Undersökning av interaktiv naturvetenskaplig utbildning på universitetsnivå: Kombination av variationsteori och socialsemiotik avseende disciplinära representationer och semiotiska resurser

Cedric Linder vid fysikens didaktik beviljades 5,9 miljoner kronor för projektet Undersökning av interaktiv naturvetenskaplig utbildning på universitetsnivå: Kombination av variationsteori och socialsemiotik avseende disciplinära representationer och semiotiska resurser av Vetenskapsrådet när projektmedlen för 2017-2020 delades ut.

Projektbeskrivning

För att möta många av nutidens viktigaste vetenskapliga och tekniska utmaningar krävs hög kompetens inom flera kritiska vetenskapsområden, såsom fysik och kemi. Samtidigt är det inom dessa områden som aktuella utbildningsproblem, t ex rekrytering, genomströmning och kompetensförsörjning, sägs vara särskilt allvarliga. Statistiska centralbyrån har t ex förutspått att personer med universitetsexamen i fysik eller kemi inom en snar framtid kommer att vara en bristvara i Sverige.

Denna förväntade brist följer internationella trender. Interaktivt lärande har lyfts fram som ett viktigt bidrag för att finna lösningar på denna problematik. Flera forskningssammanställningar visat att interaktiva läraktiviteter kan leda till utveckling av konceptuell förståelse i betydligt högre grad än mer traditionell undervisning. Interaktivt lärande har också visats ha positiva effekter på intresse och delaktighet hos studenter. Många argumenterar därför för utbildningar där interaktivt lärande spelar en central roll.

Samtidigt saknas det i nuläget en lärandeteori för det interaktiva lärandet. En av de mest använda teorierna om lärande är variationsteorin. Det centrala i denna teori är att man för att kunna åstadkomma en effektiv klassrumsundervisning måste möjliggöra att studenterna uppmärksammar de viktigaste delarna i det som lärs ut på ett meningsfullt sätt. Att uppmärksamma det som är viktigt på ett sådant sätt kan dock vara svårt inom områden som fysik och kemi, där fokus för lärandet snabbt kan skifta mellan storskaliga och småskaliga företeelser. Variationsteorin säger vidare att det krävs variation i den information man får för att man ska kunna uppmärksamma de meningsskapande delarna i undervisningen.

Projektförslaget har två sammanlänkade perspektiv. För det första behöver vi skapa en mer didaktisk förståelse av de representationer som används för att kommunicera meningsskapande i fysik och kemi. Detta gäller särskilt när man tar hänsyn till de nya möjligheter för pedagogisk utveckling som tekniken ständigt möjliggör, i synnerhet när det gäller interaktivt lärande. För det andra kan goda tillämpningar av variationsteori, baserade på resultat inom andra områden, förväntas vara av stor betydelse för att minska de svårigheter som kemi- och fysikstudenter upplever i sitt lärande.

Kärnan i projektet är att föra samman dessa två perspektiv i studier som innefattar situationer där studenter lär sig tillsammans genom att arbeta med interaktiva tekniker.

Avsikten är att projektet ska leda till teoretiska kunskaper som kan utvidga användbarheten hos variationsteori till att omfatta interaktivt lärande av komplex naturvetenskap på universitetsnivå. Samtidigt ska projektet förse lärare och 'utbildningsdesigners' med nya intellektuella verktyg som kan utöka deras förståelse av hur studenter lär sig fysik och kemi, och härigenom öka deras möjligheter till att underlätta detta lärande.