Under en laboration får studenten träna sig i tekniker och att använda material, men den innebär också ofta en illustration av det teoretiska innehållet. Vanligtvis inleds en laboration av en kort genomgång, där studenter står i grupp kring demonstrationer av instrument eller får en teoretisk bakgrund till innehållet. Ett universitet i Australien såg ytterligare utmaningar i de väldigt blandade studentgrupperna i deras kurser, bland annat utifrån språkkunskaper. Detta kombinerat med laborationens olika anspråk på både praktisk träning och teoretisk förståelse resulterade i att de ofta utgjorde en stor utmaning i undervisningen.
Studien Flipping the laboratory: improving student engagement and learning outcomes in second year science courses av Beth R. Loveys och Karina M. Riggs nyligen publicerad i tidsskriften International Journal of Science Education är ett resultat av flera års testande av ett alternativt upplägg av ett par laborationer. Studenterna utför övningar och bearbetar material on-line innan laborationen. Dessa övningar följs sedan upp med hands-on övningar och instruktioner och dialog på laborationen. Genom att förmedla kunskap och innehåll på olika sätt stödjer man studenter med olika slags lärandepreferenser; simuleringar, visuella genomgångar, texter, bilder och quizar.
Författarna valde kurser i biokemi och mikrobiologi som studenter fann särskilt utmanande på grund av det komplexa ämnesinnehållet. Före-laborationsaktiviteterna var korta övningar, runt 10 minuter var, och beräknades ta totalt cirka 20—30 minuter att genomföra. Studenterna kunde göra om dem hur många gånger de ville och de fick också automatisk återkoppling på sina svar. I studien ville de utvärdera studenternas engagemang i innehållet, undersöka studenternas prestationer och om läranderesultat förbättrades samt om fler studenter klarade sig igenom momentet.
Digitala lärande-aktiviteter före laborationen
Exempel på vad före-laborationsaktiviteter innebar i båda kurserna:
- Video-demonstrationer av viktiga praktiska tekniker av lärare från undervisningen som använder den utrustning som studenterna har tillgång till
- Offentligt tillgängliga animationer som förklarar biokemiska / mikrobiologiska fenomen
- Offentligt tillgängliga videor som beskriver säker kemikaliehantering
- Korta PowerPoint-presentationer alternativt andra ljud- eller videoberättelser
- Flervalsfrågor som kontroller, med obegränsade försök att öva beräkningar av till exempel koncentrationer, reflektera över videodemonstrationer eller granska begrepp
Interaktivitet, som att klicka, dra, efterfråga något eller titta, var en central del i att utveckla dessa online-aktiviteter, för att hjälpa studenterna att komma ihåg och förstå innehållet. Styrkan i dessa förövningar, menar författarna, ligger i att de sedan följs upp av hands-on undervisning och lärande i laboratoriet.
I studien har de följt totalt 230 studenter fördelat på kurser som getts under tre år. De följde både hur väl studenterna klarade kurserna genom att jämföra med material innan studien startades, samt genomförde enkäter där studenterna fick utvärdera sina upplevelser.
Ökat värde i mötet mellan lärare och student
Betygsresultaten ökade i jämförelse med hur studenterna klarat laborationen innan studien, men särskilt studenter med språksvårigheter ökade sina prestationer. En majoritet av studenterna upplevde sig också mer motiverade att genomföra laborationen och genomförde den med större självförtroende. Författarna citerar forskning inom högre utbildning som visar att motivation är nära kopplad till akademisk prestation. Denna uppfattning återspeglades i studien av att 70 procent av studenterna markerade i enkätstudien, att för-laborationsaktiviteterna uppmuntrade deras oberoende lärande. Något som studenterna också uppskattade var att inspelade demonstrationer var utförda av lärare från kursen och med de instrument de själva skulle använda på laborationen.
En av utmaningarna i dagens högre utbildning är att fortsätta erbjuda utbildning på hög nivå när studentgrupper upplevs alltmer heterogena. Författarna menar att den omvända laborationen uppmuntrar studenter att förbereda sig innan de går till sjäva laborationen och på så sätt ökar värdet på mötet mellan lärare och student. Till exempel kan mer tid ägnas åt att förstå begreppen bakom de vetenskapliga experimenten och hur de är inbördes relaterade.
Viktigt följa upp on-line materialet
Kommentar: Vi ser i studien att allt stödmaterial inte behöver nytillverkas, lärarna har till exempel använt offentligt tillgängligt material. Ett resultat som sticker ut är att studenterna uppskattade att kunna göra övningarna flera gånger. Detta hjälpte särskilt språksvaga studenter att förstå och kunna förbereda sig på ett bra sätt inför laborationen. Författarna påpekar vikten av att materialet som finns att bearbeta on-line får sitt främsta värde först när det följs upp tillsammans med läraren på laborationen. Det omvända laboratoriet är inte en ersättning för mötet på laboratoriet.
Text: Veronica Flodin, Institutionen för matematikämnets- och naturvetenskapsämnenas didaktik
Studien
