Examensarbete
15 högskolepoäng, avancerad nivåNaturvetenskaplig undervisning
med en dator per elev:
möjligheter och utmaningar
utifrån lärarnas perspektiv
Teaching science with one computer per pupil:
opportunities and challenges from teachers’ perspective
Julia Franziska Winter
Kompletterande pedagogisk utbildning 90 högskolepoäng
Huvudämne: Biologi och Kemi Slutseminarium 2014-09-17
Examinator: Lisbeth Amhag Handledare: Björn Lundgren
LÄRANDE OCH SAMHÄLLE Skolutveckling och ledarskap
Master of Science in Upper Secondary Education, thesis, 15 ECTS Teaching science with one computer per student:
Opportunities and challenges from a teachers’ perspective Julia Franziska Winter, PhD 2008
Background:
One to one (1:1) describes the educational setting where each student and teacher has access to an own information technology (IT) device, usually a laptop or tablet computer, not only to facilitate
communication and administrative work, but also to improve student digital competence and learning outcomes. Despite efforts and investments taken by countries such as Sweden to digitalize schools, research shows that the mere presence of digital media does not automatically lead to improved learning outcomes. The aim of this thesis was to examine in which ways teachers make use of IT and 1:1 settings in their teaching in order to improve student learning in natural sciences.
Methods:
First, a literature survey was performed in order to review relevant insights from evidence-based educative research on IT-supported learning. Second, in order to collect the empirical data for this study, semi-structured deep-interviews were held with four teachers that teach in biology, chemistry, or natural sciences. Additionally, a questionnaire among eight prospective teachers was performed to find out how they assessed both usage and effects of 1:1 during their classroom observation visits of natural science-lessons. Third, the collected empirical data were analysed on the basis of the socioconstructive and inquiry-based learning theories of Vygotsky and Dewey, respectively, as well as the technological pedagogical content knowledge (TPACK) model of Mishra and Koehler.
Results:
This study revealed specific examples of how IT and 1:1 settings can be used to support student learning, e.g. when developing key abilities such as learning to learn, metacognition, communication, and digital competency. Identified opportunities and positive factors favoring an efficient use of IT and 1:1 are a student-centered teaching setup, teachers personal IT-interests and a clear guidance concerning the use of computers and learning objectives. Additionally, challenges and negative factors that can jeopardize positive effects of 1:1 settings were identified. One of the biggest challenges described by both teachers and prospective teachers is the distraction due to inappropriate IT usage during class time. Other negative factors are found in the teachers’ local conditions, such as the technical equipment available in class, the composition of the classes, students’ motivation and ability to self-control, and teachers’ possibilities to develop their TPACK.
Conclusion:
This study shows that positive effects on teaching and learning are more likely to arise when IT and 1:1 settings are selectively used to promote formative feedback and effective learning activities – which are active, student-centered, cognitively challenging, creative and (socio)constructive.
Sammanfattning
Trots intensiva satsningar på skolans digitalisering visar forskningen att den inte leder automatiskt till förbättrat lärande och kunskapsutveckling hos eleverna. Syftet med examensarbetet var att undersöka pedagogernas syn på frågan hur IT och 1:1 kontexten
kan utnyttjas för att främja elevers lärande i naturvetenskaplig undervisning.
Empirin omfattar djupintervjuer med fyra lärare som undervisar i biologi, kemi eller NO. Syftet var att få insikt i lärarnas funderingar och sätt att använda IT och 1:1
kontexten för att stötta elevers lärande och det pedagogiska arbetet. Dessutom gjordes en enkätstudie bland åtta lärarstudenter för att ta reda på deras uppfattningar om 1:1 kontextens användning och effekt vid observerade naturvetenskapliga lektioner. Det empiriska materialet analyseras utifrån utvalda teoretiska utgångspunkterna som omfattar teorier av Vygotskij och Dewey kring sociokonstruktivistiskt lärande respektive inquiry-based learning samt Mishra och Koehlers TPACK modell.
Kopplingar görs också till aktuell evidensbaserad pedagogisk forskning kring IT-stödd lärandet som beskrivs i forskningsöversikten.
Arbetets resultat visar på konkreta exemplen på hur IT och 1:1 kontexten kan utnyttjas för att främja elevers lärande, t.ex. vid utveckling av förmågor som lära att lära, metakognition, kommunikation och digital kompetens. Identifierade positiva faktorer för en effektiv IT användning är ett elevcentrerat undervisningsupplägg, lärarnas IT-intresse och elevernas guidning kring datoranvändning och kunskapsmålen. I arbetet identifieras också en rad utmaningar och riskfaktorer som kan lätt äventyra positiva effekter av IT och 1:1 kontexten. Som mest besvärlig upplevs ITs
distraktionskraft på eleverna samt lokala förutsättningar som är svårare att påverka (teknisk utrustning, klassens sammansättning, elevernas motivation och förmåga till självkontroll, samt lärarnas möjligheter till att kunna utveckla sin TPACK).
Analysen visar att positiva effekter för undervisningen och elevers lärande uppstår mer sannolikt när IT och 1:1 kontexten används selektiv för att stödja effektiva
läraktiviteter som är aktiva, elevcentrerade, kognitiv utmanande, skapande och (social-) konstruktivistiska samt för att ge formativ bedömning.1
1
Nyckelord: biologi, dator i skolan, datorstött eller digitalstött lärande, en dator per elev, en-till-en, 1-1, 1:1 kontext, elevdator, IKT, IT (informationsteknologi), kemi, naturvetenskap, NO, TPCK / TPACK (technological pedagogical content knowledge), skolans digitalisering
Förord
Detta är för mig ett utmärkt tillfälle att tacka alla som har gett mig stöd på ett eller annat sätt under examensarbetets gång.
Jag vill framföra mitt djupa och varma tack till alla fyra lärare för att de tog sig tiden för intervjun och generöst låtit mig ta del av deras kunskaper, funderingar och
erfarenheter. Ett stort tack till alla 8 lärarstudenter som deltog i min enkät, det var spännande att läsa om hur ni upplevde 1:1-användandet vid era VFU-skolor. Jag tackar också min handledare Björn Lundgren för konstruktiv handledning och stöd och en ”Dankeschön” för tips kring finesser med det svenska språket.
Sist men inte minst vill jag tacka min familj för stort tålamod och stöd under den långa tiden som togs för att färdigställa detta arbete.
All real life is meeting.
(Alles wirkliche Leben ist Begegnung) Martin Buber, 1958
Innehållsförteckning
Sammanfattning ... i
Förord ... ii
1 Inledning ... 1
2 Syfte och frågeställningar ... 4
3 Litteraturgenomgång ... 5
3.1 Forskningsöversikt ... 5
3.1.1 Studier kring hur IT kan stötta lärandet ... 5
3.2 Studier kring hur IT kan störa lärandet ... 8
3.3 Teoretiska pedagogiska utgångspunkter ... 9
3.3.1 Lev Vygotskij, det sociokonstruktivistiska lärandet och den proximala utvecklingszonen ... 10
3.3.2 John Dewey och learning by inquiry ... 11
3.3.3 Lärares förmåga att integrera IT: Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK) ... 12
4 Metod och genomförande ... 14
4.1 Lärarintervjuerna ... 14
4.1.1 Metodiska överväganden vid val av intervju ... 14
4.1.2 Urval av informanter ... 14
4.1.3 Genomförande av intervjuerna ... 15
4.1.4 Bearbetning av lärarintervjumaterialet och analysförfarandet ... 15
4.1.5 Metoddiskussion ... 16
4.2 Enkätstudien ... 17
4.2.1 Metodiska överväganden vid val av enkät ... 17
4.2.2 Genomförande av enkät ... 18
4.2.3 Bearbetning och analysförfarandet ... 18
4.2.4 Diskussion av enkätstudien som metod ... 19
4.3 Forskningsetiska överväganden ... 19
5 Resultat – redogörelse och analys ... 21
5.1 Lärarintervjuerna ... 21
5.1.1 Frågeställning 1: Vilka möjligheter och utmaningar ser lärarna med IT och 1:1 kontexten utifrån deras egna förutsättningar? ... 21
5.1.2 Frågeställning 2: Vilka fördelar ser lärarna med IT och 1:1 kontexten och hur använder de IT och 1:1 för att stötta elevers lärande? ... 26
5.1.3 Frågeställning 3: Vilka nackdelar ser lärarna med IT och 1:1 kontexten för
sin undervisning och elevers lärande? ... 29
5.1.4 Frågeställning 4: Vilka läraktiviteter föredrar lärarna att göra utan IT och varför? 31 5.2 Enkätstudien bland lärarstudenter ... 33
6 Diskussion ... 36
Referenser ... 40
7 Bilagor ... 43
7.1 Enkät till lärarstudenter (tabell med resultatsammanfattning) ... 43
7.2 Enkätanalysen i textform ... 48
1 Inledning
Sveriges intensiva satsningar på skolans digitalisering medförde att de flesta
gymnasieskolor och högstadiegrundskolorna2 har under tiden infört någon form av 1:1 (en till en) kontext. Med 1:1 menas att varje elev och lärare har varsin IT3 verktyg, vare det i form av bärbar dator eller surfplatta.
Vilka möjligheter och utmaningar ser lärare med 1:1 kontexten för elevers lärande? Mitt intresse för frågan härrör från mina egna varierande intryck jag samlade vid olika lektionsobservationer av fem olika lärare i biologi, kemi och naturkunskap med 1:1 kontext. Vid dessa tillfällen satt jag längs bak i klassen med god syn på både läraren och eleverna samt elevernas datorskärmar. Lärarnas arbetssätt skilde sig tydligt i vilken utsträckning, på vilket sätt och till vilka syften IT användes i undervisningen. Denna variation tyckte jag var intressant och relevant, både i sig och för min framtida
yrkesverksamhet – Vad är lärarnas funderingar och motiv för att välja antingen digitala eller analoga (alltså icke-datorbaserade) verktyg för ett didaktiskt syfte?
Vid alla observationstillfällen kände jag vid att de digitala verktygen lätt kan motarbeta klassens gemensamma fokus. Särskilt elever som har svårare att koncentrera sig verkade inte klara att motstå dragkraften av digitala frestelsen som Facebook, Instagram, YouTube, snabbmeddelanden, datorspel mm. Att IT och därmed också 1:1 avkräver ett för många orimlig stort mått av ansvar och självkontroll uppmärksammades också i skoldebatten4.
Skolans digitalisering är ett internationellt fenomen eller trend (Valiente, 2010). Skolans digitalisering kan kopplas till flera förväntningar. För det första ska eleverna bli digitalt kompetenta och därmed förberedda för samtliga yrken av dagens digitaliserade kunskaps- och informationssamhälle. Digital kompetens är en av EU:s åtta
nyckelkompetenserna för att främja livslångt lärande5 (Skolverket, 2009b). Den innebär säker och kritisk användning av informationssamhällets teknik samt grundläggande
2 http://www2.diu.se/framlar/egen-dator/ och http://computersweden.idg.se/2.2683/1.400646
3 I arbetet använder jag begreppet IT som ett samlingsbegrepp för informationsteknologi(er), alltså alla möjliga
digitala teknologier eller verktyg (hårdvara som bärbara datorer, surfplattor och även smartmobiler samt all mjukvara) som är relevanta i skolsammanhang och som kan användas för digitalstött lärande samt internettillgång.
4 t.ex. http://nyheter24.se/debatt/765505-lararstudent-elevdatorer-stor-undervisningen 5 http://eur-lex.europa.eu/legal-content/SV/ALL/?uri=CELEX:32006H0962
färdigheter i informations- och kommunikationsteknik6. Detta konkretiseras i
styrdokumenten, där IT-användningen är till viss del reglerat (Skolverket, 2010). Elever skall kunna ”använda modern teknik som ett verktyg för kunskapssökande,
kommunikation, skapande och lärande” (kunskapsmålen i Lgr11, kap.2.2). Bland examensmålen av gymnasieskolans naturvetenskapsprogram står det att ”datainsamling och beräkningar sker i huvudsak med datorstöd. Förmågan att söka, sovra, bearbeta och tolka information samt att tillägna sig ny teknik är viktig för naturvetare och
matematiker. Utbildningen ska därför ge god vana att använda modern teknik och utrustning” (Skolverket 2011, s. 47).
För det andra ska skolans digitalisering gynna effektivisering av arbetsprocesser i skolans administration och organisation. Enligt Skolinspektionens granskning7 (Lund, 2012) har 1:1-satsningar i många fall redan lett till effektivisering av administration, planering och organisation av skolarbete.
Sist men inte minst har det förväntats att skolans digitalisering leder också till bättre elevresultat eller måluppfyllelse, både kunskapsmässigt och kompetensmässigt
(Grönlund, 2014, Hylén, 2013). Internationell forskning kring effektiviteten av datorstött lärande och 1:1 satsningar har dock under tiden visat att en ökad
tekniknärvaro i sig inte medför bättre kunskapsutveckling (Håkansson, 2011, Hattie, 2012, Valiente, 2010, Woessmann and Fuchs, 2005). Medan det är mer sannolikt att negativa effekter som distraktion och stress uppstår i sammanhang med IT användning (Andersson et al., 2014, Fleischer, 2013) inträffar positiva effekter på elevers lärande däremot inte automatiskt (Grönlund, 2014, Skolverket, 2013, Tallvid, 2010).
För att lärfrämjande effekter kan uppstå måste IT användningen integreras i undervisningen på ett genomtänkt och pedagogiskt meningsfullt sätt (Mishra &
Koehler, 2006). Att detta är en stor utmaning för majoriteten av lärare och skolor visar myndigheternas rapporter kring IT användning i skolan. Enligt Skolverket ”kan IT i sig inte förbättra elevernas lärande, däremot finns en stor pedagogisk potential om läraren har IT-kompetens och reflekterar över sin roll samt över hur undervisningen ska kunna utvecklas med ny teknik” ((Skolverket, 2009), s. 3). Och enligt Skolinspektionens granskning från 2012 har 1:1-satsningar i många fall inte lett till utveckling av IT-användningen ”så att det blir ett stöd i det pedagogiska arbetet och gynnas elevernas
6 http://europa.eu/legislation_summaries/education_training_youth/lifelong_learning/c11090_sv.htm 7 http://www.skolinspektionen.se/Documents/Kvalitetsgranskning/it/pm-it-iundervisningen.pdf
kunskapsutveckling och lärande” (Lund, 2012). Detta beror enligt Skolverket på att ”lärare har fortfarande mest kompetensutvecklingsbehov i hur IT kan utgöra ett pedagogiskt verktyg (Skolverket, 2013), s. 6)).
Fokusen av mitt examensarbete är att undersöka möjligheterna och utmaningarna som lärarna ser med IT och 1:1 kontexten för elevers lärande och det pedagogiska arbetet i naturvetenskapliga ämnen som biologi och kemi. Arbetets centrala fråga är:
Hur kan IT och 1:1 kontexten utnyttjas på ett pedagogiskt meningsfullt sätt så att den bli överlag en tillgång till lärandet i stället för ett hinder? Frågan är inte bara intressant
2 Syfte och frågeställningar
Syftet med examensarbetet är att undersöka hur IT och 1:1 kontexten kan utnyttjas för
att främja elevers lärande i naturvetenskapliga ämnen, främst i biologi och kemi. Jag
valde att belysa frågan främst ur lärarnas perspektiv. Med hjälp av fyra kvalitativa djupintervjuer ville jag ta reda om lärarnas uppfattningar kring vilka möjligheter och utmaningar lärarna ser med IT användningen och 1:1 kontexten i naturvetenskaplig undervisning.
Följande fyra frågeställningar kommer att undersökas i arbetet:
1. Vilka möjligheter och utmaningar ser lärarna med IT och 1:1 kontexten utifrån deras egna förutsättningar?
2. Vilka fördelar ser lärarna med IT och 1:1 kontexten och hur använder de IT för att stötta elevers lärande?
3. Vilka nackdelar ser lärarna med IT och 1:1 kontexten för sin undervisning och elevers lärande?
4. Vilka läraktiviteter föredrar lärarna att göra utan IT och varför?
Datamaterialet kompletterades med en enkät bland åtta KPU- lärarstudenter för att ta reda på deras intryck från naturvetenskapliga lektioner med 1:1 kontext där
lärarstudenterna auskulterade i. Syftet var att få insyn i lärarstudenternas uppfattningar och funderingar kring hur de uppfattade sättet på vilket den observerade lärare och eleverna använde IT samt vilken effekt 1:1 kontexten enlig lärarstudenterna hade på undervisningen och elevers lärande. Enkäten skulle utvidga mina egna
observationsintryck och möjligtvis komplettera lärarintervjuerna genom att påpeka faktorer som i praktiken har generell betydelse för 1:1 kontextens effekt på lärandet.
3 Litteraturgenomgång
Litteraturgenomgången är uppbyggt i två delar: I första delen av litteraturgenomgången ges en forskningsöversikt över evidens- och ämnesbaserad pedagogisk forskning8 kring hur IT-användning kan användas för att stötta lärandet och så kallade ”effektiva
läraktiviteter”. Sedan beskrivs forskningsstudier som undersöker på vilket sätt IT kan störa lärprocesser.
I andra delen ges läsaren en översikt över arbetets teoretiska utgångspunkter. Dessa omfattar utvalda teorier av pedagogerna Lev Vygotsky och John Dewey kring vad det är som kännetecknas sociokonstruktivistiskt lärande och learning by inquiry. Dessutom presenteras Mishra och Koehlers TPACK modellen som används i forskningen för att undersöka lärares olika kompetenser som är nödvändiga för att kunna använda IT på ett pedagogiskt meningsfullt och effektivt sätt. Arbetets teoretiska utgångspunkter tjänar som referensram och redskap för att analysera resultaten från arbetes egna empiriska undersökningar.
3.1 Forskningsöversikt
3.1.1 Studier kring hur IT kan stötta lärandet
I kunskapssamhällen har utbildningens kvalité blivit så pass viktig att forskningen inom
scientific teaching (Handelsman J, 2007) eller mer allmänt evidence based learning (EBL)9 har ökat betydligt inom de sista decennierna. Inom den så kallade
discipline-based educational research (DBER) undersöks och utvecklas student centrerade,
effektiva instruktions- och lärmetoder (Wood, 2009). DBER som på svenska kan nog översättas med ämnesdidaktisk forskning tog sin början i 80-talet inom fysik, men bedrivs sedan dess i alla STEM10 ämnen. Här presenteras ett urval av fem lovande forsknings-baserande ”effektiva” läraktiviteter (så kallade research-based promising
practices). De flesta av dessa läraktiviteter funkar också på klassiskt ”analogt” sätt, dvs.
utan digitalt stöd. Det intressanta i arbetets sammanhang är dock att man i regel utnyttjar någon form av digitalt stöd för att läraktiviteterna får sin fulla effekt.
Den första effektiva läraktiviteten som ska nämnas handlar om aktivt lärande genom kamratdiskussion och formativ bedömning under lektionen (Peer instruction and
8 DBER: discipline-based educational research
9 http://en.wikipedia.org/wiki/Evidence-based_education och http://www.ebtn.org.uk/ 10 STEM: science, technology, engineering and mathematics
class formative assessment). Eric Mazur11 utvecklades metoden peer instruction med syftet att synliggöra och effektivisera studenters lärande i fysik (Crouch and Mazur, 2001). Metoden som egentligen kunde också heta peer discussion har blivit mycket framgångsrik särskilt i stora universitetskurser med många studenter. Den tvingar studenterna till reflektion och diskussion kring ett koncept som nyss behandlades under föreläsning. Studenterna skall uppmuntras till att aktivt konstruera sin förståelse och prova de nya kunskaperna direkt – istället för att vara bara passiva mottagare. Övningen utgår från en utmanande concept test i form av en multiple-choice fråga som studenter bör först funderar själv över innan de röstar med hjälp av en form av student response
system, t.ex. clickers eller smartmobiler12. I enkla småskaliga sammanhang som i klassrummet kan färgkort (flash cards) vara lämplig. Fördelen med ett digitalt svarssystem är att svaret registreras elektroniskt och ett digitalt histogram kan
presenteras för kursen eller klassen. Det digitala stödet möjliggör inte bara att svaren ges anonymt utan också att förståelseproblem och fördelningen av uppfattningar blir synliga och kan tas itu i klassen direkt (Crouch and Mazur, 2001). Forskning visade att eleverna blir mer känslomässigt involverade (Wood, 2004) och att det faktiskt är själva samtalen och diskussionen bland eleverna samt tvången till att artikulera sina tankar som främja lärandet snarare än närvaron av någon kamrat som vet det rätta svaret (Berling, 2012, Smith et al., 2009).
Den andra effektiva läraktiviteten som presenteras här handlar om formativ
bedömning och metakognition13 som ges utanför lektionen. IT underlättar formativ bedömning och utvecklingen av metakognition hos eleven. Utanför klassen sker detta genom t.ex. course-management mjukvara som visualiserar elevens framgångar i lärandet relativt till kursens mål. IT underlättar också möjligheter till tydligt och dokumenterad kommunikation mellan lärare och elev (Luckin et al., 2012, Wood, 2009).
Den tredje effektiva läraktiviteten handlar om IT-baserade interaktiva simuleringar. Eleverna kan träna färdigheter på ett lekfullt sätt eller för att utveckla och testa
hypoteser i en ”autentisk” forskningsmiljö. Högvärdiga, forskningsbaserade open
access resurser med interaktiva simuleringar och spel för att träna naturvetenskapliga
koncepter eller ämnen ägnar sig både till läraktiviteter i och utanför klassen. PhET
11 http://mazur.harvard.edu/education/educationmenu.php, se också examensarbete av Dennis Berling 12 t.ex. http://socrative.com/ eller https://www.mentimeter.com/inspiration-for-teachers
Interactive (Science) Simulations14 av University of Colorado Boulder används också av två av studiens intervjuade lärare. Andra exemplen som ska nämnas är Aipotu15, en
BioQUEST mjukvara för simuleringar av autentiska biologiska forskningsprojekt (White, 2012), eller labster16 (Bonde et al., 2014) som erbjuder laborationsmöjligheter
samt real-world cases inom molekylärbiologi och bioteknologin. Gemensamt till alla dessa interaktiva simuleringsmjukvaror är att de är i regel roliga att göra, de ökar motivationen och är därmed en form av spelifierat lärande (gamification). Dessutom möjliggör de aktivt inlärning, ger feedback i lärprocessen samtidigt som de bygger på autentiska problem som skall kännas relevant och spännande för elever och studenter att jobba med. Simuleringarna kan vara ett bra komplement till social-interaktiva övningar i klassen.
Den fjärde effektiva läraktivitet är att lära sig från experter i egen takt med
koordinerade ”out-of-class” och ”in-class learning activities”: Expertgjorda instruktions filmer på nätet som nås främst via YouTube möjliggör att elever och studenter kan själv lära sig från experter i egen takt och utanför klassen, förutsatt man är motiverad och använda rätt material. Instruktionsfilmerna med kopplade övningar av Khan Academy17 är ett exempel på interaktiva läraktiviteter som ägnar sig för lärandet och repetition utanför klassen. Flipped classroom18 (Strayer, 2012) eller flippat klassrum är en annan
metod med ökande popularitet som utnyttjar IT för att flyttar filmade föredrag och genomgångar utanför klassrummet så att elever kan lära in koncepter och bearbeta frågor i egen takt. Det är viktigt för effektivt lärande att innehållet i instruktionsfilmerna som ses innan lektionen anpassas till elevernas utgångsläge. För att flipped classroom och andra så kallade out-of-class learning activities ska vara effektiva måste filmerna dessutom kompletteras med stimulerande läxor som främjar självständigt tänkande och aktivt lärande (Handelsman J, 2007, Wood, 2009). Den centrala fördelen med metoden är att det skapas mer tid i klassrummet för interaktiva konstruktivistiska läraktiviteter (så kallade in-class activities) där elever och lärare arbetar gemensamt med
koncepterna, som brainstorming, think-pair-share (reflektion som följs upp av en 14 http://phet.colorado.edu/en/about 15 http://aipotu.umb.edu/ 16 http://www.labster.com/ 17 https://www.khanacademy.org/about 18 http://educationnext.org/the-flipped-classroom/ och https://instructionalservices.blog.gustavus.edu/files/2013/03/Flipped-Classroom-Comparison.jpg
diskussion med kamrater och rapportering till klassen), concept maps, problem lösning i grupper mm (Handelsman J, 2007). s
3.2 Studier kring hur IT kan störa lärandet
Möjligheter som att vara ständigt uppkopplad19 samt tillgänglig kan både vara fördelaktig och nackdelaktig för människans välmående och lärande (Dossey, 2014, Spitzer, 2012). En ökande mängd studier mest från psykologi, kognitions- och
neurobiologisk forskning undersöker negativa (bi)effekter av digitala teknologier. Här presenteras några forskningsrön kring negativa effekter eller risker som kan enligt dem underliggande forskningsstudierna uppstå med datorstött lärande samt 1:1-kontexten.
För det första visar ett stort antal forskningsstudier att vår digitala närvaro ökar risken för distraktion, multitasking och stress. Den ökade distraktionen som datorer och smartmobiler medför anses också som huvudproblemen eller huvudutmaningen med den digitala lärmiljön och 1:1 (Andersson et al., 2014, Grönlund, 2014). Oavsett
människans ålder är det bevisat att för mycket olika informationer och parallella stimuli överfrakter hjärnans kognitiva förmåga så att den mentala prestationen och därmed lärandet störs (Fried, 2008, Spitzer, 2012). Särskilt sociala medier som Facebook har en stor drag- och distraktionskraft på eleverna (Andersson et al., 2014)20. Olika studier
visade att datorer och laptops har överlag distraherande effekter på studenterna, särskilt i mer passiva lärsituationer som föreläsningar (Awwad et al., 2013, Lindroth &
Bergquist, 2010). Datorstött lärandet medför också mer multitasking där eleverna gör flera icke-kursrelaterade aktiviteter parallellt (Fried, 2008). Ur neurologiskt
forskningsperspektiv är multitasking inte en eftersträvansvärd ”förmåga”, utan snarare en koncentrations- och uppmärksamhetsstörning. Kognitionsforskning visade att multitasking medför ökad ytlighet, ineffektivitet, sämre prestation och sämre
memorering (Spitzer, 2012). Människor som ofrivilligt inte orkar fokusera sig på en uppgift får känslan av bristande självkontroll, vilket förorsakar stress (Spitzer, 2012). Att den digitala närvaron i 1:1 kontexten kan orsaka stress bland elever observerades också i svensk forskning21 (Fleischer, 2013). Forskning visar också att
distraktionseffekten som utgår från en elevdatorskärm med icke-skolrelaterade
19 http://www.internetstatistik.se/
20 Dessvärre visade flera studier att Facebook användningen ökar användarens vantrivsel (Spitzer, 2012; Kross 2013;
Andersson, 2014), vilket är inte heller lärfrämjande.
datoranvändningar påverkar tyvärr inte bara eleven framför skärmen utan också eleverna omkring (Lindroth & Bergquist, 2010). Grannarna distraheras eftersom det är nästan omöjligt att inte snegla på andras datorskärmar, en aktivitet som kallas för
glancing (Ibid.).
För det andra visar studier att IT-baserade presentationer görs orsaker kognitiv överbelastning. Vid användning av multimodala presentationsverktyg som Powerpoint, Keynote eller Prezi vid genomgångar och föredrag finns trenden att föreläsaren ger redundanta informationer (samma text på folier och i det vad det berättas om, bilder). Detta kan orsaka kognitivt överlastning hos mottagaren och ett de facto minskat
informationsflöde (Spitzer, 2012). Särskilt de muntliga informationerna missas eftersom mottagare anser informationen på folierna som viktigare (Wecker, 2012). En annan risk med laptop användning i traditionella, lärarcentrerade föreläsningar och kurser är att studenter tenderar till att ta helst ordagranna anteckningar istället för att reflektera. Ordagrann anteckning är ett ineffektivt sätt att lära sig någonting, eftersom det görs i grunden för att undvika det mentalt mer krävande självständiga tänkandet och aktiva självreflekterandet. Självformulerade anteckningar som eleven brukar göra för hand är mer effektiva för att lära sig, jämfört med datorstödda ordagranna anteckningar
(Mueller & Oppenheimer, 2014).
För det tredje kan tilliten i att alltid ha tillgång till internet och sökmaskiner som Google minskar beredskapen att lära sig och memorera saker (Sparrow et al., 2011). Latheten att memorera kunskaper är dock skadlig på flera nivåer. Hjärnan och minnet tränas i mindre utsträckning vilket försämrar intellektens prestationsförmåga samt förmågan till livslångt lärande. Dessutom är en person som litar med sin kunskap på internettillgång inte lika fri i sitt tänkande som en person som ägnar sin kunskap själv.
Sammanfattningsvis kartläggs i forskningsöversikten exemplen på hur IT kan användas för att stötta så kallade effektiva läraktiviteter och därmed själva
lärandeprocessen. Förutom möjligheterna kartläggas också exemplen på risker som finns med datorstött lärande och vår digitala närvaro. Det förtydligar hur viktigt det är att IT används ”på rätt sätt” för att nå positiva effekter på lärandet.
3.3 Teoretiska pedagogiska utgångspunkter
Här presenteras arbetets teoretiska pedagogiska utgångspunkter som kommer användas vid analysen av det empiriska materialet, framförallt av lärarintervjuerna. Först redogörs för i arbetets sammanhang relevanta pedagogiska koncepter och viktiga begrepp av Lev
Vygotskij och John Dewey. Pedagogerna valdes inte bara för att de är två av förra seklets mest inflytelserika pedagoger, utan också för att de präglade och påverkade den sociokonstruktivistiska grundsynen som genomsyrar de presenterade
forskningsstudierna kring effektiva läraktiviter. Sedan presenteras Mishras och Koehlers TPACK modell för att analysera lärarnas förmåga att integrera IT i sin undervisning. Vygotskijs och Deweys teorier om lärandet används vid analysen av lärarnas
pedagogiska syften och sätt att använda IT och 1:1 kontexten. Dessutom används Vygotskijs teorier också vid analysen av lärarnas förutsättningar till
IT-kompetensutvecklingen. Hur de teoretiska utgångspunkterna användas vid analysen beskrivs mer detaljerad i metodkapitlet.
3.3.1 Lev Vygotskij, det sociokonstruktivistiska lärandet och den proximala
utvecklingszonen
Lev S. Vygotskij (1896-1934, rysk psykolog) kan anses som socialkonstruktivisms tankefader, och fastän hans omfattande verk översattes ganska sent så påverkade hans teorier mycket vår syn på lärandet. Enligt Vygotskij är människan en social varelse vilkens tankeförmåga formas genom sina kontakter och samspelet med medmänniskor och kulturen omkring. Språket, kommunikationen, det sociala sammanhanget och samspelet samt (kritiska) dialogerna är centrala för lärandeprocessen där den lärande konstruerar sin kunskap (Vygotskij, 1934/1999). Lärandet kan inte ske tyst utan vi måste kommunicera med andra och med oss själv. För att kunna utföra mentala processer som tänkande och lärande använder sig människan enligt Vygotskij bl.a. av medierande psykologiska redskap eller artefakter, med språket som den viktigaste. Andra exemplen på psykologiska redskap är olika system för räkning, minnesteknik och alla konventionella tecken som kemiska tecken (Daniels, 2008, s. 7). För att elever ska utveckla sig kognitiv och kunskapsmässigt anses argumenterande diskussioner med andra elever och läraren som särskilt viktiga läraktiviteter. Även de naturvetenskapens huvudsakliga kunskapsobjekt utgörs enligt Vygotskij av socialt konstruerade begrepp och teorier (t.ex. atom, molekyl, fält, gen, evolution). Dessa kan eleven inte upptäcka själv utan för det behövs framför allt sina lärare som en aktiv kulturbärare, men också andra naturvetenskapligt kunniga personer och olika medier ((Andersson, 2001), s. 62)). Vygotskij betonade också att undervisning inte får utgå på passiv kunskapstransfer utan
att den lärande måste kunna få aktivt pröva nya kunskapsinnehåll själv, vare det i (kritiska) dialoger eller i försök och experiment22.
Vygotskij menade att elevers lärande är mer framgångsrikt om samarbetet sker med en mer kompetent partner, kamrat eller vuxen (Säljö, 2008). Ett koncept av Vygotskij som blev mycket använd bland Vygotskijs efterföljare är det av ”den närmaste eller proximala utvecklingszonen” (zone of proximal development, ZPD). Den närmaste utvecklingszonen har interpreterats på flera olika sätt. Vanligtvis menas skillnaden mellan den faktiska utvecklingsnivån (eller prestationen) en individ når vid problem lösning utifrån sig själv (oberoende av andra) jämfört med den potentiella
utvecklingsnivån (eller prestationen) som individen når när problemlösningen görs i samarbete med en mer kompetent person som lärare eller klasskamrat (Säljö, 2008, Daniels, 2008, s. 20f). Den närmaste utvecklingszonen spelar t.ex. roll för elevens lärande vid förhållandet mellan vardagsbegrepp och vetenskapliga begrepp. Här tillkommer läraren den viktiga rollen att utmana och konfronterar elevers vardagstänkande för att stödja eleven i att utveckla det vetenskapliga tänkandet (Vygotskij, 1934/1999, s. 251f).
3.3.2 John Dewey och learning by inquiry
John Dewey (1859-1952) var en amerikansk filosof och före detta
naturvetenskapspedagog med ett mycket omfattande författarskap (Dewey, 2004). Dewey påverkade vår syn på lärandet i naturvetenskapen genom hans tankar kring hur naturvetenskaplig utbildning borde utvecklas för att kunna träna elever bättre i
vetenskapligt tänkande och praktiserande. Mest relevant i arbetets sammanhang är hans teorier kring intelligent action eller learning by inquiry som brukar översättas med ”det undersökande arbetssättet”. Dewey eftersträvade ett elevcentrerat undervisningsupplägg som integrerade både teori och praktik för att stimulera utvecklingen av vetenskaplig förståelse och kunnande. För att kunna nå målet, dvs. att träna elever i vetenskaplig tänkande (”reflective thinking”), rekommenderade Dewey naturvetenskapslärarna att använda ”inquiry” som en undervisningsstrategi (Dewey, 1910). Elever ska vara själv aktiv lärande medan de söker för svår under den vetenskapliga arbetsprocessen: problemet presenteras, en hypotes formuleras, data samlas under experiment och en slutsats formuleras. Enligt Dewey måste problemen som eleverna undersöker kunna kopplas till elevens föreställningsvärld och erfarenheter för att eleven skall kunna lära
sig. Dewey betonade att teori och praktik inte är varderas motsats men varandras förutsättning för varaktigt lärande. Enligt Dewey måste eleven ges möjlighet att kunna lära sig på ett induktivt sätt där eleven kan aktivt testa sina reflektioner för att kunna nå kunskap. I Deweys modell är eleven aktivt involverade i att tillägna sig vetenskaplig kunskap. Läraren ses snarare som en ”facilitator and guide” i elevens lärandeprocess än den vise som äger kunskapen (Dewey, 1910 och 1938).
Sammanfattningsvis anser både Dewey och Vygotskij att lärandet är en aktiv process där individen aktivt konstruerar sin kunskap i det sociala samspelet och utifrån sina erfarenheter och förställningsvärld. Båda är tydligen kritiska mot kontexter där den lärande är för passivt. De ovan nämnda teorier av Vygotskij och Dewey valdes som en teoretisk referensram för att analysera lärarnas sätt att använda IT. Deras teorier från en prä-digital tid ger ett klassisk pedagogiskt svar på arbetets fråga efter hur IT och 1:1 kontexten kunde användas för att främja elevers lärande, nämligen så att eleverna stöttas i aktiva läraktiviteter som är socialkonstruktivistiska, dialogiska och skapande
(Vygotskij) samt i reflektivt tänkandet och i induktiva, testande och undersökande aktiviteter (Dewey).
3.3.3 Lärares förmåga att integrera IT: Technological Pedagogical Content Knowledge
(TPACK)
Under 80-talet utvecklade den amerikanske pedagogikforskaren Lee Shulman en teori kring vilka kunskaper det är lärarstudenter bör undervisas i och lärare bör ha. Denna speciella lärarkompetens kallades pedagogical content knowledge, förkortad PCK (Shulman, 1986, Shulman, 1987). Shulman menade att skickliga lärare inte bara har ämneskunskaper (content knowledge) och kunskaper i pedagogik (pedagogical
knowledge), utan att de dessutom har en särskild ”kombinationskunskap”, pedagogisk
ämneskunskap (pedagogical content knowledge, PCK) där de två andra kunskaper kombineras och integreras till en tredje kompetens och lärområde.
Med skolans digitalisering ökade kraven på lärarnas speciella kombinationskunskap som samtidigt har blivit mer komplex. Därför vidareutvecklades PCK modellen av forskarna av Mishra och Koehler till den så kallade TPACK modellen
(Technological Pedagogical Content Knowledge) (Mishra & Koehler, 2006).
TPACK modellen används i forskningen för att undersöka eller analysera lärarnas förmåga att integrera IT i sin undervisning. TPACK modellen tjänar som ett ramverk för att identifiera den syntes- eller kombinationskunskapen lärare behöver för att kunna
undervisa effektivt med hjälp av digital teknologi23 (Graham et al., 2012). För examensarbetet är TPACK modellen relevant eftersom den erbjuder en teoretisk översikt över de relevanta kunskapsdomänerna som ligger till grund för lärarnas förmåga att kunna integrera IT på ett pedagogiskt effektivt sätt.
TPACK är den centrala, allt integrerande kunskapen i centrum av TPACK modellen (se figur 1). Den utgörs genom det komplexa samspelet av lärarens kunskaper i de tre lär- och kunskapsområdena content (ämnesinnehåll, content knowledge), pedagogy (pedagogical kvowledge) och technology (technological knowledge). Modellen
visualiserar kunskapstyperna som är nödvändiga för en effektiv integrering av teknologi i undervisningen. Cirklarna illustrerar lärares tre kunskapsdomäner content, pedagogy och technology. Samspelet mellan dessa genererar de fyra ”integrerande”
kunskapsdomäner (överlappande ytor) är betydelsefulla för lärare.
TPACK är en dynamisk kunskap som förändras och utvecklas med lärarens professionella utveckling. Författarna framhåller att lärare som har förmågan att
integrera sin teknologiska kunskap med sin pedagogiska ämneskunskap lyckas bäst med en pedagogisk meningsfull och effektiv integrering av teknologi i sin undervisning (Mishra and Koehler, 2006). Sådana lärare anses ha en hög TPACK kompetens.
Sammanfattningsvis utgör både de ovan nämnda pedagogiska teorier av Vygotskij och Dewey samt TPACK modellen de teoretiska pedagogiska utgångspunkterna eller den teoretiska referensramen för att analysera arbetets empiriska material, framför allt lärarintervjuerna.
23 http://www.matt-koehler.com/tpack/tpack-explained/
Figur 1. Technical pedagogical content
knowledge (figur återges med tillstånd från
4 Metod och genomförande
4.1 Lärarintervjuerna
4.1.1 Metodiska överväganden vid val av intervju
Arbetet syftar till att finna och förstå lärarnas uppfattningar kring för- och nackdelar med IT i den naturvetenskapliga undervisningen. Processen kan jämföras med
allmänpedagogiska, kvalitativa studier som avser att tolka ”människors sätt att uppfatta övergripande fenomen med betydelse för utbildning” (Larsson, 1986, s. 16). För att få insikt i individuella lärares uppfattningar, funderingar och motiv kring IT-användningen i naturvetenskaplig undervisning valde jag att genomföra kvalitativa djup- eller
forskningsintervjuer (Bryman, 2004). För att kunna jämföra olika lärare och deras uppfattningar valdes en semistrukturerad intervju med intervjuguide. Intervjuguiden (se bilagan 9.3) omfattar fyra olika teman som avtäcker ett större område än som det var relevant för arbetets slutliga fyra frågeställningar. De totalt 17 intervjufrågor
formulerades så långt som möjligt som öppna frågor för att ge respondenten frihet i svaret och sina funderingar. Detta för att ge djupare insikter i hur informanten tänker. För att få autentiska svar beaktades dessutom att frågorna inte är ledande (Kvale, 1997, s. 145).
4.1.2 Urval av informanter
Jag kontaktade sju lärare som undervisar i biologi, kemi eller NO i en kommunal skola med 1:1-satsning. Alla kontaktade lärare har jag lärt känna jag antingen personligt, genom kollegor eller via deras arbete på nätet under tiden av min lärarutbildning. Viktiga urvalskriterier för lärarna var 1) att lärarna använde sig (eller hade använt sig) intensivt av datorn i undervisning och 2) att de reflekterade mycket om möjligheter och begränsningar av IT i undervisningen. Vidare borde lärarna skilja sig i hur och i vilken utsträckning de använde sig av digitala verktyg för undervisningen för att inkludera olika synpunkter. Lärarens ålder, kön eller yrkeserfarenhet ansåg jag som inte relevanta för intervjustudiens syfte. Fastän sex av de sju kontaktade lärare ville bli intervjuade, blev det ur praktiska och tidsmässiga skäl till slut bara fyra lärare som intervjuades. Tre av dessa lärare arbetar på en gymnasieskola och en lärare arbetar på en grundskola. I urvalet lades mer vikt på gymnasieperspektivet eftersom det är mer relevant för min framtida yrkesverksamhet.
4.1.3 Genomförande av intervjuerna
Tre lärare intervjuades vid fysiskt möte i deras respektive skolan eftersom de arbetar i södra Sverige medan en lärare som arbetar i östra Sverige intervjuades via Skype. Intervjuerna spelades in och tog mellan 45 och 65 minuter. Samma intervjuguide användes i princip för alla intervjuer, men varje intervju innehöll dessutom egna situationsspecifika följdfrågor. Ur anonymiseringsskäl benämns dem fyra intervjuade lärare i examensarbetet med fiktiva namn (Anna, Bengt, Christin och Daniel) och bara det för arbetet relevanta ämnet (biologi, kemi, NO) anges.
4.1.4 Bearbetning av lärarintervjumaterialet och analysförfarandet
De fyra inspelade intervjuerna transkriberades till skriftspråk utan att förändra
innebörden (Kvale, 1997, s. 147f). Materialet bearbetades och analyserades i flera steg. Först formulerades arbetets fyra frågeställningar som var relevanta för mitt syfte och som kunde besvaras med hjälp av det intervjutranskriberingar. Sedan undersöktes och jämfördes de fyra intervjuer för att hitta kvalitativt intressanta skillnader och likheter i lärarnas uppfattningar beträffande arbetets fyra frågeställningar. De relevanta punkterna ur intervjuerna presenterades i arbetets resultatkapitel. Varje frågeställning av
examensarbetet analyserades för sig eftersom jag ville fokusera på lärares svar för att hitta gemensamheter och skillnader i deras uppfattningar och skälen bakom deras IT-användning.
Dessutom analyserades resultaten med koppling till arbetets teoretiska pedagogiska utgångspunkter, dvs. utvalda teorier av Vygotskij och Dewey, samt, när tillämpbar, mha. TPACK modellen. Vid analysen undersöks t.ex. huruvida lärarnas sätt att använda IT stämmer överens med eller skiljer sig från Vygotskijs och Deweys teorier kring socialkonstruktivistisk respektive learning by inquiry. Frågor som kan adresseras vid analysen är bl.a. om lärarnas sätt att använda IT och 1:1 kontexten präglas mer av (passiv) informationsöverföring eller mer (social-) konstruktivistiska aktiviteter? Stötta eller hindrar lärarnas IT-användning elevernas samspel, kooperation och kritiska
dialoger? Vygotskys koncept av den proximala utvecklingszonen kommer användas vid undersökning av lärarnas professionella förutsättningar. Vilka möjligheter av IT
utnyttjar lärarna i praktiken för att individanpassa sin undervisning? Och med koppling till Deweys teorier kring inquiry based learning undersöks vilka möjligheter lärarna ger till induktiv lärande, ett undersökande arbetssätt och reala laborationer i sin
TPACK modellen används vid analys av både lärarintervjuer och enkätstudien för att undersöka lärarnas förmåga att utnyttja IT och 1:1 kontexten på ett pedagogisk effektiv sätt.
4.1.5 Metoddiskussion
Här granskas kritiskt valet av metoder, informanter och analysredskap.
En styrka med att göra kvalitativa djupintervjuer är det möjliggör att kunna ta del av fyra lärares funderingar och erfarenheter med hur de använda IT och 1:1 för att kunna främja elevers lärande. Intervjuerna ger en inblick i lärarnas förutsättningar och syn på möjligheter och utmaningar, i deras ”verklighet”. Intervjustudiens validitet eller relevans (dvs. mäter metoden vad den ska mäter?) anser jag som rimlig. En faktor som förblir oklar är huruvida elevers lärande verkligen främjas genom lärarnas sätt att använda IT. Här litar jag i min tolkning på lärarnas egen värdering och positiva erfarenhet med deras sätt att utnyttja IT. Möjliga andra faktorer som begränsar
validiteten kan ha varit 1) att jag kände två av respondenterna lite närmare, 2) att mina förklaringar runt vissa frågor kan ha påverkat respondenternas svar och 3) att spontana reaktioner i mimik och uttryck kan ha effekter på respondenternas tankar och samtalet.
Valet av informanterna är naturligt avgörande för studiens resultat och huruvida dessa överensstämmer eller avviker från de valda pedagogiska utgångspunkterna eller presenterade pedagogisk forskning. Analysen visar att Bengt, Christin och Daniel kan anses som lärare med högt IT-kompetens och ganska väl utvecklad TPACK. Anna framstor som en lärare med än så länge mer begränsad IT-kompetens och TPACK. För examensarbetet är det ändå värdefullt att ha med Annas intervju. Det medför ett mer kritiskt perspektiv kring för- och nackdelar med IT i undervisning och bidrar därigenom till en mer differentierad bild. Skolinspektionens och Skolverkets rapporter
(Skolinspektionen and Lund, 2012, Skolverket, 2013) samt resultaten från min enkät antyder också att Annas kontextsituation och syn är kanske mer representativa för de flesta lärare, än de mer ”expertliknande” perspektiven av Daniel, Christin och Bengt. En svaghet är att fyra intervjuer förstås är ett begränsat antal. Med fler intervjuer hade jag kunnat täcka in mer av alla de svar, uppfattningar och perspektiv som är rimliga att tänka sig på frågan hur IT kan utnyttjas för att främja elevers lärande i NO ämnen. Reliabiliteten eller tillförlitligheten av ett arbete med fyra lärarintervjuer är alltså begränsad. Samtidigt har det inte varit arbetets mål att komma fram till
metoden för att ta reda på individuella lärarnas syn, funderingar, erfarenheter och uppfattningar.
Även val av analysmetoden kan diskuteras. Med valet av de teoretiska pedagogiska utgångspunkterna görs en nödvändig vinkling och begränsning av det teoretiska
perspektivet på frågeställningen. Jag valde en sociokonstruktivistisk grundsyn som referensramen på lärandet eftersom den bekräftas från olika forskningsdiscipliner och genomsyrar flera aktuella DBER studier (ser forskningsöversikt).
TPACK modellens användbarhet och begränsningar kan också diskuteras. För det första förblir analysen av lärarnas TPACK trots modellen ganska subjektiv. I analysen görs kopplingar till en självvald pedagogisk referensram (ett mått för vad är pedagogisk effektiv) samt påverkas utslaget av lärarnas och min egen bedömningsförmåga. För det andra ger det empiriska materialet inte underlag till att kunna analysera och jämföra lärarnas olika kunskapsområden till fullo. I arbetet analyseras TPACK kompetensen mest utifrån skillnader i den teknologiska kunskapsdomänen (TK, figur 1). Intervjuerna som metod ger däremot inte tillräckligt insyn i lärarnas ämnesdidaktiska kompetens (PCK, figur 1). För det tredje har TPACK modellen också begränsningar. TPACK modellen räcker inte för att kunna förklara lärarens faktiska förmåga att använda IT effektivt i undervisningen, eftersom TPACK kompetensen och dess utveckling bero i stor grad av praktiska kontextfaktorer omkring läraren. Modellen tar dock inte hänsyn till vilka förutsättningar lärarna har som kan vara ett stöd eller ett hinder i att kunna utveckla sin TPACK kompetens (t.ex. kvalitén av deras lärarutbildning, av lokala förutsättningar som tidsresurser, teknikutrustning och tillgång till professionellt stöd).
4.2 Enkätstudien
4.2.1 Metodiska överväganden vid val av enkät
För att få ett intryck av vilka erfarenheter och observationer andra lärarstudenter gjorde under sin VFU gällande datoranvändningen i naturvetenskaplig undervisning valde jag att använda mig av en enkät. Skälet för det är att en enkät eller self-completion
questionnaire (Bryman, 2004, s. 132) är ett rimligt sätt att få svar från ett större antal
respondenterna under en begränsad tid som i fallet med examensarbetet. I enkäten används slutna frågeställningar eller påståenden med ett visst antal givna
svarsmöjligheter bland vilka respondenterna väljer en eller flera passande alternativ. För min enkät använde jag dessutom en ”annat” svarsalternativ där respondenten kan skriva
fri text om det behövs. De mer specificerade svarsalternativen möjliggör att man kan få en mer detaljerad bild av hur de olika respondenterna tänker kring en fråga eller ett påstående.
Urvalskriteriet för mina respondenter var att de gjorde lektionsobservationer som lärarstudenter i ett eller flera naturvetenskapliga ämnen (biologi, kemi, fysik eller naturkunskap) på en skola med 1:1 satsning. Den teoretiskt möjliga responsgruppen som jag hade tillgång till omfattade 11 lärarstudenter som jag kände personligt från den kompletterande pedagogiska utbildningen (KPU:en) vid MAH. Åtta av elva kontaktade lärarstudenter deltog i enkäten vilket gav en god svarsfrekvens (=72 %) (Ibid. s. 135).
4.2.2 Genomförande av enkät
Jag valde att framställa en webbaserad enkät med hjälp av en öppen (open source) mjukvara som heter LimeService24. LimeService underlättar flera viktiga aspekter med en enkät, bland annat tydliga instruktioner, en överskådlig struktur och tilltalande design (Bryman, 2004, s. 138), indikation av antal resterande frågor samt att överblicka och analysera respondenternas svar. Enkäten (i bilagan 9.1) omfattade tre kärnteman (lärarens datoranvändning och effekten på elevers lärande, elevers datoranvändning
under lektionen samt möjliga förbättringar) och totalt 20 frågor eller påståenden med
ett varierande antal svarsalternativ. Respondenterna hade möjligheten att lägga till någonting och skriva sitt namn så att jag kunde kontakta dem i fallet någonting var oklart till mig. Respondenterna kontaktades via mejl med detaljerad information om syftet med enkät, frivilligt deltagandet och anonymt publicering av resultaten samt länken till enkäten25.
4.2.3 Bearbetning och analysförfarandet
Enkätens resultat sammanfattades i en tabell (bilaga 9.1). Innan analysen tillvisades varje respondent ett svars-ID (a till h) som underlätta att följer respondenterna individuellt. Enkätresultaten analyserades genom att undersöka materialet efter samtycken och avvikelser bland respondenterna. Dessutom analyserades resultaten semikvantitativt genom att avläsa andelen eller procenten av respondenterna som valde vissa svar. Målet var dock att få ett intryck av andras observationer och uppfattningar, och inte att göra en systematisk undersökning eller att få representativa och signifikanta resultat. Resultaten analyserades med syfte att identifiera möjliga faktorer som
24 https://www.limeservice.com/en/
framträdde som avgörande på vilken effekt lärarens IT-användning hade på undervisningen och elevers lärande. Kopplingar gjordes framförallt till forskningsstudier som presenterades i forskningsgenomgången, och i mindre utsträckning också till de teoretiska pedagogiska utgångspunkterna. Aspekter som belysas utifrån dessa är t.ex. huruvida det syns paralleller mellan lärarstudenternas uppfattningar, de observerade sätten att använda IT och de utvalda teorierna (eller värderingar) från Vygotskij och Dewey, och vilken TPACK kompetens de observerade lärarna enligt lärarstudenternas uppfattning och beskrivelser.
4.2.4 Diskussion av enkätstudien som metod
Målet med enkäten var att den skulle belysa både andra lärarstudenter intryck samt variationsspektrumet mellan olika lärare, elever/klasser och skolor. En systematisk observationsstudie där bara jag är observatören var däremot inte mitt syfte. Styrkor av enkätstudien är att den ge under en ganska kort tid lagom insyn i andra lärarstudenters uppfattningar kring hur IT och 1:1 kontexten utnyttjades av olika lärare och elever i observerade naturvetenskapliga lektioner. Dessutom kan enkäten genomföras av respondenterna i relativt kort tid och när det passar de.
Svagheter är att både reliabiliteten och validiteten är begränsad. Det första pga. responsgruppens lilla storlek där åtta lärarstudenter inte ger samma svarsfördelning eller spektrum som 50. Validiteten begränsas eftersom en enkät med ett visst antal frågor eller påståenden inte kan g djupa insyn i individernas uppfattningar och funderingar. En annan svaghet är att lärarstudenterna frågades retrospektiv om deras intryck vid
lektionsobservationer som de måste ta ur minnet. Det är därför möjligt att några
respondenter inte kom ihåg eller inte aktade på det vad efterfrågades i enkäten. Överlag anser jag dock min ansats att utfråga ”studiekollegor” med enkäten som en för syftet intressant och rimlig metoden.
4.3 Forskningsetiska överväganden
Vetenskapsrådet ställer fyra huvudkrav på forskare i humanistisk-samhällsvetenskaplig forskning för att en vetenskaplig undersökning görs etiskt korrekt (Vetenskapsrådet, 2002).
Informationskravet innebär att forskaren informerar undersökningsdeltagare (intervjuade och respondenter) om forskningsuppgiftens syfte, hur materialet kommer att användas, att deltagandet är frivilligt och att informanterna kan avbryta sin
medverkan när de vill.
Samtyckeskravet innebär att deltagarna i en undersöknings måste ge deras samtycke och har rätt att själv bestämma om sin medverkan.
Konfidentialitetskravet innebär att uppgifterna om alla deltagare i en undersökning skall skyddas från andra personer än forskaren och skall anonymiseras i så stor
omfattning som möjligt.
Nyttjandekravet innebär att uppgifterna får endast användas för forskningssyftet. För mina empiriska undersökningar har alla informanter först blivit tillfrågade om de vill delta i enkäten respektive ställa upp till intervjun. Jag tog hänsyn till att dem
informerades om studiens syfte, deras rätt att avbryta deltagandet, att materialet används endast av mig och för examensarbetets syfte samt om att alla identiteter anonymiseras.
5 Resultat – redogörelse och analys
5.1 Lärarintervjuerna
Här redovisar och analyserar jag resultaten från de kvalitativa djupintervjuerna med fyra lärare. Resultaten presenteras enligt arbetets fyra frågeställningar. Vid slutet av varje resultatstycke ges ett sammanfattande svar på frågeställningen och resultaten analyseras med hjälp av arbetets teoretiska utgångspunkter, dvs. med kopplingar till utvalda teorier och begrepp från Vygotskij och Dewey samt till TPACK modellen.
5.1.1 Frågeställning 1: Vilka möjligheter och utmaningar ser lärarna med IT och 1:1
kontexten utifrån deras egna förutsättningar?
Det kan antas att en lärare med färre IT kunskaper inte ser samma möjligheter för IT-användningar i undervisningen som en lärare med en högre utvecklad IT kompetens. Samtidigt kan bristande teknik och stöd på skolan upplevas olika utmanande av lärare med olika IT-kompetens. Möjligheterna och utmaningarna som lärare upplever med IT och 1:1 kontexten hänger alltså ihop med deras personliga och professionella
förutsättningar. Därför redogörs här inte bara för vilka möjligheterna och utmaningarna lärarna nämnde under intervjuerna utan också för underliggande faktorer som lärarnas IT intresse eller kompetens, deras sätt att använda IT i undervisningen samt deras lokala förutsättningar som skolans IT-utrustning, tidsresurser och stöd vid utveckling av sin IT kompetens.
Anna är en gymnasielärare i biologi i 10 år med forskarbakgrund i biologi. Anna anser de egna IT-kunskaper som ursprungligt goda, emellertid dock snarare som begränsad. Hennes IT-användning i undervisning är selektiv och medveten restriktiv, mest ur didaktiska skäl. Hon använder datorn främst för att underlätta administrativa syften, kommunikation, rättning och ibland för att presentera visuellt material. I det pedagogiska arbete anses IT som ett verktyg bland andra, utan någon särställning. Att Anna inte kommer ikapp med IT-utvecklingen beror på bristande tid i arbetsscheman, brister i skolans teknik (för få projektorer) och uteblivna eller andra prioriteringar från skolans och egen sida. Anna tycker att med rätt prioritering och stöd från skolans sida hade hon nog kunnat utveckla inte bara sin IT-kompetens vidare utan framför allt kunnat bättre integrera eller utnyttja IT för sin undervisning. Samtidigt menar Anna att eleverna på skolan inte är tillräckligt mogna eller ambitiösa för att klara mer eget ansvar som mer datorberoende läraktiviteter som flippat klassrum skulle medföra.
Bengt är en gymnasielärare i kemi (1,5 år) på samma skola som Anna. Tidigare yrkeserfarenheter omfattar många år som programmerare samt forskarbakgrund i kemi. Han har höga IT kunskaper och ett naturligt intresse att utveckla sig vidare och hålla sig uppdaterad, också på fritiden. För Bengt är datorn främst ett publiceringsverktyg utan tids- och rumsrestriktioner och inte så mycket mer speciellt så länge den inte används i pedagogiska syften. Bengts IT-användning i undervisning är mer progressivt än
restriktivt, han provar gärna nya ”effektiva” lärmetoder (t.ex. peer instruction) och IT-resurser (t.ex. simuleringar). Enligt Bengt utvecklas elevernas digitala kompetens inte som syfte i sig utan som en naturlig sidoeffekt när IT används i och omkring
undervisningen. Det viktigaste för Bengt är att elever lär sig ämnesinnehållet, inte själva tekniken eller program. Bengt påverkas inte av bristande teknik eller fattande
professionell stöd för sin IT utveckling från skolans sida. Däremot upplever han utmaningar när han inte vet om elevernas datoranvändning under lektionen är lektionsorienterad eller privat.
Christin är en grundskolelärare i NO (15 år). Hon har goda IT kunskaper och
använder IT intensivt i undervisningssammanhang på ett progressivt och experimentellt sätt. Skolans teknikutrustning med tablet PCs, tillräckligt många projektorer samt några smartboards anser hon som god. Christin ser mer möjligheter än utmaningar med IT och 1.1 för sin undervisning. ”Det är ett nyttigt och naturligt verktyg som underlättar att eleverna når målen i läroplanen på roligare sätt… samtidigt lär sig eleverna digital kompetens under tiden” (Christin). Hon väljer digitala verktyg efter deras potential i att stötta upp lärandeprocessen. Christin betonar att ju mer digitala verktygen och
arbetsformer eleverna får använda, desto mer tvingas hon som lärare ”att vara ännu tydligare med kunskapskraven och målen”, vilket hon ser som en mycket positiv bieffekt av 1:1 och IT användningen.
Daniel är en gymnasielärare i biologi (13 år) med forskarbakgrund. Han har höga IT kunskaper och använder IT mycket i undervisningssammanhang. I undervisningen arbetar han på ett progressivt och experimentellt sätt för att prova nya pedagogiska idéer med hjälp av ITs möjligheter, t.ex. att flippa klassrummet. Skolan har en god
teknikutrustning med tillräckligt många projektorer samt några smartboards. Daniel, Bengt och Christin sköter varsin egen kurshemsida med mycket resursmaterial. Särskilt Daniel och Bengt håller på mycket med utvecklandet av kurshemsidans innehåll även under fritiden.
Vilka möjligheter ser lärarna med IT och 1:1 i skolan? Gemensamt för Christin, Bengt och Daniel är synen på IT som verktyg att det inte handlar om IT i sig eller om specifika användningar som är avgörande för elevers lärande. Det är bara genom den pedagogiska idén bakom och hela sättet hur IT används som kan göra skillnaden, t.ex. att förändra en lärarcentrerad traditionell undervisning till en elevcentrerad
undervisning. Bengt, Christin och Daniel betonade dessutom att det viktiga med datorn är möjligheterna med IT eller IKT och att kunna stötta elevers lärande både i- och utanför klassen. För Daniel är ”datorn och framförallt IT ett medium som underlättar att lära elever lära sig själv”.
Lärarnas syn på syften med 1:1 satsningen skiljer sig lite åt. Bland de fyra lärare pekar främst Anna, men också Christin, tydligt på att skolor i dagens Sverige i grunden inte har valmöjligheten att inte ha elevdatorer. Ur marknadsföringsskäl har
elevdatorerna för skolorna blivit obligatoriska konkurrensmedel. Medan Anna är mer tveksam mot 1:1 delade Bengt, Christin och Daniel uppfattningen att det är självklart att varje elev (och lärare) bör ha sin egen dator i skolan.
”Det finns ju 2 spår: dels finns det rena digitala kompetens spåret, att eleverna bör kunna orientera sig i en teknikintensiv värld, och får dem inte det med sig hemifrån så bör det finnas i skolan. Det är det ena delen. Och sen är det också så att i många fall ger det bättre måluppfyllelse att använda IT på rätt sätt” (Christin).
Daniel betonade dessutom att det är lärarnas och skolans uppdrag att lära barn och ungdomar att hantera de digitala verktygen som de möter i arbetslivet. Alla fyra lärare tyckte däremot att det är väldigt viktigt och bra med att varje lärare har friheten att kunna bestämma själv om sättet och utsträckningen av IT användandet i sin
undervisning. Bengt och Christin betonade att fokus dock borde ligga på frågan HUR man använder datorn och med vilka pedagogiska idéer och syften, och inte längre på frågan OM man ska ha datorer i klassrummet eller inte.
Vilka utmaningar ser lärare med 1:1? Bland de utmaningarna som nämndes av lärarna individuellt (se ovan) och som komma presenteras i sammanhang med konkreta nackdelar (ser nere) finns det en utmaning med 1:1 kontexten som alla fyra lärare upplever. Det är medvetandet om att det egna personliga intresset för IT är den mest avgörande faktorn för lärares IT-kunskapsnivå och vidareutvecklingen av IT-
kompetenser. För Daniel, Christin och Bengt är främst nätet med alla möjliga resurser, intressegrupper och överlag det ”utvidgade kollegiet” den viktigaste inspirations- och informationskällan. Lärarna anser fungerande lokala strukturer för kollegialt lärande, diskussioner och samarbete som viktiga förutsättningar för deras kunskapsutveckling.
Alla fyra lärare delar åsikten att det generellt inte finns tillräckligt med organiserat professionellt stöd för lärare att utveckla sina IT-kunskaper i ämnes- och
undervisningssammanhang och att lära sig om hur de kan utnyttja datorn bäst för att underlätta vissa pedagogiska idéer. Det vad särskilt fattas är strukturer för
individanpassat stöd som tar hänsyn till lärarens individuella IT-kunskapsnivå
”…när 1:1 infördes blev kontentan att det blir upp till respektive lärare hur man använder det …det finns lite fortbildning som poppar upp ibland…inte så mycket och jag upplever att det är för dem som jobbar mycket själv, alltså där man har datorn som ett (fritids)intresse, och har man inte det så hänger man inte riktigt med” (Anna)
”… det jag skulle kunna saknar är att det inte finns så många som utmanar mig längre… det är alltid jag som måste komma på idén.” (Christin)
Bengt och Christin betonar att organiserade initiativ riktar fokus ofta på tekniknivån och inte på hur lärare kan utnyttja och tillämpa teknologin i det reala, ämnesspecifika pedagogiska kontexten. Input saknas för pedagogiska idéer samt utmaningar i
sammanhanget med mer IT- användandet, t.ex. för att stödja elever i att lära sig själv, och om förändringar i lärar- och elevrollen.
Sammanfattningsvis redogörs här för lärarnas personliga och professionella
förutsättningar som ligger till grund för vilka möjligheterna och utmaningar lärarna ser med IT och 1:1 kontexten i skolan. De upplevda möjligheterna med IT och 1:1 bestäms starkt från det egna IT intresset och av vilken pedagogisk grundsyn och vilka syften lärarna har. För Bengt, Christin och Daniel kan rätt IT användning stötta elevcentrerade lärmoment samt öka måluppfyllelsen. Som största utmaning med IT och 1:1 upplevs att det fattas individanpassad professionellt stöd och att den egna kunskapsutvecklingen bero på lärarnas personliga IT-intresse och initiativ.
Resultaten kan analyseras utifrån Mishras och Koehlers TPACK modell och Vygotskijs koncept av den proximala utvecklingszonen. TPACK (technological
pedagogical content knowledge) modellen som presenterades under arbetets teoretiska
utgångspunkter (se figur 1) är en analysredskap som möjliggör att undersöka vilka kunskapsområden det är som påverkar lärarens TPACK, alltså förmågan att kunna utnyttja IT i sin undervisning på ett effektivt och pedagogiskt meningsfullt sätt. Även om konkreta användningsexempel, fördelar och nackdelar presenteras först i nästa resultatstycken kan man redan konstatera att de fyra lärare skiljer sig i sin TPACK. Utifrån Bengts, Christins och Daniels personliga och professionella förutsättningar och deras syn på möjligheterna och utmaningar kan det förväntas att de kan utnyttja IT i undervisningen mer effektivt. Jämfört med Anna borde Bengt, Daniel och Christin har
en högre TPACK som bero framför allt på en mer utvecklad IT-kompetens eller
technological knowledge (TK). De har ett stort eget intresse i att vidareutveckla sin IT
kompetens samt i att hitta nya vägar och arbetsformer för att främja elevers lärande med hjälp av IT. En hög TK lyfter kompetensen i de integrerande kunskapsområden som
technical content knowledge (TCK, dvs. förmågan att kunna integrera teknologin med
ämneskunskaperna) och technological pedagogical knowledge (TPK, dvs. förmågan att kunna integrera teknologin med pedagogiska syften). Däremot borde de fyra lärarna med forskarbakgrund och/eller lång yrkeserfarenhet som lärare vara ungefär lika kompetenta med hänsyn till deras ämneskunskaper, content knowledge (CK) och deras
pedagogical knowledge (PK). De olika långa yrkeserfarenheterna från t.ex. Bengt och
Christin kan dock medföra att de har olika pedagogical content knowledge (PCK), alltså förmåga att integrera CK och PK-kunskaperna.
I TPACK modellen tas inte hänsyn till hur lärarnas faktiska IT-kompetens kan begränsas av yttre faktorer. Resultaten visar dock att lärarna kan uppleva begränsade lokala förutsättningar, t.ex. som brister i teknikutrustning, tidsresurser eller
professionellt stöd, som stora utmaningar eller hinder för sin IT-kompetensutveckling. Lärarnas bristande förutsättningar för att kunna utveckla sin IT eller TPACK kompetens kan analyseras med hjälp av en annan teoretiskt utgångspunkt, nämligen Vygotskijs koncept av den proximala utvecklingszonen. Resultaten visar att lärarnas IT-kompetens bero främst på deras egen intresse och initiativ. Dessutom saknar lärarna möjligheten till en nivåanpassad, stimulerande kompetensutveckling till att kunna utnyttja IT i
undervisningen på ett pedagogiskt mer effektivt sätt. Skolverket konstaterar i sin rapport att 70 % av intervjuade gymnasielärare har likartade behov (Skolverket, 2013).
Tillämpas Vygotskijs koncept av den proximala utvecklingszonen på lärarnas situation innebär det att lärarna med utvecklingsbehov inte når längre än den faktiska utvecklingsnivån som de klarar utifrån sig själv. Det innebär att om de inte söker själv hjälp (bland mer kompetenta kollegor eller i det utvidgade kollegiet) så når de inte den potentiella utvecklingsnivån som de hade kunnat nå med hjälp av individanpassat stöd. Under förutsättningar där lärarna inte får möjlighet till professionellt utvecklingsstöd är risken stor att 1:1 kontextens potentiell positiva effekter på elevers lärande äventyras.
