2006:057
E X A M E N S A R B E T E
Datorsimulering, ett verktyg för den
praktiska gymnasieutbildningen?
Jonas Tornéus
Luleå tekniska universitet Lärarutbildning
Allmänt utbildningsområde C-nivå Institutionen för Utbildningsvetenskap
Examensarbete
10 poäng
Datorsimulering, ett verktyg för den
praktiska gymnasieutbildningen?
Jonas Tornéus
Luleå tekniska universitet Institutionen för utbildningsvetenskap
Proffesionsinriktat lärande 60 poäng Höstterminen 2005
Handledare: Elisabeth Lundmark Examinator: Steffan Lind
FÖRORD
Denna uppsats är en produkt där flera inblandade har haft en viktig del i processen till den idag färdiga rapporten. Jag vill börja med och tacka min handledare under den verksamhetsförlagda utbildningen, Per-Agne Karlsson som bistått mig med sina kvalificerade kunskaper som yrkeslärare och pedagog. Tack också till alla elever som deltagit under studien.
Lovord också till företaget Alega som lånade ut sitt datorprogram vilket gjorde studien möjlig.
Sist men inte minst, ett stort tack till min handledare för examensarbetet, Elisabeth Lundmark, som såklart haft en del i detta arbete då hon har kunnat tipsa och guida mig genom arbetet.
ABSTRAKT
Denna rapport har som syfte att ge en tydligare bild av hur elevernas syn på pedagogisk programvara och den traditionella undervisningen fungerar tillsammans på ett av gymnasiets el-program i Luleå. En kvalitativ metod har använts där elever intervjuats i samband med studien. Intervjuerna har sammanställts och analyserats. Resultatet av studien visar på att eleverna hade stort utbyte av den pedagogiska programvara som erbjöds under lektionstillfällena. Simuleringsprogrammet kunde i studiens kontext hjälpa eleverna att se ämnet ur en annan tydligare synvinkel.
INNEHÅLLSFÖRTECKNING
FÖRORD ABSTRAKT INLEDNING... 1 BAKGRUND... 1 Datorns utbredning ... 1Läroplan och IKT ... 2
Datorn och lärandet ... 2
Datorsimulering som verktyg... 3
Framgångsrikt lärande... 5 Modellinlärning ... 5 SYFTE/PROBLEMFORMULERING... 6 METOD... 6 Intervju ... 6 Försökspersoner ... 6 Material ... 7 Tillvägagångssätt... 7
RESULTAT, ANALYS OCH REFLEKTION ... 9
Elevernas svar kring datorsimuleringen ... 9
Elevens syn på den traditionella, laborativa undervisningen ... 11
Elevens syn på sitt lärande ... 11
Elevperspektiv på lärarens betydelse för lärandet... 11
GENERELL DISKUSSION ... 12
FÖRSLAG TILL VIDARE FORSKNING ... 13
REFERENSLISTA... 14
INLEDNING
Eftersom det är ett bra tag sedan jag själv gått det yrkesförberedande gymnasiet har såklart mycket förändrats under tiden som gått. Idag består gymnasiets el-utbildning av fyra inriktningar; Elteknik, Automation, Elektronik och Datorteknik. Under ett besök på ett Elektronikprogram i Skellefteå kommun användes ett datorprogram anpassat för elektronik i undervisningen, sålunda föddes tanken att försöka integrera ett liknande program i någon av kurserna i ämnet Elteknik. Min första tanke när jag kom i kontakt med dessa datorprogram var att de inte hade någon plats i ett praktiskt utformat program. Trots detta finns datorprogram ute på marknaden och på många skolor, så något behov verkar de fylla. IKT (information och kommunikationsteknik) är idag stort och kommer säkert att växa sig ändå starkare i framtiden, också i våra skolor. Jag står nu inför att arbeta med dessa datorpedagogiska program i min framtida yrkesroll som ellärare, vilket blir en utmaning i sig eftersom jag är inskolad på ett annat sätt under min gymnasietid.
BAKGRUND
I detta avsnitt belyses kort bakgrunden till varför datorn finns i skolan idag, vad läroplanen säger kring IKT och den ständigt aktuella frågan om datorn som medel för lärandet. Därefter berörs datorsimulering som verktyg och ett perspektiv på framgångsrikt lärande.
Datorns utbredning
Under 1900-talet fick mänskligheten uppleva en omvälvande teknisk och vetenskaplig utveckling. Nya upptäckter och uppfinningar förändrade människors vardagsliv i många delar av världen (Säljö, 2002, s. 13).
Idag används datorer i stort sett överallt i vårt samhälle. Datorer styr processer i industrin, förutspår väder och de styr till och med delar i våra fordon. Dagligen kommer vi i kontakt med datorer utan att nämnvärt tänka på det. Enligt Bjerg (2000) har mänskan alltid använt sig av redskap alltifrån manuella stenyxor till avancerade maskiner i sin livsföring, detta menar författaren är: ”ett grundläggande och i viss mån mänskligt drag” (s. 405). Den alltjämt pågående datoriseringen av vårt samhälle gör gällande att människan idag behöver kunskaper i IKT för att kunna vara delaktig i gemenskap och yrkesliv. Skolan och dess funktion är därför ett nödvändigt verktyg för att kunna erbjuda dagens ungdomar en god grund att bygga vidare på.
Läroplan och IKT
Eftersom staten genomfört och fortsätter satsningen på införandet och utvecklingen av datorn i skolan verkar det troligt att det då bör finnas dokumenterat på ett eller annat sätt i skolans läroplan. Vid efterforskningar i Lpf -94 saknas benämningen IKT helt, däremot återfinns ett direktiv för rektors ansvar att:
Arbetsmiljön i skolan utformas så att eleverna får tillgång till handledning och läromedel av god kvalitet samt andra hjälpmedel för att själva kunna söka och utveckla kunskaper, bl.a. bibliotek, datorer och andra tekniska hjälpmedel (Utbildningsdepartementet, 1994, s. 15)
Med ”andra tekniska hjälpmedel” torde avse olika typer av programvaror som kan tillämpas tillsammans med datorn eftersom ett datorskelett i sig inte är något hjälpmedel. Vidare finns i läroplanen och under rubriken skolans uppdrag olika begrepp som kan tolkas beröra datoranvändningen i skolan:
Eleverna skall också kunna orientera sig i en komplex verklighet med stort informationsflöde och snabb förändringstakt. Deras förmåga att finna, tillägna sig och använda ny kunskap blir därför viktig. (Ibid. s. 8)
Informationsflödet fick sin start då industrisamhället växte fram, radio- och TV-sändningar togs i drift såsom effektiva medium för information. Idag har Internet vuxit sig allt starkare, vi kan söka den information vi är intresserad av över hela världen och vi är idag inte lika utlämnade till de fasta sändningarna i etern.
Datorn och lärandet
En omedelbar fråga i sammanhanget är förstås om eleven lär sig bättre genom att arbeta med datorn/IKT. Enligt Lindwall m.fl. (2002) innehåller frågan ett antal problem. Det första problemet som författarna tar upp är att det finns olika tillämpningar för datorn som till exempel ordbehandling och simuleringar. Dessa program är dock olika uppbyggda, därför går det inte att säga hur datorn som helhet fungerar i undervisningen. Det andra problemet är att det specifika programmet ofta har fler än en tillämpning vilka i sig kan leda till ett bättre eller sämre lärande. Pedersen (1998) har ett liknande resonemang och drar slutsatsen att forskningen hittills inte har lyckats visa på ett starkt samband där elevers lärande ökat i och med datoranvändningen.
Det är förmodligen bättre att satsa på forskning som undersöker IKT:s fördelar och nackdelar i mer kontextbundna situationer i stället för undersökningar som försöker ge något generellt svar på frågan om IKT gör undervisningen ”bättre” (Tydén och Thelin, 2000, s. 24).
Det lärarna anser ha blivit positivt för lärandet i och med datorn/IKT användning är att eleverna har fått möjlighet att utföra mer enskilt arbete, har fler kontakter utanför skolan, lära genom diskussioner samt att lärandet också sammankopplas mer med vardagen (Fahlén, 2000). För de flesta elever är datorn idag ett naturligt inslag i deras vardag, det är något de känner igen och många gånger kan hantera bättre än den undervisande läraren. Datorer är ett mångsidigt verktyg där bland annat ordbehandling, simuleringar, informationssökning via databaser och Internet såväl som olika typer av presentationer kan utföras. Lindh (1997) anser att man kan jämställa datorn med flera av skolans redan väl inarbetade hjälpmedel som t.ex. miniräknaren och videobandspelaren.
Datorsimulering som verktyg
I en datorsimulering har vissa utmärkande detaljer från verkligheten lyfts in i ett datorprogram, datorprogrammet simulerar då så att säga den verkliga händelsen i en viss kontext. Enligt Linderoth (2002) bygger själva grundidén på att identiska eller liknande element finns med från den verksamhet som ska simuleras. Enligt författaren finns det två olika lärprocesser inom simulering:
1) Genom att simulera lär sig studenten hur den simulerade verksamheten fungerar, hon eller han ser mekanismerna i ett system av orsak och verkan. Exempelvis kan trafikflöden simuleras. Studenten kan då pröva att placera poliskontroller på olika platser i den simulerade trafiken och se hur flödet förändras. Spelaren kan se om, och i så fall var det uppstår bilköer. Därigenom erbjuds den studerande en bild av trafik som ett komplext system där små förändringar kan orsaka kedjereaktioner. Innehåll som är vanliga i den här typen av simuleringar är ekonomiska system, samhällsmodeller, miljöfrågor, ekosystem och en rad naturvetenskapliga fenomen. Eftersom den underliggande tekniken bygger på algoritmer lämpar sig denna typ av spel för innehåll som låter sig fångas i matematiska variabler. Grundtanken är att den lärande står utanför det simulerade systemet och själv får erfara hur sambanden i modellen fungerar.
2) Den andra typen av lärandeprocesser (…) handlar om att den studerande skall utveckla någon form av färdighet. Här handlar det inte om att den studerande primärt ska se hur systemet fungerar. Istället kan den studerande sägas vara i själva systemet för att tränas. Exempelvis tränas bilkörning på en del körskolor med hjälp av teknik som simulerar fordonets förflyttning. Tanken är att man ska komma så nära den situation man tränas för som möjligt och därigenom förberedas inför den kommande situationen. Den här typen av teknik kallas oftast för simulatorer och är vanlig i träningen av att lära sig föra fram ett fordon (Linderoth, 2002, s.10).
Figur 1. Datorsimulering. Eget bildmontage.
Simulering av olika processer används som sagt ute i industrin, till exempel för att förutsäga hur något kommer att fungera eller se ut. Inom företaget LKAB i malmfälten används idag ett simuleringsprogram för att se vilka effekter olika förändringar för med sig i en produktionskedja vilket visar på programtypens olika användningsområden. Enligt Berglund (2004) förekommer även datorsimulering i gymnasiets yrkesutbildningar och främst då inom mediala och mer tekniskt inriktade program. Författaren skriver vidare att:
Simuleringarna ger eleverna en möjlighet att träna i simulerade modeller innan, eller istället för, att laborera på fysiska modeller. Simuleringar kan också vara tänkta att ersätta, eller komplettera, autentiska yrkespraktiker (Berglund, 2004. s.17)
Vid datorsimuleringar som lärotillfälle framhåller Linderoth (2002) att det är viktigt med återkoppling, så kallad debriefing utanför själva simuleringen för att hjälpa eleverna att se kopplingar till den verkliga miljö simuleringen visat. Författaren uppmanar också till användandet av loggbok för eleverna, där de kan fylla i det som utförts i simuleringen samt visa på orsaker och verkan mellan olika händelseförlopp, detta för att senare i andra sammanhang kunna dra nytta av de kunskaper de förvärvat vid simuleringsövningarna. Berglund har i sin studie analyserat elevers lärande kring en datorbaserad simulering på ett elprogram och en kurs i styrteknik. Studien har bland annat visat att det specifika simuleringsprogram som användes på skolan endast gynnade de duktigaste i undersökningsgruppen, de resterande elever som inte kunde tillgodogöra sig simuleringen tillfredställande kunde av egen förmåga inte se kopplingarna mellan realitet och simulering vilket ställde till problem. Samma studie visade också att de elever som hade ett mindre utbyte av datorsimuleringen föredrog och gynnades läromässigt bättre av att arbeta fysiskt i laborationsövningar.
Framgångsrikt lärande
Lärandet är på intet sätt en process som skolan eller andra utbildningsinstitutioner har monopol på. Hade det varit så, skulle mänskligheten sannolikt inte kunnat utvecklas. (Linderoth, 2002. s.3)
Under min tid som högstadieelev upplevde jag skolans högstadieundervisning väldigt opassande för mitt lärande. Undervisningen utgick ofta ifrån läsförståelse och föreläsningar av olika slag. De aktiva lektionerna som teknik och slöjd gjorde mig däremot motiverad och jag kunde snabbt omsätta kunskaperna i handling. Därför valde jag sonika ett praktiskt gymnasieprogram som sades vara hantverksinspirerat med färre inslag av teori. Detta visade sig passa mina intressen väl och mitt sätt att lära. Det som också var lockade var att yrkesutbildningen även var yrkesförberedande vilket i slutskedet resulterade i en yrkestitel. Några av mina erfarenheter bekräftas i Skolverkets Vägar till lärande (2002) som visar att många elever i yrkesämnen valt sin utbildning för att hellre ”göra” än att ”höra” och att de i utbildningen vill se en verklighetsnära praktisk nytta i det dom ska lära sig. Vidare refereras i boken till ett antal undersökta skolor som menar att deras elever lär genom praktik till teori och inte traditionellt från teori till praktik. Elever som väljer ett yrkesprogram har som sagt ofta negativa erfarenheter av den traditionella undervisningen och med ett sådant utgångsläge måste skolan försöka anpassa sin undervisning så att elevens lärande främjas på ett passande sätt. En sådan pedagogik bör enligt Vägar till lärande utgå ifrån elevernas närliggande erfarenheter, innehålla varierande som verklighetsnära övningar vilka bygger på och kräver ett aktivt elevarbete.
Modellinlärning
Redan ett litet barn lär sig saker i samvaron med sin familj genom att iaktta och försöka själv exempelvis hur och var mössan ska sitta, hur dricksglaset används och var lamporna tänds och släcks. Detta har alla upplevt under sin uppväxt och kanske upplever det nu som föräldrar. Kring detta sätt att lära finns också en inlärningsteori som grundar sig på just observation och imitation. Albert Bandura (Imsen, 2000) har utvecklat sin observationsinlärning och förklarat denna som fyra ingående processer där uppmärksamhet från individen i inledningsskedet är direkt avgörande för att överhuvudtaget kunna ta in det som ska läras. Nästa steg blir att minnas modellbeteendet som ska läras, t.ex. hur man släcker lampan. Barnet iakttar och försöker minnas hur det skulle göras. I tredje processen imiteras beteendet och genomförs. Barnet minns handlingen, härmar och påverkar strömbrytaren. Fjärde steget innehåller någon typ av motivations- och förstärkningsprocess som att t.ex. barnet lyckas tända eller släcka lampan, vilket är roande för barnet och denne fortsätter med handlingen. Bandura påpekar också att allt vi observerar såklart inte omvandlas till handling men att det möjliggör en aktiv handling för individen.
SYFTE/PROBLEMFORMULERING
Syftet med studien har varit att genom en lektionsserie med ett specifikt dator-simuleringsprogram, få större förståelse för hur detta läroverktyg fungerareller skulle kunna fungera i ett traditionellt praktiskt utformat gymnasieprogram.
METOD
Under denna rubrik nämner jag de val av metoder som studien har byggt på, intervjuns utformning, vilka som studerats, materialet som använts och till sist utförandet i stora drag. Utgångsläget i min undersökning har varit att få större förståelse för hur elevernas syn på ett pedagogiskt verktyg fungerar i ett skolsammanhang. Valet av metod har därför fallit på en kvalitativ metod som till sitt upplägg passar om man vill undersöka och få en större förståelse av hur något hänger ihop eller varierar (Trost, 2001).
En kvalitativ intervju har valts eftersom jag vill kunna forma mina frågor utefter informanternas svar. Enligt Svensson och Starrin (1996) är den kvalitativa intervjun icke-standardiserad vilket menas att man i inledningen av intervjun inte kan uttala sig om vilka av frågorna som kommer att ge de mest användbara svaren från informanterna.
Intervju
Intervjuerna berörde sju elever och genomfördes enskilt. Fyra av samtalen utfördes i ett mindre rum i anslutning till elprogrammets lokaler. Av tid- och utrymmesskäl skedde de tre övriga elevintervjuerna ute i verksamheten och hade då en mer improviserad karaktär. Frågorna som besvarades av dessa kommer också att användas i rapporten. Respektive intervju tog 10-15 minuter och kunde med elevens tillåtelse spelas in och sparas på diktafon. Detta för att jag skulle kunna koncentrera mig på intervjun i sin helhet och få ett bättre flyt i utfrågningen. Till intervjun hade beskrivande bilder på respektive undervisningssituation skrivits ut för att förtydliga och låta eleverna bättre minnas de två lärotillfällena. Bilderna var framlagda framför eleverna under hela intervjun. Frågorna som ställdes (se bilaga 1) agerade som utgångsmaterial och styrde indirekt intervjun. Samtalet skedde i en neutral miljö där jag också påtalade att jag inte på något sätt var en försäljare av programmet utan att det var deras synpunkter kring de olika arbetssätten jag ville åt. Samtliga elevnamn är fingerade i rapporten.
Försökspersoner
Studien är genomförd i en årskurs 2 på ett yrkesprogram i en gymnasieskola. Eleverna som deltagit har alla tillhört elprogrammets inriktning mot elteknik. Valet av elever och klass har skett i samråd med min dåvarande VFU-handledare och lämpligheten för just den utvalda klassen berodde på att de precis arbetade med ett specifikt innehåll vilket simuleringsprogrammet var konstruerat för. Antalet deltagande elever i studien var nio stycken. Storleken på bortfallet varierade mellan de olika dagarna. Under undersökningsstillfälle 1 och 3 var bortfallet under respektive dag 22 %, motsvarande två elever. Samtliga elever deltog under lektionstillfälle 2.
Material
I enlighet med studiens syfte krävdes ett datorprogram för genomförandet, därför skedde efterforskningar hos ett antal skolmaterialtillverkare för att finna lämpligt övningsmaterial. Valet av program blev egentligen slumpmässig då de flesta företag inte kunde eller ville låna ut sina program för utvärdering. Företaget som däremot kunde tillhandahålla ett simuleringsprogram för studien krävde inget i gengäld utan programmet fick brukas till ett förfallodato i undervisnings- och utvärderingssyfte. Vid mina eftersökningar av programvara har jag emellertid ställt vissa krav på program och tillverkare:
• Det skulle ha en anknytning till något område inom elteknik. • Ett tydligt, lättarbetad och pedagogiskt genomtänkt program.
• En fullversion, d.v.s. ingen demoversion som ofta saknar funktioner.
• Det skulle vara ett företag som saluför sina produkter till skolor och utbildningar.
Det simuleringsprogram som använts i studien presenteras på följande sätt i produktkatalogen:
Ett program där du kan simulera olika växelströmskretsar. Du konstruerar ett kopplingsschema som innehåller resistorer, kondensatorer, spolar och en spänningskälla, Spänningens frekvens liksom vågformen (sinus, fyrkant, triangel, sågkant) kan varieras. Med programmet kan man också studera upp- och urladdning av en kondensator, induktionsströmmar i en spole, svängnings- och filterkretsar. Utförlig lärarhandledning med elevuppgifter medföljer (Produktkatalog ALEGA, 2005).
Tillvägagångssätt
Vid planeringen av simuleringsundervisningen lades stor vikt på en förberedande introduktion till simuleringsprogrammet. Programmets struktur och uppbyggnad gicks igenom med hjälp av OH-bilder för att på enklaste sätt inviga eleverna i verktyget. Tanken med introduktionen var också att förbereda eleverna väl så att de skulle känna sig trygga med programmet och kunna lösa arbetsuppgifterna. Eftersom datorprogrammet skulle användas under en relativt kort tid så var det viktigt att alla elever, så långt det var möjligt, fått ta del av introduktionen. Elevernas intresse och nyfikenhet kring datorn och programmet som helhet var tydligt redan vid introduktionen av simuleringsprogrammet. Detta höll i sig under de följande lektionstimmarna vilket underlättade studien väsentligt.
I simuleringsstudien befann sig eleverna i en datorsal där programmet fanns installerat på datorerna. Manövreringen i programmet skedde med hjälp av tangentbord och pekdon för bildskärm. Arbetsuppgifterna som användes under studien var simuleringstillverkarens förarbetade material samt en avslutande egenhändigt framställd uppgift (se bilaga 2). Dessa delades ut i samband med studiens och lektionernas inledning. Nedan illustreras översiktligt hur relativt väl simuleringsprogrammet (till vänster) överensstämmer med den traditionella övningens upplägg.
Arbetsstation Mätinstrument
Spänningskälla
Figur 2. Visar likheter mellan en datorsimulering (t.v.) och en traditionell laboration.
Simuleringsprogrammet är uppbyggt som bilden visar och eleven kan göra sina förbindningar virtuellt på skärmen genom att klicka och dra komponenter till sin plats. Vid start av programmet ligger redan en förvald fungerande krets som kan studeras. Komponenter, mätinstrumenten och spänningskällor visas som symboler. Beroende på valet av komponenter ritas och anges de olika beräknade mätvärdena direkt på skärmen. Eleven väljer och ansluter komponenterna virtuellt enligt arbetsuppgiften, anger värden på komponenter och gör därefter sina mätavläsningar direkt från det samlade fönstret. Mätvärdena förs därefter in i en tabell för att senare granskas. Arbetsmomenten går väldigt snabbt eftersom mätvärdena för respektive krets finns samlat i ett och samma fönster.
När man talar om laboration kopplar man oftast ihop detta ord med den traditionella kemilektionen där olika ingredienser blandas samman och ger upphov till olika fenomen. Det sker dock laborationer utanför kemisalarna och betydligt mer verklighetsnära än de datorsimuleringar som beskrivits ovan. Inom yrkesutbildningen förekommer laborationer i undervisningen där eleven ges möjlighet att på egen hand eller i grupp utföra praktiska försök med olika syften. Eleven får genom övningarna handgripligen lära känna utrustning och dess förfaringssätt som är nödvändiga för det kommande yrket. Laborationerna utgår oftast ifrån beskrivningar och ritningsunderlag där eleverna självständigt eller med lärarhandledning frambringar och sammankopplar olika utrustningar till en helhet, en fungerande krets. I den här typen av undervisningstillfälle ligger det i elevens händer att skaffa sig kunskaper om hur allt hänger samman som t.ex. inställningar av olika mätinstrument, val av komponenter och anslutningskablar. Detta tar i inledningsskedet tid men är nödvändigt då yrket kräver dessa kunskaper. I den laborativa undervisningen får eleven ingenting till skänks utan måste utgå ifrån beskrivningar, ritningsunderlag och sina tidigare förvärvade kunskaper och erfarenheter för att lyckas med uppgiften. Simuleringsprogrammet saknar däremot vissa av dessa tidsödande och krävande moment vilket resulterar i att arbetsmomenten går snabbare.
Den traditionella laborativa undervisningsformen brukas flitigt inom det el-yrkesinriktade programmet. Enligt Hedin och Svensson (1997) är tillvägagångssättet inspirerat av John Deweys ”learning-by-doing” och har till syfte att främst försätta eleverna i så verklighetstrogna situationer som möjligt vilket anses inverka positivt på elevens självtillit och motivation.
RESULTAT, ANALYS OCH REFLEKTION
Under denna rubrik presenterar jag resultatet av de intervjuer som gjorts under studien. Svaren för intervjufrågorna har för överskådlighetens skull delats upp i fyra kategorier: datorsimulering, traditionell undervisning, elevens och lärarens betydelse för lärandet. Under varje kategori sker dessutom en analys och reflektion kring det som framkommit.
Elevernas svar kring datorsimuleringen
Samtliga elever i intervjugruppen har tillgång till dator i hemmet, många innehar en egen dator som oftast används till att skriva med kompisar eller för att spela med. Eleverna har uppmärksammat att de kommer i kontakt med datorer på de flesta ställen. I skolan däremot anser de flesta att de mer sällan använder datorn för att utföra sina arbeten.
Jag använder inte datorn i skolan så mycket, kanske en gång i veckan (Oskar).
Studiens implicerade datorprogram ansågs av de flesta informanterna vara bekvämt, smidigt och roligt att arbeta med. Detta bekräftas av Almqvist m.fl. (1999) som nämner just ”kulfaktorn” som ett motivationsinslag i undervisningen, d.v.s. eleven finner det roligt att lära genom att använda datorn. Något negativt kring arbetet med programmet framkom inte, dock fanns en tveksamhet från en elev, Niklas som ansåg att programmen inte gick att lita på och syftade på problemen vi haft med datorerna vid lektionstillfället. En annan elev, Oskar var positivt överraskad över simulerings-programmet, Oskar var enligt egen utsago mer intresserad av de traditionella laborationerna men medgav att simuleringen hade fungerat tillfredställande för honom.
Den övervägande delen av eleverna påstår sig ha blivit hjälpt av programmet. Det samlade fönstret med mätvärdena anses av vissa elever vara enklare att förstå: ”Programmet har hjälpt mig mycket. Allt blev enklare och man fick se allt samtidigt på skärmen, som fasförskjutningar…” (Karl). Flera har också uppmärksammat att simuleringen tydligare kunde visa skillnader i valet av komponenter, vad som påverkar mätvärdena i respektive krets och vad om inte påverkar.
Jag har lite svårt med det där period tiderna… förstod det enklare med simulatorn hur det påverkar frekvensen. Det ser man inte lika lätt på ett oscilloskop… man ser också det som inte förändras (Robert).
Programmet gjorde det möjligt att snabbt skifta komponenter i en krets vilket medförde att eleverna finner det lättare att se skillnader i olika komponenters inverkan i en krets. En elev hade också uppmärksammat att det var svårare att göra fel i simuleringsprogrammet och att programmet tillåter experimenterande utan att göra skada.
En av intervjufrågorna gick ut på att ta reda på vilket av de två lärotillfällena som tilltalade eleverna mest, laboration eller simulering. Det visade sig att de allra flesta valde simulering med hänvisning till att den var bekväm och varit lättare att förstå. Dock ville ingen av eleverna helt ersätta de praktiska övningarna med simuleringar. Tre av eleverna kom också med konkreta förslag på hur simulering skulle kunna integreras i undervisningen. En av eleverna, Robert ville se en kombination av 70 % vanlig lektion och 30 % simulering medan ett annat förslag av Karl var att nyttja simulering parallellt med den laborativa undervisningen i passande kurser. Datorsimuleringen ansågs också av en informant fylla en funktion för: ”vissa grejer som är krångliga” (Oskar). I sammanhanget kan nämnas att två av eleverna som kom med spontana förslag på hur simuleringsprogram skulle kunna nyttjas i undervisningen tillhör spjutspetsarna i gruppen. Detta kan kopplas samman med Berglunds (2004) resultat som visade att endast de duktigaste eleverna i studien gynnades av simuleringsverktyget. Eftersom eleverna i denna studie upplever ett behov av att använda simulering kan det tolkas som att de också hade ett större utbyte av programmet än de övriga eleverna och vill därför se en fortsatt användning av simuleringsprogram i verksamheten.
Elevens syn på den traditionella, laborativa undervisningen
Eleverna anser överlag att fördelen med laborationerna är att de får lära sig handskas med utrustningen: ”man får hålla på med prylarna och lära sig något” (Niklas). I den traditionella laborativa undervisningen uppstår emellanåt problem med utrustningen och i det läget utför eleven felsökning, med eller utan handledning vilket ses som ett viktigt lärandetillfälle. Vid handledning i den laborativa undervisningen anser eleven att: ”man får saker man inte förstår förklarade på ett bättre sätt” (Samuel).
Större delen av den intervjuade gruppen ser inga nackdelar med den traditionella laborativa undervisningen. Eleven Robert upplevde emellertid att det laborativa lärotillfället resulterar i färre experiment med utrustningen jämfört med datorsimuleringen, det fanns en rädsla att koppla fel och förstöra något i labbutrustningen. Vidare fanns synpunkter på att vissa moment i kurserna var för avancerade: ”det är ingen idé att koppla för man lär sig inget av det om man inte förstår vad man håller på med” (Niklas). Elevgruppen är ändå i sin helhet väldigt nöjda med den laborativa läromiljön.
Elevens syn på sitt lärande
Flertalet av elteknikprogrammets elever har som gemensam ståndpunkt att de lär enklast genom att arbeta praktiskt, däremot finns det undantag där den teoretiska undervisningen agerar utgångspunkt, här läroboksstudier, som en viktig källa till kunskap. Det finns också elever i gruppen som inte vet eller har tänkt på hur de lär på bästa sätt (Samuel och Lars). En elev menade att han lär på olika sätt beroende på hur situationen ser ut (Olov). Det finns redan i en liten elevgrupp skiljaktigheter mellan tillvägagångssätt av byggande av kunskap, vilket är intressant.
Jag lär mig bäst om jag får jobba praktiskt. Du kan inte lära dig att köra motorcykel utan att få jobba med motorcykeln, saker och ting är inte som det är på datorer (Niklas).
Dialogen i grupparbetet ses också som gynnsamt för en av elevernas inlärning: ”men då vill jag också ha en kompis bredvid, så man kan snacka emellan, då är det väldigt lätt att lära in någonting” (Robert). Oskar lyfter också i sammanhanget fram att det är de teoretiska avsnitten i kurserna som är det tyngsta i utbildningen, mer praktisk övning hade passat honom bättre.
Elevperspektiv på lärarens betydelse för lärandet
Ett par frågor hade som avsikt att fånga elevens syn på lärarens existens i klassrummet kontra ett datorprogram. Samtliga intervjuade elever anser inte att ett datorprogram helt skulle kunna ersätta en lärare.
Det blir inte samma sak. Datorprogram har ingen hjärna, det går inte att fråga och det lär man ju sig inget av! (Robert)
lektionsupplägget anpassas till deras förkunskaper: ”Ni gör det lättare om man behöver hjälp och beroende på hur han lägger upp arbetet vi ska lära oss så blir det lättare.” Samtliga elever ser konversationen och den närvarande läraren som grundläggande i sin läromiljö.
Läraren är egentligen den enda viktiga, läraren lär mer än böcker. Böcker lär på ett visst sätt, jämt. Då kan ju en lärare alltid förklara och visa och så (Niklas).
GENERELL DISKUSSION
Inledningsvis skulle jag vilja påstå att jag har ändrat uppfattning kring den typ av datorprogram som använts i denna studie. Min negativa attityd till datorn som verktyg har visat sig vara obefogad vilket kommer att sätta sin prägel på denna avslutande diskussion. Efter att ha analyserat materialet och tagit del av tidigare forskning ser jag att vissa bitar i studien kunnat förbättras på ett eller annat sätt. En av dessa förbättringar handlar om att eleverna skulle ha fört loggbok när de var i kontakt med datorsimuleringen, detta betonar också Linderoth (2002). Med loggboken till hands skulle eleverna kunnat beskriva sin upplevelse av simuleringen som lärotillfälle på ett närmare sätt. Inom utbildningen var loggboksförfarandet redan en praxis där varje elev i slutet på lektionen fyllde i sin loggbok med det som utförts och erfarits under dagen. Studiens lektionstillfällen var något utöver den vanliga undervisningen och antecknades därför inte i loggböckerna tråkigt nog. Detta är något jag skulle ha uppmärksammat och påtalat i inledningsskedet av studien. Återkopplingen mellan simulering och den verkliga miljön var också något som förbigick mig och skulle ha funnits med som ett komplement före eller efter respektive lektion. Detta för att förtydliga den simulerade verksamhetens närhet till den verklighet de känner igen och hade kunnat reflektera till. Vid närmare eftertanke skulle också intervjuerna kunnat ha skett i grupper av två elever, allt för elevens trygghets skull. Detta skulle förmodligen också ha kunnat leda till ett mer uttömmande intervjuresultat. Mycket hade kunnat förbättras men jag anser ändå att jag har lyckats uppfylla studiens syfte och berika mina kunskaper kring ämnet datorsimulering.
Eleverna ser själva datorsimuleringen som ett komplement i undervisningen, simuleringar är inget som helt skulle kunna ersätta det traditionellt praktiska arbetet utan ses av eleven som ett möjligt verktyg att nå ett mål för sitt lärande. Programmet som användes under studien var enkelt uppbyggt, eleven kunde på ett överskådligt sätt överblicka skeenden som kunde kopplas ihop med elevens handlande. Skulle eleverna upplevt programmet som besvärligt och opedagogiskt skulle tekniken inte ha fungerat så tillfredställande för eleven som det uttryckligen gjorde under studien. Det som också kan påpekas är möjligheten till individualiserat lärande som datorn ger upphov till. Eleven får med hjälp av datorn arbeta i egen takt vilket också är gynnsamt för lärandet.
FÖRSLAG TILL VIDARE FORSKNING
REFERENSLISTA
Almqvist, J. & Eriksson, E-L. m.fl. (1999). Verktyg som förändrar. Stockholm: Liber Distribution.
Berglund, I. (2004). Lärande simulering eller simulerat lärande? (Licentiauppsats). Stockholm: Lärarhögskolan i Stockholm, Institutionen för undervisningsprocesser, kommunikation och lärande.
Bjerg, J. (2000)(Red.) Pedagogik. Stockholm: Liber AB
Fahlen, L. (2000). Skolutveckling, IKT och lärande. I U. Riis (Red.). IT i skolan mellan vision och praktik: en forskningsöversikt. Stockholm: Skolverket.
Hedin, A. & Svensson, L. (1997). Nycklar till kunskap. Lund: Studentlitteratur.
Imsen, G. (2000). Elevens värld. Introduktion till pedagogisk psykologi. Lund: Studentlitteratur.
Jedeskog, G. (1998). Datorer, IT och en förändrad skola. Lund: Studentlitteratur.
Jedeskog, G. (2000). Ny i kl@ssen. Förhållandet mellan lärarroll och datoranvändning beskrivet i internationell forskning. Solna: Ekelunds förlag.
Lindh, J. (1997). Datorstödd undervisning i skolan – möjligheter och problem. Lund: Studentlitteratur.
Lindwall, O. m.fl. (2002). Lärandets konkreta villkor: Datoranvändning i skolans fysiklaborationer. I R. Säljö, & J. Linderoth (Red.). Utm@ningar och e-frestelser. It och skolans lärkulturer. Stockholm: Prisma, 119-144.
Nissen, J. m.fl. (2000). Effekter av IKT på skola och undervisning i det sena 1990-talet. I U. Riis (Red.). IT i skolan mellan vision och praktik: en forskningsöversikt. Stockholm: Skolverket.
Pedersen, J. (1998). Informationstekniken i skolan. Stockholm: Skolverket.
Skolverket (2002). Vägar till lärande: Exempel på arbetssätt inom den grundläggande yrkesutbildningen. Stockholm.
Svensson, P-G. & Starrin, B. (1996)(red.) Kvalitativa studier i teori och praktik. Lund: Studentlitteratur.
Säljö, R. & Linderoth, J. (2002)(Red.) Utm@ningar och e-frestelser : IT och skolans lärkultur. Stockholm: Prisma.
Trost, J. (2001). Enkätboken. Lund: Studentlitteratur.
Tydén, T. & Andre, Thelin, A. (2000) Tankar om lärande och IT: en forskningsöversikt. Stockholm: Skolverket.
Utbildningsdepartementet. (1994). Läroplan för de frivilliga skolformerna, Lpf94.
Web-dokument:
ALEGA Skolmateriel AB. (2005). Produktkatalog. [WWW document]. URL http://www.alega.se/Katalogen/katalogen.html
