Umeå University's logo

umu.sePublications
Operational message
There are currently operational disruptions. Troubleshooting is in progress.
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • 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
Elevröster om digitala förmågor i naturvetenskaplig undervisning: mot modeller för digital mångsidighet i onlinesökande och samskapande med AI
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Science and Mathematics Education.ORCID iD: 0000-0003-0131-8152
2025 (Swedish)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)Alternative title
Student voices on digital abilities in science education : towards models of digital versatility in online searching and co-creation with AI (English)
Abstract [sv]

Digitalisering och AI förändrar i grunden hur elever söker, tolkar och använder naturvetenskaplig information. Denna avhandling undersöker hur gymnasieelever resonerar kring digitala förmågor och vilka strategier de faktiskt använder när de arbetar med naturvetenskapligt innehåll i digitala miljöer. Studien utgår från en postdigital förståelse av undervisning, där analoga och digitala resurser ses som sammanvävdadelar av samma didaktiska praktik. Genom denna lins analyseras hur uppgifter, digitala resurser, ämnesspråk och undervisningens ramar tillsammans skapar villkoren för elevernas meningsskapande.

Avhandlingen består av fyra delstudier som kombinerar intervjuer, elevresonemang och analyser av autentiska sökprocesser. Teoretiskt förenar studien perspektiv från digital litteracitet, naturvetenskapernas didaktik och den framväxande forskningen om AI-litteracitet. Centralt i avhandlingen är utvecklingen av begreppet digital mångsidighet – ett samlingsbegrepp som beskriver digital kompetens i undervisningssituationer som ett situationsbundet, relationellt och ämnesspecifik digital handlingsförmåga.

Digital mångsidighet fungerar som motpol till generella policydefinitioner av digital kompetens och förankrar digitala förmågor i undervisningens innehåll, syfte och praktiker. Studien genererar tre analytiska bidrag:

DVOS-modellen (Digital Versatility in Online Searching) konkretiserar fyra delförmågor – ämneskompetens, källitteracitet, informationskompetens och sökkompetens – och visar hur dessa aktiveras samtidigt när elever söker naturvetenskaplig information online. Modellen visar att digital kompetens inte är en uppsättning isolerade färdigheter, utan en koordination av språk, strategi och ämnesförståelse.

AD-ramverket (Aktivitetsdomäner) synliggör digitalt meningsskapande som process – elevernas växlingar mellan tolkning, begreppsanvändning, sökning och utvärdering. Ramverket visar att elevernas sökande ofta är snabbt, fragmenterat och starkt påverkat av uppgiftens utformning. Analysen tydliggör att källkritik ofta kommer för sent i processen, vilket gör att stegen före granskningen riskerar att förbises i undervisningen.

DVAI-modellen (Digital Versatility in AI) utvecklas i mötet med

generativa AI-verktyg. När söklogik ersätts av svar–först–logik förändras villkoren för lärande radikalt: elever bedömer inte bara innehåll utan även hur “trovärdigt” något låter. DVAI visar hur ämneskompetens, språklig rimlighet, teknisk förståelse och etisk bedömning samverkar i AI-stödda interaktioner – och hur elever använder vetenskapliga begrepp som verktyg för att pröva, förhandla och omformulera AI-genererade svar.

Tillsammans visar modellerna att digital kompetens i naturvetenskapliga klassrum bäst förstås som en postdigital och epistemisk praktik. Resultaten pekar på att undervisning behöver rikta större uppmärksamhet mot de tidiga stegen i elevernas digitala arbete – hur de formulerar frågor, tolkar uppgifter och orienterar sig i ämnesspråket – eftersom dessa steg avgör vilken kunskap som överhuvudtaget blir synlig.

Avhandlingen bidrar därmed med empiriskt grundade modeller som kan stödja lärare i att planera, analysera och utveckla undervisning i en tid där digitalisering och generativ AI snabbt förändrar skolans villkor. Genom modellerna DVOS, DVAI och ramverket AD erbjuds ett didaktiskt språk för att beskriva och förstå digitalt meningsskapande som både dynamiskt och undervisningsbart.

Place, publisher, year, edition, pages
Umeå: Umeå University, 2025. , p. 102
Series
Umeå studies in the educational sciences, ISSN 2004-8890, E-ISSN 2004-8661 ; 86
Series
Studies in science and technology education, ISSN 1652-5051 ; 132
Keywords [sv]
digital mångsidighet, digital kompetens, naturvetenskaplig undervisning, digital litteracitet, AI-litteracitet, elevers digitala handlingsförmåga, postdigital, epistemiskt meningsskapande, sökstrategier online.
National Category
Didactics Computer and Information Sciences
Research subject
didactics of natural science
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-247569ISBN: 978-91-8070-862-3 (print)ISBN: 978-91-8070-863-0 (electronic)OAI: oai:DiVA.org:umu-247569DiVA, id: diva2:2021499
Public defence
2026-01-09, KBE301 Lilla hörsalen, KBC huset Plan 3 + Zoom, Umeå, 09:00 (Swedish)
Opponent
Supervisors
Note

Möjlighet att ansluta via Zoom från kl. 8.45. 

Länk: https://umu.zoom.us/j/62300802773

Möstes-ID: 623 0080 2773

Available from: 2025-12-19 Created: 2025-12-15 Last updated: 2025-12-16Bibliographically approved
List of papers
1. Students’ reasoning on searching scientific information online: developing a model for digital versatility
Open this publication in new window or tab >>Students’ reasoning on searching scientific information online: developing a model for digital versatility
2025 (English)In: NorDiNa: Nordic Studies in Science Education, ISSN 1504-4556, E-ISSN 1894-1257, Vol. 21, no 1, p. 117-134Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Accelerating digitalization actualizes the importance of secondary science education in developing students’ digital abilities, such as retrieving and appraising scientific information online. However, there is little research and policy guidance on the purposes and challenges of teaching digital abilities in science classrooms. This article reports on a mixed-methods study that explored how upper secondary school students in Sweden reasoned about their digital abilities when searching for scientific information online. The results reveal three key themes: the role of scientific terminology in improving search accuracy, as students noted how precise terms yielded more credible results; the need for deliberate search strategies, including using questions or keywords depending on the context; and, the impact of selective exposure, as students became aware of how personalized results could reinforce existing beliefs and limit perspective diversity. Based on these insights, we introduce the concept of ‘digital versatility’ and outline a model, Digital Versatility in Online Searching (DVOS), that integrates essential digital abilities (source literacy, information abilities, and search abilities) with scientific subject knowledge. The DVOS model provides guidance for teachers in instructional planning and offers a basis for future research on digital abilities in science education.

Place, publisher, year, edition, pages
Oslo: University of Oslo, Norwegian Centre for Science Education, 2025
Keywords
science, digital versatility, online information, didactic model
National Category
Didactics
Research subject
didactics of natural science
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-233212 (URN)10.5617/nordina.10347 (DOI)2-s2.0-105003152436 (Scopus ID)
Available from: 2024-12-28 Created: 2024-12-28 Last updated: 2025-12-15Bibliographically approved
2. More than a quick search: interplay between students’ use of scientific concepts and online search strategies
Open this publication in new window or tab >>More than a quick search: interplay between students’ use of scientific concepts and online search strategies
(English)Manuscript (preprint) (Other academic)
Abstract [en]

Digital search strategies are essential for science learning in today’s digital age, but knowledge about students’ search strategies, especially in relation to scientific content, is limited. This study examines how upper-secondary students incorporate scientific content into their search processes. Video recordings of students’ online searches and peer-to-peer discussions during two tasks of varying complexity were analyzed using Legitimation Code Theory (LCT) and semantic analysis. The findings, based on a semantic analysis of students’ reflections, confirmed three previously identified search strategies - linear, one-shot, and random search - while revealing three additional ones: targeted refinement, text-to-image searches, and piecewise searching. These strategies illustrate how students engage with scientific content in different phases of digital search processes. The results indicate that strategies involving conceptual abstraction and iterative refinement were associated with stronger semantic shifts. By adapting LCT to analyze students’ meaning-making the study contributes to a novel framework for exploring how digital search practices intersect with scientific understanding.

Keywords
science education, scientific concepts, search strategies, search terms, semantic analysis, digital abilities
National Category
Didactics Computer and Information Sciences
Research subject
didactics of natural science
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-247566 (URN)
Available from: 2025-12-15 Created: 2025-12-15 Last updated: 2025-12-15Bibliographically approved
3. Digital versatility in science education: students’ integration of digital abilities and search processes online
Open this publication in new window or tab >>Digital versatility in science education: students’ integration of digital abilities and search processes online
(English)Manuscript (preprint) (Other academic)
Abstract [en]

Abstract: Digital information searching is a central part of secondary school students’ academic work, yet it is often treated as a set of general technical skills rather than as a subject-specific and strategic ability. This study examines how students describe digital abilities—subject competence, source literacy, information competence, and search competence—in relation to science content and different phases of online search processes. Two research questions are addressed: how students articulate digital abilities, and how these abilities interact across the phases of the search process.

The study was conducted with 27 upper secondary students. Data were collected through logbooks, questionnaires, and pod discussions, and analysed using four activity domains (interpretation, planning, navigation, evaluation) and three knowledge forms (conceptual, procedural, and metacognitive). Findings show that students’ articulation of their digital abilities varied in complexity—from general use of subject terms to strategic adaptation and metacognitive reflection.

Multiple abilities were often activated concurrently, particularly when navigating and evaluating information. The study refines the DVOS (Digital Versatility in Online Searching) model by integrating knowledge forms as an analytical lens, thereby clarifying how digital versatility takes shape in practice. It also contributes new frameworks for understanding and supporting digital versatility in science education.

Keywords
Digital versatility, digital abilities, science education, information searching online
National Category
Computer and Information Sciences
Research subject
didactics of natural science
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-247567 (URN)
Available from: 2025-12-15 Created: 2025-12-15 Last updated: 2025-12-15Bibliographically approved
4. Generativ AI i klassrummet: elevers resonemang i och om naturvetenskaplig undervisning
Open this publication in new window or tab >>Generativ AI i klassrummet: elevers resonemang i och om naturvetenskaplig undervisning
(Swedish)Manuscript (preprint) (Other academic)
Abstract [sv]

Denna studie undersöker hur gymnasieelever resonerar kring användningen av generativ AI, särskilt ChatGPT, i samband med digital informationssökning inom naturvetenskap. Syftet är att analysera hur olika aspekter av digitalt kunnande kommer till uttryck i elevernas resonemang. Studien utgår från modellen Digital Versatility in Online Searching (DVOS) och prövar dess relevans i en AI-baserad kontext där informationssökning sker genom dialog snarare än genom traditionella sökmotorer.

Empirin består av klassrumsnära data insamlade 2023 och 2024 genom videodokumenterade elevdiskussioner, enkäter, loggböcker, podcastsamtal och fokusgrupper. Analysen, inspirerad av DVOS-modellens fyra delförmågor – ämneskompetens, källiteracitet, informationskompetens och sökkompetens – fokuserar på hur elevernas resonemang varierar från begreppslig orientering till metakognitiv reflektion. Eleverna beskriver att de använder ChatGPT både som snabb informationskälla och som stöd för att pröva begrepp och resonemang, men deras förhållningssätt till generativ AI spänner från instrumentellt till reflekterande. Många beskrev att de bedömde AI-svar utifrån språkets trovärdighet snarare än ämnesmässig logik, samtidigt som flera uttryckte medvetenhet om teknikens funktion, begränsningar och det egna ansvaret i användningen. Resultaten tyder på att digitalt kunnande i AI-miljöer tar form som en växling mellan språk, teknik och ämnesförståelse, vilket motiverar en anpassning av DVOS till en AI-kontext. Modellen Digital Versatility in AI (DVAI) presenteras som begreppslig modell för att resonera kring hur elever utvecklar ämneskompetens, källkritisk vaksamhet, tekniklogik och dialogisk sökförmåga i mötet med generativ AI.

Keywords
Naturvetenskap, generativ AI, ChatGPT, digital mångsidighet, gymnasieelever
National Category
Computer and Information Sciences
Research subject
didactics of natural science
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-247568 (URN)
Available from: 2025-12-15 Created: 2025-12-15 Last updated: 2025-12-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1776 kB)621 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1776 kBChecksum SHA-512
6f4b12c58846aa4fb933ec400e7af649e6637d3d490e0adf19309fce8902c66f8546d6949f5d814633af58cf6ba6c9c80395ad88643a71ffb73949a180b5c2aa
Type fulltextMimetype application/pdf
spikblad(313 kB)72 downloads
File information
File name SPIKBLAD01.pdfFile size 313 kBChecksum SHA-512
04e29fd444b1122914924903b3767cc9d203536a204629abb5b184edacfcf0183e6197eb738878fb5db4c8195baad6975fbfaaeb342ba8ae29e60db3f602c963
Type spikbladMimetype application/pdf

Authority records

Lodén, Anna

Search in DiVA

By author/editor
Lodén, Anna
By organisation
Department of Science and Mathematics Education
DidacticsComputer and Information Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
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: 4431 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • 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