DESIGN AV UNDERVISNING

Transkript

1 1 DESIGN AV UNDERVISNING av Björn Andersson En gren av den ämnesdidaktiska forskningen gäller design av naturvetenskaplig undervisning. På ett systematiskt sätt skapas undervisning, ofta av lärare och forskare tillsammans, som prövas och studeras med avseende på vad som händer under lektioner och vilken långsiktig behållning eleverna uppnår. Denna forskning bedöms vara intressant för skolan av två skäl. Dels kan den metodik som utvecklats användas av lärare och lärarlag som skapar och prövar ny undervisning. Dels kan uppnådda resultat på olika sätt brukas i skolans undervisning. Artikeln innehåller en redogörelse för några huvuddrag i designforskningen. Växande intresse för designforskning Under de senaste åren kan i Europa noteras ett växande intresse för design och utvärdering av undervisningssekvenser som behandlar avgränsade ämnen inom det naturvetenskapliga området, t.ex. en partikelmodell för gaser eller introduktion av teorin om evolution genom naturligt urval. 1 Denna forskning kan ses som ett svar på en ofta framförd kritik av utbildningsvetenskaplig forskning, nämligen att den upplevs som föga relevant av den praktiserande läraren. På ett allmänt plan noteras en medvetenhet om betydelsen av design i utbildningssammanhang: 2 I själ och hjärta är utbildning ett designföretag. Lärare designar aktiviteter för elever, kursutvecklare materiel för lärare och elever, administratörer och policymakers system för undervisning och lärande. Om det yttersta målet för utbildningsvetenskaplig forskning är att förbättra undervisningssystemet så är resultat som direkt gäller design av aktiviteter, materiel och system de mest användbara. Beträffande design av undervisningssekvenser inom det naturvetenskapliga området noteras följande allmänna drag: Arbetet är iterativt. Designen prövas, utvärderas, revideras och prövas igen i några cykler. Arbetet har ambitionen att bidra till utveckling av utbildningsvetenskapen, t.ex. genom ökad förståelse av lärande angående givna innehåll i den komplexa värld som skolan utgör. Arbetet leder till nyttiga produkter, såsom lärarhandledningar och studiemateriel för elever, som direkt och på olika sätt kan användas i praktiken. 1 Forskning om undervisningssekvenser har beskrivits i ett temanummer av International Journal of Science Education (Méheut & Psillos, 2004). I detta nummer behandlas olika sätt att lägga upp och bedriva designarbete, metodfrågor och annat. 2 Edelson, 2002, s Författaren

2 2 Forskaren är ofta inte bara forskare utan också designer, lärare och lärarutbildare. Forskaren och engagerade lärare arbetar tillsammans med att förbättra skolans undervisning. Design, utvärdering och återkoppling Lite mera i detalj kan man säga att design av undervisningssekvenser börjar med en desingfas eller uppfinnarfas under vilken en viss sekvens utvecklas. Den följs av en utvärderingsfas, då olika aspekter av hur sekvenserna fungerar i praktiken studeras. Vunna resultat används för att förbättra designen. Kvalitetskrav är att undervisningen skall vara intresseväckande, intellektuellt utmanande och leda till varaktiga kunskaper. Designfas Det huvudsakliga resultatet av designfasen är en form av didaktisk ritning till en serie lektioner. Det kan vara fråga om en lärarhandledning, texter för eleven att läsa, problem att diskutera, datorsimuleringar m.m. Designprocessen är ett kreativt arbete som inte nödvändigtvis följer en utstakad plan. Men det finns inslag av systematik. Under arbetet beaktas och analyseras nämligen ett antal aspekter med utgångspunkt i tillgängliga forskningsresultat och beprövad erfarenhet. Aspekterna hänger på olika sätt ihop och utgör ett system av kunnande, vars delar kan växelverka så att nya idéer uppstår. Här följer en översikt i form av en aspektlista. A. Motiv för att undervisa området Anta att vi tänker oss att undervisa om området O. En viktig fråga är då: Varför skall vi undervisa om O till den givna elevgruppen? Ett skäl kan naturligtvis vara att O ingår i skolans kursplaner, men detta är inte nödvändigt förnyelse av undervisningens innehåll kan framstå som angelägen i sammanhanget. De svar på frågan som kommer fram legitimerar området, och kan påverka hur undervisningen läggs upp. B. Områdets karaktär En annan viktig fråga är: Vad är O? Frågan manar till att tänka igenom det naturvetenskapliga innehållet som sådant. Vilka begrepp ingår? Hur är de relaterade? Vilken är den teoretiska kärnan och vilka viktiga satser följer av denna? Vilken betydelse har O i naturvetenskapen, och vad har O betytt för människan i hennes samhälle? Svaren på dessa frågor påverkar också hur undervisningen läggs upp. C. Urval av innehåll De flesta naturvetenskapliga områden är mycket omfattande. Det går inte att ta med allt i skolans undervisning, och därför måste frågan Vad av O? ställas och besvaras. Det är med andra ord fråga om en selektion av ett lämpligt innehåll, som bl.a. beror av motiven för att undervisa området.

3 3 D. Elevens förutsättningar Tack vare en omfattande forskningsinsats på senare år har det kommit fram beskrivningar av elevers vardagsföreställningar om olika naturvetenskapliga fenomen och av deras svårigheter att förstå skolans naturvetenskap. Det är vanligt att eleverna blandar ihop vardagens och vetenskapens värld då de försöker förstå undervisningen. För läraren är kunskaper om detta av intresse. Det handlar om att förstå elevens utgångsläge de föreställningar med vilka han/hon försöker begripa naturvetenskapen. Till elevens förutsättningar hör också en hel del annat, inte minst intresse och motivation. E. Lärarens förutsättningar Det är även av vikt att känna till lärarens förutsättningar. Liksom för eleverna avses inre förutsättningar, såsom kunskaper, intresse, uppfattning om lärande m.m. F. Yttre förutsättningar Yttre förutsättningar kan vara såväl materiella som immateriella. Exempel på frågor angående dessa är: Vilken tid disponeras för undervisningen? Vilken undervisningsmateriel finns? Hur är möjligheterna att använda datorer? Vilket samarbetsklimat råder? G. Läroplan och kursplaner Till de yttre förutsättningarna hör också gällande läroplan och kursplaner. Dessa är dock så viktiga att det är motiverat att behandla dem som en särskild aspekt. En fråga av betydelse är vad läroplan och kursplaner tillsammans säger om vad undervisningen om det aktuella området bör innehålla, och hur den bör bedrivas. Det är också av vikt att analysera hur ett givet område är kopplat till andra ämnen, och på vad sätt det bygger på tidigare, och utgör underlag för senare, undervisning. H. Undervisningspraxis Eftersom utveckling av undervisningssekvenser går ut på att förbättra nuvarande praxis är det av intresse att känna till denna. Nationella utvärderingsresultat och analyser av vanliga läromedel är en viktig kunskapskälla, liksom egen och andras lärarerfarenhet. I. Teorier och undersökningsresultat angående undervisning och lärande När det gäller att utforma en undervisningssekvens är allmänna rekommendationer som utgår från olika teorier om undervisning och lärande av intresse, liksom specifika undersökningar som eventuellt kan ha gjorts av undervisning och lärande inom det aktuella området. Genom att de nu beskrivna aspekterna på olika sätt får möta varandra kan nya idéer och nya insikter genereras. En erfarenhet hittills är att särskilt mötet mellan kunskaper om elevers vardagsföreställningar och svårigheter att förstå (elevens förutsättningar) å ena sidan, och insikter i det naturvetenskapliga innehållet (områdets karaktär) å den andra kan vara produktivt.

4 4 Mål, utvärdering och återkoppling Nästa steg är att genomföra undervisningen, utvärdera denna och återkoppla vunna resultat till den didaktiska ritningen för revision. Processen kan upprepas ett antal gånger. Med andra ord inte bara generering av intressanta uppslag och idéer utan också empiriskt arbete för att så långt som möjligt ta reda på vad som händer då idéerna prövas i praktiken. Det finns mycket att undersöka då en undervisningssekvens prövas. En aspekt är lärares upplevelser och erfarenheter av undervisningen, inklusive lärarhandledning och annat framtaget materiel, och eventuellt också den handledning som förekommit. En annan infallsvinkel är vad eleven har upplevt och vad han/hon har lärt sig angående det givna området. Ett återkommande resultat är att det går att förbättra lärandet, men att det kräver en viss möda. En tredje inriktning är att studera olika interaktioner när de pågår, t.ex. mellan elever i olika konstellationer och mellan lärare och elever. Det som nu sagts om design, utvärdering och återkoppling sammanfattas i figur 1. Figur 1. Aspekter av utveckling och studium av undervisningssekvenser.

5 5 Figuren och tillhörande resonemang anknyter till den diskussion om vad som menas med pedagogical content knowledge som initierats av Shulman 3. Den har sammanfattats av Zetterqvist 4 och av henne utvecklats till begreppet ämnesdidaktisk kompetens, som i stor utsträckning innefattar figurens olika aspekter. Man kan se figur 1 som en beskrivning av ett system för att bygga ämnesdidaktiskt kunnande. De som bygger utvecklar sin ämnesdidaktiska kompetens, och skapar också förutsättningar för andra att göra detta genom att publicera, ge kurser och annat. Ämnesdidaktisk kompetens kan ses som det mest centrala i ämneslärarens professionalism. Guide till fortsatt kunskapsbygge Det är önskvärt att resultat av designforskning redovisas på ett sådant sätt att dokumentationen fungerar som verktyg för fortsatt kunskapsbygge, inte minst bland intresserade lärare i skolan. Frågan är hur detta kan gå till. En möjlighet är att lägga tonvikten på att diskutera motiv för att undervisa det aktuella innehållet, presentera analyser av dess karaktär, skildra dess historiska utveckling, redovisa relevanta forskningsresultat och ange lämpliga mål för undervisningen. En annan möjlighet är att huvudsakligen beskriva ett antal utprövade lektioner och tillhandahålla elevtexter och andra resurser. I det förra fallet måste läraren utföra mycket arbete för att omsätta kunskapsbasen i konkret undervisning. I det senare fallet får läraren ett i och för sig bra förslag till ett antal lektioner, men står utan en djupare förståelse av varför lektioner och resurser utformats så som skett. Detta kan innebära en låsning, som minskar hans/hennes möjligheter att anpassa undervisningen till de egna eleverna och att handskas med oväntade händelser. Min egen ståndpunkt är att vara utförlig både när det gäller bakgrundsinformation och att beskriva ett antal utprövade lektioner som exemplifierar hur tillgänglig didaktisk kunskap kan omsättas i konkret undervisning. Det är alltså inte fråga om några lektionsrecept utan ett exempel på hur man kan omsätta olika teoretiska och erfarenhetsmässiga överväganden i praktisk undervisning. Därför bör följande redovisas i form av en guide till fortsatt kunskapsbygge: Diskussion om varför man undervisar det givna området. Analys av det naturvetenskapliga innehållet (begreppsstruktur, relationer till andra områden, social betydelse m.m.). Lämplig ämnesfördjupning, i vilken en idéhistorisk översikt kan ingå. Redovisning och analys av forskningsresultat om elevers föreställningar och möjligheter att förstå, liksom resultat av eventuella försök att undervisa området. Förslag till mål i relation till elevens utgångsläge. Diskussion om betingelser som är gynnsamma för ett lärande som leder till förståelse. Dessa betingelser kan uttryckas i form av en hypotetisk innehållsrelaterad teori. 3 Shulman, Zetterqvist, 2003.

6 6 Beskrivning av ett antal lektioner som prövats och som exemplifierar hur teorin kan omsättas i praktiken. Elevtexter och frågor för diagnos och utvärdering kan ingå. Redovisning av olika resultat (vad eleverna har lärt sig och hur de upplevt undervisningen, försökslärarnas erfarenheter m.m.). Lärarens undervisning och fortsatta kunskapsbygge kan även stöttas av vissa resurser som tagits fram under designarbetet, t.ex. elevtexter och problemsamlingar. Inst. för pedagogik och didaktik, Göteborgs universitet har publicerat guider för fortsatt kunskapsbygge angående undervisning om en partikelmodell för gaser 5, likströmskretsar 6, geometrisk optik i grundskolans senare del 7 och om livscykler i skolår Ny väg för kunskapsbygge i lärarutbildningen? Det vore naturligtvis utmärkt om lärarstuderande fick tillgång till guider för fortsatt kunskapsbygge inom centrala områden av skolans naturvetenskapliga undervisning. De slipper då starta från scratch när de kommer ut på skolorna. I stället kan de stå på kollegors och forskares axlar då de utformar sin egen undervisning. För närvarande finns knappast någon litteratur av detta slag, vilket kan ses som en uppmaning till lärarutbildare att i samverkan med lärare/handledare göra en forsknings- och utvecklingsinsats som mynnar ut i sådana guider. I ett sådant arbete kan ämnesdidaktiska forskare bidra med analyser och synteser av forskningsresultat, lärarna/handledarna med sina erfarenheter av praktiken. Analyser av innehållets karaktär och varför det bör ingå i undervisningen kommer också in i bilden. Allt detta är viktiga ingredienser i ett kreativt arbete med att formulera betingelser som gynnar lärande med förståelse av det givna innehållet och på basis härav designa och pröva undervisningssekvenser. De lärarstuderande följer det pågående arbetet och deltar så långt det är praktiskt möjligt. Att genomföra detta arbete med hög kvalité är både mödosamt och tidskrävande. Jag tror dock det rymmer en möjlighet till verkliga förbättringar av skolans naturvetenskapliga undervisning, vilket i sin tur kan leda till uppskattning av utbildningsvetenskaplig forskning bland lärarna. Referenser Andersson, B., & Bach, F. (1994). Att utveckla naturvetenskaplig undervisning exemplet gaser och deras egenskaper. (Serie NA-SPEKTRUM, 14). Mölndal: Göteborgs universitet, Inst. för ämnesdidaktik. Andersson, B., & Bach, F. (2003). Att undervisa i geometrisk optik kunskapsbas och undervisningsförslag. (Serie Ämnesdidaktik i praktiken, 6). Mölndal: Göteborgs universitet, Inst. för Pedagogik och Didaktik. 5 Andersson & Bach, 1994; Kärrqvist, Andersson & Bach, Andersson & Nyberg, 2006.

7 7 Andersson, B., & Bach, F. (2005). On designing and evaluating teaching sequences taking geometrical optics as an example. Science Education, 89(2), Andersson, B., & Nyberg, E. (2006). Att undervisa om livscykler i skolår 1 5 kunskapsbas och undervisningsförslag. (Serie Ämnesdidaktik i praktiken, 7). Göteborg: Göteborgs universitet, Inst. för Pedagogik och Didaktik. Edelson, D. C. (2002) Design research: What do we learn when we engage in design. The Journal of the Learning Sciences, 11(1), Kärrqvist, C. (2003). Att undervisa om lampor och batterier kunskapsbas och elevuppgifter (Serie Ämnesdidaktik i praktiken, 5). Mölndal: Göteborgs Universitet, Inst. för Pedagogik och Didaktik. Méheut, M. and Psillos, D. (2004) Teaching learning sequences. Aims and tools for science education. International Journal of Science Education, 26(5), Shulman, L. S. (1987). Knowledge and teaching: foundations of the new reform. Harvard Educational Review, 57(1), Zetterqvist, A. (2003). Ämnesdidaktisk kompetens i evolutionsbiologi. En intervjuundersökning med no/biologilärare. Göteborg studies in educational sciences, 197. Göteborg: Acta Universitatis Gothoburgensis.