Kategori: Undervisning

Kategorier
Lärande Uncategorized Undervisning

Den «osynliga» läringsmiljön..

När man talar om läringsmiljö, så tänker många på föreläsningssalar, bibliotek och läsesalar. Ofta förknippas läringsmiljö med speciellt utformade lokaler som säger sig optimera lärandet.

Men detta är den synliga läringsmiljön, kanske lika viktig är den «osynliga» läringsmiljön.

Vad menar jag med den «osynliga» läringsmiljön? Det handlar inte direkt hur miljön är designad eller vilka hjälp medel som finns tillgängliga. Det handlar om det vi ser men kanske inte tänker på (medvetet), men som påverkar hur vi handlar eller motiveras.

Tänk dig att du kommer in i en föreläsningssal. Det ligger papper, papperskoppar, förpackningar på skrivytan. På golvet ligger mer skräp! Man kanske reagerar men inte mycket mer. I alla fall inte medvetet. Men det finns stor risk för att man själv inte blir så noga med att ta med sig och slänga skräp. Vi kommer då får en återkoppling till att «miljön» blir sämre. Kommer detta att påverka själva lärandeprocessen? Det finns en risk att den signal som ett ostädat rum ger, verkar demotiverande, så som droppar urholkar en sten, påverkar detta motivationen och en känsla att det inte är så viktigt att engagera sig.

Lägg nu till andra små men dock märkbara moment. Ostädade toaletter, salar i oordning, matrester i papperskorgar, låsta dörrar. Allt detta påverkar studenter och ger en signal att de inte är viktiga.
Visar det sig i tillägg att salar dubbelbokas, eller att det är svårt att hitta information så är signalen tydlig: Universitetet bryr sig inte om dig som student.

Fel kommer att uppstå och engagerade lärare och administratörer kommer att försöka hitta lösningar för att hålla studenterna skadeslösa. Men det är viktigt att tänka på denna aspekten av läringsmiljön, vi kanske skulle kalla den läringshygienen.

Men faktum är att ett Universitet bara är studenter, lärare, forskare och administratörer. Ett Universitet är även de «osynliga» som ser till att det är städat, att saker finns på plats. Det märks kanske inte men de är oljan som får maskineriet att fungera utan friktion…

Kategorier
Examen Lärande Undervisning

Kan man ge för många «A»?

I examenstider sliter studenterna med att läsa så mycket att de klarar examen, samtidigt förbereder sig examinatorerna på att rätta uppgifterna. Något som en kollega beskrev som en aktivitet som bäst ägnade sig i ett stängt rum med «Torture never stops» med Frank Zappa från högtalarna. Alla som undervisat har gått igenom detta, när man inser att studenterna inte lärt sig det dom borde. Men samtidigt så har man också upplevt att studenterna gör betydligt bättre än man räknat med.

När man skriver en examen så försöker man (eller borde) hitta uppgifter som så långt som möjligt speglar lärandemålen för kursen och fyller examen med dessa. Sedan skall man värdera varje uppgift och se hur mycket var och en skall räknas till totalen och de fastställda betygsgränserna. Lösningsförslag skall utarbetas och i förkommande fall rättningsprotokoll där avdrag för olika fel dokumenteras. Så det ligger ganska mycket arbete bakom en examen.

Så, några dagar (eller timmar) efter examen får man ett paket med svar som skall rättas. Här avgörs betygen för första gången och förs in i poäng-protokollet. Här kan man se hur resultatet föll ut och se hur fördelningen är. Här kan man också titta hur många studenter som ligger nära en av betygsgränserna, vilket då gör att man tittar en gång till på deras svar för att kvalitetssäkra rättningen.

I detta läget skall man se hur betygen fördelat sig. Betygen skall enligt Bologna vara «absoluta» i förhållande till kursplanen och dess mål. Med andra ord det finns inget som säger att inte alla kan få A (eller F). Betygen skall enbart bero på hur väl studentens färdigheter och kunskaper svarar mot kursplanen. Något som jag diskuterat tidigare https://www.ntnu.no/blogger/fysikkforfakirer/2018/02/20/vad-ar-malet-for-en-utbildning/ på bloggen.

Men samtidigt är det sagt att medelbetyget skall vara C?!?

Medelbetyg är det bara giltigt att tala om i det fallet vi har en relativ bedömning och inte en absolut. Detta är ett mysterium och svårt att förstå. Om vi tittar på en population så säger man att egenskaperna hos denna skall vara normalfördelad, men om man haft en (eller flera) urvalsprocesser är populationen fortfarande normalfördelad? Det vi har på universiteten med begränsad antagning är inte direkt normal-fördelat med en  skev-fördelning där medel och median inte är lika, dvs medel kan vara större och motsvara ex. ett «B».

Detta är en paradox inom utbildningen och något man måste få bort. Det är målen som skall vara uppfyllda och inte målet att få ett medel på «C».

Så svaret på frågan om man kan ge för många «A», så är svaret nej om man går efter lärandemålen, men Ja, om man har en relativ bedömning.

Men man måste också fråga sig hur man skall kunna evaluera studenternas mål-uppnåelse. Och hur väl är målen uppsatta och diskuterade? Och är målen som dom står överhuvudtaget möjliga att «mäta» eller bedöma?

Kategorier
Experiment Fysik Historia Laborationer Lärande Undervisning

Pendeln fungerar också som en analogi för undervisning.

Man säger att den som inte lärt av historien kommer att upprepa den. Detta gör det intressant att läsa gamla läromedel, något som faktiskt kan vara ett intressant forskningsfält. Då med tanke på när olika saker kom in i undervisningen hur det presenteras och hur presentationen utvecklats.

Bland min samling av antikvariska läroböcker finns ett fint exempel av paret Petrini; Henrik och Gulli, Enklare fysiska experiment utgiven 1905. Men när man läser inledningen så slås man av hur mycket av detta nu kommer tillbaka. Pendeln slår tillbaka.  Många av råden är sådana som jag själv gett elever och studenter under mina år som undervisare(innan jag fick tag på boken 2005). Så inget nytt under solen.

 

Jag återger delar (i original) här och hoppas att ingen tar illa upp. Det är ett mycket talande tidsdokument.

Enklare fysiska experiment.

I. Allmänna anvisningar.

Inledning. År 1905 bildar en vändpunkt i det svenska undervisningsväsendets historia; ty från och med i år införes den experimentella metoden i undervisningen vid statens läroverk. Visserligen att börja med endast i två ämnen, fysik och kemi, men det är att hoppas, att de andra — närmast biologi och psykologi — skola följa efter i den mån de vetenskapliga metoderna i dem hinna lämpa sig för skolans behof. Häraf blir nu en omedelbar följd, att en exaktare undervisningsmetod måste vinna insteg äfven i alla andra undervisningsanstalter såsom i samtliga flickskolor, folkskoleseminarier och folkskolor. De sistnämnda hafva alldeles särskilda förutsättningar härför, i det att de hittills varit totalt befriade från den tidsödande språkundervisningen. Med en reform af religionsundervisningen kan i dem godt utrymme beredas för en verkligt uppfostrande och för lifvet fruktbärande undervisning i de exakta vetenskaperna matematik, mekanik, fysik, kemi och biologi jämte deras tekniska tillämpningar på industri och åkerbruk, just de områden, hvaråt de flesta af folkskolans alumner komma att ägna hela sitt återstående lif.

Men hvarifrån taga lärare till denna undervisning ?

Hvad först de fullständiga allmänna läroverken beträffar, så torde det öfverallt finnas lektorer som äro fullt kompetenta att anordna en sådan undervisning, och det vore därför önskvärdt, om dessa nu ville åtaga sig densamma i fjärde och femte klasserna för att i realskolan sätta igång en modärn experimentell undervisning, som hvilar på elevernas laboratorieöfningar Läroverksrådet T. Moll har i särskilda broschyrer lämnat anvisningar på dels huru lokalerna böra inredas och dels huru undervisningen lämpligen kan anordnas, anvisningar som torde vara i allmänhet tillräckliga för lärarna i dessa skolor. Men i realskolor, samskolor, flickskolor, folkskoleseminarier och folkskolor torde det ännu finnas lärare och lärarinnor som själfva aldrig idkat laborationsöfningar vid universitet eller annorstädes och därför känna behof af en något utförligare ledning vid laborationsöfningarnas anordnande.det är hufvudsakligen för dem, som denna bok är afsedd.

Den experimentella undervisningen bör naturligtvis börja redan i småskolan — såsom den faktiskt gör i matematik, då barnen få räkna på kulor — men sedan ej häller afbrytas. Mätningar och vägningar böra göras så tidigt som möjligt och den experimentella geometrin och fysiken böra sättas i omedelbart samband med undervisningen i papp-, trä- och metall-slöjd. De barn som äro i tillfälle att börja tidigt med laborationer kunna få experiment och konstruktionsöfningar mer varierade än som här visas, de som börja senare få åtnöja sig med ett mindre urval.

Hvarje elev bör vara försedd med två tämligen tjocka anteckningsböcker. Den ena användes som kladd under experimenten ; i den andra renskrifves experimentet, hvarefter den lämnas att genomses och rättas af läraren. Härvid iakttages, att texten förekommer endast på hvaran nan sida, under det eleven gör på den andra sidan en så tydlig och vacker ritning som möjligt af de experimentella anordningarna. Läraren bör undvika att i början gifva några formulär eller andra dylika förhållningsregler för barnen att gå efter. Det må vara nog med följande enkla regel:

»Skrif och rita så tydligt, att en kamrat som ej har gjort experimentet skulle kunna göra efter hvad du har gjort, endast genom att se din beskrifning. »

Eleven bör själf få försöka sig på att dra slutsatser ur sina resultat och eventuellt härleda en lag. Först vid rättandet af uppsatsen bör läraren visa huru man plägar exaktare formulera den af eleven funna lagen och lära honom att göra en beräkning i en särskild kolumn i tabellen af kvoten ( » proportionella »), produkten ( »omvändt proportionella») etc. af de funna storheterna eller deras kvadrater, kuber m. Om det visar sig att man i denna kolumn får ett tal som är ungefär konstant, tages medelvärdet af de erhållna talen. Äfven bör eleven tillhållas att aktgifva på felkällor. Hvarje bestämning bör göras minst två gånger, så att eleven får tillfälle att uppskatta felets storlek och förstå hvarför han bör undvika att sedan vid beräkningarnataga med för många decimaler. Efter någon tid bör han vänja sig vid att beräkna felet i uppskattningarna i procent af totala värdet.

De olika experimentens ordning sins emellan bör ej bestämmas med någon pedantisk hänsyn till ämnets natur annat än där detta är absolut nödvändigt, nämligen då ett experiment ovillkorligen förutsätter kännedom om ett annat. Man får då ständigt fritt val mellan experiment tillhörande de mest skilda områden, hvarigenom möjliggöres att experimenten kunna ordnas efter deras lättfattlighet, de experimentella svårigheterna, och de matematiska förutsättningarna. Denna decentralisation är äfven af nytta för eleven, i det att han får vänja sig vid att bli kastad »in medias res» och omedelbart gripa sig an med en ny sak. Härigenom blir hans bildning mer aktuell och kommer ej, såsom nu ofta är fallet, att bestå blott i ett vetande, som är så väl sorteradt i särskilda fack, att han ej kan tillämpa detsamma på ett särskildt fall, förrän han lyckats passa in detta under en lämplig rubrik. Däremot bör man pa lektionstimmarna hänvisa till experimenten och sammanfatta hvad eleverna därvid lärt sig.

Det är synnerligen uppfostrande för eleven att vänja sig vid att ständigt kunna reda sig med de enklaste och de mest varierande rent tillfälliga hjälpmedel. Ju mer af egen uppfinningsförmåga han nedlägger vid arrangerandet af experimentet, dess bättre. Kan han tilläfventyrs hitta på en egen metod att bestämma en sak, så må han försöka densamma och sedan pröfva den genom att göra om bestämningen efter en annan metod. Enklare apparater böra så vidt möjligt förfärdigas af eleverna själfva, och skolan får därigenom så småningom ett tillräckligt antal exemplar af dem. Man bör hällre lägga an på att med stativ, glasrör, korkar, kautschukslangar, glasbägare,

millimeterpapper etc. sammansätta behöfliga apparater än att köpa dem färdiga, en apparat för hvart experiment. Frånsedt prisbilligheten äro sålunda anordnade experiment de mest uppfostrande, helst de gifva eleven en eggelse att hemma experimentera på egen hand.

 Om läraren har tillräckligt material för att låta alla barnen göra samma experiment samtidigt, så kan han naturligtvis sköta en större afdelning, än om olika lag skola göra olika experiment. I förra fallet kan han låta eleverna förena sig i grupper om två och två som göra experimentet tillsammans. En stor fördel härmed är, att läraren kan sammanställa de olika gruppernas resultat. Vid början af lektionen ger han några korta anvisningar på 5 a 10 min., hvarefter eleverna få gå att själfva framtaga hvad de behöfva. Är klassen så stor, att 30 st. arbeta samtidigt vore det godt, om någon äldre elev (från en annan klass) ville åtaga sig att vara amanuens och hjälpa till. Men i en skola med ringa tillgångar bör läraren, så länge han är ovan, ej taga mer än 16 elever på en gång. Dessa ordnas i fyra grupper om fyra stycken, och hvarje lag för sitt särskilda experiment. Hållas dessa laborationer t. ex. en gång i veckan, behöfver läraren sålunda endast omkring en gång i månaden tänka ut nya experiment, fyra stycken, och afprofva dem. Om man blott lyckas öfvervinna en viss misstro till sig själf och griper sig an med att anordna experimenten, skall man till sin förvåning finna huru ytterligt ringa hjälpmedel man kan reda sig.

Men redan efter en termin bör läraren hafva vunnit tillräcklig erfarenhet och eleverna blifvit tillräckligt hemtama på laboratoriet för att han skall kunna fördela dem i grupper två och två, äfven om olika lag skola göra olika experiment; i detta fall bör den ena hälften af afdelningen komma 1/2 timme senare än den andra.

 

En annan rolig detalj är att det exemplar jag har är dedikerad av författarna till Svante Arrhenius.

Kategorier
Lärande Undervisning Video

Video i undervisningen – Video som läringsobjekt

Videor och inspelning av föreläsningar har igen kommit upp på den politiska dagordningen. Förslaget att alla föreläsningar skall spelas in och göras tillgängliga för alla har ett antal problem. Förutom att det blir omöjligt eller i stort sett omöjligt att använda copyright-skyddade bilder o.dyl. är bara en aspekt i tilllägg till andra personvärnsfrågor. Kostnaden för genomförandet rör sig om investeringar i 100 miljoner-klassen för varje universitet. Samtidigt så är det sagt att föreläsningar är gammaldags och skall bort (av samma parti) vilket ger ett dubbelt budskap. Att nya undervisningsformer inte går att spela in är något som inte tas hänsyn till. I tillägg finns det redan idag ett utmärkt pedagogiskt hjälpmedel som gör det (och bättre) än en inspelad föreläsning ger, Kursboken!

Men vi kan trots det titta på förutsättningarna för en video och dess bruk i undervisningen, något som ofta missas i diskussionen.

 

Videor kan fungera som bra läringsobjekt, men man bör notera att det inte är mediet i sig själv utan innehållet och hur innehåller brukas som är avgörande för värdet. Bara för att det …finns en video betyder inte att den är bra. När det gäller videor måste man fundera igenom noga vad det är man vill presentera och för vem! Det är sålunda viktigt att identi…fiera målgruppen och se på deras behov. Detta medför att de videor som produceras gör detta i en specifi…k kontext. Samtidigt som man kan få ett bra resultat i just den kontexten betyder inte det automatiskt att resultater blir lika bra i en annan kontext. Identifi…kation av målgruppen ställer stora krav på att man kan betrakta materialet på ett så objektivt sätt som möjligt och svara på frågan om en video är det bästa sättet att presentera materialet.
Detta sätt att tänka är likt tankesättet när man designar en kurs med kursmaterial, men det …finns en stor skillnad som man enklast illustrerar med en
parallell med det tryckta ordet. I och med att man behöver föra in ett produktionstänkande i skapandet av en video så blir det enklare att jämföra med
textböcker och liknande. En video kan brukas på samma sätt som olika former av skrifter. Man kan göra en video som motsvarar en respons på en uppgift eller en direkt fråga från en student. Detta är i sig en informell kontext, där man redan skapat en personlig relation och befi…nner sig så att säga öga mot öga. I detta fall
har vi en hög grad av personalisering och motivation (Mayer’s principer om motivation) samt materialet är redan helt eller delvis systematiserat, vilket gör
att man kan tillåta sig en högre grad av störade moment utan att man riskerar en kognitiv överbelastning. Med andra ord kan denna typ av videor vara av sämre
kvalitet utan att det påverkar lärandet negativt. Detta motsvarar i princip en handskriven lapp, där den inte har något större överföringsvärde till andra och
därmed i princip bara till för engångsbruk.
Ett steg över den personliga videon ligger respons till en större grupp av studenter upp till en hel kurs. Detta kan man tänka sig motsvarar föreläsningsanteckningar eller ett informationsdokument (ofta skrivet på dator). Här måste man veta vad det är som skall presenteras, gäller det korta meddelanden, uppgifter eller ämnesinnehåll, kan det fortfarande vara möjligt med ganska informella videor speciellt om man lyckats knyta personliga relationer med gruppen. Observera att detta beror på den informella nivån. Liksom i fallet ovan, så har denna typ av video ett begränsat överföringsvärde och kan i stort sett bara brukas för den aktuella och begränsade målgruppen.

Ser vi till inspelning av ordinarie föreläsning utan editering(e-föreläsning 1.0) så skall dom ideellt motsvara ett tryckt kompendium. Men här måste man vara medveten om att ett kompendium och en föreläsning eller föreläsningsanteckningar skiljer sig i presentationsformen genom att ett kompendium är mer formaliserat Detta gör att en e-föreläsning 1.0 mer liknar föreläsningsanteckningar än ett tryckt kompendium i praktiken. Detta medför att föreläsningsanteckningar (och e-föreläsning 1.0) är kontextuellt knutna till just den föreläsningen just det året.  Följden av detta är e-föreläsningar 1.0 i sin kontextuellt bundna form inte bibehåller sin aktualitet och har en begränsad livslängd. Dock kan olika presentationer av ett visst tema fortfarande brukas, men detta kommer vara beroende på om man kan indexera videon så att det är lätt att hitta det man söker.
Ett sätt att bryta den kontextuella kopplingen är att editera e-föreläsningarna och ta bort delar som befäster kontexten och/eller inkluderar förklaringar och
annat i en mer fri kontext. Samma arbetsprocess som gäller för ett kompendium. Detta innebär att en e-föreläsning (1.0) i sin kontextuella form eller rå-form, enbart behöver en bra mikrofon på föreläsaren och en eller två videokameror som följer presentationen. För att minska störningar och distraktorer bör kamerorna
inte placeras längst bak utan så långt fram som möjligt. Detta för att undvika att studenter kommer i bild och för att få så bra bild som möjligt av föreläsare
och tavlan. Här kommer ett problem om slides används, då dessa då måste spelas in i en annan kanal och editeras in i videon.
Skall man gå ytterligare ett steg vidare för att få en så kontext-fri video som möjligt måste man göra en jämförelse med produktionen av en textbok.
Inom projektet Video for Kvalitet [https://www.ntnu.no/skolelab/video-for-kvalitet], fann vi att detta var det bästa sättet att arbeta, då det både ger ett bra resultat utan också för att det totalt sett minskar arbetsbelastningen på produktionspersonalen. På samma sätt som en bok genomgår många steg från synopsis, till första version, editering av en redaktör, fackgranskning, bruk av illustratörer, grafi…sk design och så vidare, så bör en motsvarande process genomgås med en video. Detta är ett nytt sätt att tänka för både föreläsare (om dom inte skrivit en bok hos ett förlag och deltagit i processen) och produktionspersonal (gäller inte dom som jobbat med fi…lm/TV- produktion) varför det är viktigt att samarbeta.

Observera att vi talar om olika videor och format relaterat till målgruppen och målet med videon. Den process som vi beskriver är baserad på objektiv forskning inom ett antal olka fält som är relevanta. Detta betyder inte att alla videor måste följa processen men för videor som skall ha lång livslängd och möjliga för bruk i andra kontexter bör man följa den. Genom att processen är ganska omfattande så gäller den främst tematiska videor som motsvarar centrala delar av ett kapitel i en textbok. Detta medför också en möjlighet att gå direkt till bestämda temata utan att studenterna behöver skanna föreläsningsvideor. Olika typer av markering i videor, manuellt eller automatiskt kan hjälpa men detta kräver ofta en kvalitetssäkring.
Det är också viktigt att poängtera att videor inte skall ses som ersättning utan som komplement till andra läringsobjekt, som föreläsningar, textböcker osv.

Notera att det är mycket lätt att få en övertro på sig själv och sin egenförmåga, speciellt när teknologin är så lättillgänglig. Men det gör att man missar de viktiga detaljer som avgör om saker blir bra eller dåliga. Bara för att man kan spela in en video så betyder inte det att den är bra eller ett bra läringsobjekt. Det är mycket viktigt att man är mycket självkritisk och ställer svåra frågor till sig själv. En bra tumregel är att använda samma principer när det gäller forskning som på produktion och analys av videor. Bara för att studenterna säger att dom är bra och vill ha mer betyder inte att det är bra för dem eller deras lärande. Analogin med produktion av böcker med hela den processen är viktig att ha i minnet.

 

Som sagt så kan videor vara bra som läringsobjekt, men man måste se dom för vad dom är och hur en video faller in i helheten. Ofta är det dock mycket lätt att falla i alla fallgroper som finns.

Kategorier
Fysik Undervisning

Ljud och hörsel

Av våra sinnen är troligen hörsel den mest fantastiska av flera andelningar. Dels för det område som det täcker, när det gäller intensitet så rör det sig om 12 tio-potenser och frekvenser från ca 50 Hz till över 20000 Hz (för unga innan hörsel skador slår in). Men också utvecklingen av örat som egentligen består av käk-ben som omvandlats genom år miljonerna.

Samtidigt så är den exakta beskrivningen av hur örat egentligen fungerar inte helt klar än.

Vi känner heller inte helt till hur störande ljud påverkar kroppen. Att oönskat ljud kan ge upphov till stress och stressreaktioner vet vi men vi vet inte hur detta egentligen sker. Detta är ett miljöproblem som tagit på allvar länge men då bara de direkta fysiska skadorna. Detta är något vi bör vara uppmärksamma på.

Ljud är något som alla har ett förhållande till och som faktiskt är ganska lätt att utforska själva.

Jag har skrivit ett häfte som beskriver ett antal olka demonstrationer som man kan göra själv [demoljud].

Ett exempel :

”Binaural” hörande

Den mänskliga hörseln kan bestämma positionen hos en ljudkälla genom den fördröjning mellan ankomsttiden av ljudet till öronen. Detta kan man visa genom att hålla dom båda ändarna på en slang mot öronen. Om någon knackar lätt i mitten av slangen kommer ljudet samtidigt fram till öronen. Hörseln är så känslig att den kan känna av om man knackar ett par cm från mitten, detta motsvarar ca 10 -4 s. I stället för att tala om en tidsfördröjning så kan man tala om en fasskillnad. Denna fasskillnad fungerar bäst för låga frekvenser, där våglängden är stor. För höga frekvenser så är det intensitets skillnaden mellan öronen som ger positionen.

Försöket demonstrerar på ett enkelt(!) sätt hur vi kan veta varifrån ljudet kommer från. Men samtidigt så kan vi använda detta till att lura örat, något som görs med stereo där både tid, itensites och fasskillnader använd för att skapa ljudillusioner.

Det finns flera experiment i häftet som jag kanske kommer att utöka när jag får tid eller då någon som vill utöka det dyker upp…

Kategorier
Examen Lärande Undervisning

Undervisarens drömmar 1: examen

En examination skall vara knuten till de lärandemål som är definierade i kursplanen. Dessa mål skall då vara uppfyllda till olika grader, efter den gradering som är fastställd. Om man drar konsekvenser av detta och ser var detta leder kan man kanske hitta något nytt…

…. om man utgår från en muntlig examen där en expert kan testa och utforska gränserna för kandidatens kunskaper och överför detta till en automatisk dator-baserad värdering, vad blir resultatet?

Med en dator-baserad värdering är det möjligt att kandidaten att se hur det går i realtid. Med andra ord man får reda på resultatet direkt. Men man behöver med detta inte vara begränsad till ett fast set av spörsmål. Man kan tänka sig att man har ett stort antal frågor som dels testar olika delar av pensum (p-dimensionen) och frågor med olika grader av mästring/kunskap (m-dimensionen). Detta gör att för att få godkänt, det vill säga uppnått lärandemålen (p-) och deras gradering (m-), måste man uppfyllt hela eller delar av p-dimensionen, med minst den lägsta graden i m-dimensionen.

På samma sätt som i fallet med en muntlig examen kan man då börja med att testa den lägsta graden i m-dimensionen med ett antal frågor. Klarar kandidaten dessa kan man gå över i den nästa m-dimension. Vid fel svar på ett spörsmål, kan nya spörsmål på den m- (eller p-)nivån ges tills man hittat gränserna.

Genom att samtidigt meddela när/om kandidaten klarat första betygsnivån (godkänd) kan ev. nervositet avta och man kan gå vidare på ett mer avslappat sätt. Detta gör då att kandidaten kan avbryta examinationen när önskat betyg uppnåtts. Men det innebär också att den som sliter ges en chans att utforskas så att det blir möjligt att se var gränserna går. Har man haft otur och fått frågor på de saker man inte förstått riktigt, ges man en ny möjlighet, något som inte är fallet med vanlig examen med ett begränsat antal frågor.

Progressionen gör även att de kandidater som önskar högsta betyg, kan se hur det går. Det finns en hel del fördelar med ett sådant system, men givetvis även en hel del nackdelar.

Det finns ingen garanti att alla kandidater får exakt samma spörsmål, vilket kan ses som orättvist. Men samtidigt får alla en ny chans och möjlighet att revanschera sig, vilket gör det mer rättvist. Examen är i tillägg utan mänsklig påverkan, annat än när det gäller frågebanken.

Systemet som skall hantera detta kommer av naturliga skäl att var ganska avancerat programmeringsmässigt, det liknar till en del automatiska system inom computer aided assessment, men ligger på en högre nivå. Detta samtidigt som man behöver säkerställa mot fusk.

Men det största problemet ligger troligen hos lärandemålen i kursplanerna som inte är formulerade på så sätt att de kan överföras till en reell utvärderingssituation baserat på ett sådant system. Lärandemålen (p-dimensionen) och graderingen (m-dimensionen) måste vara mycket väl uppbyggda och frågan är om det är möjligt att göra detta. I många ämnen och kurser är inte detta möjligt då olika färdigheter ingår i lärandemålen som  kan vara svåra att testa med ett automatiserat system.

Den tekniska lösningen och möjligheterna är fullt genomförbara, det handlar kanske mer om den mänskliga delen av problemet.

Men är det detta vi vill ha….

Kategorier
Examen Lärande Undervisning

Vad är målet för en utbildning?

Tänk dig en student som ska börja på en utbildning, full av förväntan möter studenten upp på första föreläsningen tillsammans med över 100 studenter. Föreläsaren kommer in och startar föreläsningen på följande sätt: ”Ni skall veta att bara 50% av er kommer att klara den här kursen”. Detta är något som jag hoppas att du som läsare tycker är helt förkastligt. Men tänk dig nog om, har du på något sätt själv bidragit till denna hållingen. Det som är intressant är egentligen vad är det som ligger bakom detta. Vad är det för inställning som en slik föreläsare har till sin undervisning och sina studenter. Vad är egentligen det övergripande målet med undervisning?

Svaret på den frågan borde vara att så många som möjligt av studenterna skall uppnå kunskapsmålen i den utbildning som dom genomgår. Detta medför då att högskolans mål skall vara att så många som möjligt skall klara sina kurser, uppnå kunskapsmålen. En examination skall då gå ut på att testa dessa kunskapsmål på bästa möjliga sätt, inte att få ett visst antal att misslyckas. Det handlar om att man skall utbilda och inte sortera.

Betyder detta att alla skall få godkänt? Nej, utan det handlar om att sätta upp tydliga kunskapsmål, baserade på de färdigheter kursen skall ge i förhållande till påföljande kurser och framtida yrkesroll. Dessa kunskapsmål ger då tydliga kriterier för examinationen. Undervisningen bör då inriktas på kunskapsmålen och nödvändiga kunskaper och färdigheter.

Här stöter vi på ett stort hinder, hur kan vi ”mäta” uppfyllelse av kunskapsmålen? Finns det ett bra sätt att evaluera uppställda kunskapsmål? Här finns egentligen inget entydigt svar, då detta kommer att vara beroende på kursen och kursinnehållet. Men det ”bästa” är troligen en klassisk examination med skriftligt test i kombination med en muntlig examination, där det är möjligt att testa gränserna. Detta är dock av praktiska skäl bara möjligt för en liten studentgrupp. Har man en stor grupp så är det mer ekonomiskt att bara ge ett skriftligt test, men hur väl kan ett test som varar maximalt 5 timmar och omfatter runt 10 frågor testa alla kunskapsmålen?

Ett sätt att komma runt detta och testa en större del av kunskapsmålen, är att använda sig av flervals-spörsmål, det vill säga testa en större del av kunskapsmålen. Men detta är i sig inte oproblematiskt, rör det sig om ett fag där räknefärdigheter och problemlösning är en del av kunskapsmålen, så är det svårt att testa dom med flervalsfrågor. I tillägg kommer problemet med fråge-konstruktion och val av felaktiga alternativ, något som inte är enkelt. Här måste man även se till att frågorna har en rimlig svårighetsgrad och att dom är tillräckligt diskriminerande. Även poängsättningen ger upphov till ganska svåra frågeställningar. Hur skall ett felaktigt svar poängsättas i förhållande till rätt svar eller ett blankt svar. Om inte fel svar ”bestraffas” uppmuntras gissningar. Så fel svar och blankt bör inte ge samma poäng. Skall man välja en skala 3, 0, -1 eller 1,0, -1, för rätt, blank, fel. Detta för att undvika rena gissningar.

Det är ganska uppenbart att en enda skriftlig test inte är ett bra sätt att testa kunskapsmålen, men det är det bästa vi har (möjlighet till). Detta är den verklighet vi och studenterna lever med och anpassar oss till. Det är väldigt lätt att man istället för att fokusera på kunskapsmålen fokuserar på examen, detta gäller både studenter och föreläsare. Det är väldigt viktigt att inse att kunskapsmål och examen inte är ekvivalenta, ett bra examensresultat behöver inte betyda att man uppfyllt kunskapsmålen. Undervisningen och studierna riskerar med andra ord att bli examensfokuserade Plötsligt blir inte lärandet det viktigaste utan det blir examen som är målet.

Finns det i tillägg en hålling att bara dom bästa skall klara sig så kan lätt situationen bli kritisk. Det är då lätt att målet blir att så och så många skall få underkänt på en kurs. Det finns anekdoter om hur institutledare har kallat till sig föreläsare som inte underkänt tillräckligt många för en ”luttvagning”, detta gäller ganska många universitet. Men även det motsatta förekommer. Men, det är viktigt att komma ihåg att dom bästa finns redan hos oss, och vad vi som lärare borde göra är att se till att vår undervisning blir sådan att så många av studenterna som möjligt skall få godkänt. Det är sant att den egna insatsen som student är den viktigaste faktorn för lärande, men det betyder inte att undervisningen och studiemiljön är utan betydelse. Vi bör vara medvetna om hur vi undervisar och hur man skall få en så bra lärandemiljö som möjligt.

Men en sortering innebär att man sorterar ut dom ”bästa”, men vad menar vi med dom bästa. Charles Darwin (egentligen Herbert Spencer, men Darwin tog till sig uttrycket) formulerade det som: ”survival of the fittest”. Här kommer betydelsen att vara beroende på den aktuella kontexten. I detta fall innebär det att dom bästa (fittest) blir dom som är bäst på att skriva ett test på 4-6 timmar, inte hur väl man uppnått kunskapsmålen, inte den som fungerar bäst i arbetslivet, inte den som kan applicera sina kunskaper på bästa sätt. Det finns dock en korrelation men den är inte absolut. Här måste vi också titta på arbetsmetoderna i det framtida yrkeslivet. Majoriteten av studenterna kommer inte att bli forskare, dom kommer inte att arbete ensamma. Samarbete, ny kunskap, innovativt tänkande och problemlösning är saker som kommer att bli viktiga.

För att få till en bra undervisning måste vi sätta in oss själva och våra kurser i ett större sammanhang. Vi behöver titta på vad som är målet med utbildning, det vill säga lärandet och hur vi skall öka lärandeutbytet hos studenterna. Har vi målet klart för oss och kan se helheten måste vi ställa oss samma frågor som vi gör i vår forskning, och inte ta någonting för givet. Bara för att man lämnar labbet och går in i föreläsningssalen så skall man inte stänga av sitt kritiska tänkande och reflektera över undervisningen. Det finns massor av forskningsbaserade undervisnings och examinationsformer, det är dags att börja använda dom.

Kategorier
Fysik Historia Undervisning

Newton’s Första och Andra Lag

När jag tittade igenom en inspelad föreläsning i mekanik, kom det en fråga från en student om Newton’s första lag (N1). Vad är den till för? Föreläsaren svarade att den var ett specialfall av Newton’s andra lag (N2). Detta fick mig att reagera och börja fundera. Hur ser vi egentligen på N1 och N2. Det som på pappret såg ut att vara en ”lätt” fråga visade sig inte vara helt enkel. Jag startar från början.

Principia, Newton’s första lag

Newtons lagar, kommer från Isaac Newton’s mästerverk ”Principia”[1], där dom formulerades ordentligt första gången. Det som bör noteras är att N1 är en omformulering av Galileo’s tröghets princip, Att ett objekt som inte utsätts för några krafter kommer att fortsätta sin rörelse i all oändlighet. Även om Newton gav Galileo fullt erkännande för N1, så är Newton’s formulering mer djupgående. Men det var inte bara Galileo och Newton som kommit fram till liknande slutsatser, Thomas Hobbes och Rene Descartes hade liknande tankar.

Newton’s första lag hittar vi i Principia under Axiom. På latin formuleras den:

Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.

Law I: Every body perseveres in its state of being at rest or of moving uniformly straight forward, except insofar as it is compelled to change its state by forces impressed.

Vad säger detta ”axiom” egentligen? Här kan man ha ganska många olika tolkningar, men här måste vi som Newton skriver i Principia ha ”ett öppet sinne”. Det första vi ser är att vi egentligen inte kan bevisa att den gäller. Detta då vi inte kan skapa en situation utan krafter som verkar. Det andra är att axiomet inte kan gälla i ett tomrum, vi måste kunna relatera rörelsen till något. Detta något är det vi kallar ett referenssystem, eller tröghetssystem (inertial system). Med andra ord N1 kräver att vi definierar ett tröghetssystem där N1 gäller, och som en följd gäller även de andra lagarna där. Hur kopplar man detta till Newton’s tro på ett absolut rum? Ser man till den tid då Newton levde var detta en självklarhet, vilket gjorde att han ansåg detta som självklart men N1 har dock inte detta som ett krav.

Det står klart att N1 är mycket viktigare än man egentligen undervisas. I majoriteten av böckerna som jag tittat i kommer man mycket snabbt till en matematisk formulering av N1:

och en kort diskussion om tröghetssystem. Se Generell fysikk[2] eller University Physics [3] som exempel. Den matematiska formulering gör det svårt att särskilja den från den vanligaste formuleringen av N2.

Newton’s andra lag

Newton’s andra lag, som följer den första formulerades:

Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

Law II: A change of motion is proportional to the motive force impressed and takes place along the straight line in which that force is impressed.

För att kunna tolka denna måste vi se till Newtons definitioner:

Definition I: Quantity of matter is a measure of matter that arises from its density and volyme jointly.

Definition II: Quantity of motion is a measure of motion that arises from the velocity and the quantity of matter jointly.

Definition IV: Impressed force is the action exerted on a body to change its state either of resting or of moving uniformly straight forward.

Vi ser att Newton använder sig av rörelsemängden (bevegelsemengde) när han talar om rörelsen, inte accelerationen. Dessutom är kraften som läggs på momentant och inte kontinuerlig (som för den sakens skull är ett special fall). Detta gör att en direkt översättning av N2 till modern matematisk formulering blir:

Vilket inte är den vanligaste formen att presentera N2. Generell fysikk [2], University Physics [3] använder istället:

Vilken introducerades av Euler i mitten av 1700-talet.

Det är notabelt att The Feynman lectures on Physics [4] och Fundamental University Physics [5] använder den förra.

Vad är fördelen? Det uppenbara är att man inte direkt kan se N1 som ett special fall av N2. Dessutom får man fördelen av att kunna använda sig av momentana krafter direkt och kan generalisera till kontinuerliga krafter. Att sedan rörelsemängden är en bevarad storhet gör inte situationen sämre.

Slutord.

Den tankeprocess som en kommentar och ett svar i en videoinspelning startade, fick mig dels till att gå tillbaka till ursprunget och dels att fundera på hur och vad det är vi undervisar i fysik. Föreläsaren är troligen inte den ende som inte fullt ut har förstått vad Newton’s lagar egentligen säger. Detta beror på att många läroböcker inte presenterar dom på ett korrekt sätt. Man väljer oftast ett sätt som kanske är det pedagogiskt riktiga men som gör att den djupa förståelsen för grundläggande principer blir lidande.

Med tanke på att det tog nästan 200 år efter publiceringen av Principia innan man fick en definitivt klargörande av det epistemologiska innehållet  i Newton’s första lag, så är det kanske inte så konstigt att vi använder oss av den utan att till fullo tagit till oss vad den säger. Det är lite av ”Shut up and calculate” och hur N1 behandlas, något som är synd då den är viktig i behandlingen av den speciella relativitetsteorin.

[1] I. Newton, Mathematical Principles of Natural Philosophy, I.B. Cohen & A Whitman, eds. (University of California Press, Berkely 1999)

[2] J.R. Lien& G. Løvhøiden, Generell fysikk for universiteter og høgskoler, bind 1 Mekanikk. (Universitetsforlaget, Oslo 2010)

[3] H. D. Young, & R. A. Freedman. Sears and Zemansky’s university physics. 13ed , (Pearson education, 2012)

[4] R.P. Feynman, R. B. Leighton, & M. L. Sands. The Feynman lectures on physics: Mainly mechanics, radiation, and heat. Vol. 1. (Addison-Wesley , 1963).

[5] M. Alonso & E. J. Finn. Fundamental university physics. Vol 1. (Addison-Wesley, 1968).

Kategorier
Examen Lärande Undervisning

Lärandets yttre villkor-Kan undervisningen förbättras utan att examen ändras?

(Inlägg från Universitetsavisa)

Ungefär samtidigt som hästhoven dyker upp längs vägen eller när snön börjar lägga sig upp mot Realfagsbygget börjar antalet studenter som sitter och läser på sina studieplatser att öka. Då vet man att examensperioden börjar närma sig. Det är en direkt korrelation mellan antalet studenter i läsesalarna och hur lång tid det är kvar till examen. På årets (2017) läringsfestival var detta sätt att studera något som togs upp av studenternas egna röster. ”Panikklesing” är ett mycket passande namn på detta. Men samtidigt vet vi att detta sätt att studera är något som ger ytlig (overfladisk) läring, det man lärt sig sitter mycket löst och med stor risk att det glöms bort. Samtidigt gör detta att man kan känna panik och ägnar mycket möda på att klara examen, det vill säga, man lägger mer möda på att se vad som kommer på examen än att förstå pensum. Detta är något som i sin tur förstärks av att examen betyder så mycket för karaktären.

Det finns då en överhängade risk att strategin blir examensinriktad istället för förståelse- eller läringsinriktad. Med andra ord kommer examinationsformen att bli viktig för hur studierna bedrivs, något som kan ske utan att studenterna har ett reellt val. Detta gör också att när man beaktar alternativa eller reformerade undervisningsformer så är examensformen en viktig aspekt då den på ett sätt är betydande för lärandets yttre villkor. Med andra ord, examensformen kan ha lika stor eller större effekt på resultaten än vad undervisningsformerna har. Vill man verkligen reformera undervisningen måste man även kritiskt granska hur examinationen går till.

Alla kurser har fastställda läringsmål, som både handlar om (fakta-)kunskaper och/eller färdigheter. Omfattningen kan variera men man kan anta att det rör sig om över 500 sidor, om man nu kan talfästa detta på ett bra sätt. Till detta kommer olika färdigheter. Då blir frågan hur man skall kunna evaluera om studenterna uppnått läringsmålen på ett så bra sätt som möjligt, samtidigt som vi optimerar (djup-)lärandet.

Ser vi på skolexamen(sals-examen) så ska man på 4-6 timmar besvara ett (begränsat) antal frågor. Frågan är då hur stor del av pensum det är möjligt täcka. Svaret är ju givet, det är inte speciellt mycket. Rör det sig om fri-text (utredande) frågor är det några få frågor, vilket gör att strategiskt tänkande hos studenterna blir viktigt. Med andra ord, gamla examina studeras noga, vilket ger ytläring. Man kan istället för fri-text välja att bruka flervalsfrågor, men detta ger andra utmaningar. Flervalsfrågor i sig har ett antal inbyggda svagheter som måste tas hänsyn till, bland annat gissning (detta diskuteras i en artikel i UNIPED 3/17). Här finns också begränsningar i att visa färdigheter, exempelvis när det gäller problemlösning och programmering.

Skolexamen i sig är sålunda inte helt kompatibel med att uppnå så bra lärande som möjligt hos studenterna och man bör se efter alternativa former. Det bästa sättet att evaluera en kandidats kunskaper och färdigheter är muntlig examen, där det handlar om att hitta gränserna för kunskapen och att man har möjlighet att testa mer och på ett flexibelt sätt. Men detta är resurskrävande och ganska skrämmande för studenterna(men vanligare förr i tiden), så att använda muntlig examen är inte möjligt. Här vet vi också att formativ evaluering är att föredra. Med mappevaluering, i olika former, som det främsta exemplet, och ofta använt i andra länder. Så varför förekommer inte detta i större omfattning?

Här kommer bland annat ”traditioner” in i bilden. Skolexamen är relativt enkla att administrera och genomföra. Men det gäller även studenternas rättssäkerhet, där evalueringen skall vara opartisk. Mappevaluering gör att anonymiteten kan vara svår att upprätthålla. Men är anonymitet ett krav? Ser vi  på universitets og höyskoleloven står det:

  • 3-9.Eksamen og sensur
(1) Universiteter og høyskoler skal sørge for at kandidatenes kunnskaper og ferdigheter blir prøvet og vurdert på en upartisk og faglig betryggende måte. Vurderingen skal også sikre det faglige nivå ved vedkommende studium. Det skal være ekstern evaluering av vurderingen eller vurderingsordningene.

Värderingen skall ske på ett opartiskt sätt. Det står inget om anonymitet. Är det så att examinatorerna antas vara partiska? Jämför vi med andra funktioner och ställer samma krav, borde inte då domstolsförhandlingar också vara anonyma? Har examinatorer vid Universitet och högskoler sämre integritet än dommare?

Det andra är att värderingen skall vara sådan att den är vetenskapligt baserad när det gäller kunskapsevaluering, här tolkar jag det som gällande både ämnet som värderas samt pedagogiskt och testteoretiskt. Men som argumenteras för ovan så är inte detta fallet, en skolexamen innehåller ett stort mått av tveksamma kompromisser, där man inte kan pröva allt som står i läringsmålen eller gör det på ett sätt som uppfyller alla krav utgående från test-teori.

Här finns det grundlag för att förutsättningslöst diskutera vad lagtexten säger samt hur den tolkas och praktiseras. Ett av argumenten mot mappevurdering är just tolkningen av lagtexten. Men jag menar att det inte är lagtexten i sig utan en i delar extrem tolkning av den.

För att det skall vara möjligt att reformera undervisningen måste man beakta alla aspekter, även examinationen som är ett av lärandets yttre villkor. Vi kan ta till alla metoder för att reformera undervisningen men utan att vi även granskar examinationen så är det risk att vi försöker bota en sjukdom genom att behandla symtomen men inte orsaken, något som inte alltid är så lyckat.