Digitala versus traditionella läromedel i naturkunskap på gymnasiet –
en jämförande studie
En kvantitativ och kvalitativ studie av hur digitala läromedel och traditionella läroböcker utvecklar elevernas lärande och motivation.
Christina Jönsson
Självständigt arbete i biologididaktik för gymnasielärare Huvudområde: Biologi
Högskolepoäng: 15 Termin/år: VT 2021
Handledare: Jennie Sandström Examinator: Hugo Von Zeipel Kurskod:BI020A
Utbildningsprogram: Lärarutbildning - Kompletterande pedagogisk utbildning - Ämneslärare Gymnasiet, två ämnen
ii
Sammanfattning
Många elever i den svenska skolan har svårigheter att uppnå målen i naturvetenskapliga ämnen. Därför är det viktigt att läromedlen i dessa ämnen är utformade för att stödja elevernas lärande optimalt. Studien fokuserar på gymnasieelevers lärande och motivation i samband med undervisning i naturkunskap.
Syftet med studien är att jämföra läroböcker i tryck med digitala läromedel, identifiera kritiska faktorer som förbättrar läroböcker i tryck och digitala läromedel samt bidrar till än bättre kunskapsprogression och motivation hos gymnasieelever. Metoder som används för studien är lärarintervjuer för kvalitativa data samt digital enkät med elevrespondenter för kvantitativa data (bilaga 1, 2). Respondenter är behöriga gymnasielärare i naturkunskap och gymnasielever lokaliserade på två skolor i Sverige.
Studiens resultat visar att majoriteten av eleverna föredrar en kombination av traditionell lärobok och digitalt läromedel för effektivt lärande och motivation.
Dessutom finner eleverna att traditionell lärobok och digitala läromedel är likvärdiga gällande deras kunskapsprogression och motivation. Lärares förslag på förbättringar med avseende på läroböcker och digitala läromedel lyfts också fram. Därav kan slutsatsen dras att huvuddelen av eleverna föredrar en kombination av traditionell lärobok och digitalt läromedel för effektivt lärande och motivation. Läroboken har därmed fortfarande en betydelsefull plats i lärandet, om man utgår från elevernas perspektiv. I nuläget borde läroboken inte fasas ut. Istället, vore en produktiv strategi att låta eleverna fortsätta att använda läroboken i sin kunskapsprogression i skolan samt komplettera undervisningen med digitala läromedel t.ex. genom dynamiska resurser som filmer. Utifrån responsen är en kombination av båda läromedlen en avgörande förutsättning för att fler elever ska nå sina kunskapsmål i skolan. Det innebär också att skolan behöver säkerställa resurser för tillhandahållande av båda typer av läromedel.
Nyckelord:
naturkunskapslärare, gymnasielärare, läroböcker, läromedel, digitala läromedel, enkäter, intervjuer
iii
Förord
Jag riktar ett genuint och hjärtligt tack till min handledare, Jennie Sandström på Mittuniversitetet, som gav mig värdefull information, konstruktiv återkoppling för att förbättra arbetet, tips, råd samt guidning för att kunna genomföra arbetet. Stort tack för givande och positiva diskussioner!
Min examinator på Mittuniversitetet, Hugo Von Zeipel, vill jag rikta ett hjärtligt tack till, för att ni läst igenom mitt arbete och medverkat vid min examination.
Stort tack riktas till Matilda Lindmark på Mittuniversitetet, som läst igenom studien, medverkade vid examinationen och gav konstruktiv feedback.
Genuint tack till Anna-Karin Westman, på Mittuniversitetet för givande diskussioner och support.
Stort tack riktas även till er, samtliga gymnasielärare som undervisar i naturkunskap och som dagligen inspirerar och motiverar era elever till att uppnå sina kunskapsmål.
Hjärtligt tack för att ni har bistått med ovärderliga synpunkter och tagit er tid att medverka i studien. Utan ert engagemang och öppenhet hade detta examensarbete inte kunnat genomföras.
Innerligt tack till samtliga gymnasieelever som tog sig tid att medverka och bistå med väsentlig information till studien. Arbetet hade inte kunnat genomföras utan ert engagemang och support. Jag hoppas att ni alla når era drömmar och framtidsmål.
Ytterligare vill jag tacka mina klasskamrater för god gemenskap, konstruktiv feedback och givande diskussioner under utbildningen. Jag hoppas att vi kommer att bygga en än starkare vänskapsrelation och utbyta erfarenheter efter avslutad utbildning.
Till sist, men inte minst, vill jag tacka mina älskade familjemedlemmar för allt stöd jag
erhållit under hela studietiden. Ni är fantastiska och jag älskar er oändligt mycket!
Denna bok är tillägnad er.
Nu är examensarbetet klart och jag ser fram emot nya utmaningar!
iv
Innehållsförteckning
Sammanfattning ii
Förord iii
Inledning 1
Bakgrund 2
Historiskt perspektiv på reglering av läromedel 2
Teorier om lärande 2
Bra läroböcker 3
Bilders funktion i läromedel 5
Bra digitala läromedel 5
Teoretisk ram 8
Syfte och frågeställning 9
Metod 10
Enkät som metod 10
Intervju som metod 11
Urval 12
Genomförande 12
Digital enkät med elevrespondenter 13
Djupintervjuer med lärare 13
Respondenter 14
Analys och bearbetning 14
Studiens validitet och reliabilitet 16
Etiska överväganden 16
Resultat 17
Respondenternas bakgrund 17
Elevers och lärares syn på läroböcker och digitala läromedel gällande elevers lärande och motivation i naturkunskap 18
Bilder i läromedel 19
Dynamiska och interaktiva inslag i filmer 20
Elevers motivation 21
För-och nackdelar med läroböcker respektive digitala läromedel 22
Lärares förbättringsförslag för att effektivisera elevers kunskapsutveckling och motivation med hjälp av läroböcker respektive digitala läromedel 27
Diskussion 30
v
Metoddiskussion 30
Resultatdiskussion 31
Elevers syn på läroböcker och digitala läromedel gällande deras lärande och motivation i naturkunskap 31
För-och nackdelar med läroböcker respektive digitala läromedel 34
Lärares förbättringsförlag för att effektivisera elevers kunskapsutveckling och motivation med hjälp av läroböcker respektive digitala läromedel 36
Slutsats 37
Pedagogiska implikationer 38
Prospektivt 38
Förslag till vidare forskning 38
Referenser 40 Bilagor I
Bilaga 1: Digital enkät för elevrespondenter I Bilaga 2: Enkät med djupintervjuer för lärare XVII
1
Inledning
Dagens samhälle har blivit alltmer digitaliserat och Sverige är idag ett av de mest digitaliserade länderna i världen. Detta har resulterat i att fler än hälften av svenska barn från två års ålder dagligen använder internet. En av fyra föräldrar uppger att deras småbarn (0–12 månader) använder internet (IIS, 2018). För att skolan skall vara i framkant har Skolverket infört en digitaliseringsstrategi i läroplanerna, vilket innebär att Sveriges grund-och gymnasieskolor, skall utveckla en hög digital kompetens hos eleverna (Skolverket, 2011a; Skolverket, 2011b). Detta har bidragit till att alla elever i den svenska skolan har tillgång till en egen dator (Skolverket, 2018). Användandet av digitala resurser i den svenska skolan har därmed blivit extensiv. Emellertid skall man vara medveten om att skolans och utbildningens anpassning till digitaliseringen i samhället kan måhända ha andra mål än att effektivisera kunskapsresultaten.
Digitaliseringen och utvecklingen av IT erbjuder opportunitet och utmaningar som kan få efterverkningar för elevernas lärande. Inom ramen för skolarbetet upplever nio av tio elever i gymnasiet och högstadiet att de är bra eller mycket bra på att söka fakta på internet. Nio av tio elever menar att de är bra eller mycket bra på att göra presentationer samt använda ordbehandlingsprogram för att skriva uppsatser. Färre än hälften av eleverna upplever att de är bra på att använda kalkylprogram. Skolverkets undersökning visar också att majoriteten av eleverna som använder internet för skolarbete i klassrummet använder det även för sociala medier och SMS, som stör arbetet i lärosalen. Eleverna blir minst lika störda av sin egen som av andras användning av sociala medier. I gymnasiet är det tre av tio elever som störs av sin egen användning varje dag och mindre än två av tio elever störs av vad andra gör. Lärarna har en mer kritisk bild än eleverna själva. Sju av tio gymnasielärare och drygt sex av tio högstadielärare menar att skolarbetet dagligen störs av elevers användning av sociala medier och SMS:ande (Digitaliseringskommissionen, 2014; Alexanderson & Davidsson, 2016). Digitaliseringen av samhället har också resulterat i utveckling av digitala läromedel. Vid jämförelse av digitala läromedel och traditionella läromedel i tryck har de både likheter och skillnader. Likheterna består av att båda typer av läromedel i de flesta fall karaktäriseras av både text och bild. Digitala läromedel erbjuder även möjligheter att inkludera filmer, animationer och tal. Vissa skolor har infört digitala läromedel medan andra fortsätter att använda traditionella läroböcker i tryck. Det råder tudelade meningar om de digitala läromedlen effektivt bidrar till barns lärande. Stora metaanalyser visar att satsningar i informations -och kommunikationsteknik (IKT) i undervisningen resulterar i blygsamma effekter på elevers kunskaper (Hattie, 2008;
Livingstone, 2012). Därtill finns inga studier som direkt jämför digitala läromedel med traditionella läroböcker (Wahlgren, 2019). Detta väckte mitt intresse att som blivande gymnasielärare göra en jämförande studie och identifiera vilka läromedel som är de mest effektiva för svenska elevers lärande och motivation – digitala läromedel eller traditionella läroböcker i ämnet naturkunskap på gymnasiet. Fördelar och nackdelar kommer också att behandlas samt att identifiera förbättringsförslag med läromedlen.
2
Bakgrund
I följande kapitel presenteras forskning och litteratur med avseende på ett historiskt perspektiv på reglering av läromedel, olika teorier om lärande, vad som karaktäriserar bra läroböcker, bilders funktion i läromedel samt vad som kännetecknar bra digitala läromedel.
Historiskt perspektiv på reglering av läromedel
Historiskt har läromedel varit ett styrmedel som staten tillämpat för att göra svensk skola både enhetlig och likvärdig (Skolverkets rapport 2006; Johnsson Harrie, 2009).
Under en stor del av 1900-talet har läromedelsval varit regelstyrt och därmed begränsat till statliga organ. Statens läroboksnämnd inrättades år 1938 med uppdraget att granska läroböcker som skulle användas i skolans undervisning. Myndigheten skulle kontrollera om läroböckernas innehåll följde de gällande styrdokumenten och att underlätta kreerandet av nya läroböcker. Under 1960-talet förändrades systemet för granskning på grund av läroplansreformerna. Den nya myndigheten läromedelsnämnden, som var kopplat till Skolöverstyrelsen ansvarade för att läromedlen följde läroplaners riktlinjer och mål samt objektivitetsgranskning, medan läromedelsproducenterna blev ansvariga för pedagogisk granskning (Juhlin Svensson, 2000; Johnsson Harrie, 2009). Under 1970-talet började läromedelsfrågorna alltmer exekveras på kommunal nivå, vilket resulterade i en minskning av de statliga myndigheternas inflytande. Därmed påbörjades den decentralisering som framöver förändrade den svenska skolan. År 1991 avvecklades den sista statliga granskningen av läroböcker. Idag bestämmer läromedelsproducenter och konsumenter kvaliteten på de läromedel som används i skolan. Johnsson Harrie (2009) menar att den professionella lärarens uppgift i dagens resultat-och målstyrda skola är att bedöma och välja läromedel som skall användas för att eleverna skall nå de kunskapsmål som är styrdokumentens aspiration. Det finns idag endast en indirekt styrning från staten, då staten utformar styrdokumenten som är fundamentet för genomförandet av lärarens uppdrag och därmed valet av läromedel.
Teorier om lärande
Målet med undervisning är att den skall resultera i lärande. Hur människan lär bäst har varit omdebatterat i historien och är lika aktuellt idag. Det finns fyra lärodimensioner som samtliga präglat dagens skola och har varit vägledande för undervisning och lärande. Dessa är följande: behaviorismen, kognitivismen, pragmatismen och det sociokulturella perspektivet. Från 1900-talets början och fram till 1960-och 1970-talen hade behaviorismen en dominerande ställning inom pedagogik och psykologi. Den amerikanske psykologen Skinner var den forskare som är starkast förknippad med behaviorismen. Betingningsprinciperna är grunden till behaviorismen och antagandet att lärande handlar om att förstärka önskvärda beteenden (Säljö, 2010; Håkansson &
Sundberg, 2015), genom stimuli och respons. Uppvisar eleven ett önskvärt beteende får eleven en belöning och en bestraffning vid motsatsen. Kritiken på 1950-talet kom från
3
kognitivismen och de menade att behaviorismen handlar om yttre beteenden och inte om lärandet, dvs hur vi löser problem, bildar begrepp, minns etc.
Den schweiziske pedagogen, psykologen och filosofen Piaget är mest känd som förespråkare av kognitivismen. Hans teoribildning handlar om att vårt inre inte är en spegel av verkligheten och omvärlden, utan att vår förståelse av verkligheten och omvärlden bygger på en aktiv konstruktion som sker genom våra erfarenheter (Håkansson & Sundberg, 2015). Kognitivismen menar att man aktivt konstruerar kunskap genom social kontext, vilket var en innovativ syn på lärande. Vidare, sker lärandet bäst när det äger rum en förändring av kunskap hos elevens korttidsminne till långtidsminne. Både behaviorismen och kognitivismen används i den klassiska traditionella undervisningen där läraren undervisar, samtidigt som eleverna passivt lyssnar till läraren. Denna undervisningsmodell har kritiserats, då forskning visar att det inte finns någon skillnad i kunskap hos eleverna vare sig eleverna är närvarande eller ej under undervisningen. Elever som är passivt närvarande, lärde sig lika lite som icke närvarande elever. Därför är det betydelsefullt att undervisningen tillämpar aktivt lärande, som bygger på kommunikation mellan lärare och elever och mellan elever.
Pragmatismen skiljer sig från de tidigare lärodimensionerna med förespråkare som Dewey, Peirce och James. Pragmatismen bygger på att språket är ett viktigt verktyg i all kunskapsbildning och undervisning, liksom att relationen mellan individ, samhälle och kultur är betydelsefulla för all utbildning och undervisning (Håkansson &
Sundberg, 2015). Under 1990-talet sammanstrålade pragmatismen med det sociokulturella perspektivet på lärande. Detta har sin grund i den ryske psykologen, filosofen och pedagogen Vygotskys verk, den närmaste proximala utvecklingszonen.
Vygotsky uppmärksammar individen och hennes lärande, samt att lärandet alltid sker i förhållande till samhället hon lever i. Arbetet beskriver hur människor när de väl behärskar en färdighet eller begrepp, också är nära att behärska något nytt. Då befinner sig individen i den proximala utvecklingszonen och kan lätt lära sig med hjälp av förklaringar, instruktioner eller hjälp av lärare eller kunnigare kamrat (Vygotsky, 1980;
Håkansson & Sundberg, 2015).
Språket som används i kommunikation med andra – eller läromedel som är aktuellt i denna studie, kan användas för att främja lärande. Verktygen är inte alltid lätta att förstå. En vetenskaplig artikel exempelvis innehåller fenomen och centrala begrepp som eleven måste vara förtrogen med, för att förstå, reflektera och diskutera texten. För att kunna dra slutsatser och konsekvenser av olika läromedel är det essentiellt att ha kunskaper om elevernas lärande. Då eleverna har olika sociokulturella bakgrund resulterar det i att de tillgodogör sig kunskap och lärande på olika sätt. På grund av elevernas variation i lärande resulterar det i att läromedelsvalet får stor betydelse i det sociokulturella perspektivet.
Bra läroböcker
Den decentraliserade skolan och mindre styrande läroplaner har stärkt lärobokens ställning enligt Johnsen m.fl. (1998). Dessutom är läromedlens innehåll och form
4
betydelsefulla i skolans verksamhet (Svingby, 1982). Läromedlen kan antingen förenkla eller försvåra skolans verksamhet i relation till styrdokumenten. Om läromedlet uppfyller kraven från läroplanen och tolkar styrdokumenten adekvat, så underlättar det undervisningen. Läromedel kan vara ett stöd för lärarens planering och genomförande av undervisning samt vara betydelsefull för elevernas lärande enligt Levéns studie (2003). I denna studie uppger hälften av lärarna att tryckta läromedel underlättar lärarnas arbete i skolan. Tre av fyra lärare menar att trycka läromedel är ett stöd inför deras planering av undervisningen. Drygt åtta av tio lärare anser att de kan påverka val och inköp av läromedel inom skolans tillåtna budget. Drygt åtta av tio lärare uppger att de regelbundet använder läroboken som läromedel. Enligt studien använder 1,7% av samtliga lärare aldrig läroboken. Juhlin Svensson (2000) betonar att det fundamentala läromedlet, läroboken förverkligar styrdokumenten i den pedagogiska praktiken. Läroboken upplevs garantera att skolans verksamhet överensstämmer med styrdokumentens krav. Andersen Bueie (2002) menar att norska lärare ställer krav på att läroboken uppfyller läroplanerna, inbegriper språklig kvalitet samt korrekthet. Johnsen m.fl. (1998) anser att detta resulterar i en efterfrågan på läroböcker som följer styrdokumenten och att innehållet i läroböckerna därmed blir likvärdig.
Storbritanniens utbildningsexpert Tim Oates (2014) har i sin rapport genomfört en extensiv undersökning av läroböcker från länder med högpresterande skolor. Finland och Singapore ingår i den kategorin och de har en mycket hög läroboksanvändning, 94% respektive 68%. Rapporten åskådliggör läroböckernas funktion som support till läroplanen, den gynnar sekvensinlärning i skolor samt hjälper lärare med djupförståelse i varje ämne. Läroböckernas funktion är också att leverera tydliga, välutforskade och varierade material som gynnar ett stort antal elever att erhålla goda kunskaper i ämnen. Tim Oates betonar att läroböcker av hög kvalitet gynnar både elever och lärare. Med hjälp av läroböcker kan lärare fokusera på att förfina pedagogiken och utveckla elevernas engagemang samt effektivisera elevernas inlärning. Lärare från högpresterande länder använder i högsta grad väldesignade, välteoretiserade och omsorgsfullt implementerade läroböcker i sin undervisning.
Läroböcker av högsta kvalitet karaktäriseras av följande:
1) teori om ämnesspecifikt innehåll och väletablerad inlärningsteori
2) innehållet avgränsas tydligt med exakt fokus på kunskap och nyckelbegrepp 3) kontinuerliga lärandeframsteg inom ämnet
4) stöd och simulering för elevernas reflektion
5) varierad användning av principer och begrepp - ”expansiv tillämpning”
6) granskning av strukturella egenskaper och ytor hos texter för att garantera likformighet med etablerad lärandeteori
Rapporten hänvisar till den transnationella studien genomförd av Reynolds och Farrell (1996) vars data replikerats och visar att de mest effektiva lärarna med bäst kunskapsresultat använder väldesignade läroböcker. Dessa läroböcker har en samhörighet med läroplanens mål samt innehåller väldesignade formativa bedömningsobjekt. Lärarna har också tid för att fokusera på elevernas kunskapsprogression. Oates (2014) menar att övergången till digitala läromedel kan ha allvarliga förluster och vinster. Läroböckerna har förbättrats för att supporta mycket effektiva pedagogiska metoder. Dessutom har läroböckernas funktion utsatts för
5
extremt noggrann förfining och utveckling. Digitala läromedel kan vara lovande, men det är viktigt att förstå om de väsentliga undervisnings- och inlärningsprocesserna som stimuleras och stöds av läroböcker i tryck kommer att garanteras i någon övergång till digital. Det vore vårdslöst om högkvalitativa läroböckers inlärningselement, stimulans och stöd förloras i övergången till digitalt material.
Bilders funktion i läromedel
Digitala läromedel och läroböcker i tryck innehåller både text och bilder. Boken Bilder i läromedel författad av Pettersson (2014) sammanställer forskning om hur skolan tillämpar bilder i läromedel, beskriver hur bild, grafik och skrift samverkar och hur lärandet äger rum med hjälp av olika representationsformer. Förr var läromedlen skriftbaserade och nu är relationen mellan skrift och bild mer jämlik. Läromedel har utvecklats till att inbegripa fler bilder och multimodala läromedel. Lärare ansvarar för att välja läromedel för undervisningen. För att lärare skall kunna genomföra ett ändamålsenligt läromedelsval, måste läromedel granskas. Recensioner av läromedel i fackpress - som riktar sig till yrkesverksamma lärare - kan vara problematisk då det finns ett begränsat utrymme att ge ett omdöme. Därtill läggs ofta fokus på texten och bilden hamnar i det fördolda. Då bilden tar allt större utrymme i dagens läromedel, är det relevant att granska samverkan mellan text och bild i olika läromedel. Pettersson (2014) ger riktlinjer för hur läraren skall granska och välja läromedel. Han presenterar en analysmodell för bilder i läromedel, som består av frågor som kan ställas om läromedlet. Analysmodellens frågor är indelade efter bilders funktion, bildtexter och bilders användning. Författaren definierar vad som kännetecknar en bra bild, utifrån publicerad forskning. Bilden skall fylla en funktion, vara anpassad till och komplettera texten. Forskare varnar för dekorativa bilder i läromedel, som kan verka förvirrande eller distraherande för inlärningen. Wennås Brantes (2014) studie pekar på att dyslexiker presterade sämre på ett läsförståelsetest, när både bild och text inkluderades jämfört med ett test som bara inbegrep text. För att uppmuntra lärande, måste en dekorativ bild vara associerad med texten. Folkesson (2009) upplyser om att bilder kan användas enbart dekorativt eller med målet att sälja böcker. Läromedelsföretag och författare har en intention med varje bild. Syftet med bilden skall vara inkluderad i lärarhandledningar, för att minska riken för missförstånd och att läraren kan förmedla syftet till eleverna (Pettersson, 2014). Läroböckerna idag innehåller fler bilder än tidigare och ofta dominerar bilderna sidan (Jewitt, 2006). Läroböckernas förändrade utseende har väckt oro, med anledning av den ökade användningen av bilder och dess konsekvenser för barns lärande. Vissa observatörer menar att läskunnigheten hotas med en ”dumb down” och kommer sannolikt att resultera i skadliga effekter på den ekonomiska progressionen. Andra observatörer är övertygade om att läroböckernas förändrade utseende tillhandahåller nya vägar till befintliga läroämnen (Kaplan, 1995).
Bra digitala läromedel
Enligt Sjödén (2015) är det utmanande att identifiera digitala läromedel som är forskningsbaserade och vetenskapligt utvärderade. Då det finns mycket material som är nyproducerat, kan man inte använda praxis eller erfarenheter från en lärarkollega,
6
som vid granskning av läroböcker i tryck. Roblyer och Doering (2010) har i sin bok undersökt digitala läromedel och gjort en heltäckande studie. Författarnas ambition är att utveckla grundprinciper för hur digitala lärresurser kan inkorporeras i skolans undervisning efter amerikanska förhållanden. Kognitionsforskarna Maria Larsson och Peter Gärdenfors (Gärdenfors, 2010) har tittat på svensk ämnesundervisning och framhållit att digitala läromedel skall stimulera den inre motivationen att lära, samt kognitiv förmåga som effektiviserar lärandet. Rekommendationerna är följande:
tekniken skall främja interaktivitet, feedback, samverkan, narrativ, lärstilar samt metakognition.
Sjödén (2015) föreslår tre riktlinjer att utvärdera digitala läromedel på – representation av information, interaktion med användaren och social positionering av eleven. Dessa tre riktlinjer fokuserar på det som skiljer digitala läromedel från traditionella läroböcker.
Dessutom är varje riktlinje kopplad till vetenskapligt påvisade lärmekanismer.
Representation av information:
-Studera hur grafik, ljud, animationer, film etc visas på datorn.
-Bra digitala läromedel gynnar förståelse genom att representera information statiskt och dynamiskt, visuellt och auditivt, verbalt och i bild, som narrativ och instruktioner, samtidigt och i sekvenser, etc.
Interaktion med användaren:
-Studera hur eleven agerar och påverkar läromedlet genom att klicka i en virtuell miljö samt den feedback som läromedlet ger.
-Bra digitala läromedel tillåter eleven att interagera med det digitala läromedlet med tydlig och omedelbar feedback från systemet som resulterar i kunskapsutveckling.
Social positionering av eleven:
-Studera hur läromedlets representation och interaktion inviger sociala rolltaganden i samverkan med digitala karaktärer, vilket påverkar hur eleven tar sig an uppgifter i läromedlet.
-Studerar hur eleven förhåller sig till lärandet.
-Bra digitala läromedel använder tekniken för att påverka hur eleven angriper en uppgift genom att aktivera beteendemönster och positiva attityder förknippade med sociala roller.
Representation av information:
Kognitionsforskaren Stellan Ohlsson har i sin forskning undersökt hur människan uppnår ”djupinlärning” (Ohlsson, 2011). Han associerar sin modell till direktiv för hur digitala läromedel (educational software) bör utformas (Ohlsson, 2008). Det centrala är att det digitala läromedlet bör representera informationen tillräckligt väl för att olika lärmekanismer aktiveras, men inte på bekostnad av antalet informationstyper som representeras. Anledningen är att en kombination av flera informationstyper resulterar i synergieffekter för lärande. Barrow m.fl. (2008) menar att en kombination av negativ och positiv feedback mer än halverar tiden för att lösa en uppgift. Lärandet effektiviseras likaså med hjälp av verbala instruktioner, förklarande exempel samt låta eleven prova på själv (Ohlsson, 2011).
Interaktion med användaren:
7
Återkopplingsloopar är en av interaktionens främsta lärandefunktioner. Detta betyder att återkoppling från det digitala läromedlet anpassas efter elevens svar, så att eleven rättar sitt svar, vilket resulterar i ett nytt svar från det digitala läromedlet. Detta fortgår tills eleven uppnått godtagbar kunskap för uppgiften. Forskning om motivation, visar att återkopplingsloopar är betydelsefulla för elevens förmåga att själv reglera sitt lärande och därmed bibehålla motivationen för ämnet. Elever som själva anpassar sitt lärande, är mer motiverade att intressera sig för nytt material utanför den ursprungliga lärsituationen (Zimmerman & Cleary, 2009; Chin et al, 2010). För att interaktionen med individen skall resultera i fördjupad kunskap, krävs en anpassad progression i svårighetsgrad för de uppgifter som eleven arbetar med. Denna princip är väl inarbetad i framgångsrika datorspel. Digitala läromedel saknar dock denna progression, på grund av att de i många fall är begränsade till drillnings- och övningsmoment av enskilda kunskaper, som att översätta vokabel eller namnge geografiska platser (t.ex.
Webbmagistern). Läromedel med knapphändig återkoppling och som bara beskriver något som rätt eller fel, gagnar inte förståelsen (Sjödén, 2015).
Social positionering av eleven:
I lärandesammanhang är den sociala positioneringens yttersta mål att ge eleven makt och kontroll över sitt lärande (Sjödén, 2015). När eleven är ledaren över kunskapsmaterialet borde insikten med hjälp av den tydliga återkopplingen vara att även utmanande och eventuellt tråkiga moment i lärandet har betydelse i ett större sammanhang. Det är skillnad på att lära sig de olika beståndsdelarna som en kroppscell består av och att kunna sätta samman delarna för att cellen skall fungera i en människokropp (om än digitalt simulerad). För att man skall fortsätta att engagera sig i en uppgift, är det väsentligt att ge bekräftelse på ökad kompetens (Bransford et al, 1999; Zimmerman & Cleary, 2009).
Då digitaliseringen av läromedel bara har börjat, finns det begränsad forskning kring digitala läromedel (Tallvid, 2015). För att utvärdera effekten av enskilda faktorer i respektive riktlinje fordras extensiva empiriska studier. Ett långsiktigt mål vore att teori och empiriska resultat gemensamt leder till pedagogiskt relevanta, välförankrade och mer specifika bedömningskriterier för digital profit i undervisningen. Bra digitala läromedel skall tillgodose den digitala teknikens opportunitet att producera och organisera kunskap på nya sätt, som uppmuntrar en variation av sätt att lära (Sjödén, 2015).
8
Teoretisk ram
Det första teoretiska perspektivet i detta projekt tillämpar Design för lärande (Selander
& Kress, 2010), vilket fokuserar på kommunikation och meningsskapande, som relateras till lärande (Kress, 2010). Studien fokuserar på elevernas lärande, och försöker identifiera om digitala läromedel eller traditionella läroböcker i tryck är mest effektiva för lärandet. För att förstå elevernas lärandeprocess används Åkerfeldts & Selanders modell (Figur 1) (Skolverket, 2016). Learning Design Sequences modellen beskriver en formell lärsekvens. Modellens Andra transformationscykel används vid reflektioner av samtalen med lärare samt elevresponsen på de digitala enkäterna.
Figur 1. Learning Design Sequences (LDS) modellen (Skolverket, 2016).
Det andra teoretiska perspektivet i denna studie fokuserar på fördelar och nackdelar vid undervisning med digitala läromedel jämfört med traditionella läroböcker i tryck. Läromedel har förändrats över tid. I de tidigare läroböckerna var skriften mer dominant. Över tid har bilden blivit alltmer förekommande i dagens traditionella läroböcker i tryck (Bezemer & Kress, 2010). Varje läromedel har sina för-och nackdelar, vilket Kress (2005) beskriver som ”gains and losses”. Många digitala läromedel har precis som läromedel i tryck både text och bild. Digitala läromedel har till skillnad från läroböcker i tryck, en möjlighet till dynamiska inslag (t.ex. filmer, animationer och tal) samt interaktiva inslag (samspel mellan användaren och datorn, t.ex. genom att datorn frågor och användaren svarar). De dynamiska och interaktiva inslagen undersöks och hur elevernas lärande påverkas av dem.
Det tredje teoretiska perspektivet fokuserar på elevernas motivation. Ryan & Deci (2000) beskriver i Self-determination theory att lärande upplevs som motiverande om känslor av tillhörighet, kompetens och autonomi uppstår. Känslor av tillhörighet uppkommer när läraren visar respekt och uppskattning för eleven (Niemiec & Ryan, 2009). Känslor av kompetens uppstår när individer upplever att de får positiv feedback av sin omgivning eller framgångsrikt löser en uppgift (Deci & Ryan, 1985). Känslor av autonomi upplevs om eleverna får utforma sina egna val i undervisningen. Beroende på undervisningens utformning och hur eleverna upplever lärarens bemötande, kan elevernas känslor av tillhörighet, kompetens och autonomi påverkas och förändras.
9
Syfte och frågeställning
Många elever i den svenska skolan har svårigheter att uppnå målen i naturvetenskapliga ämnen. Därför är det viktigt att läromedlen i dessa ämnen är utformade för att stödja elevernas lärande på bästa sätt.
Studien har som övergripande mål att göra en jämförelse av digitala läromedel och tryckta läroböcker i ämnet naturkunskap på gymnasiet samt undersöka hur dessa läromedel utvecklar elevernas lärande och motivation. Genom lärarintervjuer och digital enkät med elevrespondenter identifieras likheter, för-och nackdelar samt förbättringsförslag med läromedlen.
Denna studie fokuserar på följande forskningsfrågor:
1. Hur upplever eleverna att digitala läromedel vs traditionella läroböcker påverkar deras lärande och motivation i naturkunskap?
2. Vilka för-och nackdelar finns det med digitala läromedel respektive läroböcker?
3. Vilka förbättringsförslag kan lärare föreslå för att effektivisera elevers kunskapsutveckling och motivation med hjälp av digitala läromedel respektive läroböcker?
Frågorna skall besvara huruvida undervisning med hjälp av digitala läromedel eller läroböcker kan utveckla gymnasieelevers kunskapsprogression i naturkunskap eller om läromedlen behöver förbättringar. Studien är avgränsad till att inbegripa svenska elever på två gymnasieskolor och deras läromedel i naturkunskap.
10
Metod
I följande sektion presenteras valet av metod för studien. Initialt presenteras enkät och intervju som metod för datainsamling, beskrivning av hur urvalet gått till samt genomförandet av metod. Vidare, framställs analys och bearbetning av insamlat data med studiens reliabilitet och validitet samt avslutar avsnittet med etiska överväganden.
Kvantitativa och kvalitativa datainsamlingsmetoder genomfördes med hjälp av enkäter och intervjuer (bilaga 1 och 2) för att besvara samtliga forskningsfrågor. En kombination av dessa två metoder används för att stärka och komplettera insamlade data. Detta ger en robust och solid bild av resultaten. Kombination av enkät och intervju har fördelen att insamlade data blir mer fullständig och kan ge en mer omfattande bild av resultaten (Denscombe, 2009).
Enkät som metod
Enkätundersökning (bilaga 1) valdes i denna studie, för att besvara forskningsfråga 1 med gymnasielever som respondenter. Kvantitativ datainsamlingsmetod med hjälp av digital enkät valdes för att nå ut till så många respondenter som möjligt och öka generaliserbarheten i analysen. En kvantitativ undersökning baseras på likvärdiga och därmed jämförbara uppgifter som är så många att de kan analyseras numeriskt.
Matematiska och statistiska metoder används för att undersöka högt strukturerade data som exempelvis enkätstudier med slutna svarsalternativ, strukturerade observationer, befolkningsstatistik med mera. (Esaiasson m.fl., 2012). Elevrespondenterna uppgick först till 91 individer. Efter bortfall var det 83 personer som besvarat frågor med slutna svarsalternativ. De slutna svarsalternativen används för att göra en numerisk analys för att undersöka forskningsfråga 1: elevernas lärande och motivation vid användning av digitala läromedel och traditionella läroböcker i naturkunskap. Då responsen är likvärdig med hög struktureringsgrad, resulterar det i en kvantitativ studie (Patel &
Davidsson, 2019).
För att skapa enkäten, valdes Google formulär som är ett Googlebaserat program, anpassat för enkätundersökningar. Enkäten skickades via e-post till respondenterna, via en länk. Respondenternas svar är helt anonyma. Kryssfrågor samt flervalsfrågor formulerades med förhandsdefinierade svar. Öppna frågor besvarades med slutna svarsalternativ i linjär skala: 1–10 samt med öppna svar där respondenterna själva formulerade sitt svar. Enkäter med öppna svar används för att fånga upp respondenternas öppenhet, kreativitet och oförutsägbarhet. Enkäter med fasta svar tillämpas för att kvantifiera svaren, se tendenser eller bekräfta en viss respons (Ejlertsson & Axelsson, 2014). Google formulär har en professionell framtoning samt är enkelt att använda både för kreatör och respondent.
Vid användning av enkät som metod ställs samma frågor till ett stort antal respondenter.
Frågeformulär kan tillämpas vid undersökning av attityder samt hur konventionellt ett fenomen är (Dimenäs, 2007). Vidare, kan samband mellan olika företeelser och
11
bakgrundsfaktorer skönjas. Följande fördelar har identifierats med enkätundersökningar: 1) talrik respons kan samlas in på kort tid, 2) responsen kan kvantifieras, 3) utebliven intervjuareffekt (dvs respondenten blir inte influerad av forskaren, vilket kan hända vid en face-to-face intervju), 4) respondenterna väljer när, hur och var de besvarar enkäten. Nackdelar som har identifierats: låg svarsfrekvensen som resulterar i att det inte går att dra några slutsatser för gruppen, bara för de enskilda respondenterna. I enkätundersökningen har frågor konstruerats med okonstlad vokabulär (Ejlertsson & Axelsson, 2014). Enkäten är utformad så att både respondenter som använder digitala läromedel och respondenter som använder böcker i naturkunskap lätt kan förstå och besvara frågorna. Enkäten har utformats med målet att ha begripliga frågor och vara estetiskt tilltalande.
Intervju som metod
Intervju (bilaga 2) valdes i denna studie för kvalitativ datainsamling för att besvara forskningsfrågorna 1, 2 och 3 med lärare som respondenter. Kvalitativa studier använder vetenskapliga metoder för att samla in och analysera lågt strukturerade data, som består av löpande text. Ett fåtal personer besvarar intervjuer, enkäter eller beslutsdokument med öppna svar. Syftet är att skapa en djupare förståelse för idéer och attityder, att se helheten i texten och att vissa passager är viktigare än andra (Esaiasson m.fl., 2012). Kvalitativa intervjuer och kvalitativ enkät tillämpas i denna studie för insamling av data där lärares och elevers upplevelser och uppfattningar om digitala läromedel och traditionella läroböcker i naturkunskap används för att besvara forskningsfråga 1 och 2 med hjälp av öppna svarsalternativ. Forskningsfråga 3 besvaras endast av lärare genom kvalitativa intervjuer. I den kvalitativa studien ges respondenterna utrymme att uttrycka sig fritt med egna ord både i enkäten och i intervjun, vilket bidrar till en låg struktureringsgrad (Patel & Davidsson, 2019).
Ändamålet med intervju som metod var att få en djupare och välutvecklad förståelse av fenomen och sammanhang som studeras (Fejes & Thornberg, 2015) dvs lärarnas erfarenheter av undervisning med digitala läromedel versus traditionella läroböcker i naturkunskap. Kylén (2004) delger att samtal och möte med en individ ger oss de bästa förutsättningarna för att framföra intervjuobjektets känslor och funderingar.
Intervjuaren ställer frågor och kan ställa följdfrågor för att få en bättre förståelse och överblick. Anteckningar av intervjun sker kontinuerligt under hela intervjun och används i dataanalysen. Intervjun kan ta kort eller lång tid. Ejlertsson och Axelsson (2014) menar att enkät och intervju är två olika datainsamlingsmetoder. Intervjun medför en direktkontakt mellan intervjuobjektet och intervjuaren via telefonintervju eller genom personlig intervju. Det finns olika sorters intervjuer: 1) djupintervjuer, går på djupet för att förtydliga olika fenomen, 2) ostrukturerade eller öppna intervjuer, innehåller frågeområden, kallade teman som ofta är determinerade samt 3) standardiserade eller strukturerade intervjun, där både frågor och svar är predestinerade. I den här studien har djupintervjun använts, för att åskådliggöra lärarnas tankar om traditionella läroböcker och digitala läromedel i naturkunskap. Med avseende på den rådande Corona-pandemin genomfördes intervjuerna via den digitala plattformen Zoom under ca 60 min. Frågorna som ställdes i intervjun baserades på
12
enkätfrågor i Google formulär som kan ses i bilaga 2. Under intervjun ställde intervjuaren frågor från den digitala enkäten och noterade simultant lärarnas respons i enkäten. Därefter bearbetades responsen och analyserades som enkätsvar (se avsnittet analys och bearbetning).
Urval
Strategiskt urval användes i denna studie för att välja ut två gymnasieskolor, flera gymnasieklasser som läser naturkunskap och gymnasielärare som undervisar i naturkunskap. Strategiskt urval innebär att skolor, klasser, individer eller projekt handplockas av forskaren, för att forskaren tror att de har särskilt goda förutsättningar att besvara frågeställningarna i studien. Syftet med studien är besvara genuina frågor, inte att bekräfta egna uppfattningar. Strategiskt urval medför att rik och mångsidiga data samlas in. Vanliga kriterier är följande: 1) respondenter har variation (t.ex. viss erfarenhet, uppfattning, ålder, mest och minst erfarna), 2) respondenter kan ge en viss information (t.ex. lång erfarenhet, stor överblick, särskilt kunniga) samt 3) respondenter arbetar med sakfrågan (t.ex. uppföljning av kursplaner) (Skolverket, 2000). Dessutom användes snöbollsurval (Denscombe, 2009). En vänlig kontaktperson på Mittuniversitetet kontaktades för att ställa en fråga om studien. Detta resulterade i att jag erhöll kontaktinformation till flera skolor och gymnasielärare i Sundsvall. Det var genom dessa behjälpliga lärare som jag sedan kunde nå ut till fler respondenter - gymnasielärare - i Sundsvall, som använder digitala läromedel i naturkunskap. Dessa vänliga lärare supportade studien genom att deltaga i en intervju och låta deras elever besvara enkäten. Eftersom det var en utmaning att identifiera skolor i Sundsvall som använde traditionella läroböcker i naturkunskap, använde jag mig av en kontaktperson i Göteborg. Med hjälp av den här vänliga gymnasieläraren erhöll jag kontaktuppgifter till respondenter i Göteborg – gymnasielärare – som använder böcker i naturkunskap.
Dessa behjälpliga lärare supportade studien genom att deltaga i en intervju och låta deras elever besvara enkäten. Den kvantitativa och kvalitativa studien inkluderade två gymnasieskolor i Sverige, lokaliserade i Göteborg och Sundvall. Respondenter i studien - lärare och elever - valdes ut för att de passade studien, ty de har erfarenhet av att använda digitala läromedel och läroböcker i naturkunskap. Ungefär hälften av respondenterna använder sig av tryckta läroböcker i naturkunskap och den andra hälften av respondenterna använder digitala läromedel i ämnet naturkunskap på gymnasiet. Denna information utgick jag ifrån vid studiens initiering. Min tanke var att göra en tydlig jämförelse av skolor som använder olika former av läromedel. I verkligheten finns ingen sådan skola, då det framkom vid intervjuer av lärare och elevenkät att båda skolor har erfarenhet av både tryckta och digitala läromedel, vilket också kan skönjas i resultaten. Sammanlagt 91 gymnasieelever besvarade initialt den digitala enkäten, men efter bortfall var de 83 individer. Fem gymnasielärare deltog i intervjuer.
Genomförande
Projektet verkställdes på två gymnasieskolor. Lärare och elever genomförde intervjuer och digital enkät under maj månad år 2021. Skolan i Sundsvall använder digitala
13
läromedel i undervisningen i naturkunskap och skolan i Göteborg använder traditionella läroböcker i tryck i undervisningen i naturkunskap. Initial kontakt med lärarna på gymnasiet ägde rum via e-post, där de informerades om studien och tillfrågades om deras och klassernas deltagande. All kontakt med elevrespondenterna har ägt rum via gymnasielärarna.
Digital enkät med elevrespondenter
Frågorna i den digitala enkäten konstruerades enligt Metodpraktikan (Esaiasson m.fl., 2012). Samtliga frågor sammanställdes enligt följande kriterier: frågorna skulle vara öppna, neutrala samt formuleras med vokabulär och begrepp som respondenten förstår.
När det första utkastet på enkäten var fastställd skickades denna via e-post till handledaren för att få återkoppling. Därefter skickades den digitala enkäten ut till lärarna på skolorna. Datainsamlingen genomfördes på lektionstid i ämnet naturkunskap med hjälp av en digital enkät via Google formulär (bilaga 1) som 91 gymnasieelever besvarade. På grund av bortfall, var det 83 elever som slutförde enkäten. Hälften av eleverna använder digitala läromedel och andra hälften använder läroböcker i naturkunskap. Vid datainsamlingen upplystes respondenterna av mig eller av läraren i naturkunskap om syftet med studien, anonymitet vid deltagande och att det var frivilligt deltagande. Den digitala enkäten inkluderade följande moment:
1. Bakgrund om respondenten och hens användning av traditionella böcker jämfört med digitala läromedel.
2. Läsning och förståelse av text i böcker respektive digitala läromedel.
3. Bilder och förståelse i böcker respektive digitala läromedel.
4. Filmer i undervisningen.
5. Fördelar, nackdelar och förbättringsförslag av läroböcker jämfört med digitala läromedel.
6. Elevernas motivation dvs deras kompetens, autonomi och tillhörighet korrelerat till läromedlen.
Samtliga moment kopplade till elevernas lärande och motivation i ämnet naturkunskap med avseende på elevernas läromedel. Respondenterna besvarade femtiofyra frågor på ca 10 – 15 min. Frågorna inbegrep svarsalternativ från 1–10 (1: inte alls till 10: i hög grad) samt fria kommentarer efter varje fråga, för att erhålla mer information från respondenterna. Datainsamlingen användes för dataanalysen.
Djupintervjuer med lärare
Kvalitativa djupintervjuer genomfördes med fem gymnasielärare som undervisar i naturkunskap. Gymnasielärarna selekterades utifrån deras ämneskompetens som lärare i naturkunskap. De kontaktades initialt med e-post och de lärare som samtyckte till deltagande kontaktades ånyo via e-post för bokning av intervju. Samtliga djupintervjuer genomfördes digitalt via Zoom under 60 min. Intervjufrågorna baserades på den digitala enkäten på Google formulär som eleverna besvarade, med utgångspunkt från lärarnas erfarenhet av undervisning i naturkunskap med digitala läromedel versus traditionella läroböcker. Den digitala enkäten (bilaga 2) fylldes i med slutna och öppna svar av intervjuaren simultant med intervjun och användes för att genomföra dataanalysen. Vid intervjuerna användes läromedlen och lärarnas erfarenhet av undervisning med gymnasieleverna som stöd för samtalet.
14 Respondenter
Intervjuade lärare med fingerade namn
Olof: Behörig gymnasielärare i biologi och naturkunskap, med två års arbetslivserfarenhet som gymnasielärare i naturkunskap.
Cecilia: Behörig gymnasielärare i biologi och naturkunskap, med nio års arbetslivserfarenhet som gymnasielärare i naturkunskap.
Elin: Behörig gymnasielärare i matematik och naturkunskap, med sexton års arbetslivserfarenhet som gymnasielärare i naturkunskap.
Per: Behörig gymnasielärare i biologi och kemi, med elva års arbetslivserfarenhet som gymnasielärare i naturkunskap.
Amelia: Behörig gymnasielärare i biologi och naturkunskap, med tre års arbetslivserfarenhet som gymnasielärare i naturkunskap och åtta års arbetslivserfarenhet som lektor på universitetet.
Samtliga lärare har erfarenhet av att undervisa samtliga kurser i naturkunskap på gymnasiet. Lärarna undervisar elever som läser Samhällsvetenskapsprogrammet, Estetiska programmet, Handels-och administrationsprogrammet, Bygg-och anläggningsprogrammet, El-och energiprogrammet, Hantverksprogrammet m.fl.
Gymnasieelever
Gymnasieeleverna i Göteborg läser följande kurser samt program:
- naturkunskap 2, årskurs 3 på Samhällsvetenskapsprogrammet - naturkunskap 1b, årskurs 2 på Samhällsvetenskapsprogrammet.
- naturkunskap 1a1, årskurs 1 på El-och energiprogrammet.
Gymnasieleverna i Sundsvall läser följande kurser samt program:
- naturkunskap 1b, årskurs 1 på Samhällsvetenskapsprogrammet.
- naturkunskap 1b, årskurs 1 på Estetiska programmet.
- naturkunskap 1a1, årskurs 1, på Hantverksprogrammet.
Analys och bearbetning
Digital enkät med elevrespons samt djupintervjuer med lärare fokuserar på följande 1–
6 moment:
1. Bakgrund om respondenten och hens användning av traditionella böcker jämfört med digitala läromedel.
2. Läsning och förståelse av text i böcker respektive digitala läromedel.
3. Bilder och förståelse i böcker respektive digitala läromedel.
4. Filmer i undervisningen.
15
5. Fördelar, nackdelar och förbättringsförslag av läroböcker jämfört med digitala läromedel.
6. Elevernas motivation dvs deras kompetens, autonomi och tillhörighet korrelerat till läromedlen.
Studien fokuserar på elevernas lärande samt motivation och har som målsättning att determinera om digitala läromedel eller läroböcker i naturkunskap är mest effektiva för lärandet.
Studien tillämpar det teoretiska perspektivet Design för lärande (Selander & Kress, 2010), vilket fokuserar på kommunikation och meningsskapande, som relateras till lärande (Kress, 2010). För att förstå elevernas lärandeprocess analyserades och sammanställdes svarsresponsen från moment 2 och 3 (ovan) inkluderade i lärarnas djupintervjuer samt den digitala enkäten, genom att använda den andra transformationscykeln i Åkerfeldts
& Selanders modell Learning Design Sequences (Skolverket, 2016; Figur 1). Den innebär en representation av elevernas skapelse i klassrummet. Detta inbegriper elevernas metareflektion som medför att eleverna reflekterar över sin egen slutprodukt och lärande. Diskussion som inkluderar hur man som elev kan fortsätta att arbeta inom ämnet. Sammantaget, gör eleverna en slutgiltig bedömning av sin kunskapsnivå, prestation och arbetssätt genom att besvara den digitala enkäten.
Fördelar och nackdelar vid undervisning med digitala läromedel jämfört med traditionella läroböcker i tryck studeras. Vidare, undersöker studien även filmers dynamiska och interaktiva inslag i de digitala läromedlen i naturkunskap och hur elevernas lärande påverkas av dem. Varvid, analyserades och sammanställdes svarsresponsen från moment 4 och 5 (ovan) från den digitala enkäten samt djupintervjuer med lärare.
Ryan & Deci (2000) beskriver i Self-determination theory att elevernas lärande upplevs som motiverande om känslor av kompetens, tillhörighet och autonomi uppstår. Studien undersöker i vilken omfattning gymnasieeleverna upplever att lärande är motiverande kopplat till de digitala läromedlen och läroböckerna i undervisningen. Svarsresponsen från moment 6 användes för analys och sammanställning för att undersöka elevernas motivation.
Resultat sorterades och sammanställdes under rubriker som utgick från studiens teoretiska ramverk samt frågeställningar: 1) Hur upplever eleverna att digitala läromedel vs traditionella läroböcker påverkar deras lärande och motivation i naturkunskap? 2) Vilka för-och nackdelar finns det med digitala läromedel respektive läroböcker? 3) Vilka förbättringsförslag kan lärare föreslå för att effektivisera elevers kunskapsutveckling och motivation med hjälp av digitala läromedel respektive läroböcker? Den första frågeställningen formulerades om till rubriken 1) ”Elevers och lärares syn på läroböcker och digitala läromedel gällande elevers lärande och motivation i naturkunskap” och inbegrep resultat från enkät och intervjuer från moment 2, 3, 4 och 6. Frågeställning två och tre formulerades om till följande: 2) ”För- och nackdelar med läroböcker respektive digitala läromedel” samt 3) ”Lärares förbättringsförslag för att effektivisera elevers kunskapsutveckling och motivation med hjälp av läroböcker respektive digitala läromedel”. Dessa avsnitt inkluderade resultat från enkät och intervjuer från moment 5. För tolkning av respons från digital enkät och
16
intervjuer användes de teoretiska ramverken (beskrivna ovan), såsom Andra transformationscykeln i modellen Learning Design Sequences (Skolverket, 2016) och Self-determination theory (Ryan & Deci, 2000).
Resultat från enkät-och intervjuer redovisas i samma tabell och avsnitt. Detta för att underlätta överblicken av resultaten. Min bedömning av enkät-och intervjufrågorna är att de är omfattande och resulterar i mycket data. Fördelen är en god överblick över arbetsområdet och solid evidens. Nackdelen är att den insamlade informationen tar tid att bearbeta. För att underlätta analys och sammanställning av data, skulle åtskillig reduktion av enkät-och intervjufrågor behövas.
Studiens validitet och reliabilitet
Validitet (giltighet) och reliabilitet (tillförlitlighet) räknas inom forskningen som essentiella kvalitetskriterier, då de mäter studiens trovärdighet. Validitet fastställer om studiens resultat besvarar forskningsfrågan och om det som undersöks verkligen undersöks. Reliabilitet innebär att metoderna i studien är så väldokumenterade att andra individer kan reproducera studien och erhålla samma resultat. Validitet definieras på ett eller flera av följande kriterier: 1) studien undersöker det som studien syftar till att undersöka, 2) frånvaro av systematiska fel, 3) teoretiskt perspektiv och operationell indikator (analysverktyg) överensstämmer. Det är möjligt att en studie kan ha hög reliabilitet utan att ha hög validitet. För att uppnå god validitet, måste de tre validitetskriterierna ovan vara uppnådda. God validitet är avgörande för att studien skall kunna erbjuda trovärdiga konklusioner om verkligheten (Esaiasson, 2012;
Justesen & Mik-Meyer, 2013). För att i denna studie visa hög validitet och hög reliabilitet besvaras och diskuteras studiens syfte och frågeställningar, dokumentation av studiens genomförande är tydlig samt att val av teoretisk definition och begrepp är relevanta för studiens syfte. Resultaten i denna studie är inte generaliserbara, då respondenterna - elever och lärare – endast är lokaliserade på två gymnasieskolor. Urvalet är därför inte representativt för hela Sverige.
Etiska överväganden
Forskningsetiska aspekter har varit väsentliga i min studie. I min studie har jag tagit ett särskilt ansvar gentemot de individer som medverkat, samt mot samtliga som indirekt kan påverkas och gagnas av studien och studieresultaten. I arbetet har jag använt god forskningssed (Vetenskapsrådet, 2011) och tagit hänsyn och ansvar till den enskilda individen som byggt på förtroende, diskretion samt medgivande gentemot lärare samt elever (Tickle, 2002). Lärarna och eleverna informerades muntligt och skriftligt om studiens syfte, respondenternas frivilliga deltagande, anonymitet samt att studieresultaten endast skulle användas i forskningsändamål. Samtliga elever som deltog i studien var över 18 år gamla. Detta bidrog till att vårdnadshavare inte behövde ge samtyckte till studien med sin underskrift. Samtliga lärare och elever valde att fullfölja sin medverkan.
Varken skolan, lärare eller elever i studien är namngivna och kan inte heller identifieras.
Lärarnas namn har fingerats. Elevernas namn var anonyma både före-och efter studien.
17
Elevernas könstillhörighet efterfrågades inte i studien. Till följd av detta, kan studieresultaten inte analyseras med hjälp av deltagarnas kön.
Resultat
I följande kapitel presenteras resultat från den digitala enkäten med elevrespons (bilaga 1) samt intervjuer med lärare (bilaga 2). Genomförandet av digital enkät och intervjuer bidrog till att få en uppfattning av elevers och lärares: 1) bedömning av hur digitala läromedel och traditionella läroböcker bidrar till elevernas lärande och motivation i naturkunskap, 2) förslag på för-och nackdelar med digitala läromedel och traditionella läroböcker, 3) förbättringsförslag för att effektivisera elevers kunskapsutveckling och motivation med hjälp av digitala läromedel respektive läroböcker. Utifrån studiens frågeställningar presenteras respons från enkät och intervju i nedanstående resultat.
Respondenternas bakgrund
Elever
Initialt var det totalt 91 gymnasieelever som besvarade den digitala enkäten (bilaga 1).
På grund av några bortfall var det 83 elever som färdigställde enkäten. 45 elever som besvarade den digitala enkäten var lokaliserade på en gymnasieskola i Göteborg och 46 elever var lokaliserade på en gymnasieskola i Sundsvall. Elever i Göteborg använde traditionella läroböcker i naturkunskap och elever i Sundsvall tillämpade digitala läromedel i naturkunskap. Sedan tidigare har båda klasserna erfarenhet av att använda både tryckta och digitala läromedel i naturkunskap. Totalt 91 gymnasielever från två gymnasieskolor i Göteborg och Sundsvall besvarade frågor om de mestadels använder tryckta läroböcker eller digitala läromedel i naturkunskap. Responsen visar att drygt hälften av gymnasieeleverna använder tryckta läroböcker (Figur 2A) och drygt åtta av tio elever använder digitala läromedel (Figur 2B) i naturkunskap.
Figur 2. Elevernas användning av A) tryckta läroböcker respektive B) digitala läromedel i naturkunskap.
Lärare
Sammanlagt fem gymnasielärare intervjuades med hjälp av frågeformulär (bilaga 2).
Två av respondenterna var lokaliserade på en gymnasieskola i Göteborg och tre på en
A B
18
gymnasieskola i Sundsvall. Tre av lärarna var kvinnor och två var män. Både kvinnliga och manliga lärare blev intervjuade från varje gymnasieskola.
Digitala läromedel och läroböcker som används i undervisningen i naturkunskap är följande:
1) Henriksson, A. (2016). Synpunkt: naturkunskap. 1a1. (2. uppl.) Malmö: Gleerup., 2) Henriksson, A. (2016). Synpunkt: naturkunskap. 1b. (2. uppl.) Malmö: Gleerup., 3) Henriksson, A. (2017). Synpunkt Naturkunskap 2. (Andra upplagan). Malmö:
Gleerups.,
4) Henriksson, A. (2012). Synpunkt 1a1, digital, lärarlic och elevlic, 12 mån. Gleerups Utbildning AB.,
5) Henriksson, A. (2012). Synpunkt 1b, digital, lärarlic och elevlic, 12 mån. Gleerups Utbildning AB.,
6) Henriksson, A. (2012). Synpunkt 2, digital, lärarlic och elevlic, 12 mån. Gleerups Utbildning AB.,
7) Björndahl, G., Castenfors, J. & Landgren, B. (2013). Frank grön: naturkunskap. 2. (1.
uppl.) Stockholm: Liber.
Åtta av tio gymnasielärare upplyser att de använder både läroböcker i tryck och digitala läromedel i naturkunskap.
Elevers och lärares syn på läroböcker och digitala läromedel gällande elevers lärande och motivation i naturkunskap
Elever
Ungefär sex av tio elever upplyser att de föredrar att läsa traditionella läroböcker i naturkunskap (Figur 3A), medan bara hälften av eleverna anger att de föredrar att läsa digitala läromedel (Figur 3B). Vid tillgång till läroböcker, digitala läromedel samt en kombination av både läroböcker och digitala läromedel, föredrar en majoritet av eleverna, nära sju av tio en kombination av både tryckta och digitala läromedel för läsning (Figur 3C), medan drygt två av tio elever föredrar att enbart läsa digitala läromedel och en av tio föredrar enbart läroböcker.
A B
C
19
Figur 3. Elevers preferens avseende läsning i A) traditionella läroböcker, B) digitala läromedel, C) traditionella läroböcker, digitala läromedel eller en kombination av läroböcker och digitala läromedel i naturkunskap.
En majoritet, drygt sex av tio elever finner att en kombination av både läroböcker och digitala läromedel är mest effektivt för deras lärande (Figur 4A). Vidare, föredrar drygt två av tio elever digitala läromedel och drygt en av tio prefererar läroböcker som mest effektivt för lärandet i naturkunskap.
Figur 4. Traditionella läroböcker i tryck, digitala läromedel eller en kombination av böcker och digitala läromedel korrelerat till elevers A) lärande respektive B) motivation.
En kombination av böcker och digitala läromedel är mest effektivt för elevernas motivation, uppger drygt hälften av eleverna (Figur 4B). Därefter, menar nära tre av tio elever att digitala läromedel är mest effektivt för deras motivation. Tätt följt av nära två av tio elever som förtäljer att läroböcker är mest effektiva för deras motivation.
Bilder i läromedel
Undersökning av elevers lärande och motivation med avseende på bilder i läromedel.
Ungefär åtta av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de fyra högsta betygen (7, 8, 9 och 10) delger att de har förståelse för bilder som förklarar naturvetenskapliga processer och förlopp (Figur 5A). En överväldigande majoritet, nio av tio elever med tyngdpunkten på de fyra högsta betygen (7, 8, 9 och 10) uppger att bilder ökar förståelsen för undervisningen i naturkunskap (Figur 5B). Drygt åtta av tio elever intygar med påtaglig tyngdpunkt på de fyra högsta betygen (betyg 7, 8, 9 och 10) att bilder ökar deras motivation för undervisningen i naturkunskap (Figur 5C). Vid frågan om elever prefererar att lösa uppgifter med både bilder och text, bestyrker mer än åtta av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de fyra högsta betygen (betyg 7, 8, 9 och 10) att de helst löser problem i naturkunskap med hjälp av både text och bilder (Figur 5D).
A B
20
Figur 5. Elevers lärande och motivation med avseende på bilder i läromedel. A) Elevers förståelse av bilder som förklarar naturvetenskapliga förlopp samt processer. B) Bilder kopplat till elevers förståelse i undervisningen. C) Elevers motivation korrelerat till bilder. D) Elevers preferenser för problemlösning i naturvetenskap.
Lärare
Sammanställning av lärarintervjuer för att besvara forskningsfråga 1:
Vilket läromedel bedömer du som mest effektivt för elevernas lärande?
-Fyra av fem lärare svarade en kombination av både lärobok och digitalt läromedel.
Vilket läromedel bedömer du som mest effektivt för elevernas motivation?
-Fyra av fem lärare svarade en kombination av både lärobok och digitalt läromedel.
Dynamiska och interaktiva inslag i filmer
Elever
För att besvara forskningsfråga 1 undersöktes elevers lärande och motivation med hjälp av filmer. Nära åtta av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de fyra högsta betygen (7, 8, 9 och 10) intygar att filmer ökar deras förståelse för undervisningen i naturkunskap (Figur 6A). Drygt sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de fyra högsta betygen (7, 8, 9 och 10) anser att filmer ökar deras motivation (Figur 6B). Nära sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de fyra högsta betygen (7, 8, 9 och 10) bekräftar att interaktiva inslag i filmer (där datorn frågar och eleven svarar) förbättrar deras förståelse i naturkunskap (Figur 6C). Nästan sju av tio elever anger med påtaglig
A B
Inte alls I hög grad Inte alls I hög grad C D
Inte alls I hög grad Inte alls I hög grad
21
tyngdpunkt på de medelhöga till högre betygen (5, 6, 7 och 8) att deras motivation främjas av interaktiva inslag på datorn (Figur 6D).
Figur 6. Elevers lärande och motivation korrelerat till filmer. Elevers A) förståelse i naturkunskap avseende filmer, B) motivation kopplat till filmer, C) förståelse korrelerat till interaktiva inslag i filmer, D) motivation kopplat till filmers interaktiva inslag.
Elevers motivation
Här besvaras forskningsfråga 1 med hjälp av Self-determination theory (Ryan & Deci, 2000). Resultaten undersöker i vilken grad elever upplever lärande som motiverande om känslor av autonomi, tillhörighet och kompetens uppstår beroende på användningen av traditionella läroböcker eller digitala läromedel.
Autonomi
Drygt sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de fyra högsta betygen (7, 8, 9 och 10) känner sig självständiga vid användning av läroböcker i tryck. Vid jämförelse, känner sig sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de fyra högsta betygen (6, 7 ,8 och 9) självständiga vid användning av digitala läromedel.
Nära sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på medelhöga betyg (5, 6, 7 och 8) finner att de får utforma sina egna val i undervisningen vid användning av läroböcker i tryck.
Vid jämförelse, finner nära åtta av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på medelhöga betyg (5, 6, 7 och 8) att de får utforma sina egna val i undervisningen vid användning av digitala läromedel.
Tillhörighet
Sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på medelhöga betyg (5, 6, 7 och 8) finner att de har en större tillhörighet med omgivningen vid användning av läroböcker i tryck.
Vid jämförelse, finner nära åtta av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på medelhöga Inte alls I hög grad
A B
Inte alls I hög grad
Inte alls I hög grad C D
Inte alls I hög grad
22
betyg (5, 6, 7 och 8) att de känner en större tillhörighet med omgivningen vid användning av digitala läromedel.
Drygt sex av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de tre högsta betygen (8, 9 och 10) finner att läraren i naturkunskap visar respekt och uppskattning vid elevernas användning av läroböcker i tryck. Vid jämförelse, finner drygt sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de tre högsta betygen (8, 9 och 10) att läraren i naturkunskap visar respekt och uppskattning vid elevernas användning av digitala läromedel.
Kompetens
Sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de fyra högsta betygen (7, 8, 9 och 10) belyser att deras kompetens ökar genom läroböcker i tryck. Vid jämförelse, finner nära sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på de fyra högsta betygen (7, 8, 9 och 10) att deras kompetens ökar med hjälp av digitala läromedel.
Nära sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på medelhöga betyg (5, 6, 7 och 8) finner att de får positiv feedback av omgivningen när de löser en uppgift, vid användning av läroböcker i tryck. Vid jämförelse, finner drygt sju av tio elever med påtaglig tyngdpunkt på medelhöga betyg (5, 6, 7 och 8) att de får positiv återkoppling av omgivningen när de löser en uppgift, vid användning av digitala läromedel.
För-och nackdelar med läroböcker respektive digitala läromedel
Elever
Nästan hälften av eleverna anger att läroböcker eventuellt behöver förbättras, medan drygt två av tio elever uppger att läroböcker i naturkunskap inte behöver förbättras (Figur 7A). Drygt hälften av eleverna anser att digitala läromedel möjligtvis behöver förbättras (Figur 7B), medan tre av tio elever finner att digitala läromedel inte behöver utvecklas.
Figur 7. Elevers uppfattning om A) läroböckernas kvalitet, B) digitala läromedlens kvalitet.
Lärare
A B
