Planerade gruppdiskussioner som en del av undervisningen i matematik och naturvetenskap

Det ville en grupp forskare ta reda på i en strukturerad studie om skilda sätt att undervisa samma innehåll. Forskningsprojektet Gruppdiskussioners effekt på elevers lärande i matematik och naturvetenskap, finansierades av Skolforskningsinstitutet och leddes av Åke Ingerman, professor i ämnesdidaktik med inriktning naturvetenskap och teknik, på Institutionen för didaktik och pedagogisk profession vid Göteborgs universitet. Sjätteklassare från tre grundskolor deltog i projektet.

En praktiknära och cyklisk undersökning

I det här projektet har forskarna jämfört effekterna av två olika undervisningsformer. Elevernas kunskaper efter undervisning där de diskuterade under lärares ledning, först i helklass och sedan i smågrupper, jämfördes med kunskaperna efter undervisning där lärarledda instruktioner varvades med enskilt arbete. Syftet var att utveckla undervisningen. Forskningen har bedrivits som en learning study, vilket innebär att forskarna tillsammans med lärarna undersökte elevernas lärande i cykler av planering, genomförande, analys och reviderad planering. Den reviderade planeringen prövades sedan nästa termin på en ny grupp elever. Elevernas lärande mättes med ett kunskapstest, och tre elever i varje klass intervjuades och fick förklara hur de tänkt när de löste uppgifterna i testet berättar Åke Ingerman:
– Rätt svar var det som räknades i studiens kvantitativa resultat, men elevernas resonemang när de löste uppgifterna var också viktigt. Resultaten från intervjuerna visar att det är möjligt att resonera fel och ge rätt svar, eller tvärtom. Om eleverna resonerade rätt visar det att de hade utvecklat sin förståelse. Vid intervjun hände det att eleverna kom fram till rätt resultat fast de svarat fel på testet.

Undervisningsform och innehåll samtidigt i fokus

Det var gruppdiskussioner som undervisningsform som forskarna var mest intresserade av; lärarledd undervisning med samma innehåll var beforskad av gruppen sedan tidigare. Genom att utgå från det redan kända materialet kunde projektet komma igång snabbare med det som skulle vara i fokus förklarar Åke Ingerman:
– Innehållet var väl avgränsat och ingick i den vanliga undervisningen. Båda typerna av undervisning, lärarledda instruktioner respektive gruppdiskussioner, hade samma mål. För att skillnaden skulle bli minimal mellan skolorna var det också samma lärare som undervisade i ämnena på alla skolor – de besökte alltså varandra för att undervisa.

Skillnaderna i utfall mellan de olika undervisningsuppläggen var mindre än förväntat, och inte statistiskt signifikanta fortsätter Åke:
– Vi förväntade oss att undervisningsformen skulle göra större skillnad för elevers lärande än vi kunde visa att den gjorde. Dessutom pekar den skillnad som ändå fanns i olika riktningar för negativa tal respektive hur materia är uppbyggd av atomer.

I projektgruppen har de diskuterat vad det kan bero på säger Åke:
– En förklaring kan vara att matematikundervisningen i vår undersökning var inriktad på att vara väldigt uppgiftsorienterad. Då blir det viktigt att vara strukturerad och att träna, och diskussionerna har gett mindre tid för träning. Undervisningen om materia och atomer var i stället begreppsligt orienterad. Då är det en fördel att diskutera. Vi drar slutsatsen att olika innehåll med fördel behandlas på olika sätt, och att i bra undervisning använder lärarna båda undervisningssätten i kombination, lärarledda instruktioner med enskilda övningar och elevdiskussioner i helklass och i grupper. Men det har vi inte prövat i det här projektet, utan det återstår att undersöka.

Kunskapstester visade att all undervisning var effektiv

En del av arbetet har varit att utveckla ett test som är ett bra mått på elevernas lärande, och som kan användas som för- och eftertest för de båda undervisningsämnena, vid jämförelsen av de två undervisningssätten som forskarna undersökt. I kunskapstestet var spridningen för elevernas resultat stor. Maxpoängen var 20, och både före och efter gruppdiskussionerna var elevernas resultat spridda över hela skalan 0–20, men snittet förbättrades med cirka tre poäng. De flesta blev alltså bättre, men de lärde sig olika mycket.

För att studera elevernas kunskapsutveckling gjordes även ett fördröjt eftertest, sex veckor efter det att undervisningen hade avslutats. Samma test gavs dessutom till fyra klasser i årskurs åtta på samma skolor, som förutom att vara två år äldre också haft mer undervisning i ämnena berättar Åke Ingerman:
– Det framgår tydligt att när innehållet uppmärksammas på ett strukturerat sätt ger de skilda sätten att undervisa båda mycket goda förutsättningar att påverka eleverna positivt och öka deras kunskaper. Vi kunde även visa att eleverna i årskurs sex nådde upp till i princip samma kunskapsnivå som eleverna i årskurs åtta, vilket bekräftar att kvaliteten på undervisningen i båda försöksgrupperna var god.

Kunskaper som håller i sig

De fördröjda eftertesterna visade dessutom att sexornas kunskaper om negativa tal förbättrats något sedan eftertesterna gjordes, medan kunskaperna om materia försämrats något även om de fortsatt var tydligt bättre än innan undervisningen. Åke Ingerman kommenterar:
– Det bekräftar att undervisningen i båda fallen ledde till varaktigt högre kunskaper, vilket inte är självklart på något sätt. För materia var kunskaperna något lägre efter sex veckor än direkt efter undervisningen, men fortsatt på en hög nivå. Vi tolkar det som att vissa elever glömt en del detaljer, men att den övergripande förståelsen fanns kvar. För negativa tal var resultatet till och med högre än direkt efter undervisningen. Vi förstår det som att elevernas förståelse efter undervisningen var kvalitativt god, men att förhållandevis lite tid ägnats åt att träna på uppgifter. Testet direkt efter undervisningen tillsammans med en kort repetition några veckor senare kan ha bidragit till mer säkerhet i att bemästra beräkningar med negativa tal.

Vidare undersökningar om hur gruppdiskussioner kan användas

Åtta lärare från tre olika skolor var med i projektet, och det var uppdelat i två faser under sammanlagt två år. Den första fasen var en pilotfas där de studerade 1–2 klassrum i 4–5 cykler av planerande och genomförande med nya elever i varje cykel. I nästa fas studerades 10 klassrum. Projektet initierades på skolledningsnivå, med hjälp av rektorerna. Arbetet skedde i nära samarbete med lärarna berättar Åke Ingerman:
– Ett nära samarbete mellan forskare och lärare ger ett vidgat perspektiv. Första året var det mycket fokus på utveckling av studiens metod och undervisningen, och vi träffades varannan vecka. Året efter hade lärarna mer fokus på att genomföra den utvecklade undervisningen. Under sista året var det flera lärare som skrev texter om sina erfarenheter av studien, som vi samlar i en antologi. Den kommer bland annat att användas av lärarstudenter. Vi har förstås också deltagit i konferenser, och arbetar med vetenskaplig rapportering. Men vi vill dessutom fortsätta undersöka det här, skala upp till 50 klasser och studera hur den utvecklade undervisningen kan fungera på en bredare front.

Foto: Scandinav bildbyrå
Porträttfoto: Maja Kristin Nylander, Göteborgs universitet