Virtuella laboratorier – nya miljöer för lärande
Med hjälp av vetenskapliga och aktuella data från havet kan eleverna arbeta med experiment som är i högsta grad giltiga trots att de sker i virtuell miljö. Arbetssättet ger insikter om hur vetenskaplig kunskap skapas och utvecklas. Det visar forskning från Göteborgs universitet.
Under ett års tid har pedagogiska och marinbiologiska forskare vid Göteborgs universitet följt gymnasister vid Gullmarsgymnasiet i Lysekil, inom ramen för forskningsprojektet I2I, Inquiry to Insight.
Med hjälp av marinbiologernas vetenskapliga data har gymnasisterna undersökt Gullmarsfjordens havsmiljö. Gymnasisterna har via laborationer i ett virtuellt havsförsurningslaboratorium kunnat göra vetenskapliga undersökningar av havsförsurningen av den marina miljön, undersökningar med hög giltighet grundade på autentiska och senast tillgängliga marinbiologiska data.
Metoden med virtuella verktyg har hög tillämplighet, möjlig att anamma i vitt skilda sammanhang i skolan, inom såväl naturvetenskap som samhällsvetenskap. Poängen är att eleverna verkligen förmås att inse och förstå hur vetenskaplig kunskap skapas.
– Det är ett snabbt, säkert och billigt arbetssätt, fjärran från dyra och ibland farliga labbsalar i skolmiljön. Det innehåller autentiska forskningsresultat som eleverna jämför med sina egna resultat. Laborationerna är möjliga både att exempelvis simulera åratal framåt i tiden och dessutom möjliga att pausa och passar på det sättet in i skolans tidsramar, säger universitetslektor Annika Lantz-Andersson.
Enligt Göteborgsforskarna är god tillgång till vetenskapliga data och fler billiga virtuella verktyg några argument för att arbetssättet i Lysekil skulle kunna få spridning i svensk skolundervisning.
Samarbetsparterna inom forskningsprojektet vid Stanford University i USA har gjort ett omfångsrikt för- och eftertest av mer än 500 elevers kunskapsnivåer, före och efter arbete med det virtuella labbet. Utifrån dessa data har Göteborgsforskarna studerat hur elevernas förståelse för vetenskapligt arbete utvecklats. Ett resultat är mer relevanta och vetenskapliga begrepp hos eleverna på eftertesterna. Med utgångspunkt i resultaten studeras nu mer exakt hur eleverna konkret arbetar med de virtuella laborationerna för att nå ett svar och hur de diskuterar frågor om hur man kan sätta upp undersökningar och experiment för att få kunskap, något som inte minst dokumenterats genom uppemot 25 timmars videoinspelningar av elevernas arbete.
En slutsats som bekräftar tidigare forskning i relation till digitala verktyg är att läraren är oerhört central för att laborationerna ska få avsett resultat vad gäller elevernas förståelse.
– Hur läraren introducerar labbsessionen är betydelsefullt och det är viktigt att inse att datorprogram inte är självinstruerande. Läraren behövs för att utmana elevernas tänkande och ge dem möjlighet att stanna upp och reflektera över vad det de gör i den virtuella laborationen är avsett att representera. Diskussionen med eleverna är mycket viktig om inte de virtuella laborationerna ska bli ett innehåll som stannar vid ett görande vid datorn, vid sidan av andra göranden där, säger hon.
