TEORETISKA OCH PRAKTISKA UPPGIFTER I TEKNIKUNDERVISNINGEN Veronica Bjurulf & Nina Kilbrink Karlstads universitet veronica.bjurulf@kau.se, nina.kilbrink@kau.se Denna artikel sammanfattar resultaten från två studier kring teknikdidaktik som jämförts med fokus på uppgifternas karaktär, i form av teoretiska eller praktiska, i den svenska grundskolans teknikundervisning. Resultaten presenterades i sin helhet vid konferensen 5th biennal international conference on technology education research i Australien 2008 och publicerades i en artikel under namnet The importance of interweaving theoretical and practical tasks in technology education 1. Inledning Teknikutvecklingen i samhället och utvecklingen av teknik som obligatoriskt ämne i den svenska grundskolan ställer krav på forskning kring undervisning och lärande i teknik (Skolöverstyrelsen, 1964; Skolöverstyrelsen, 1970; Skolöverstyrelsen, 1980; Castells, 2000; Säljö, 2002; The European Parliament and the Council of the European Union, 2006). Ett av skälen till att föra in teknik som obligatoriskt ämne i Lgr 80 var behovet av att undervisningen behövde bli mer praktiskt inriktad i skolan för att motverka skoltrötthet (Elgström & Riis, 1990). Även i dagens kursplan, Lpo 94, betonas ett praktiskt och undersökande arbetssätt, dock i kombination med reflektion (Skolverket, 2002). I utbildningssammanhang finns det olika syn på innebörden av begreppen teori och praktik och vår avsikt är inte att fördjupa diskussionen kring dessa begrepp. Artikeln fokuserar istället på uppgifternas karaktär i teknikundervisningen i form av teoretiska eller praktiska, där teoretiska uppgifter relaterar till intellektuellt arbete och reflektion, som till exempel att läsa, skriva och diskutera, medan praktiska uppgifter relaterar till konkret görande och fysiskt arbete, som att bygga, konstruera och montera. Artikelns syfte är att kombinera och jämföra resultaten från två studier med fokus på hur teoretiska och praktiska uppgifter hanteras och upplevs av lärare och elever i den svenska grundskolan (Bjurulf, 2008; Kilbrink, 2008). Tidigare forskning Det finns många studier inom det teknikdidaktiska området som hanterar frågor angående teori och praktik. Vi har sammanställt några exempel hämtade från två av de ledande tidskrifterna inom fältet teknikutbildning: International Journal of Technology and Design Education and Journal of Technology Education. I studierna finns empiriska exempel där elevers praktiska arbete i teknikundervisningen följs av en teoretisk förklaring (se t ex Ginns, Norton, McRobbie, & Davis, 2007). McCormick (2004) lyfter dock fram att det är viktigt för elevernas lärande att deras tänkande utvecklas genom diskussioner i samband med det praktiska arbetet, alltså under tiden, för att teknikämnet inte ska genomsyras av trial and error -arbete. Ett annat vanligt arbetssätt i teknik är att arbeta med problemlösning, 1 Publicerad i Exploring Technology Education: Solutions to issues in a globalised world, Edited by Howard Middleton and Margarita Pavlova (2008). 1
där lärarna presenterar ett problem och eleverna förväntas hitta en lösning på problemet (Benenson, 2001; Ginns et al., 2007). Det är dock inte alltid lärarna följer upp varför eleverna löser problemet på det ena eller andra sättet, utan uppgiften avslutas i och med att man hittat en lösning. Även andra studier lyfter fram vikten av att fokusera själva lärandeprocessen (ex Dow, 2005) och att väva samman teori och praktik för att nå ett holistiskt lärande (ex Hansen, 2000; Gibson, 2007). Denna studie kompletterar tidigare forskning med empiriska resultat från teknikundervisningen i den svenska grundskolan. Teori och metod För att studera hur teoretiska och praktiska uppgifter hanteras och upplevs av lärare och elever i den svenska grundskolan har vi kombinerat empiri från två olika studier (Bjurulf, 2008; Kilbrink, 2008). Den ena studien fokuserar lärares klassrumspraktik, där fem lärares teknikundervisning i år 7 9 filmades och transkriberades (Bjurulf, 2008). Detta är en variationsteoretisk studie (jämför Marton & Booth, 1997; Marton, Runsesson & Tsui, 2004). Den andra studien fokuserar elevers uppfattningar, där 11 15 år gamla elever intervjuades kring deras arbete med programmerbara legorobotar i skolan (Kilbrink, 2008). Denna studie är fenomenografisk (jämför Kroksmark, 1987; Marton & Booth, 1997; Svensson, 1997). Den ontologiska utgångspunkten för båda studierna ligger inom livsvärldsfenomenologin (Bengtsson, 1999). Inom denna pluralistiska filosofi ser man inte kropp och själ som två olika enheter av människan, utan betraktar dem som en sammanvävd enhet och det är den levda och erfarna världen man intresserar sig för. Genom att kombinera resultat från de två studierna syftar vi till att beskriva olika aspekter av hur teoretiska och praktiska uppgifter hanteras och upplevs av lärare och elever i den svenska grundskolan, med utgångspunkt i empirin från de olika studierna. Vi har sammanställt de olika sätten att hantera och uppleva teoretiska och praktiska uppgifter i teman. Resultat Nedan presenteras fem teman som beskriver hur uppgifter av teoretisk och praktisk karaktär hanteras och upplevs i teknikundervisningen. Dessa är praktik utan teori, praktik följt av teori, teori utan praktik, teori följt av praktik och teori och praktik och bygger på empiri från de två nämnda studierna från svenska grundskolan. Under respektive rubrik ges också exempel från empirin. Praktik utan teori I två av de observerade klasserna hade eleverna till uppgift att bygga fordon. Eleverna arbetade i grupper och försågs med material, men inte med några instruktioner för hur de skulle gå tillväga. När eleverna byggt sina fordon arrangerades en tävling och det fordon som åkte längst utsågs till vinnare. Momentet avslutades i och med att tävlingen avgjorts och lärarna lyfte inga diskussioner i klassen om varför det ena eller andra fordonet fungerat bättre respektive sämre. Det är möjligt att eleverna diskuterat för och nackdelar med olika byggnadsprinciper inom gruppen, men man missade möjligheten att jämföra och diskutera olika modeller och byggnadssätt i helklass och arbetet fokuserade mer på det praktiska genomförandet. 2
Eleverna som arbetade med programmerbart legomaterial i skolan arbetade ofta enligt trial and error. De testade sig fram till dess att de hittade en lösning på det de ville åstadkomma. En del elever fokuserade mer på själva byggandet än på att planera sina konstruktioner. Eleverna var stolta över sina konstruktioner när de lyckades få dem att fungera, men tröttnade snabbt när de inte lyckades. Andra lade fokus på att konstruera en robot som de tyckte såg fin ut, snarare än att reflektera över och försöka förstå olika byggnadssätt och funktioner. Praktik följt av teori Under ett arbetsområde i observationsstudien byggde eleverna modeller av högtalare. Läraren försåg eleverna med instruktioner och specifikt material, vilket gjorde att alla byggde liknande högtalarmodeller. Därefter följde ett kursavsnitt i fysik, som kallades ljud. Det fanns en uppdelning mellan vad de olika ämnena teknik och fysik fokuserade på. I teknikundervisningen fokuserades det praktiska arbetet på hur man bygger en högtalare, medan den teoretiska förklaringen på varför det blir ljud i en högtalare följde i fysikundervisningen. I intervjustudien använde sig en del elever av instruktioner för att konstruera sina robotar. Efteråt, när de byggt färdigt, reflekterade de över hur de olika delarna hängde samman för att därigenom förstå något om konstruktionen. Teori utan praktik I stort sett alla lärare i observationsstudien inkluderade någon form av skriftlig uppgift i teknikundervisningen. Denna var oftast någon form av historisk översikt över en specifik artefakt. Eleverna läste om artefakten och sammanställde artefaktens historiska utveckling, skrev om vem som uppfann den, var någonstans i världen den utvecklades och vad den använts till. Det fanns ingen koppling till något praktiskt arbete i samband med denna uppgift. I en del klasser där de arbetade med de programmerbara legorobotarna arbetade eleverna tematiskt. Det kunde då ingå en skriftlig uppgift och ofta delade eleverna upp arbetet mellan sig, så att någon ansvarade för den teoretiska delen av arbetet, medan andra arbetade med det mer praktiska konstruerandet. Vid den här uppdelningen fanns ingen koppling till de praktiska uppgifterna för dem som arbetade med uppgifterna av teoretisk karaktär. Teori följt av praktik En av eleverna i intervjustudien berättade att han brukade förbereda sig inför arbetet med legorobotarna i skolan, genom att fundera ut vad han ville göra. Dock blev det problematiskt när han skulle överföra detta i praktiken, eftersom det till exempel inte fanns alla delar som skulle ha behövts till det han ville göra. Detta indikerar att det inte är tillräckligt att bara tänka ut idéer, idéerna måste också testas i praktiken för att kunna avgöra om det är möjligt att genomföra dem. I ett kursavsnitt i observationsstudien tillverkade eleverna modeller av väderkvarnar. Precis som i exemplet med högtalare ovan, försåg läraren eleverna med skriftliga instruktioner och material för att kunna konstruera väderkvarnarna. Till skillnad från högtalarexemplet, hade eleverna här också möjlighet att påverka vilken typ av väderkvarn de ville konstruera. Innan de påbörjade konstruktionsarbetet studerade eleverna väderkvarnarnas historiska utveckling och sammanställde denna i en skriftlig 3
rapport. Detta följde den arbetsordning denna lärare alltid brukade använda sig av i teknikundervisningen att först teoretiskt studera en artefakts historiska utveckling och sedan praktiskt konstruera artefakten. Den teoretiska delen av arbetet förklarade dock inte den påföljande praktiken (konstruktionen av artefakten), vilket gör att den teoretiska och praktiska delen av arbetet hade olika lärandeobjekt för eleverna. Därmed vävdes inte heller teori och praktik samman. I några fall förklarade lärarna den påföljande praktiken och visade varför något skulle konstrueras på ett visst sätt. I dessa fall var lärandeobjektet detsamma i den teoretiska inledningen, som i den påföljande praktiska arbetsuppgiften. Ett exempel var när en lärare först visade på tavlan varför det är nödvändigt att placera tegelstenar på ett visst sätt när man murar en vägg, för att konstruktionen ska bli stabil, innan eleverna själva fick praktisera detta. Eftersom den teoretiska förklaringen gavs innan det praktiska arbetet, vävdes ändå inte teori och praktik samman i elevernas arbete. Teori och praktik När eleverna i intervjustudien reflekterade över sitt eget lärande i samband med att konstruera och programmera robotar pratade några av dem om intellektuell kunskap som en viktig ingrediens, för att kunna utföra ett praktiskt arbete i olika situationer. En elev lyfte till exempel fram att han visste hur man kan konstruera robotar tack vare sina kunskaper från att meka med sin moped, eftersom arbetet bygger på samma principer. Här väver han samman teoretiska kunskaper han hade tillägnat sig vid tidigare praktiskt arbete med det praktiska arbetet med legorobotar. Sammanfattande kommentarer Det finns många exempel på arbetsuppgifter av teoretisk och av praktisk karaktär i de två empiriska studierna som ligger till grund för den här analysen. Det är dock sällan som de teoretiska och praktiska arbetsuppgifterna vävs samman i undervisningspraktiken. Ofta hanteras de istället separat, eller följt av varandra. Ibland behandlar de också olika aspekter av innehållet i undervisningen. Trots att tidigare forskning lyft vikten av att väva samman teori och praktik för att nå ett holistiskt lärande i teknikundervisningen, sker alltså detta sällan i undervisningspraktiken enligt våra studier och i de få fall vi fann exempel på sammanvävning var det eleverna själva som stod för den. Vår slutsats är att lärare bör underlätta för elever och skapa förutsättningar för elever att nå ett djupare lärande genom att medvetet använda sig av fler arbetsuppgifter som är av både praktisk och teoretisk karaktär, som behandlar samma lärandeobjekt. Eleverna bör alltså få möjlighet till reflektion och diskussion under sitt praktiska arbete i högre grad än vad de enligt våra studier får idag. Här anser vi också att lärarutbildningen kan spela en viktig roll, genom att belysa detta vid utbildningen av nya lärare i ämnet teknik. Referenser Benenson, G. (2001). Teachers researching, children designing. Journal of Technology Education, 12(2), 56-68. Bengtsson, J. (1999). Med livsvärlden som grund: Bidrag till utvecklandet av en livsvärldsfenomenologisk ansats i pedagogisk forskning. Lund: Studentlitteratur. Bjurulf, V. (2008). Teknikämnets gestaltningar: En studie av lärares arbete med skolämnet teknik (Karlstad University studies, no. 2008:29). Doktorsavhandling, Karlstad: Karlstads universitet. 4
Bjurulf, V. & Kilbrink, N. (2006) Technology in Education: Ongoing Research, presented at Third Scandinavian Symposium on Research in Science Education, Karlstad University, Sweden, 9-10 February 2006. Castells, M. (2000). Informationsåldern: Ekonomi, samhälle och kultur. Band 1, Nätverkssamhällets framväxt (G. Sandin Transl.). (2nd ed.). Göteborg: Daidalos. Dow, W. (2005). Developing inclusive communities of learners in technology education: Practical craft skills - facilitator or hindrance. International Journal of Technology and Design Education, 15(1), 5-17. Elgström, O. & Riis, U. (1990). Läroplansprocesser och förhandlingsdynamik: Exemplet obligatorisk teknik i grundskolan (Linköping studies in arts and science, no. 52). Linköping: Linköpings universitet. Gibson, K. (2007). Technology and design, at key stage 3, within the Northern Ireland curriculum: Teachers' perceptions. International Journal of Technology and Design Education, doi: 10.1007/s10798-007-9039-z. Ginns, I. S., Norton, S. J., McRobbie, C. J. & and Davis, Robert S. (2007). Can twenty years of technology education assist grass roots syllabus implementation? International Journal of Technology and Design Education, 17(2), 197-215. Hansen, R. E. (2000). The role of experience learning: Giving meaning and authencity to the learning process. Journal of Technology Education, 11(2), 23-32. Kilbrink, N. (2008). Legorobotar i skolan: Elevers uppfattningar av lärandeobjekt och problemlösningsstrategier (Karlstad University studies, no. 2008:7). Licentiatavhandling, Karlstad: Karlstads universitet. Kroksmark, T. (1987). Fenomenografisk didaktik (Götborg studies in educational sciences, nr. 63). Doktorsavhandling, Göteborg: Göteborgs universitet. Marton, F. & Booth, S. (1997). Learning and awareness. Mahwah, NJ: Erlbaum. Marton, F., Runesson, U., & Tsui, A., B, M. (2004). The Space of Learning. In: F. Marton & A. Tsui, B, M. (Eds.), Classroom discourse and the space of learning (pp. 3-40). Mahwah, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates, Inc., Publishers. McCormick, R. (2004). Issues of learning and knowledge in technology education. International Journal of Technology and Design Education, 14(1), 21-44. Rowell, P. M. (2004). Developing technological stance: Children's learning in technology education. International Journal of Technology and Design Education, 14(1), 45-59. Skolverket. (2002). Grundskolan kursplaner och betygskriterier 2000. Stockholm: Utbildningsdepartementet. (1964). Läroplan för grundskolan (2nd ed.). Stockholm: (1970). Läroplan för grundskolan: Lgr 69. Stockholm: (1980). Läroplan för grundskolan: Lgr 80. Stockholm: Svensson, L (1997). Theoretical Foundations of Phenomenography. Higher Education Research and Development, 16(2), 159-171. Säljö, R. (2002). Lärande i det 21:A århundradet. I R. Säljö & J. Linderoth (Ed.), Utm@ningar och e-frestelser: IT och skolans lärkultur (pp. 13-29). Stockholm: Prisma. The European Parliament and the Council of the European Union. (2006). Recommendation of the European parliament and of the council of 18 december 2006 on key competences for lifelong learning. Official Journal of the European Union, (2006/962/EC) 5