Hvordan kan utforskning fremme dybdelæring i matematikk og naturfag?

Når elever har formulert forslag til forklaringer, har de i praksis begynt å reflektere over mulige sammenhenger. Ulike forslag til forklaringer fra elever kan deles og testes. Gjennom testing mot nye data vil forslag som ikke står seg bli lagt til side. Gjennom nye runder med utforskning, samtale og inspirerende innspill og utfordringer fra lærer vil elever litt etter litt nærme seg vitenskapelig akseptert tenkemåte.

Figur 3: Figuren visualiserer hvordan elevers ulike forslag til modeller og forklaringer kan endres gjennom dialog og gjennom videre matematisk eller praktisk uttesting. Grønne linjer er elevers ulike forslag. Tidspunkt for uttesting eller felles diskusjon av forslag er vist med loddrette blå linjer. Noen grupper endrer sine tanker i møte med egne uttestinger eller forslag de hører under delingsøkter. Noen synes eget forslag passer best, mens andre endrer sine tanker gjennom diskusjon i gruppe og i klassen. Når de diskuterer, vil noen forslag gjerne begynne å likne mer på hverandre og smelte litt sammen. Selv om ikke alle elever utvikler forslag som er faglig korrekte, har alle utviklet og begrunnet faglige forslag og dermed fått trening i å tenke i dybden. Når observasjoner, forkunnskaper og resultater av små tester deles og diskuteres vil forslag normalt bli videreutviklet i faglig relevant retning. Som antydet med pilen helt til høyre vil elevers forståelse normalt variere, slik de også gjør etter tradisjonell undervisning. Fordelen med utforskende arbeidsmåte er at elevers forståelse er bygget på egne observasjoner og refleksjoner og inkluderer begrunnelser de selv har vært med å diskutere.

Utforskende samtaler i grupper – som bidrar til argumentasjon og læring

Ikke alt gruppearbeid gir god læring. Forskning finner økt læring i grupper når alle elever deler sine tanker før diskusjonen begynner, og vurderer hverandres forslag konstruktivt og kritisk. Dette vil samtidig innebære at elever får trening i faglig argumentasjon og konstruktiv kritisk tenkning. Elever trenger også opplæring i utforskende dialog gjennom lærerledet diskusjon og etablering av regler for dette. Forskningen til Neil Mercer og andre viser klar effekt av disse rammene for utforskende dialog:

  • – Vi snakker en om gangen.
  • – Vi respekterer hverandres meninger.
  • – Vi deler ideer vi får og lytter til hverandre.
  • – Vi prøver å forklare og begrunne ideene våre.
  • – Når vi er uenige spør vi – hvorfor?
  • – Vi forsøker å bli enige til slutt.

Det er lurt å velge noen få regler i starten. Disse utvikles gjennom dialog med elever, og så utvider vi etter hvert. Det er nyttig at elever får noen minutter til å notere egne ideer før de begynner å jobbe i grupper. Da kommer det opp flere ideer, og også elever som er mer tilbakeholdne får anledning å bidra. Dette gjelder særlig hvis gruppene blir vant til å dele ideene fra alle når de begynner. I Argument-klasserom fant vi flere fine eksempler på utforskende dialog i grupper. <lenke>

Flere lærere som var med i Argument-prosjektet fortalte om økt deltagelse fra flere elever når de begynte å bruke IGP-metoden der elever tenkte i grupper før forslag ble delt og diskutert i plenum. Innledende diskusjon i grupper gir flere og mer gjennomtenkte forslag, og klassesamtalen kan bli mer lærerik. Hvis lærer ber elever tenke for seg selv i to minutter og notere et eget forslag vil flere i gruppene delta i gruppediskusjonen. Lærer kan også be elever først dele det de har tenkt eller skrevet, før de diskuterer. Da vil alle elever få fortalt om sine tanker slik at ikke forslaget til den mest taleføre blir det eneste som får komme frem og bli diskutert.

Læreren kan aktivere stille elever i gruppefasen ved å be dem om å nevne observasjoner, ideer, synspunkt og begrunnelser. De mer aktive kan oppfordres til å inkludere alle andre. Når du vet at en stille elev fikk en god idé, kan du be eleven om å dele den.

Under veiledning av grupper kan lærer modellere utforskende holdning, f.eks. gjennom å vise undring, etterspørre andres forslag og begrunnelser, og bidra med informasjon og hypoteser som forslag som må utforskes videre. Lærer kan gjøre det eksplisitt for elever hvordan det å ha gode dialoger i grupper fremmer både læring og trivsel.

Lærerledede utforskende samtaler

Under individuell tenkning og gruppearbeid kommer ulike forslag frem. Disse trenger tilbakemelding fra lærer for bearbeiding og videreutvikling. Diskusjon i grupper før klassediskusjon i plenum er likevel viktig. På gruppen kan alle få satt ord på tanker og ideer. De får erfare medelevers respons på det de sier, og kan bli tryggere på at det de tenker er greit. Da blir det gjerne lettere å dele det de har tenkt, også i plenumssamtalen.

Under samtaler i klassen og ved veiledning av grupper, trenger vi spørsmål som fremmer deltagelse og fremdrift for alle elever. For at alle skal ønske å delta, og våge å utfordres av lærer til å dele sine tanker, bør spørsmål ikke etterspørre rett svar. Målet i utforskende dialoger er å aktivere gode læringsprosesser hos elever. Her er eksempler på spørsmål som utfordrer til refleksjon knyttet til ulike faser av læringen:

Pedagogisk formål Forslag til spørsmål
– Engasjere og gjøre observasjoner: Hva ser du? Hva synes du var overraskende?
– Aktivere relevante forkunnskaper: Hva husker dere om …?
Hva vet dere som kan hjelpe å forstå … bedre?
– Utvikle modeller og forklaringer:     Hvordan kan din gruppe prøve å forklare …?
Utvikle forslag til testing: Hvordan kan dere teste forslaget?
Hva skjer hvis du endrer mye på en av størrelsene?
Skaffe mer informasjon: Hvilke nye observasjoner eller fakta gav testingen?
Vurdere i lys av ny informasjon: Hvordan passer forslaget med nye observasjoner,
tenker dere?

Slike spørsmål, der vi etterspør hva du og dere tenker og husker, kan besvares av alle elever. Samtidig får lærer vist interesse for elevers tanker, og ikke bare for hvem som har et faglig korrekt svar. Ved bruk av slike spørsmål trenger vi ikke be elever rekke opp hånden. Etter en kort prat med læringspartner kan lærer velge ut hvem som skal dele forslag. Forslagene evalueres ikke. En erfaring fra Argument-klasserom er at dette gjør at flere elever diskuterer aktivt og at færre elever svarer «vet’sje». Lærer og elever skal finne gode svar sammen, gjennom diskusjon. Det viktigste i læringsfasen er å inkludere alle elever til deltagelse.

Når elever deler ideer knyttet til observasjoner, forslag til forklaringer, mønstre eller annet, kan lærer bruke såkalte samtaletrekk for å fremme utdyping og sammenlikning av ideer slik at ideer kan bli videreutviklet.

Samtaletrekk Eksempler Hva læreren gjør
1. Gjenta «Så du sier at …?» Repeterer deler eller alt en elev sier, og ber eleven bekrefte om det er rett forstått eller ikke.
2. Gjengi «Kan du gjenta det han/hun sa med dine egne ord?» Ber en elev om å gjenta en annen elevs resonnering.
3. Resonnere «Er du enig eller uenig, og hvorfor?» Ber elever resonnere med utgangspunkt i noen andres resonnement.
4. Tilføye «Har dere noe å føye til?» Prøver å få elever til å delta i en videre diskusjon.
5. Vente «Ta den tiden du trenger … vi venter.» Venter uten å si noe for å få mer resonnering.
6. Snakk med læringspartner «Snu og diskuter hvilken begrunnelse dere tenker er best.» Sirkulerer og lytter til elevers samtaler. Bruk informasjonen til å velge hvem du vil spørre.
7. Endre «Har noen av dere forandret tenkning? Hvordan?» Tydeliggjør at det er fint å endre tenkning etter å ha fått mer innsikt.

Forslagene i tabellen er inspirert av Kjersti Wæge sin oppsummering av forskning på samtaletrekk ved lærerledede utforskende klassesamtaler i teksten Samtaletrekk – redskap i matematiske diskusjoner. Elevers deltagelse og læring kan utvikles gjennom å utfordre flere elever om de kan gjenta hva andre sier med egne ord, spørre om de er enige, og hvorfor, om de andre har noe å føye til eller rett og slett spørre om noen har forandret tenkingen sin? På naturlige punkter i samtalen kan lærer bringe inn tilleggsinformasjon og utfordrende forslag. Kanskje kan også enighet utvikles om noe av det som diskuteres, slik som «figur 3» antyder.

Argumentasjon og kritisk tenkning

Utforskning betyr at elever utvikler forslag til forklaringer og begrunner disse med observasjoner og annet. De vil også teste om forslag til forklaringer stemmer gjennom å eksperimentere, sjekke mot informasjon og diskutere med andre. Forslag fra grupper skal deles og begrunnes. Elever skal prøve å forstå og kritisk vurdere andres forslag og analysere begrunnelser. Utforskende arbeidsmåter innebærer derfor at elever får trening i naturfaglig og matematisk argumentasjon og kritisk tenkning.

Mange elever vil trenge eksempler og eksplisitt samtale om hva det betyr å argumentere, samt bruk av observasjoner og fakta som begrunnelse. Tilsvarende vil elever normalt ikke utvikle innsikt i kritisk tenkning bare gjennom å delta i aktiviteter. Utforskende dialoger gir erfaringer som gjør det mulig å ha erfaringsbaserte samtaler om gode kritiske spørsmål. Verdien av kritisk tenkning for å undersøke hvilke argument som er best støttet av kunnskaper og observasjoner må diskuteres eksplisitt med elever. <Lenke til siden med kritisk tenkning-plakater>

Referanser

Bjønness, B., & Kolstø, S. D. (2015). Scaffolding open inquiry: How a teacher provides students with structure and space. Nordina: Nordic studies in science education, 11(3).

Kolstø, S. D. (2018). Use of dialogue to scaffold students’ inquiry-based learning. Nordina: Nordic studies in science education, 14(2).

Thorsheim, F., Kolstø, S. D., & Andresen, M. U. (2016). Erfaringsbasert læring: Naturfagdidaktikk. Bergen: Fagbokforlaget.

Knain, E., & Kolstø, S. D. (Eds.). (2011). Elever som forskere i naturfag. Oslo: Universitetsforlaget.

National Research Council. (2005). How Students Learn: History, Mathematics, and Science in the Classroom. Washington, DC: The National Academies Press.

Bransford, J. D., Brown, A. L., Cocking, R. R., Donovan, M. S., & Pellegrino, J. W. (Eds.). (2000). How people learn. Brain, Mind, Experience and School. Washington D.C.: National Academy Press.

Schwartz, D. L., Chase, C. C., Oppezzo, M. A., & Chin, D. B. (2011). Practicing Versus Inventing With Contrasting Cases: The Effects of Telling First on Learning and Transfer. Journal of Educational Psychology, 103(4), 759–775.

Tytler, R., & Aranda, G. (2015, 2015/04/01). Expert Teachers’ Discursive Moves in Science Classroom Interactive Talk. International Journal of Science and Mathematics Education, 13(2), 425-446.

Wæge, K. (2015). Samtaletrekk – redskap i matematiske diskusjoner. Tangenten(2), 22-27.

Publisert 17.09.2021 – sist endret 21.10.2021