Kognitiv deltakelse: Problemløsing og bearbeiding

man skal bygge opp et resultat ut fra sånne tanker…

billedtanker… Vi har egentlig ikke hatt sånne spesiel-le designtegninger, men det er litt mer sånn… bank, bank, bank – og der trenger vi enda én… (Elevpre-sentasjon Gruppe 2, Vindmølleuka)

Verkstedet kan altså beskrives som et rom fylt av til dels sterke og distraherende sanseinntrykk. Men samti-dig innehar rommets tematiske enhet en fokuserende kraft; alle gjenstander og all aktivitet her er rettet mot å finne praktiske løsninger på virkelige problemer:

Snorre: Her har dere eksempler på noen ulike turbi-ner [viser frem bilder]. Den første utfordringa er å bli enige om design. […] Og så må dere huske at det dere skal sage dette ut av, når dere tegner denne profilen, så må dere huske at det blir buet fordi dere skjærer det ut av et rør. Ikke sant? Og ikke lag ving-ene for smale. Pass også på at det er et festepunkt innerst som ikke er for bredt og ikke for smalt – hvis det blir for bredt blir det vanskelig å få plass til vingene […], så tenk på størrelsen på navet når dere lager enden på turbinbladene. (Innledning Dag 2, Vindmølleuka)

I Vindmølleuka møtte elevene kognitive utfordringer både i det praktiske problemløsingsarbeidet, i «rolles-pillet» med de ulike gruppeutfordringene, og i gjennom-gangen av ny og til dels tung teori fra fysikk, matema-tikk og samfunnsfag. Koblingen mellom fysikkteori og praktisk turbinkonstruksjon er krevende, men mange av elevene greide dette bra og kunne bruke ervervet tek-nisk innsikt til å forklare teoretiske problemer. Vidar formulerte seg for eksempel som følger når han skulle forklare at vingeprofilene ikke kan være symmetriske hvis de skal rotere når vinden treffer rett på:

Vidar: Den første vingen vi lagde var veldig usym-metrisk for at da vil vinden komme fra… eh, dytte vindmølla én vei. […] Hvis den hadde vært symmet-risk så ville den ha strevd med å finne ut hvilken vei

Kognisjonsdomenets aktivitetsområder:

Til kognisjonsdomenet har jeg assosiert disse aktivi-tetsområdene: tenkning, perspektivering og kritisk refleksjon. Tenkningen forbinder jeg med abstrahe-ring, logiske resonnementer og matematiske operas-joner. Perspektivering forstår jeg som utvikling av ulike scenarier i problemløsing, samt analytisk og syntetisk argumentasjon. Kritisk tenking handler om å vurdere scenarier, forstå hvordan elementer avheng-er av hvavheng-erandre i en større sammenheng, og på bak-grunn av dette evne å fatte beslutninger.

den skulle snurre. (Elevpresentasjon Gruppe 2, Vindmølleuka)

Andre slet mer med å forstå teorien, og særlig når vi arbeidet med formler og algebraiske uttrykk. Da jeg – steg for steg – utledet en formel for energien i en luft-sylinder med hastigheten 10 m/s og radius 45 cm som passerer et tverrsnitt, merket jeg at det gikk litt for fort:

Snorre: Hvor mange har ramla av nå? Du har ramla av – hvor var det du ramla av? Var det her? Det jeg har gjort her, det er at bare at jeg har satt inn dette i stedet for denne m’en – ser dere det?

Gutt: Da… nå skjønte jeg det!

Snorre: Skjønte dere det? Fint! Er det flere som har spørsmål? Nei? Og så skal vi bruke denne også – nå skal vi uttrykke volumet ved hjelp av sidene i sylinde-ren…

(Innledning Dag 4, Vindmølleuka)

Men selv om jeg stoppet opp et øyeblikk her, tviler jeg på at jeg hadde fått med meg alle idet jeg gikk videre.

Lærer 1 påpekte også i intervjuet etterpå at jeg hadde lagt lista litt vel høyt i en del sammenhenger:

Lærer 1: Det som jeg ser som noen falt av på i selve Vindmølleuka, er dette med sjongleringen mellom enheter… Altså, det er de aller, aller flinkeste som skjønner hvilken nytte det er å tenke enheter i for-hold til å forstå hva som skjer… Altså, meter per se-kund – «ja, det er meter per sese-kund, da tar du strekning delt på tid» – ikke sant? (Lærerintervju, Vindmølleuka)

Jeg spurte da om læreren trodde det hadde vært mulig å få alle elevene til å beherske slik algebraisk formel-sjonglering i løpet av ei uke. Til dette svarte hun at hvis

vi hadde brukt hele uka på bare dét, med «masse konkretisering, masse biler og sykler, og syklet og målt», så kunne det nok gått. Ikke desto mindre syntes de det var bra at de mest teoristerke fikk møte noe å bryne seg på:

Lærer 1: [Vemund], som er veldig god i matematikk, moren har sendt en mail og… så fornøyd! Og [Ve-mund] var så fornøyd – han hadde skjønt matten, ik-ke sant…

Lærer 2: Og sånn var det med [Vincent] også, egent-lig. [Han] har ikke nok utfordringer i mattetimene.

[…] Det var morsomt for dem å se at de kan bruke den kunnskapen de har og de evnene de har til litt vanskelige ting.

(Lærerintervju, Vindmølleuka)

I løpet av Vindmølleuka mottok Kirsti Jegstad (som hadde kommunisert med elevenes foreldre for å få innhentet samtykke til intervju og datainnsamling) føl-gende epost fra moren til Vemund:

Mor til Vemund: [Min sønn] er veldig inspirert og engasjert over hvordan han får brukt kunnskap og

håndlag denne uka. Han sprudler og forteller masse hjemme. Kjempetakk, sånn har jeg ikke sett han eng-asjert i skoleting før! […] P.S. Han sa også at det var en innledning der man snakket om noe som skulle være for krevende for de å følge med på, men han strålte over å ha forstått beregningene og bak-grunnskunnskapen for vindmølleprinsippet. Flott!

(Utdrag av epost til Kirsti Jegstad)

Vemund var tydeligvis en av de som hadde stort utbytte av uka, både faglig og personlig. Det at han forteller hjemme om undervisningen er et uttrykk for dette, og samtidig i seg selv en kognitiv bearbeiding av opplevel-sen. Moren trekker altså frem at han fått brukt både kunnskap og håndlag i gruppeutfordringene, og at han i tillegg har greid å følge med på de til dels svært avan-serte fysiske og matematiske argumentene som jeg gjennomgikk i mine forelesninger.

Da Jegstad intervjuet elevene i etterkant av uka, kunne Vincent stolt opplyse om at «Jeg fant ut at vi trenger 1407 sånne 2,6 volts vindmøller for å bruke en hårføner som er 2000 W i ett kvarter» (Elevintervju, Vind-mølleuka).²⁹ Vetle fortalte i samme intervju at han had-de regnet ut at en gjennomsnittsfamilie i Manta i Ecua-dor, der Gruppe 2 planla å bosette seg, hadde et årlig elektrisitetsforbruk som lå på 1/15 av det hans familie her i Norge bruke.³⁰

29 Faktasjekk: Dette innebærer altså et energiforbruk på 500 Wh, og hvis han har regnet med at vindmøllene produserer 2,6 V i en time trenger han at de leverer en strøm på 137 mA – hvilket ikke er urimelig (turbinene våre produserte opp mot 150 mA). Dersom turbinene skulle levert 2000 W direkte til hårføneren måtte imid-lertid strømmen vært på hele 769 mA.

30 Faktasjekk: Dette var ikke tall jeg hadde gitt ham, men på Ver-densbankens nettsider oppgis gjennomsnittstallene for Norge og

Alle disse tre guttene – Vemund, Vetle og Vincent – gir uttrykk for å aktivt ha deltatt kognitivt i læringsarbeidet gjennom uka.

Samtidig jeg ser jeg klart at jeg samlet sett overvurder-te elevgruppa i deler av undervisningsopplegget, både med hensyn til modenhet og kunnskapsnivå. «Jeg har behandlet dem som videregåendeskoleelever», sa jeg i lærerintervjuet, med snev av resignert anger i stem-men. Men da kontret Lærer 1:

Lærer 1: Men det er ikke sikkert det er så dumt, vet du […]. Hvis du gir dem litt høyere forventninger enn det de klarer, så får de noe å strekke seg etter. […]

Her er det en lav inngangsterskel, alle har kunnet være med – alle har fått en utfordring, og det har vært lett å tilpasse oppover. Og det er den veien til-pasningen bør skje – ikke nedover. Og derfor… sånn synes jeg dette har vært et veldig godt opplegg.

(Lærerintervju, Vindmølleuka)

Ellers var jeg i de teoretiske innledningene nøye med å bruke David MacKays hovedgrep fra læreboka Sustai-nable energy without the hot air – det å holde seg til

«meaningful numbers and facts» (MacKay, 2009, s. 3-4). Dette betyr blant annet å bruke enheter som energi per dag per person (i stedet for aggregerte enheter for en hel nasjon over et helt år) når det er snakk om ener-giforbruk. Et slikt grep gjør tallene lettere å forstå, og det virker forpliktende – mitt bidrag teller!

I vår artikkel om undervisningsopplegget (Jegstad &

Nordal, 2012) konkluderte ellers jeg og Kirsti med at

Ecuador er henholdsvis 23 174 kWh og 1 192 kWh (altså et forhold på 19:1), så beregningen hans ser ut til å kunne stemme.

Vindmølleuka burde kunne bli en god læringsarena for øving av UBU-kompetanser knyttet til kritisk tenkning.

«Education should learn people to think for them-selves», skriver Darin Saul (2000, s. 7). I innledninga mi stoppet jeg på et tidspunkt opp og kom med følgende tankestrek til elevene:

Snorre: Synes dere at jeg er litt skeiv i fremstillinga mi? Det er helt lov å synes det. Hvis dere vil, så kan dere ta opp dette i presentasjonen deres: Er det fak-tisk riktig at det er så ille som jeg påstår? ER det rik-tig at vi som barn i Norge skal ta ansvar for denne utviklinga? (Innledning, Dag 1)

Teori og praksis! Til venstre: Påbegynt turbinnav med nøyak-tig hensatte festepunkter for fire vinger. Til høyre: Compu-tergenerert skisse til optimalisert vingeprofil (bilde fra elev-presentasjon).

Likevel kunne jeg nok gjennom uka vært enda flinkere til å stimulere elevene til å drive kritisk refleksjon – blant annet overfor mine til tider politisk ladede innlegg. I lærerintervjuet reflekterte jeg over dette:

Snorre: Samtidig kunne det også vært interessant å spurt dem på slutten av uka […]: «Ja, nå har vi brukt ei uke på å hjernevaske dere. Hva synes dere om det?» For det er klart at… det er… propaganda på mange måter det… det de fikk servert der, altså…

[…] Som referanse til dette med kritisk tenkning da…

så er det klart at de må jo absolutt gjerne rette det blikket mot oss også. (Lærerintervju, Vindmølleuka) Kirsti noterte i sin observasjonslogg fra min innledning Dag 1: «Ganske normativt – litt skremselspropaganda».

Lærerne syntes imidlertid ikke at dette hadde vært pro-pagandapreget. Lærer 1 understreket samtidig betyd-ningen av å fremstå som en tydelig meningsbærer overfor elevene – ved siden av rollen som formidler og veileder:

Lærer 1: Som lærer er det viktig å være veldig tydelig på hva DU synes er riktig og feil, for da kan de ta stilling til det du sier. Det er noen som mener at læ-rerne skal være verdinøytrale – det er jeg veldig uenig i. (Lærerintervju, Vindmølleuka)

Det jeg anser som den største svakheten i den gjen-nomførte Vindmølleuka, er at jeg ikke i tilstrekkelig grad fikk elevene til å bearbeide sin kognitive deltakelse. Det ble som jeg har vært inne på for lite fokus på språklig bearbeiding og skriftliggjøring, og jeg brukte blant annet for lite tid på å, gjennom uka, følge opp læringsmål slik de var nedfelt i stillingsbeskrivelsene. Men dersom vi skulle fått tid til dette, måtte jeg nok ha tatt ut enkelte elementer – eller flyttet dem til for- og etterarbeid.

«Da de begynte å bygge så var alt det andre glemt», sa Lærer 2 i intervjuet, og viste til at praktiske beskjeder så vel som faglig teoristoff lett druknet når elevene kom inn i handlingsmodus. Kirsti anførte noen liknende re-fleksjoner i sin logg:

Kirsti: Dette var en veldig vellykket uke ved at andre typer elever fikk stråle litt gjennom å gjøre praktiske ting. Jeg tror også at de fleste lærte mye av fysikken

bak. Samtidig var det litt lite tid til refleksjon. […]

Dette var litt fordi det var mange ting på program-met, men også litt på grunn av elevenes forvent-ninger. De var veldig klare for å bygge, men ikke så klare for å reflektere og lære fag. (Kirstis observa-sjonslogg, Vindmølleuka)

Det var varierende hvor langt gruppene gikk inn i «sjøl-bergingsutfordringen»; mens noen jobbet med utford-ringen på største alvor og i nettevalueutford-ringen gav ut-trykk for at de syntes dette var både spennende og lærerikt, var det andre som lot til å synes dette var unødvendig og litt teit staffasje – det var kommet for å bygge vindmøller, ikke leke rollespill. Som lærerne be-merket i intervjuet – de mindre politisk bevisste av elevene som tok nok ikke helt på alvor oppfordringen om å bruke prosjektet og presentasjonen til å vurdere kritisk sitt eget forbruk og sine fremtidsplaner:

Lærer 1: Det var veldig bra det foredraget som var her for lærerne. Det var kjempebra.

Lærer 2: Mmm. De var veldig flinke.

Lærer 1: Men jeg tenker også det at retningen på framføringen, den kan gå forskjellige veier. Det kan være en retning som er at du dokumenterer en pro-sess og sier noe om propro-sessen. Og så kan det være en som er kanskje mer politisk rettet, ikke sant; og så kan det være en som er mer sånn geografisk ret-tet. [Men] jeg tror kanskje ikke de klarer alt med den tidsbegrensningen som var. Man må ta noen valgt, og kanskje ha litt mer styrt,,, det som jeg tenker… styrt refleksjon.

(Lærerintervju, Vindmølleuka)

Tenkning, perspektivering og kritisk refleksjon er altså de tre aktivitetsområdene jeg knytter til deltakelses-domenet kognisjon i analysematrisen min. Tabell 13

nedenfor indikerer i hvilken grad disse ble involvert i Vindmølleuka:

Tenkningen ble i Vindmølleuka utfordret gjennom både forelesningene mine, det praktiske arbeidet og de teo-retiske gruppeutfordringene. Jeg forventet at elevene skulle forstå likningsmanipulasjon og matematiske be-regninger, elektromagnetiske, mekaniske og aero-dynamiske problemstillinger, og økonomiske og sam-funnsøkonomiske argumenter som jeg gjennomgikk på tavla. I arbeidet med vindmøllene måtte de blant annet beregne materialbruk og finne designmessige løsninger som fungerte – noe som medførte flere runder med revisjoner og forbedringer. Videre måtte de altså regne mye på elektrisitetsforbruk (både nåværende og frem-tidig), og de måtte anvende og manipulere formler for teoretisk og faktisk effekt levert fra vindturbinen, og bruke vinddata til å estimere årlig elektrisitets-produksjon på det valgte bostedet.

Elevene ble også i noen grad utfordret til å drive kogni-tiv perspekkogni-tivbevegelse i Vindmølleuka. Perspekkogni-tivering spiller inn når de skal gå inn i og fylle ulike roller i rolle-spillet, og det er også et viktig element i både romlig problemløsing og algebraisk manipulasjon.

Jeg la opp til at elevene skulle bedrive mye kritisk re-fleksjon gjennom Vindmølleuka – kanskje i meste laget.

Jeg hadde et ønske om å bevisstgjøre elevene om eget energiforbruk og stimulere dem til kritisk tenkning omkring menneskehetens miljøutfordringer. Mitt håp var at særlig vitenskapsjournalistene og miljøvernmini-strene skulle initiere og drive frem diskusjoner i grup-pene. Men, som Kirsti så riktig påpekte i

Lærerinterv-juet; elevene var ikke kommet til verkstedet for å disku-tere og reflekdisku-tere – de var kommet for å bygge:

Kirsti: […] Nå var det på en måte meningen at de skulle reflektere, kanskje mens de jobbet… […] Men det de tenkte på, når de skulle bygge tårnet, så tenk-te de på å bygge tårnet. (Lærerintenk-tervju, Vindmølleu-ka)

Donald Schön skriver i sitt klassiske verk The Reflective Practitioner (Schön, 1995) om forskjellen på reflecting-in-action og reflecting-on-action. Det krever trening og avansert mestring å anta et reflekterende metaper-spektiv når man står i en praktisk situasjon. For å kom-me til kognitiv selviakttagelse knyttet til denne typen oppgave vil det være en fordel for utrente elever å få betrakte oppgaven på litt avstand. Optimalt sett burde jeg med andre ord hatt et etterarbeid til Vindmølleuka, hvor elevene kunne fått anledning til å bearbeide og

reflektere over de erfaringene de hadde gjort seg i verkstedet.

In document Åpenbaringsrom : rom for deltakelse i realfagsundervisningen (sider 180-185)