Vilka kunskaper, enligt TPACK-modellen, har lärare om fysikundervisning?
Fler av lärarna: Kelvin, Curie och till viss del Châtelet, känner åtminstone delvis bristande ämneskunskap, eller att ämnets komplexitet stället mycket höga krav på pedagogisk kunskap och lärarens förmåga att bryta ner mycket komplexa fenomen till mindre områden. Teknologisk kunskap är den kunskap vars förekomst och användning är svårast att analysera, och i den behöver vi dessutom särskilja användningen av transparenta teknologier kontra de digitala. Samtliga lärare och deras elever har tillgång till digital teknologi i form av datorer eller surfplattor, men det i sig är inte tillräckligt för att avgöra vilken påverkan de har. Som Mishra och Koehler (2006) nämner så representerar användning av digital teknologi att lärarens teknologiska kunskap används. Men samtidigt är där också en skillnad i att använda teknologi och att veta hur den fungerar, samt hur den tillsammans med pedagogisk och ämnesmässig kunskap användas för att planera och genomföra undervisning.
Trots att flera lärare upplever vissa brister i sin ämneskunskap så anser de genomgående att de har goda pedagogiska kunskaper. De pedagogiska kunskaperna verkar bygga på en konstruktivistisk epistemologi där lärarna arbetar mycket elevcentrerat med experiment, laborationer och andra praktiska moment för att låta eleverna konstruera sin egen kunskap (Sjøberg, 2010). Enligt forskning om attityd av Atwater, m.fl. (1991) samt Appleton och Kindt (1999) så finns det en korrelation mellan sämre ämneskunskaper och mindre användning av praktiska moment i undervisningen. Faktumet att flera lärare upplever egna brister i ämneskunskaper, men ändå ofta organiserar praktiska moment som experiment och laborationer, kan tyda på att om en den ämnesmässiga kunskapen brister så kan den kompenseras av bättre pedagogisk kunskap. Guzey och Roehrig (2009) kom också fram till att
32
nivån på den pedagogiska kunskapen verkar styra, eller åtminstone reglera, de teknologiska och ämnesmässiga kunskaperna.
Våra slutsatser för vår första frågeställning är:
● Lärarna uppgav mycket varierande ämneskunskaper, från stora ämnesmässiga brister då ämnet inte ingick i examen, till mycket god kunskapsnivå.
● Genomgående goda pedagogiska kunskaper, många av lärarna verkar ofta använda praktiska moment av olika slag i undervisningen.
● Teknologiska kunskaper var svåra att visa i undersökningen, när de väl uttryckligen användes så var det tillsammans med övriga TPACK-kunskaper.
● Bristande ämneskunskaper verkar kunna kompenseras med goda pedagogiska kunskaper, med stöd från olika former av läromedel och kollegor.
Vilka attityder, enligt modellen Attitude Toward Teaching Science, har lärare till
att undervisa fysik?
Vi upplevde att det kunde vara svårt att göra en exakt kategorisering av lärarnas olika dimensioner av attityd under intervjuerna. När de uttryckte en positiv eller negativ attityd om exempelvis ämnet fysik gav det i sig ingen användbar information om inte anledningen till den attityden angavs. En negativ attityd till fysik kan uppstå både ur en kognitiv dimension om läraren känner bristande ämneskunskaper, eller en affektiv dimension om de upplever ämnet som tråkigt eller ångestgivande och deras upplevda kontroll kan vara negativ om de upplever begränsningar som hindrar dem från att bedriva sin undervisning som de vill (van Aalderen- Smeets, m.fl., 2011).
Det vi kan urskilja angående lärarnas attityd att undervisa fysik är att Kelvin, Curie och Châtelet upplever en, åtminstone delvis, negativ kognitiv dimension, främst på grund av att de upplever att de har från små till stora brister i ämneskunskaper. De anser att fysik är svårt att undervisa eftersom de upplever att många begrepp är abstrakta och svåra för eleverna att förstå. Newton och Feynman hade dock en mer positiv kognitiv dimension av attityd eftersom att de var trygga i sina ämneskunskaper, även om de delade övriga lärares uppfattningar om elevernas svårigheter med att förstå fysikens begrepp.
33
Newton och Feynman uppvisar en positiv affektiv dimension av attityd då de båda upplever fysik och NO att vara lustfyllda ämne som erbjuder många praktiska moment, vilka är tacksamma att använda i undervisningen då eleverna uppskattar dem. Feynman upplever att fysik är ett inspirerande ämne som väcker nyfikenhet och berör vår framtid. Newton upplever också att hans affektiva dimension av attityd är positiv då han känner att fysikämnets status är på uppgående. Kelvin och Curie känner en viss negativ affektiv dimension av attityd eftersom de kan känna stress över att de har en relativt kort tid som yrkesutövande lärare bakom sig. Châtelet känner dessutom stress på grund av alla de kunskapsmål som eleverna ska uppnå. Utöver det känner Kelvin även stress över att NO inte är en del av hans lärarexamen och att han trots det måste säkerställa en kvalitativ undervisning samtidigt som att han upplever sig begränsad av bristande tillgång på material. Newton delar Kelvins upplevelse av materialbrist och anser att den har en negativ inverkan på hur han har möjlighet att bedriva sin undervisning. Jämfört med de övriga ämnena i NO känner Curie att fysik är mindre lustfyllt.
Samtliga av de intervjuade lärare angav minst någon form av positiv upplevd kontroll. Kelvin har en positiv upplevd kontroll genom den stora elevkännedom han får av att undervisa sin klass i nästan alla skolämnen, detta ger honom bättre pedagogisk kunskap att anpassa undervisningen med. Curie och Newton anser att deras upplevda kontroll ökar genom att de får allt mer erfarenheter att undervisa fysik. Châtelet har en positivt upplevd kontroll genom den struktur som NO lådorna samt läromedlen ger. De intervjuade lärarna uppgav några olika faktorer som verkar påverka deras upplevda kontroll negativt. Curie och Châtelet (beroende på vilket specifikt arbetsområde i fysik hon arbetar med) upplever ibland bristfällig tilltro till sin förmåga att undervisa fysik, men detta förändras ju mer erfarenheter de får i att undervisa ämnet. Feynman anser att NO generellt får stå tillbaka till förmån för SO i skolan, och upplever även att han saknar det material som kanske skulle krävas för att bland annat gynna elevers intresse för NO generellt.
Våra slutsatser för vår andra frågeställning är:
● Stora variationer på om lärarna har positiv eller negativ attityd till att undervisa fysik. ● Främst verkar attityden styras av den kognitiva dimensionen, där några tycker att fysik
är ett mycket komplext ämne, eller den affektiva dimensionen, eftersom de inte upplever fysikundervisningen som inspirerande eller lustfylld.
● De som har mycket positiv attityd att undervisa fysik verkar vara trygga i sina ämneskunskaper, vilket gör att de kanske vågar utforska ämnet mycket mer än övriga.
34
● Gällande upplevd kontroll, upplever exempelvis Feynman att han inte kan undervisa på det sätt han önskar på grund av bristen på utrustning och material. Negativa kognitiva och affektiva dimensioner verkar kunna kan uppvägas av desto mer upplevd kontroll genom exempelvis användning av färdiga laborationslådor och andra läromedel.
Vilka kopplingar går det att urskilja mellan lärarnas kunskaper om, och attityder
till, fysikundervisning?
Kelvin och Curie upplevde kognitivt och affektivt negativa attityder att undervisa fysik, till stor del beroende på deras bristande ämneskunskaper. Newton och Feynman var däremot trygga i sina ämneskunskaper och hade därför mer kognitivt och affektivt positiv attityd till att undervisa fysik. Atwater, m.fl. (1991) kom fram till en koppling där lägre självförtroende för ämneskunskaper i NO gjorde att läraren använde färre praktiska moment. Det är ingen koppling vi har kunnat finna, däremot verkar lärarnas pedagogiska kunskaper kompensera för bristande ämnesmässiga kunskaper.
Olofson, m.fl. (2016) kom fram till att aktiv användning av kunskaperna i TPACK styrs av lärarens attityder att exempelvis använda digital teknologi och elevinteraktioner i utvecklingen av sin undervisning. Även om det är en annan slags attityd än lärarnas attityd att undervisa fysik, kan vi delvis urskilja detta hos Newton. Han uttrycker mest positivitet kring användning av digital teknologi och använder då också sin teknologiska kunskap i större utsträckning än övriga lärare i våra intervjuer.
Vad gäller den upplevda kontrollen i undervisning i fysik, så påverkas lärarna oftast av yttre upplevda faktorer som tillgång till eller avsaknad av material och utrustning. Feynman upplever att han inte kan bedriva den undervisning han vill, på grund bland annat brist på material och utrustning. Newton däremot har god tillgång till material och utrustning vilket gör att han upplever sig ha mer kontroll över undervisningen och verkar ha lyckats kombinera sina teknologiska, pedagogiska och ämnesmässiga kunskaper. Guzey och Roehrig (2009), Mishra och Koehler (2006) samt Koi, Chai och Tay (2014) skriver om barriärer som lärare på olika sätt upplever hindrar en fullständig användning av sina TPACK-kunskaper. De ger exempel på barriärer i form av yttre faktorer som lärares upplevda tillgång till utrustning och material. Det är alltså en koppling som vi kan se utifrån vårt material.
35 Våra slutsatser för vår tredje frågeställning är:
● Goda eller dåliga ämneskunskaper verkar påverka både den kognitiva och affektiva dimensionen av attityd. De lärare som har goda ämneskunskaper upplever generellt fysik som lustfyllt och verkar trivas med att utforska ämnet tillsammans med eleverna. ● Negativ attityd på grund av bristande ämneskunskaper verkar kunna kompenseras
genom bättre pedagogiska kunskaper och trygghet i den upplevda kontrollen genom användning av läromedel som färdiga laborationslådor och läroböcker.