Nytt lärande genom animerad kemi

Animation och digitala verktyg möter NO­ämnets traditioner i år 3 och 4

Den här studien fokuserar på de tidiga årens NO­undervisning om luft och vattnets fasövergångar. Vi vill studera hur lärarnas undervisning och elevernas lärande utvecklas när nya didaktiska idéer och digitala redskap möter den traditionella NO­undervisningen. Det gör vi genom att utveckla och pröva en undervisningsmetod som bygger på digitala animationer för kemiundervisningen i grundskolans år 3 och 4.

Globaliseringen, digitaliseringen och våra allt mer komplexa levnads-­ och arbetssätt skapar nya förutsättningar för att hantera kunskap i skolan. Samtidigt har det nya alltid en bas i det gamla, som en del av historiskt förankrade kunskapskulturer och sätt att undervisa. Men gammalt och nytt blandas inte alltid medvetet, och blandningen kan leda till förändringar i grunderna för skolans verksamhet som ingen egentligen vill ha. Detta i sin tur får konsekvenser för elevers lärande och kunskaper. Det finns därför behov av att skaffa oss mer kunskap om hur man kan föra in digitala verktyg i undervisningen på ett sätt så att eleverna bättre ska lära sig ett specifikt kunskapsinnehåll.

Målet med detta projekt är att bidra till att fylla igen dessa kunskapsluckor. Vi planerar att genomföra projektet i två delprojekt. I det första delprojektet är fokus på undervisningen. Det andra delprojektet är inriktat på läroplaner och läromedel.

Under seminariet Praktiknära forskning i praktiken vid Linköpings universitet den 17 maj 2017 höll forskningsledare Magnus Hultén och universitetslektor Astrid Berg en presentation av studien Animerad kemi – det nya lärandet, materialet finns nedan.

Animerad kemi: Animation och digitala verktyg möter NO-ämnets traditioner i år 3 (pdf)

Delprojekt 1 – undervisningen

Den första delen av projektet genomför våra forskare tillsammans med lärare i deras klassrum, och vi undersöker hur fysiska och digitala verktyg kan användas så de kompletterar varandra på bästa sätt. Konkret handlar undervisningen om att lära eleverna om luft och fasövergångar på makro-­ och på partikelnivå.

Processen kommer att gå i upprepade steg eller cykler, där vi använder resultaten från tidigare cykler för att förfina processen och resultaten för kommande steg eller cykler. Genom att köra dessa upprepade processer i tre olika skolklasser kommer vi att testa och utveckla undervisningsupplägg som ska ge erfarenheter som vi sedan kan analysera och dra slutsatser av.

När vi analyserar de erfarenheter vi och lärarna dragit använder vi ett perspektiv på lärande som innebär att vi analyserar språk, bild och handling tillsammans, ett så kallat multimodalt perspektiv. Både elevernas lärande och lärarnas utmaningar står i fokus för analyserna. Målet med delprojektet är att utveckla nya kunskaper om hur lärare kan ta in digitala verktyg i den laborativa NO-­undervisningen.

Delprojekt 2 – läroplaner och andra styrmedel

I den andra delen av projektet undersöker vi styrdokument och läromedel, och hur myndigheternas ambitioner med digital teknik mer allmänt möter skolans och ämnets vardag och traditioner. Vilken roll erbjuder – eller inte – ur ett lärarperspektiv styrdokument och läromedel för digitala hjälpmedel när det gäller laborationer och andra undersökande moment i undervisningen?

De digitala verktygen och de kompetenser de kräver är idag på väg in i läroplanerna. Men skrivningar kring “digital kompetens” förs in i läroplanen utan att det nödvändigtvis tas någon hänsyn till hur lärandet går till inom specifika ämnen, eller till ämnestraditioner. Faktum är att de idéer om digitala verktygs förmåga att förändra skolan som förs in kan krocka med lärandet inom ett ämne när läraren försöker förverkliga det läroplanen säger.

I detta andra delprojekt kommer vi ta tillvara lärarnas perspektiv genom att diskutera undervisningen med de lärare som deltar i projektet. Diskussionerna kommer att ta sin utgångspunkt i den undervisning som genomfördes under projektet. Vi kommer också diskutera ett urval av texter som handlar om hur lärare kan använda digitala redskap i undervisning i allmänhet, och i kemiundervisningen i synnerhet.

Genom projektet kommer vi att få mer och djupare kunskaper om hur lärare konkret kan integrera digitala verktyg i dagens skola, hur de kan göra det för att förbättra lärandet i specifika ämnen och vad det finns för förutsättningar i läroplaner och läromedel för att bedriva en sådan undervisning.

Projektet kommer också lyfta fram synpunkter och perspektiv på vad som är viktigt att tänka på när styrdokumenten i framtiden ska skrivas om. Projektet kommer även att ge erfarenheter som kommer att vara till nytta när det gäller att utveckla läromedel som ska göra det möjligt att utnyttja digitala verktyg på bästa sätt i skolan för att lära ett specifikt ämnesinnehåll.

Det är vi som driver projektet

Den forskargrupp som driver projektet är tvärvetenskaplig sammansatt med kompetens inom kemi, ämnesdidaktik, skolutveckling och språk. En av de medverkande lärarna har långvarig erfarenhet av att driva skolutveckling inom kemiämnet och av att medverka i samverkansprojekt mellan lärare och forskare.

Två rådgivande grupper är knutna till projektet: En internationell med världsledande forskare inom naturvetenskapernas didaktik och med särskild kunskap om laborativt arbete och digitala verktyg. Och en lokal där skolutvecklare från kommunen ingår tillsammans med en forskare inom digital visualisering och föreståndaren för Nationellt centrum för naturvetenskapernas och teknikens didaktik (NATDID). De båda grupperna representerar både relevant vetenskaplig kompetens och gedigen kompetens kring vetenskapligt grundad skolutveckling.

Forskningsledare

Professor Magnus Hultén, Linköpings universitet