”undervisning bör ha hög kvalitet och vila på en...

vetenskap?Vad är

Av Jonas Arvidsson

”Vetenskapliga undersökningar har visat. . . ”, ”Nu är det vetenskapligt bevisat...”, ”Undervisning bör ha hög kvalitet och vila på en stadig vetenskaplig grund”. Uttryck som dessa ser och hör man dagligen. Varför vill man så tydligt markera och skilja ut vetenskapliga påståenden från andra utsagor? Det finns antagligen en allmän känsla av att mycket som påstås och framförs med stor säkerhet inte går att lita på. Vi vet ju till exempel att politiker, religiösa ledare och reklammakare ständigt utsätter oss för propaganda. Då kan det kännas motiverat att ge en för-säkran om att det man påstår verkligen är sant. Men vad är då säker vetenskaplig sanning? När man ska lära sig mer om naturen – som på gymnasiets naturveten-skapliga program – är det viktigt att man känner till vad som kan anses vara säker kunskap, och hur forskare gör för att nå den. Det är också viktigt att känna till en del om svårigheterna med att studera naturen, och det är viktigt att kunna bedö-ma och diskutera osäkerheten i påståenden om naturvetenskapliga fenomen.

Litterarum radices amarae, fructu

s dul

ces

— 2 —© Jonas Arvidsson, 2015 version 2.1

Det finns uppgifter som säger att av alla forskare som funnits på denna jord lever 90% i dag. Oavsett om detta är sant eller inte, är det uppenbart att

vetenskapligt arbete och forskning ökat exponentiellt i både omfång och betydelse under de senaste hundra åren, speciellt efter andra världskriget. Förr var högre utbildning och forskning förbehållen adeln eller de som arbetade inom kyrkan. Under medeltiden samlades i Europa kunskap vid de universitet som då grundlades och där utvecklades bildningsideal. Kyrkan och den världsliga makten använde sedan universiteten för att utbilda en förhållandevis liten skara präster, läkare och ämbetsmän. Ännu i början av 1900-talet fanns det inte många yrken som krävde akademisk utbildning, men utmärkande för vårt moderna kunskapssamhälle är att högre utbildning och forskning fått stor betydelse på vitt skilda områden och att den berör många. Forskningen finns idag koncentrerad till universitet, högskolor och forskningsinstitut, men också inom framtidsinriktade företag som till exempel läkemedelsindustrin. Forskningen betraktas idag också som en förutsättning för teknisk och ekonomisk utveckling och den är väsentlig för vår konkurrensförmåga internationellt. Utmärkande för vetenskap och forskning är att frågorna många gånger är viktigare än svaren. Forskarens uppgift är att kritiskt granska, ifrågasätta och pröva. Genom nya frågor och omvärderingar flyttas forskningsfronten framåt. Det är idag ovanligt med pionjärinsatser av enskilda forskare, utan för det mesta bygger framgångarna på omfattande lagarbeten där man för kunskapen framåt i många små steg. Forskningen är idag beroende av ett omfattande kommunikationsnät. Det finns stora organisatoriska

apparater för att reglera och ordna kommunikationerna. Det största och kanske också viktigaste informationsutbytet torde dock fortfarande ske i informella och föga reglerade former. Hela vår samlade bildning är uppbyggd kring en in-delning av kunskaper i ämnesområden eller discipliner, som har samma motsvarigheter över hela världen. Disciplinerna grupperas vid fullständiga universitet i fakulteter, till exempel juridisk, medicinsk, naturvetenskaplig, humanistisk och samhällsvetenskaplig (se www.gu.se). Dessutom finns olika varianter av specialhögskolor, till exempel Chalmers Tekniska Högskola. Denna uniformering har för- och nackdelar. Fördelarna är uppenbara. Inom ett ämnesområde skapas en enhetlig begreppsapparat. Tillsammans med ett gemensamt språk, i de flesta fall engelska, ger detta förutsättningar för internationell kommunikation. Gemensamma tankesystem, teoretiska ansatser och vetenskaplig metodik underlättar också vetenskaplig granskning och kvalitetskontroll. Kontakten mellan spridda universitet och olika forskare underlättas genom sammanslutningar och samarbetsavtal. Referenssystemen i vetenskaplig litteratur, tidskrifter och publikationsserier är mycket viktiga kommunikationsmedel och medier för spaning. Kontakter och möten mellan enskilda forskare är dock fortfarande viktiga, till exempel vid seminarier och konferenser.

Ett belysande exempelVad är det då som krävs för att man skall förstå hur naturen fungerar? Jo, man måste göra vetenskapliga undersökningar. Många tror att man gör vetenskapliga undersökningar när man iakttar, mäter och samlar in data. Men i en vetenskaplig undersökning är detta bara en del av arbetet. Fler delar måste ingå, och de måste hänga ihop logiskt (följdriktigt). Man kan inte bara samla in och sammanställa en massa data, och sedan gissa vad de betyder.

Iakttagelser och förklaringar Vi börjar med observationer eller iakttagelser. Sedan be-höver vi formulera en förklaring till observationen. Att hitta på förklaringar till sådant som vi upplevt, eller har hört talas om, är något som vi alla ständigt gör utan att fundera så mycket på det. Det kräver inte någon veten-skaplig utbildning, bara att man tänker och använder sitt sunda förnuft. Förklaringarna kan vara enkla eller mycket komplicerade och vi kan kalla dem modeller, teorier eller något annat. Förklaringarna funderar vi ut själva, läser oss till eller kommer fram till efter diskussioner med andra. Det viktiga med modellerna är att de kan ge logiska för-klaringar till observationerna. En modell måste vara en möjlig förklaring till det som man har sett.

Skaffa bevis En undersökning som utförs på rätt sätt skall bara leda till ett av två resultat: Antingen får den oss att behålla förklaringen som möjlig eller förkasta den som felaktig. Vi kan vara säkra på att förklaringen är felaktig när re-sultatet av vår undersökning är att det som förklaringen förutsäger inte skedde. Dessa resultat anges av hypotesens motsats som kallas noll-hypotesen. Eftersom det mesta i

Observation(variation, olikheter, mönster)

Hypotes(förutsägelse från modellen)

Modell(teori eller förklaring)

Nollhypotes(hypotesens motsats)

Experiment(noggrann undersökning)

Tolkning

Behåll nollhypotesen(förkasta hypotesen och modellen)

Förkasta nollhypotesen(stöd för hypotesen och modellen)

Fig 1. Den normala gången i ett vetenskapligt arbete.


olika förklaringsmodeller som kan vara den rätta. Vi skul-le kunna välja att argumentera med varandra för att dis-kutera oss fram till vilken förklaring som är korrekt, eller så kan vi försöka oss på en procedur som är vetenskaplig. Beakta först endast de båda modeller som vi behandla-de ovan. Om vi kan visa att den ena modellen är fel så är vi nog mer villiga att acceptera den andra som mer rimlig. Om vi visar att båda är fel, blir vi nog tvungna att erkänna att vi ännu inte kan ge en förklaring till våra observationer om norrmän. I så fall är vi tvungna att försöka fundera ut nya förklaringsmodeller eller att studera ett större antal norrmän. Man kan med större säkerhet hävda att en mo-dell är felaktig än att den är rätt. Om man från en modell kan förutsäga vissa saker och dessa går i uppfyllelse när en viss ny situation uppstår kan modellen vara korrekt. Men det kan fortfarande finnas andra förklaringar som förut-säger samma sak. En av dem kan vara den rätta. Om en modell däremot förutsäger vissa saker och dessa inte går i uppfyllelse, då måste modellen vara fel. Modellen kunde inte förklara det som hände. Den vetenskapliga procedur som vi beskriver här går ut på att demonstrera att en mo-dell är felaktig. Man vet att modellen är felaktig om man har lyckats visa att dess förutsägelser inte går i uppfyllelse. Metoden kallas falsifikationism.

Ett enkelt exempel på falsifikationism Ett mycket enkelt exempel kan förtydliga principen för fal-sifikationism: ”Alla skåningar är feta, lata och dryga”, är ett påstående som det är mycket svårt att vara säker på att det är sant. Man kan bara vara säker på att alla skåningar är feta, lata och dryga om man kontrollerat alla skåningar. Men att vara säker på att man har kontrollerat alla skåningar är omöjligt. Denna svårighet finns inte på motsvarande sätt med kun-skapen om att påståendet är felaktigt. Om man har hittat en eller flera skåningar som inte uppvisar någon av de påstådda egenskaperna, kan man vara säker på att påståendet att alla skåningar är feta, lata och dryga är felaktigt. Exemplet med skåningar handlar om observationer, men det fungerar på motsvarande sätt med förklarings-modeller. Man kan aldrig vara säker på att en modell ger den rätta förklaringen, även om det blir så som modellen har förutsagt. Det kan alltid finnas en eller flera andra modeller som förutsäger precis samma sak. Om det där-emot inte blir som modellen förutsäger så kan man vara helt säker på att modellen är felaktig.

Förutsägelser i exemplet med norrmän I fallet med norrmännens intelligens, är en förutsägelse från den första modellen att om man försöker utbilda en grupp norrmän kommer man att misslyckas, eftersom de-ras hjärnor redan från födseln har begränsad förmåga till inlärning. Om denna förutsägelse visar sig vara fel måste modellen vara fel. Modellen säger att orsaken till deras dumhet är att de födda sådana. Den andra modellen ger upphov till helt andra förutsägelser. Om barnen får riktig mat redan från födseln kommer de att ha samma förut-sättningar för inlärning som alla normala människor. Vi har alltså dessa båda uppsättningar av hypoteser: 1. Norrmän är födda obildbara. 2. Med riktig kost från födseln kommer norrmännens

hjärnor att utvecklas på normalt sätt.

den levande naturen varierar, genom att t.ex. individer är olika, måste hypotesen ange vilka mätvärden som vi kan förvänta oss få om förklaringen stämmer. Nollhypotesen anger vilka värden vi bör få om förutsägelsen från för-klaringen inte stämmer. Om undersökningen ger resultat som stämmer med nollhypotesen blev det alltså inte som förklaringen förutsade. Vi behåller då nollhypotesen och förkastar hypotesen. Förutsättningar för att behålla modellen har vi när det som förklaringen förutsäger skall ske verkligen sker. Om undersökningen ger resultat som stämmer med hypote-sen blev det alltså som förklaringen förutsäger. Då för-kastar vi nollhypotesen och har stöd för modellen i fig. l. Ett varv i denna vetenskapliga process är inte tillräckligt. Förklaringar måste ständigt jämföras med andra och ut-sättas för nya kritiska prövningar.

Exempel Våra fördomar kan fungera som ett exempel. Du har sä-kert hört att man försöker ge olika folkgrupper speciella egenskaper. Skottar och smålänningar är snåla, norrmän dumma och skåningar feta och dryga. Under dina resor i Norge har du märkt att befolkningen där beter sig oer-hört underligt. Din förklaring till detta är att den isole-ring Norge varit utsatt för har urholkat det genetiska un-derlaget, så att de blivit allt dummare. Din kompis, som också varit med på dina resor i vårt grannland, har dock en annan förklaring. Hon säger att det beror på den dåliga och dyra maten. Barnen får alltså inte tillräcklig näring för att deras hjärnor skall utvecklas på normalt sätt.

Att iakttaga och tänka räcker inte Din kompis har erbjudit dig en modell som kan förklara varför norrmän är ovanligt dumma. Ni har observationer-na (det ni såg) och en förklaring (orsaken till det ni såg). Med hjälp av god iakttagelse- och tankeförmåga har ni nu genomfört de två första stegen i en vetenskaplig utforsk-ningsprocess. Men att bara genomföra dessa två steg räck-er inte. Tänk nu att du inte riktigt gillar att din kompis alltid vet bäst och förklarar saker och ting för dig. Därför säger du: ”Det är inte alls maten som är orsaken till att norrmän är ovanligt dumma. Förklaringen är istället att den geografiska isoleringen inneburit inavel som lett till en utarmning av det genetiska underlaget.”

Två åsikter Du föreslår alltså en helt annan modell som förklaring till ob-servationerna. Båda åsikterna kan förklara varför norrmän, enligt din observation, är ovanligt dumma. Båda modellerna är giltiga försök att förstå och förklara de observerade mönst-ren, men förklaringarna som sådana är helt olika. Den ena förklaringen innebär att norrmän som folkslag har sämre fungerande hjärnor. Den andra förklaringen betonar miljö- påverkan: torftig diet ger sämre utvecklingsmöjligheter för barnens hjärnor.

Falsifikationism Vi står nu inför ett problem. Vi har två modeller som kan förklara det vi iakttagit. Dessutom finns det ju flera andra möjliga förklaringar. Därför behöver vi en bra metod som kan hjälpa oss när vi skall försöka avgöra vilken av dessa


Experiment För att skilja de olika hypoteserna, som de båda modeller-na ger upphov till, måste vi göra de rätta experimenten. Vi måste experimentellt skapa sådana förhållanden att det som de olika modellerna förutser kan ske. De riktiga ex-perimenten är de där dessa förhållanden ingår och jämförs med platser som fortsätter att vara på det sätt som där vi gjorde de ursprungliga observationerna. Vi förutsäger alltså större förändringar på de platser som vi förändrar i enlighet med hypotesen jämfört med platser som vi inte har förändrat alls (kontrollgrupp eller nollprov).

Kontroller För den första hypotesen måste vi ta en grupp norska ung-domar till skolor i Sverige så att vi kan se om de når bättre studieresultat. Men vi måste också ha kontroller så att vi kan vara helt säkra på att en eventuell ökning av studieresulta-ten i experimentgruppen verkligen beror på att vi har bättre undervisning här. Det kan ju ske en storskalig förbättring av norrmännens intelligens som inte beror på något som vi kan styra över. Därför måste vi jämföra vad som sker i expe-rimentgruppen med vad som händer i en kontrollgrupp, där vi kan studera norska ungdomar i normal miljö.

Replikat Slutligen måste ett experiment också innehålla upprep-ningar eller replikat. Vi måste ha flera experimentgrupper och flera kontrollgrupper utspridda i det område som vi vill undersöka (i vårt fall Norge). Detta är helt nödvändigt eftersom det kan finnas många naturliga faktorer som kan påverka intelligensen hos norrmän i hela landet. Under den tid som experimentet måste pågå kan påverkan från olika faktorer förändras och vara olika i olika områden. Antag att vi bara har en experimentgrupp och en kon-trollgrupp. När vi avslutar experimentet, och ser att dum-heten hos norrmän har förändrats, kan vi inte veta varför. Antingen kan det bero på att vi förändrade något i expe-rimentgruppen, eller så kan det bero på att det har skett olika naturliga förändringar i experimentgruppen jämfört

med kontrollgruppen. Det kan till exempel visa sig att luften i Sverige är betydligt mer intelligensbefrämjande än i Norge, vilket påverkar experimentgruppen positivt.

Blandade grupper Flera kontrollgrupper blandade med flera experimentgrup-per löser detta problem eftersom vi då kan beräkna hur många normalintelligenta norrmän som det finns i med-eltal i experimentgrupperna jämfört med kontrollgrup-perna. Om skillnaderna mellan grupperna enbart orsakas av de naturliga variationer som alltid förekommer bland människor finns det ingen anledning att medelvärdena skall vara olika. När experiment- och kontrollgrupperna är utplacerade slumpmässigt bör det inte av naturliga orsaker till exempel komma bättre luft till experimentgrupperna. Då vi har blandat experiment- och kontrollgrupperna bör varje grupp (experiment och kontroll) i medeltal vara lika eftersom de blivit utsatta för samma naturliga variation. Om det däremot är som hypotesen föreskriver förväntar vi oss att de norrmän som får åtnjuta svensk utbildning i genomsnitt skall öka sin intelligens mer i experimentgrup-perna än i kontrollgrupperna, oavsett hur stor den naturli-ga variationen är mellan olika platser och grupper. Vi måste ha flera experimentgrupper och flera kontrollgrupper för att kunna göra dessa jämförelser mellan medelvärden.

Statistisk analys Detta leder till ytterligare en komplikation. Nu är det medelvärden och variation mellan de olika experiment- och kontrollgrupperna som vi måste hantera. Därför är vi tvungna att använda oss av statistisk analys. När vi skall avgöra om bättre utbildning hade någon effekt kan vi inte bara gissa om medelvärdena är tillräckligt olika i förhål-lande till variationen. För att kunna göra det statistiska testet och för att kunna basera ett stöd för hypotesen på falsifikationism, måste vi vända på hypotesen till det som kallas nollhypotes. Nollhypotes En nollhypotes är motsatsen till en hypotes och den skall uttrycka alla förklaringar som inte uttrycks i hypotesen. I vårt exempel blir nollhypotesen att norrmän har en la-tent intelligens som är möjlig att plocka fram med god utbildning. Detta kan vi testa med hjälp av statistik när vi har räknat resultaten i våra experiment- och kontrollgrup-per. Om vi då har bevis för att medelantalet intelligenta norrmän inte har ökat i de experimentgrupper där utbild-ningen förbättrats kan vi förkasta nollhypotesen. Därmed har vi falsifierat nollhypotesen, och på så sätt uteslutit alla förklaringar utom den som vi uttrycker i hypotesen. När vi har erhållit bevis från experimentet att nollhypotesen är felaktig kan vi hävda att vi har stöd för hypotesen. Detta gör i sin tur att vi kan tro på riktigheten i modellen. Det som förutsades med hjälp av modellen skedde. När vi gav norrmän bättre utbildning ökade inte deras mentala för-måga. Norrmän är alltså av födsel dummare än andra, så det är inte deras utbildningsväsen det är fel på.

Behåll nollhypotesen Vårt experiment kan endast utfalla på ett sätt som är an-norlunda. Det är att bevisen från experimentet inte leder

Två norrmän var ute och fiskade i en lånad båt. På ett ställe fick de ovanligt mycket fisk, varpå den ena norr-mannen skar ett jack i relingen.– Varför gör du så där?– Jag märker ut platsen där jag fick så mycket fisk.– Vad du är dum, det är ju inte säkert att vi har samma båt nästa gång.


oss till att förkasta nollhypotesen. Om medelresultatet av intelligenstestet i de olika grupperna förbättras av våra manipuleringar har vi bevis som gör att vi kan behålla nollhypotesen. Då måste vi förkasta hypotesen eftersom vi inte har bevis för att norrmän är obildbara. Därmed måste modellen vara felaktig. Vi har falsifierat den, och måste istället hitta en annan modell, som kan förklara vår gjorda observation om norrmän.

Sammanfattning Vetenskapligt arbete innebär alltså konstruerandet av modeller som kan förklara observationer följt av att man från modellerna föreslår hypoteser som man vänder på till nollhypoteser och testar i experiment. (titta på fig 1 igen). De förklaringar som man kan acceptera som vetenskapli-ga är sådana som har överlevt experiment av den här ty-pen. Då har vi inte kvar några andra förklaringar som kan

stora tidsrymder eller stora områden. Men det är oftast bara om vi kan komma åt att göra experiment, eller om vi kan göra experimenten tillräckligt långvariga, eller att de sträcker sig över tillräckligt stora områden, som vi kan tes-ta sådana förklaringar. Vissa förklaringar kan man ibland testa utan att jämföra flera manipulerade områden med flera oförändrade kontrollområden, men när inte heller detta går, blir vi tvungna att nöja oss med åsikter. Teorier förblir åsikter tills vi med vetenskapliga metoder har försökt visa att de är fel.

Allmänt om forskningsprocessenAll forskning är en mycket dynamisk och flexibel process, men den uppvisar ändå ett kontinuerligt förlopp med ett antal karaktäristiska steg som visar att den vetenskapliga

forskningen aldrig stagnerar, utan nya fakta läggs hela ti-den till och dessa förändrar eller modifierar gamla san-ningar. Detta innebär att

den vetenskapliga forskningen är självkorrigerande – den strävar hela tiden efter ökad perfektion. Hela det vetenskapliga förhållningssättet bygger på pa-radigmen att det finns en objektiv sanning ”out there” som är skild från människans värderingar. Forskaren försöker alltså att beskriva en objektiv verklighet genom att hit-ta allmängiltiga lagar eller principer. Vetenskapen strävar därför efter att beskriva världen genom logik, och träning i logiskt tänkande är en av skolans viktigaste uppgifter. Jag vill dock gärna uppmana dig att inte glömma bort fantasin, och då menar jag inte att du skall hitta på allt i de arbeten du gör. Det kan tyckas absurt att fantasi är en mycket viktig ingrediens i alla forskning, men utan denna hade vi aldrig kommit dit vi är idag. Du kommer säkert att upptäcka att ditt logiska tänkande har sina be-gränsningar och att dina tankegångar kör fast. Utan fan-tasi är det då svårt att komma vidare. Din egentliga forsk-ning startar då du börjar använda din kreativitet för att upptäcka för dig nya saker – när du vågar tänka fritt och annorlunda! Var hade vi stått idag om inte Kopernicus, Kepler, Gallilei, Newton och Darwin tänkt tvärtom mot gängse väldsbild? Det är dessa som är våra verkliga hjäl-tar – inte några nollor som lyckas få en massa följare på Instagram eller Youtube (detta är ett exempel på en sub-jektiv värdering av författaren, som inte är vetenskapligt vederlagd genom objektiva undersökningar – men ändå!).

Typer av undersökningarLitteraturundersökning – Denna går att ut på att se om svaren på dina frågor eller bevisen som bekräftar eller för-kastar din hypotes redan finns, det gäller bara att hitta dem. Även om rubriken säger litteraturundersökning, kan allt tillgängligt bevismaterial användas, till exempel video-filmer, foton, brev och gammalt arkivmateriel. Om du väljer denna typ av undersökning skall du vara uppmärksam på att inte gå i ”läroboksfällan”, vilket innebär att du inte skall använda sekundära källor och att undersökningen skall vara empirisk (bygger på iakttagel-ser av verkligheten). En lärobok ger oftast svar utan att

Norrmannen var på en restaurang och beställde en piz-za. Han blev tillfrågad om han ville ha den uppdelad i åtta eller fyra bitar.– Dela upp den i fyra, jag orkar aldrig äta upp åtta stycken.

Teorier förblir åsikter tills vi med vetenskapliga metoder har försökt visa att de är fel

förklara observationerna bättre. När någon föreslår en ny modell som skulle kunna förklara observationerna måste vi testa den mot den modell som vi för tillfället tror är den riktiga. Först då kan vi avgöra vilken modell vi skall överge på grund av att den är felaktig.

Förklaringar kan bara gälla tills vidare Alla förklaringar kan bara vara tillfälliga och gälla tills vi-dare. Det beror delvis på att man aldrig kan bevisa att en förklaring är sann. Men det som också gör att det är så svårt att beskriva naturen och dess invånare, samt att för-klara olika fenomen, är förändringar och skillnader mel-lan olika platser och tillfällen. Det som är sant på en plats vid ett tillfälle kanske inte stämmer på en annan plats eller vid ett annat tillfälle.

Ibland behövs storskaliga långtidsexperiment Resultat från vetenskapliga undersökningar kan bara gälla för de rums- och tidsskalor som man har undersökt. Ofta vill vi förklara fenomen som äger rum där det är mycket svårt för människor att arbeta, eller som sträcker sig över


först ställa en fråga, men en vetenskaplig undersökning kan aldrig ge svaren utan att man först definierat fråge-ställningarna. Ett tips är därför att formulera ditt problem som en tydlig fråga och sedan använda ditt källmaterial (primärkällor) för att söka svaren.

Intervju- eller enkätundersökning – I dessa typer av undersökningar står du själv för källmaterialet, vilket kan vara inspelade band från intervjuerna eller enkäterna du fått tillbaka ifyllda. Vid redovisningen är det sällan man har med all sin primärdata, utan denna redovisas oftast i form av tabeller och diagram. Det därför viktigt att allt källmateriel finns tillgängligt för de som har till uppgift att granska dina resultat. Det svåraste med dessa typer av undersökningar är att formulera frågor som är så tydliga att alla förstår dem på samma sätt. Du har ju gjort en del prov i skolan och sä-kert råkat ut för att du uppfattat en fråga fel och därmed inte svarat såsom läraren tänkt sig. Det är en gammal san-ning i branschen att det är omöjligt att formulera en fråga som alla uppfattar på samma sätt, så du måste vara be-redd på att det finns svar som inte representerar vad svarspersonen egentligen tycker. Vid en enkät-undersökning måste svarsalterna-tiven också vara formulerade så att de går att göra statistik av dem. Vid en intervjuunder-sökning är detta svårare, men du måste ha tänkt igenom redovisningen innan du börjar planera hur intervjuerna skall genomföras. Intervju- eller enkätundersökning börjar givetvis ock-så med en problemformulering och en litteratursökning – glöm inte att vid all forskning börjar man med att ta reda på vad andra kommit fram till i ämnet.

Experimentell undersökning – I stort sett all naturve-tenskaplig forskning förutsätter någon form av försök för att bekräfta eller förkasta en hypotes. Dessa försök kan vara allt från ren grundforskning till de enklare experi-ment som går att göra med de begränsade resurser som finns i gymnasieskolans labbsalar. Det viktiga i denna pro-cess är att det är du själv som samlar in dina primärdata, så vid tolkningen av resultaten har du både att analysera dessa resultat och hur du genomfört försöken. Oväntade eller tvetydiga resultat kan ju både bero på felaktigheter i försöken och i tolkningarna. Även i denna typ av undersökning är det du själv som står för källmaterialet, men det är meningslöst att starta upp försöken utan en tydlig problemformulering och en ordentlig genomgång av den litteratur som finns i ämnet. Detta är givetvis inte en komplett genomgång av de typer av undersökningar som man kan göra, men dessa tre är de vanligaste formerna på gymnasiets naturvetenskap-liga program. Det viktiga är att en undersökning måste behandla en tydligt formulerad problemställning och an-vända primärdata för att svara på denna.

Arbetsgången i forskningsprocessen Under alla tider har människan tittat på naturliga förete-elser och frågat sig varför. Vi är födda nyfikna och vi vill gärna ha svar på våra frågor. De referenser vi har tillgäng-

liga kan vara Nationalencyklopedin eller internet, men denna litteraturgranskning ger ofta inga riktiga, heltäck-ande svar. All forskning börjar alltså med att vi har en fråga som verkar svår att få svar på, vilket ofta kan vara en ytterligare sporre att gå vidare för att finna svar.

ProblemformuleringDin första litteratursökning gör ofta att du inser att din fråga måste preciseras eller hyfsas till för att du skall kun-na gå vidare. Generellt gäller att ju mer exakt din fråga är desto bättre blir resultatet av din undersökning. Många erfarna forskare tvekar inte att utpeka detta steg som det absolut viktigaste, så ta dig tid att tänka igenom din pro-blemformulering noggrant. Detta gäller speciellt om du använder begrepp som kan tolkas på olika sätt. Även dessa måste då ges en tydlig definition.

HypotesformuleringNär du väl är nöjd med din problemformulering, skall du ge ett svar som är en välgrundad gissning baserat på lo-giskt tänkande. Till problemformuleringen ”Blir man fet

”Det finns lögn, förbannad lögn och statistik”Mark Twain,1835-1910

om man äter alla sina måltider på Macdonalds?” är det ett rimligt antagande att svaret blir ”Ja”. Det är dock inte det enda antagandet som kan göras. Vid undersökningens slut kan du mycket väl ha kommit fram till att svaret är nej, eller att det beror på vad man väljer ur menyn, el-ler att det beror helt på vilka gener man har. Hypotesen kommer alltså att innehålla en hel del av forskarens egna värderingar, och den valda hypotesen styr till viss del vil-ken typ av undersökning man gör. Det är därför viktigt att man försöker frigöra sig från sina egna fördomar och förväntningar, annars är risken att man konstruerar försö-ket så att det ger de förväntade resultaten. Hypotesen grundar sig på redan vunnen kunskap i ämnet, och kan därför inte bara gripas ur luften eller byg-gas på en känsla. I forskningsområden där det inte finns någon eller ringa tidigare kunskap, är det svårt att göra en tydlig problemformulering och tänka sig en förväntad utgång. Man måste istället kasta sig rakt ut i verkligheten och observera hur det ser ut. Har man inget att stödja en hypotes på, får man istället bygga sin forskning på en eller ett flertal frågeställningar, som ofta kan preciseras allt ef-tersom forskningen pågår.

ObservationDet kommer nog inte som en överraskning för dig, att vill man veta något om verkligheten måste man ge sig ut i den. Din hypotes skall alltså bekräftas eller förkastas och det-ta gör vi genom experiment, intervjuer, enkäter, eller alla andra metoder som forskaren anser som relevanta för att få kontakt med den objektiva verklighet som vi tror finns. I en litteraturundersökning gör du inte dessa observa-tioner själv, utan förlitar dig på andras arbeten. I denna typ av undersökning är det därför viktigt att du kommer så nära primärkällan som möjligt, för att inte låta dig för-villas eller förledas av andras tolkningar.


AnalysStatistik är idag ett av forskarens viktigaste verktyg, och matematikens skönhet tillför all forskning högre trovär-dighet. Dina rådata har knappast någon mening om du inte kan organisera dem för att få en form som är möjlig att tolka. Formen måste också vara relevant för den pro-blemställning du har.

TolkningDina (eller andras) observationer har föga värde om de inte sätts in i sitt sammanhang och ges en mening. Du har sä-kert redan insett att detta är en mycket komplicerad pro-cess, där kvaliteten helt beror på hur noggrann du varit i de tidigare stegen. Gör inte misstaget att tro att dina insamla-de data talar för sig själv. Det finns nog inget större enskilt område för dispyter inom forskningen än just tolkningen av en undersökning. Du har en mycket stor frihet vid val av meto-der för ditt forskningsarbete, men det är viktigt att alla stegen i pro-cessen är optimerade för problem-ställningen. Du vill ju ha rätt svar på rätt fråga – inte ha rätt svar på fel fråga (eller tvärtom).

RapporteringAllt sedan människan började kommunicera genom ristade teck-en för över 5 000 år sedan, har vi använt detta uttrycksmedel för olika ändamål. I de flesta kulturer har det skrivna språket varit förbehållet ett visst samhälls-skikt, och ofta haft religiösa syften. Idag tar vi det skrivna språket för självklart och som ett villkor för att klara av de flesta vardagliga göromål, såsom att läsa en tidtabell, en bruksanvisning eller dagstidningen. Vi meddelar oss ock-så genom elektroniska plattformar (epost och SMS), och inom många yrkesgrupper är det en viktig del av vardagen att kunna kommunicera med kollegor eller myndigheter med hjälp av det skrivna ordet. I skolan tränas förmågan att uttrycka sig i skrift i svenskämnet, men olika discipliner har sina egna formella krav på hur dokumenten skall se ut. Inom naturvetenska-pen finns det i dag tämligen strikta riktlinjer för hur olika typer av dokument skall vara uppbyggda för att underlät-ta både för läsaren och för författaren. För mer handfasta tips om hur man bygger upp sitt dokument hänvisar jag till min skrift ”Hur man skriver vetenskapligt”.

Varför skriver man?Som tidigare nämnts, var det skrivna språket tidigare för-behållet en utvald elit och hade ofta religiösa syften. Idag kan vi hitta en mängd olika skäl till att skriva rapporter, uppsatser, böcker, eller andra typer av dokument. När det gäller utbildningsväsendet, kan dessa skäl grovt delas upp i följande fyra olika kategorier:

Egen förståelseDet kommer säkert inte som en nyhet för dig, att ett ut-märkt sätt att lära sig något nytt är att skriva. Det hjälper dig att analysera och strukturera ett stycke i en bok, en fö-

reläsning eller ett givet studieområde för att öka din egen kunskap. Det säger sig självt att denna typ av dokument endast är till för författaren själv, eller möjligtvis för en kurskamrat som missat en föreläsning, men knappast för allmän publicering.

TvångUnder din studietid kommer du att uppmanas att redo-visa dina arbeten i form av labbrapporter och uppsatser i olika former. Du har alltså inget val, utan uppgiften är en del av utvärderingen i kursen. Detta är dock inget som läraren bestämt för att göra livet så eländigt som möjligt för de stackars studenterna, utan det finns en hel del skäl till denna form av skrivande. Med labbrapporten tvingas du tänka igenom och analysera vad du gjort, istället för att bara följa stegen i labbhandledningen. Den rapport

som är slutresultatet av en egen undersökning eller ett större pro-jekt visar vad du gjort och vad du kommit fram till, och kan utgöra det enda bedömningsunderlaget för en hel kurs. När det gäller projektarbetet i gymnasieskolan och de uppsatser som skrivs under den högre ut-bildningen, är en viktig egen mo-tivation att slutprodukten kan an-vändas som referens då du söker arbete. Din uppsats visar arbets-givaren att du kan kommunice-ra med läsaren på ett tydligt och

pedagogiskt sätt, och är ett bevis på att du behärskar ett korrekt skrivet språk.

Pedagogiska syftenUnder din studietid har du använt dig av ett stort antal läroböcker, så denna anledning till att skriva känner du väl till. Du har säkert även synpunkter på resultatet av de olika författarnas pedagogiska ansträngningar. Att skri-va pedagogiskt är inte lätt, vilket alla som försökt sig på snabbt inser. Avsikten med det pedagogiska dokumentet är ju att läsaren skall komma till nya insikter och då måste text och bilder anpassas så att man så långt det går under-lättar och hjälper läsaren att förstå det man vill framföra. Det är alltså mycket viktigt att man hittar rätt nivå på texten för sin målgrupp. Den gamla sanningen att en bild säger mer än tusen ord gäller fortfarande.

Utbyte med sina kollegerDet finns inget skäl att uppfinna hjulet igen, så forskare är mycket måna om att publicera sina mödosamt framarbe-tade resultat. Man vill alltså på detta sätt förhindra att fle-ra forskargrupper tittar på exakt samma sak och kommer fram till samma resultat, vilket endast vore ett stort re-sursslöseri. Det är ju dock så att konkurrensen inom den naturvetenskapliga forskningen är stor, så det är också en merit att få sina rön publicerade först. Dessa vetenskapliga skrifter kan vara allt från artiklar till doktorsavhandlingar. Tyvärr är de sällan skrivna med ett pedagogiskt syfte, så de är ofta inte tillgängliga för an-dra än en liten krets av likasinnade.

”Det finns tre nödvändiga steg i

vetenskaplig forskning. Det första är att påbörja

den, det andra är att avsluta den, det tredje är

att publicera den”

Michael Faraday, 1791-1867


Ta del av andras kunskaperVetenskapliga tidskrifter, avhandlingar och konferenser är ofta de mest vederhäftiga källorna eftersom de:• direkt förmedlar forskarens ursprungsversion.• ger möjlighet till detaljerad information om hur under-

sökningen genomförts.• innehåller moment av kritisk granskning från kompe-

tenta kollegor.

Informationsmängden är dock stor, språket specialiserat och tillgängligheten begränsad eller dyr. Därför kan god populärvetenskap och journalistik vara till stor hjälp för privatpersoner.

Publiceringsprocessen Efter det att en undersökning är genomförd krävs ofta ett omfattande och noggrant arbete innan forskaren kan få sin studie accepterad för publicering i en internationell vetenskaplig tidskrift. Redan innan författaren skickar manuskriptet till en tidskrift brukar han låta en eller flera kollegor granska det. Ofta leder kommentarerna till att stora delar av texten måste omarbetas. Ibland inser för-fattaren också att vissa experiment eller analyser måste kompletteras eller göras om. När väl tidskriftsredaktören, som brukar vara en erfaren vetenskapsman, har fått ma-nuskriptet i sin hand brukar han se efter om innehåll-et passar tidskriftens inriktning, och om det uppfyller de mest grundläggande kvalitetskraven. Om han bedömer att manuskriptet har chans att konkurrera med alla andra manuskript han fått, skickar han ut det för att granskas av två eller tre av världens bästa experter på området. Blir omdömena positiva kanske han ber författaren att skicka in ett nytt manuskript som är omarbetat efter hans och granskarnas förslag. Lyckas nu författaren göra en sådan omarbetning är chanserna stora att vi kan läsa om hans upptäckter i ett kommande nummer av tidskriften.

Tidskrifter med anseende och inflytande Listan över facktidskrifter är nästan oändligt lång. Den senaste siffran jag såg, visade att det finns över 200 000 olika seriösa vetenskapliga tidskrifter och då räknas inte facktidningar som ”Keminytt” eller ”Biologilärarnas tid-ning”. Denna ofantliga mängd forskningsrön är dock inte helt enkel att tillgodogöra sig eftersom den främsta mål-gruppen är forskare eller experter inom samma område. Manuskripten genomgår en mycket noggrann gransk-ning innan de publiceras av en speciell redaktionskom-mitté, som ofta består av de internationellt mest framstå-ende experterna på området. Den vetenskapliga facktidskriften är ett mycket levan-de organ för kommunikation mellan forskare. Det anses också som ett kvitto på kompetens att få sin artikel publ-icerad, men det är stor skillnad i status mellan de olika tidningarna. Alla vetenskapliga studier är inte lika intressanta och värdefulla och det finns olika tidskrifter med olika stor spridning. De mest prestigefyllda tidskrifterna får många fler manuskript sända till sig än vad de någonsin kan publicera. Därför är det mycket svårt att få sina veten-skapliga arbeten accepterade i dem, och det är bara de all-

ra duktigaste forskarna som lyckas publicera flera artiklar i sådana tidskrifter. Nature och Science är de tidskrifter som har allra störst prestige inom naturvetenskap. Fördelen med denna typ av publikationer är att de är detaljerade, väl genomarbetade och noggrant granskade. Nackdelar är att processen är långsam och därför är innehållet inte helt nytt när man väl får läsa det. Språket är också ofta tekniskt och svårgenomträngligt för den oinvigde.

Rapport eller uppsatsDet är här du kommer in, åtminstone under dina studier på gymnasiet. Uppgiften med en rapport eller uppsats är inte alltid att föra fram nya forskningsrön och därmed bidra med en ökad samlad kunskap, utan de är snarare en demonstration av att man tillägnat sig redan existerande kunskap. Den vetenskapliga nivån på de arbeten du läm-nar in på gymnasiet förväntas alltså vara på just gymnasie-nivå. Du skall dock tänka på att alltid gå in i ditt arbete med en frågeställning som kräver att du får använda dig av de steg i forskningsprocessen som jag just beskrivit.

ForskningsrapportMyndigheter eller institutioner som bedriver forskning ger också regelbundet ut rapporter med sina resultat. Dessa dokument följer givetvis de internationella rikt-linjerna, men de genomgår inte en lika strikt oberoende granskning som de manuskript som sänds till en veten-skaplig facktidskrift. Fördelen med detta är att den kan komma ut snabbt, vilket ofta uppskattas av både allmän-het och forskare. Nackdelen är att resultat och tolkning inte alltid är så väl underbyggda. Vi ser regelbundet exem-pel på stora rubriker i våra dagstidningar, där man citerar vetenskapliga forskningsresultat som visar på farligheter i vår vardag, till exempel akrylamid i potatischips. En forskningsrapport kan också ha karaktären av en


arbetsrapport, där man inte gör anspråk på en slutgiltig produkt. Anledningen till att man ändå vill publicera vad man hittills kommit fram till kan vara att resultaten är mycket intressanta och att man vill ha in synpunkter från läsarna.

Vetenskapliga konferenser Vetenskapliga sammankomster i form av konferenser eller symposier arrangeras för att forskare inom ett visst ämnes-område ska kunna träffas och utbyta ny kunskap under ordnade former. De ämnesområden som tas upp kan vara mycket breda, t.ex. allmän marinbiologi, eller specialise-rade genom att de bara behandlar avgränsade fenomen eller några enstaka arter. Ofta presenterar man föredrag och posters (affischer) för varandra. Ett urval av det som presenteras brukar också publiceras i en specialutgåva (symposievolym) till någon tidskrift. Den vetenskapliga granskningen sker dels genom diskussion under mötet, dels av kritiska kollegor före publiceringen. Fördelar med konferenser jämfört med publicering i avhandlingar eller tidskrifter kan vara den snabbare sprid-ningen av ny kunskap och möjligheterna till personliga kontakter i en stimulerande miljö. Man kan dessutom själv få studera aktuella livsmiljöer, experiment och labo-ratorieuppställningar. Ett par nackdelar med konferenser är att det som presenteras brukar vara mindre väl genom-arbetat och att det inte är så noga granskat i förväg.

Doktorsavhandlingar En vetenskaplig doktorsavhandling ges ut av universitets-institutionen när en forskarstuderande disputerar och tar ut sin doktorsexamen. En avhandling i Sverige ges an-tingen ut som en lång uppsats (monografi) eller som en samling av enskilda artiklar. Det senare är det vanligaste inom naturvetenskapliga ämnen idag. En sådan samman-slagningsavhandling brukar börja med en sammanfattning av de ingående artiklarna, som redan har eller skall publ-iceras i vetenskapliga tidskrifter. Doktoranden har skrivit sammanfattningen och är ensam författare eller medförfattare till artiklarna. De artiklar som är publicerade eller accepterade för publi-cering har granskats på det sätt som beskrivs ovan. Sammanfattningen är ofta på något tiotal sidor och sät-ter in artiklarna i ett större och allmänt intressant per-spektiv. Dessutom kan den vara skriven så att den ska kunna förstås av dem som inte redan är insatta i ämnet. Vid disputationen, som är öppen för alla, brukar en inter-nationellt känd vetenskapsman (opponenten) dessutom presentera ämnesområdet och avhandlingen muntligt på ett lättsmält sätt. Opponenten och en samling av inhem-ska vetenskapsmän (betygsnämnden) har också granskat avhandlingen och ställer kritiska frågor till författaren. Dessutom ges det möjlighet för alla församlade att ställa frågor och diskutera. Fördelar med doktorsavhandlingar är att de samman-fattar ett forskningsområde, att de är detaljerade, väl ge-nomarbetade och noggrant granskade – åtminstone de delar som publicerats. Genom att ta del av disputationen får man kännedom om eventuella brister i de publicerade delarna. En annan fördel med den här typen av källa är att det kan ingå allmänt hållna moment som är lättare att

förstå (sammanfattningen, disputationen och pressmed-delanden). Bland nackdelarna finns den långsamma pro-cessen och att språket delvis är tekniskt och svårgenom-trängligt för den oinvigde. Det kan också vara svårt att få tag på doktorsavhandlingar.

Vetenskapliga översiktsartiklar Vetenskapliga tidskrifter, konferenser och avhandlingar är viktiga källor till kunskap om hur naturen fungerar, men de är inte de mest lämpliga för den som är allmänt intres-serad och bara kan ägna en mindre del av sin tid åt natur-vetenskap. Inom detta breda område kommer det ut flera tusen publikationer av det här slaget varje år. Inte ens de som jobbar professionellt kan ta del av allt. Därför finns det tidskrifter som ger ut vetenskapliga översiktsartiklar (review-artiklar). Review-artiklar lyfter ofta fram och sammanfattar det som är nytt och intressant inom ett forskningsområde. Artiklarna är skrivna av erfarna och kompetenta forskare, och de är noga granskade innan publiceringen. Eftersom de av naturliga skäl inte är lika detaljerade som originalartiklarna, kan man inte direkt utläsa hur undersökning-arna har utförts och själv kontrollera om de är trovärdi-ga. För att göra det måste man gå till originalartiklarna (primärlitteraturen). Det är inte alltför svårt eftersom det i texten alltid finns referenser till de artiklar som fakta har hämtats från. Ofta är vetenskapliga översiktsartiklar skrivna för experter och svårlästa för den som är ny inom området.

Vetenskapliga böcker Vetenskapliga böcker kan vara lite som tjocka översikts- artiklar, men det större omfånget kan ge utrymme för mer bakgrund och förklaringar. De böcker som främst riktar sig till experter inom området är ofta svårlästa för den oinvigde, men de böcker som är ämnade att använ-das i undervisning på grundnivå är ofta lättare att ta del av. Vetenskapliga böcker som ges ut av universitet eller


andra vetenskapliga institutioner har ofta gått igenom en lika noggrann granskningsprocess som vetenskapliga tid-skriftsartiklar. Sällan brukar de dock ge sådana detaljer att man själv kan kontrollera alla påståenden.

PopulärvetenskapSom vi sett, är majoriteten av det vetenskapliga skrivandet helt riktat mot likasinnade och därför i det närmaste otill-gängligt för alla som inte befinner sig i denna exklusiva krets. Detta har länge varit ett problem i forskarvärlden, men det ställs allt högre krav i dag på åtminstone våra forskningsbedrivande institutioner att visa sin verksamhet för en bredare publik. Vid populariseringen av vetenska-pen blir inte granskningen av det formella innehållet lika viktigt som att använda ett språk som läsekretsen förstår – Att tala till bönder på bönders vis.

bedömningar av säkerheten i påståendena. Den andra gradienten går från dålig tillgänglighet och allmänrelevans till bättre spridning och relevans för gemene man. Jag tror dock att det finns många nyanser här. Allt är inte svart el-ler vitt. Trots noggrann granskning och omarbetning kan det t.ex. slinka igenom felaktigheter i den vetenskapliga litteraturen. Det kan också finnas fall då det är lämpligt och fullt möjligt även för den som inte är vetenskapsman, att gå till primärlitteratur för att lära. Det som jag dock tror är viktigt för både producen-ter och konsumenter av kunskap om naturen är att alltid behålla det vetenskapliga förhållningssättet till kunskap, vilket innebär att man: • är saklig och objektiv• undviker auktoritetstro• ifrågasätter istället för att acceptera• inte förvanskar fakta• skiljer värderingar och fördomar från objektiva fakta• är noggrann och metodisk• försöker falsifiera alla sina påståenden

Det kan vara mycket svårt att behålla det vetenskapliga förhållningssättet i alla sammanhang, och det finns pro-blem där ingen vet hur man skall göra för att tillämpa strikt vetenskapliga metoder för att nå kunskap. Ofta rå-der det också oenighet om hur man ska tolka och värde-sätta resultat. Som jag ser det, kan vi dock bara sking-ra osäkerhet och nå enighet genom att ställa skiljaktiga påståenden (förklaringsmodeller) mot varandra och testa dem mot verkligheten. Sådant som inte går att testa idag kan förhoppningsvis bli möjligt i framtiden, genom teo-retiska och tekniska framsteg. Slutligen hoppas jag att läsaren har genomskådat ex-emplen med norrmän och skåningar. Det går givetvis inte att bedriva forskning med så svepande formuleringar, trots idoga försök från diverse förvirrade personer unde senaste århundradena. Det är dock ett oomtvistat faktum att skåningar är vackra, intelligenta och framgångsrika.

ÖvningsuppgiftEn bra övning är att försöka ta reda på hur olika uppslags-verk definierar nedanstående ord och begrepp, och funde-ra på vad dessa definitioner innebär. 1) Vetenskap2) Forskning3) Observation4) Hypotes5) Falsifikation6) Faktum7) Bevis

Några avslutande rådUnder din tid på gymnasiets naturvetenskapliga program kommer du att lämna in en del skriftliga arbeten i olika ämnen. Det jag beskrivit här är generella sanningar om den naturvetenskapliga forskningsprocessen. Troligtvis kommer du att få anvisningar av din lärare för hur det ak-tuella arbetet skall genomföras och redovisas. Om så inte är fallet kan du använda dig av det du läst här. Det viktiga är du lär dig denna tankegång, eftersom det oftast blir så här du skall arbeta på det avslutande gymnasiearbetet.

Populärvetenskap utnyttjar alla tänkbara medier och riktar sig till dem som inte är experter inom det behand-lade området. Informationen görs lättfattlig genom en en-kel och underhållande stil. Man försöker också inlemma det vetenskapliga innehållet i ett vidare kulturellt sam-manhang, så att det framgår varför det kan vara av all-mänt intresse. Populärvetenskap skrivs ofta av en expert på området eller av en författare som samarbetar med spe-cialister inom området. Granskningen av innehållet före publiceringen kan vara god, men den är sällan så rigorös som när det gäller strikt vetenskapliga artiklar. Det är ock-så svårare att själv kontrollera olika påståenden eftersom det ges få eller inga referenser.

Det vetenskapliga förhållningssättet Vi ser två gradienter när vi rör oss i min uppräkning från vetenskaplig primärlitteratur till nyhetspublikationer. Den ena går från stor vederhäftighet och goda möjligheter att granska påståenden till mindre eller ingen förhands-granskning och mindre möjlighet att som läsare själv göra

”undervisning bör ha hög kvalitet och vila på en...

Documents