IKT i undervisning og læring

Informatikk: design, bruk, interaksjonIngeborg Krange & Cecilie Jahreie

InterMedia4. mai 2011

Disposisjon

• Tallmessig oversikt over spredning av datamaskiner i skolen og bruken i ulike fag

• Hovedtemaer innenfor den delen av pedagogikken som fokuserer på IKT

• Noen grunnbegreper

– Mediering

• Artefakter

• Språk

• To empiriske eksempler

– Meningsdanning i naturfagsundervisning

– Meningsdanning i designprosesser

Survey: ITU monitor 2003-2009 I• Kartlegging av av IKT bruk i norsk skole

• Relativ god PC dekning

– Problemet: Ikke infrastruktur, men hvordan man skal bruke IKT i undervisning

• Grunnskolen ligger langt etter vgs i bruk av IKT

– Denne forskjellen øker

– Vgs. Jevn økning i alle fag

– Gr.skole: nedgang samf.fag og eng, utflatning norsk og matte

– Best integrert og brukes hyppigst i norsk

Survey: ITU monitor 2003-2009 II

• Store digitale skiller mellom elever både på anvendelse og digital kompetanse

– Skoleprestasjoner

– Mors/fars utdanning

– Skolens struktur og organisering (feks IKT satsning)

• Begrenset bruk av digitale læringsressurser

• IKT brukes mest til lesing og skriving

• En lang vei å gå både når det gjelder utvikling og bruk av fagspesifikke digitale læringsresssurser.

IKT i pedagogikken –ulike forskningsfokus

• Effektstudier (surveys)

• Designeksperimenter:

– utvikler nye IKT løsninger og ser på bruken av de

• Studier i naturlige settinger

– IKT som bidragsyter til organisatoriske endringer i skole, lærerutdanning og arbeidsliv

– Hvordan brukes IKT i skolen, i arbeidsliv

Sociokulturelle perspektiverpå læring og undervisning

Målet med denne form for perspektiv er å etablere en forståelse av menneskelige mentale prosesser som anerkjenner den grunnleggende relasjonen mellom disse prosessene og den kulturelle, historiske og institusjonelle sammenhengen de inngår i.

Startpunktet for denne typenperspektiv er HANDLING

• Menneskers forståelse og læring blir til i kontakt med, og skapt, gjennom deres handlinger utført innenfor gitte omgivelser, og vica versa

• Handling må bli forstått som et interaksjonspunkt som står mellom menneskelig tenkning og sosiokulturelle situasjoner.

• Nøkkelen til å forstå dette …

Mediert handling

Den som utfører en handing vil på ulikt orientere seg i forhold til andre individer i den konkrete situasjonen og de medierte artefaktene som blir brukt.

To hovedtyper medierte artefakter

1. Verktøy – f eks stavsprang som verktøy som medierer iderettsutøveres mulighet til å hoppe (bambus vs glassfiber, 15-20 fot)

Oppgave: Snakk sammen i par og identifiser andre verktøy som medierer handlingerne deres f eks hjemme eller på universitetet. Bruk ca 5 minutter.

To hovedtyper medierte artefakter

2. Språk- f eks Lydklipp på TV (60 sek-9 sek)

F eks vitenskapelig praksis – følge eksperimentelle prosedurer innenfor spesifikke fagområder (verktøy)

F eks vanskjøttede bulgarske handikappede barn

Oppgave: Snakk i par og identifiser andre former for språkbruk som medierer handlingene deres feks hjemme eller på universitetet. Bruk ca 5 minutter.

Sonen for nærmeste utviklingLæring må stå i relasjon til den lærendes utviklingsnivå– Faktisk utviklingsnivå – definerer det utviklingsnivået som allerede er

modnet – det den lærende kan nå. Tilbakeskuende.– Potensielt utviklingsnivå – det utviklingsnivået som enda ikke er

modnet, men som er i ferd med å modnes i morgen eller snart og som er innenfor rekkevidde. Fremtidsrettet.

Definisjon: avstanden mellom faktisk utviklingsnivå er bestemt ved selvstendig problemløsning og det potensielle utviklingsnivået som bestemmes gjennom problemløsning sammen med en lærer eller andre mer kompetente personer.

Hva en lærende person kan gjøre med hjelp i dag kan han eller hun gjøre selv i morgen.

For eksempel: Bake med barn eller benkpress

Oppgave

Snakk i par og identifiser sonen for nærmeste utvikling som du tar del i enten der du skal lære noe eller en der du kan bli vurdert som en mer kompetent person f eks på universitetet eller hjemme.

Bruk ca 5 minutter.

Eksempel 1: EduAction Å designe for produktiv læring

• 3D omgivelse for å utvikle kunnskap om mikrobiologi – DNA molekylet og proteiner

• Designet en omgivelse hvor innholdet skulle støtte elevenes kunnskapsutvikling

• Men læreren og elevene måtte samarbeide for å løse oppgavene

• Elever og lærere handler med en avatar

14

Metode

• Design eksperiment (Brown, 1992, Collins, 1992) der dataene er hentet fra en ungdomsskole der elevene arbeider med naturfaglige spørsmål knytta til genteknologi.

• Observasjoner, intervjuer, webbasert informasjon og 3D modeller

15

Elever som samarbeider i

nettverk

16

Relasjonen mellom en DNA sekvens

arrangert i kodon og korresponderende

aminosyrer

17

I vårt eksempel har vi funnet aminosyren "Val" (Valin). Merk at alle kodon som

starter med "GT" korresponderer med Valin. Med andre ord, “GTA”, “GTG”,

“GTC” og “GTT” korresponderer med Valin. Den genetiske koden er såkalt

degenerert. Merk også at noen kodon er absolutt unike, som f eks ”TGG”. Det er

ingen andre kodon enn denne som korresponderer til aminosyren “TRP”

(Tryptofan).

<< Tilbake til oppdraget.>>

Hvordan lese den genetiske kode?

<< Tilbake til oppdraget.>>

La oss ta kodonet “GTA” som et eksempel. For å finne ut hvilken aminosyre denne

refererer til, gjør du følgende:

1. Start med den innerste bokstaven (G) I midten av sirkelen (merket grønn).

2. Deretter, finn den andre bokstaven (T) I den nest innerste sirkelen (merket gul).

3. Finn den tredje bokstaven (A) i den neste sirkelen (merket rosa), og du kan se at

den aktuelle aminosyren er Val – "Valin" (merket blå).

Kodontabellen

18

De dataskapte 3D modellene

19

Analyse 3: Delvis aksept for Cornelias

spørsmål1. Cornelia: Jeg skjønte at vi skulle bygge klosser og sånn eller bygge oppover. Det skjønte jeg og lete etter

alle de. Jeg skjønner ikke hva et insulin er eller et protein er … hva et, hvorfor skal vi finne sånne derre GTA og så blir det Met og sånn? Det … jeg skjønte hvordan vi gjorde det, men ikke hvorfor eller hva det betyr og sånn.

2. Pat: Nei, det gjorde ikke jeg heller. 3. Cornelia: Og da syntes ikke jeg at det var noe point å bygge den der dingsen når man ikke forstår noen

ting. 4. Mark: Jeg skjønner ikke noen ting. 5. Fredrik: Skjønne hva da?6. Mark: Assa åssen, hva, hva er det godt for, liksom?7. Fredrik: Hva det er godt for? Du skulle hjelpe han fyren! Fordi han 8. Mark: Hvorfor er det sånn? Ja, men hvorfor er det sånn liksom? Det kommer jeg aldri til å forstå. Hvorfor

er det sånn?9. Pat: Det burde vært noen sånn linker hvor det sto liksom det du skulle gjøre eller hva de forskjellig betydde

da. 10. Lærer: Mmm11. Pat: Sånn at du skjønte det bedre. 12. Fredrik: Er det ikke sånn det bare er liksom.

20

Konklusjon

• Prosedurale typer av problemløsning dominerer elevenes interaksjoner, mens konseptuel læring kun er tilstede der dette er strengt nødvendig for å fullføre problemløsningen.

• Dette betyr at– hovedfokus for elevene og læreren er å løse det

pensumdefinerte problemet, – deretter er det historien om å hjelpe professoren som

elevene og læreren opptatt av, – og minst prioritet får forståelsen av de fagspesifikke

problemene.

Sentrale funn• Oppgaveforståelsen må følges opp og forhandles

frem mellom elever og lærer

• Lærerintervensjon og strukturering er helt avgjørende for både gjennomføring og forståelse

• Elever og lærer opptatt av oppgaveløsning ikke forståelse (prosedural og konseptuell forståelse –institusjonell aktivitet)

• Komplekse representasjoner forutsetter avansert forkunnskap hos elever og lærere

Eksempel 2: MIRACLE: Mixed Reality Interactions across Contexts of Learning

• Utvikle læringsomgivelser som knytter sammen skolen og museum for å lære elever om fremtidens energi– Gjøre naturfag morsomt (opplevelsen)

– Forstå varmepumpe, solceller etc (refleksjon)

• Tverrfaglig prosjekt (pedagoger, interaksjonsdesignere, lab, museumskurator, arkitekter– Komplekse designprosesser utenfor kunnskapen til den enkelte

faggruppe

• Utvikle nye former for teknologistøttede erfaringer og koble ulike teknologiske løsninger sammen (3D omgivelser, ardino, multitouch tables, smart boards, mobil teknologi etc)

• Nye miljøer og visualiseringer hvor fysiske og digitale objekter interagerer

Prosjekt forløp

• Start: identifisere prosjektmedlemmers ulike perspektiv på hvordan designe for læring i naturfag

• Nå: Workshops (lage et læringsforløp)• Hva skal skje før museumsbesøket, under museumsbesøket og

etterpå?

• Hvilke type representasjoner og hvor komplekse skal de være?

• Oktober-11: Elever skal prøve ut en test versjon av en representasjon på lab

• 2012: Pre-test av design i skole og museum

• 2013: Design experimentet

Forskning – hva er vi opptatt av?

• Hvordan forhandler prosjektgruppen om en felles forståelse av å utvikle modeller for læring av fremtidens energi?

• Hvordan bruker elevene verktøy i sin læringsprosess?

• Hvordan støtter verktøy elevers læringsprosesser mellom skolen og museum?

• Hvordan er verktøyene integrert i organisasjonsstrukturen på skolen og museumet?

Eksempel på analyse: utfordringer man står overfor i designprosessen• Forskningsspørsmål:

– Hva vektlegger prosjektgruppen i designet av læringsomgivelser mellom skole og museum?

– Hvilke spenninger kan identifiseres i prosjektgruppen?

– Hvilke implikasjoner har dette for den videre designprosessen?

• Vi studerer perspektivene til: forskere, museumskurator, utstillingsarkitekt

Aktivitetsteori

• De sosiale praksisene er utviklet over lang tid

• Objektet er historiske konstruksjoner

• Hvordan deltakerne orienterer seg mot utviklingen av læringsomgivelsene (objektet) må da forstås på bakgrunn av det aktivitetssystemet de er en del av

Aktivitetstrekanten (Engeström, 1987)

Metode

• Første workshop med deltakerne i prosjektgruppen

– Presentasjoner fra alle parter om deres fokus på design av læring mellom skole og museum

– Idémyldring

– Gruppearbeid

– Utprøving av nye teknologier

• Observasjon med videoopptak

• Fokus: hvordan tre aktører forstår objektet

Hva fant vi?

• Alle aktørene er orientert mot det samme objektet: design av læringsomgiveser I naturfag mellom skole og museum, men de har ulike forståelser av objektet

– Museum: designe for interaktive erfaringer

– Arkitektfirma: designe for følelsesmessig involvering

– Forskere: designe for konseptuell læring

• Ikke noen av deltakerne legger vekt på hvordan man skal designe for aktiviteter på tvers av skole og museum

Motiv for objektet

• For å forstå de ulike perspektivene, må vi se nærmere på de interessene eller motivene som ligger til grunn for å bli med i aktiviteten

– Museum og arkitekt: opptatt av museumsaktivitet

• Museum: skolebesøk

• Arkitekt: designe innovative representasjoner

– Forskere: støtte elevers konseptuelle forståelse av naturvitenskapelige begreper

Konklusjon: Konsekvenser for den videre designprosessen

• Må forhandle om hvordan de ulike perspektivene kan integreres på tvers mellom skole og museum

• Noen sentrale spørsmål:

– Når man designer for læring, skal erfaring eller resonering være fokus?

– Skal en representasjon av energi være kompleks og realistisk gjengivelse eller en forenklet?

– Skal representasjonene trigge både konseptuell forståelse og emosjonell involvering?

– Hvor skal de ulike representasjonene være lokalisert?

Oppsummering

• Innføring av IKT og læring må forstås og studeres på ulike måter

• Bruk av IKT skaper endringer i vilkårene for læring og nye former for praksis

– IKT som et viktig aspekt i en sosial og kulturell utvikling av sosial praksis.

– Ikke IKT i seg selv, men BRUK av IKT i læring som har betydning for den endringen som finner sted

– Hvordan kulturelle og teknologiske forhold til sammen skaper nye aktiviteter

Oppsummering II

• Læring skjer ikke bare i skolen, men i alle sosiale praksiser

– Sentralt spørsmål: Hva er gyldig kunnskap i den situasjonen man deltar i?

• Sentrale utfordringer:

– Hvordan skal man designe og tilrettelegge for produktiv læring når IKT blir brukt

– Hvordan integrere IKT i skolekulturen

• Ikke add-on, men integrert og naturlig del av praksisen