Teknik och samspel i mekanikundervisningen

Hur blev du intresserad av ämnet?

– Jag hade egentligen två grundläggande intressen som ledde mig in i avhandlingsarbetet: dels ville jag göra detaljerade studier av undervisningssituationer med hjälp av videokamera, dels ville jag studera en viss typ av teknologi som användes vid laborativa situationer. Jag har en blandad bakgrund inom kognitionsvetenskap, filosofi och kommunikationsvetenskap, så man kan säga att mitt intresse kommer från flera olika håll.

Vad handlar avhandlingen om?

– Den handlar dels om styrkan och svagheten med en viss typ av teknologi som använts under laborationsarbete i mekanik, dels om hur villkoren för lärande ser ut under lektionerna. Den teknik (Probeware) som studeras i avhandlingen har fått mycket stabila positiva resultat på olika kvantitativa test (vilket är ganska unikt), så jag ville studera den lite djupare i olika undervisningssituationer. Den teknologi som studeras i avhandlingen går ut på att studenterna gör grafer, vilket materialiserar deras förståelse för läraren som kan se om studenterna har missat något viktigt och agera utifrån det. Tekniken har således två syften, att få studenterna att förstå grafen och att få läraren att se studenternas eventuella problem. Jag ville också ta reda på hur lärare kunde använda sig av minimal respons (till exempel nickningar) från studenterna för att leda arbetet vidare. Samspelet mellan lärare och elever är en viktig del av undervisnings-situationen: det är ofta svårt för läraren att avgöra om eleven verkligen har förstått det man har försökt förmedla, så om man kan synliggöra elevens förståelse blir det lättare för läraren att veta vilken typ av vidare instruktion eller kommentar eleven behöver för att gå vidare.
– Avhandlingens empiriska material bygger på videofilmade lektioner på tre olika utbildningar: en tematisk lärarutbildning, en teknisk gymnasie-utbildning och en högskoleingenjörsutbildning. I den första artikeln studerar jag hur teknologin fungerar samt vilka styrkor och svagheter den har. Artikeln visar att de studenter som arbetar med programmet blir gradvis bättre på att tolka grafen, de lär sig se grafen på ett mer direkt sätt. I den andra studien jämför jag tekniken (Probeware) med en simulering som har beskrivits som liknande. På ytan kan de två teknologierna verka utbytbara, men när man går in i detalj och tittar på vad de faktiskt gör, så visar det sig att de är ganska olika. En viktig skillnad är att man i Probeware hela tiden talar om grafer i termer av rörelser, studenterna rör sig hela tiden i rummet, medan man i simuleringen snarare talar om grafer i termer av uppåt eller neråt, höger eller vänster. Rörelse blir därför inte en naturlig del av studenternas tolkning. I simuleringsfallet går studenterna efter ett tag över till att tillämpa ”trial and error” – de testar sig helt enkelt fram istället för att gå på djupet med uppgiften. I den tredje studien gör jag en genomgång av forskningslitteraturen inom fysikdidaktik, och där blev det ganska snabbt tydligt att man genomgående väljer att undersöka episoder från undervisningen där elever visar upp en specifik felaktig förståelse av ett problem, eller ett stort ”aha” ögonblick. Det ger en ganska konstig bild av hur interaktion, samarbete och laborationsarbete går till. De mer spännande ögonblicken hör ju till ovanligheterna under de allra flesta lektioner, lärande sker ju oftast över lång tid vilket gör att det vardagliga arbetet inte är särskilt spännande – men det är fundamentalt för att man ska kunna lära sig något. Av alla timmar jag spelade in utgjorde kanske två procent sådana mer spännande episoder, men för mig kändes det främmande att ignorera den övervägande mängden av mitt material till förmån för dessa episoder. Jag fick senare kritik för att jag inte valde att titta på just sådana klassiska episoder – det finns ganska starka föreställningar om vad det goda lärandet är – men jag tycker inte att man kan basera forskning på de stora insikterna, det är i mitt tycke ett snedvridet fokus. De flesta lärare vet att i det vardagliga arbetet så sker det inte hela tiden fantastiska saker, det haglar inte spännande ögonblick utan man får acceptera att eleverna inte lär sig allt varje dag – de lär sig något litet. Samspelet mellan lärare och elev, även om det kan se trivialt ut, är oerhört viktigt. I vår studie handlade det om att studenterna skulle lyckas se någonting i ett antal grafer, nämligen sambandet mellan kraft och acceleration, men även att de skulle förstå vad det innebär att se ett samband. Det krävdes ganska mycket arbete för att studenterna skulle se att det rörde sig om en rät linje och att den linjen kunde kallas för ett samband. Och det är precis vad det vardagliga arbetet i undervisningen handlar om.
– I den sista studien har jag letat efter sekvenser där orden ”fattar” och ”förstår” var en del av samtalet mellan lärare och elever, för att se om det fanns mönster i de sätt som begreppen användes. Artikeln visar att förståelse i de här situationerna ofta är väldigt vagt och ogripbart: ett jakande svar på ”förstår ni” kan ses som en indikation på att studenterna har förstått, medan ett nekande är ett mer definitivt. Det är stor skillnad på att säga att man förstår och att visa att man förstår: den senare ger läraren helt andra möjligheter att se förståelsen och avgöra om eleven faktiskt har förstått. I slöjd är det här sällan ett problem, för där ser man direkt vad eleven gör, men i mekanik och många andra ämnen är det svårare för läraren att bedöma elevens faktiska förståelse.

Vad är resultatet och dina viktigaste slutsatser?

– Ett viktigt resultat är vikten av det samspel som sker mellan lärare och elev: att man som lärare ha en förståelse för hur lärande och undervisning i dess mest triviala form ser ut. Som lärare är du beroende av de allra minsta gensvaren (som en nickning) från dina studenter, för de avgör hur du ska kunna gå vidare och anpassa dina vidare instruktioner till studenterna. Ett annat resultat som bör lyftas fram är vikten av att ha en djupare förståelse för hur den teknologi som du använder dig av i undervisningen fungerar. Två olika program kan se lika ut på ytan och hävda att de främjar samma saker (samarbete, interaktivitet etc), men så behöver det inte vara.

Hittade du något under arbetets gång som överraskade eller förvånade dig?

– Att forskningslitteraturen var så ensidigt fokuserad på vissa sekvenser. Det fascinerade mig, även om det kanske inte överraskade mig när jag började tänka efter: klart att man vill visa upp de här spännande, fina ögonblicken istället för det vardagliga eller halvtråkiga. Men det här visar samtidigt att det finns mycket att göra på det här området, för om man hela tiden har valt att fokusera på de två eller fem procent som de spännande episoderna utgör, så finns det 95 procent kvar som ingen har brytt sig om att titta närmare på.

Vem har nytta av dina resultat?

– Jag tror att resultaten kan användas för vidare klassrumsforskning och interaktionsstudier i pedagogiska sammanhang. Delar av avhandlingen kan användas mer tillämpat inom fysikdidaktiken, och för de som undervisar i mekanik inom den högre utbildningen kan det finnas en del praktiskt att hämta. Sen tycker jag att det överhuvudtaget är viktigt att visa upp hur lärande och undervisning faktiskt ser ut, inte minst i lärarutbildningssammanhang.

Hur tror du att dina resultat kan påverka arbetet i skolan?

– En del studier ger dig ett slutresultatet direkt och en pekning mot vad som kan fungera bättre eller sämre. Den här studien är snarare en utgångspunkt för diskussion som kanske kan ge dig lite idéer om hur du kan gå vidare med de här frågorna. Det är lätt att prata om pedagogiska teorier, men svårare att omsätta i praktiken: hur gör du när du väl står där på klassrumsgolvet? Ett viktigt bidrag med avhandling är också att jag visar varför en typ av teknologi fungerar bättre än en annan. Till sist är det viktigt att komma ihåg att teknologin gör det möjligt att skapa bra uppgifter, men de skapar ingen undervisning. Hur läraren instruerar, ramar in och återkopplar under arbetet spelar oerhört stor roll.

Hedda Lovén