1 Institutionen för
pedagogik, didaktik och utbildningsstudier Masterprogram i utbildning och under-visning
Examensarbete i utbildningsvetenskap, 15 hp
Teknikämnets utveckling i GY11
En analys av läromedel och lärares planering
av den nya kursen Teknik 1 utifrån kursmålen
Stefan Widström
2
Innehåll
1. Inledning ... 4 2. Bakgrund ... 5 3. Litteraturöversikt ... 6 3.1 Lärobokskunskap ... 6 3.2 Teknikdidaktik ... 73.3 CDIO-begreppet och tekniska system ... 8
3.4 Tekniken och genus ... 9
3.5 Lärandeteorier ... 10
3.5.1 Dewey och problembaserat lärande ... 11
3.5.2 Vad skiljer experten från novisen? ... 13
3.5.3 Vygotskij – den proximala utvecklingszonen ... 14
3.5.4 Vad är nyckeln till goda resultat i skolan? ... 15
4. Syfte och frågeställningar ... 16
5. Metod ... 16 5.1 Kvalitativ ansats ... 16 5.2 Datainsamlingsmetod ... 17 5.3 Urval av intervjupersoner ... 17 5.4 Genomförande av datainsamling ... 18 5.5 Analysmetod ... 18 5.6 Etiska överväganden... 19
5.7 Reflektion över metoden ... 19
6. Redovisning och analys av data ... 20
6.1 Analys av kursplan ... 20
6.1.1 Beskrivning av kunskapsområdena i teknik1 enligt GY11 ... 21
3
6.1.3 Reflektioner till analysen av kursplanen utifrån olika teoretiska perspektiv ... 24
6.1.4 Reflektioner kring kursplanens förhållningssätt i teknik 1 utifrån ett sociokulturellt perspektiv ... 27
6.1.5 Konsekvenser för undervisningen i teknik 1 ... 28
6.2 Läroboksanalys ... 29
6.2.1 Läroboksanalysens kopplingar till kursplan och litteraturöversikten ... 32
6.3 Analys och resultat av intervjuer ... 33
6.3.1 Sammanfattning ... 42
7. Diskussion ... 43
7.1 Sammanfattning ... 50
8. Konklusion ... 52
8.1 Praktiska tillämpningar av studiens resultat ... 52
Referenser ... 53
Bilaga 1. Intervjuguide ... 56
4
1. Inledning
Teknikämnet på gymnasiet är under stark utveckling och förändring i och med GY11. Innehållet i kursplanen för mitt studieobjekt kursen, teknik 1, behandlar många olika områden. Jag vill som lärare stimulera mina elever till fortsatt teknisk utbildning. Det är viktigt för Sverige och näringslivets utveckling att det kommer ut arbetskraft med hög teknisk kompetens för att vidareutveckla våra stora industribolag som i många fall bygger på
framstående tekniska innovationer. Teknik 1 som är en helt ny stor teknisk orienteringskurs är viktig för att fånga intresset hos blivande tekniker och ingenjörer och i förlängningen styra in eleverna på just den fördjupning i deras tekniska utbildning som de har mest intresse för. Jag anser att kursplaneringen är avgörande för elevens intresse för teknikämnet och vill med detta examensarbete ge fördjupad kunskap om planeringen av den genomförda teknikkursen Teknik 1 inom ramen för den nya läroplanen. Teknik 1 täcker de utfasade kurserna teknik, människa och samhälle samt teknikutveckling och företagande, samt mycket mer än så utifrån kursplanerna. Kursstrukturen innan GY11 innebar att delar av den teknikkunskap som
eleverna nu får i teknik 1 låg i de olika fördjupningskurserna. Teknik 1 ger en bred teknisk bas att stå på.
Min väg till läraryrket är inte direkt spikrak utan går via en civilingenjörsutbildning i Industriell Ekonomi, därefter åtta års arbete inom industrin, diverse högskolekurser och en lärarexamen. Det ger mig en bra grund att stå på och mycket kunskap om arbetslivet. Vad jag är ute efter i detta examensarbete är en praktisk kunskap om hur en kurs kan struktureras upp och planeras för att matcha kursplanen och få eleverna att utveckla olika tekniska förmågor. En kursplan lämnar mycket tolkningsutrymme, speciellt i en helt ny kurs med ett så
omfattande innehåll som teknik 1.
Mitt personliga intresse för ämnet är givetvis att jag i framtiden antagligen själv kommer att stå som lärare till kursen teknik 1. Läraryrket kräver uppfinningsrikedom i uppgiftsskapande och konkret kunskap om hur man kan strukturera upp sin undervisning.
5
2. Bakgrund
Teknikämnets aktualitet finns närvarande runt omkring oss. Den tekniska utvecklingen går oerhört snabbt och vi människor får allt svårare att förstå vad som finns i alla artefakter som vi omger oss med, vilket gör att systemtänkandet inom teknik blir viktigt. Teknik är ett tillämpat ämne, där vi lär oss att använda grundkunskaper inom exempelvis fysik och matematik. Ingenjörsyrket är ett framtidsyrke, men hur ska blivande ingenjörer hantera den allt komplexare tekniken samtidigt som de ska vara socialt kompetenta och fungera i utvecklingsprojekt där systemsyn krävs. Teknikprogrammets examensmål utgår från det internationellt använda CDIO-begreppet för att ge ett ingenjörsmässigt förhållningssätt i programmet. CDIO-begreppet (Concieve, Design, Implement, Operate) är ett internationellt ramverk för ingenjörsutbildning. I läraryrket ställs man som nyexaminerad lärare inför den konkreta utmaningen att planera ett kursupplägg som tillgodoser skolverkets krav. Vad, hur och varför är de tre frågorna som läraren behöver ställa vid kursplanering. Alla dessa tre frågor måste besvaras. GY11 ställer nya krav på teknikutbildningen och det är intressant hur lärare har uppfattat dessa krav för att se om man lever upp till de nya kraven. Kursen teknik 1 är en bred orienteringskurs i teknik och ställer höga krav på lärarkompetens. Entreprenöriellt lärande ska genomsyra utbildningen, men hur gör man det? Hur ska kursen planeras för att eleverna ska bli nyfikna, självständiga, aktiva, kreativa, nyskapande och handlingskraftiga, det vill säga just det som entreprenöriellt lärande handlar om. Debatten i media har även handlat om katederundervisningens eventuella återkomst, främst personifierad av Jan
Björklund1. Till vilken grad ska då en nybakad lärare anamma katederundervisningen som sin metodik samtidigt som läraren ska skapa handlingskraftiga elever? För att söka svar på den frågan så kommer teori i lärande tas upp, för att få reda på hur teorierna kring hur elever lär sig kan kopplas till hur man som lärare kan agera i klassrummet. Teori i teknikdidaktik kommer också tas upp för att skapa grund i hur ämnet teknik kan läras ut. I denna uppsats hoppas jag kunna sprida ljus över flera komplexa frågor som lärare ställs inför när en kurs planeras och speciellt kursen teknik 1 eftersom den är ny för alla lärare i och med GY11. Syftet med denna studie är att undersöka om befintliga kursplaneringar (innehåll, läromedel,
1
6
genomförande) av den nya kursen Teknik 1 är konstruerade inom ramen för kursplanen GY11. Studien ger mig möjlighet att sprida ljus över kursplaneringens olika aspekter.
3. Litteraturöversikt
3.1 Lärobokskunskap
Förutom att läroboken förmedlar kunskap så organiserar den elevernas tänkande,
tillhandahåller begrepp och problemlösningsscheman oavsett om det är avsiktligt eller ej2. En lärobok kan alltså användas för att skapa struktur hos eleverna och för att de på ett enkelt sätt ska veta vad de i stora drag förväntas kunna. Den blir ett hjälpmedel för att presentera ett ämne3. I analysen av en pedagogisk text är bland annat följande kriterier intressanta4.
Kognem definieras som minsta meningsfullt kunskapsbärande enheten i en lärobokstext. Det kan exempelvis vara fakta om ritningsteknik eller att person X föddes år Y. Pedagogisk textanalys kan enligt Selander (1988) göras genom att studera hur kognem och förklaringar har strukturerats i texten.
Förklaringar är förutom kognemisk kunskap nödvändigt i en lärobok. Där finns ett större utrymme för tolkningar, men det är givetvis viktigt att förklara varför och hur saker och ting hänger ihop.
Strukturering av stoffet är också nödvändigt och kan göras på många olika sätt. Att läroboken är anpassad till förkunskaper är ett krav.
En pedagogisk text kan vara sluten i den mening att läroboken anses vara det som kursen ska lära ut. Detta är inte speciellt modernt då läromedelsbegreppet idag omfattar mer än bara läroboken.
Att granska värderingar och stoffurval är ett vanligt förekommande sätt att analysera läroböcker5. Stoffurval handlar om den läroplansteoretiska forskningsinriktningen inom
2
Staffan Selander: Lärobokskunskap. Lund. Studentlitteratur, 1988, s.122
7
didaktiken som forskar om varför ett visst stoff väljs och vad undervisningen ska innehålla6. Stoffurvalet som en lärobok beskriver är intressant att koppla till kursplanen eftersom läroboksförfattarna kan ta upp precis vad de vill. Varför-frågan är också intressant och ska kopplas till de programmål som finns för att säkerställa att eleverna får de typ av utbildning som de ska ha enligt styrdokumenten. En lärobok kan också granskas utifrån en
fenomenografisk forskningsinriktning där hur är den centrala frågan7. Här handlar det om hur lärobokens innehåll uppfattas av eleverna. Hur lärobokens innehåll uppfattas av eleverna kan bero på de ovanstående punkterna.
3.2 Teknikdidaktik
Begreppet teknikdidaktik behöver förklaras tydligt för att det ska vara enkelt att förstå vad som menas. Nationalencyklopedin talar om att teknik är en sammanfattande benämning på alla människans metoder att tillfredsställa sina önskningar genom att använda fysiska
föremål8. Det betyder att vi använder teknik nästan hela tiden i vårt vardagliga liv exempelvis när vi kokar kaffe, använder en dator, åker cykel, skriver med en penna. Definitionen på didaktik finns det olika åsikter om, enligt en bred definition är följande frågeställningar centrala inom didaktiken9:
Vad ska undervisningen innehålla och varför?
Hur ska arbetsformerna se ut och varför? Här handlar hur om hur arbetet i klassrummet ska bedrivas och inte hur något uppfattas av eleverna.
Arbetsformerna innefattar även vem som pratar i klassrummet och varför. Teknikdidaktik handlar då om de två frågor ovan som gäller didaktik och det ska tillämpas på ämnet teknik genom att ställa dessa två frågor:
Vad ska undervisningen i teknik innehålla och varför? Hur ska arbetsformerna i teknik se ut och varför?
6
Lena Molin: ”Rum, frirum och moral: En studie av skolgeografins innehållsval”, Geografiska regionsstudier nr
69. Kulturgeografiska institutionen Uppsala Universitet, s.56
8
Problemlösningsförmågan är givetvis en av teknikerns viktigaste förmågor oavsett om det handlar om teori eller praktik. En funktionell metod där undervisningen fokuserade på hela uppgiften på en gång har visat sig mer effektiv än en strukturell metod mätt i elevernas förmåga att lösa tekniska problem10. Den funktionella metoden innebar att eleverna
inledningsvis fick en sorts verktygslåda som de kunde använda under hela designprocessen. Den strukturella metoden innebar systematisk steg för steg undervisning. Intressant i
sammanhanget är att det är just angreppssättet i undervisningen som gör att eleverna får träna på att lösa problem med fler variabler, det är inte alltid nödvändigt att eleverna till slut
verkligen får tillverka sina designade produkter fysiskt. En ”design-without-make” undervisning ger god effekt på elevernas kreativitet och begreppsliga förståelse11.
3.3 CDIO-begreppet och tekniska system
I kommentarerna till skolverkets styrdokument om teknikprogrammets examensmål utgår målen från CDIO-begreppet12. T-konventet är en förening som verkar för utveckling och förnyelse av teknisk utbildning inom gymnasieskolan13. Enligt ett föreläsning som kan ses på T-konventets hemsida om CDIO-begreppet av professor Svante Gunnarsson är det ett
ramverk för ingenjörsutbildning14. CDIO-begreppet står för: Concieve, att hitta på eller komma på något
Design: att konstruera
Implement: Implementera, realisera, förverkliga Operate: Ta i bruk, Använda
Detta ska representera hela kedjan för en teknisk produkt eller tekniskt system från idé till att man tar produkten i bruk. En koppling mellan lärande och CDIO är att ingenjörer tenderar att lära sig genom att uppleva det konkreta och sedan tillämpa den erfarenheten till det
abstrakta15. Det är en av huvudteserna i programmet som drivs av det internationella
10
Veronica Bjurulf: “Teknikämnets gestaltningar”. Karlstad: Universitetstryckeriet, 2008, s.31
9
initiativet. Programmet avser att förbättra sättet teknik lärs ut och lärs in av eleverna på fyra olika sätt16:
Det ökar den aktiva och praktiska inlärningen
Det betonar problemformulering och problemlösning
Det utforskar grundligt bakomliggande begrepp och verktyg som en ingenjör använder Det instiftar innovativa och spännande sätt för feedback
I programmålet ges exempel på hur CDIO-begreppet kan tillämpas genom att eleverna ska utveckla förmåga att analysera och förstå tekniska system. Eleverna ska också ges en holistisk syn på teknik och kunna förstå och prioritera i val av lösningar. Ett systemperspektiv på teknik är ett sätt att göra den komplicerade världen mer begriplig17. Ju mer komplexa system desto större nytta av systemtänkandet. Senare i litteraturöversikten går jag in på teoretiska begrepp som underbygger tänkandet i CDIO-begreppet.
3.4 Tekniken och genus
Enligt Bjurulf som har forskat i teknikdidaktik så har ämnet teknik i läroplanerna ända fram till 1974 varit ett ämne som var till för mannen18. Idag är enligt Bjurulf läroplanerna
genusneutrala. Enligt Bjurulf så ska man dock tolka flickors val att inte söka sig till
teknikutbildning som en följd av en traditionellt tungt rotad genusordning i samhället hellre än som flickornas ointresse. Oavsett vad som är orsaken till att fler pojkar än flickor läser
teknikprogrammet så finns det föreställningar om manligt och kvinnligt som eleverna behöver bearbeta. Vilka perspektiv kan man då använda för att diskutera genusstrukturer och
uppfattningar om manligt och kvinnligt med eleverna? För att öka medvetenheten hos eleverna kan man låta eleverna avgöra om en artefakt uppfattas som manlig eller kvinnlig19. Det är också bra att uppmärksamma hur olika yrken uppfattas som manliga eller kvinnliga.
16
CDIO-initiative, 2011b
17
Claes Klasander: ”Talet om tekniska system – förväntningar, traditioner och skolverkligheter”. Vimmerby, The Swedish National Graduate School in Science and Technology Education, FontD, Department of Social and Welfare Studies, 2010, s.277
18
Veronica Bjurulf: “Teknikdidaktik”. Stockholm, Norstedts, 2011, s.71
19
10
Att arbeta med design inbjuder även till diskussioner om form och design och att det ofta brukar se ut på ett visst sätt om artefakten är designad för kvinnor eller för män20. En annan ingång kan vara att låta eleverna träffa en yrkesverksam kvinna och man för att de ska få kunskap om verkligheten och inte låta sig styras av fördomar om manligt och kvinnligt21.
3.5 Lärandeteorier
För att eleverna ska uppnå en viss kunskap så krävs ett lärande. Hur lär man sig ett tillämpat ämne som teknik? För att svara på den frågan riktar jag fokus mot lärandeteorier som sedan kan ligga till grund för analysen av hur lärandet i teknik kan gå till. I detta avsnitt tar jag upp det kognitiva perspektivet och det sociokulturella perspektivet.
I det kognitiva perspektivet är Piaget en av de stora teoretikerna och hans teori om barns aktiviteter i termer av biologiska tendenser som finns i alla levande organismer är intressant22. Ordet kognitiv definieras av nationalencyklopedin som de tankefunktioner med vilkas hjälp människan hanterar information och kunskap23. Piagets teori är uppbyggd kring:
Assimilation eller assimilering på svenska betyder på en intellektuell nivå att vi behöver ta upp information in i våra kognitiva strukturer.
Accomodations eller anpassning på svenska betyder att vi behöver förändra våra kognitiva strukturer för att ta in den nya informationen
Organization eller organisation på svenska betyder att vi bygger teorier och försöker organisera våra idéer till sammanhängande system
Piaget menar att detta innebär att utveckling är en aktiv konstruerande process där barn genom egna aktiviteter bygger alltmer differentierade och omfattande kognitiva strukturer. Lärande i det sociokulturella perspektivet innebär att människor ökar sin förmåga att interagera med information och erfarenheter som finns i vårt samhälles kollektiva minne24. Säljö har en mycket 20 Ibid., s.74 21 Ibid., s.75 22
William C Crain: ”Theories of development : Concepts and applications” 5 ed. N.J.: Prentice Hall. 2005, s.115
23
Nationalencyklopedin, 2011
24
11
intressant tolkning av ingenjörstänkandet. Säljö menar att tänkandet hos ingenjörer består i att de för inre samtal med sig själva om vad som är bra lösningar på problem. Metaforen att tänkandet är ett ”inre samtal” tilltalar de som attraheras av det sociokulturella perspektivet. I detta fall är det sig själv man resonerar med. Språket är vänt både inåt sig själv och utåt mot andra. Att lärande då innebär att utveckla förmågan att föra alltmer komplicerade samtal med sig själv och andra är basen i det
sociokulturella perspektivet. I det sociokulturella perspektivet är följande teoretiska begrepp centrala25: Artefakter är kognitiva redskap (skriftspråk, diagram, sätt att strukturera sin omvärld)
eller fysiska redskap (miniräknare). Dessa är skapade av människor för att underlätta och strukturera aktiviteter, tankar och handlingar. Verktygen bär därmed sig ett kulturellt avtryck eftersom de skapats och utvecklats av människan.
Mediering är att förmedla, att föra vidare information om en verklighet som gör att den blir förstådd av människor i olika sammanhang. Mediering innebär också att individen använder artefakter för att förstå och agera i omvärlden.
Lärande i ett kognitivt perspektiv däremot, utgår från barnets förmåga att tänka och själv komma underfund med tillvarons basala principer på egen hand. Det är dock viktigt att eleverna får hjälp i sitt tänkande av andra elever och läraren. I kommande stycke bygger jag därför vidare på det sociokulturella perspektivet med Dewey som förebild.
3.5.1 Dewey och problembaserat lärande
Den amerikanske filosofen och pedagogen Dewey arbetade bland annat med pedagogik och didaktik och utformade redan för hundra år sedan följande schema för dynamiskt lärande i ämnet naturvetenskap26. Schemat är så pass intressant att jag vill återge det i sin helhet utifrån Egidius tolkning.
De lärande ska stöta på problem eller möta en svårighet och känna en impuls, en lust att hantera problemet,
De ska samla fakta som kan hjälpa dem att lösa det som nu blivit en uppgift att lösa, De ska lära sig gissa i vilken riktning som problemets lösning står att finna, vänja sig
vid att formulera hypoteser utifrån den kunskap de redan har,
25
Göran Fransson: ”Kognitiva verktyg som strukturerande resurser – två fallstudier över nyblivna lärares lärande”. Didaktisk tidskrift, volym 12, Nr 3-4, 2002, s.150
26
12
De ska så småningom också kunna skissera teorier om sammanhangen,
De ska slutligen träna sig att experimentellt eller genom systematiska observationer verifiera hypoteserna och teorierna
Gnistan är en organisation som har i uppdrag från Uppsala kommun och Europeiska socialfonden att utveckla entreprenörskap I Uppsalas skolor27. I det lärande som inspireras av ovanstående teori ser jag det entreprenöriella lärandet som handlar om att varje elev ska uppmuntras att ta initiativ, vara självständig, handlingskraftig, nyskapande och aktiv28. Det entreprenöriella lärandet är alltså knappast något nytt och heller inget konstigt. De elever som är aktiva, kreativa och motiverade lär sig givetvis också. Deweys idéer handlar om att göra unga vana vid att pröva idéer och uppslag i verkligheten och att eleverna ska hitta en egen vilja och nyfikenhet att lära sig. Dewey menar att utan praktik blir teorin obegriplig, utan teori förstår man inte det praktiska29. Dewey var alltså långt före sin tid i sina tankar om lärande. Deweys problembaserade utbildningsmetoder kommer i uttryck i den moderna metoden problembaserat lärande (PBL). PBL handlar om att lösa uppgifter innan eleverna har fått de kunskaper som behövs30. Eleverna ska kunna hitta en inre motivation att själva söka det vetande som hjälper dom att klara problemen. PBL har stöd i psykologi- och
kognitionsforskningen utifrån dessa 12 punkter31:
För problemlösning krävs analytisk förmåga och förmåga att strukturera information som är relevant för uppgiften.
Få kan bemästra allt inom sitt kunskapsområde, därför krävs en förmåga att hitta information och att se saker i nya perspektiv.
Minnet för konkreta episoder (det episodiska minnet) är basen för det abstrakta minnet för saker och tings sammanhang (det semantiska minnet). Det som först lagras i det episodiska minnet övergår efterhand till det semantiska minnet. Det är svårt att gå från lärarens abstrakta resonemang direkt in i det semantiska minnet, därför bör konkreta problem och situationer komma först när vi lär oss något nytt.
Att söka och använda kunskap själv ger en djupinlärning med otaliga kopplingar mellan konkreta episoder och abstrakt tänkande.
13
Lärande hänger ihop med minnet som vi såg ovan. Det gör att vi kommer in på nästa spår som handlar om minnet, magkänsla och hur man blir expert på något.
3.5.2 Vad skiljer experten från novisen?
Säljö anser att det är viktigt att man har en medvetenhet om biologiska förutsättningar och begränsningar, men att den biologiska forskningen inte räcker för att förstå lärande på en sociokulturell nivå32. Säljö avfärdar forskningen om hjärnan utan vidare kommentarer, det kan inte jag göra. Min åsikt är att en elevs förmåga kommer att utgöras av att eleven skapar någon form av avtryck i hjärnan oavsett vägen till detta avtryck och hur det ser ut. Det är ju hjärnan som gör oss till tänkande människor. Därför är det viktigt att förstå hur hjärnan fungerar oavsett vilken syn på lärande man har. I Björklunds avhandling finns intressant teori om vad som skiljer experten från novisen33. Björklund skriver i sin avhandling att experter löser problem till synes utan ansträngning tack vare sin erfarenhet, medan en novis inte har hjälp av sin erfarenhet och har därför svårare att lösa problem. För att en individ ska kunna lösa ett problem så krävs ofta att individen på något sätt är bekant med problemet. Individen letar i minnet efter något som kan användas för att lösa problemet. Det handlar alltså om att eleven ska hitta och förstå hur man kan lösa den typ av problem som denne ställs inför, genom att denne blir bekant med problemvarianten. Det gör då att eleven kan hitta en lösning. Nyare minnesforskning har ersatt de tidigare modellerna om ett episodiskt minne, ett semantiskt minne och ett procedurminne (dessa används för att stödja PBL i ett annat teoriavsnitt) med två kvalitativt skilda kognitiva system, det explicita minnet och det implicita minnet34. Det explicita minnet är det medvetna där kunskap lagras på ett rationellt sätt och enkelt kan användas för logiska resonemang. Inlärning går snabbt, men den lagrade kunskapen förloras om den inte underhålls. Det aktiva användandet av det explicita minnet begränsas av vårt arbetsminne som har svårt att exempelvis hålla många siffror i minnet. Det explicita minnet kan genom ett stimuli ge en igenkänning så att vi känner igen vad vi tidigare har upplevt och då hämta detta ur minnet. Det implicita minnet är det omedvetna där alla inlärningsprocesser och minnen tillkommit mer eller mindre omedvetet och påverkar vårt beteende. Det implicita
32
Säljö, s.41
33
Lars-Erik Björklund: “Från novis till expert: Förtrogenhetskunskap i kognitiv och didaktisk belysning”. Studies in Science and Technology Education No 17, 2008, s. 80
34
14
kopplas samman med magkänslan35. Magkänslan säger en sak, men det är omöjligt att förklara varför. Jag har själv erfarenhet av chefer som agerar utifrån magkänslan med stor framgång. Det implicita kräver insikt och igenkänning för att kunna användas. Det implicita minnet bygger på kontext och situation, där vi behöver konkreta situationer och praktiskt arbete36. En berättelse kan bidra till uppbyggandet av implicita minnen, men kräver troligen också en viss igenkänning. Tiden för att utveckla implicita minnen beror på hur komplex problemrymden är37. Intressant i sammanhanget blir hur eleven söker lösningsmetoder vid problemlösning. En novis använder mer av trial and error eller backward reasoning där eleven gissar olika lösningar på problemet och sedan testar en av dom. Experten använder något som kallas forward reasoning där denne fokuserar på problembeskrivningen en längre tid och söker i sitt implicita minne efter igenkännande mönster som hjälper till att hitta en tänkbar lösning på problemet38. En huvuduppgift för läraren blir då att hjälpa eleverna till ett forward reasoning tänkande genom att hålla demonstrationer och öva problemlösning för att eleven lättare ska hitta en bättre problemlösande strategi. Att lösa problem är utvecklande för elevens kreativitet och bygger implicita minnen39. Här finns en koppling till den så kallade vinjetten som är en uppstartsfas i det problembaserade lärandet40. I och med att experten fokuserar på problembeskrivningen en längre tid än novisen, finns det en poäng i att göra en rejäl vinjett som gör att eleverna arbetar länge i den fas som handlar om problembeskrivning. Det gör att eleverna kan hitta rätt problemlösningsmetod och skapa de associationer som är nödvändiga. Lärarens forward reasoning är som en genväg till bättre problemlösningsförmåga och det gör att vi kommer in på Vygotskijs teori om den proximala utvecklingszonen.
3.5.3 Vygotskij – den proximala utvecklingszonen
Vygotskij definierar den proximala utvecklingszonen som avståndet mellan nuvarande utvecklingsnivå bestämt av individuellt problemlösande och den potentiella utvecklingsnivå som bestämd genom problemlösning under vuxen handledning eller i samarbete med mer
35 Ibid., s.99 36 Ibid., s. 136 37 Ibid., s.139 38 Ibid., s.79 39 Ibid., s.140 40
15
kapabla kamrater41. Parallellen mellan den proximala utvecklingszonen och lärarens forward reasoning finns genom att det handlar om på vilket sätt läraren lägger upp sin undervisning. Ett bra lärande kräver en bra pedagog. Vygoskij är också en av förgrundspersonerna till det sociokulturella perspektivet där lärande uppstår i samspel mellan individer som jag skrivit om tidigare i litteraturöversikten. Att använda sig av teorin om den proximala utvecklingszonen betyder att en vuxen eller en mer kapabel kamrat hjälper en elev att lösa problem eller använda strategier som eleven inte klarar utan hjälp. När eleven sedan blir mer självgående minskar man stödet till eleven. Hjälpen är som en temporär stöttning och därför kallas den här processen scaffolding42. Det här betyder att scaffolding som process är en bra metod för att hjälpa elever med problemlösning, speciellt eftersom vi sett i Björklunds avhandling att experter fokuserar på problembeskrivningen en längre tid än noviser. Läraren kan då stötta eleven i elevens arbete med problembeskrivningen för att eleven ska hitta en bra
problemlösande strategi.
3.5.4 Vad är nyckeln till goda resultat i skolan?
En stor och komplex fråga är vad nyckeln till goda resultat är i skolan? Sveriges Kommuner och Landsting (SKL) är en arbetsgivar- och intresseorganisation43. SKL har sammanfattat resultaten från professor John Hatties forskningsöversikt om elevresultat med 80 miljoner elever ur ett svenskt utbildningsperspektiv i skriften Synligt lärande från år 201144. Jag har valt att kort återge de faktorer som i forskningsrapporten bedömdes ha störst effekt på elevers studieresultat.
Elevernas kännedom om uppsatta mål Återkoppling av elevens prestation Lärarens pedagogiska förmåga Studiero i klassrummet
Stöd och uppmuntran från hemmet 41 Crain, s.239 42 Crain, s.241 43
Sveriges kommuner och landsting, 2011a
44
16
Analysera undervisningen tillsammans med kollegor
Skriften tydliggör också att lärarens förmåga att veta vad eleverna kan, förstår och inte behärskar är viktigt och att sätta elevernas lärande i centrum. Bland annat lärarens
pedagogiska förmåga har alltså stor påverkan på de resultat eleverna presterar. Jag tog upp scaffolding tidigare i litteraturöversikten som är en process genom vilken läraren stöttar eleven att lösa problem och att finna strategier för att lösa problem. Eftersom teknik handlar mycket om problemlösning så kan scaffolding bli en av lärarens huvudsakliga pedagogiska metoder. En lärare som har en god pedagogisk förmåga sätter också elevens lärande i fokus och kan återkoppla elevens prestation till de uppsatta målen. Att diskutera med eleven kring elevens förmåga till problemlösning blir då viktigt för att utveckla den förmågan.
4. Syfte och frågeställningar
Det första som en nyexaminerad lärare stöter på när läraren börjar arbeta är att planera en kurs och bestämma hur kursupplägget ska se ut. Det innefattar givetvis vilka läromedel som ska användas och rent konkret frågorna vad, hur och varför ett visst lektionsinnehåll planeras. Syftet med denna studie är att undersöka om befintliga kursplaneringar (innehåll, läromedel, genomförande) av den nya kursen Teknik 1 är konstruerade inom ramen för kursplanen GY11.
Utifrån detta syfte formulerade jag följande forskningsfrågor:
Överensstämmer lärarnas kursplaneringar samt läromedlens innehåll med läroplanen? Vilket innehåll har läromedlen?
Hur har lärare planerat och genomfört kursen, samt vilka är deras uppfattningar om detta?
5. Metod
5.1 Kvalitativ ansats
17
det ger möjlighet för lärarna att ingående beskriva sin planering, samt även möjligheten att ställa följdfrågor. Svaren på följdfrågorna har vävts i svaren för de planerade frågorna.
För att undersöka hur väl de nya teknikböckerna passar till kursen har en kvalitativ textanalys av dessa utförts där läroboksinnehållet analyseras i förhållande till kursplanen i teknik och skolverkets examensmål för teknikprogrammet45.
Litteraturstudier har utförts i syfte att grunda praktiska implikationer för undervisningen på vetenskaplig teori och vetenskapliga begrepp. Litteraturstudiernas syfte är att lyfta fram de viktigaste bitarna i ett lärandeperspektiv för att kunna tillämpa dessa i praktiken.
Kursplanen för teknik 1 och examensmålen för teknikprogrammet har analyserats med hjälp av litteraturöversikten och tolkats av mig, för att bilda basen för ett kursupplägg som bygger på vetenskaplig teori och ingenjörstänkande enligt CDIO-begreppet.
5.2 Datainsamlingsmetod
Kvalitativa intervjuer med fem olika tekniklärare har genomförts. Intervjuerna genomfördes med fastställda frågor, men med öppna svar och utrymme för följdfrågor till lärarnas egna funderingar. I de fall där läraren undervisade den aktuella kursen tillsammans med flera lärare, så behandlades ändå hela kursen i och med att jag valde att intervjua huvudläraren för kursen som hade kunskap även om hur de övriga delarna i kursen var planerad. Underlag för textanalys av kursplanen har tagits från skolverkets styrdokument. Underlag för
läroboksanalys har tagits från de läroböcker som är anpassade efter kursen teknik 1.
5.3 Urval av intervjupersoner
De lärare som intervjuades valdes till följd av att de undervisar i hela kursen Teknik 1 eller har undervisat merparten av den. I vissa fall har kompletterande frågor ställts till övriga lärare som haft kursen, i syfte att förtydliga det som den intervjuade läraren sagt eller för att få en helhetsbild. Tilläggas bör att jag tidigare hört talas om ett intressant kursupplägg som en av de intervjuade lärarna hade och ville därför ha med den aktuelle läraren som intervjuperson. Det var relativt enkelt att få tillfälle att göra intervjuerna och det märktes att det fanns ett intresse från lärarna av att reflektera och diskutera kring kursupplägg. En bidragande orsak till det var
45
18
att kursen är ny detta läsår och att det därför inte är en kurs som lärare undervisar precis som de alltid gjort. Min ambition var att ha ytterligare en skola med i arbetet, men det
misslyckades på grund av bristande intresse från de tilltänkta lärarna.
De fem lärare som intervjuades arbetade på fyra olika skolor. Samtliga tekniklärare har lärarutbildning och gedigna tekniska kunskaper. Två av lärarna har arbetat som lärare i över 30 år, medan övriga har max fem år i yrket.
5.4 Genomförande av datainsamling
Datainsamlingen gick till så att jag bokade intervjuer med lärarna och spelade in dessa på band för att inte missa något av vad som sades. Intervjuerna tog cirka 40 minuter inklusive följdfrågor. Direkt efter utförd intervju skrev jag ned svaren från lärarna med de inspelade banden som stöd. Sammanställningen av intervjuerna gjordes efter att samtliga intervjuer var genomförda och efter att litteraturöversikten var avslutad. Jag har använt följande två
läroböcker som fanns tillgängliga på marknaden och som avsåg täcka hela kursen teknik 1. 1. Läroboken Teknik 1 med tillhörande arbetshäfte, skriven av Johnny Frid, utgiven av
Gleerups 2011.
2. Läroboken Teknik skriven av Yngve Nyberg, utgiven av Liber 2011.
5.5 Analysmetod
Analysen av kursplanen har gjorts genom att läsa alla styrdokument som behandlar kursen för att kunna strukturera upp informationen i dessa styrdokument på ett användbart sätt. Sedan har jag diskuterat innehållet i kursplanen i förhållande till innehållet i litteraturöversikten för att skapa nya insikter för hur litteraturöversiktens innehåll kan användas i kursplaneringen av teknik 1.
I litteraturöversiktens kapitel om lärobokskunskap finns basen för vilken metod jag använt för att analysera läroböckerna. Jag har valt att formulera ett antal empiriska delfrågor som jag anser vara relevanta i min läroboksanalys. Dessa är tematiserade enligt följande:
1. Vilket stoffurval finns?
19
4. På vilket sätt kan eleverna tänkas uppfatta läroboken? Är läroboken och förklaringarna i den anpassad efter elevernas förkunskaper i teknik respektive svenska? Klarar de av språket och omfattningen av texten?
Analysen av lärarintervjuerna har gjorts genom att jämföra lärarnas svar med analysen av både kursplanen och läroboken samt att relatera detta till litteraturöversikten. I
diskussionsavsnittet fördjupar jag denna jämförelse genom att ta fram de olika punkter som är lämpliga att tänka på vid kursplanering av teknik 1.
5.6 Etiska överväganden
En undersökning som omfattar intervjuer måste omfattas av etiska överväganden.
Vetenskapsrådet har konkretiserat det grundläggande individskyddet i fyra allmänna krav på forskningen46. Hur jag har tagit hänsyn till dessa beskrivs nedan.
Informationskravet har tillgodosetts genom att jag tydligt talat om syftet med undersökningen, samt att deltagandet har varit frivilligt.
Samtyckeskravet innebar att de intervjuade har bestämt själva om de deltar i undersökningen, samt att de har rätt att avbryta intervjun efter önskemål.
Konfidentialitetskravet innebar att jag har avidentifierat samtliga skolor och lärare i undersökningen. Detta har de intervjuade meddelats innan intervjun ägt rum. För att ändå få en känsla för de intervjuade har deltagarnas antal år i yrket, antal år som lärare i teknik, samt deras behörighet beskrivits. Då detta kan ha betydelse för utfallet, men ändå inte riskerar att identifiera de intervjuade lärarna.
Nyttjandekravet innebar att jag enbart använder de insamlade data i forskningssyfte.
5.7 Reflektion över metoden
I intervjuerna har jag inte ställt ledande frågor för att inte mina personliga åsikter ska påverka den intervjuade läraren. Jag har valt att först skriva ned det de intervjuade sagt för att i ett senare skede återigen lyssna igenom intervjun och sammanställa resultatet från intervjun.
46
20
Alternativt hade jag kunnat göra sammanställningen direkt, men jag tror inte att det hade spelat någon roll då jag ändå hade alla intervjuer bandade. Snarare anser jag att det var en fördel att genomföra samtliga intervjuer och delar av litteraturanalysen för att på ett mer strukturerat sätt kunna sammanställa resultatet. I efterhand kan konstateras att frågorna till lärarna hade kunnat göras mer anpassade till innehållet i kursplanen om jag hade analyserat kursplanen före intervjuerna med lärarna. Jag bedömer ändå att lärarna har fått bra vägledning av mina frågor och att resultatet av studien inte påverkas nämnvärt av den valda metoden. Textanalysen av kursplanen handlade om att till största delen strukturera upp det stoff som finns i styrdokumenten, det kan givetvis göras på olika sätt. Min valda struktur uppfattar jag som tydlig och ger en bra överblick över de krav som ställs på kursen. Den återstående textanalysen av kursplanen gjordes genom att jämföra innehållet i kursplanen med
litteraturöversiktens innehåll. Textanalysen av läroböckerna hade kunnat göras enbart utifrån de olika kunskapsområdena och förhållningssätten som framgick av kursplaneanalysen, men jag ville ha med de övriga frågeställningarna i analysen för att göra den mer komplett.
6. Redovisning och analys av data
6.1 Analys av kursplan
För att kunna analysera kursupplägg och de nya kursböckerna måste jag strukturera vad det är som kursen ska behandla och på vilket sätt kursen ska behandla innehållet. Jag utgår i min analys från det centrala innehållet i kursplanen för teknik 1 i skolverkets styrdokument för gymnasiereformen GY1147. Den bidrar med 11 kunskapsområden som kursen ska behandla. De 11 kunskapsområdena är de 11 punkter som listas i det centrala innehållet i kursplanen för teknik 1. Dessa kunskapsområden ska ses som kunskapsområden som kursen ska behandla. Därefter har jag strukturerat hur undervisningen ska bedrivas utifrån ämnesbeskrivningen i kursplanen, examensmålet för teknikprogrammet (inklusive kommentarer) samt
betygskriterierna. Jag har tolkat styrdokumenten och kommit fram till 5 förhållningssätt som är min egen tolkning av hur undervisningen ska bedrivas utifrån styrdokumentens skrivelser. Läraren ska då bedriva undervisningen i kursen enligt de förhållningssätt som anges i
styrdokumenten. Analysen ger 5 förhållningssätt (A-E) som anger hur kursens undervisning
47
21
ska bedrivas. Resultatet blir min tolkning av skolverkets krav på kursen. I de fall där ämnets syfte och examensmål relaterar till de 11 kunskapsområdena så kompletterar jag
kunskapsområdena med den informationen i översikten nedan i syfte att samla all information om kunskapsområdena på ett ställe. I de fall där styrdokumenten anger hur undervisningen ska bedrivas så tolkar jag det som ett förhållningssätt till undervisningen. Vad gäller
betygskriterierna så utgår jag från det som krävs för att eleven ska uppnå betyget A enligt de kunskapskrav som framgår av kursplanen för att inte missa något i planeringen av kursen.
Bedömningen av elevernas prestationer kan under kursens gång göras enligt de olika betygskriterierna. De 11 kunskapsområdena och 5 förhållningssätten är listade i nästa stycke.Kunskapsområdena kommer i samma ordning som presentationen av centrala innehållet i kursplanen för att man ska känna igen sig i kursplanen.
6.1.1 Beskrivning av kunskapsområdena i teknik1 enligt GY11
1. Teknikutvecklingsprocessen med alla delar från idé och modell, produkt eller tjänst till användning och återvinning med praktisk tillämpning av teknik och
teknikutveckling inom ett eller flera teknikområden. Redogöra för hur teknik utvecklas och sambanden i teknikutvecklingsprocessen. Eleven ska kunna analysera, modellera, simulera, rimlighetsbedöma, utveckla, se samband, dra slutsatser och argumentera utifrån resultat. Eleven ska ges möjlighet att undersöka, beskriva och systematisera olika egenskaper hos tekniska objekt och processer.
2. Entreprenörskap och entreprenörskapets villkor med utgångspunkt i innovativa och kreativa processer. Entreprenöriellt lärande genom arbetsformer som utvecklar elevernas förmåga till kreativitet, handling, innovation och problemlösning ska tillämpas.
3. Materiallära. Materials tekniska egenskaper, till exempel termiska, elektriska, mekaniska och kemiska samt materialens möjligheter och begränsningar utifrån olika användningsområden. Förmåga att redogöra hur och när olika material kan användas. 4. Hållbart samhälle. Teknikens och teknikerns roll med fokus på framtidens teknik och
22
5. Kvalitetsarbete, till exempel kvalitetssäkring, miljösäkring, arbetsmiljö och riskanalys. Analysera och värdera tekniska lösningar utifrån kvalitet och säkerhet.
6. Ritteknik och cad. Ritningsläsning och skiss- och ritteknik med introduktion i hur man hanterar cad-program. Kunna skissa och rita med säkerhet både manuellt och i cad.
7. Kommunikativa färdigheter. Projektarbets-, kommunikations-, presentations- och modellteknik, till exempel digitala medier och programvaror, manualer och instruktioner, muntliga och skriftliga framställningar samt digitala och manuella tekniker för att skapa modeller. Förmåga att dokumentera, presentera och informera om teknik. Kunna läsa tekniska instruktioner. Eleverna ska ges möjlighet att arbeta i projekt eftersom det är vanligt i teknikutvecklingsprocesser.
8. Tekniska kunskaper innefattande begrepp, teorier och modeller för beräkningar och rimlighetsbedömningar. Förmåga att använda teknikvetenskapliga metoder, begrepp och teorier. Förmåga att använda modeller och verktyg som redskap för analys,
beräkning och rimlighetsbedömning. Eleverna ska utveckla tekniska kunskaper genom att arbeta med mätningar, observationer, experiment, tekniska beräkningar,
matematiska modelleringar samt risk- och rimlighetsbedömningar.
9. Teknikhistoria. Teknikens historia och teknikutvecklingens betydelse för samhället samt introduktion i aktuella utvecklingsområden inom teknik. Kunna redogöra för några historiskt viktiga tekniska framsteg, befintlig teknik och aktuell
teknikutveckling. Kunna beskriva samspelet mellan teknik och samhälle och samspelet mellan människa och natur. Eleverna ges möjlighet att delta i teknikdebatten.
23
och nyanserade förslag på hur teknikområdet kan göras lika tillgängligt för män och kvinnor. Eleven ska reflektera över om all teknik som går att utveckla är av godo. 11. Datorkommunikation. Kommunikations-, dator- och nätverksteknik för lärande och
förmedling av teknik och information.
6.1.2 Beskrivning av förhållningssätt i kursen teknik 1 enligt GY11 A. Teknikutvecklingsprocessen. Helhetssyn och förståelse av
teknikutvecklingsprocessen från behov till återvinning. Enligt min erfarenhet är det ur ett ekonomiskt perspektiv viktigt att börja på behovsstadiet eftersom det i slutändan måste finnas ett kundbehov för produkten. Det är svårt att skapa ett behov utifrån en produkt. I denna grundläggande kurs så kan man dock starta med första steget i CDIO-begreppet som är att utveckla en idé, men kopplingen till kundbehovet förtjänar att tas upp. I kursplanen står det att teknik ska utvecklas i ett hållbart samhälle och att kedjan inte slutar med en användare av tekniken utan med återvinning av produkten. Om man studerar CDIO-begreppet djupare än jag haft utrymme till i denna uppsats, så kanske det går längre än till användandet av produkten. Kursplanen är oavsett det tydlig med att teknikutvecklingsprocessen inkluderar hela vägen från behov till återvinning.
Figur 1: Teknikutvecklingsprocessen
B. Teknisk problemlösning. Kursplanen anger att eleven ska kunna välja och använda lämpliga arbetsmetoder efter samråd med handledare. När eleven samråder med
Utveckla en Idé
Analysera behov
Designa
Konstruera Producera Använda & sälja
24
handledare ska hon eller han bedöma den egna förmågan och situationens krav. CDIO-begreppet betonar problemformulering och problemlösning.
C. Teori och praktisk tillämpning ska samverka. Kursplanen anger att eleven ska ges möjlighet att utveckla tekniska kunskaper genom praktisk tillämpning. Enligt CDIO-begreppet så tenderar ingenjörer att lära sig genom att uppleva det konkreta och sedan tillämpa den erfarenheten till det abstrakta.
D. Tekniska system. Enligt kursplanen ska eleverna utveckla förmågan att analysera och förstå tekniska system. Eleverna ska utifrån en situation se de olika delarna i ett större sammanhang och förstå samspelet mellan systemets komponenter. Eleverna ska kunna prioritera och fokusera på relevanta frågeställningar och göra avvägningar i valen av lösningar. Systemsynen är en del av CDIO-begreppet.
E. Ämnesöverskridande förhållningssätt. Enligt kursplanen ska ämnet Engelska färgas av tekniken genom att eleverna utvecklar färdigheter i engelska i en teknisk kontext. Ämnet Historia färgas av tekniken och ger en förståelse av hur teknik utvecklas. Ämnet Religion ger en grund till att kunna göra etiska ställningstaganden. Ämnet Svenska utvecklar elevernas språkliga förmåga som kan användas för att
kommunicera teknik. Matematiken är ett språk och redskap för att förstå sammanhang. Ämnet samhällskunskap stödjer diskussioner runt det hållbara samhället och hur teknik och samhälle växelverkar. Elevernas kunskaper i fysik, kemi och matematik ska kopplas till tekniska processer. Ämnet Teknik är tvärvetenskapligt vilket betyder att det kombinerar skilda vetenskapliga discipliner48. Teknik uppfyller människors behov med hjälp av produkter, processer, anläggningar och system. Elevens kunskaper utvecklas i samspel mellan alla ämnen i teknikprogrammet och dess examensmål präglar samtliga kurser i ett samspel.
6.1.3 Reflektioner till analysen av kursplanen utifrån olika teoretiska perspektiv De 11 kunskapsområdena ovan ska behandlas som just olika kunskaper som eleven ska uppnå, och den stora frågan är ju på vilket sätt detta ska ske. Det är just i hur undervisningen kan planeras som det går att dra nytta av teori. Att exempelvis koppla etiska värderingar till
48
25
teori låter sig inte göras, där handlar det mer om att skolan ska fostra ansvarstagande
samhällsmedborgare vilket är fantastiskt viktigt. Det betyder i förlängningen att det är främst förhållningssätten som kan kopplas till teoretiska resonemang eftersom dessa anger hur kursen ska behandla de olika kunskapsområdena. Hur läraren i detalj undervisar om exempelvis ritteknik är mindre intressant. Istället handlar det om lärarens pedagogiska
förhållningssätt till undervisningen, exempelvis om eleverna arbetar i projekt eller hur läraren undervisar för att främja problemlösningsförmågan. Det skulle vara möjligt att analysera kunskapsområdena, men då handlar det mer om detaljplanering av ett kunskapsområde och inte om planeringen av kursen i stort. Jag studerar kursplaneringen och inte hur olika områden i detalj behandlas. Teknikutvecklingsprocessen tas upp både som ett kunskapsområde och ett förhållningssätt, men där finns inga motsättningar som jag kan se mellan kunskapsområde och förhållningssätt. Förhållningssättet ska genomsyra hela kursen och inte bara en del av kursen. Att ständigt i alla moment vara medveten om var i teknikutvecklingsprocessen jag befinner mig är viktigt för att skapa förståelse för den. Jag ska nu koppla samman förhållningssätten med teorin genom att ta upp dem en efter en.
Teknikutvecklingsprocessen handlar om helhetssyn och förmåga att se de olika delarna i sitt sammanhang. Grunden till detta finner man inte i teorin utan i det praktiska arbete som en ingenjör utför. Det är här elevens helhetssyn utvecklas och där den holistiska förmågan tränas. Förmågan att hantera komplexa tekniska system tränas. Kunskapsområdet
teknikutvecklingsprocessen handlar mycket om teknisk problemlösning där de teoretiska kopplingarna finns. Som förhållningssätt så handlar det mer om att
teknikutvecklingsprocessen ska genomsyra hela kursen.
Teknisk problemlösning handlar om att lösa tekniska problem. I avsnitt 3.2 i
26
presenterat en verktygslåda av metoder och teorier för att lösa problemet. Ett problembaserat angreppssätt är att föredra oavsett hur mycket tid läraren lägger på teori, innan
problemlösningsfasen startar. Den nödvändiga teorinivån varierar antagligen beroende på elevgrupp. Anledningen till det finner jag i den sammanvävda teoridelen, där jag beskriver hur minnet fungerar. Författarens slutsats var att experter använder forward reasoning, där eleven fokuserar på problemformuleringen en längre tid innan de löser problemet. Samma sak ser vi i CDIO-begreppet där just problembeskrivningen och problemformuleringen är en av stöttepelarna. Även om eleverna inte kan bli experter på denna grundkurs, så handlar det ändå om att eleverna ska bemästra olika kunskapsområden och ha vissa förmågor. För att på bästa sätt stödja elevens tekniska problemlösningsförmåga, så blir lärarens uppgift att handleda och öva problemlösning tillsammans med eleverna. Det arbetssättet bygger delvis på teorin om implicita minnen som är nödvändiga för att utveckla expertis i något, även om det är något som inte är väldigt komplext. Arbetssättet bygger dock i första hand på den i
litteraturöversikten definierade processen scaffolding, där läraren stöttar eleven att lösa problem och att finna strategier för att lösa problem. Just lärarens betydelse för
undervisningen är viktig och tydliggörs i rapporten Synligt lärande49. Det är ingen
revolutionerande nyhet att det spelar roll hur läraren lägger upp sin undervisning, men det är ändå nog så viktigt att reflektera över. I betygskriterierna i kursplanen står att eleven ska i samråd med handledare bedöma den egna förmågan och situationens krav, det tyder på att det är just ett problembaserat lärande som åsyftas eftersom det står handledare - som är den roll som läraren har i problembaserat lärande. Att hjälpa eleverna att lösa komplexa problem blir väldigt viktigt.
Teori och praktisk tillämpning ska samverka. Den stora frågan här är hur mycket praktiskt arbete som krävs och i vilken form. Lärares förutsättningar till laborationsmiljöer varierar och det handlar delvis om att anpassa sin kurs efter de resurser som finns. I teorin om det implicita minnet så bygger detta på kontext och situation. Vi behöver konkreta situationer och praktiskt arbete för att bygga det implicita minnet. Samma sak säger CDIO-begreppet som bygger på kopplingen mellan lärande och utbildning, där tesen är att ingenjörer tenderar att lära sig genom att uppleva det konkreta och sedan tillämpa den erfarenheten till det abstrakta. Deweys
49
27
teorier om dynamiskt lärande ger också stöd till arbete genom experiment och systematiska observationer. Frågan om hur långt man måste gå i det praktiska arbetet kan diskuteras. Enligt kapitel 3.2 ger en ”design-without-make” undervisning ger god effekt på elevernas kreativitet och begreppsliga förståelse. Huvudsaken är angreppssättet, d.v.s. att eleverna får lösa problem med många variabler och inte tillrättalagda enkelspåriga uppgifter. Slutsatsen blir att man inte alltid måste gå hela vägen och producera det eleverna konstruerar, men att om det är möjligt så ger den praktiska tillämpningen ytterligare en dimension i lärandet.
Tekniska system. Att tänka i banor av tekniska system är nödvändigt för att se helheten. Ett problembaserat angreppssätt är bra för att det ökar förmågan att hitta information och att öva hjärnan på att leta efter något som den känner igen. Att eleven ska bli familjär med problemet är enligt litteraturöversikten ett krav för att eleven ska kunna lösa problemet. Det är i princip ingen som kan klara av att förstå hela den komplexitet som finns uppbyggd i de tekniska lösningarna idag. En ingenjörs vardag är att se träden i skogen och att sedan använda sitt huvud för att lösa problemet. Ett systemperspektiv på teknik är ett sätt att göra den
komplicerade världen mer begriplig enligt kapitel 3.3 i litteraturöversikten. Ju mer komplexa system, desto större nytta av systemtänkandet. Här finns kopplingar till problemlösning med många variabler, för i ett tekniskt komplext system finns många fria variabler.
Ämnesöverskridande förhållningssätt. Här avgränsar jag mig och konstaterar endast att det är allmänt känt att eleverna kan utveckla en djupare förståelse om flera ämnen samverkar i lärandet. Eleverna upplever då samma kontext även om det är olika kurser, motsatsen är att eleverna inte kan använda sina kunskaper från en kurs i andra kurser. Genom
ämnesövergripande arbete ges eleverna en helhet.
6.1.4 Reflektioner kring kursplanens förhållningssätt i teknik 1 utifrån ett sociokulturellt perspektiv
28
Det handlar alltså om att på något sätt lyckas få eleven att bygga sina kognitiva strukturer och att själv till slut lösa exempelvis ett matematikproblem. Men för att möjliggöra detta så tror jag att ett sociokulturellt perspektiv är ett måste. Den elev som har svårt med problemet får hjälp med att föra det inre samtal som är nödvändigt för att lösa problemet. Eleven får hjälp med hur hon eller han ska tänka för att lösa problemet. Samma sak handlade det om i teorin om forward reasoning, d.v.s. att lärarens huvuduppgift blir att genom demonstrationer och problemlösning tillsammans med eleverna öva elevernas problemlösningsförmåga. Eleven får hjälp att hitta angreppssätt som den inte själv kan hitta. Jag tror att det är viktigt att se
kopplingen mellan det sociokulturella perspektivet och elevens eget byggande av kognitiva strukturer. Varje elev har olika förutsättningar att bygga dessa kognitiva strukturer, vissa behöver inte ha hjälp av andra för att bygga dessa kognitiva strukturer utan klarar av detta själv. Exempelvis så kan det handla om att läsa en faktabok och sedan direkt kunna applicera den nya kunskapen på gammal kunskap som eleven hade. Andra elever behöver mer hjälp att föra det inre samtal som krävs för problemlösningen. Alla är inte stöpta i samma form, men alla ska ges förutsättningar att utveckla sitt inre samtal för att bli bra på att lösa tekniska problem. Vygotskijs proximala utvecklingszon passar väl i detta resonemang då det handlar om vad eleven klarar själv och vad den klarar i samarbete med andra eller med läraren. Vygotskij är en av förgrundsfigurerna till det sociokulturella perspektivet så det vore ju konstigt annars, men det ger ändå en större tyngd till ovanstående resonemang.
6.1.5 Konsekvenser för undervisningen i teknik 1
29
arbeta med konkreta situationer och praktiskt arbete. Det betyder att byggandet av egna kognitiva strukturer underlättas genom konkreta problem och situationer. Stödet för PBL i psykologi- och kognitionsforskningen i litteraturöversikten ger en insikt i att det krävs konkreta episoder innan det abstrakta tänkandet kan anammas hos eleven.
6.2 Läroboksanalys
Den tematiserade beskrivningen av läroplanens innehåll samt mina reflektioner kring detta utifrån ett antal teoretiska perspektiv får genomslag på det sätt som läroböckerna till stor del kan används i kursen. Ett problembaserat lärande ger till följd att en lärobok till stor del ska användas som ett uppslagsverk. Som krav på ett uppslagsverk för denna kurs kan ställas att de 11 olika kunskapsområdena ska behandlas, samtidigt som de olika förhållningssätten ska framträda på ett eller annat sätt. Analysen av lärobokstexterna har gjorts med utgångspunkten att de ska innehålla både kunskapsområdena och förhållningssätten. Enbart en av lärarna använder Gleerups faktabok50 i Teknik 1, men inte arbetsboken från Gleerups51. En annan lärare använder Libers bok som referens52. Det gör att lärarnas erfarenhet av dessa läroböcker är liten och därmed till litet stöd i min analys. Min analys nedan utgår från läroböckernas innehåll och görs utifrån de fyra empiriska delfrågorna som jag arbetade fram i metodkapitlet. Dessa är:
1. Vilket stoffurval finns?
2. Hur är stoffet strukturerat? Är det lätt att få en överblick av kursen? 3. På vilket sätt kan läroboken användas i kursen?
4. På vilket sätt kan eleverna tänkas uppfatta läroboken? Är läroboken och förklaringarna i den anpassad efter elevernas förkunskaper i teknik respektive svenska? Klarar de av språket och omfattningen av texten?
Nedan följer analysen av läroböckerna utifrån dessa frågor.
50
Johnny Frid: ”Teknik 1”, Malmö: Gleerups Utbildning AB, 2011
51
Johnny Frid: ”Teknik 1 arbetsbok”, Malmö: Gleerups Utbildning AB, 2011
52
30 Vilket stoffurval finns?
Liber: Introduktionsavsnittet är väl tunt och tydliggör inte teknikutvecklingsprocessen på ett tillfredställande sätt. Konceptet från idé till produkt tas upp först i kapitel 12 som handlar om projekt och projektarbete. Jag saknar en bra diskussion om vad teknik är och kapitlet om tekniska system i början är väl grunt. Det är tydligt att boken är anpassad till det stoff som kursen enligt kursplanen ska innehålla. Den har bland annat förtjänstfulla bitar kring entreprenörskap, genus, hållbart samhälle och kvalitetsarbete förutom de tekniska kapitlen. Boken är genomsyrad av ett teoretiskt upplägg, där jag saknar laborationsuppgifter och experiment som ska med baserat på förhållningssätt C där teori och praktisk tillämpning ska samverka. Boken bjuder inte direkt in till problemlösning med många variabler, utan
arbetsuppgifterna i slutet av varje kapitel är inriktade på just de kunskaper som det kapitlet handlar om. Boken har inte direkt ett beräkningsfokus även om det förekommer
räkneuppgifter. Om arbetsuppgifterna och texten i boken haft ett större beräkningsfokus, så skulle ingenjörstråden tydliggöras bättre. Att vara ingenjör innebär att man kan räkna på saker och inte bara läsa sig till kunskapen. De teknikområden som valts, hör samman med
kunskapsområde 8: tekniska kunskaper samt delvis teknikutvecklingsprocessen, är allmän hållfasthetslära, elementärmekanik, produktionsteknik, konstruktionselement, elektronik och elteknik samt styr- och reglerteknik.
Gleerups: I förordet poängteras att boken är omfattande vilket betyder att jag som lärare antagligen måste välja bort vissa delar. Ekonomidelarna i boken är inte relevanta, utan finns där på grund av den utfasade kursen teknikutveckling och företagande. Dock skulle det vara intressant för eleverna att läsa dessa delar, men min tolkning av kursplanen ger inget utrymme till det - förutom att eleverna ska veta vad entreprenörskap innebär. Min tolkning av
31
skapa nya idéer vilket är förtjänstfullt i det entreprenöriella lärandet. Kunskapsområdet etik och genus finns med i boken, även om genusdelarna är relativt små och svåra att hitta. Syftet med arbetsboken uppfylls och det är en fin kombination mellan faktaboken och arbetsboken. Faktabokens omfång gör att eleverna kan rikta in sig på lite olika teknik beroende på intresset. Det ger en bra bredd där eleverna sedan kan presentera sina teknikutvecklingsprojekt för varandra. En svaghet i boken är att begreppet tekniska system är otydligt. De teknikområden som valts som hör samman med kunskapsområde 8, tekniska kunskaper samt delvis
teknikutvecklingsprocessen, är design, mätteknik, produktionsteknik, tillverkningsmetoder, mekanik, energiteknik och nanoteknik.
Hur är stoffet strukturerat? Är det lätt att få en överblick av kursen?
Liber: Boken har en tydlig struktur som lätt ger en överblick. I och med att eleverna ska arbeta i projekt under åtminstone delar av kursen, så borde kapitlet ligga i början tillsammans med kapitel 13 som handlar om presentation och dokumentation. I slutet av boken finns förslag på projekt som kan genomföras under kursen. Jag tycker dessa borde ligga i början för att tydliggöra det viktiga inslaget av projektarbete i kursen.
Gleerups: Det är lite svårare att få en överblick i boken jämfört med Libers bok, det beror främst på innehållsförteckningens utformning samt att boken har ett större omfång. Boken ger emellertid en mycket bättre inledning för eleverna runt teknikutveckling, och det innebär att bokens stoff är bättre strukturerat i förhållande till kursplanen än Libers bok.
På vilket sätt kan läroboken användas i kursen?
Liber: Läroboken kan givetvis användas på många olika sätt i kursen beroende på hur man vill lägga upp den. Den passar bra som uppslagsbok, men går även att läsa kapitel för kapitel. Utifrån analysen av stoffurval så saknar dock teknikutvecklingsprocessen, vilket gör att läraren behöver tydliggöra denna för eleverna utan stöd av läroboken.
32
På vilket sätt kan eleverna tänkas uppfatta läroboken? Är läroboken och förklaringarna i den anpassad efter elevernas förkunskaper i teknik respektive svenska? Klarar de av språket och omfattningen av texten?
Liber: Boken ligger på rätt nivå och eleverna kan ta till sig stoffet. Textmassan kan eventuellt kännas för omfattande för vissa elever och boken skulle tjäna på att ha en mer teknisk profil med mer fakta och beräkningar, samt en mindre omfångsrik textmassa. Samtidigt är det en styrka att ha en bok som är relativt fullständig, där eleverna kan lära sig saker genom att bara läsa i boken.
Gleerups: I inledningen av kursen är det viktigt att eleverna får en överblick över kursen och vad som förväntas av dem. Boken är lättläst och med lite hjälp så kan eleverna hitta det stoff som de söker. Exempelvis så kommer kunskap om projektarbete in på ett naturligt sätt redan i början av boken.
6.2.1 Läroboksanalysens kopplingar till kursplan och litteraturöversikten
I litteraturöversikten om lärobokskunskap skriver jag om kognem och förklaringar som viktiga inslag i en lärobokstext. Jag tycker att båda böckerna är bra på att kombinera kunskap och förklaringar. En av de viktigaste sakerna i en bok är ju att det går att följa resonemanget och att författarna förklarar hur man kan tänka och göra. En fråga som jag inte berört är varför ett visst stoff tas med, så kallad läroplansteoretisk forskning. Varför-frågan besvaras till stor del av kursplanen och examensmålen för teknikprogrammet. I dessa mål finns skrivelser om ingenjörstänkandet och hur utbildningen ska bedrivas, vilket gör att innehållet i kursen är relativt specificerat. Det finns ingen anledning att studera varför-frågan eftersom det vore liktydigt med att ifrågasätta kursplanens centrala innehåll. I avsnitt 3.5.2 i litteraturöversikten konstateras att ett problembaserat lärande med konkreta inslag ger högre
problemlösningsförmåga i och med att det bygger implicita minnen. Gleerups bok ger stöd till den processen. Libers bok ger inte det stödet, den är mer av ett tekniskt uppslagsverk.
Gleerups bok ger också tack vare den logiska strukturen eleverna en snabb väg in i
teknikutvecklingsprocessen. Här kan vi koppla till CDIO-begreppet som handlar om precis samma sak. Det finns inga motsättningar mellan de olika teorierna i litteraturöversikterna utan de hänger samman på ett logiskt sätt. Utifrån de faktorer jag har studerat uppfyller Gleerups lärobok kursplanen medan Libers inte gör det. Det innebär att Libers lärobok måste
33
6.3 Analys och resultat av intervjuer
Jag har bearbetat och strukturerat upp svaren från de fem intervjuade lärarna från de fyra skolorna i syfte att ge en rättvisande bild av intervjuerna. Jag har tolkat innehållet i kursuppläggen efter de 11 kunskapsområden och 5 förhållningssätten som jag skrev om i analysen av kursplanen. Resultatet presenteras fråga för fråga, där skolorna som deltagit representeras av bokstäver. Om flera lärare från skolan intervjuats och resultatet skiljer sig åt, har sifferbeteckning efter skolan använts för att representera den lärare som gav svaret. Tilläggas bör att eftersom kursen är ny och endast pågått i tre månader, så har inte alla lärare detaljplanerat samtliga moment ännu. Jag har upplevt alla lärare som öppna och trevliga. Jag har tagit mig friheten att se för- och nackdelar i olika kursupplägg enligt egen tolkning. Det finns utrymme för att jag har tolkat lärarna fel och för att jag missat väsentlig information, även om det givetvis inte varit min utgångspunkt. Jag har arbetat ensam och tolkat lärare, kursplan och teori enligt relevanta faktorer i mina ögon, för framtida bruk i lärargärningen. Lärares syn på vilken kunskap som är viktig varierar naturligtvis, likväl som synen på hur undervisningen ska bedrivas varierar. Därmed finns det en viss subjektivitet i resultatet, vilket även begränsar uppsatsens generaliserbarhet. Likväl tror jag de flesta lärare som ska undervisa denna kurs skulle ha nytta av att reflektera över de faktorer jag lyfter fram och ta ett aktivt ställningstagande i förhållande till dessa.
Fråga 1 analyseras av mig per skola eftersom omfattningen är så pass stor, övriga frågor analyseras per fråga, där analysen kommer sist.
1. Hur har du gått till väga när du lagt upp planeringen för kursen Teknik 1 och hur ser kursupplägget ut?
Skola A
35 h Kommunikativa färdigheter, datorkommunikation, teknikhistoria, etik och genus. 40 h Ritteknik och cad
10 h Materiallära och kommunikativa färdigheter
34
Lärarkommentarer: En lärare har det första momentet, medan en annan lärare har övriga moment. De två första momenten undervisas parallellt i början av kursen. Planeringen av kursen har gjorts av tekniklärarna tillsammans. Eleverna kombinerar både teknikhistoria och materiallära med kommunikativa färdigheter genom att de får presentera ämnesinnehåll inför klassen. Materiallära kan upplevas som tung i traditionell lärarledd undervisning vilket motverkas av att elevernas själva får söka informationen och sedan förmedla till andra elever. Projektarbete ska komma in naturligt i flera olika moment i kursen även om det är lite otydligt för mig. Mekanik planeras relativt sent i kursen för att eleverna då läst tillräckligt mycket matematik för att klara av den enkla mekaniken. Lärare A1 säger att kursen är stor vilket innebär grunda kunskaper i många olika teknikområden. Läraren vill planera mer praktiskt arbete, men begränsas av bristen på laborationssalar. Lärare A2 hoppas att eleverna ska bli inspirerade och motiverade av kursen. Samma lärare menar att när man ritar i cad så sker en automatisk inlärning av ritteknik som är bra.
Analys: Upplägget ger en bred teoretisk grund att stå på. Vid avsaknad av projekt som spänner över flera moment i kursen ställer det höga krav på läraren att lyckas kombinera uppgifter som ger eleverna helhetsförståelse av teknikutvecklingsprocessen från behov till återvinning. Det finns en risk att den tekniska problemlösningen blir alltför inriktad på de olika teknikområdena, istället för att eleverna ges möjlighet att lösa problem med fler variabler och inom fler teknikområden vilket är viktigt för att ge en god
problemlösningsförmåga. Hur områdena kvalitetsarbete, entreprenörskap och tekniska system berörs är otydligt. De praktiska momenten i kursen saknas till stor del, det är synd eftersom en kombination av teori och praktik är viktigt enligt litteraturöversikten.
Skola B (timmarna är uppskattade utifrån antal pass)
12 h Kommunikativa färdigheter. Kursstart: Eleverna väljer ett föremål och presenterar funktion och design
35
12 h Hållbart samhälle, kvalitetsarbete och teknikutvecklingsprocessen. Eleven har valt en produkt och skrivit en rapport om produktion, energieffektivisering och återvinning. Inslag av etik finns också vid reflektion över barnarbete i
utvecklingsländer.
12 h Etik och genus. Gruppuppgift runt tekniska yrken och diskussion om manliga och kvinnliga yrken. Eleverna skriver ett PM om varför män är överrepresenterade i teknisk utbildning och i tekniska yrken. Kvinnors uppfinningar studeras med hjälp av tekniska museumets hemsida.
32 h Ritteknik och cad, tekniska kunskaper med inslag av modellbyggande. Förutom klassisk ritteknik och cad, så gör eleverna ett ”Projekt Arkitekt” där de både med datorn och i verkligheten bygger ett hus eller en park. Projektet introduceras med en gästföreläsare som behandlar digital modulering.
24 h Materiallära och tekniska kunskaper med inslag av mekanik och hållfasthetslära. 18 h Projekt brobygge. Eleverna bygger en bro med hjälp av trästickor, limpistoler,
skruvar och muttrar. Hur många böcker man kan trava på den?
24 h Datorkommunikation och kommunikativa färdigheter med fokus på teknisk kommunikation och projektarbete.
Lärarkommentarer: Läraren utgår från det centrala innehållet och har paketerat innehållet på ett logiskt sätt. Utifrån det centrala innehållet ska elevens förmågor växa fram.
Entreprenörskap och teknikhistoria har vävts samman. Värt att notera är att eleverna har fått fundera över vad teknik är, dess syfte och hur länge det funnits i samband med teknikhistoria. Det är motivationshöjande för eleverna att se vilka olika yrken som finns. Läraren vill ha projekt och praktiskt arbete så att eleverna får känna på tekniken och inte bara använda datorn. Hur gjorde man förr och hur gör man idag vid exempelvis
järnframställning? Det är ett trevligt angreppssätt som sätter tekniken i ett sammanhang och visar på ett bra sätt att kombinera de olika kunskapsområdena.
