Är elever som lär sig snabbare de som har större potential?

Varje dag konfronteras elever i alla åldrar med nya begrepp och färdigheter, och vissa lär sig dem snabbare än andra. Det är lätt att tillskriva detta till naturlig begåvning – men om lärare gör det kan de öppna dörrar för vissa elever och stänga dem för andra.

Med andra ord finns det en mörk sida av att tro på medfödd begåvning. Det kan ge upphov till en tendens att anta att vissa människor har talang för något och andra inte har det, och att man tidigt kan se skillnaden. Om man tror det uppmuntrar och stöder de ”begåvade” och avskräcker resten, vilket skapar en självuppfyllande profetia.

Det bästa sättet att undvika detta är att erkänna den potential som finns i oss alla – och arbeta för att hitta sätt att utveckla den, vilket en del forskare har börjat göra.

Från schackbräda till krittavla

I schackspelet har barn med högre IQ i allmänhet lättare att lära sig och komma ihåg spelets regler och att utveckla och genomföra strategier, vilket ger dem en tidig fördel att vinna i schack.

Men enligt ny forskning är den mest betydelsefulla förutsägaren av schackskicklighet över tid inte IQ – utan hur mycket barn övar.

En liknande sak kan gälla för matematikprestationer. Ny forskning har visat att barn som har erfarenhet av att spela linjära brädspel med räknande steg innan de börjar skolan kommer att prestera bättre i matematik när de väl börjar skolan. Och det finns sannolikt många andra sätt på vilka förskoleupplevelser som ger barn övning i matematik hjälper dem att prestera bättre senare.

De flesta lärare känner dock inte till denna forskning. Ofta antar man i allmänhet att de barn som ”fattar” matematik snabbare än andra är begåvade i matematik medan de andra inte är det. Sedan får de ”begåvade” mer uppmuntran, mer träning och så vidare, och visst är de efter ett år eller så mycket bättre på matematik än de andra. Denna fördel kan fortplanta sig genom skolåren och skapa större och större skillnader mellan barnen.

Då det finns ett antal yrken, t.ex. ingenjörsyrken eller fysikyrken, som kräver matematikkurser i högskolan, finner de elever som har bedömts inte ha någon talang för matematik att dessa yrken är stängda för dem. Men om matematik fungerar på samma sätt som schack har vi förlorat en hel samling barn som kanske så småningom skulle ha blivit ganska duktiga på dessa områden om de bara inte hade stämplats som ”inte bra på matematik” redan från början.

En fallstudie: Vi kan bekämpa denna trend genom att se på elevernas potential på ett annat sätt. Pedagoger kan införa nya undervisningsmetoder som ger eleverna en bättre chans att lära sig, metoder som drar nytta av vad vi vet om topprestationer och vikten av övning för att utveckla färdigheter och kunskaper.

I en studie som genomfördes vid University of British Columbia fick några elever som var inskrivna i en traditionell nybörjarkurs i fysik en liten försmak av hur detta skulle kunna se ut. Under de första elva veckorna fick varje kohort i klassen relativt standardiserad undervisning: tre femtio minuter långa föreläsningar i veckan, läxor varje vecka och handledningssessioner där studenterna löste problem under överinseende av en undervisningsassistent. Men under vecka 12 utsattes en grupp för tekniker som utvecklats av Nobelpristagaren i fysik Carl Wieman och hans kollegor och som undervisades av två forskare i stället för av den vanliga läraren.

Dessa tekniker var baserade på begreppet avsiktlig övning, som enligt forskningen är ett mycket effektivt och kraftfullt verktyg för förbättring. Den informeras och vägleds särskilt av experters prestationer och av en förståelse för vad dessa experter gör för att utmärka sig. Enligt forskning som vi och andra har gjort är denna typ av övning nyckeln till att uppnå mästerskap inom etablerade områden som sträcker sig från musik till sport och schack.

I kohorten med avsiktlig övning gav forskarna eleverna i uppgift att läsa flera sidor ur sin fysiktext före varje lektion och att sedan genomföra ett kort sant/falskt test om läsningen på nätet. Tanken var att de skulle bli bekanta med de begrepp som skulle bearbetas under lektionen innan de kom.

När de kom till lektionen delade forskarna in studenterna i smågrupper och ställde sedan en ”klickfråga” – en fråga som studenterna besvarade elektroniskt och där svaren skickades automatiskt till läraren. Frågorna valdes för att få eleverna i klassen att tänka på begrepp som de flesta förstaårsstudenter i fysik tycker är svåra.

Elverna kunde diskutera varje fråga i sina smågrupper innan de skickade in sina svar, och sedan visade forskarna resultaten, pratade om dem och svarade på elevernas eventuella frågor. Dessa diskussioner fick eleverna att prata om begreppen, göra kopplingar och ofta gå bortom den specifika klickfrågan som de hade fått.

Och även om det inte fanns någon skillnad i engagemang mellan kursens kohorter under veckorna 10 och 11, var engagemanget under vecka 12 nästan dubbelt så stort i klassen med medveten praktik som i den traditionella klassen. Forskarna mätte faktiskt engagemanget, inte genom hur mycket eleverna yttrade sig eller svarade på frågor, utan genom något mer subtilt: om de nickade och gestikulerade medan de lyssnade, eller om de sms:ade och kollade Facebook (vilket observatörerna noterade).

Men det var mer än bara engagemang. Eleverna i klassen fick omedelbar feedback på sin förståelse av de olika begreppen från både medstudenter och lärare. Detta gjorde att de kunde börja resonera mer som fysiker – genom att först ställa lämpliga frågor, sedan ta reda på vilka begrepp som var tillämpliga och sedan resonera från dessa begrepp till ett svar.

I slutet av vecka 12 fick eleverna i båda kohorterna ett flervalsklickerprov för att se hur väl de hade lärt sig materialet. Det genomsnittliga resultatet för eleverna i den traditionella sektionen var 41 procent; genomsnittet i klassen med medveten praktik var 74 procent – en mycket signifikant skillnad.

Hur man frigör elevernas potential

Låt oss ta en närmare titt på den här fysikklassen från UBC för att se hur principerna för medveten övning kan tillämpas för att hjälpa eleverna att lära sig snabbare och bättre än vad de gör med traditionella metoder.

Det första som Wieman och hans kollegor gjorde när de utformade klassen var att tala med de traditionella instruktörerna för att fastställa exakt vad eleverna skulle kunna göra när de var klara med avsnittet. En stor skillnad mellan metoden med medveten praktik och den traditionella metoden för inlärning ligger i den tonvikt som läggs på färdigheter kontra kunskap – vad man kan göra kontra vad man vet.

Deliberated practice handlar om färdigheter. Man inhämtar de nödvändiga kunskaperna för att utveckla färdigheterna; kunskap får aldrig vara ett mål i sig självt. Icke desto mindre resulterar medveten praktik i att eleverna samlar på sig en hel del kunskap på vägen.

Om man lär en elev fakta, begrepp och regler hamnar dessa saker i långtidsminnet som enskilda delar, och om eleven sedan vill göra något med dem – använda dem för att lösa ett problem, resonera med dem för att besvara en fråga eller organisera och analysera dem för att komma fram till ett tema eller en hypotes – träder uppmärksamhetens och korttidsminnets begränsningar i kraft. Svårigheten att hålla alla dessa olika, osammanhängande delar i minnet samtidigt gör det nästan omöjligt för en elev att framgångsrikt generera en lösning.

Men när en elev lär sig dessa olika fakta, begrepp och regler i samband med att han eller hon bygger upp färdigheter – lär sig att analysera och lösa problem – integreras de olika delarna på ett naturligt sätt i ett sammankopplat nätverk av förståelse, en ”mental representation” av hur de olika fakta, bilderna, reglerna och relationerna fungerar tillsammans i en meningsfull helhet. Denna mentala representation är i sin tur förknippad med annan kunskap och förståelse som individen har samlat på sig. När eleven nu får ett problem att lösa handlar det inte längre om att jonglera med en samling oberoende informationsbitar utan snarare om att tänka i termer av informationsmönster, vilket hjärnan kan göra mycket mer effektivt och ändamålsenligt.

Man bygger inte mentala representationer genom att tänka på något eller genom att undervisas av en lärare; man bygger dem genom att stegvis justera dem när man försöker utföra en relevant uppgift med återkoppling. Till en början kommer du troligen att misslyckas, men när du reviderar ditt tillvägagångssätt och försöker om och om igen tills du behärskar uppgiften, bygger du gradvis upp en korrekt och effektiv mental representation som kan användas för liknande uppgifter i framtiden.

Och detta är vad Wieman och hans kollegor försökte göra i fysikklassen. När de väl hade sammanställt en lista över vad deras elever borde kunna göra omvandlade de den till en samling specifika inlärningsmål.

Detta stämmer överens med ett tillvägagångssätt som bygger på medveten praktik: Lärare gör detta genom att ge eleverna en serie problem som de så småningom kan lära sig att lösa korrekt genom att få feedback på sina felaktiga lösningar. När eleverna gradvis anpassar sina mentala representationer förfinar de sitt tänkande om de fysikaliska fenomenen tills de har en relativt effektiv förståelse.

Men även om detta kan låta som en likhet med den scaffolding-metod som används i traditionell utbildning, skiljer den sig genom att den fokuserar på att utveckla effektiva mentala representationer. Mer specifikt är tanken att identifiera en målprestation – nämligen att kunna föra korrekta resonemang och förutsäga resultat i den verkliga världen – och sedan arbeta för att uppnå denna målprestation genom att ändra elevens tankeprocesser för att förfina de nödvändiga mentala representationerna vid varje steg på vägen. Sedan ser läraren till att eleven har ändrat sina mentala representationer och relevanta tankegångar innan han eller hon går vidare till mer komplexa fenomen.

I tidigare forskning som jämförde fysikexperter med fysikstudenter fann man att även om traditionellt tränade studenter ibland kan vara nästan lika duktiga som experterna på att lösa kvantitativa problem – det vill säga problem som involverar siffror som kan lösas genom att tillämpa rätt ekvation – så låg studenterna långt efter experterna när det gällde förmågan att lösa kvalitativa problem, eller problem som involverar begreppsmässiga resonemang men som inte innehåller några siffror som kan sättas in i utantillinlärda ekvationer: Varför är det till exempel varmt på sommaren och kallt på vintern? För att besvara en sådan fråga krävs inte så mycket att man behärskar siffror som att man har en klar förståelse för de begrepp som ligger till grund för vissa händelser eller processer – det vill säga goda mentala representationer.

För att hjälpa fysikstudenterna i deras klass att utveckla sådana mentala representationer utvecklade Wieman och hans medarbetare uppsättningar av klickfrågor och inlärningsuppgifter som skulle kräva att studenterna tänkte och som sedan gav dem omedelbar återkoppling för att hjälpa dem att nå de inlärningsmål som lärarna tidigare hade identifierat.

För att hjälpa dem att nå de inlärningsmål som lärarna tidigare hade identifierat.

Sluttligen strukturerades lektionerna så att studenterna skulle få möjlighet att ta itu med de olika begreppen om och om igen, och få återkoppling som identifierade deras misstag och visade hur de skulle korrigera dem. En del av feedbacken kom från studiekamrater i diskussionsgrupperna och en del från lärarna, men det viktiga var att eleverna fick omedelbara svar som talade om för dem när de gjorde något fel och hur de skulle rätta till det.

Denna omarbetade fysikklass erbjuder en färdplan för att omarbeta undervisningen enligt deliberate-practice-principerna:

• Begynna med att identifiera vad eleverna bör lära sig att göra baserat på vilka färdigheter experter behöver för att utföra sitt arbete. Målen bör vara färdigheter, inte kunskaper.
• Förstå de mentala representationer som experter använder och ge eleverna problemsituationer med återkoppling för att hjälpa dem att gradvis utveckla liknande mentala representationer. Detta innebär att man lär ut färdigheten genom att fokusera på en aspekt i taget, där varje aspekt väljs ut av läraren för att hålla eleverna utanför sin komfortzon men inte så långt ut att de inte kan bemästra det steget.
• Ge mycket upprepning och feedback; den regelbundna cykeln med att försöka, misslyckas, få feedback, försöka igen och så vidare är hur eleverna kommer att bygga upp sina mentala representationer.

På University of British Columbia har succén med Wiemans avsiktliga praktikbaserade metod för fysikundervisning lett till att många andra professorer där har följt efter. Enligt en artikel i tidskriften Science infördes under åren efter experimentet metoder med medveten praktik i nästan hundra naturvetenskapliga och matematiska klasser där med en total inskrivning av mer än trettiotusen studenter.

En omarbetning av undervisningsmetoderna med hjälp av medveten praktik skulle dramatiskt kunna öka hur snabbt och hur väl studenterna lär sig – vilket de nästan otroliga förbättringarna hos Wiemans studenter tyder på. Och genom att göra det skulle det kunna bidra till att engagera och uppmuntra de elever som känner att de inte har någon naturlig talang inom naturvetenskap och matematik, eller engelska, eller konst. Framsteg är motiverande, och det betyder att vägen till mästerskap – den väg som kan ha verkat stängd för dessa elever – nu är inom räckhåll.