Att utveckla kritisk och kreativt tänkande i kemi. En studie omkring införandet av ett arbetssätt som syftar till att utveckla kritiskt och kreativt tänkande i kemi

Examensarbete i kemididaktik

15 högskolepoäng, grundnivå

Att utveckla kritiskt och kreativt tänkande i kemi

kreativt tänkande i kemi

Developing critical and creative thinking in chemistry

A study on the introduction of critical and creative thinking in high school chemistry Francesca Lanza

Ämneslärarexamen på gymnasienivå, KPU 90 hp

Slutseminarium ex. 2017-01-13

Examinator: Nils Ekelund Handledare: Helen Hasslöf LÄRANDE OCH SAMHÄLLE

2

Förord

“I want to oppose the idea that the school has to teach directly that special knowledge and those accomplishments which one has to use later directly in life. The demands of life are much too manifold to let such a specialized training in school appear possible [...] The development of general ability for independent thinking and judgement should always be placed foremost.”

― Albert Einstein

Passionen för naturvetenskap är ingenting som skapas över en natt utan kräver ofta långa arbetsdagar och ibland sömnlösa nätter. Jag kommer fortfarande ihåg de många timmar som jag spenderade, som doktorand på labbet, med att sitta och bläddra bland mina kromatogram och kalibreringskurvor. Hur jag väntade och längtade efter en förekomst eller ett försvinnande av en kromatografisk topp. Dessutom, ingenting gav mig en sådan stor tillfredställelse som att skapa ett resultat, att lösa en ekvation, att klara ett bevis, att syntetisera en molekyl. Ibland har jag drömt om det, kämpat och strävat efter att nå det resultatet genom många månader, år. En riktig forskare sätter även hela sitt liv på spel.

Men mitt i denna strid har jag ändå upptäckt att jag egentligen hade en hjälpare, ett slags alter ego, den sanna ande som blåste tvivel i mig och fick mig att dubbelkolla, revidera, vända upp och ner på mina resultat och alltid upprepa mina experiment. Om han inte hade suttit tyst bredvid mig, hade jag inte fått fram några vetenskapliga resultat alls.

Jag vill tacka Helen för hennes uppmuntran och hängivna engagement för att dämpa mina otroligt höga pedagogiska ambitioner och för hennes oändliga tålamod med mina språkfel. Tack för din kompetenta handledning!

Jag vill tacka elever och läraren som ställde upp för intervjuer och som har möjliggjort utformning, utveckling och slutförande av detta arbete. Tack till Peter och Ing-Britt som har hjälpt, uppmuntrat och inspirerat mig både under min Vfu och under examensarbetet. Tack för att ni alltid varit tillgängliga och för att ni har trott på mig från början. Tack till Kristina som öppnade dörren till lärarlivet för mig och tack till Marie och Raimo för att ni varit så openminded och samtidigt kompetenta. Ett speciellt tack till Marie för att ha introducerat mig till området “Creative and Critical Thinking in Science” och för lånet av ”rosa boken”.

3

Jag vill tacka min familj för att de ställt upp för en mamma som har återvänt till plugget och inte haft tid över för att gosa och mysa. Förlåt Nils och Maria för att ni inte har kunnat bli nattade så ofta och så länge som ni ville. Tack Karl för att du så ofta hjälpt mig med datorns egenheter. Tack Börje för att du har skött hushållet och improviserat matlagningen när det har varit som värst. Tack för ditt tålamod, och jag hoppas att det inte dröjer länge innan vi kan ha lite lugn i stugan… Tack för ditt stöd och din kärlek.

En speciellt tack går till Diddi som outtröttligt rättat mina uppsatser och följt min spännande pedagogiska resa. Tack för att du har varit där hela tiden och också för att du har ställt upp med matlagning, barnpassning, bak och fika. Tack till mina föräldrar som har tagit del av mina framgångar och mina misslyckanden genom skype. Tack för givande samtal om kemididaktik. Hoppas att ni äntligen får en lärare i släkten.

4

Innehållsförteckning

Syfte och Frågeställningar ... 9

Teoretiska Perspektiv ... 10

Kontext ... 10

Olika perspektiv om kritiskt tänkande ... 11

Tidigare forskning ... 13

Tänkandebaserat lärande för att undervisa tänkande och tankedispositioner ... 13

Metod ... 15

Valet av lektionsupplägg och av materialet ... 15

Observationen under lektionens gång ... 17

Val och undersökningsmetod och genomförande ... 17

Enkätsundersökning ... 17

Intervju med elever ... 19

Intervju med lärarna ... 19

Etiska regler under intervjuer ... 19

Metodens kritik ... 20

Resultat och Analys ... 20

Elevsvar till exit ticket ... 20

Lärarnas svar till frågor ... 23

Gemensamma drag i elevernas och lärarnas svar ... 25

Diskussion ... 26

Slutsats ... 28

Referenser ... 29

Bilaga 1. Lektionens upplägg och material ... 33

5

Abstract

A great deal of effort has been devoted in recent philosophical literature to define and enlight the concept of critical thinking. The topic is of great interest in a modern digitalised society where the individuals are submerged by an increasingly rapid flow of information which needs to be evaluated in order to produce meaningful knowledge. The proper functioning of a liberal democracy requires citizens who can think critically about social issues to inform their judgments about proper governance and to overcome biases and prejudices. Critical thinking also plays a key role in the process of generating and systematically testing hypothesis in science. The Swedish Highschool Curricula 2011 includes the development of critical thinking skills among its goals for science instruction. Both United States ‘next generation’ science standards and the forthcoming PISA (Program for International Students Assessment) tests will focus on using scientific knowledge with the higher order cognitive processes of evaluation, critique and synthesis. The importance of the topic in the field of educational studies has prompted the development of several programmes in critical thinking applied to science and mathematical education both at the primary and secondary level. To our knowledge no wide scope testing of teaching of critical thinking in highschool science has been reported in Sweden and no official courses in critical thinking applied to science are given as part of the highschool curriculum. For this reason a pilot study was initiated with the aim of investigating the kind of knowledge that is available for developing infusion lessons in chemistry and how a thinking based approach in chemistry would impact on Swedish teachers and pupils. The study was based on the implementation of a lesson on skillful casual explanation applied to the troubleshooting of a chemical plant. The structure and organisers for the lesson were provided by the programme Thinking-Based Learning by Swartz and McGuinness. The impact on teachers and pupils was evaluated by means of two interviews and a survey. The results of the study showed that both pupils and teachers appreciated the lesson for different reasons. The main drawbacks of the method were also enlightened. This study will hopefully open the path to more widescope research on the application of infusion methods in Swedish highschools. Nyckelord: kritisk och kreativ tänkande, kemi, kemisk jämvikt, tänkandebaserad undervisning

Inledning

Svåra och tråkiga? Nej, intressanta och relevanta. Så skulle man vilja höra att gymnasieelever beskriver lektioner i kemi, enligt kemilärarutbildare Karolina Broman

6

(Lärarnas Nyheter Origo, 2015-11-23). Tyvärr betraktas ofta gymnasiekemi som ett svårbegripligt och abstrakt ämne. Maria del Carmen Gomezs studie (Gomez 2007) visar t.ex. att de negativa attityderna till naturvetenskap är vanliga och att sambandet mellan motivation och lärande inom det naturvetenskapliga området är komplext. Att lära naturvetenskap är ansträngande och kräver motivation, ty abstraktionsnivån är hög (Gomez 2007).

Elever lär sig att räkna komplicerade tal under mattekurserna, men kemiska beräkningar kräver inga svåra ekvationer (sällan andragradsekvationer). Varför blir då kemin så utmanande för gymnasieelever ? Svaret ligger förmodligen i undervisningens struktur. Läroplanerna i kemi identifierar olika kunskaper och förmågor, som ska utvecklas under kurserna (Lgy11, Ämnet Kemi, 2011). Den undervisning i kemi, som bedrivs på de flesta gymnasier, fokuserar huvudsakligen på den begreppsliga förmågan, dvs den behandlar och förmedlar begrepp, lagar, modeller och teorier. Hur dessa sedan kan och bör användas för att lösa problemen lämnas ofta till eleven. Undervisningstiden räcker ofta inte till för att kunna utveckla förmågor, såsom den analytiska och den metakognitiva förmågan (Bloom 1956) som är nödvändiga för att identifiera, formulera, lösa problem och kunna värdera de valda strategierna och resultaten (Lgy11, 2011). Dessa förmågor är egentligen del av ämnets centrala innehåll i de nya läroplanerna i kemi, och är inkluderade under rubriken Kemins karaktär och arbetssätt. Genom kursen skulle eleven bli tränad att tillämpa ekvationer och formler för att lösa även komplexa problem och för att kunna besvara samhällsrelaterade frågor.

Jakten på de metakognitiva, analytiska och kommunikativa förmågorna genomsyrar hela läroplanerna och sträcker sig över olika ämnen. Lgy11 hävdar t.ex. att “Det är skolans ansvar att varje elev som har slutfört ett nationellt program kan använda sina kunskaper för att formulera, analysera och pröva antaganden och lösa problem, reflektera över sina erfarenheter och sitt eget sätt att lära, kritiskt granska och värdera påståenden” (Lgy11, §2.1 Kunskaper, 2011). Läroplanen betonar också att “elever ska träna sig att tänka kritiskt, att granska fakta och förhållanden och att inse konsekvenserna av olika alternativ”. Men varför anses dessa förmågor vara så viktiga i skolan ? Läroplanen förklarar att: a) “ på så vis närmar sig eleverna ett vetenskaplig sätt att tänka och arbeta”; b) “för att kunna diskutera och ta ställning i olika livsfrågor och värderingsfrågor”. Även om läroplanerna inte sätter kritiskt tänkande som explicit mål för gymnasieskolan, framgår det att hela utbildningen vilar på det faktum att elever ska utveckla det under sin skolgång.

7

förmågan "att självständigt kunna analysera, reflektera, dra slutsatser, värdera, ifrågasätta och vara kreativ" (hämtat från Uppsala universitets pedagogiska program, 2016)

.

”Critical thinking is the intellectually disciplined process of actively and skilfully conceptualizing, applying, analyzing, synthesizing, and/or evaluating information gathered from, or generated by, observation, experience, reflection, reasoning, or communication, as a guide to belief and action”. (Ett uttalande av Michael Scriven och Richard Paul, som presenterades vid den 8e årliga internationella konferensen om Kritisk Tänkande och Utbildning Reform, 1987).

Enligt Brodin (2007) har kritiskt tänkande alltid varit och är fortfarande en grundläggande del av vetenskapen, men under de senaste åren har det blivit en pedagogisk angelägenhet, därför att elever inte kan lära sig utveckla sin kritiskt tänkande förmåga i den utsträckning som förväntas av dem (Walters 1994). Enligt Hjort (2014) betraktas förekomsten av kritiskt tänkande i individen som grundläggande i tre olika traditioner 1) den analytiska filosofiska som fokuserar på argument, språkliga tolkningar och preciseringar, 2) den politiska som ska analysera och ifrågasätta maktförhållande och ska upprätthålla ett demokratiskt samhälle och 3) den naturvetenskapliga som använder induktiva och deduktiva metoder för att pröva hypoteser. Därför tar begreppet sig olika nyanserad betydelse i olika ämnen. Tanken är att det finns en gemensam grund i definitionen av kritiskt tänkande, men begreppet tar sig olika uttryck. Browne & Friedman (2000) hävdar att “Critical thinking comes in many forms but all possess a single core feature. They presume that human arguments require evaluation if they are to be worthy to widespread respect”.

Kritisk tänkande är av stort intresse i ett modernt digitaliserat samhälle där individerna är begravda i ett allt snabbare informationsflöde som måste utvärderas för att skapa meningsfull kunskap (Hjort 2014) . En väl fungerande liberal demokrati kräver medborgare som kan tänka kritiskt om sociala frågor, som informerar sig om rätt styrning och för att övervinna fördomar. Kritiskt tänkande spelar också en viktig roll i processen att skapa och systematiskt testa hypotesen inom vetenskapen. Enligt den ovanstående definitionen från Rådet för Excellens i Kritisk Tänkande (National Council for Excellence in Critical Thinking

8

argumentationsförmågor och anses vara ett önskvärt pedagogiskt mål (“as a guide to belief and action”). Både nästa generations vetenskapliga standard och de kommande Program for International Study Assessment (PISA-testerna) kommer att fokusera på användandet av vetenskaplig kunskap med högre ordningens kognitiva processer för utvärdering, kritik och syntes (Bailin 2002).

Att läraren ska fästa mer uppmärksamhet på elevens utveckling av högkognitiva förmågor och slutligen av kritiskt tänkande, leder till att han/hon behöver planera enstaka lektioner, aktiviteter, laborationer osv, som har som mål att instruera dem att tänka, vara kritiska, analysera, formulera och diskutera modeller, lösa problem, dra slutsatser, ta beslut i olika sammanhang.

Ett sätt att kunna utveckla t.ex. problemlösningsförmågor är att ge elever verkliga problem att lösa under lektionstid. Enligt Broman (2015) kan elevernas problemlösningsförmåga utvecklas med hjälp av ett kontextbaserat angreppsätt, där eleverna möter öppna frågor, som är kopplade till deras vardag, och kräver förklaringar och resonemang. I detta arbetssätt blir de memorerade kunskaperna nödvändiga för att förklara en frågeställning som härrör från en närsituation. Frågeställningar är komplexa och förutsätter lärarhandledning, men ger samtidigt eleven möjlighet att resonera, pröva och ompröva resonemangen.

För att utveckla elevernas högre ordningens tänkande, menar Broman (2015) att läraren måste utforma nya examinationsuppgifter som kräver högre ordningens kognitiva färdigheter. Sådana uppgifter, som kan vara kontextbaserade för att demonstrera relevans och väcka elevernas intresse, måste praktiseras upprepade gånger av studenter, för att till slut kunna förbättra deras högre ordningens tänkande.

För att hjälpa elever att kunna träna de högkognitiva förmågorna, och således utveckla kritiskt tänkande, krävs inte bara specifika uppgifter utan också specifika lektionstillfällen och möjligtvis specifika metoder.

Högkognitiva förmågor är inte intuitiva och lätta att utveckla (Kuhn 2009). Tid måste ägnas för att lära, utforska och tillämpa dem vid olika sammanhang och problem. Detta är tanken bakom det som kallas “infusion”. Infusion innebär att läraren använder olika ämnens innehåll (kontext) för att så småningom utveckla elevernas kritisk tänkande under lektionens gång. Läraren tränar elever att tänka, lösa problem, diskutera och utveckla modeller i en specifik ämnesrelaterad kontext. Läraren planerar särskilda lektioner där hen för över tankemodeller och tankeprotokoll till elever genom att använda specifika ämnesinnehåll.

9

Flera svenska skolor har börjat tillämpa uppgifter, som är knutna till kontext (Broman 2015, Norin 2012) och nytt material har sammanställts av Skolverket (Kemilärarguide, Skolverket 2015) som kan hjälpa lärarna att börja undervisningen från den makroskopiska och vardagliga nivån för att sedan lägga fokus på det som sker på molekylär nivå. Den angivna uppgiften leder eleverna till att på ett bättre sätt lära sig att använda sin kunskap till att lösa konkreta problem och besvara samhällsrelaterade frågor. Upp till vars och ens kunskap har en infusion av kritiskt tänkande i kemi sparsamt tillämpats i svenska skolor, till skillnad mot utländska skolor där flera exempel av infusionslektioner i naturvetenskap och matematik har använts och utvärderats. Även om undervisningen i kemi enligt svenska läroplaner ska leda till att utveckla kritiskt tänkande, är det upp till läraren att utforma lektioner och uppgifter så att det kan hjälpa eleven att nå detta mål.

Syfte och Frågeställningar

Under den begränsade tid jag hade till förfogande för detta examensarbete, tänkte jag att det kunde vara intressant att utföra en pilotstudie, som kunde kasta lite ljus över de fördelar och nackdelar, som ett eventuellt införande av infusions- lektioner i kemi, i den svenska gymnasieskolan skulle innebära.

Min pilotstudie syftar till att besvara följande frågeställningar:

1. Vilka kunskaper finns inom forskning kring en undervisning i kemi som gynnar ett kritiskt och kreativt tänkande ?

2. Hur upplever lärare och elever exempel på en sådan undervisning?

Den första delen av mitt arbete fokuserar på granskningen av den infusionsmetod som Swartz och McGuinness har utvecklat och tillämpat i amerikanska och engelska skolor under de sista tjugo åren (Swartz, Fischer & Parks 1998, Swartz & Parks 1994, McGuinness, Sheehy, Curry, Eakin, Evans & Forbes 2006).

Den andra delen beskriver och analyserar en fältundersökning som jag gjorde efter att ha genomfört en infusionslektion om skicklig orsaksförklaring, tillämpad på felsökning av en kemisk anläggning. Jag utformade lektionen enligt en mall från litteraturen (Swartz, Fischer &

10

Parks 1998), som fokuserade på området kemisk jämvikt. Undersökningen bestod av en enkät och några intervjuer av lärarna och eleverna i årskurs 3 på en naturvetenskaplig linje i södra Sverige.

Syftet med undersökningen var, som jag nämde tidigare, att kunna identifiera fördelar och nackdelar som läraren och eleverna ser med att arbeta med utvecklingen av kritiskt tänkande kopplat till kemi. Samtidigt kunde arbetet också förutse problem som kunde uppstå, om man skulle införa en träning på kritiskt tänkande kopplat till ämneskontext i den svenska skolan.

Resultatet av studien hänger ihop med valet av lektion och påverkas naturligtvis av de känslor som det väckte i klassrummet.

Teoretiska Perspektiv

För att kunna utföra en meningsfull studie behöver man skissa upp ett teoretiskt ramverk. Ramverket för detta arbete innehåller: 1) en definition av begreppet kontext och kritiskt tänkande; 2) en diskussion angående valet av ett exempel på en lektion som bidrar att utveckla kritiskt tänkande i kemi.

Kontext

Broman (2015) förklarar begreppet kontext genom att relatera till det latinska ordet ”contextere” och med hjälp av Cambridgeordboken tolkar det som ”situationen inom vilken något existerar eller händer och kan hjälpa till att förklara det” (översatt från Cambridge dictionary 2014). Kontexten är enligt Broman (2015) en variabel som hjälper eleven att urskilja kemins roll i vardagliga situationer. Såsom Nentwig, Demuth, Parchman & Gräsel (2007). förklarar, är kontexten varken ett motiverande trick i början av lektionen eller en tillsats i slutet för att ytterligare illustrera ämnet. Kontexten ska fungera som en röd tråd i alla undervisningsmoment.

En lite smalare definition av kontexten kan överensstämma med begreppet praktik och kan därför grundas i både ett pragmatiskt och ett sociokulturellt pedagogiskt perspektiv. Utifrån en pragmatisk syn är kunskap någonting som ska tillämpas i samhället och som ska läras i en miljö som är så nära praktiken som möjligt (det som Dewey uttrycker med begreppet ”learning by doing”, Forsell 2011). En central utgångspunkt i ett sociokulturellt perspektiv är att människor kan lära sig och utvecklas genom deltagande i sociala praktiker (Forsell 2011, s.171)

11

och därmed också kunna ta del av samhällets arv. Enligt detta perspektiv är kemiska begrepp, teorier och modeller (såsom språk, matematiska formler osv) medierande redskap som gör det möjligt för människan att ”appropriera” sig av kunskapen som är samhällets arv. Redskapen är inte själva målet med undervisningen utan istället bara ett verktyg. För att kunna appropriera och sedan internalisera sin kunskap måste eleven bekanta sig med dessa redskap och det kan bara ske i samtal och i sociala praktiker. Genom att knyta kemiundervisningen till en kontext, dvs genom att skapa lektioner och uppgifter som utgår från vardagsnära frågeställningar och samhällsrelaterade problem, försöker man skapa situationer som liknar den sociala praktiken (Bulte, Westbroek, de Jong & Pilot 2006). Man kan till exempel utmana elever till att lösa praktiska problem, som uppstår i ett kemiskt företag eller som kemister dagligen brottas med på ett analyslaboratorium. Man kan slutligen hjälpa elever att använda det kemiska redskapet för att besvara små vardagsproblem och stora samhällsrelaterade frågor. På så sätt kan elever ärva den kunskap som västvärlden hittills har samlat inom området kemi.

Olika perspektiv om kritiskt tänkande

Begreppet kritiskt tänkande introducerades för första gången av Dewey (1910) under namnet ”reflective thinking” och innebär enligt Brodin´s uppfattning fyra koncept: tolkning, förklaring, förståelse och abstraktion (Brodin 2007). Ennis (1985) använder uttrycket reflekterande och förnuftigt tänkande som är inriktat på att avgöra vad man ska tro och vad man ska göra. Enligt Ennis (1985) tolkning är kritiskt tänkande ingen ren teoretisk övning utan

har praktiska följder och en social dimension. Begreppet innefattar även problemlösning och beslutsfattande.

Kritiskt tänkande har alltid varit- och är fortfarande en grundläggande del av vetenskapen, men i moderna tiden har det blivit en pedagogisk angelägenhet därför att elever inte kan lära sig att utveckla sin kritiskt tänkande förmåga i den utsträckning som förväntas av dem (Brodin 2007, Walters 1994). Faktum är, att ingenstans i Blooms´ taxonomi (Bloom 1956), varken i sin ursprungliga eller i dess reviderade form (Anderson & Krathwohl 2001) existerar det en kategori för kritiskt tänkande. Följaktligen är kritiskt tänkande inget särskilt mål för lärandet i skolan. Enligt Ennis (1985) finns det emellertid ett behov av att tydliggöra kritiskt tänkandets olika moment på ett organiserat sätt, om vi förväntar oss att elever ska lära sig att tänka kritiskt. Ennis (1985) bidrag är härmed att komma bort från tanken att det kritiskt tänkandets kärna är att lära sig att identifiera ogiltiga argument, såsom den sokratiska traditionen ville. Ennis (1985) skapar en ny taxonomi av mer positivt tänkande i form av en lista av förmågor som kan vara lämpliga mål för ett kritiskt tänkandes läroplan. Ett omfattande

12

arbete om utveckling av kritiskt tänkande har utförts av Halpern (1984), som identifieras med de kognitiva perspektiven. Enligt Halpern (1984) är kritiskt tänkande en förmåga som går att lära sig, som kan betraktas som en ren skicklighet. Dessutom likställs många gånger kritiskt tänkande med vetenskapliga metoder, vilket innebär att det finns vissa regler som gäller i själva processen av kritiskt tänkande. Dessa regler skulle man kunna träna i undervisningen. Därför föreslår Halpern (1984) en rad strategier för hur kan man förbättra olika aspekter av kritiskt tänkande genom att använda olika kognitiva verktyg. Med utgångspunkt i forskningen från kognitiv psykologi har Halpern (1984) skapat en taxonomi som omfattar såväl argumentationsanalys som hypotesprövning, sannolikhetsresonemang, problemlösning, beslutsfattande och kreativitet. Halperns arbete konkretiserades med instruktionstexter och manualer, som främst syftar till gymnasie- och högskolestudenter. Problemlösning är ett begrepp som Halpern (1984) särskilt förknippar med kritiskt tänkande och analyserar mycket detaljerat. Beroende på karaktären av det knepiga problem som ska lösas, föreslår hon olika strategier, såsom att ställa upp matriser, rita grafer, sortera ut irrelevanta och vilseledande informationer, arbeta baklänges från slutet till olika lösningar som i labyrinter. Halperns (1984) synpunkt är att alla dessa strategier kan leda till att eleven kan träna upp sin förmåga att lösa problem och härmed bygga upp sin kritiskt tänkandets förmåga på lång sikt. Halpern (1984) betonar också att språket är ett nödvändigt medel i det kritiska tänkandet för att kunna överföra ideer och kunna göra sin avsikt klar för lyssnaren.

Inom de kognitiva perspektiven finns dessutom andra röster, såsom Kufiss (1988) som gör en markant skillnad mellan problemlösning och kritiskt tänkande. Kufiss (1988) medger att kritiskt tänkande är en typ av problemlösning som innebär resonemang om öppna eller dåligt strukturerade problem. Således är målet för kritiskt tänkande inte att hitta eller genomföra en lösning, utan att konstruera en rimlig representation av situationen eller problem som skulle kunna presenteras i ett övertygande argument.

Den informella logiska rörelsen har bidragit till att problematisera meningen av kritiskt tänkande. Siegel (1988) menar att om begreppet kritiskt tänkande ska bära en signifikant vikt i det pedagogiska tänkandet och i praktiken, så är det viktigt att det avgränsas med någon precision, så att vi vet vad vi talar om, om vi önskar att förbättra elevers kritiska tänkandets förmåga. Inom den informella logiska rörelsen strävar filosoferna efter att utveckla ett sätt att resonera som kan generaliseras för att vara användbara i alla sammanhang, dvs i olika kontext som personligt utbyte, reklam, politisk debatt, juridiska argument, tidningar, tv, webben och sociala media. Enligt Siegel (1988) är kritiskt tänkande nära besläktat med rationalitet. Nyckelbegreppet är resonemang som anses vara den ultimata förutsättningen för att vara både

13

rationell och kritisk. Utbildningen som syftar till utfärdandet av kritiskt tänkande är inget mindre än utbildningen som syftar till främjandet av rationalitet och utvecklingen av rationella individer (Siegel 1988). Den informella logiska rörelsen har sina rötter i filosofi och lägger fokus på argumentationsteknik. Kritiskt tänkande ska inte bara betraktas som en färdighet, som i det kognitiva perspektivet, utan istället snarare som en metod. Det är alltså inte tillräckligt med att tänka kritiskt, man måste också vara beredd och villig att utnyttja denna förmåga när man tar itu med ett problem. Detta är en viktig förutsättning för att tänka kritiskt, vilken det kognitiva perspektivet medvetet eller omedvetet ignorerar. En bra sammanfattning av båda perspektiven om kritiskt tänkande kan finnas i Glasers (1941) ord, när han skriver att kritiskt tänkande innebär att 1) vara beredd att tänka på ett tankeväckande sätt om problem och frågor som faller inom ramen av erfarenhet; 2) ha kunskaper om metoder för logisk undersökning och resonemang och 3) ha någon skicklighet att tillämpa dessa metoder.

Enligt denna definition av kritiskt tänkande är det möjligt och logiskt att kunna använda kritiskt tänkande i olika sammanhang. Under de senaste åren har dock många forskare höjt sina röster mot dessa perspektiv. Enligt dem kan kritiskt tänkande inte reduceras till rationalism och rationellt tänkande, utan istället skulle det kunna innefatta också egenskaper som empati, känslor, intuition, fantasi, kreativitet och åter etiskt tänkande. Dessutom anses karaktären av kritiskt tänkande vara beroende på sammanhanget och individens kulturella bakgrund (Brodin 2007).

Tidigare forskning

Tänkandebaserat lärande för att undervisa tänkande och tankedispositioner

I bakgrund av de sistnämnda perspektiven om kritiskt tänkande är det viktigt att knyta undervisningen i kritiskt tänkande till en kontext, såsom Swartz belyser i sitt omfattande arbete kring införandet av ”Tänkandebaserat Lärande” (TBL) (Swartz et al. 1998, Swartz, Costa, Kallick, Beyer & Reagan 2007, Swartz & McGuinness 2014). Detta arbete utgår mest från Ennis (1985) och Halperns (1984) perspektiv för att skapa en omfattande serie av tänkande mål, främst med fokus på utveckling av skickligt tänkande, men också på att införliva nya målsättningar rörande tankedispositioner. Serien ska kopplas till Blooms taxonomi om högre ordnings tänkande och är menat att öka utbudet av tänkande förmågor, som kan vara önskvärt att driva som utbildningsmål i en modern läroplan. Swartz utgår från Blooms analys, syntes och utvärderingsförmågor, men definierar senare en bredare taxonomi som innefattar

14

metakognition, problemlösning och beslutsfattande. Metakognition är ett filosofiskt begrepp som ibland kallas ”tanke om tänkandet”. Det hänvisar till tre typer av kunskaper : 1) kunskap om tankeprocesser, deras egna och allmänna; 2) självreglering eller förmåga att planera, övervaka och justera tänkande i förhållande till uppgiftens krav 3) förmåga att utvärdera tänkandets resultat eller utfall (Flavell 1979). För sin teoretiska relevans och praktiska betydelse för att bidra till elevernas lärande, förtjänar metakognition en speciell placering i taxonomin. Metakognition agerar enligt Swartz som en bedömare som övervakar och justerar den andres tankeförmågor.

Efter att ha beskrivit sin taxonomi, analyserar Swartz olika tankedispositioner som kan bidra till att hjälpa eleven att utveckla ett kritiskt tänkande. Bland dessa nämner han i enlighet med Ennis (1987, 1996) önskan om tydlighet, förmåga att förstå andras synpunkter, att vara sanningssökande, att vara öppen och att söka alternativ.

De flesta av de tidiga kurserna i kritiskt tänkande var fristående och omfattade formell deduktiv logik och ibland induktiv logik som exemplifierades t.ex. med naturvetenskapen. t.ex. Halperns (2003) kurs om kritiskt tänkande. Såsom den utövas av Swartz och kollegor, tänkandebaserat lärande (TBL) innebär att läraren utformar lektioner, där tänkande och innehåll undervisas samtidigt. Detta har som fördel att elever undervisas i skickliga tänkandestrategier och samtidigt uppmanas att använda dem på det innehåll de lär. Genom att koppla ihop tänkandet till kontextet når eleverna en djupare förståelse och är mer engagerade i det de lär sig. På så sätt skaffas en bättre miljö för att undervisa kritiskt tänkande. En hel del bevis på framgången av TBL kommer från deltagande skolor i hela världen, men några forskningstudier har också utförts som utvärderar detta tillvägagångssätt (Burke & Williams 2008, De Acedo Lizarraga, De Acedo Baquedano, Goicoa Mangado & Cardelle-Elawar, 2009., Dewey & Bento 2009, McGuinness 2006). Gemensamt med andra TBL program såsom Cognitive Acceleration through Science Eucation (CASE, Adey, Shayer, Yates 1989), Let´s Think (Adey, 2008)Cognitive Acceleration through Mathematics Education,CAME (Shayer & Adami, 2007), Making Thinking Visible (Ritchhart 2002), The Thinking Classroom (Tishman, Perkins & Jay, 1995), Thinking Together (Wegerif, 2011) har Swartz et al. (1998) tillvägagångssätt några punkter som anses viktiga för att lyckas med att lära kritiskt tänkande i olika ämnesammanhang. Viktigt är t.ex. att lära explicita tankestrategier i klassrummet, att uppmana elever att göra sitt tänkande synligt för resten av klassrummet och för allmänheten, att arbeta med hjälp av tanke kartor, mallar och att uppmana grupparbete, möte och utbyte i klassrummet. I synnerhet identifierar Swartz et al. (1998) fyra huvudmetoder som kan tillämpas under en tänkandebaserad lektion: 1) direkta metoder såsom användning av tankekartor,

15

speciella mallar, muntligt förhör; 2) metoder som främjar eftertänksamhet när elever bearbetar ämnesinnehåll, såsom användning av mallar för att skildra information, guidad läsning, språkteknik, reflekterande uppsatsskrivning; 3) metoder som främjar eftertänksamhet genom samarbete som t.ex. i brainstormingsuppgifter, att utveckla samarbetsinlärnings strategier, att sammanlägga information, att växla mellan individ, grupp och diskussion i klassen; 4) metoder baserade på lärarens beteende som främjar eftertänksamhet och en bättre tänkandemiljö såsom att tillåta väntetid, klargöra frågor och ifrågasätta elevers slutsatser.

Infusionslektioner är tänkta för att instruera elever till att utveckla de olika förmågor som omfattas av kritiskt och komplext tänkande såsom beslutsfattande, problemlösning, orsaksförklaring, modellskapande och modellanvändning, bestämning av källors tillförlitlighet, förutsägelse av företeelser. Lektioner, som spanar över olika delar av ämnesinnehåll i kemi, biologi och fysik, men har en gemensam struktur som innefattar fyra steg: introduktion (lektionens syfte och upplägg), aktivt tänkande, tänka på ditt tänkande, tillämpa ditt tänkande (Swartz et al. 1998). Tänka på ditt tänkande är det viktigaste momentet i hela lektionen och innebär att elever ska reflektera omkring det arbetet som de precis har gjort i klassrummet. De ska förklara vilka typer av resonemang och strategier de har använt för att komma fram till resultatet (en modell, en lösning till ett problem, en orsaksförklaring, en förutsägelse) och om de steg och strategier som de precis har tillämpat skiljer sig från dem de brukar använda. I detta steget utvärderar elever sitt tänkande och lär sig att vara medveten om det.

Metod

Valet av lektionsupplägg och av materialet

Den första delen av detta arbete fokuserade på att beskriva och analysera hur en lektion som gynnar kritisk och kreativ tänkande kan gestaltas och förverkligas i linje med den tankebaserade undervisning som introducerades och tillämpades från Swartz et al. (2007) och McGuinness et al. (2006). För detta ändamål valdes ett exempel där elever skulle lära sig att utföra en skicklig orsaksförklaring. Orsaksförklaring är ett viktigt steg i naturvetenskapen och är grundläggande för att kunna t.ex. formulera nya läkemedel eller identifiera nya terapier i medicin. I området kemi behövs kunskapen om orsaksförklaring för att kunna utföra en lyckad felsökning i en process eller anläggning. I synnerhet en lektion har valts för denna studie som fokuserade på kemisk jämvikt vilket är ett delområde som både läraren och elever ofta upplever som svår och abstrakt (Tyson, Treagust & Bucat 1999, Karpudewan 2015) En mall utformad

16

från Swartz et al. (1998) översattes och adapterades till gymnasieelever (i årskurs 3). Arbetsmaterial i form av en säkerhetsrapport, två mallar och en handledning för lektionen delades ut på GoogleDocs till eleverna (Se Bilaga 1).

Lektionens utvecklades i otta olika moment: -introduktion,

-grupparbete 1: identifiering av möjliga orsaker

-klassrumsdiskussion 1: presentationen av möjliga orsaker -grupparbete 2: identifiering av möjliga bevis

-klassrumsdiskussion 2: presentationen av möjliga bevis

-grupparbete 3: identifiering av faktiska bevis (läsning av säkerhetsrapport, se Bilaga 1) -klassrumsdiskussion 3: presentationen av faktiska bevis

-samling och sammanfattning: presentationen av orsakskedja

Efter en kort introduktion om lektionens upplägg och syfte, presenterades problemet (minskad koncentration av svavelsyra i en kemisk anläggning med ett fiktivt namn Tre Gafflars Anläggning) och eleverna delades in i grupper (grupparbete 1) för att kunna analysera ett anläggningschema och därmed börja med att identifiera de möjliga orsakerna till minskad koncentrationen av svavelsyra. Efter en stund samlades hela klassen igen och de olika grupperna presenterade för hela klassen de möjliga orsaker de hade hittat (tryckökning, temperaturökning, ändring av koncentrationen av reaktanter och produkter) (Klassrumsdiskussion 1). Alla orsaker skrevs på tavlan och kommenterades i klassrummet med hjälp av kemisk jämvikts lag. Efter en kort paus indelades klassen i grupper en gång till (grupparbete 2) och varje grupp fick en möjlig orsak att analysera. Syftet med grupparbetet 2 var att förklara hur den möjliga orsaken kunde ha skapats av en brist, ett fel eller en dålig funktion i själva anläggningen. Eleverna uppmanades att söka efter möjliga bevis. Efter en stund presenterade varje grupp inför klassen sina möjliga bevis (som t.ex. en förstoppning i utgångsleden, ett fel i leveransen av reaktanterna, ett fel med kontrollen av utgångsventilen, ett problem med rengöring av katalysator osv.) (Klassrumsdiskussion 2). I sista steget uppmanades eleverna att leta efter faktiska bevis i undersökningsrapporten av kvalitetskontrollteamet (Bilaga 1) och att fylla i den i mallen (Möjlig orsakàMöjlig bevisàFaktiskt bevis). Avslutningsvis förklarades hur de olika orsakerna och bevisen kunde sammanställas för att bygga en möjlig orsakskedja till minskad koncentration av svavelsyra i anläggningen.

17 Observationen under lektionens gång

Elevers interaktioner och samarbete i grupperna såsom deras samverkan i klassrumdiskussioner observerades under lektionens gång, för att kunna få ta del av hur eleverna resonerade och diskuterade med varandra när de utförde uppgiften. Under observationen gjordes översiktliga anteckningar.

Val och undersökningsmetod och genomförande

En blandad metod baserad på en enkät (exit ticket) och två intervjuer tillämpades för att kunna undersöka hur lärarna och eleverna upplevde lektionen och därmed den typ av undervisning som anses gynna kreativ och kritisk tänkande i kemi. En fördel med enkätundersökning i förhållande till intervjuer är att man med mindre arbetsinsats kan få ett större svarsunderlag, vilket ger större tyngd åt resultatet och ökar möjligheten att generalisera (Stukát 2011). I denna studie är antalet elever som besvarade enkäten dock inte tillräckligt omfattande (30 elever) för att kunna generalisera resultaten på ett mer övergripande plan, men resultatet kan användas för att utvärdera utfallet av den gällande lektionen. Som ett komplement till enkäten genomfördes en semistrukturerad intervjutill en fokus grupp av tre elever. Syftet med samtalet var att få ta del av hur eleverna resonerar och diskuterar omkring fördelar och nackdelar av en tänkandebaserad undervisning. Fördel med en sådan intervju är att de diskuterad djupare vad enkätundersökningen gjorde. Under samtalet uppmuntrades elever också att jämföra tänkandebaserat med problembaserat lärande som tillämpas på skolan sedan ett antal år.

Enkätsundersökning

Enkäten bestod av fem frågor. Första och andra frågan syftade till att undersöka vilka känslör lektionen hade väckt. En tre gradig skala av olika ansikten (mycket nöjd, nöjd, inte nöjd) användes för att semikvalitativt utvärdera svaret.

Fråga 1

Idag har du deltagit i en uppgift relaterad till kemisk jämvikt. I uppgiften har du bland annat arbetat med att analysera fakta och fatta beslut på ett systematiskt sätt i kemi. Hur kände du dig när du genomförde uppgiften?:

18 Fråga 2

Skulle du vilja delta en gång till i en liknande lektion?

J

K

L

Fråga 3

Var det något som du upplevde som svårt med uppgiften? Ge en kort motivering.

Fråga 3 undersökte lektionens utveckling och nivån. Svaret var tänkt att lyfta fram problem som elever kanske inte ville eller kunde direkt uttrycka med den tregradiga skalan av fråga 1 och 2.

Fråga 4

Tycker du att du hade nytta av kunskaper kring kemisk jämvikt för att genomföra uppgiften? Frågan 4 undersökte om elever behövde förkunskaper i kemisk jämvikt för att kunna utföra uppgiften. Detta är viktigt för att veta på vilket sätt man kan planera liknande lektioner i undervisning, om de skulle planeras innan eller efter genomgången, om uppgiften kunde t.ex. användas som provmaterial osv.

Fråga 5

Skulle du vilja ha fler liknande lektioner under kemikursen? (Ja/nej) (ge en kort motivering). Fråga 5 var lite liknande fråga 2 men krävde en kort motiveringen. Svaret var tänkt att belysa varför elever var nöjda/missnöjda med den här typen av undervisning. På så sätt kunde man undersöka vilka fördelar/nackdelar som eleverna ser med denna lektionen och eventuell generalisera dem till liknande lektioner.

Fråga 6

Vad tycker du om denna uppgift:

a) Den bidrog till en roligare lektion (1-5)……… b) Jag lärde mig att tänka på nya sätt (1-5)……….... c) Jag lärde mig mer om... (fortsätt själv meningen)……….. d) Jag har gjort liknande uppgifter i kemi tidigare (aldrig/ibland/ofta)………….………….. En skala mellan 1 och 5 användes för svar 6a och 6b så att resultatet kunde direkt kvantifieras med ett medelvärde. Frågan 6c (Jag lärde mig mer om…) var tänkt att undersöka hur eleverna

19

reflekterade omkring det tänkande de hade gjort under lektionen.

Sista frågan 6d (Jag har gjort liknande uppgifter i kemi tidigare) var en slags kontrollfråga (lärarna visste att de inte hade tillämpad tänkandebaserad undervisning tidigare) vilket samtidigt uppmanade elever att reflektera omkring lektionens innehåll, upplägg och syfte.

Intervju med elever

En fokusgrupp av tre elever intervjuades omedelbart efter lektionen. Eleverna ställde frivilligt upp för intervjun. Samtalet inleddes genom att besvara samma frågor som de hade besvarat efter lektionen men vidgades sedan för att kunna undersöka vilka fördelar och nackdelar eleverna ser med att arbeta med utvecklingen av kritiskt tänkande kopplat till kemi (För texten av intervju med elevers fokusgrupp se Bilaga 2). Intervjun var semistrukturerad men ändå pratade eleverna ganska fritt så att från själva lektionens innehåll och utfall gick samtalet över till andra aspekter. Ett intressant samtalsämne blev t.ex. fördelar med en undervisning som är anknyten till kontexten och slutligen konflikten mellan bedömning och kreativitet (För transkribering av intervju se Bilaga 2).

Intervju med lärarna

En vecka efter lektionen intervjuades två lärare som var närvarande på lektionen. Intervjun var semistrukturerad genom fem olika frågor (För texten av frågor se Bilaga 1). Fråga 1 och 4 syftar till att värdera upplägget av lektionen (….på vilket sätt skiljer sig denna uppgiften från den som du har gjort tidigare) och utfallet ( Vad tror du att eleverna lärde sig..?). Frågan 2 syftar till att undersöka vilka fördelar och nackdelar läraren ser med att tillämpa ett tänkande baserat lärande i deras undervisning. Fråga 3 undersökte om lärarna var överens om att en liknande uppgift verkligen kan gynna kritisk och kreativ tänkande. Slutligen lyfte fråga 5 fram praktiska problem som kunde uppstå med planeringen av liknande lektioner. Under samtalet uppmanades lärarna att förutse praktiska problem som kunde uppstå med införandet av denna typ av undervisning (För texten av intervju se Bilaga 2). Lärarna ombads också att sammanfatta deras upplevelser och åsikter genom att lämna skrivna svar på frågorna (Skrivna svar från läraren Bilaga 2)

Etiska regler under intervjuer

Elever informerades om syfte med undersökningen och med lektionen såsom anonymitet i examensarbetet (Vetenskåpsrådet, Forskningsetiska principer inom humanistisk-samhällsvetenskaplig forskning). Enkäten skickades via e-post till lärarna och delades ut till

20 eleverna. Svaren samlades in direkt efter lektionen.

Intervjun med eleverna genomfördes omedelbart efter lektionen på skolan och tog ca 20 min. Elever ställde upp frivilligt till intervjun och informerades en gång till om anonymitet i arbetet. Mötestid och plats för intervjun med lärarna avtalades i förväg och bekräftades via e-post. Intervjuerna utfördes utan att andra elever var närvarande i samtalet (dock fanns andra lärare närvarande i rummet). Intervjuerna spelades in och transkriberades efteråt.

Intervjun med lärarna tog ca 10 minuter. Informationskravet och samtyckeskravet säkrades när de medverkande lärarna tillfrågades om medverkan. Lärarna informerades också om anonymitet i examensarbetet. Skrivna svar meddelades via e-post tre dågar efter samtalet.

Metodens kritik

Denna studie omfattar en mindre grupp informanter (31 elevsvar, 3 elever i fokusgrupp samt muntlig och skriftlig intervju med 2 lärare). Den är tänkt som en pilotstudie för att ge en bild av hur elever och lärare från en svensk skola upplever ett exempel av infusionlektion eller tänkandebaserad undervisning i kemi. Studien har därför inga anspråk på att dra mer långtgående slutsatser.

Resultat och Analys

Elevsvar till exit ticket

Analys av svar till exit ticket frågor 1 och 2 (Figur 1, se också Bilaga 2, Sammanfattning av elevsvar till Exit Ticket) visar att eleverna har en övervägande positiv respons till lektionen och att de vill arbeta vidare på detta vis.

21

Figur 1. Elevernas respons till lektionen:

L

K

Till frågan om de har upplevt att någonting var svårt med uppgiften, svarar lika många elever ja som nej (se Figur 2). Det tyder på att uppgiften inte var särskilt enkel.

Figur 2: Uppgiftens svårighet enligt eleverna

Motiveringen för ja visar på bra information, bra förklaring, tydliga instruktioner, medan motiveringen för nej är mycket varierad, från texten som anses ha varit för lång, mallar som innehållit engelska begrepp, och brist på förståelse för syftet med uppgiften (”vi visste inte vad vi var ute efter”) (se Bilaga 2 Sammanfattning av elevsvar till Exit Ticket).

0 5 10 15 20 25

Fråga 1

Fråga 2

Antal elever

Fråga 1: Hur kände du dig när du genomförde uppgiften? Fråga 2 : Skulle du vilja delta en gång till i en liknande lektion?

Inte nöjd

Nöjd

Mycket Nöjd

A

nt

al

e

le

ve

r

Fråga 3: Var det något som du upplevde som svårt med uppgiften?

22

De flesta av eleverna tycker att kunskap om kemiska jämvikten är nödvändig för att kunna förstå och utföra uppgiften. (Figur 3)

Figur 3. Behov av kunskaper om kemiska jämvikten för att utföra uppgiften.

När eleverna tillfrågades om de ville ha fler liknande lektioner under kemikursen, svarade de övervägande ja (Figur 4). Det bekräftar elevernas positiva attityd till tänkandebaserade lektioner, vilket redan hade visats i svaren till frågorna 1 och 2.

Figur 4. Eleverna önskar flera liknande uppgifter.

Eleverna motiverar sina svar genom att hävda att: a) det är bra med omväxling, variation, varierad undervisning; b) det är ett intressant och roligt sätt att arbeta; c) exempel

0 2 4 6 8 10 12 14 16

A

nt

al

e

le

ve

r

Fråga 4: Tycker du att du hade nytta av kunskaper kring kemisk jämvikt för att genomföra uppgiften?

Mycket

Lite

Inte mycket

Inte alls

0 5 10 15 20 25

A

nt

al

E

le

ve

r

Fråga 5: Skulle du vilja ha fler liknande lektioner under kemikursen?

23

och experiment ger en tydligare bild av området; d) det är lättare att lära sig om man får en tydlig tillämpning; e) liknande uppgifter hjälper genom att man kan applicera sina kunskaper till verkliga situationer; f) det är bra att man får tänka själv; g) liknande uppgifter visar hur kemi kan användas i samhället.

Några elever föreslår att liknande uppgifter kunde användas till prov eller kunde kopplas direkt till genomgången.

Motiveringarna till ett negativt eller neutralt svar är att uppgiften tar för mycket tid/det gav inte så mycket/lektionen hade kunnat användas till annat/ kemisk jämvikt är ingenting som jag föredrar/det finns andra sätt att lära sig, och liknande. (Se Bilaga 2, Sammanfattning av elevsvar till Exit Ticket)

I fråga 6 uppmuntrades eleverna till att ge en sorts utvärdering av uppgiften med hjälp av fyra olika alternativa svar och en femgradig skala. Del 6a föreslår att ”Uppgiften bidrog till en roligare lektion” (skala 1-5); del 6b att ”Jag lärde mig att tänka på ett nytt sätt”, (skala 1-5).

Till båda förslagen ger eleverna ett medelvärdesbetyg av 3.7, vilket visar att lektionen var rolig och hade nått sitt mål, dvs. att lära eleverna att använda nya tänkande-strategier. Även om eleverna inte har använt detta som motivation i svaren till frågan 5, svarar de, när de blir direkt tillfrågade, att de har lärt sig att tänka på ett nytt sätt.

Del 6c försökte hjälpa eleverna att sammanfatta lektionens pedagogiska innehåll med meningen ”Jag lärde mig mer om…. ”.Eleverna hävdar att de lärde sig mer om kemiska jämvikten, om faktorer som påverkar en reaktion, om problemlösning, om situationer i det verkliga livet t. ex om en fabriks utrustning. Några elever påpekar också att de faktiskt har lärt sig att analysera olika bevis, och att de har lärt sig ett nytt sätt att tänka. Till sist uppmuntrades eleverna att reflektera en gång till omkring lektionens upplägg med hjälp av frågan 6d : ”Jag har gjort en liknande uppgift tidigare” (aldrig/ibland/ofta). Svaret är inte oväntat: 26 av 31 elever skriver att de aldrig har gjort en liknande uppgift tidigare (Se Bilaga 2, Sammanfattning av elevsvar till Exit Ticket).

Lärarnas svar till frågor

Lärarna uttrycker också positiva känslor efter att ha deltagit i lektionen och vill gärna tillämpa detta sätt att arbeta (”väldigt intressant” och ”det som jag gillar är att det egentligen inte bara var kemisk jämvikt utan det var också, som du säger, det här med att kritiskt analysera”) (se Intervju av läraren i Bilaga 2). När de tillfrågades om det är första gången de har upplevt denna typ av lektion eller om de har gjort något liknande tidigare (Fråga 1, se Bilaga 2 Frågor till lärarna), svarar lärare 1 att hon har själv inte använt sig av denna metod vid

24

något tillfälle. Den andra läraren har hållit någon liknande lektion tidigare men har då använt en mindre uppgift (se Skrivna Svar från Lärarna i Bilaga 2, sidan 41). Detta sätt, att analysera fakta på ett teoretiskt plan, är någonting nytt för honom också (se Intervju av läraren i Bilaga 2). Båda lärarna hävdar att lektionens uppgift var väldigt stor och komplex.

När det gäller att påpeka fördelar med detta sätt att arbeta (Fråga 2) skriver läraren att uppgiften visar för eleverna konkreta verkliga exempel på det de lärt sig och att de cementerar teorin genom att applicera den i djupanalyser (se Skrivna Svar från Lärarna i Bilaga 2). Under intervjun hävdar läraren 2 att ”fördelen är att verkligen få använda inte bara den teoretiska förståelsen…..utan även utveckla att väga och analysera olika faktorer” (Se intervju av lärarna i Bilaga 2, sidan 42). På så sätt kan man testa två olika kunskapskrav med en enda uppgift, dvs den begreppsliga och den analytiska förmågan.

Uppgiften har som nackdel att det kräver en hel del förkunskap (se Skrivna svar av lärarna i Bilaga 2). ”Det går bara inte att göra uppgiften utan teoretiska kunskaper”, påpekar läraren 1 och vidare ”för att kunna göra just den här typen av uppgift måste man känna till grunderna i kemisk jämvikt…De måste ha arbetat med den tidigare” (se Intervju av lärarna, sidan 43). En annan nackdel är att det tar mycket tid att förbereda och utföra uppgiften.(”Det är samma som för nationella prov. Det krävs tid för att utveckla uppgiften” påstår lärare 1. ”Nackdelen är att det tar en tid vilket…man har alltid lite begränsad tid till lektionen tycker man, och att man behöver ha gått igenom många saker innan”, påpekar lärare 2).

Båda lärarna är överens om att uppgiften bidrar till att utveckla den analytiska förmågan med speciellt fokus på problemlösningsförmågan (Se skrivet svar till fråga 3, sidan 36: Absolut speciellt analysera problemet och värdera olika faktorers relevans för problemet.) Den analytiska förmågan brukar lärare 2 testa med hjälp av labbrapportsskrivning (Se intervju av lärarna, sida 43) men han anser att den också kunde testas med hjälp av en tänkandebaserad uppgift (”skulle man kunna göra det här till en komplex stor provfråga”, sida 42 i intervjun). Den sista kunde till och med utnyttjas för att utveckla eller testa den kommunikativa förmågan (”Det här med den kommunikativa förmågan beror lite på hur man gör det, t.ex. om man ska redovisa eller sammanfatta inför klassen”, sidan 43).

Utöver att utveckla elevens analytiska och kommunikativa förmågor, bidrog uppgiften med ”att elever lärde sig att lyfta en abstrakt uträkning av jämviktsproblem till en nivå som kan uppfattas mer logisk” (se Skrivna svar från lärarna i Bilaga 2, sida 36). Enligt lärare 2, kan uppgiften fungera som en fördjupning eller en repetition (Se intervju av lärarna, sida 42). Förmodligen kan man inte använda mer än en eller två liknande uppgifter på en kurs.

25

Slutligen inser båda lärarna att denna typ av undervisning ofta kräver djupa kunskaper i ämnesområdet (Se skrivna svar från lärarna, frågan 5, sida 36) och tid för planering. Som lärare är man ofta bara insatt i några delar av ämnet. Av denna anledning önskar sig båda lärarna att det skulle finnas en bank med exempel av sådana uppgifter (”Och som jag sa, är de lite mer komplexa och även som lärare kan man inte vara lika mycket expert på alla delar av kursen” (Se intervju av lärarna, sida 44).

Gemensamma drag i elevernas och lärarnas svar

Det finns några gemensamma drag i elevernas och lärarnas svar som pekar på att lektionen har tagits emot väl och att de gärna vill fortsätta att arbeta på detta sätt.

Eleverna tycker att uppgiften var lagom svår (ungefär 50% svarade ja när de blir tillfrågade om hur de upplevde svårigheten med uppgiften) och att den kräver förkunskaper i kemiska jämvikten. Den synpunkten bekräftas av lärarna som också menar att uppgiften inte kan utföras förrän eleverna har tillägnat sig kunskap om kemiska jämvikten (”och att de måste ha lite kött på benen, som man brukar säga”).

Lärarna upplevde också uppgiften som ”väldigt stor och komplex” (Skrivna svar från lärarna, Bilaga 2).

Värderingen av uppgiften, och speciellt av den som lektionen kan ha bidragit till, skiljer sig i elevernas och lärarnas svar. Eleverna uppskattar uppgiften för att den är kontextrelaterad, den visar hur man kan tillämpa kunskaper vid verkliga situationer och hur kemi kan användas i samhället. De flesta har inte lagt märke till att syftet med uppgiften är att utveckla kritiskt tänkande. Bara få elever svarar att uppgiften är bra för att man kan lära sig att tänka själv, att analysera, att leta efter bevis (se kort motivering till fråga 5 i Bilaga 2) När de blir tillfrågade om en kort motivering om varför de skulle vilja upprepa lektionen, hävdar de att: exempel och experiment ger en tydligare bild av området/man lär sig bättre av exempel/det är lättare att lära sig om man får en tydlig tillämpning/det är bra att applicera sina kunskaper till verkliga situationer. Det är inte annorlunda för att elever aldrig har upplevt en tankebaserad undervisning tidigare och därför inte alls är vana vid den.

Lärarna uppskattar uppgiften för att den kan bidra till att utveckla elevers analys- och problemslösningsförmåga. De är inte heller vana vid att arbeta med tankebaserat lärande men förstår bättre syftet med uppgiften och lektionen.

Både eleverna och lärarna pekar på olika nackdelar av att arbeta med infusionsmetoder och identifierar några problem, som kan uppstå när metoden tillämpas i en vanlig svensk skola. Enligt eleverna kan uppgiften ta tid från vanlig undervisning och ”krocka” med andra

26

inlämningar, vilket skapar oro och stress. Tidsfaktorn är också ett av lärarnas bekymmer: arbetssättet kan vara tids- och kunskapskrävande (” Det besvärliga är att det kan ta tid att planera större moduler som hänger ihop”, ”vid större problem behövs en stor del av förkunskaper”).

Förutom att bli upplysta om fördelar och nackdelar med tänkandebaserad undervisning, uttrycker eleverna under samtalet sin ångest inför bedömningssituationer och förtydligar att ”man vågar inte riktigt göra saker när man vet att man blir bedömd” (Se intervju av elevers fokusgrupp, s.41). Denna aspekt bör inte underskattas av läraren under planering av infusionslektioner för att utveckla kritiskt och kreativt tänkande.

Diskussion

Upplägget av infusionslektionen, och den observation som gjordes under lektionens gång, pekar på att undervisning i linje med Swartz och McGuiness’ modell försöker gynna kritiskt tänkande både med hjälp av samtal mellan lärare och elever under helklassdiskussioner och med hjälp av arbete i små grupper. En viktig aspekt är att diskussioner dessutom inte är helt fria, men kan struktureras eller stödjas med hjälp av mallar och frågor i enlighet med det kognitiva perspektivet och speciellt Halperns tillvägagångssätt (Halpern 1984). Kritiskt tänkande är en uppsättning av förmågor som kan bli tränade och instruerade såsom både Ennis (1985) och Halpern (1984) påpekar. Kritiskt tänkande skapas dessutom inte bara genom att elever och lärare diskuterar med varandra. Såsom andra studier i de samhällsvetenskapliga ämnena har visat, är förekomsten av klassrumsdiskussioner i sig ingen garanti för att kritiskt tänkande manifesteras (Hjort 2014). I stället är det viktigt att diskussionen har ett tydligt fokus på ett problem eller påstående, att den behandlar relevanta argument och att olika perspektiv lyftes fram. Frågor och mallar hjälper eleverna att behålla fokus. Läraren är den som börjar lyfta fram olika perspektiv genom att uppmuntra eleverna att ta hänsyn till olika orsaker. En viktig roll spelar arbetet i grupper, där eleverna analyserar de olika orsakerna och letar efter olika bevis.

Att problemet är starkt knutet till ämnesinnehållet, som i fallet av felsökningen i Tre Gafflars anläggning, är fördelaktigt därför att det hjälper deltagarna att behålla fokus. Dessutom visade det sig, genom svaren till enkäten och intervjun till fokusgruppen, att eleverna uppskattade att uppgiften var kopplat till verkligheten för att det då gjorde lektionen mer konkret och tydlig. Detta resultat är i linje med Bromans studie (2015) som påpekar att elever önskar sig uppgifter som är anknutna till vardagen och verkligheten. Kontextrelaterade

27

uppgifter, menar Broman (2015), hjälper elever att urskilja kemins roll i vardagliga situationer och att kunna lösa verkliga problem. Fördelen med infusionslektioner är att de använder ett konkret ämnesinnehåll för att utveckla kritiskt tänkande (som förklarats tidigare i detta arbete, se avsnitt om Tänkandebaserad Lärande, s.13). Medan elever undervisas i skickliga tänkande strategier, uppmanas de att använda dem på det innehåll de lär. På så sätt når denna typ av lektionen också mål som är typiska för kontextrelaterat lärande (Broman 2015, Norin 2012, Neslihan & Çalik 2012) såsom att lära sig använda sin kunskap till att lösa konkreta problem och besvara samhällsrelaterade frågor.

Svaren på enkäten och intervjun med fokusgruppen visar på att eleverna är mycket positivt inställda till infusionslektioner (eller tänkandebaserad undervisning) och att de skulle uppskatta att kunna jobba vidare på det sättet. Några elever hävdar att under lektionen har de lärt sig:- ett nytt sätt att tänka; -att lösa problem;-att analysera olika bevis. Läraren hävdar att problemlösning och analys är de viktigaste förmågorna som uppgiften försöker träna upp. Egentligen siktar inte uppgiften till att lösa något praktiskt problem (såsom minskningen av svavelsyra i Tre Gafflars anläggning) utan istället till att träna förmågor och speciellt till att hitta en skicklig orsaksförklaring. I detta avseende strävar lektionen till att utveckla kritiskt tänkande i linje med Kufiss (1988) (se Teoretiska perspektivet s.12 i detta arbete) vilket inte nödvändigtvis innefattar problemlösning. Elever blir tränade att utveckla nyanserade resonemang och att använda dessa när de tar itu med ett problem, såsom den informella logiska rörelsen föreslår (se Teoretisk perspektivet, s.13 i detta arbete)

Lärarna ser olika fördelar med lektionen och uppgiften: - det visar för eleverna konkreta, verkliga exempel så att de kan ”cementera teorin genom att applicera i djupanalyser” (Se lärarens svar till fråga 2); -det lyfter en abstrakt uträkning till en nivå som kan uppskattas som mer logisk (se lärarens svar till fråga 4); -det hjälper elever att utvärdera olika faktorers relevans (Se svaret till fråga 3). Detta bekräftar att kopplingen av tänkandet till kontextet leder eleverna till en djupare förståelse, såsom Swartz och McGuinness (2014) påpekar. Det som lärarna uppskattar mest är att lektionen och uppgiften är avsedda att utveckla kritiskt tänkande, speciellt i form av analysförmåga. Detta är målet med uppgiften och med det tänkandebaserade lärandet. Eleverna är emellertid inte direkt medvetna om det, även om de har blivit informerade av lektionens syfte. De är dessutom inte vana vid att bli tränade i tänkande. Att det krävs träning för att utveckla den höga kognitiva förmågan bekräftas av Ennis (1985), Kuhn (2009) och av Broman (2015), som redan förklarats i en annan del av detta arbete (se Inledning s.8). De Acedo

28

Lizarraga, et al. (2009) har bevisat att det behövs minst en tvåårig träning med infusionsmetoden för att kunna identifiera någon förbättring av elevens kognitiva förmågor. Enstaka lektioner där läraren tillämpar denna metod kan därför inte leda till någon signifikant förändring av elevens kognitiva förmågor.

Både elever och lärare inser att uppgiften har några nackdelar, såsom att det krävs förkunskaper i ämnet och att den är relativt komplex. Lärarna är bekymrade över att den är tidskrävande och att den förutsätter lång förberedelse. Att uppgiften är komplex är inte nödvändigtvis negativt. Enligt Broman (2015) måste läraren utforma komplexa examinationsuppgifter för att kunna utveckla de höga kognitiva förmågorna.

Detta arbete var tänkt som en pilotstudie för att kunna undersöka hur en tänkandebaserad lektion i linje med Swartz och McGuinness’ metod skulle kunna gestaltas och upplevas i en svensk gymnasieskola. Resultatet visade att metoden kan tillämpas och att elever och lärare uppskattar en sådan lektion. Arbetet undersökte också fördelen och nackdelen av metoden, vilka uppenbarades för både elever och lärare under lektionen. Undersökningen hade inte möjlighet att omfatta flera uppgifter, flera klasser eller olika skolor. Således är de erhållna resultaten och de dragna slutsatserna inte på något sätt avsedda att vara generaliserande. Det skulle vara intressant att utvärdera liknande lektioner i andra ämnen, såsom biologi och fysik. Dessutom skulle andra uppgifter och moduler kunna utvärderas, sådana som syftar till att utveckla andra förmågor i kritiskt tänkande, som modellskapande, beslutsfattande, analys av källor osv.

Denna studie kan kanske öppna vägen till mer omfattande forskning om tillämpning av infusionsmetoder i svenska gymnasier.

Slutsats

Detta arbete har undersökt hur en lektion, som gynnar kritiskt och kreativt tänkande, kan gestaltas i linje med en tänkandebaserad undervisning, som utvecklats och tillämpats av Swartz och McGuinness. Modulen, som utvaldes för tillämpning, bestod av en orsaksförklaring till förminskning av svavelsyra i en kemisk anläggning. Lektionen krävde kunskaper om kemiska jämvikten, ett ämnesinnehåll som elever ofta upplever som svårt och abstrakt. Med hjälp av en enkät och två intervjuer visades att elever och lärare gav en positiv respons till lektionen och att de var intresserade av att arbeta vidare med den typen av uppgift och av tänkandebaserad

29

undervisning. Eleverna förklarade att metoden har fördelen av att vara starkt knuten till en kemisk kontext och att därmed kunna bidra till en roligare och mer konkret lektion. Lärarna påpekade att uppgiften, som bearbetades under lektionen, lyfte en abstrakt uträkning av kemiska jämvikten till en nivå som uppfattades mer logisk. Vidare bekräftade de att denna och liknande uppgifter, utvecklade i linje med Swartz och McGuinnes metod, har som fördel att tillåta bedömningen av analys- och problemlösningsförmågan på ett djupare och mer systematiskt sätt än den som man brukar kunna göra i ramen av en traditionell undervisning. Således kan vidare forskning inom detta område samt implementering av metoden i svenska skolan ses som intressant och önskvärt.

Referenser

1. Adey, P., Shayer, M. & Yates, C. (1989). Thinking science: The curriculum materials of the CASE project. London: Thomas Nelson and Sons.

2. Adey, P., (Ed.), (2008). Let’s think handbook: A guide to cognitive acceleration in the primary school. London: GL Assessment.

3. Anderson, L. W. & Krathwohl, D. R. (2001). A Taxonomy for Learning, Teaching and Assessing: a revision of Bloom´s taxonomy of Educational Objectives. New York: Addison Wesley Longman.

4. Bailin S. (2002). Critical Thinking and Science Education, Science Education, 11, ss. 361-375.

5. Bernholt, S M. & Parchmann, I. (2011). Assessing the complexity of students´ knowledge in chemistry, Chemistry Education Research and Practice, 12 (2), ss. 167-173.

6. Bloom, B. S. (1956). Taxonomy of educational objectives : the classification of educational goals. New York: David McKey.

7. Brodin, E. (2007) Critical Thinking in Scholarship: Meanings, Condition, Development. Doktorsavhandling Lund: Department of Education, Lunds Universitet. 8. Broman K. (2015). Chemistry: content, context and choices. Towards student´s high

order problem-solving in upper secondary school, Doktorsavhandling Umeå:

Avdelning för Matematik och Naturvetenskapens Didaktik, Umeå Universitet.

9. Browne, N. & Friedman (2000) Distinguishing Features of Critical Thinking Classrooms. Teaching in Higher Education, Vol. 5, No. 3.

30

10. Bulte, A. M. W., Westbroek H. B., de Jong O. & Pilot A. (2006). A research approach to designing chemistry education using authentic practices as context, International Journal of Science Education, 28 (9), ss. 1063-1086

11. Burke, L. A., & Williams, J. M. (2008). Developing young thinkers: An intervention aimed to enhance children's thinking skills. Thinking Skills and Creativity, 3(2), ss.104-124.

12. De Acedo Lizarraga, M., De Acedo Baquedano, M., Goicoa Mangado, T., & Cardelle-Elawar, M. (2009). Enhancement of thinking skills: Effects of two intervention methods. Thinking Skills and Creativity, 4(1), ss. 30-43.

13. Dewey, J. (1910), How we think, D.C. Heath & Co.

14. Dewey, J., & Bento, J. (2009). Activating children's thinking skills (ACTS): The effects of an infusion approach to teaching thinking in primary schools. British Journal of Educational Psychology, 79(2), ss. 329-351.

15. Ennis, R.H. (1985). A logical basis for measuring critical thinking skills. Educational Leadership, 43 (2), ss. 44-48.

16. Ennis, R. H. (1987). A taxonomy of critical thinking dispositions and abilities. In J. Baron, & R. Sternberg (Eds.), Teaching thinking skills: Theory and practice. (pp. 9-26). New York: WH Freeman/Times Books/Henry Holt & Co.

17. Ennis, R. H. (1996). Critical thinking dispositions: Their nature and assessability. Informal Logic, 18(2).

18. Flavell, J.H. (1979). Metacognition and cognitive monitoring: A new area of cognitive-developmental inquiry. American Psychologist, 34(10), 906-911.

19. Forsell, A. (2011), Boken om Pedagogerna: Liber, s. 171.

20. Glaser E. M.(1941). An experiment in the development of critical thinking, N.Y. Bureau

of Publications, Teachers College, Columbia University

21. Gomez, M. d. C. (2007). Biologi är äckligt, fysik tråkig och kemi svårt, att lära sig naturvetenskapen i dagens grund - och gymnasieskola, Master uppsats, Pedagogiska Institutionen, Lund.

22. Karpudewan, M., Treagust, D. F., Mocerino, M., Won M., & Chandrasegaran, A.L. (2015). Investigating high school students´understanding of chemical equilibrium concepts. Int. J. Env. & Science Ed. 10(6), ss. 845-863.

23. Kurfiss, J. G. (1988). Critical Thinking: Theory, Research, Practice, and Possibilities. ASHE-ERIC Higher Education Report No. 2. Washington, D. C.: Association for the Study of Higher Education.