12341 of 4
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Naturvetenskapligt undersökande som kunskapsmål för undervisningen på högstadiet och gymnasiet: Kunskapsprodukter ur didaktisk praktiknära forskning
Stockholm University, Faculty of Humanities, Department of Teaching and Learning.ORCID iD: 0000-0003-4836-6928
2025 (Swedish)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)Alternative title
Scientific Inquiry as a Knowledge-Oriented Learning Objective in Secondary Education : Knowledge Products from Didactic Practice-Based Research (English)
Abstract [en]

In this thesis, scientific inquiry is explored as a knowledge-oriented learning objective within lower and upper secondary education. In previous research about scientific inquiry, three key aspects have been emphasised. First, studies have highlighted the importance of students learning to do scientific inquiry (SI), with activities such as formulating researchable questions. Secondly, students must develop an understanding of the nature of scientific inquiry (NOSI), for example, recognising that there is no single ‘scientific method’. Thirdly, students' meaning-making of scientific inquiry is considered important, involving engagement in open inquiries and navigating the contingent pathways they may entail. This thesis focuses on exploring the consequences of treating these three aspects as explicit learning objectives within science classrooms. The theoretical framework of the thesis is grounded in a pragmatic perspective on knowledge development, emphasising knowledge development as holistic, contextual, fallibilistic, contingent, and transactional.

Moreover, characteristics of didactic practice-based research are outlined in the thesis. Didactic practice-based research is characterised by a What – the research object being directed at the relationship between student–content–teacher; a How – a symmetrical and complementary collaboration between researchers and teachers; and a Why – ensuring high ecological validity and thus relevance for educational practice.

The thesis is based on three sub-studies. In the first sub-study knowledge products generated through didactic practice-based research are explored, resulting in a typology of different forms of knowledge products valuable for teaching practice. The second sub-study focuses on scientific inquiry, identifying key factors that influence students' learning progression, including their opportunity to take epistemic agency. Furthermore, aesthetics is included in the description of how students make meaning of scientific inquiry. The third study examines a specific aspect of scientific inquiry, namely how students formulate researchable questions. Findings suggest that teaching should be designed to enable students to understand this aspect in relation to the entire inquiry process, allowing them to connect their questions to other aspects of inquiry.

The thesis highlights the importance of orienting teaching towards authentic scientific practices, which often involve navigating uncertainty and building upon scientific knowledge to explore the unknown. A central conclusion is that students engaging in open-ended investigations require teacher guidance to develop knowledge in relation to scientific inquiry as a knowledge-oriented learning objective.

Abstract [sv]

I denna avhandling studeras naturvetenskapligt undersökande som kunskapsmål i undervisningen på högstadiet och gymnasiet, genom didaktisk praktiknära forskning. Med utgångspunkt i tidigare forskning rörande naturvetenskapligt undersökande som kunskapsmål framträder tre viktiga aspekter. För det första menar forskningen att eleverna behöver få utveckla förmågor i naturvetenskapliga undersökningar, vilket på ett övergripande plan innefattar att formulera naturvetenskapligt undersökningsbara frågeställningar, planera för en metod för att undersöka frågeställningen för att sedan genomföra undersökningen och presentera slutsatser. Vidare behöver de få lära sig om naturvetenskapliga undersökningars karaktär. Det innebär exempelvis att förstå att det inte enbart finns en naturvetenskaplig metod. Avslutningsvis behöver eleverna dessutom skapa mening kring naturvetenskapligt undersökande, vilket innefattar att engageras i öppna undersökningar med de kontingenta vägar den undersökande processen kan ta. I avhandlingen studeras konsekvenser av vad som sker i klassrummet då dessa tre aspekter av naturvetenskapligt undersökande behandlas som kunskapsmål.   

Dessutom förs ett resonemang kring didaktisk praktiknära forsknings karakteristika och huruvida de olika delstudierna i denna avhandling lever upp till denna karakteristik. Fokus ligger på hur denna forskning kan bidra till lärarprofessionens kunskapsbas.

Genom didaktisk praktiknära forskning där forskare och lärare samverkar behandlas frågor som är av relevans för lärarprofessionen. Didaktisk praktiknära forskning karakteriseras av ett Vad – forskningsobjektet är riktat mot relationen elev–innehåll–lärare, ett Hur – en symmetrisk och komplementär kollaboration mellan forskare och lärare, samt ett Varför – att didaktik praktiknära forskning har en hög ekologisk validitet, vilket säkerställer relevans för skolverksamheten.

Det teoretiska ramverket i avhandlingen utgår från ett pragmatiskt perspektiv på kunskapsutveckling, vilket innefattar en förståelse för både vetenskaplig kunskapsutveckling och elevernas kunskapsutveckling. Genom detta pragmatiska perspektiv betonas kunskapsutveckling som holistisk, kontextuell, fallibilistisk, kontingent och transaktionell.

Avhandlingen bygger på tre delstudier. I den första delstudien analyseras kunskapsprodukter som genererats genom didaktisk praktiknära forskning. Resultatet är en typologi över olika former av kunskapsprodukter som är värdefulla för praktiken. I den andra delstudien fokuseras naturvetenskapligt undersökande som kunskapsmål. Här identifieras viktiga faktorer som påverkar elevernas lärandeprogression, inklusive deras möjlighet att ta epistemisk agens. I den tredje delstudien undersöks en specifik aspekt av naturvetenskapligt undersökande, nämligen hur elever formulerar undersökningsbara frågeställningar. Resultatet visar att undervisningen bör designas så att eleverna ges möjlighet att förstå denna aspekt i relation till hela undersökningsprocessen, genom att eleverna ges utrymme att koppla frågeställningen till andra aspekter av undersökandet.

I avhandlingen synliggörs vikten av att undervisningen tar riktning mot autentiska naturvetenskapliga praktiker, vilka ofta innefattar att navigera i osäkerhet och att bygga vidare på naturvetenskapliga kunskaper för att utforska något ännu inte känt. En central slutsats är att elever som genomför öppna undersökningar måste få lärares guidning för att utveckla kunskaper såväl i, om som kring naturvetenskapligt undersökande.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: Institutionen för ämnesdidaktik, Stockholms universitet , 2025. , p. 109
Keywords [en]
Didactic practice-based research, Didactics, Ecological validity, Epistemic agency, Knowledge production, Meaning-making, Nature of scientific inquiry, Open inquiry, Pragmatism, Practice-based research, Practice-based research in collaboration, Scientific inquiry, Science education, Secondary education
National Category
Didactics
Research subject
Science Education
Identifiers
URN: urn:nbn:se:su:diva-242608ISBN: 978-91-8107-290-7 (print)ISBN: 978-91-8107-291-4 (electronic)OAI: oai:DiVA.org:su-242608DiVA, id: diva2:1955289
Public defence
2025-08-15, Hörsal 10, hus E, Södra husen, Universitetsvägen 10 E, Stockholm, 13:00 (Swedish)
Opponent
Supervisors
Available from: 2025-05-22 Created: 2025-04-29 Last updated: 2025-05-14Bibliographically approved
List of papers
1. Den praktiknära forskningens bidrag till läraryrkets kunskapsbas: en analys av kunskapsprodukter från kollaborativ didaktisk forskning
Open this publication in new window or tab >>Den praktiknära forskningens bidrag till läraryrkets kunskapsbas: en analys av kunskapsprodukter från kollaborativ didaktisk forskning
2024 (Swedish)In: Pedagogisk forskning i Sverige, ISSN 1401-6788, E-ISSN 2001-3345, Vol. 29, no 1-2, p. 31-52Article in journal (Refereed) Published
Abstract [sv]

Denna studie fokuserar hur praktiknära forskning kan bidra till att utveckla lärarprofessionens kunskapsbas; genom att undersöka vilka slags kunskapspro-dukter som genereras i didaktisk undervisningsutvecklande forskning där lärare och forskare arbetar tillsammans. Datamaterialet består av vetenskapligt publice-rade artiklar från forskningsmiljön Stockholm Teaching & Learning Studies (STLS). Genom en innehållsanalys har fyra (i−iv) kategorier av kunskapsprodukter identi-fierats: (i) Beskrivningar av kunnanden, (ii) Undervisningsdesign, (iii) Didaktiska exempeloch (iv) Metodologiska redskap. Beskrivningar av kunnandensynliggör vad som kännetecknar kunnanden inom olika ämnesområden. Undervisningsdesign preciserar relationer mellan undervisningens utformning och elevers lärande. Didaktiska exempel innefattar rika beskrivningar av undervisning och elevers lärande som grund för didaktisk reflektion. Metodologiska redskap fokuserar på att kombinera och pröva metoder för planering och analys av undervisning. Resultatet kan ses som en typologi över vilka olika slags kunskaper som praktiknära forskning kan bidra med.

Keywords
Praktiknära forskning, ämnesdidaktik, undervisningsutveckling, profession, kunskapsbas
National Category
Didactics Pedagogy
Research subject
Didactic Science for Teachers and Teaching Professions
Identifiers
urn:nbn:se:su:diva-219233 (URN)10.15626/pfs29.0102.02 (DOI)
Available from: 2023-07-18 Created: 2023-07-18 Last updated: 2025-04-29Bibliographically approved
2. Students' meaning-making in an open inquiry: two paths
Open this publication in new window or tab >>Students' meaning-making in an open inquiry: two paths
2024 (English)In: Cultural Studies of Science Education, ISSN 1871-1502, E-ISSN 1871-1510, Vol. 19, p. 697-725Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

In science education, students need to work with laboratory elements that create conditions for them to learn to do science and experience the value of making meaning in this process. However, students rarely get to carry out investigations that resemble actual scientific practices. More often, they are encouraged to follow an already given knowledge structure, rather than allowed to shape it by themselves. In this study, we investigate how students' meaning-making processes develop when they work with an open inquiry with three degrees of freedom aimed at really doing science. Meaning-making in doing science involves both the typical science-content dimension and a sometimes more overlooked aesthetic dimension. Thus, to gain insight into the students' meaning-making in this, we rendered a thick description of the students' experience, including an analysis of the aesthetic dimension. We compared the processes of two student groups in year 9 and how, within their groups, they collectively made meaning of an open inquiry. The results showed how the processes took quite different turns, moving through peaks and troughs in each group. The first group began with resignation and ended up with a strong commitment towards the openness of the task. For the other group, the journey was quite the opposite. They began engaged, with a lot of ideas about a phenomenon that turned out to be impossible to create. This study shows that in this open process, the materials available and the teacher’s guidance are crucial for supporting the students’ meaning-making. This study therefore becomes an important contribution to a discussion about what is needed to help students make meaning in doing.

Keywords
Aesthetics, Doing science, Meaning-making, Open inquiry, Science practices
National Category
Didactics
Identifiers
urn:nbn:se:su:diva-238745 (URN)10.1007/s11422-024-10232-4 (DOI)2-s2.0-85207871810 (Scopus ID)
Available from: 2025-02-03 Created: 2025-02-03 Last updated: 2025-04-29Bibliographically approved
3. A study of learning progression during open inquiry in year 9: learning to do and learning about scientific inquiry
Open this publication in new window or tab >>A study of learning progression during open inquiry in year 9: learning to do and learning about scientific inquiry
(English)Manuscript (preprint) (Other academic)
Abstract [en]

Learning to do scientific inquiry (SI) and about nature of scientific inquiry (NOSI) are crucial elements of scientific literacy, essential for students' ongoing involvement in STEM education and their role as informed citizens in today's society, and to further extent, crucial for development and knowledge production within the society. However, challenges such as teacher inexperience, competing educational goals, and resource limitations restrict students' opportunities to fully engage with these learning objectives. With previous research stressing the need to look at classroom practices in detail, this study follow the work of three ninth-grade students whole process while participating in an open inquiry project investigating sound and light. We observed the students' progress, aiming to elucidate engagement in doing SI and learning about NOSI. Data collection included audio recordings, field notes, and interviews, analysed using a pragmatic perspective on learning. The analysis identified student engagement in: (1) Formulating a researchable question, (2) Designing a method to answer the question, (3) Exploring the phenomenon and collecting data (4) Writing a report, (5) Reexamining the method, and (6) Trying to understand the purpose of scientific inquiry. These emerged iteratively throughout the unit, highlighting students' active involvement in the inquiry process. The findings manifested students continuous learning progression towards SI and, to some extent, NOSI, underscoring the importance of teacher support in bridging the explicit connections between these goals. Drawing on prior research, the discussion contributes to a deeper understanding of students' learning trajectories in open inquiry settings and improved teaching methods.

Keywords
Scientific Inquiry (SI), Scientific practices, Open inquiry, Laboratory work, Epistemic practices, Nature of scientific inquiry (NOSI)
National Category
Didactics
Research subject
Science Education
Identifiers
urn:nbn:se:su:diva-242594 (URN)
Available from: 2025-04-28 Created: 2025-04-28 Last updated: 2025-04-29Bibliographically approved
4. Att utveckla elevers förmåga att formulera undersökningsbara frågor i naturvetenskap: Mangling av en didaktisk modell
Open this publication in new window or tab >>Att utveckla elevers förmåga att formulera undersökningsbara frågor i naturvetenskap: Mangling av en didaktisk modell
Show others...
2021 (Swedish)In: LUMAT: International Journal on Math, Science and Technology Education, E-ISSN 2323-7112, Vol. 9, no 1, p. 774-803Article in journal (Refereed) Published
Abstract [sv]

En viktig målsättning för naturvetenskaplig undervisning är att utveckla förmågan att formulera undersökningsbara frågor. Syftet med den här studien är att undersöka hur undervisning som utformats med hjälp av metoden Question Formulation Technique (QFT) kan stödja utveckling av elevers förmåga att formulera naturvetenskapligt undersökningsbara frågor.  QFT är en modell för att utveckla elevers förmåga att formulera och värdera sina egna frågor i allmänhet. I studien prövas QFT i en svensk skolkontext och inom ramen för naturvetenskaplig undervisning. Studien genomfördes som en interventionsstudie i gymnasieskolan och inom ramen för kursen Gymnasiearbete. I kursen ska eleverna genomföra en egen naturvetenskaplig undersökning. QFT användes för att utforma undervisning som del av introduktionen till kursen. Data består av videoinspelningar av elevsamtal från undervisning som har analyserats utifrån ett pragmatiskt ramverk med organiserande syften och praktisk epistemologisk analys. Resultaten visar vilka närliggande syften som etableras i elevernas samtal om undersökningsbara frågor i undervisningen: (A) att producera så många frågor som möjligt, (B) att bedöma vilka frågor som är mest relevanta, (C) att kategorisera frågor, (D) att hitta och specificera ett undersökningsobjekt och (E) att planera för att genomföra en undersökning. Slutsatsen är att QFT kan fungera som stöd för lärares planering av undervisning om naturvetenskapligt undersökningsbara frågor under förutsättning att läraren aktivt stödjer eleverna i att uppmärksamma centrala kvaliteter avseende undersökningsbarhet och genom att binda samman närliggande syften med det övergripande syftet. 

Keywords
Systematiskt undersökande, undersökningsbara frågor, Question Formulation Technique (QFT), didaktisk modellering, gymnasiearbete
National Category
Didactics
Research subject
Didactics
Identifiers
urn:nbn:se:su:diva-199525 (URN)10.31129/lumat.9.1.1572 (DOI)2-s2.0-85120848012 (Scopus ID)
Projects
STLS
Available from: 2021-12-10 Created: 2021-12-10 Last updated: 2025-04-29Bibliographically approved
5. Vad kan elever som kan formulera naturvetenskapligt undersökningsbara frågor?
Open this publication in new window or tab >>Vad kan elever som kan formulera naturvetenskapligt undersökningsbara frågor?
Show others...
2020 (Swedish)In: Forskning om undervisning och lärande, ISSN 2000-9674, E-ISSN 2001-6131, Vol. 8, no 1, p. 81-104Article in journal (Refereed) Published
Abstract [sv]

Denna studie fokuserar på innebörder av att kunna formulera undersökningsbara frågor i naturvetenskap. Studien tar utgångspunkt i naturvetenskapligt undersökande som epistemiskt arbete. Den forskningsfråga som undersöks är: Vilka kvalitativa aspekter av kunnande kommer till uttryck i gymnasieelevers arbete med att formulera naturvetenskapligt undersökningsbara frågor? Studien har genomförts som en designbaserad studie med sex interventioner på gymnasiet där eleverna i den genomförda undervisningen har fått i uppgift att, i olika sammanhang, formulera undersökningsbara frågor. Data innefattar film- och ljudinspelningar och har analyserats med hjälp av kvalitativ innehållsanalys. Resultaten synliggör tre kvalitativa aspekter av att formulera undersökningsbara frågor: Precisering av det epistemiska objektet, Operationalisering av det epistemiska objektet samt Värdering av frågeställningen i relation till det epistemiska objektet.

Abstract [en]

The development of students' capabilities to engage in scientific inquiry is part of the science curricula across the educational system. The purpose of this study is to explo- re the capability to formulate questions for scientific inquiry. The research question is: Which qualitative aspects of knowing are enacted in upper-secondary school students' work with formulating questions for scientific inquiry? The study was conducted as a design-based research study with six interventions in upper-secondary school science education. Data include video and audio recordings. The analysis was conducted as a qualitative content analysis. The results show three qualitative as- pects of knowing how to formulate research questions: Discerning and nuancing the epistemic object, Operationalizing the epistemic object and Evaluating a question for scientific inquiry in relation to the epistemic object.

Keywords
systematiskt undersökande, naturvetenskapliga ämnen, naturvetenskapligt undersökningsbara frågor, gymnasieskolan, epistemiska verktyg, epistemiska objekt
National Category
Didactics
Research subject
Science Education
Identifiers
urn:nbn:se:su:diva-193320 (URN)
Projects
STLS
Available from: 2021-05-19 Created: 2021-05-19 Last updated: 2025-04-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Naturvetenskapligt undersökande som kunskapsmål för undervisningen på högstadiet och gymnasiet: Kunskapsprodukter ur didaktisk praktiknära forskning(1546 kB)69 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1546 kBChecksum SHA-512
fe1c68aab7b26741725d0f6e7ff9ac24ed53bbd1817f1315bc90a417b18e4e027d0ed10bd16cef2472de3f9570e5685ced06153ff4f13274f8d392e196f73dfd
Type fulltextMimetype application/pdf

Authority records

Björnhammer, Sebastian

Search in DiVA

By author/editor
Björnhammer, Sebastian
By organisation
Department of Teaching and Learning
Didactics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 69 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

isbn
urn-nbn

Altmetric score

isbn
urn-nbn
Total: 629 hits
12341 of 4
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf