Examensarbete
15 högskolepoäng, grundnivå
Laborativt arbete i teknikprogrammet på gymnasiet
Laboratory work in program for technology for high school
Majed Nabha
Kompletterande Pedagogisk Utbildning 90 hp Lärarexamen 270 hp
VT2015
Examinator: Jan Härdig
2
Abstract
Syftet med denna studie är att undersöka hur laborativt arbete i tekniska och naturvetenskapliga ämnen påverkar elevernas lärande på gymnasiets tekniska program. Studien syftar vidare till att undersöka om laborations utformning påverkar elevernas deltagande, samarbete samt deras instruktionsuppföljning. Både kvantitativa och kvalitativa mätningsmetoder användes i undersökningen såsom observation, enkät och intervju. Undersökning genomfördes i en klass som går första året på teknikprogrammet. Resultatet visar att både styrda och öppna laborationer har sina fördelar. Men också att läraren har en viktig roll vid val av laboration samt gruppindelning av eleverna. Därtill kan det vara positivt att blanda elever med olika kunskapsbakgrund i en och samma grupp för att få bättre gruppdynamik där eleverna lär sig mera av varandra.
3
Innehållsförteckning
1. Inledning ... 4 1.1. Bakgrund ... 5 1.2. Syfte ... 7 1.3. Frågeställning ... 72. Teoretisk bakgrund och litteraturstudie ... 8
2.1. Teknikämnet/Teknik begreppet ... 8
2.2. Vad säger styrdokumenten? ... 9
2.3. Laborationer ... 11
2.3.1. Vad är en laboration ... 11
2.3.2.Varför laborationer? ... 12
2.3.3. Styrda och öppna laborationer ... 13
2.3.4.Laborationer med olika frihetsgrader ... 13
2.4. Elevernas lärande ... 14
3. Metod ... 16
3.1. Val av metod kvantitativ eller kvalitativ ... 16
3.2. Urval ... 17
3.3. Genomförande och datainsamling ... 18
3.3.1.Laborations bakgrund ... 18 3.3.2.Beskrivning av laboration ... 18 3.3.3.Studiefall observation ... 18 3.3.4.Enkät ... 20 3.3.5.Intervju ... 20 3.4. Etiska överväganden ... 21
3.5. Validitet och reliabilitet ... 21
4. Resultat ... 23 4.1. Resultat från observationerna ... 23 4.2. Resultat från enkäten ... 24 4.3. Resultat från intervjuer ... 29 4.3.1.Lärande ... 29 4.3.2.Samarbete ... 30 4.3.3.Inflytande ... 31
5. Diskussion och slutsats ... 32
Referenslista ... 35
4
1. Inledning
Laborationer utgör en betydelsefull och utvecklande del i undervisningen. Den både kompletterar och möjliggör bättre förståelse för olika teoretiska moment inom olika ämnens teori. Betydelsen av både teori och praktik har påpekats av både John Dewey, Ellen Key och Maria Montessori (Forsell; 2001). Alla menar att kunskaper uppnås inte bara genom teori utan behöver kombineras med praktiska övningar och laborationer.
När jag läste på gymnasiet under 1980-talet var gällande läroplans undervisning mycket teoretiskt utformad. Detta gjorde att jag har upplevde stora svårigheter i samband med mina senare universitetsstudier i Sverige särskilt avseende laborativt arbete. Med tanke på att teknikprogrammet är ett högskoleförberedande program, insåg jag att laborativ undervisning är en nödvändighet och bidrar till viktiga förkunskaper för vidare studier.
Under mina VFU-perioder har jag undervisat i teknikämnen med elever som går första och tredje året på teknikprogrammet. Under vissa tillfällen då vi har haft praktiska moment med laborationer, visade det sig att eleverna uppförde sig och arbetade på skilda sätt. En del elever uppskattade laborationsmomenten. De betraktade dessa som en möjlighet att koppla teorin till verkligheten för att uppleva ett konkret bevis, samtidigt komplettera sina teoretiska kunskaper med praktiska moment. Andra elever har inte tagit laborationerna på lika stort allvar utan såg dessa mer som ett ”roligt” tillfälle att ha en ”kul” lektion och slippa teoretiskt arbete.
Mina tankar började snurra kring dessa laborationer och deras utformning. Är syftet och innehållet tillräckligt bra för att locka eleverna och ta laborationerna mer på allvar och med större ansvar? Detta gäller till exempel om eleverna läser laborations instruktioner noga innan de sätter igång med själva genomförandet. Men även om laborationerna är upplagda på ett sätt som låter eleven tänka och dra egna slutsatser samt reflektera över resultat och sambandet mellan teori och praktik. Frågan som jag började tänka på är, hur dessa laborationer bör utformas så att de uppfyller kunskapsmålen och dess syfte, samt
5
strukturera dem på så sätt att eleverna är noga med instruktioner samt genomförande och inte minst dra en logisk slutsats. Mina funderingar och erfarenheter har fått mig att ställa frågor som: Hur kan laborationer utformas för att få eleverna att nå bästa resultat utifrån givna instruktioner samt deras möjligheter att dra logiska slutsatser?
1.1.
Bakgrund
Teknikprogrammet är ett högskoleförberedande program, vilket innebär att efter varje avklarad examen ska eleven ha fått bra grunder och kunskaper, främst inom teknik- och naturvetenskap, för att kunna läsa vidare antingen ett tekniskt- eller ett ingenjörsprogram på högskola eller universitet. Utbildningen ska bland annat visa sambanden mellan de olika delprocesserna i teknikutvecklingsprocessen. Utbildningen ska även förse eleverna med kunskaper som hjälper de att förstå hela kedjan i utveckling av teknik i ett hållbart samhälle (Gy11). Teknikutvecklingsprocessen påbörjas med att en ny produktidé skapas med stöd av exempelvis brainstorming eller brainwriting, därefter genomförs en behovs- och marknadsanalys på den produkt som ska utvecklas. Design processen som kommer i nästa steg går ut på att man skissar på produkten för att få fram en tilltalande form. Skisserna
modelleras senare med datorstyrt program i konstruktionsfasen där även
produktionsunderlag tas fram. Nästa delprocess blir prototypframtagning, detta sker genom att producera produkten med lämpliga tillverkningsmetoder. De två sista faserna i processen är marknadsföring och återvinning av produkten. Undervisning i alla delar i teknikutvecklingsprocessen ska kombineras med både teoretisk och praktiskt arbete för måluppfyllelse och för bättre lärande (Gy11).
Teknikprogrammet finns att läsa i många gymnasieskolor runt om i landet. Skolverket har bestämt att följande fem inriktningar skall finnas: Design och produktutveckling, informations- och medieteknik, produktionsteknik, samhällsbyggande och miljö samt teknikvetenskap. En del gymnasieskolor har begränsade möjligheter p.g.a. att de saknar resurser för undervisning i vissa kurser som skolverket kräver i respektive inriktning, och kan därför inte erbjuda alla fem inriktningar utan nöjer sig med en eller några av alla fem. Lite mer om kurser i programmet och i varje inriktning kommer senare i texten, men först en kortare introduktion för respektive inriktning.
6
Första inriktning är design och produktutveckling som behandlar designprocess och designmetodik. Vikten i denna inriktning är hur design och konstruktion tillämpas med datorstyrda program. Modellering i 3D miljön har genomgått flera framsteg och förekommer nu för tiden i alla produktutvecklings- och industriföretag. Den andra inriktningen är informations- och medieteknik och den behandlar datorkommunikation, programmering och digital media. Denna inriktning blir ett självklart val för elever som är intresserade av programmering eller nätverksteknologi. Den tredje är produktionsteknik. Produktionsteknik behandlar bland annat hur produktionsprocessen fungerar då råmaterialet omvandlas till färdiga produkter. Man studerar också hur andra faktorer som maskiner, verktyg, medarbetare, lokaler m.m. påverkar produktionsstyrning och effektivisering. Denna inriktning är i första hand lämplig för elever som är intresserade av verkstadsindustrin och produktion. Den fjärde inriktningen är samhällsbyggande och miljö som tar upp samhällsbyggande ur olika perspektiv som infrastrukturella lösningar och planerings- och beslutsprocesser. Inriktningen ger kunskaper och färdigheter i bland annat arkitektur. Sist men inte minst teknikvetenskap som ger teoretiska förutsättningar och behörighet till vidare studier i stort sätt alla ingenjörs- och civilingenjörsutbildningar.
Enligt skolverket ska alla inriktningar ovan ge färdigheter för vidare studier i någon form av en högskoleutbildning. Det kan antingen vara högskoleingenjör på 180 hp som motsvara tre års studier, eller civilingenjör på 300 hp som motsvarar fem års studier. I både Gy2000 och Gy11 står det klart att studenter med examen från teknikprogrammet kan läsa vidare inom teknik- och naturvetenskap men även inom andra områden. Skolverket menar att syftet med teknikprogrammet är att bland annat förse eleverna med förutsättningar för ett fortsatt lärande och för vidare studier i framtiden (Gy2000; sid 9).
Studenter som väljer teknikprogrammet läser sammanlagt 2500 poäng under tre års studier. Förutom de gymnasiegemensamma ämnena på 1100 poäng som innehåller bl.a. engelska, svenska och matematik, läser studenterna tre kurser under programgemensamma ämnen på 400 poäng. Dessa är: fysik 1 (150 p), kemi 1 (100 p) och teknik 1 (150 p). Det är regeringen som har beslutat vilka ämnen som är programgemensamma och omfattning av dem, efter
7
förslag från skolverket. Härnäst följer programfördjupning med 400 poäng, inom denna ram har skolorna friheten att profilera teknikprogrammet med lämpliga kurser som kompletterar och fördjupar de programgemensamma ämnena. Skolverket har gett huvudmannen tillåtelse att välja vilka kurser som ska erbjudas för att kunna anpassa utbildningen efter lokala behov. De återstående 600 poäng är fördelade enligt följande: 300 poäng på programinriktning, då det finns fem olika inriktningar på teknikprogrammet, har regeringen i samarbete med skolverket bestämt vilka kurser som ska läsas under respektive inriktning. 200 poäng på individuellt val då eleverna har friheten att välja bland kurser som skolan erbjuder. Det kan vara t.ex. kurser inom ekonomi, idrott eller estet. alternativt utöka sina kunskaper i matematik genom att läsa matematik 5. De sista 100 poäng går till gymnasiearbetet, som normalt genomförs under sista året då eleverna får visa vad de kan utifrån det de har lärt sig tidigare i utbildningen (Gy11). Gymnasiearbetet kan utföras enskilt eller i grupp. Samarbete mellan elever från olika program kan förekomma i vissa fall, då krav på olika erfarenheter och färdigheter i flera områden är nödvändigt för själva genomförandet.
1.2.
Syfte
Syftet med den här studien är att undersöka hur elevernas lärande påverkas till följd av hur laborationer är utformade. Studien avser elever som läser natur- och tekniska ämnen på gymnasiets teknikprogram.
1.3.
Frågeställning
Kan lärare på gymnasiet utforma laborationer som får eleverna på teknikprogram a) Att aktivt delta i laborativa moment?
b) Att följa instruktionerna i labbhandledning?
c) Att genomföra laborationen i samarbete med andra och dra en logisk slutsats med koppling till teori?
För att undersöka detta har jag för avsikt att studera en fallstudie mellan en öppen och en styrd laboration samt komplettera med enkätundersökning och intervju.
8
2. Teoretisk bakgrund och litteraturstudie
2.1.
Teknikämnet/Teknik begreppet
Att introducera begreppet teknik i undervisningen är en utmaning, oavsett om det gäller grundskolan eller gymnasiet. Ett sätt att göra det, är att använda sina egna erfarenheter och upplevelser och göra anknytning till dessa. Tekniklärare har olika bakgrunder och erfarenheter, inte mint på gymnasiet då en del av lärare har jobbat som ingenjörer, som ser på tekniken ur olika perspektiv och synvinklar. Men att definiera begreppet teknik begränsas inte endast till skolans värld. Flera har försökt ge en bra definition till begreppet och förekom i flera områden som filosofi och historia. Detta gjorde att definitionen fick olika illustrationer vilket givetvis berodde på det perspektivet man har. Något som leder till att det blir problematiskt att definiera teknik på ett enda sätt (Bjurulf; 2011, sid 17).
Vi lever i ett fascinerande samhälle där vi alla är omringade av både teknik och naturvetenskap. Detta ställer stora krav på alla att uppdatera sig med den teknikutveckling som händer runt omkring. En utveckling som går snabbare än den någonsin har gjort tidigare. Skolan och lärare som är ambassadörer för teknik och naturvetenskap, har därför viktiga uppgifter. En av dess är att öka elevernas intresse för teknik genom att anpassa undervisningen i ämnet och förbereda dem inför möten med i vårt tekniska samhälle. En anpassad undervisning i ämnet bidrar till kunskapsutveckling hos eleverna där de kan ingripa och vara aktivt verksamma i det tekniska samhället (Bjurulf; 2011, sid25). Denna utmaning kräver ett samarbete mellan skola, arbetsliv och organisationer av olika slag för att hitta möjligheter till interaktion, samspel och tillväxt (skolverket 2011; Fler som kan). Vidare kan nämnas att en av skolans mål i naturvetenskaplig- och teknisk undervisning är att göra eleverna förtrogna med olika mätapparater och utrustning, både mekaniska och elektroniska. Detta hjälper eleverna att lätt hantera laborationsutrustning, ta mätningar samt avläsa och anteckna information från dessa apparater (Sjöberg, 2010 sid 494).
9
2.2.
Vad säger styrdokumenten?
Teknikämnet har gått genom flera förändringar och reformer under åren. Undervisning och uppläggning av teknik ämnen på gymnasiet har anpassats efter samhällets och näringslivets behov. Under 1960-talet, har fokus lagts på industrin och produktion. Skolverket införde både fackskolan och yrkesskolan då det fanns stort behov av arbetskraft inom industrin. Under 1970- och 1980-talen kom förändringar med mera fokus på konstruktion och distribution. I början av 2000-talet har intressets riktats mot teknikutvecklingsprocessens olika delar som design, försäljning och kundstöd. Detta innebar att arbetet med teknikutveckling baserade inte endast på natur- och teknikvetenskap utan även på human- och samhällsvetenskap (Gy2000). I den senaste läroplan Gy11, har skolverket inte gjort några större förändringar. Det tillägget som har införts är att studierna ska bedrivas med hänsyn tagen till hur hela kedjan i teknikutvecklingsprocessen verkar i förhållande till det hållbara samhället (Gy11). I teknikprogrammet läser eleverna flera teknikkurser som går antigen under programgemensamma ämnen eller programfördjupningens kurser. Laborativa moment förekommer i stort sätt inom alla kurser i form av laborationer eller mindre projekt vilka bakas in i ämnet för att främja ett bättre lärande hos elever.
”Genom studierna ska eleverna stärka grunden för det livslånga Lärandet. Elevernas kunskapsutveckling är beroende av om de får möjlighet att se samband. Skolan ska ge eleverna möjligheter att få överblick och sammanhang. Eleverna ska få möjlighet att reflektera över sina erfarenheter och tillämpa sina kunskaper” (Gy11; skolverket).
I skolverkets läroplan, kan man tydligt se att laborativt arbetet är en viktig del av undervisning. Undervisning i kursen Teknik 1 som undervisas under första året på teknikprogrammet, syftar bland annat till att eleverna ska utveckla sina kunskaper inom flera tekniska områden. Denna utveckling sker inte enbart via teoretiska metoder utan den behöver kompletteras med praktiska övningar och laborationer. Här är det självklart att laborationer inom materialprovning och hållfasthetslära förekommer. Då en del mätningar observationer och beräkningar krävs för att framställa det resultat som förväntas.
10
”Undervisningen ska ge eleverna möjlighet att utveckla tekniska kunskaper genom att arbeta med mätningar, observationer, experiment” (Gy11; skolverket).
I kursplanen för dator och kommunikationsteknik, som undervisas i informations- och medietekniks inriktning, står följande:
”Undervisningen ska varva praktiska och laborativa moment med teoretiska moment. Genom praktiska övningar ska eleverna ges möjlighet att utveckla förmåga att hantera och behandla teknisk utrustning” (Gy11, skolverket).
Detta innebär att endast teoretisk undervisning är inte tillräckligt för att befästa kunskaper. Eleverna skall ges möjligheten att laborera med riktig utrustning och materiel. Dels för att uppleva hur teorin konkretiseras och tillämpas i praktik, dels för att vänja sig och använda laborativ utrustning under gymnasie- och framtidastudier.
En annan aspekt i lärandet är elevernas inflytande i studierna. Det står tydligt och klart i läroplanen att skolan i samspel med elever har ansvaret för att eleverna ska ha inflytande i sitt lärande. Eleverna skall ha möjlighet att påverka sina studier genom att bland annat samverka i planering. I gymnasiets läroplan står det bl. a. att skolan ska sträva mor att varje elev tar personligt ansvar för sina studier, att aktivt utövar inflytande över sin utbildning samt att vidareutvecklar sin förmåga att arbeta i demokratiska former (Gy11).
”Eleverna ska i skolan få utveckla sin förmåga att ta initiativ och ansvar och att arbeta både självständigt och tillsammans med andra” (Gy11 2011).
Laborativa moment ska alltså präglas av både gott samarbete och initiativtagande. Eleverna lär sig av varandra när de jobbar tillsammans under laborationer och i projekt. Gruppen bör helst vara heterogen då möjligheten att lära sig av varandra blir större genom att varje individ bidrar med den del han eller hon är bra på.
11
2.3.
Laborationer
2.3.1. Vad är en laboration?
Begreppet laboration definieras enligt nationalencyklopedin med praktiskt
naturvetenskapligt arbete, experiment, vanligen i undervisningssyfte. Flera begrepp kan användas för att beskriva vad ett praktiskt arbete inom teknik och naturvetenskap innebär. Det kan t.ex. vara ord som laboration, experiment, försök, utförande, undersökning, övning, projekt och demonstration (Sjöberg; 2010 sid 492). Undervisning i de naturvetenskapliga- och tekniska ämnena på gymnasiet utmärker sig genom att de kombineras med praktiska moment i form av laborationer, något som inte förekommer i andra ämne. Laboration är en process som består av flera steg, förberedelser, genomförande samt anteckningar. Det förväntas av eleverna att de har det tydligt för sig vad, hur och varför ska de göra? I detta ingår även beräkningar, rapportskrivning, säkerhet och hantering av utrustning vid laborerande. Eleverna testar och provar sig fram genom utförandet för att kontrollera om en hypotes eller en teori stämmer. När eleverna ser resultatet på ett annat sätt än teorin, blir de mer övertygade och kunskaperna befäster sig.
”Praktiskt arbete kan vara så mycket; den enda gemensamma nämnaren är att elever inhämtar egna erfarenheter via material och utrustning – de studera objekten direkt, inte bara genom böcker och skriftliga källor” (Sjöberg, 2010 sid 492).
Laborationerna kan se väldigt olika ut, beroende på vilket ämne eleverna laborerar i och var någonstans laborationen utförs. Det krävs också lämplig utrustning och rätt material för att det praktiska arbetet sker på rätt sätt och blir effektiv. Laborationer kan äga rum i en laborationssal, ett laboratorium eller ute i naturen (Sjöberg; 2010). Sjöberg anser vidare att praktiskt arbete kan genomföras i likaväl stora eller små grupper. Vid speciella fall kan praktiskt arbete genomföras enskilt (Sjöberg; 2010).
12
2.3.2. Varför laborationer?
Laborationen är ett betydelsefullt moment inom naturvetenskap och teknik oavsett om undervisning bedrivs i grundskolan eller på gymnasiet (Hult; 2000). Varför laborationen är viktig? Det förklarar Hult genom att dela in motiven i dels tekniska motiv och dels i icke tekniska motiv. De tekniska motiven kan sammanfattas med att teknikutveckling har kommit väldigt långt i vårt samhälle. En stor del apparater som vi dagligen använder, innehåller flera små elektroniska komponenter vilket medför komplexitet och svårighet för dagens studenter att förstå och plocka isär, demontera och montera ihop och laga. Arbete med laborationer ska öka elevernas intresse för teknik och även förmågan att förstå koppling mellan teorin och verklighet. Eleverna ska även utveckla lärandet via sina känslor och sinnen genom att ta utrustningen, uppleva laborationens resultat genom olika sinnesintryck. De tekniska motiven som har framförts av Hult är:
a) Behovet av teknikerfarenhet, eftersom dagens studenter inte har samma möjlighet att plocka isär, laga och skruva som gårdagensstudenter p.g.a. mängden elektronik i alla apparter.
b) Laborationen ska skapa intresse och visa tillämpningar av en teori
c) Laborationen är ett komplement till teorin då den ger en grundläggande förståelse för skillnaden mellan en modell (teori) och det fysiska objekt som modellen (teorin) modellerar (beskriver)
d) Inlärning bör ske med alla sinnen och laborationen ger möjlighet att se, känna, lukta och höra (Hult; 2000).
I en laboration i kursen produktionskunskap som handlar om effektivisering och producerbarhet, märks tydligt det första motivet. När eleverna ska prova hur effektivisering sker via producerbarhet, gör de detta, först med en videobandkassett och senare med en mobiltelefon. Det märks att det blir mycket svårare att återmontera mobiltelefonen än videobandkassetten efter demontering. Ett annat exempel där det fjärde motivet kan tydligt ses är när eleverna jobbar i större projekt och skulle tillverka en prototyp, kommer eleverna att använda alla sina sinnen medan de arbetar i verkstaden och använder olika typer av material och verktyg samt enkla och ”farliga” maskiner, målarfärg, oljor m.m.
13
2.3.3. Styrda och öppna laborationer
De första laborationerna i naturvetenskapliga ämnen infördes av Armstrong i slutet av 1800-talet. Olika uppfattningar uppstod eftersom man hade olika synpunkter om hur en laboration skulle se ut (Hult; 2000). Armstrong ville i första hand att eleverna skulle gå ifrån en experiment observation eller demonstration, till eget självständigt genomförande. Avsikten var att eleverna ska lära sig något nytt och inte bekräfta det de redan visste. Armstrongs teori fick mycket kritik i Thomsonrapporten och laborationerna gick mot att bli mer styrda istället (Hult; 2000). Även styrda laborationer har fått kritik eftersom man ansåg att eleverna lär sig inte mycket av dem och leder inte till ökad kunskap och förståelse (Dimenäs och Sträng-Haraldsson; 1996)
2.3.4. Laborationer med olika frihetsgrader
En laboration kan vara strukturerad och upplagd på olika sätt. Det hänger på vad man vill åstadkomma med den samt vad och på vilket sätt eleverna ska lära sig. Laborationer med frihetsgrader 0 eller 1 kan klassas under styrda som också kallas för kokbokrecept. Dessa utmärks av mycket instruktioner och bestämd utrustning. Både problemet och genomförandet är oftast givna. Elevens uppgift blir så enkelt som att räkna ut svaret. Däremot laborationer där frihetsgraden är 2 eller 3 klassas som öppna laborationer. Här är varken genomförandet eller svaret är givna. Det krävs mer av leven som att hitta vilket problem man ska lösa och vilken metod man ska använda för att utföra det (Kurten-Finnäs; 2008). Elevinflytande i laborationen varierar beroende på hur mycket är givet och hur mycket är öppet. Ju flera kriterier är öppna desto mer inflytande eleverna har.
Frihetsgrad Problem Genomförande Svar
0 Givet Givet Givet
1 Givet Givet Öppet
2 Givet Öppet Öppet
3 Öppet Öppet Öppet
Tabellen sammanfattar sambandet mellan kriterierna och frihetsgrader på en laboration (Dimenäs och Sträng-Haraldsson; 1996)
14
2.4.
Elevernas lärande
Både gruppens storlek och deltagarnas kunskaper och bakgrunder i en laboration har betydelse för elevernas lärande. Mindre grupper ger möjlighet för alla laboranter att yttra sig, medverka och samarbeta i olika grader. Även elever som upplever laborativa moment som svåra, och saknar förmågan att medverka aktivt, kommer ändå i en mindre grupp att ha en viss möjlighet att uttrycka sig eller medverka med något praktiskt. Detta kommer att bidra med lärandets utveckling hos dessa elever. I mindre grupper blir det lättare för individer att yttra sig samt vågar ge uttryck för sina personligheter (Maltén; 1997 sid 175). Laborativa moment är inga direkt diskussions uppgifter utan det handlar mer om ett gemensamt praktiskt genomförande. Det krävs både flera händer och flera roller för att åstadkomma helheten i uppgiften. En laboration innehåller delar av en montering eller sammansättning, uträckningar och sammanställning. Konsekvenser för lärandet beror på vilken typ gruppuppgift man arbetar med. Om uppgiften har diskussionskaraktär då är det optimalt med större antal personer, men om uppgiften är praktiskt inriktad och färdighetsberoende där eleverna ska montera ihop utrustning eller tillverka någon produkt, som är ofta fallet i laborationer, då är det lämpligt med färre antal elever i gruppen (Maltén; 1997 sid 175).
Rolltilldelning är avgörande i grupparbete. Genom att organisera grupperna på rätt sätt, där olika erfarenheter och färdigheter samspelar, resulterar detta i lärandeutveckling för hela gruppen (Maltén; 1997 sid 178). Lärare borde styra hur grupperna organiseras inför laborativa moment. Att låta eleverna välja sina grupper själva leder till att dessa lätt blir homogena. Risken är att duktiga och medelduktiga elever bildar egna grupper, medan svaga elever hamnar tillsammans i en egen grupp. Detta kan möjligtvis gynna de begåvade eleverna, men samtidigt missgynnar de svaga. Samarbetet i gruppen ger inte den kvalitativa lärande som man strävar efter.
En annan forskare som tagit upp hur grupporganisationen påverkar lärande är Vygotskij. Han menar att samarbete och samspel i grupparbetet där det finns mer kompetenta elever än andra har en avgörande betydelse för utveckling och lärande hos hela gruppen.
15
”It is the distance between the actual development level as determined by independent problem solving and the level of potential development as determined through problem solving under adult guidance or in collaboration with more capable peers” (Bråten; 1998 sid 105). (Vygotskij; 1978 sid 86).
Vygotskij menar alltså att utveckling sker genom lärande. Med andra ord, elever som samarbetar med mer kompetenta elever, kan prestera mer än om de hade gjort med elever i samma eller ännu lägre kunskapsnivå. Elevernas utveckling dirigeras på så sätt mot högre nivåer (Bråten; 1998 sid 105).
Elevinflytande är en annan avgörande aspekt hur praktiskt arbete i skolan påverkas. Forskning visar att elevinflytande gynnar undervisning, eleverna blir mer motiverade när de får bestämma mer genom sina arbetsformer och arbetsmetoder. I den Statliga Offentliga Utredning (SOU 2004:35) konstaterar man att elevinflytandet över sina studier har ökat
och att eleverna trivs med detta ökade inflytande.
”Uppföljningen och utvärderingen visar att elevernas inflytande över studierna har ökat. Eleverna uppskattar den ökade friheten och trivs med att få styra över en del av sin tid i skolan, även om det fortfarande är mer sällan som de har inflytande över innehållet i uppgifterna” (SOU 2004:35).
Fast detta gäller inte alla elever, eftersom olika elever har olika erfarenheter i inflytande. Gunvor Selberg i sin avhandling som handlar om hur elevinflytande i lärande kan strukturera om mycket i skolan, fastställer hon, i en jämförelse mellan tre elevgrupper med tre erfarenhetsnivåer i elevinflytande, att elever som allmänt har mycket inflytande, har inflytande i det mesta i sina lärandesituationer medan elever som har liten erfarenhet i inflytande riskerar att inte ha någon inflytande alls i sitt lärande (Selberg; 2001, sid 107). Selbergs teori överensstämmer ganska mycket med delegations studie.
”Elever som har svårt att nå målen kan inte alltid utnyttja den frihet som ges på samma sätt som andra elever. De tenderar att bli mer styrda av lärarna och sina egna ambitioner att klara framför allt svenska, engelska och matematik” (SOU 2004:35).
16
3. Metod
3.1.
Val av metod kvantitativ eller kvalitativ
När man ska göra en undersökning eller skriva ett vetenskapligt arbete, är det mycket viktigt då att välja rätt metod för att kunna svara på sin frågeställning. Normalt faller valet på en av de två mest förekommande metoderna nämligen den kvantitativa eller den kvalitativa. En kvantitativ forskning handlar om mängder, därför är det lämpligt med siffror och statistisk undersökning medan en kvalitativ forskning söker kvalitativ kunskap uttryckt på normal prosa (Kvale; 2009 sid 45). I en kvantitativ forskning försöker man dra slutsatser om det specifika genom det generella, och då ställer man sådana frågor som inleds exempelvis med: hur många, vad eller hur ofta? En kvantitativ forskning har med bredden att göra, man försöker i sin undersökning att få så många svar som möjligt, men svaren kan vara korta och jämförbara. Däremot i en kvalitativ forskning försöker man dra slutsatser om det generella genom att studera det specifika. Kvale menar att syftet med en kvalitativ forskningsintervju är att förstå hur den intervjuade upplever fallet ur sitt eget perspektiv (Kvale; 2009 sid 39). Detta gör man genom att ställa frågor för att ta reda på t.ex. varför eller hur, en person förhåller sig till något eller upplever något. Till skillnad från en kvantitativ forskning har den kvalitativa metoden med djupet att göra. Här får man färre svar men utförligare svar på sina frågor. Om man är intresserad av att t.ex. försöka förstå människors sätt att resonera eller reagera, eller av att särskilja eller urskilja varierande handlingsmönster, så är en kvalitativ studie rimlig (Trost; 2005 sid 14).
Defrågor jag söker svar på rör sig i första hand om elevernas upplevelser om olika typer av
studieformer samt deras syn på inlärningsmetoder. För att kunna få ett rikligt underlag som förhoppningsvis leder till ett tillfredsställande resultat, har jag byggt min studie på tre byggstenar: fallstudie-observation, enkätundersökning och intervju. En kombination av både kvalitativ och kvantitativ metod förväntas ge ett mer omfattande material som förhoppningsvis bidrar till ett resultat som ligger nära verkligheten i undersökningen. Den
17
kombination av mätmetoder som enligt Trost kallas för triangulering, kan användas för att komma fram till de verkliga svaren på forskarens frågeställning.
”Inom ett och samma projekt använder man flera kvantitativa eller kvalitativa delmetoder för att få fram data som man kan lita mera på än om man bara använt sig en delmetod. I samband med kvalitativa intervjuer kan man t.ex. formulera flera frågor om nästan samma sak och på det sättet ringa in positionen på sjökortet” (Trost; 2005 sid17).
3.2.
Urval
I min studie kom jag att fokusera främst på elevernas upplevelser och hur de förhållit sig till laborativa moment samt deras tankar kring öppen respektive styrd laboration. Undersökningen ägde rum i en stor kommunal gymnasieskola i sydöstra Sverige där jag har haft min hela VFU, och har mitt nuvarande jobb som tekniklärare. Försökspersoner som jag har valt att göra min undersökning med, går första året på teknikprogrammet och läser kursen teknik 1, vilken jag håller själv. Detta har bidragit till att jag har känt eleverna i klassen ganska väl och att jag visste en hel del om deras bakgrund och kunskapsnivå.
Klassen består av trettio elever, av dessa är tjugo nio pojkar och endast en kvinnlig elev. Eleverna har olika sociala och kulturella bakgrunder och kommer från olika grundskolor i kommunen, vilket innebär att de har olika kunskaper i teknik med sig. Detta beror ju på undervisningen i ämnet teknik på grundskolan. Det finns olika studier som visar att lärares förståelse av ett påverkar hur de arbetar och undervisar i detsamma, både vad gäller val av innehåll och hur de arbetar med innehållet, vilket i sin tur påverkar barnens lärande och uppfattningar av ett kunskapsområde (Bjurulf; 2011 sid 48). Av de tjugo nio pojkar i klassen finns sex elever med utländsbakgrund, fem av dessa har inte varit i Sverige mer än fem år, den sjätte är född här. Jag delade in klassen i två stora grupper A och B, där varje grupp delades in vidare i fem mindre grupper. Grupp A genomförde den styrda varianten av laborationen medan grupp B genomförde den öppna varianten. För att få djupare resultat, har jag även tagit hänsyn till elevernas kunskapsnivå och deras bakgrund i den mindre gruppdelning enligt tabell 1 och 2. Eleverna hade inget frihetsval att delta i laborationen, eftersom den räknades som ett obligatoriskt moment i kursen. Alla i både grupperna har
18
genomfört det. Undantaget var bara en elev i grupp B som inte kunde delta på grund av sjukdom denna dag.
3.3.
Genomförande och datainsamling
3.3.1.
Laborations bakgrund
I den klassen där jag valde att göra min undersökning, läser eleverna kursen teknik 1 där avsnittet mekanik ingår. Eleverna har precis gått genom teoridelen i det avsnittet där en hel del var nytt för dem. Eleverna har med stor sannolikhet hört talas om kraft och kraftmoment i grundskolan, men här handlar det mer om hur man räknar kraftresultant och vridmoment på flera krafter som verkar i olika riktningar när det råder jämvikt. Detta är grunden till nästa kurs då man ska tillämpa det vidare och räkna på hållfastheten hos föremål som utsätts för krafter från olika håll. Då den typen av teknik är helt nytt för eleverna, kan vissa svårigheter uppstå när de ska räkna teoretisk på detta. Laborationernas syfte är att förbättra lärandet och göra det enklare att tillämpa teorin.
3.3.2. Beskrivning av laborationen
Kapitlet Mekanik i kursen Teknik1 behandlar till stor del kraft begreppet och dess innebörd i samband till tyngdpunkt och jämvikt. Vidare behandlas vridmoment eller kraftmoment som det också heter, och hur den används vid beräkningar av jämviktsituationer. Denna del är viktigt med tanke på vidare lärande eftersom den ses som grunden för nästa kapitel som handlar om hållfasthetsläran. Det är viktigt att kunna det ena för att klara det andra annars är det precis som att räkna bråkmatematik utan att kunna multiplikationstabellen. Laborationen handlade om vridmoment och jämvikt och innehöll två försök. Den ena var undersökning av jämviktstillstånd hos en tvåarmadhävstång medan den andra att ta reda på en metall stavs massa genom undersökningen av momentlagen hos enarmadhävstång, utan att avvända varken en våg eller dynamometer. Den styrda varianten har innehållit en hel del instruktioner och färdiga tabeller att fylla i. Laboranterna borde klara det mesta själva om de läste ordentligt genom instruktionerna och varit med på den genomgången innan
19
laborationen började. I den öppna varianten har större del information utelämnats med syfte att eleverna skulle fundera ut själva en egen arbetsmetod. Genomgången som vi hade strax innan laborationen genomfördes, skulle i så fall vara den enda hjälpen eleverna fått för att utföra de två försöken i laborationen.
3.3.3. Studiefall observation
Observationer är en forskningsmetod som forskare använde sig av i många år. Metoden är lämpligt för att studera beteende hos deltagare i en viss omgivning till exempel laborationer. Metoden passar att starta sin forskning med och sedan komplettera med andra mätningsmetoder om det behövs. Observation bygger till största del på att betrakta deltagares handlingar i gruppen då det finns inga krav på att deltagare delge någon information som man gör i intervjun. (Einarsson & Chiriac; 2002 sid 23). Å andra sidan hade Patel och Davidsson inte riktigt samma syn på observation som Einarsson och Chiriac.
”Observationer är framförallt användbara i undersökningar där man ska samla information inom områden som berör beteende, inte minst i laborativa situationer där beteendet inte begränsas till de fysiska handlingarna utan utbreder sig till det verbala yttrandet och relationer mellan individer” (Patel och Davidsson; 2003 sid 87).
I min studie har jag använt mig av en strukturerad observation då förutsättningar att utföra en ostrukturerad, som i för sig ger mer utförlig information, är begränsade i mitt fall. Detta berodde på den observatörs roll som jag hade då laborationen utfördes av ”mina egna” elever under en normal lektionstid, och medfört att det inte blivit enkelt att vara både observatör och lärare samtidigt. Jag utgick från några specifika beteende som jag har tänkt på i förväg att observera t.ex. vilka har kommit igång snabbt med laborationen och vilka har inte gjort det, vilken eller vilka grupper diskuterar mest, vem har svårt att medverka och samarbeta. Enligt Einarsson och Chiriac (2002) kan observatörens roll ta fyra olika utformningar beroende på, delvis om observationen sker öppet eller dolt, dvs. om undersöknings-personerna är medvetna eller omedvetna om att observationen genomförs delvis på observatörens grad av deltagande i gruppen. De olika rollerna är: Fullständig
20
observatör, osynlig eller anonym och deltar inte i gruppens aktivitet. Observatör som deltagare, känd för gruppen men deltar inte i gruppens aktiviteter. Deltagare som observatör, känd för gruppen och involveras i gruppens aktiviteter. Fullständig deltagare, medlem i gruppen men döljer sin identitet som forskare.
3.3.4. Enkät
Till min hjälp i den enkätsundersökning jag har gjort, har jag använt mig av Trost metod i sin bok ”Enkät boken”. Trost menar att det finns två olika sätt att reda på någons ställning och attityd. Man kan ställa frågor som antingen besvaras på ett enkelt sätt med ja eller nej, eller man får flera svarsalternativ som man tar ställning till och ange i vilken utsträckning man instämmer i dessa (Trost; 2012). I min påstående formulering har jag tagit hänsyn till flera saker samtidigt. Jag använde ett normalt och naturligt språk med enkla ord och fraser så att elevernas fokus inte riktas mot att fundera på vad orden betyder, och därmed tappa syftet med själva enkäten. Samtidigt har jag försökt göra varje påstående till en enda och inte flera. Jag har även begränsat antalet påståenden till nio eftersom enkäten skulle göras direkt efter laborationen, som i sin tur har legat sist på schema, och då eleverna är inte jätte förtjusta i att fylla i en enkät. För att göra enkäten lättare att svara på har jag begränsat svarsalternativen till bara tre, instämmer helt, instämmer delvis och instämmer inte alls. Enkäten har besvarats av tjugo nio elever vilket jag tror att den skulle ge mig flera breda svar om hurdan elevernas inställning är till styrda och öppna laborationer.
3.3.5. Intervju
För att gå djupare i min undersökning, har jag kompletterat med ett till mätningsinstrument nämligen intervju. Jag har intervjuat fyra elever, två av dem gjorde den styrda varianten medan de övriga två gjorde den öppna varianten. Flera visade intresse, men jag försökte göra urvalet med blandade genus och bakgrunder. Från grupp A valde jag en kvinnlig elev samt en elev med utländsk bakgrund som har varit i Sverige i fyra år. Från grupp B valde jag två elever med olika kunskapsnivåer. Intervjuerna ägde rum i en tyst sal i skolan och spelades in på datorn. Det var viktigit att eleverna skulle känna sig bekväma under intervjun och att inte någon annan fick lyssna på vad de sade. Intervjuerna gjordes under samma vecka dagen efter laborationen. Jag hade fem öppna frågor som jag ställde till alla,
21
under vissa tillfällen fick jag komplettera med andra frågor för att få tydligare svar eller för att inga missförstånd uppstår. Den processen jag tillämpade för att sammanställa resultatet från intervjuerna liknar den som tillämpas inom Grounded Theory eller fenomenografi (Patel och Davidsson; 2003). Jag började med att transkriptera de inspelade samtalen i textform efter att jag har tagit bort frågorna. Sedan läste jag på flera gånger tills jag kunde urskilja olika mönster i svaren och få ut ett antal kategorier som komprimerades efteråt till bara tre. Därefter sorterade jag de utklippta påståenden som citat under kategorierna för vidare bearbetning i studien.
3.4.
Etiska överväganden
Enligt vetenskapsrådet skall fyra allmänna huvudkrav uppfyllas för att skydda deltagande och individer inom humanistisk och vetenskaplig forskning. Dessa är informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet och nyttjandekravet (Vetenskapsrådet; 2002). För att uppfylla dessa krav har jag först informerat urvalsgruppen, i mitt fall mina elever, om vad min forskning går på och talat kortfattat om vad syftet och frågeställning i min studie är. Jag har även informerat att det är frivilligt att delta i undersökningen, samt att medverkande elever i studiefallet, enkätsundersökning och intervjuerna kommer att bli helt anonyma. Jag nämnde också att hela datainsamlingen skall enbart användas i forskningssyftet och att det inte påverkar någons betyg på något sätt. Jag skickade även ett informationsbrev till elevernas vårdnadshavare förutom en, eftersom han är myndig. Jag informerade lite om min forskning och de metoder jag skulle använda mig av. Alla föräldrar och deras barn samtyckte till att eleverna kan delta i undersökningen.
3.5.
Validitet och reliabilitet
Enligt flera forskare kan begreppen validitet och reliabilitet jämförs med giltighet respektive pålitlighet eller tillförlitlighet (Trost; 2005). Observationsmätning i min klass borde ge en hög grad av validitet och därmed bidrar med ett svar på min frågeställning. Validiteten i observationsstudier kan undersökas genom att se på om det som avses att
22
undersökas verkligen blir undersökt (Einarsson och Chiriac 2002; sid 102). Däremot kan reliabiliteten påverka min mätning på grund av den rollen som jag har vilket gör att eleverna kan känna en viss påverkan av just den rollen. Individernas beteende påverkas inte av observatören som är okänd i gruppen utan det löper större risk för påverkandet om observatören är känd Patel och Davidsson (2003; sid 96). Mina andra mätinstrument nämligen enkätsundersökning och intervjun borde ge ökad reliabilitet på resultatet eftersom alla elever svarade på enkäten direkt efter laboration. Enkäten har innehållit enkla och tydliga påstående, vilket i för sig borde minska risken för missuppfattningar. Trost menar att det finns fyra komponenter som påverkar enkätens reliabilitet: kongruens, precision, objektivitet och konstans. Komponenten kongruens borde uppfyllas i min enkät eftersom det handlar om att mäta samma sak genom att ställa likadan påstående till alla deltagare (Trost; 2012, sid 62).
”Reliabilitet eller tillförlitlighet är en mätning som innebär att något är stabilt och inte utsatt för slumpinflytelser. Alla intervjuare skall fråga på samma sätt, situationen skall vara likadan för alla” (Trost; 2005, sid 111).
Även intervjuerna förväntas ge en hög grad av reliabilitet. Intervjuerna ägde rum i samma miljö och frågorna ställdes på samma sätt. Samtalen spelades in på en dator och transkripterades senare samma dag eller dagen efter ordagrant i form av en text för senare analysering. Det som möjligtvis kan påverka reliabiliteten är min roll som undervisande lärare. Vilken kan skapa varsamhets känslor hos dem som medför begränsad bekvämlighet att uttrycka sig.
23
4. Resultat
Resultatet från mina undersökningar redovisas här den uppföljning jag gjorde av mina undersökningar. Först redovisas resultat från observationerna av laborationerna, därefter kommer enkätsundersökning och sist intervjuerna med elever. Det var totalt tjugo nio elever som deltog i hela undersökningen. En elev kunde inte delta på grund av sjukdom och fyra elever blev intervjuade.
4.1.
Resultat från observationerna
I den här undersökningen har jag observerat två lika stora grupper, grupp A som har gjort den styrda varianten av laborationen och grupp B som har gjort den öppna varianten av samma laboration. Både grupperna delades in i fem mindre undergrupper med vardera tre elever.
Grupp A: Styrd laboration
I grupp A inledde jag laborationen med att ge eleverna några minuter för att läsa genom labbhandledning. Jag kunde observera att några elever inte läste alls eller läste med bristande intresse men större del av gruppen läste med ett visst intresse. Därefter visade jag den utrustning som skall användas i de två olika försöken. Jag höll också en kort genomgång på tavlan. Sedan satte eleverna igång med arbetet. Minst två grupper hade svårt att komma igång med arbetet, en av dem visste inte hur man skulle hantera laborations utrustning. Den andra gruppen visste inte hur man ska montera ihop utrustningen, ena eleven lämnade gruppen och gick till en annan för att kolla hur de gör, en annan elev satte staven i pinnen och började snurra den. Det gick knappt några minuter innan de frågade efter hjälp. Flertalet undergrupper fungerade bra, de hade ett bra samarbete eftersom det krävdes fler än två händer för att kunna göra utförandet. Dessa grupper har även lyckats med att dela arbetsuppgifterna mellan sig vilket medförde ett bra flyt i arbete. Några i grupp A frågade en del frågor men det mesta var för att vara på den säkra sidan. Dessa undergrupper hade inga alls problem med att montera ihop utrustning och ta mätningar och
24
utföra beräkningar samt dra en individuell slutsats i respektive utförande. Alla grupper visade stort intresse och försökte utföra laborationen. Det gick bättre för de som fick extra hjälp, och de lyckades att komma fram till ett hyfsat resultat.
Grupp B: Öppen laboration
I grupp B fick eleverna några minuter i början för att läsa i labbhandledning, därefter visade jag hur laborationens utrustning skall användas. Genomgången hos grupp B var en aning längre än hos grupp A eftersom några elever redan då ställde en del frågor om hur man ska gå tillväga. Alla i grupp B som gjorde denna laboration visade intresse och presterade bra. Alla kom igång med arbetet utan att ställa frågor och försökte några gånger innan man lyckades få ihop utrustning på rätt sätt. Det tog längre tid bara för en undergrupp att komma igång lika snabbt som de andra, och det berodde med stor sannolikhet på att ena elev i gruppen var sjuk. Med endast två elever tog det mer tid till att montera utrustning, ta mätningar och beräkna samt anteckna. Man kunde höra ivriga diskussioner här och där om hur man kan göra och olika motiveringar och åsikter om hur och varför man ska till exempel göra det och inte det. Alla fem grupper lyckades klara laboration i tid. Alla lyckades beräkna massan på staven och fick rimliga värden. Sammanställning av resultatet och tabeller skiljde sig åt en hel del mellan grupperna, men hela resultats redovisningar var ganska tydliga att förstå och ganska lätt att följa upp.
4.2.
Resultat från enkäten
Här redovisas resultatet från enkäten, påstående för påstående. Resultatet sammanställs i form av stapeldiagram i Excel. I tabellerna anges även antal elever som valde respektive svarsalternativ i varje påstående.
25
Påstående 1: Laborationen jag gjorde nyligen var lätt att utföra.
Figur 1: Svar på påstående 1.
I påstående 1 var det nästan 50 % av eleverna i grupp A som instämde delvis att
laborationen var lätt att utföra. I grupp B instämde fler elever (71 %). Ungefär 20 % i de båda grupperna instämde helt att laborationen var lätt att utföra. Av dessa var fyra elever (26 %) i grupp A och två elever (15 %) i grupp B. En mindre del ansåg att laborationen inte var lätt att utföra. Av dessa var 4 elever (26 %) i grupp A och 2 elever (15 %) i grupp B.
Påstående 2: Jag har lärt mig hur jämvikt och vridmoment fungerar I verkligheten.
Figur 2: Svar på påstående 2
På påstående 2 var resultatet mycket likt i både grupperna. Andelen som instämde helt med att de lärt sig hur jämvikt och vridmoment fungerar i verkligheten var 66 % från grupp A respektive 71 % från grupp B. Anledning till att procentdelen skiljde sig åt var att en elev i grupp B var frånvarande. Cirka 20 % i både grupperna instämde delvis med påståendet och några enstaka elever tyckte inte att alls att de lärt sig hur jämvikt och vridmoment fungerar i verkligheten.
26
Påstående 3: Laborationen har bidragit med att lära mig lösa räkneuppgifter i området kraftmoment.
Figur 3: Svar på påstående 3
Enligt svaren på det tredje påstående, var det samma antal elever i både grupperna som instämde delvis att laborationen skulle hjälpa dem att lösa räkneuppgifter. Även andelen som instämde helt med påståendet var nästan likt. Medan det märktes en viss skillnad i svaren på det tredje alternativet då var det 26 % i grupp A jämfört med 71 % i grupp B som instämde inte allas med påståendet.
Påstående 4: Jag föredrar att arbeta med laborationer som innehåller tydliga instruktioner
Figur 4: Svar på påstående 4
Resultatet på detta påstående var väldigt likt i både grupperna. Det var cirka 67 % som ville absolut arbeta med laborationer som har tydliga instruktioner medan resten cirka 33 % som instämde delvis med påståendet och inga elever alls har valt det tredje alternativet.
27
Påstående 5: Jag föredrar att arbeta med laborationer där jag själv utformar arbetssätt och metod.
Figur 5: Svar på pstående 5
Även här har resultatet visat stor likhet i både grupperna. Till skillnad från påstående 4, har fördelningen spridits över de alla tre svarsalternativen. Hälften av elever i både grupperna svarade att de instämde delvis med påståendet, dessa utgjorde cirka 50 % av alla. Bara en liten andel ville arbeta med laborationer där man själv utformar arbetssätt och metod, denna andel utgjorde cirka 14 % av det hela. Till skillnad från resultatet i förra påståendet instämmer nästan en tredjedel i respektive grupp här inte alls med påståendet.
Påstående 6: Det är viktigt med laborationsgenomgångar innan jag/vi börjar laborera.
Figur 6: Svar på pstående 6
Resultatet på påstående 6 visar att alla elever mer eller mindre tycker att det är viktigt med genomgångar före laborationer. Mer än hälften i både grupp A och B instämmer helt med påståendet. Resultatet visar att upp till 65 % tycker att laborationsgenomgångar är viktiga för eleverna innan laborationen startar. Andelen som instämmer delvis med påståendet är 40 % i grupp A och cirka 30 % i grupp B. Ingen i både grupperna tyckte att det var oviktigt med genomgångarna.
28
Påstående 7: Laborationer är en bra komplettering till undervisning och bidrar till bättre lärande i ämnet.
Figur 7: Svar på pstående 7
I påstående 7 håller majoriteten med om att laborationer bidrar till bättre inlärning i ämnen. Upp till 92 % i grupp B instämde helt med påståendet medan 67 % gjorde det i grupp A. resten som var på 8 % i grupp B och 33 % i grupp A instämde delvis med påståendet. Inga elever alls att laborationer inte bidrar till bättre lärande i ämnet.
Påstående 8: Det är viktigt att ha ett bra och fungerande samarbete i gruppen under laborativa moment.
Figur 8: Svar på pstående 8
Vad det gäller samarbetet i gruppen under laborationer, tyckte de flesta att det är viktigt att ha ett bra och fungerande samarbete i gruppen när de laborerar. Upp till 87 % instämde helt med påståendet i grupp A medan hela 100 % gjorde det i grupp B. Bara en mindre andel instämde delvis med påståendet, dessa var i grupp A och utgjorde 13 %. Inga elever tyckte att det var oviktigt med samarbetet i gruppen under laboratiosutförande.
29
Påstående 9: Jag har förstått syftet med laborationen och kunde dra en tydlig slutsats.
Figur 9: Svar på pstående 9
Resultatet i påstående 9 visar att svaren spridits över alla tre svarsalternativen. Det märks tydligt att större del i båda grupperna instämmer helt med att de har förstått syftet med laborationen. Resultatet visar att 60 % i grupp A och 78 % i grupp B instämde helt med påståendet. Övriga svar har fördelats jämnt i det andra och tredje svarsalternativen. I grupp A instämde 20 % delvis och lika många instämde inte alls med påståendet. I grupp B var 15 % som instämde delvis och bara 7 % som inte instämde alls.
4.3.
Resultat från intervjuer
Här följer en sammanställning på resultatet från intervjuer. Efter bearbetning av materialet kunde tre olika kategorier tas fram, lärande, samarbete och inflytande. Fyra elever blev intervjuade, dessa kallas för E1, E2, E3 och E4.
4.3.1. Lärande
Alla intervjuade elever tyckte att laborationen var kul och att de lärde sig något nytt. Ena eleven upplevde laborationen som svår men menade att när sin grupp frågat om hjälp av läraren, kom de igång och kunde fullfölja laborationen. Alla elever uttryckte positiva tecken på att laborationen har bidragit med mer förståelse för hur jämvikt och vridmoment fungerar i verkligheten.
30
”I början när vi läste bara på pappret så var det ganska svår faktiskt men när du visade oss hur man skulle göra och när vi såg på pappret i sista sidan hur man skulle montera och mäta och göra så var det mycket lättare” E1
Flertalet uttryckte även goda signaler på att laborationen har bidragit till att de kunde förstå syftet med den samt att de kunde koppla det praktiska till teorin. De menade vidare att praktiska moment gör det lättare att förstå teorin, genom att se fenomenet på en konkret och verklig situation. Ett par elever påpekade på att arbeta med händer och lagom antal elever i gruppen är bra för lärande.
”Det är ett kult sätt att lära sig nya saker fast från ett annat håll, eller på ett annat sätt, alltså det man gick genom i teorin och på lektionen så får man testa praktiskt också så att man vet hur det går till på riktigt …” E3
”Det är roligt när man liksom får göra saker och jobbar med ämnet lite mer praktiskt. Det är lite enklare och lära sig och så man ser hur det fungerar i verkligeten” E2
4.3.2. Samarbete
Alla intervjuade elever var överens om att samarbetet i gruppen är en nödvändighet för ett lyckat genomförande. Någon ansåg att detta inte fungerar hela tiden. Det händer ibland att någon eller några i gruppen inte har den förmågan att samarbeta eller saknar andra förmågor som påverkar hela gruppens arbetsgång. Ett par elever menade att olika uppfattningar om hur man skulle göra bidrog till bra diskussioner i gruppen och därmed bättre samarbete och lärande.
”Där vid den laboration skötte mina två kompisar jaa skötte anteckningarna och beräkningarna och jag fick göra den praktiska delen nästan helt själv eftersom jag hade mer kännedom hur det fungerade gentemot dem” E4.
”Vi hamnade där varje en i gruppen gjorde han är bäst på, men alla hjälptes åt att montera utrustning, hålla dynamometrar så raka som möjligt och avläsa, få
31
staven så horisontellt som möjligt ja det var mycket man ska hålla koll på samtidigt” E2.
Däremot menade andra elever att de kunde ha lärt sig mer om de fick jobba med andra elever. Homogena svaga grupper påverkar lärandet negativt. Elevernas utveckling begränsas. Ena elev pekade på det löper större risk att man känner sig utanför när man fastnar i något och behöver fråga läraren hela tiden medan det går bättre för andra grupper eftersom de har olika erfarenheter och kan samverka bättre under laborationen.
”… Vi fick hjälp snabbt och vi behövde inte vänta för att få hjälp av dig vänta ibland fastnar man i något och man vet inte vad man ska göra. Jag blir …. Jag skämmas när alla gör rätt men inte jag” E1
4.3.3. Inflytande
Två elever tyckte att arbetet med öppna laborationer är positivt eftersom de upplevde mer frihet och inflytande i att bestämma arbetsmetoden själva. De var positiva till laborationer med begränsade instruktioner. Eleverna som gjorde den styrda varianten ville har mer frihet genom att utforma laborationer mer åt den öppna varianten. Alla elever upplevde
”Jag skulle nog ha lagom mycket instruktioner fast inte så mycket annars blir det inte roligt, det blir liksom att man gör bara det som står i pappret och man tänker inte själv då. Det blir inte kul då” E3.
”Jag tror jag kan förstå mer om vi gör laborationen i en verklig miljö till exempel på en lekplats där det finns gunga eller andra saker vi kan använda” E1.
32
5. Diskussion och slutsats
Syftet med min studie var att undersöka om laborationsutformningen påverkar elevernas lärande, och därmed få dem att förstå hur teori fungerar kopplat till verklighet. Detta kommer att diskuteras utifrån min frågeställning där tre aspekter kretsar kring lärandet i laborativa moment. De tre aspekterna är aktivt deltagande, instruktions uppföljning och samarbete i gruppen.
När elever kommer till gymnasiet från olika grundskolor, bär de med sig olika kunskaper och förmågor. Jag har förstått att undervisning i teknik och NO-ämnen i grundskolan sker på olika sätt. En del elever kan ha laborerat mer än andra och haft mer kontakt med konkreta material och laborationsutrustning. En annan del kan ha laborerat i ett ämne mer än i ett annat ämne. Eftersom kunskaper byggs på och utvecklas hela tiden, kommer eleverna alltid att behöva ha med sig tidigare kunskaper för att lära sig nya. Jag förmodar att lärandet liknar en kedja, om en länk går av eller brister då faller hela kedjan. Detta är ett viktigt motiv som påverkar elevernas lärande när de laborerar på gymnasiet då man är på väg att lära sig en hel del nytt. Det handlar om att lärandet innefattar överföring av tidigare kunnande. När eleverna lär sig något nytt, kommer de att använda tidigare kunskaper för att förstå det nya. Om kunnandet saknar beständighet och hållbarhet blir det svår att lyckas (Andersson; 2011, sid 67).
Resultatet visar att elever med goda kunskaper från tidigare studier har kunnat prestera mer och därmed utveckla sina kunskaper, medan svaga elever har upplevt laborationen som svår och deras fokus gick åt fel håll. Dessa elever upplevde jag som först och främst ville bli godkända i laborationen utan att ta någon hänsyn alls till att ta till sig nya kunskaper eller att lära sig något nytt. Elevernas delaktighet i gruppen har påverkats på grund av detta. I den laborationen som eleverna gjorde, visade undersökningen att i både grupperna har en stor del elever deltagit aktivt. Bara en bråkdel gjorde inte det. I enkäten svarade de flesta att de lärt sig något nytt. Även i intervjuerna har eleverna uttryckt att de flesta i grupperna var aktiva och samarbetade. Den andelen elever som hade sämre deltagande upplevde laborationen som svår och det berodde med stor sannolikhet på deras sämre kunskaper från
33
grundskolan. Det märktes att dessa elever hade svårt att prestera och fastnar ofta i tillvägagångsättet. Det vill säga att aktivt deltagande styrs av elevernas tidigare erfarenheter och kunskaper. Konsekvensen blir att dessa elever hamnar i sådan situation där de omedvetet struntar i att skaffa sig nya kunskaper och istället strävar efter att klara en kurs i taget, utan att ha någon koppling alls till de olika momenten för att kunna se helheten i kursen eller programmet. Det handlar om inre och yttre motivation. Eleverna strävar efter yttre motivation som förklaras i form av ett godkänt resultat och då struntar de i den inre motivationen, utan den blir det svårt att lära sig något samt svårt att lägga ner ett större engagemang då det som man ändå lär sig försvinner snabbt igen (Nilsson; 2008 sid 55). Däremot ser man mer av den inre motivationen hos andra grupper där faktorer som ansvar, delaktighet, tydliga mål och återkoppling utvecklas mer.
En annan viktig länk i kedjan är samarbetet inom gruppen under laborativa aktiviteter. Samarbetet fungerar som bäst när varje gruppmedlem bidrar med den delen han eller hon är bra på. Forskning visar att grupparbete fungerar som bäst när alla gruppmedlemmar bidrar till samarbetet och eleverna hjälper varandra och samarbetets effekt ökar (Chiriac & Hempel; 2013 sid 37). Det kan nog stämma och det är egentligen det som ofta spontant händer när eleverna laborerar i grupper. I observationerna uppmärksammades detta tydligt då eleverna delade upp arbetet enligt deras förmågor. Elever som var mer händiga tog hand om utrustnings montering medan de som var duktiga i matematik ville gärna ta räkne delen. Elever som var bra på struktur och organisering tog hand om att skriva ner resultat och sammaställning. Egentligen tycker jag att lärandet gynnas mer om eleverna bytte rollerna, att han eller hon som är duktig på matematik räknar gärna hela tiden, utvecklar inte sin förmåga att bli bättre på annat medan om alla tar det som är mindre bra på, skulle egentligen förbättra allas förmågor.
Resultatet i undersökningen visar att olika grupper presterade olika. Det märktes tydligt att grupporgansationen har stor betydelse för lärandet. I undersökningen delades eleverna upp i olika grupper. Det förekom både homogena grupper med duktiga respektive svaga elever, och heterogena grupper med blandning av elever med olika kunskapsnivåer. I observationerna märktes det tydligt att homogena grupper med svaga elever presterade
34
sämst och grupper med duktiga elever presterade bäst. Detta är inte oväntat men det intressanta är att de heterogena grupperna verkade gynna lärandet mest. Detta för att de svagare eleverna i denna grupp nu blev mer motiverade och ville ge mer för att försöka hinna ikapp de duktigare eleverna. När en elevgrupp med olika kunskapsnivåer arbetar tillsammans med en viktig uppgift kommer några att uppvisa större elevinflytande. Man strävar efter att uppnå gruppmålen och utföra sina uppgifter på ett bra sätt (Nilsson; 2008 sid 86).
Den styrda laborationen har utmärkts av en mängd instruktioner medan i den öppna laborationen har en del instruktioner utelämnats. Resultatet visar inte tydliga svar på instruktions uppföljning. I enkäten ser man ändå en större andel elever föredrar att ha tydliga instruktioner och en mindre andel som absolut inte vill ha laborationer där de själva utformar arbetssättet och metoden. Jag gissar på att dessa elever tillhör den svaga gruppen eftersom de vill vara på den säkra sidan och arbeta efter instruktioner då de inte har förmågan att utveckla nya metoder och vill inte heller anstränga sig i svårare uppgifter. I observationen med öppna laborationen visades en fördel med denna vilken är att eleverna utvidgar sitt tankesätt genom att planera och tvinga fram en arbetsmetod. Detta medför att deras egen motivation ökar och deras elevinflytande med.
Det är sällan man får en klass där alla elever ligger på samma nivå kunskapsmässigt, utan oftast handlar det om blandade elever där det finns både hög- medel- och lågnivå. Detta gör att det blir olämpligt att anpassa hela klassen efter enbart en enda laborations variant. Det bästa är att anpassa laborationen efter elevernas förmågor istället. Resultatet i studien visade att det finns fördelar med respektive variant men det gäller att anpassa den till rätt grupp elever. Elever med erfarenhet av inflytande och hög nivå samt medel nivå skulle passa bättre med öppna laborationer då möjligheten att utveckla deras kunskaps- och sociala utveckling blir större. Medan styrda laborationer skulle passa bättre till elever som ligger på en lågnivå. Sammanfattningsvis visar studien att läraren har en viktig roll vid val av laboration samt gruppindelning av eleverna. Därtill kan det vara positivt att blanda elever med olika kunskapsbakgrund i en och samma grupp för att få bättre gruppdynamik där eleverna lär sig mera av varandra.
35
Referenslista
Andersson, B. (2011). Att utveckla undervisning i naturvetenskap. Studentlitteratur, Lund Bjurulf, V. (2011). Teknik Didaktik. Norsteds.
Bråten, I. (red.) (1998). Vygotskij och pedagogiken. Studentlitteratur, Lund.
Chiriac, E. & Hempel, A. (2013). Handbok för grupparbete. Studentlitteratur, Lund.
Dimenäs, J. & Sträng Haraldsson, M. (1996) Undervisning i naturvetenskap. Studentlitteratur, Lund.
Einarsson, C. & Hammar Chiriac, E. (2002). Gruppobservationer Teori och praktik. Studentlitteratur, Lund.
Forsell, A. (2005). Boken om pedagogerna. Liber AB, Stockholm.
Kvale, S. & Brinkmann, S. (2009). Den kvalitativa forskningsintervjun. Studentlitteratur, Lund.
Kylén, J-A. (2004). Att få svar intervju enkät observation Bonniers. Maltén, A. (1997). Pedagogiska frågeställningar. Studentlitteratur, Lund. Nilsson, B. (2008). Samspel i grupp. Studentlitteratur.
Patel, R. & Davidsson, B. (2003). Forskningsmetodikens grunder. Studentlitteratur, Lund Strömdahl, H. (red.) (2002). Kommunicera naturvetenskap i skolan. Studentlitteratur, Lund. Selberg, G. (2001). Främja elevers lärande genom elevinflytande. Studentlitteratur, Lund. Sjöberg, S. (2010). Naturvetenskap som allmänbildning. Studentlitteratur, Lund.
Skolverket. (2011). Läroplan, examensmål och gymnasiegemensamma ämnen för gymnasieskola 2011. (Gy11).
Skolverket. (2000). Teknikprogrammet Programmål, kursplaner, betygskriterier och kommentarer. (Gy2000)
Skolverket. (2011). Fler som kan Hur kan vi underlätta för ungdomar att läsa naturvetenskap och teknik?
36 Trost, J. (2012). Enkätboken. Studentlitteratur, Lund
Trost, J. (2005). Kvalitativa intervjuer. Studentlitteratur, Lund.
Internetkällor
Hult, H. (2000) Laborationen- myt eller verklighet. En kunskapsöversikt över laborationer inom teknisk och naturvetenskaplig utbildning. Linköpings Universitet: CUPs rapportserie. Kurten-Finnäs, B. (2008). Man måste tänka så mycket Öppna laborationer och V-diagram i kemiundervisningen. Åbo Akademis förlag.
Vetenskapsrådet (VR) (2002). Forskningsetiska principer inom humanistisk-
samhällsvetenskaplig forskning
http://www.codex.vr.se/texts/HSFR.pdf
Statens Offentliga Utredningar SOU 2004:35. Utan timplan – med målen i sikte. Delbetänkande av Timplanedelegationen. Stockholm 2004
