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.

Koldioxidhalterna stiger i världen, vilket bidrar till global uppvärmning. Skogen har en viktig roll i klimatarbetet då stora mängder kol finns lagrad i skog och mark. Speciellt mycket kol finns i boreal skog, som bland annat finns i norra Sverige. Idag pågår en debatt huruvida det är mer fördelaktigt att behålla gammal skog som kolsänka, eller avverka den för att ge plats åt yngre träd. Syftet med litteraturstudien var att ge en klargörande bild över hur åldern på boreal skog påverkar ekosystemets kolbalans, genom att undersöka skogens kolupptagningshastighet samt möjlighet till kollagring. Studien visade att äldre skog har ett större totalt kollager, att medelåldrig skog har högst tillväxthastighet (nettoekosystemproduktion, NEP och nettoprimärproduktion, NPP) samt att NEP är negativ de första 10 åren. Studien visade på osäkerhet kring kolupptag i gamla skogar. Flera variabler, såsom substitution, störningar och biologisk mångfald är inte undersökta i studien och behövs tas i beaktning vid beslutsfattande. Trots detta, antyder litteraturstudien att det är fördelaktigt att låta gammal skog stå kvar som kolsänka, eftersom koldioxidutsläppen behöver minska snarast. Ytterligare ett syfte med studien var att kartlägga de missuppfattningar elever, i senare delen av skolan, har gällande kolets kretslopp. Studien visade på missuppfattningar gällande fotosyntes och respiration hos växter, nedbrytarnas roll samt sammanblandning av begrepp. För att åtgärda problemet kan uppgifter göras där atomer följs över olika nivåer, för att sätta processerna i sitt sammanhang. Stort fokus gällande missuppfattningarna ligger på fotosyntes och respiration och inga artiklar hittades gällande exempelvis det snabba, respektive långsamma, kretsloppet. Få studier är gjorda på svenska elever och då svensk kursplan lägger fokus på samband mellan olika nivåer kan missuppfattningarna vara i annorlunda i Sverige. Hur missuppfattningarna ser ut i svensk skola är föremål för vidare forskning. / The amount of carbon dioxide is rising in the atmosphere, which contributes, to global warming. Since large amounts of carbon are stored in forests, forests play an important part the efforts to improve the environment. Boreal forests, found in e.g. the northern part of Sweden, store especially large amounts of carbon. Today it is being debated whether it is more beneficial for the environment to keep old forests as a carbon sink, or to cut them down in order to make room for younger trees. The purpose of this literature study was to clarify how the age of the forest affects the carbon balance of the ecosystem, by examining the forest’s rate of carbon sequestration and capability of carbon storage. The literature study concluded that older forests, in total, store larger amounts of carbon, while middle-aged forests have he highest growth rate (net ecosystem production, NEP, and gross primary production, GPP) and that NEP is negative in the first ten years. The study showed some uncertainty concerning carbon uptake in old forests. Several variables, such as the effects of substitution, disturbances and biodiversity were not examined in this study and need to be further considered before making decisions. However, the literature study suggests that it is more beneficial to leave old forests as a carbon sink, since emissions of carbon dioxide urgently need to be reduced. Another purpose of the study was to examine the misconceptions that students, in the later school years, have regarding the carbon cycle. This study found misconceptions concerning photosynthesis and respiration in plants, the role of decomposers, as well as getting concepts mixed up with one another. To solve this problem, assignments could be designed where atoms are traced between different levels, in order to put the processes in context. A large part of the focus regarding these misconceptions has been on photosynthesis and respiration and no articles were found regarding e.g. the fast; and the slow; carbon cycle. Few studies of Swedish students have been made and since the Swedish curriculum focuses on the relationship between different levels, the misconceptions might be different in Sweden; what these misconceptions could be in Swedish schools is yet to be investigated.

Allt mer naturvetenskapsdidaktisk forskning intresserar sig för systemtänkande och elevers utvecklande av förmågor som att förstå, förklara och tolka komplexa och dynamiska system. I detta ingår identifikation av fenomen på olika biologiska organisationsnivåer och relationerna dem emellan. Kolets kretslopp är exempel på ett komplext system som innefattar komponenter och processer på flera olika mikro- och makronivåer. Denna studie undersöker elevers uppfattning och användning av olika biologiska organisationsnivåer vid förklaring av kolets kretslopp med hjälp av en interaktiv visualisering. För datainsamlingen användes think aloud-intervjuer med gymnasieelever som, indelade i par, genomförde en övning i visualiseringen och med hjälp av den förklarade kolets kretslopp. I analysen kategoriserades elevernas uttalanden till olika organisationsnivåer (molekyl, cell, organism, ekosystem och global) och beskrivningar av nivåerna upprättades utifrån kodning. Resultatet visar att eleverna framförallt förklarar kolets kretslopp på organism- och ekosystemnivå, men också att samtliga fem utvalda organisationsnivåer behandlas. Dessutom består resultatet av beskrivningar av, och exempel på, organisationsnivåerna utifrån elevers användande av dem, vilka kan fungera som stöd för biologilärare i utveckling av elevers systemtänkande. / An increasing amount of science education research concerns systems thinking and the development of students’ ability to understand, explain and interpret complex and dynamic systems. This includes the identification of phenomena on different biological levels of organisation, as well as their interrelationships. The carbon cycle constitutes a complex system including components and processes on several micro- and macrolevels. This study investigates students’ perception and use of different biological levels of organisation in explaining the carbon cycle through an interactive visualisation. Data collection was carried out through think aloud-interviews with Swedish upper secondary school students divided into pairs. The students performed an exercise in the visualisation and used it for explaining the carbon cycle. In the analysis students’ expressions were categorised according to five selected levels of organisation (molecule, cell, organism, ecosystem and global). Coding of the expressions was performed to characterise each level of organisation. The result shows that the students primarily explained the carbon cycle through the organismal and ecosystem levels, but that all five of the selected levels of organisation were used. Additionally, the results contain descriptions and examples of the levels of organisation based on students’ use. This can serve to support biology teachers in developing students’ systems thinking.