Lite mer medveten användare av simuleringar

apr 14, 2021

Efter dagens Zooma med Bioresurs hoppas vi att deltagarna fick lite nya perspektiv på det här med simuleringar i biologiundervisningen i allmänhet och simuleringar av naturligt urval i synnerhet. Andreas Göransson (Linköpings universitet) som nyligen försvarat sin doktorsavhandling ”Crossing the threshold: Visualization design and conceptual understanding of evolution” gav först en översikt kring flera centrala frågor som nog gäller för simuleringar generellt:

Vad är en simulering? Den bygger på en MODELL (ofta matematisk) och någon form av REPRESENTATION (som visar resultatet av den bakomliggande modellen, som dock ofta är dold – ”black box” – för användaren)
Multipla representationer? Det är vanligt att simuleringar både visar något slags konkret ”scen” plus en graf/diagram över ett förlopp över tid. Att det är flera representationer samtidigt kan komplettera men också försvåra: som lärare behöver vi stötta och visa hur de olika representationerna är länkade till varandra.
Vad händer och Varför? Elever kan ha lättare att från en simulering kunna förstå och förklara VAD som händer om… (t ex vad händer om det kommer in vargar i simuleringen?), men betydligt svårare att koppla ihop simuleringen till frågor om VARFÖR händer det som händer? Här behöver vi som lärare ge stöttning och bra förberedelser, guidning.
Vad säger den didaktiska forskningen om simuleringar? Att simuleringar I SIG ger låga men positiva effekter (beror på vad man jämför med förstås) och att simuleringar ska ses som komplement (inte ersättning!) i undervisningen och att de framförallt ger positiv effekt på lärandet om de får eleverna att uppleva en kognitiv konflikt (det blir inte som de förväntat sig).

Sedan dök vi in lite mer specifikt i lärande om evolution (som är välkänt som ett undervisningsområde med flera svårigheter). Evolution handlar om flera processer: mutationer, naturligt urval, migration, genetisk drift…. men vi zoomade in på naturligt urval:

Naturligt urval förklaras ofta utifrån tre centrala begrepp: variation, selektion och arv som man kan förfina ytterligare i NYCKELBEGREPP.

  • Variation omfattar både uppkomst av variation och variation mellan individer
  • Selektion omfattar det som kallas selektionstryck, differentierad överlevnad och/eller reproduktion samt förändring av populationens sammansättning
  • Arv omfattar förståelse av ärftliga egenskaper (koppling till genetik)

Kända didaktiska utmaningar är t.ex. att elever ofta missuppfattar det som att evolution har ett mål (teleologiska förklaringar) eller att evolution styrs av behov hos organismerna (om simhud behövs så får fågeln det). Språket används också slarvigt i olika sammanhang (t ex i dokumentärer/filmer/böcker) vilket kan bidra till missuppfattningar.

Förutom de nyckelbegrepp vi nämnt ovan så har Andreas fokuserat en hel del i sin forskning på det man kallar TRÖSKELBEGREPP som ger extra utmaningar i lärandet. TID, RUM, SLUMP och SANNOLIKHET är exempel på dessa abstrakta begrepp (tröskelbegrepp) som när man förstått dem ger ett språng i förståelsen. Men om man INTE har en förståelse av dessa begrepp försvåras lärandet av fenomen som är beroende av att man förstår dem. Som lärare kan man behöva tänka på att t.ex. slump inte kan tas för givet att eleverna förstår fullt ut. I forskningen har Andreas med kollegor försökt utveckla en simulering av evolution och naturligt urval som just fångar in detta med att förstå slumpens inverkan. Denna simulering visades kort på slutet – vi hoppas att den blir tillgänglig för en bred publik framöver. Den bygger på en simulering av evolution av olika pälsfärg hos råttor i skogmarks- och sandrika ljusa livsmiljöer.

Förutom att denna träff gav en påfyllnad i vår förståelse för simuleringar så provade deltagarna på simuleringen Naturligt urval (PhET). Den instruktion som vi tagit fram på Bioresurs prövades och vi fick en hel del tips på hur vi kan underlätta för elever och även insikter i hur vi kan fylla på med värdefulla kommentarer i lärarhandledningen. Använd gärna materialet som det är, och hör av dig med dina synpunkter till oss så kan arbetet utvecklas framöver. Du hittar materialet på vår sida om Evolutionens mekanismer (för äldre elever).

Avslutningsvis: STORT TACK Andreas för att du delade med dig av värdefulla kunskaper till oss!

Även tack till Daniel Orraryd som var med och som också nyligen avslutat sin forskarutbildning som berört evolutionsundervisning (se länk till avhandlingen: Making science come alive: Student-generated stop-motion animations in science education). Daniel kommer tillsammans med Johanna Frejd (också evolutionsforskare, Linköpings universitet) hålla i Zooma med Bioresurs den 11 maj då vi fortsätter prata om evolution men nu med fokus på var vi börjar med de yngsta barnen och hur vi bygger vidare: progression i evolutionsundervisningen. Lästips: Johannas artikel i senaste numret av Bi-lagan och anmäl dig gärna redan nu på anmälningssidan för 11 maj!