För närvarande är klimatförändringar ett av de vanligaste hållbarhetsproblemen. Dessa problem är svåra att förstå på grund av deras enorma komplexitet. Människans handlingar gör också att uppskattningar av långsiktiga effekter blir besvärliga att bedöma. Därför är orsakerna till dessa problem svåra att identifiera, särskilt när de involverar skilda ämnen som till exempel ekologi, ekonomi och sociokulturella aspekter. System som klimatsystemet eller ekosystemen har både en komplexitet och en dynamik. Varje system är del av ett större och ännu mer komplext system. När det gäller biologi till exempel, kan populationer förstås som system som i sin tur är en del av ekosystemen och i slutänden hela biosfären.
För en framgångsrik undervisning i hållbarhetsfrågor är det därför viktigt att främja förmågan att förstå komplexa system, menar författarna till studien "Fostering systems thinking in student teachers of biology and geography – an intervention study" publicerad i Journal of Biological Eudcation. Författarna lyfter att det är viktigt att lärarstudenter får lära sig att undervisa i systemtänkande inom ramen för sin utbildning.
Men lärare och forskare vet fortfarande inte vilka tillvägagångssätt i lärarstudenters utbildning som är mest effektiva när det gäller att utveckla systemtänkande bland studenterna. Det är heller inte ett innehåll i den nuvarande lärarutbildningen i Tyskland, där studien är gjord.
I denna studie utvecklades olika kursmoduler för lärarstudenter i biologi och geografi, därefter genomfördes en kvasi-experimentell interventionsstudie. Syftet med studien var att undersöka effekterna av hur de olika kursuppläggen utvecklade studenters kunskap om innehållet. Att kunna innehållet i ett ämne kräver dock mer än att kunna fakta och begrepp. Författarna lyfter också vikten av att inkludera kunskap om hur kunskapen är strukturerad samt en förståelse för varför något är på ett visst sätt. Även förmågan att skilja relevant från irrelevant information är en viktig del i att kunna ett innehåll.
Konceptualisering av systemtänkande
Hittills existerar ingen unik definition av systemtänkande, enligt författarna. Men olika studier har visat att det behövs flera kompetenser för att utveckla systemtänkande som till exempel: att känna igen olika delar i ett system och deras relationer, att identifieria feedbackslingor, tillämpa dem samt att förstå dynamiskt beteende som ett resultat av interna strukturer och inbördes förhållanden. I den här studien har författarna definierat systemtänkande som att:
- kunna förklara och diskutera systembegreppet
- förstå egenskaper hos komplexa system
- ha kunskap om olika system från verkligheten
- ha förmågan att förstå och konstruera systemmodeller av olika typer
- kunna bedöma systemmodellernas omfattning och begränsningar
- kunna bedöma vilken kunskap man får från modelleringen
Olika kursdesign prövas
Deltagarna i studien var lärarstudenter i biologi och geografi vid två olika universitet i Tyskland. Studenterna delades in i tre grupper, med 23–25 kursdeltagare var. Efter ett gemensamt introduktionsmoment fick respektive grupp fortsätta kursen med olika kursupplägg. Den första gruppen fick enbart en metodkurs och fortsatt bearbetning av systemvetenskap. Den andra gruppen fokuserade enbart på ämnesdidaktiskt innehåll, det vill säga hur de skulle undervisa i systemvetenskap för skolbarn. Den tredje gruppen fokuserade i nästan lika stora delar både på systemvetenskapligt innehåll och ämnesdidaktiska grunder. Studenterna gjorde för-tester för att man skulle kunna uppskatta förförståelsen av systemtänkande, för att därefter kunna jämföra hur mycket de lärt sig i de olika kursuppläggen med efter-test, både direkt efter kursen samt efter 14 dagar. Undervisningen var bland annat problembaserad.
Alla utvecklade sin förmåga till systemtänkande
Förväntade resultat var att de studenter som deltagit i metodkursen skulle gynnas mest i sin utveckling av systemtänkande, eftersom kursen fokuserade på expertkunskap i modellering och hantering av komplexa system. De två andra kursgrupperna som blandade expertkunskap och didaktik respektive fokuserade enbart didaktiska aspekter av innehållet, förväntades prestera sämre när det gällde kursinnehållet.
Testresultaten av efter- och uppföljningstestet visade att alla kursdeltagarna utvecklade sin förmåga till systemtänkande. Skillnaderna mellan de olika kursgrupperna var dock förvånansvärt små. Författarna menar att det antyder att systemtänkande gynnades i den blandade kursen och den rena ämnesdidaktik-kursen lika effektivt som i metodkursen. De olika kursgruppernas resultat tyder på att både ett vetenskapligt fokus i metodkursen och att fokusera på hur man undervisar de nödvändiga förmågorna för systemtänkande i de didaktiska delarna, aktiverar reflektion och lärande av systemtänkande hos studenterna. Det innebär att förberedelse av lektioner för elever, att tänka på deras föruppfattningar och hur man undervisar systemtänkande, stimulerar inlärningsprocesser hos studenterna och är förmodligen lika effektivt som att fokusera enbart innehållet i grundläggande systemtänkande och modelleringssystem. Författarna menar att ytterligare forskning behövs för att testa detta vidare.
Kommentar: Studien rör lärarutbildningsstudenter som både behöver lära sig att förstå systemtänkande och innehållet som sådan, samt hur denna kunskap kan transformeras till att göras undervisningsbart (ämnesdidaktik). Författarna blev förvånade över att det inte blev någon större skillnad mellan gruppen som enbart lärt sig innehållet och grupperna som fokuserar innehållets ämnesdidaktik. Författarna spekulerar i att själva reflektionen i sig om hur undervisningen kan läggas upp och vad innehållet betyder (det vill säga ämnesdidaktiken), gör att studenterna arbetar med förståelser av innehållet och därför lär sig mer. Även tidigare artikel "Kursdesign av fältarbete påverkar uppfattning av lärande hos studenter", Aktuell högskolepedagogisk forskning (november 2019) har visat på värdet av reflektion över det man lär sig. Det vill säga, även studenter som enbart lär sig ämnet, vinner på att systematiskt reflektera över hur detta innehåll kan förstås.
Text: Veronica Flodin, Institutionen för matematikämnets och naturvetenskapsämnenas didaktik
Studien
