Med utgångspunkt i semiotik och multimodalitet syftar denna studie till att bidra med ökad kunskap om hur fotosyntes och cellandning presenteras och uttrycks i biologi- och kemiläromedel. Urvalet bestod av två förlagsproducerade läromedel med olika upplägg där ett begränsat antal sidor analyserades baserat på dess innehåll av multimodala representationer. Analysen utgick från en kvalitativ metodanasats. Resultatet visade att illustrationer är den vanligaste representationsformen som skildrar fotosyntes och cellandning i både biologi och kemi. Vanligast är att illustrationerna är på makronivå där elever möter processerna via semiotiska modaliteter som är synliga med blotta ögat. I ett fåtal fall uttrycks de kemiska processerna på makro- och submikronivå där molekyler och celler är bildliga semiotiska modaliteter. En av slutsatserna var att de samband som granskats kan variera stort från ett uppslag till ett annat och kan kräva en djupgående analys för att synliggöra samtliga element i både bild och text. Resultatet pekade också på att kemiämnet gav större utrymme åt cellandningen vilket var en av de större skillnaderna mellan ämnena. De textuella formlerna för fotosyntes och cellandning förekommer i de båda ämnena med samma begrepp och utgör istället den främsta likheten. Kemiämnet använder över lag en mer vetenskaplig begreppsnivå och beskriver i ett flertal fall de kemiska processerna på molekylär nivå. / <p>NO</p>

According to previous research, students show difficulties in understanding photosynthesis and respiration, and basic ecological concepts like energy flow in ecosystems. There are successful teaching units accomplished in this area and many of them can be described as inquiry-based teaching. One definition of inquiry-based teaching is that it involves everything from finding problems, investigating them, debating with peers and trying to explain and give solutions. Accordingly students need to be confronted with challenging questions and empirical data to reason about and teachers need to implement student-generated inquiry discussion since students often stay silent and do not express their thoughts during science lessons. This thesis will focus on young peoples’ understanding of the functioning of plants, students’ participation during biology lessons, and how biology teaching is accomplished in primary and secondary school. Two school classroom projects focusing on teaching about plants and ecology are described. Four teachers and their 4th, 5th and 6th grade classes plus two science teachers and their three 8th grade classes collaborated. Photosynthesis and respiration were made concrete by using tasks where plants, plant cells, germs, seeds and the gas exchange were used. The aim was to listen to students’ reasoning in both teaching and interview situations. Learning outcome, as described by students’ reasoning in the classrooms and in individual interviews but also by their test results, is especially focused. Student-student and student-teacher interactions have been analysed with an ethnographic approach in the classroom context. The plant tasks encouraged the students’ in primary school to develop scientific reasoning and the interviews confirmed that the students had learned about photosynthesis. The ecology teaching in secondary school showed a substantial understanding confirmed both by students’ oral and written reasoning. Analyses of test results and understanding as presented in interviews did not always correspond. The interviews showed the importance of letting students try to explain concepts and to correct themselves. Primary students’ reasoning and understanding about photosynthesis were in the interviews almost the same as the secondary students’. The secondary students’ questioning during the lectures showed wonderments and interest for ecology from a broader view than in the content presented by the teachers and the textbooks, but the large classes and disruptive students stole too much time from the teachers’ management in the classroom. Students’ knowledge was underestimated and their interest in ecology faded away. / Tidigare forskning visar att elever har svårigheter att förstå processer som fotosyntes, cellandning och ekologiska samband, såsom energiflöden i ekosystem. Lyckosamma undervisningsprojekt inom det här området kan ofta beskrivas som ”inquiry-based”. Ett sätt att definiera ”inquiry-based” är att det innefattar allt ifrån att hitta problem, undersöka dem, debattera med andra elever och till att försöka förklara och ge lösningar. Utifrån detta visas att elever behöver bli konfronterade med utmanande frågor och empiriska data att resonera utifrån. Lärarna behöver också arbeta med att föra in studentdiskussioner eftersom det visat sig att många elever ofta är tysta och inte uttrycker sina tankar och spekulationer under NO-lektionerna. Den här avhandlingen fokuserar på elevernas förståelse av växternas funktion, elevernas deltagande under biologilektionerna och på hur biologiundervisning genomförs i mellan- och högstadiet. Två skolprojekt med fokus på växter och ekologi beskrivs. Fyra klasslärare och deras klasser i årskurs 4, 5 och 6, plus två NO-lärare och deras tre klasser i årskurs 8 samarbetade. Fotosyntes och cellandning konkretiserades med hjälp av växter, växtceller, groddar, frön och några gas-utbytesreaktioner. Syftet var att lyssna på vad eleverna resonerade om, både i undervisningssituationer och vid intervju. Elevernas förståelse utifrån deras resonerande men också utifrån deras testresultat fokuserades. Elev-elev- och elev-lärarinteraktioner analyserades med hjälp av en etnografisk ansats i klassrums-kontexten. Uppgifterna med konkret växtmaterial uppmuntrade mellanstadieeleverna att utveckla ett naturvetenskapligt resonerande och intervjuerna bekräftade att eleverna hade lärt sig om fotosyntes. Ekologiundervisningen på högstadiet resulterade i en påtaglig förståelse, som bekräftades utifrån elevernas muntliga och skriftliga resonerande. Analysen av förståelse visad i provresultat och vid intervju överensstämde inte alltid. Intervjuerna visade betydelsen av att låta eleverna både få förklara begrepp och att rätta sig själva i sina förklaringar. I intervjusituationen visade det sig att mellanstadieelevernas resonerande och förståelse av fotosyntes gott kunde mäta sig med högstadieelevernas. Elevernas sätt att ställa frågor under lektionsgenomgångarna visade på funderingar och ett intresse för ekologi, som hade en större bredd än det innehåll som lärare och lärobok presenterade, men stora klasser och störande elever stal alldeles för mycket av lärarens tid för att det skulle vara möjligt att genomföra bra undervisning i klassrummet. Elevernas kunskaper underskattades och deras intresse tonade bort.

Syftet med denna studie var att ta reda på vad elever i förskoleklass har för förståelse för experimentet Växten i burken. Det har tidigare gjorts liknande undersökningar som visat på elevers olika uttryck och kunskaper i området, samt att det har forskats på begreppens viktiga roll i ämnet och svårigheterna för elever att förstå begreppet fotosyntes. I studien har jag använt mig av en kvalitativ metod med en fallstudie inkluderande intervjuer, med två killar och två tjejer i förskoleklass. Resultatet i studien visade bland annat att elevernas föreställningar är personliga och bygger ibland på tidigare erfarenheter, att eleverna har en god grund för att förstå vad en växt behöver för att överleva samt att deras begreppskunskap i ämnet inte uttrycks exakt men en viss förståelse att kunna bygga vidare på senare i skolan finns där.

Med premissen att progression ska ske i grundskolans undervisning syftar denna studie till att öka kunskapen om huruvida läromedel och lärarhandledningar belyser sambanden mellan processerna fotosyntes, cellandning, förbränning samt ämnet koldioxid och sätter dem i ett större sammanhang, kolets kretslopp. Detta görs med teoretisk utgångspunkt i Bruners spiralprincip, som säger att grundläggande kunskaper ska ges tidigt för att sedan utvecklas till mer abstrakt allteftersom, och expansive framing, som innebär att läraren ramar in inlärningstillfället både bakåtsyftande och framåtsyftande. Urvalet omfattade två förlagsserier innehållande tre grundböcker och tre lärarhandledningar vardera. Sidor som analyserades begränsades till där begreppen fotosyntes, cellandning, förbränning och koldioxid fanns med explicit. Vidare avgränsades ytterligare sidor till att innefatta de som kunde relateras till kolets kretslopp. Även inledningssidorna till lärarhandledningarna för de kapitel som analyserades i grundboken togs med i sidor att analysera. Metodansatsen som användes var kvalitativ och analysen som gjordes var en kvalitativ textanalys. Resultatet visar att processerna fotosyntes, cellandning, förbränning samt ämnet koldioxid förklaras och beskrivs upprepade gånger i grundböckerna men att sambandet till det större sammanhanget, kolets kretslopp, sällan görs tydlig i grundböckerna. Sambanden uppmärksammas delvis i lärarhandledningarna men detta görs oftast mellan endast två av processerna och inte alltid vid samma inlärningstillfälle, det vill säga i samma avsnitt i böckerna. Kolets kretslopp nämns i en av förlagens grundböcker, och i det andra förlaget nämns det endast i lärarhandledningen. Resultatet visar att grundböckernas disposition utgår mer från Bruners spiralprincip, men att det finns utrymme för expansive framing utifrån lärarhandledningarna. Det förutsätter dock kompetens hos läraren för att sambanden ska belysas explicit i ett större sammanhang.