mycket individer lär det
kanske inte bli utan det är arter och populationer man tittar mer på. Individer blir det
mer indirekt, men för arten.” - Lärare 1
10
Högorgnivå
Art
Population
Lågorgnivå
Individ
Fig. 1: Figuren visar hur selektion på olika nivåer förhåller sig till varandra. Den högsta
organisationsnivån i figuren är art och den lägsta är individ. Beskrivningar av selektion
på individnivå men inte gruppnivå kan beskrivas befinna sig i ena änden av ett
hierarkiskt system medan selektion på artnivå befinner sig i den andra änden. Selektion
på populationsnivå skulle då hamna mitt emellan.
5.1.2 Hur relaterar lärarnas uppfattning om selektion till vad
universitetslitteraturen säger?
Då universitetslitteraturen konsekvent gör gällande att selektionen verkar på individnivå
kan man relatera lärarnas svar enligt ett hierarkiskt system där kategorierna består av
hur väl de överensstämmer med vad litteraturen anger. Den ena kategorin selektion på
individnivå, som gör gällande att selektionen sker på individnivå stämmer överens med
vad universitetslitteraturen säger. Den är således väl överensstämmande med vad
litteraturen säger. Den andra kategorin, selektion på populations och artnivå, stämmer
inte överens med konsensus inom vetenskapen eller vad som anges i
universitetslitteraturen. Denna kategori är såldes icke överensstämmande med
universitetslitteraturen.
5.2 Beskrivning av vad evolutionär anpassning (adaptation) innebär
Studier av litteratur avsedd för universitetskurser i evolutionsbiologi visade att
anpassning kan ha flera olika betydelser. Det gemensamma för förklaringarna är att de
på något sätt innefattar att det naturliga urvalet är den drivande kraften bakom
egenskaper som ökar individens eller fenotypens förmåga att överleva och reproducera
sig, alltså ökar dess fitness. Den första förklaringen av begreppet adaption gör gällande
att en anpassning både är en process där förmågan att sprida sina gener vidare är
processen och själva egenskapen i sig kan vara en anpassning. Fokus ligger dock på att
det är egenskaperna i sig som utgör anpassningar. Själva processen beskriver bara vägen
till anpassning (Freeman and Herron 2004).
”The explanation of organismal design is among the triumphs of the theory of evolution
by natural selection. Individuals in previous generations varied in their design, and the
ones with the best designs passed on their genes in greater numbers. A trait, or
11
integrated suite of traits, that increases the fitness o fits possessor is called and
adaptation and is said to be adaptive.” (Freeman and Herron 2004:331).
Den andra förklaringen gör gällande att begreppet adaptation (anpassning) syftar på de
processer (i.e. selektionen) som leder fram till att egenskaper som ökar förmågan att
överleva och reproducera sig (Futuyama 1998). Alltså, själva processen när en
population blir bättre anpassad till sin livsmiljö.
”A process of genetic change of a population, owing to natural selection, whereby the
average state of a character becomes improved with reference to a specific function, or
whereby a population has become better suited to some feature of its environment. Also,
and adaptation: a feature that has become prevalent in a population because of a
selective advantage owing to its provision of an improvement in some function”
(Futuyama 1998:764).
5.2.1 Hur beskriver och förklarar lärarna begreppet evolutionär anpassning?
I den här beskrivningskategorin har två kategorier skapats, adaptation som egenskap
och adaptation som evolutionär process. Den första kategorin, adaptation som
egenskap innehåller beskrivningar om att det är själva egenskapen eller egenskaperna
som utgör anpassningar. Förhållandet mellan beskrivningskategorierna är att den första
anger att en anpassning är ett slutresultat medan den andra anger anpassning som själva
processen som kan leda till ett slutresultat. Eftersom den andra kategorin i princip kan
inrymma i den första och dessutom komplicerar bilden av vad en anpassning är kan man
säga att beskrivningskategorierna är hierarkiska och att den första (adaptation som
egenskap) står på en lägre hierarkisk nivå än den andra (adaptation som evolutionär
process).
”Ja en anpassning är just en anpassning till miljön, att vara så bra som möjligt. Ögat
då. En anpassning till att som en mullvad som får sämre syn medan andra djurgrupper
utvecklar sin syn istället då. T.ex. en tornfalk som har fyra gånger bättre syn än en
människa.” – Lärare 2
Den andra kategorin, adaptation är en evolutionär process innehåller beskrivningar av
adaptation som processen när en organism förändras genom att den genetiska
sammansättningen både kvalitativt (alltså gensekvensen) och kvalitativt (alltså
allelfrekvensen) i en population förändras över tid.
”Ja det försöker jag förtydliga att det är skillnad på anpassning och anpassning. Om
man har en anpassning ur ett evolutionärt perspektiv så beror det på gener som blir
mer eller mindre vanligt förekommande i en population. […] Det är ofta det där
eleverna har svårt för. De säger ganska slarvigt att den anpassar sig. Den flyttar till en
ny miljö och sedan anpassar den sig och då växer det ut päls på någon som inte har
haft päls men det är inte så det händer. Då har man inte förstått det där med slump. Det
är genernas sekvens som måste förändras och inte hur generna utrycks. Det är
skillnad.” - Lärare 3
5.2.2 Hur relaterar lärarnas uppfattning om vad en anpassning är till vad
universitetslitteraturen säger?
Då universitetslitteraturen inte är samstämmig i frågan om vad en anpassning är går det
inte att hierarkiskt ordna beskrivningarna som mer eller mindre väl överensstämmande
med vad litteraturen säger. I stället är båda beskrivningskategorierna adaptation som
12
egenskap och adaptation är en evolutionär process stämmer båda överens med varsin
beskrivning i litteraturen.
5.3 Beskrivningar av evolutionsteorins förklaringskraft
Genomgången av litteratur avsedda för kurser i evolutionsteori på universitetsnivå visar
entydigt att evolutionsteorin är en mycket framgångsrik gren inom naturvetenskaperna.
Även om den inte har förklarat allt vi kan observera ännu (Futuyama 1998) har teorin
kapacitet att förklara både hur livet uppkommit och hur det har förändrats sedan det
först uppstod (Freeman and Herron 2004). Det finns ingen annan testbar teori som i
nuläget har samma förklaringskraft som evolutionsteorin (Futuyama 1998, Freeman and
Herron 2004). De alternativa förklaringar som lagts fram och som varit testbara, t.ex.
orthogenesis (variationen och evolutionen har en riktning och mål), lamarckism
(nedärvning av förvärvade egenskaper) samt mutationism (som utgår från att
kontinuerlig variation inte kan vara ärftlig och därför inte spelar någon roll i
evolutionen) har falsifierats och förkastats (Futuyama 1998).
Religiöst baserade idéer, såsom kreationism och intelligent design är varken
vetenskapligt testbara eller överensstämmande med det som är känt om livets ursprung
och förändring från olika vetenskapsgrenar, som biologi, kemi och geologi (Futuyama
1998). Den samlade bevisningen är istället i linje med vad evolutionsteorin förutsäger
(Futuyama 1998, Freeman and Herron 2004). Sammanfattningsvis beskrivs evolutionen
som en ide med mycket stor förklaringskraft, så stor att den av många vetenskapsmän
idag kallas för ett faktum samtidigt som det inte finns några andra testbara teorier som
har en jämförbar förklaringskraft, eller ens någon alls.
5.3.1 Vad säger lärarna om evolutionsteorins förklaringskraft när de relaterar till
alternativa icke vetenskapliga förklaringsmodeller?
I denna beskrivningskategori kan man urskilja kvalitativa skillnader i lärarnas
beskrivning av hur stor förklaringskraft evolutionsteorin har i relation till religiösa
föreställningar och pseudovetenskapliga teorier. Två kategorier har skapats. Den första
kategorin har jag valt att kalla ”evolutionsteorin är bara en teori bland många” och den
andra har jag döpt till ”evolutionsteorin är en vetenskaplig teori”. Förhållandet mellan
de två olika kategorierna är att de är varandras motsatser. Den första gör gällande att det
inte finns någon distinktion mellan en vetenskaplig teori och t.ex. en vardagsteori eller
alternativ idé medan den andra menar att en vetenskaplig teori är något helt annat än en
vardagsteori och därför också måste behandlas annorlunda.
I den första kategorin, evolutionsteorin är bara en teori bland många, framställs
evolutionsteorin som en ide som inte har mer förklaringskraft än någon annan teori.
Evolutionsteorin beskrivs som en ide som bygger på vad biologerna tror är sant utan att
diskutera skillnaderna mellan tro och vetenskap. Svaren framhåller inte något
klargörande av vad den vetenskapliga metoden bygger på eller varför den har en
starkare förklaringskraft i jämförelse med religiösa förklaringar eller pseudovetenskap.
”Att man pratar om evolutionen som en teori. Sedan stöter man ibland på elever som
säger -jag tror inte på det där. Nej men alltså det här är en teori för ingen vet ju,
eftersom ingen var där. Därför tar vi upp det här för enligt evolutionsteorin är det detta
man tror på. Det här är en teori så man kan inte säga att det är en sanning. Man får ta
de eleverna på det viset. Jag tar det inte som en sanning utan jag tar det som en teori
och det finns många olika teorier och det här är evolutionsteorin.” - Lärare 1
13
Den andra kategorin, evolutionsteorin är en vetenskaplig teori som styrks av bevis
beskriver evolutionsteorin som något som måste särskiljas från t.ex. religiösa idéer och
pseudovetenskap eftersom vetenskapliga förklaringar bygger på bevisning och testbara
hypoteser som kan undersökas med den vetenskapliga metoden. Svaren i den här
kategorin beskriver evolutionsteorin som den enda teori som har kraften att förklara allt
vi ser.
”Klassiska exempel på att vetenskapen ska styra. Att religiösa föreställningar inte ska
ha företräde. Alla ska ha förstått teorin och förstå att det här är den enda teori som kan
förklara allt vi ser. Det blir mycket tydligt inom evolutionsundervisningen hur
vetenskapen fungerar. Det är inte lika tydligt inom t.ex. ekologin. Man kan prata om
bevis, hur vi sätter upp en hypotes som kan testas och man kan diskutera styrkan i olika
bevis. Vi kan ta ett fossil och tidsbestämma det och det spelar ingen roll vem som
tidsbestämmer det om man använder samma metod o.s.v. Det är tjusigt, det är vackert.
När jag stöter på religiösa elever som inte vill tro på evolutionen är jag tydlig med att
de får tro på vad de vill men de måste förstå det här, hur teorin fungerar och klara av
att redogöra för den.” - Lärare 3
5.3.2 Hur relaterar lärarnas beskrivningar av evolutionsteorins förklaringskraft
till universitetslitteraturen?
Då universitetslitteraturen är tämligen samstämmig om att evolutionsteorin har mycket
stor förklaringskraft finns en hierarkisk distinktion mellan de två olika
beskrivningskategorierna. Den andra beskrivningskategorin, evolutionsteorin är en
vetenskaplig teori som styrks av bevis överensstämmer mycket väl med vad
universitetslitteraturen säger. Den befinner sig alltså nära, eller högt upp i hierarkin.
Den första beskrivningskategorin, evolutionsteorin är bara en teori bland många,
överensstämmer mycket dåligt med vad universitetslitteraturen säger. Den befinner sig
således långt bort från, eller långt ner i hierarkin.
14
6 Diskussion
Evolutionsteorin anses vara biologins förenande teori och därför är en god förståelse av
evolutionen nödvändig för att förstå resten av biologin (Dobzhansky 1973, Rodrigues
da Silva et al. 2015). För att förstå ett ämnesområde är det också viktigt att man förstår
de grundläggande begreppen som används inom ämnesområdet (Klymkowsky et al.
2003, Orlich et al. 2010). För framgångsrikt lärande räcker det inte med att man kan
sätta etiketter på ord eller beskriva begreppen. En god förståelse av begreppen är
nödvändigt för att lära sig biologin på ett djupare plan så att man också förstår dess
filosofi, metodik, klarar av att använda sina kunskaper och tillämpa dem i nya
situationer (Klymkowsky et al. 2003, Wallin 2004, Gehring and Eastman 2008,
Krontiris-Litowitz 2013). Eftersom en grundläggande förståelse av begreppen är så
viktigt inom biologin i synnerhet och då evolutionsbiologin så att säga är spindeln i
nätet för all biologi har stora ansträngningar gjorts för att kartlägga hur god
ordförståelse eleverna har i evolutionsbiologi. Det man har lärt sig är att elever ofta har
svårigheter att förstå innebörden av evolutionsbiologiska begrepp (Halldén 1988,
Franklyn 1993, Klymkowsky et al. 2003, Wallin 2004, Gehring and Eastman 2008,
Andersson 2011, Krontiris-Litowitz 2013, Weiss and Dreesmann 2014). Än så länge
kan forskarna varken entydigt eller med stor säkerhet förklara varför eleverna har dessa
svårigheter och en bidragande faktor till det är att det troligen inte finns någon enkel
förklaring. Det sannolika är att det finns flera bakomliggande orsaker till problemen
med begreppsförståelse (Smith 2010).
En orsak som har undersökts ingående och som har visat sig påverka elever i olika
åldrars förmåga att lära sig och förstå evolutionsbiologiska begrepp är elevernas
alternativa idéer (eller vardagsföreställningar, s.k. misconseptions) om evolutionen och
naturvetenskap (Klymkowsky et al. 2003, Wallin 2004, Nehm and Shonfeld 2007,
Nelson 2008). Varför eleverna bär på alternativa idéer om evolutionen har inte heller det
ett enkelt svar. Men det är troligt att många av de termer som används inom
evolutionsundervisningen som t.ex. anpassning, har en helt annan betydelse i
vardagsspråket än de har inom ramen för evolutionsteorin och evolutionsundervisningen
(Sinatra et al. 2008). Det kan skapa problem med förväxling (Sinatra et al. 2008). En
annan förklaring som tycks vara vanlig, åtminstone utomlands, är att religiösa
föreställningar är ett hinder för lärande av evolutionsbiologi (Sinatra et al. 2008,
Braterman and Holbrook 2009). Förutom hindren som skapas av religiösa övertygelser
samt att eleverna bär på alternativa idéer om evolutionen spelar också lärarnas
kompetens stor roll för elevernas lärande (Darling-Hammond 2000, Zetterqvist 2003,
Weiss and Dreesmann 2014). Det har visat sig att även lärarna bär på missuppfattningar
och kunskapsbrist om evolutionsbiologiska begrepp (Ruthledge and Warden 2000,
Nehm et al. 2009, Rodrigues da Silva et al. 2015). En äldre svensk studie visar samma
sak, nämligen att en inte försumbar andel av lärarna brister i sin förståelse av
evolutionsbiologiska begrepp och att de dessutom uppvisar samma typ av felaktiga
alternativa idéer som eleverna (Zetterqvist 2003). Så vitt det är känt för författaren av
detta arbete har inga studier som undersöker lärarnas begreppsförståelse publicerats
efter 2003. Därför är det motiverat att genomföra en ny undersökning. De tre begrepp
som har undersökts inom ramen för denna studie är selektion (naturligt urval),
anpassning (adaptation) och evolutionsteorins förklaringskraft. Dessa kommer att
diskuteras under separata underrubriker.
15
6.1 Selektion
Resultatet av denna studie visar att lärare beskriver hur selektionen fungerar på olika
sätt. Den huvudsakliga skillnaden som påvisats här är inte hur selektionen verkar eller
vad den leder till utan snarare på vilken biologisk organisationsnivå den sker.
Beskrivningskategorierna i utfallsrummet specificerar att lärarnas uppfattning varierar.
Kategorin selektion på populations och artnivå innefattar beskrivningar om selektionen
som gör gällande att selektionen verkar på art och populationsnivå men inte individnivå
medan kategorin selektion på individnivå och gör gällande att selektionen endast verkar
på individnivå. De två kategoriernas inbördes förhållande är att de beskriver selektionen
som en mekanism som sker från på en lägre till en högre organisationsnivå och man kan
därför säga att deras inbördes förhållande är hierarkiskt eftersom organisationsnivåerna
kan beskrivas som en pyramid där selektion på en högre nivå måste inkludera de lägre
nivåerna utan att det kan ske selektion där medan selektion på en lägre nivå, t.ex.
individnivå inte inkluderar nivåerna ovanför.
Vid en jämförelse med vad universitetslitteraturen säger står det också klart att det råder
konsensus i litteraturen (Futuyama 1998, Freeman and Herron 2004). Även om det
tidigare pågått en diskussion om selektion på högre nivåer, d.v.s. grupp, population och
art så har den diskussionen i mynnat ut i att man anser att selektionen bara sker på
individnivå och att alla mönster som antyder att selektionen kan ske på högre nivåer
enklare kan förklaras med selektion på individnivå (Futuyama 1998). En av de
intervjuade lärarna uttrycker sig också i termer av att selektionen sker för artens bästa
”Inte så mycket individer lär det kanske inte bli utan det är arter och populationer man
tittar mer på. Individer blir det mer indirekt, men för arten”. Resonemang som gör
gällande att selektionen gör det ”bästa för arten” övergavs av biologerna runt 1960
(Zetterqvist 2003). Numera får den betraktas som en alternativ förklaring (Zetterqvist
2003) som saknar stöd i vetenskapen (Futuyama 1998, Freeman and Herron 2004). Det
är inte möjligt att inom ramen för detta arbete svara på hur lärares beskrivningar och
alternativa idéer om det naturliga urvalet påverkar elevernas lärande men det är sedan
tidigare känt att en svårighet med att förstå det naturliga urvalet i sig är att förstå på
vilken nivå det sker (Zetterqvist 2003)samt att eleverna får svårt att förstå hur t.ex.
artbildning går till om de inte förstår på vilken nivå selektionen sker (Halldén 1988).
Resultaten från denna studie stämmer överens med tidigare forskning både i Sverige,
USA och Brasilien som visar att lärare kan ha svårt med begreppet selektion (Ruthledge
and Warden 2000, Zetterqvist 2003, Nehm et al. 2009, Rodrigues da Silva et al. 2015).
Tidigare studier har också visat att en bland lärare vanlig missuppfattning om
selektionen är på vilken nivå den sker (Zetterqvist 2003).
6.2 Adaptation
Resultatet av denna studie visar att lärarna i huvudsak beskriver anpassning på två olika
sätt. Den första kategorin i utfallsrummet, adaptation som egenskap innehåller
beskrivningar om att det är själva egenskapen eller egenskaperna som utgör
anpassningar. Den andra kategorin, adaptation som process gör gällande att begreppet
anpassning innebär en process som leder till att en population eller egenskap blir bättre
anpassad till sin levnadsmiljö. Förhållandet mellan beskrivningskategorierna är
hierarkiskt eftersom att den första anger att en anpassning är ett slutresultat medan den
andra anger anpassning som själva processen som kan leda till ett slutresultat och inom
vilket själva slutresultatet kan inrymmas. Den andra kategorin kan därför sägas
16
inrymma den första och är därmed mer komplex och på en högre hierarkisk nivå (Uljens
1989)
.
Begreppet anpassning eller adaptation är komplext och i litteraturen finns många olika
tolkningar av begreppet (Endler 1986, Futuyama 1998, Freeman and Herron 2004). I
huvudsak har begreppet adaptation tolkas på två olika sätt i den universitetslitteratur
som studerat i denna undersökning. Antingen innebär adaptation en egenskap som ökar
individens förmåga att överleva och reproducera sig i en viss miljö (Freeman and
Herron 2004). Eller så syftar begreppet till den process som innebär en förändring av
allelefrekvenser i en population mellan generationer och som ökar individens
anpassning till sin miljö (Futuyama 1998).
Flera av lärarna i undersökningen understryker att eleverna ofta tror att en enskild
individs förändring som respons på dess livsmiljö är en anpassning, vilket alltså inte är
fallet enligt litteraturen. Att elever tänker på det här sättet kring anpassning är ett
mycket vanligt missförstånd (Petersson 2012). Lärarna har därför visat att de förkastar
en de vanligaste alternativa idéer bland eleverna och att man därför kan utgå från att de
har en god förståelse för vad en anpassning innebär. I den här undersökningen
framkommer att lärare förvisso kan beskriva och uppfatta anpassning på olika sätt men
att samtliga beskrivningar som lämnats har stöd i evolutionsbiologisk teori. Därför går
fynden som gjorts i denna undersökning stick i stäv med tidigare svensk forskning och
utländsk forskning som visat att begreppet anpassning är svårt för att förstå för många
lärare (Zetterqvist 2003).
6.3 Evolutionsteorins förklaringskraft
Lärarna i undersökningen utrycker olika synsätt på hur stark förklaringskraft
evolutionsteorin har i förhållande till andra förklaringsmodeller, såsom religiösa
föreställningar om livets uppkomst. I utfallsrummet har två olika kvalitativt skilda
beskrivningskategorier skapats. De skiljer sig åt genom att det går att urskilja skillnader
i lärarnas beskrivning av hur stor förklaringskraft evolutionsteorin har i relation till
religiösa föreställningar och pseudovetenskapliga teorier. Den första kategorin
(evolutionsteorin är bara en teori bland många) gör gällande att evolutionsteorin inte är
bevisad och att den därför inte är mer trovärdig än någon annan teori. Istället framställs
evolutionsteorin som baserad på vad biologer tror är sant utan att nämna eller diskutera
skillnaden mellan en vetenskaplig teori och alternativa idéer och pseudovetenskap. Den
andra kategorin (evolutionsteorin är en vetenskaplig teori) är det diametralt motsatta,
alltså att det finns en distinkt skillnad mellan en vetenskaplig teori och andra alternativa
förklaringsmodeller. Vidare understryker den andra att en vetenskaplig teori är något
helt annat än en vardagsteori (men utan att förklara varför) och därför också måste
betraktas som en mer trovärdig idé som har större förklaringskraft än vardagsteorier,
religiösa doktriner och pseudovetenskapliga dito.
En vetenskaplig teori består av en samling sammankopplade och väl underbyggda
påståenden som stöds av bevis och logik (Futuyama 1998). En vetenskaplig teori består
oftast av två delar. Den första delen består av påståenden om ett mönster som finns i den
naturliga världen. Det andra är en process som förklarar detta mönster (Futuyama 1998,
Freeman and Herron 2004). Evolutionsteorin innehåller båda dessa delar. Teorins
förklaringskraft anses av många vara så stor att teorin kan betraktas som ett faktum.
Man kan därför hävda att evolutionen är ett vetenskapligt faktum som förklaras av
evolutionsteorin (Futuyama 1998).
17
Resultatet i denna studie stämmer väl överens med resultatet i andra liknande studier.
Det är sedan tidigare känt från bl.a. USA att biologilärare ibland har en bristande
förståelse för den vetenskapliga metoden och dess förmåga att förklara fenomen. Inte
minst stämmer detta när det gäller evolutionsteorin (Nehm et al. 2009). Studier
utomlands har också visat sig att det finns lärare som tycker att elever ska undervisas i
kreationism och att vissa av dem förkastar evolutionen fullständigt, till förmån för
religiösa föreställningar och pseudovetenskapliga förklaringsmodeller (Nehm et al.
2009). Detta måste ses som ett problem och en utmaning för naturvetenskaperna och i
synnerhet biologiämnet.
6.4 Vad kan göras för att förbättra lärarnas förståelse för begrepp?
Det går inte att svara på hur fynden som gjorts i denna undersökning påverkar eleverna
men det är inte heller syftet. Det man kan konstatera är att lärarnas beskrivningar av
evolutionsbiologiska begrepp spänner över hela spektrumet från att vara i linje med den
rådande uppfattningen som förmedlas i universitetslitteraturen till att utgöra så kallande
vardagsföreställningar eller alternativa idéer. Detta stämmer med fynd från andra länder
och Sverige (Wallin et al. 2001, Wallin 2004, Nehm and Shonfeld 2007, Petersson
2012, Rodrigues da Silva et al. 2015). Hur det kommer sig at lärarna ibland brister i sin
förståelse av evolutionsbiologiska begrepp är svårt att svara på. Det är rimligt att anta
att förekomsten av alternativa idéer kommer få konsekvenser för dem själva och i
förlängningen deras elever. Människor som förstår hur naturvetenskapen fungerar är
benägna att tolka och utvärdera påståenden och innehållet i information på ett kritiskt
sätt samtidigt som de också är mindre benägna att kategoriskt avfärda vetenskapen och
vetenskapliga rön som något man kan låta bli att tro på (Franklyn 1993). En god
förståelse av begreppen är således nödvändigt inom naturvetenskapen (Sjøberg 2010)
samt är en väg att gå för att utveckla förmågor som är viktiga även i det vardagliga livet
(Franklyn 1993). Med tanke på detta är det rimligt att åtgärder sätts in för att förbättra
lärarnas begreppsförståelse och kanske framförallt utvecklar deras förståelse för vad den
vetenskapliga metoden innebär, vilken förmåga den har att svara på frågor och ge oss
användbar kunskap som är tillräckligt tillförlitlig för att vara en god beskrivning av
universum och allt som finns däri. En förbättrad förståelse för den vetenskapliga
metoden har nämligen visat sig öka acceptansen och förståelsen för evolutionsteorin
(Narguizian 2012). Den växande skepticismen till vetenskap och evolutionsteori som
lärarna vittnat om kan vara en indikation om att antiintellektualism och vidskepelse kan
bli en växande problem i svensk skola, på samma sätt som det varit ett stort problem på
andra håll i världen (Nehm and Shonfeld 2007, Nehm et al. 2009, Reiss 2011).
Att förbättra lärarnas förståelse för evolutionsbiologiska begrepp och det
naturvetenskapliga arbetssättet är ingen enkel sak. Studier har visat att så kallade
alternativa idéer och religiösa föreställningar är robusta och svåra att förändra även för
högre utbildningsinstanser (Nehm and Shonfeld 2007 ). Trots dessa svårigheter har
några metoder som utvärderats visa sig ha viss effekt. Ett förslag är därför att dessa
undervisningsmetoder både förs in i gymnasieundervisningen men också på
lärarutbildningarna. Nedan följer ett par förslag på metoder som kan fungera både i
gymnasieskolan och på lärarutbildningen.
Först och främst är det viktigt att ta reda på vad elever och studenterna vet om ämnet
(Sinatra et al. 2008, Nehm et al. 2009). Detta kan undersökas med ett verktyg som heter
BCI (Bioliteracy Concept Inventory). Genom att använda detta verktyg kan
18
utbildningen förändras så att den skapar en djupare och bättre förståelse för
grundläggande evolutionsbiologiska begrepp (Klymkowsky et al. 2003). Man skulle
kunna genomföra en sådan studie på nationell nivå och därefter förändra läroplaner,
kursinnehåll och pedagogiska metoder för att möta behoven.
Ett annat förslag är att man i undervisningen använder de vedertagna termer som
används inom biologin. Detta för att undvika förväxling med innebörden i ord som
används i dagligt tal (Wallin 2004, Sinatra et al. 2008, Braterman and Holbrook 2009).
Ytterligare ett förslag är att införa mer experiment och praktiska övningar för att väcka
intresse (Sinatra et al. 2008). Slutligen kan man använda en så kallad
begreppsförändringsmodell som går ut på att studenterna och eleverna får arbeta med
sina alternativa idéer och vardagsbegrepp för att undersöka varför de inte stämmer
överens med den vetenskapliga beskrivningen av evolutionen och evolutionära begrepp
(Nelson 2008). Denna metod blir allra mest effektiv om de lärande först har lärt sig hur
den vetenskapliga metoden fungerar och hur man tänker kritiskt (Nelson 2008).
6.5 Vidare studier
Får att få veta hur utbredda alternativa idéer är bland elever och lärare föreslås en större
under sökning där man använder BCI-verktyget på lärare (Klymkowsky et al. 2003).
Sedan kan man använda dessa data för att jämföra vilka resultat eleverna uppvisar och
hur de överensstämmer med lärarnas. Tanken är att undersöka i vilken mån lärarnas
alternativa idéer överförs till eleverna. Annan forskning som är nödvändig är att
undersöka vilka undervisningsmetoder som leder till bättre förståelse av begrepp i den
svenska skolan
19
Referenser
Andersson, B. 2011. Att utveckla undervisning i naturvetenskap - kunskapsbygge med
hjälp av ämnesdidaktik. Studentlitteratur, Lund.
Andersson, B., and A. Wallin. 2006. On Developing Content‐oriented Theories Taking
Biological Evolution as an Example. International Journal of Science Education.
28:673-695.
Braterman, S. P., and J. B. Holbrook. 2009. Putting Darwin in His Place: The Need To
Watch Our Language. The American Biology Teacher. 71:84-88.
Danchin, E., L.-A. Giraldeau, and F. Cézilly. 2008. Behavioural Ecology. 1 edition.
Oxford University Press, Oxford.
Darling-Hammond, L. 2000. Teacher Quality and Student Achievement: A Review of
State Policy Evidence. EDUCATION POLICY ANALYSIS ARCHIVES. 8:144.
Dobzhansky, T. 1973. Nothing in biology makes sense exept in the light of evolution.
American Biology Teacher. 35:125-129.
Endler, A. J. 1986. Natural selection in the wild. Princeton University Press, Princeton.
Franklyn, J. 1993. Benchmarks for science literacy. Project 2016., American association
for the advancement of science, New York.
Freeman, S., and C. J. Herron. 2004. Evolutionary analysis. 3 edition. Pearson Prentice
Hall, London.
Futuyama, J., Douglas. 1998. Evoutionary biology. 3 edition. Sinauer Associates, inc.,
Sunderland.
Gehring, M. K., and A. D. Eastman. 2008. Information fluency for undergraduate
biology majors: applications of inquiry-based learning in a developmental
biology course. Life Science Education 7:54-63.
Halldén, O. 1988. The Evolution of the Species: Pupil Perspectives and School
Perspectives. Internnational Journal of Science Education. 10:541-552.
Kampourakis, K. 2011. Teaching About Adaptation: Why Evolutionary History
Matters. Science and Education. 22:173-188.
Klymkowsky, W. M., K. Garvin-Doxas, and M. Zeilik. 2003. Bioliteracy and Teaching
Efficacy: What Biologists Can Learn from Physicists. Cell Biology Ecucation
2:155-161.
Krontiris-Litowitz, J. 2013. Using Primary Literature to Teach Science Literacy to
Introductory Biology Students. Journal of Microbiology and Biology education.
14:66-77.
Larsen, A. K. 2009. Metod helt enkelt. En introduktion till samhällsvetenskaplig metod.
Gleerups., Malmö.
Larsson, S. 2010. Kvalitativ analys - Exemplet fenografi. Staffan Larsson.
Narguizian, J. P. 2012. Evolution Education and the Nature of Science: Strategies for
the Classroom. International Journal of Humanities and Social Science. 2:1-4.
Nehm, H. R., Y. S. Kim, and K. Sheppard. 2009. Academic Preparation in Biology and
Advocacy for Teaching Evolution: Biology Versus Non-Biology Teachers.
Science Education. 93:1122-1146.
Nehm, H. R., and S. I. Shonfeld. 2007. Does Increasing Biology Teacher Knowledge of
Evolution and the Nature of Science Lead to Greater Preference for the Teaching
of Evolution in Schools? Journal of Science Teacher Education. 18:699-723.
Nelson, E., Craig. 2008. Teaching evolution (and all of biology) more effectively:
strategies for engagement, critical reasoning, and confronting misconceptions.
20
The annual meeting of the Society for Integrative and Comparative Biology, San
Antonio, Texas.
Orlich, C. D., J. R. Harder, C. R. Callahan, T. S. Michael., and B. H. Abbie. 2010.
Teaching strategies - A guide to effective instruction. 9 edition. Wadsworth
Cengage Learning, Boston.
Petersson, M. 2012. Lärares beskrivningar av evolution som undervisningsinnehåll i
biologi på gymnasiet. Karlstad University, Karlstad.
Reiss, J. M. 2011. How Should Creationism and Intelligent Design be Dealt with in the
Classroom? Journal of Philosophy of Education. 45:399-415.
Rodrigues da Silva, P., M. A. B. S. de Andrade, and A. M. de Andrade Caldeira. 2015.
Biology Teachers’ Conceptions of the Diversity of Life and the Historical
Development of Evolutionary Concepts. Journal of Biological Education 49:321.
Ruthledge, L. M., and A. M. Warden. 2000. Evolutionary theory, the nature of science
and high school biology teachers: critical relationships. The American Biology
Teacher. 62:23-31.
Sinatra, M. G., K. S. Brem, and E. M. Evans. 2008. Changing Minds? Implications of
Conceptual Change for Teaching and Learning about Biological Evolution.
Evolutionary Education Outreach. 1:189-195.
Sjøberg, S. 2010. Naturvetenskap som allmänbildning. 3 edition. Studentlitteratur,
Lund.
Skolverket. 2011. Läroplan, examensmål och gymnasiegemensamma ämnen för
gymnasieskola 2011.in Skolverket, editor.
Skolverket. 2014. Ämne - Biologi.
Smith, A. M. 2010. Current Status of Research in Teaching and Learning Evolution: II.
Pedagogical Issues. Science and Education. 19:539-571.
Stuhlman, A., and P. Calabi. 2013. Tuition vs. Intuition: Effects of Instruction on Naïve
Theories of Evolution. Merrill-PalMer Quarterly. 59:141-167.
Uljens, M. 1989. Fenomenografi - Forskning om uppfattningar. Studentlitteratur., Lund.
Vetenskapsrådet. 2002. Forskningsetiska principer inom humanistisksamhällsvetenskaplig forskning. Vetenskapsrådet.
Vetenskapsrådet. 2011. God Forskningssed.in V. e. f. etik, editor., Stockholm.
Wallin, A. 2004. Evolutionsteorin i klassrummet : på väg mot en ämnesdidaktisk teori
för undervisning i biologisk evolution. Göteborgs Universitet., Göteborg.
Wallin, A., M. Hagman, and O. Clas. 2001. Teaching and learning about the biological
evolution: Conceptual understanding before, during and after teaching.
Proceedings from III Conference of European Researchers in Didactic of
Biology (ERIDOB). Universidade de Santiago de Compostela.
Weiss, M., and C. D. Dreesmann. 2014. Aspirations and Expectations: Comparing
Scientist and Teacher Views as a Source of Ideas for Teaching Evolution.
Universal Journal of Educational Research 2:421-431.
Zetterqvist, A. 2003. Ämnesdidaktisk kompetens i evolutionsbiologi. En
intervjuundersökning med no/biologilärare. Göteborgs universitet., Göteborg.
21
Bilagor
Bilaga A Intervjufrågor
Del 1 – Inledande frågor
1) Hur länge har du arbetat som lärare?
2) Var och när utbildade du dig och hur många poäng biologi har du läst?
3) Varför valde du läraryrket?
4) Trivs du med yrket (fortfarande)?
5) Vilka är de största fördelarna med yrket?
6) Jobbar ni mycket kollegialt med planering och undervisning på din arbetsplats?
7) När undervisade du om evolutionen senast (hur länge sedan är det)?
Del 2 – Ämnesdidaktiska frågor
8) Hur arbetar du didaktiskt med begreppet evolution och hur definierar du
begreppet för eleverna (på vilken nivå evolutionen sker m.m.)?
9) Hur arbetar du didaktiskt med begreppet variation och hur definierar du
begreppet för eleverna?
10) Hur arbetar du didaktiskt med begreppet ärftlighet och hur definierar du
begreppet för eleverna?
11) Hur arbetar du didaktiskt med begreppet selektion (urval), hur definierar du
begreppet för eleverna och hur arbetar du för att eleverna ska förstå på vilken
nivå selektionen verkar?
12) När du arbetar med evolutionens mekanismer, i vilken ordning presenterar du de
tre hörnstenarna, variation, ärftlighet och selektion?
13) När du introducerar begreppet artbildning hur arbetar du didaktiskt med
definitionen art och hur artbildning går till?
I
14) Finns det några avgörande skillnader i hur du arbetar didaktiskt med artbildning
och andra evolutionsbiologiska frågor/fenomen?
15) Hur mycket tar du upp slumpens betydelse för evolutionen i din undervisning
och i vilka sammanhang tar du upp slumpens betydelse för evolutionen?
16) Hur arbetar du didaktiskt för att eleverna ska förstå vad som menas med en
adaptation/anpassning och hur definierar du begreppet för eleverna?
17) Vilka kunskaper om evolutionen anser du är de viktigaste att eleverna får med
sig från undervisningen och varför anser du att dessa kunskaper är de viktigaste?
18) Finns det några specifika delar av evolutionsteorin du tycker att eleverna har
svårigheter med och varför tror du att de har svårt med just de delarna?
19) Hur arbetar du didaktiskt för att se till att eleverna förstår de svåraste delarna?
20) Finns det några specifika begrepp du tycker att eleverna har svårigheter att förstå
och varför tror du att eleverna har svårt med just de begreppen?
21) Hur arbetar du didaktiskt för att se till att eleverna förstår de svåraste begreppen?
22) Vilken bok och andra läromedel använder du?
23) Hur mycket av din undervisning bygger på bokens innehåll och innehållet i
andra läromedel?
24) Finns det avsnitt/delområden som presenterar/hanterar evolutionen på ett sätt
som är problematiskt i läromedlen du använder och i så fall har du några
exempel på detta?
25) Hur hanterar du att det finns avsnitt/delområden som läromedlen
presenterar/hanterar evolutionen på ett problematiskt sätt? Använd gärna
exempel.
II
