Syftet med denna studie var att utforska hur elever i årskurs 5 utvecklar naturvetenskapliga kunskaper om hur gräs omvandlas till mjölk, där särskilt fokus läggs på sambandet mellan fotosyntes och idisslande djurs matspjälkningssystem. Studiens frågeställningar var följande: Vilka naturvetenskapliga kritiska aspekter behöver elever i årskurs 5 få möjlighet att urskilja för att förstå hur gräs kan omvandlas till mjölk. Hur kan undervisning organiseras för att elever i årskurs 5 ska förstå hur gräs kan omvandlas till mjölk? Denna studie är kvalitativ och har en variationsteoretisk och sociokulturell utgångspunkt. Dessa två teorier presenterar vad undervisningen måste handla om för att skapa bästa förutsättningar till lärande. I denna studie har variationsteorin utgångspunkt i lärandeobjektet, vilka variationsmönster som erbjudits i undervisningen samt de kritiska aspekterna av hur gräs omvandlas till mjölk. Det sociokulturella perspektivet har i denna studie bland annat fokuserat på samspelet mellan eleverna, användning av artefakter och den proximala utvecklingszonen. Resultatet i studien visar att med hjälp av en variationsteoretisk utgångspunkt går det att främja elevers lärande i de naturorienterande ämnen och skapa en variation som bidrar till att elever utvecklar naturvetenskapliga kunskaper om hur gräs omvandlas till mjölk.

Syftet med licentiatuppsatsen är att bidra med kunskap om vilka aspekter som kan vara nödvändiga för elever att urskilja för att identifiera och analysera en del-helhetsstruktur och i förlängningen bemästra ekvationer. I forskningsprojektet medverkade lärare och forskare i ett kollaborativt och intervenerande arbete. Elever i årskurserna 3, 8 och 9 deltog i semistrukturerade intervjuer och forskningslektioner för att producera data. Forskningslektionerna genomfördes med learning study som forskningsansats, vilken erbjuder iterativa processer. De teoretiska ramverken utgjordes av fenomenografi, variationsteori och lärandeverksamhet. Ansatsen fenomenografi utgjorde ett analysverktyg när intervjuerna analyserades. Variationsteori och lärandeverksamhet utgjorde kompletterande ramverk när forskningslektioner designades och analyserades. Resultatet i Artikel 1 påvisar en kritisk aspekt, vilken formulerades som: två kvantiteter tillsammans (två delar) bildar en tredje kvantitet (en helhet) med samma ”värde” som de två delarna tillsammans. Resultatet i Artikel 2 påvisar fem kritiska aspekter, vilka formulerades som (1) det är en relation mellan alla tal i en ekvation, (2) två delar tillsammans är ekvivalenta med en helhet med samma värde, (3) vad som utgör en helhet respektive delar, (4) samma relation kan formuleras på fyra olika sätt och (5) helheten kan anta ett lägre värde än delarna. En slutsats är att det kan vara en fördel redan för unga elever att delta i undervisning med utgångspunkt i early algebra och lärandeverksamhet där generella matematiska strukturer fokuseras. En ytterligare slutsats är att det kan vara gynnsamt att delta i teoretiska resonemang där ekvationer med negativa tal inkluderade utforskas med stöd av en lärandemodell. / The aim of the licentiate thesis is to contribute with knowledge concerning which aspects may be necessary for students to discern in order to identify and analyze a part-whole structure and in the long term master equations. In the research project, teachers and researchers participated in a collaborative and intervening work. Students in grades 3, 8 and 9 participated in semi-structured interviews and research lessons in order to produce data. The research lessons were conducted with learning study as research approach, which offers iterative processes.The theoretical frameworks consisted of phenomenography, variation theory and learning activity. The phenomenography approach was an analysis tool when the interviews were analyzed. Variation theory and learning activity constituted complementary frameworks when research lessons were designed and analyzed. The finding in Article 1 demonstrates a critical aspect, which was formulated as two quantities together (two parts) build up a third quantity (the whole) with the same “value” as the two parts together. The finding in Article 2 demonstrates five critical aspects, which wereformulated as (1) there is a relationship between all numbers in an equation, (2) two parts together are equivalent to a whole with the same value, (3) what constitutes a whole and parts, (4) the same relationship can be formulated in four different ways and (5) the whole can assume a lower value than the parts. One conclusion is that it may be an advantage already for young students to participate in teaching based on early algebra and learning activity where general mathematical structures are focused. A furtherconclusion is that it may be beneficial to participate in theoretical reasoning where equations with negative numbers included are explored with support by a learning model.