Formulär och formativ bedömning

Den vanligaste frågan som jag får om Flipped Classroom är vad som händer om eleverna inte tittar på filmerna i förväg. Svaret är förstås att då går det inte så bra. För även om jag inleder lektionerna med en kort genomgång av de mest centrala delarna, blir det svårt för elever som inte har fått den teoretiska grunden genom filmen.

Instuderingsfrågor i förväg

För att säkerställa att alla elever verkligen tittar i förväg har jag börjat koppla uppgifter till filmens innehåll, som ska besvaras innan lektionen. När eleverna till exempel hade sett filmen om tal i potensform:

skulle de svara på tre frågor som alla handlade om innehållet i denna film:

Frågorna publicerar jag med hjälp av formulär i Google Drive och när eleverna hade fyllt i det fick jag automatiskt en sammanställning som visade vad varje elev svarat (namnen dolda):

Om en cell är grön har eleven svarat rätt och och är cellen vit är svaret fel. På så sätt kan jag både se att eleverna har tittat och om de har förstått innehållet.

Kommer det betygsättas?
När jag visade eleverna hur deras svar rättades automatiskt undrade de om det också skulle räknas i den slutgiltiga betygsättningen. Jag brukar svara att allt de visar kan användas till deras fördel, men att det omvända inte gäller. Samtidigt kan jag inte vara säker på vem det är som har svarat. Det kan ju vara så att en elev ringer en annan och frågar vilka alternativ som är rätt och fyller i dessa utan att sätta sig in i vare sig filmen eller frågorna. Men här någonstans måste nog det personliga ansvaret lyftas fram.

Aktiva tittare och lektionsstarten
Min tanke när jag började med dessa frågor var att påverka hur eleverna tittade på filmerna. Det är en stor skillnad mellan att bara titta passivt på en genomgång jämfört med om man är aktiv och tvingas reflektera över innehållet. Frågorna gör att eleverna går från att vara passiva mottagare till aktiva tittare, men jag får också information om hur jag ska lägga upp lektionen som följer. Sammanställningen över elevernas svar visar inte bara om eleverna har tittat utan också hur de uppfattat innehållet. Om det mesta är grönt som i sammanställningen ovan talar det om för mig att den korta genomgången som jag alltid inleder lektionerna med kan vara mycket översiktlig. Om sammanställningen däremot ser ut som den nedan måste jag börja lektionen på ett helt annat sätt:

I det här fallet hade eleverna sett en genomgång om algebraiska uttryck (t.ex x+3) och i sammanställningen kunde jag se att de flesta inte hade greppat hur man behandlar uttryck med minustecken framför parenteser (fråga 3), därför började jag lektionen med att prata mer grundligt om just detta. Däremot kunde jag se att nästan alla behärskade innehållet i fråga 2 och därför behandlade jag just detta mer översiktligt.

Formativ bedömning
I genomsnitt har 28 av 32 elever besvarat dessa frågor i förväg och den som inte har svarat får alltid frågan om vad som hänt. Men utöver att jag kan se om eleverna tittar, skvallrar sammanställningarna om hur lektionerna som följer bör planeras. Frågorna gör att eleverna tvingas reflektera samtidigt som jag får information om hur vi ska fortsätta. På detta sätt möjliggör dessa formulär formativ bedömning, vilket enligt Dylan Wiliam innebär att få bästa möjliga bevis för vad eleverna lärt sig och att sedan använda denna information för att avgöra vad som är nästa steg (Att följa lärande, s.65).

Samma prov två gånger

Många gånger har jag sett elever stå i skolans korridor och ivrigt diskutera frågor direkt efter något prov. Ofta har jag tänkt att det är just då som de lär sig allra mest - de vet vad de borde kunnat och de erövrar det i diskussioner med andra. Just denna formativa process ville jag komma åt när jag lät mina elever göra samma prov två gånger med några dagars mellanrum.

10 frågor
Själva provet handlade om induktion (hur man "gör" elektrisk ström) och bestod av 10 stycken flervalsfrågor som behandlade centrala begrepp och samband dem emellan. Ingen av frågorna var rena faktafrågor utan alla krävde att eleverna förstod de begrepp som vi jobbat med och att de kunde använda dem i obekanta situationer.

Bilden visar en av provets frågor

Vid det första provtillfället räckte det med att eleverna ringade in det alternativ som de ansåg vara det rätta. De behövde alltså inte motivera sitt val. När de svarade på samma frågor ett par dagar senare krävde jag att de också skulle ge en fullständig motivering till en av frågorna (frågan ovan). Eleverna visste dock inte i förväg vilken fråga som skulle motiveras vilket innebar att de var tvungna att förstå teorin bakom alla. Min tanke var att mellan de två proven skulle eleverna diskutera både de rätta svaren och hur man kunde motivera dessa. Dessutom ville jag kontrollera kvalitén i elevernas resonemang; vilket inte går om det bara är flervalsfrågor.

Efter det första provet
Direkt efter det första provet samlades eleverna i klungor i korridoren och diskuterade frågorna - precis som jag hoppades. Jag lät dem inte ta med sig frågorna från provet utan de var tvungna att tillsammans försöka komma ihåg både hur de formulerats och vilka svarsalternativen var. Många ville förstås att jag skulle gå igenom de rätta svaren men jag uppmanade dem att istället diskutera alternativen. Efter det andra provtillfället gick vi dock igenom varje fråga.

Resultat
Vid varje provtillfälle kunde man få maximalt 10 poäng - ett för varje rätt svar. Totalt kunde man alltså få 20 poäng om man hade alla rätt vid båda tillfällena. För att bedömas som godkänd skulle man dessutom kunna ge en godtagbar motivering på den fråga som jag valt ut. Som väntat var resultaten bättre vi det andra tillfället. I en av klasserna där 30 elever skrev provet ökade den korrekta svarsfrekvensen från 77% till 98% (antal rätta svar totalt delat med 30*10). Dessutom kunde alla ge godtagbara motiveringar till frågan om flygplanet. Några av förklaringarna var förstklassiga. Men det intressanta var kanske inte själva provresultatet utan elevernas reaktioner på upplägget:

"Provet var jättebra då man fick lära av sina egna misstag."

"Jag tycker provet var lärorikt."

"Jag märkte att jag lärde mig mest när jag fick förklara för de andra hur jag tänkte."

"Det var första gången som jag inte var stressad när jag skrev prov." 

Tankar
Innan provet berättade jag för eleverna att jag ville att de helt enkelt skulle lära sig mer genom att göra provet två gånger. Jag talade om hur jag brukade se dem stå och prata i korridoren efter prov och att vi nu skulle utnyttja styrkan i dessa diskussioner. Trots det var det några som tyckte att det kändes som att fuska. De menade att nu kunde ju alla få alla rätt, vilket i sig är en intressant kommentar som förmodligen speglar synen på prov i skolan. Men det var desto fler som direkt tyckte att pressen minskade när de visste att de skulle få en chans till om de "misslyckades" första gången. Jag tänker att det snarare handlar om tydlighet. Efter det första provet vet eleverna vad de skulle kunna och oavsett om de "lyckats" eller inte får de en möjlighet att både motivera ståndpunkter och fördjupa kunskaper i diskussioner med andra.

Flipped Classroom efter filmerna

Det finns många fördelar med inspelade föreläsningar och elever som är aktiva hela lektionen. Bara det att läraren har tid till individuell handledning talar för att fler elever borde nå längre i ett flippat klassrum. Men ändå kan man fråga sig om Flipped Classrom egentligen bara är mer av samma gamla föreläsningsmetodik förpackad i ett digitalt format. Det nya skulle i så fall vara förändringen i tid och rum då eleverna tar del av lärarens information. Om det är så har jag svårt att tro att metoden automatiskt skulle leda till en högre måluppfyllelse. För att nå dit måste även det som sedan händer på lektionerna, det eleverna gör, utvecklas.

Film hemma och jobb på lektionen
Istället för genomgångar på lektionen tittar mina elever på inspelade föreläsningar i förväg. Föreläsningarna kan närmast betraktas som instruktionsfilmer där jag till exempel går igenom hur man löser en andragradsekvation. När eleverna sedan kommer till lektionen övar de på just detta. Enkelt uttryckt kan man säga att vi bytt plats på föreläsningarna och elevernas eget arbete som tidigare ofta skedde hemma efter lektionen. Men frågan är vilket mervärde metoden kan ge; vad man som lärare gör med den lektionstid som faktiskt frigörs. Flera gånger har jag testat att spela in en film och sedan hålla samma genomgång i klassrummet. I genomsnitt tar det fyra(!) gånger så lång tid som på film - med samma innehåll. Så för mig har filmerna inneburit att vi numera hinner göra saker på lektionerna som vi sällan hann med förut.

Så jobbar vi
I fysik har vi den senaste tiden jobbat med elektromagnetism. Det är ett av mina absoluta favoritområden eftersom det finns en mängd häpnadsväckande elektromagnetiska fenomen.


Filmen visar ett elektromagnetiskt fenomen.

Innehållet i filmen är minst sagt intressant och väcker direkt frågor om hur plattan kan sväva och lampa lysa utan sladd. Problemet är bara att det krävs omfattande kunskaper om elektriska och magnetiska fält om man till fullo vill förstå dessa fenomen. Det finns helt enkelt ingen genväg och det är till exempel nödvändigt att veta hur laddade partiklar beter sig i ett magnetfält. Men istället för en teorigenomgång om detta på lektionstid spelar jag alltså in en film som eleverna tar del av innan lektionen.


Filmen beskriver bland annat det som kallas "högerhandsregeln".

Presentationen av teorin i min film är ju långt ifrån så frän som filmen med den svävande plattan och lampan. Men jag kompromissar inte. Teorin må vara snårig men belöningen ligger i att senare förstå och kunna förklara en mängd vardagliga fysikaliska fenomen. Men nu räcker det inte med att eleverna tittar på min film för att att de verkligen ska greppa innehållet. Därför startar lektionen direkt med experiment eller problemlösning, ofta med lärobokens uppgifter, där eleverna använder den teori som jag har presenterat i filmen. Det gör det också nödvändigt för eleverna att ha sett filmen i förväg.



Bilden visar en elev som löser en läroboksuppgift med hjälp av "högerhandsregeln"

 
Från reproduktion till lärande
I detta steg jobbar eleverna med uppgifter som i stort sett är en upprepning, eller varianter av det som jag har presenterat i min film. Ofta går eleverna då tillbaka och tittar på valda delar av filmen som knyter an till det problem som de för tillfället jobbar med. Genom denna färsdighetsträning gör de innehållet i min film till sitt eget. Samtidigt tänker jag att vad de faktiskt gör är att återupprepa just precis det som jag har berättat i filmen. Bokens uppgifter är ofta inte mer än ett sätt att träna sig på att göra precis det som läraren har visat. Visserligen finns det ett värde i det och det är heller inte svårt att utvärdera om eleverna kan reproducera. Men det riktigt svåra är att använda de modeller och teorier som läraren har presenterat för att förklara fenomen i en annan kontext. Då gärna vardagliga fenomen som exempelvis norrsken; aktuellt när vi jobbar med elektromagnetism.

Filmen visar norrsken - ett elektromagnetiskt fenomen.

En elev som kan förklara fenomenet norrsken med den teori som jag har visat i filmen har utan tvekan gjort något annat än att reproducera. För mig är det ett kvitto på att eleven verkligen har förstått och samtidigt tagit ett steg till och nått den högsta betygsnivån. Eller som det uttrycks i kunskapskraven för betyget A:

"Eleven identifierar, analyserar och löser komplexa problem i bekanta och nya situationer..." 

För att uttrycka det annorlunda - eleven använder det de lärt sig i skolan för att förstå och förklara något utanför skolan. Samtidigt är det ytterst få elever som klarar att ta detta steg av sig själva. Därför är det viktigt att alla får hjälp med att lära sig just det på lektionstid. Det innebär att jag som lärare nu måste byta fokus från att undervisa till att lära elever att lära sig. Men det räcker inte med att ge frågan om hur norrsken uppstår till eleverna. Det som händer då är att de direkt bollar tillbaka frågan till mig. Det är helt enkelt svårt att koppla ihop teorin om laddade partiklar i magnetfält med norrsken. Inte nog med det, om jag som lärare då börjar förklara är jag tillbaka i undervisandet!

Att lära elever att lära sig
Eric Mazur, professor i fysik på Harvard, har utvecklat en metod för att komma åt och utveckla elevernas lärande. Metoden kallas Peer Instruction och innebär att eleverna hjälper varandra att ta språnget från en bekant till en ny kontext. Många av mina elever har sagt att det var först när vi adderade denna metod till den klassiska problemlösningen som de verkligen förstod fysiken. Jag ska i ett senare blogginlägg beskriva mer i detalj hur vi jobbar med Peer Instruction. Men för att ge en översikt ska jag gå tillbaka till exemplet med norrsken.

Jordens magnetfält och Peer Instruction
Norrsken har sin förklaring i de laddade partiklar som från rymden kommer in i jordens atmosfär. Att det sedan bara uppstår norrsken vid nord- och sydpolen har med jordens magnetfält att göra. Detta innebär att fenomenet handlar om laddade partiklar i magnetfält - som eleverna just har jobbat med. Men nu ska teorierna överföras till ett nytt sammanhang. Därför får eleverna följande fråga att fundera på:

Frågan projiceras på OH-duk.


Första steget i Peer Instruction innebär att eleverna först ska fundera på frågan enskilt och svara vad de tror är rätt alternativ med hjälp av mentometerknappar. Innan dess har jag varit noggrann med att de ska försöka använda de teorier och modeller som vi för tillfället jobbar med. Allt eftersom eleverna trycker på sina mentometrar ser jag hur deras svar fördelas på min egen dator och när alla (30 st) har svarat stoppar jag frågan.

Svarsfördelningen när eleverna hade funderat enskilt.

I det här fallet är A det korrekta alternativet, vilket 36% valde. Om färre än 30% väljer rätt alternativ stannar jag upp och ger eleverna ledtrådar. Men i det här fallet fick de genast gå vidare till steg nummer 2 som innebär att de ska hitta någon som har svarat annorlunda och försöka övertyga denna om att det egna svaret är korrekt - Peer Instruction. Under denna stund går jag runt i klassrummet och lyssnar, stöttar och utmanar. När eleverna har diskuterat en stund öppnar jag frågan igen och ber eleverna att svara vad de nu tror är rätt alternativ. Just denna gång såg det ut så här när alla hade svarat:

Svarsfördelningen efter elevernas diskussion.


Som diagrammen visar är det fler som har valt rätt alternativ nu. Samtidigt vet jag inte varför eleverna "röstar" som de gör. De kanske har valt rätt utan att förstå varför. Det gör att det sista steget, förutom att 33% fortfarande har fel, är av yttersta vikt - ta upp frågan i helklass.

Att förklara för alla
I det här läget vet inte klassen vilket alternativ som är det rätta men jag brukar visa dem hur svarsfördelningen har förändrats. Samtidigt ber jag någon argumentera för sitt svar inför hela klassen. Ofta är det dock betydligt fler som vill förklara hur de har tänkt om jag först säger att A är det korrekta alternativet. I det här skedet är det visserligen bara ett fåtal som får prata, men alla har dessförinnan fått utveckla sina tankar i mindre grupper. Det hela avslutas när någon eller några elever har fått ihop en heltäckande förklaring. Just detta problem är konstruerat så att steget till att nu förklara norrskenet är möjligt att ta eftersom de hör ihop. Men hela poängen är att eleverna själva, eller egentligen tillsammans, nu har tränat på att ta steget från tillrättalagda situationer till en ny kontext.

Flipped Classroom - en förutsättning
Peer Instruction var något som jag jobbade med även innan jag flippade mitt klassrum. Men tiden räckte aldrig till för att det skulle ge någon större utväxling. En förutsättning för att det ska vara meningsfullt är att eleverna först har något väl förankrat att utgå ifrån när de jobbar med frågor i ett nytt sammanhang. Tidigare hann vi aldrig förbereda oss tillräckligt för att komma dit. Det mesta av lektionstiden gick åt till mina genomgångar. Numera, med filmade genomgångar, har vi tid att ett både lägga en grund, ta steget vidare och ge oss ut på djupet. För mig har Flipped Classroom varit en förutsättning för att utveckla det som händer på lektionerna.

Formativ bedömning av en laborationsrapport

Tidigare har jag låtit eleverna skriva någon form av redogörelse efter i stort sett varje laborationstillfälle. Dessa rapporter har varit av mycket skiftande kvalitet och det har varit svårt att få eleverna att skriva riktigt bra rapporter. Därför bestämde jag mig i höstas för att jobba mer formativt med detta moment i fysiken.

Gröna Lund
I september 2011 deltog 3 av mina klasser från naturprogrammet i Fysik på GRÖNA LUND. Detta är en fysikdag som arrangeras i samarbete mellan Gröna Lund och Nationellt Resurscentrum för Fysik där syftet är att väcka intresse för och verklighetsförankra fysiken. Mina elever fick i uppgift att ta reda på vilken hastighet attraktionen fritt fall kommer upp i med hjälp av två olika oberoende metoder och sedan jämföra och värdera resultaten.

Planering
Innan besöket planerade eleverna hur de skulle gå till väga för att mäta och beräkna hastigheten. Till sin hjälp på Gröna Lund skulle de ha en linjal (1m) och ett stoppur. De fick även titta på den matris som jag skulle komma att använda för att bedöma deras arbete.


Bilden visar bedömningsmatrisen

Formativ bedömning
Innan eleverna började skriva sina rapporter gick vi igenom hur man behandlar mätdata och vad en laborationsrapport ska innehålla. Sedan bestämde vi ett datum när deras rapporter skulle vara inlämnade. Tanken var att eleverna skulle få feedback på ett första utkast och sedan få ca två veckor på sig att förbättra rapporterna. Det andra datumet var en deadline. Lämnade man inte in en förbättrad rapport innan detta datum gällde den första bedömningen. I och med detta blev min första bedömning rent formativ - den styrde hur eleverna sedan arbetade vidare med sina utkast.


Bilden visar ett utdrag ur en elevs första utkast

I stort sett alla elever tog chansen att jobba vidare med sina rapporter när de visste vad som behövde göras för att den skulle bli ännu bättre. Nu var det även uppenbart att tillgången till bedömningsmatrisen styrde det fortsatta arbetet.


Bilden visar samma avsnitt vid andra inlämningstillfället

De första utkasten som lämnades in liknade de rapporter som eleverna tidigare skrev i samband med laborationer. Även då brukade jag skriva kommentarer om hur de kunde förbättra sina redogörelser till nästa gång, men det var först när de fick chansen att jobba vidare med samma rapport som den förbättringen också skedde. De färdiga rapporterna var av en helt annan kvalitet än vad eleverna tidigare åstadkommit.

Personliga tankar
När jag läser det jag skrivit känns det så banalt på något sätt. Det är väl självklart att eleverna presterar på en högre nivå när de får feedback på och chans att förbättra det de gjort. Det gör att jag blir osäker och tänker att alla andra redan jobbar på det här sättet. Gör de det? Är det bara jag som har missat det här och nu levererar en riktigt hästspark genom en av skolans mest vidöppna dörrar? Hur det än är med den saken kan jag konstatera att jag har lärt mig något nytt genom att stanna upp och jobba vidare med elevernas resultat istället för att direkt bokföra dem och gå vidare med nya uppgifter.

En filmad fysiklektion

Pedagog Stockholm är en webbplats som Utbildningsförvaltningen i Stockholm har skapat för att sprida det som är på gång inom skolområdet. Tanken är att man som lärare ska få reda på aktuella kurser, seminarier, utvecklingsprojekt och reformer. Men man dokumenterar även saker som händer på enskilda skolor för att inspirera andra lärare. För ett par veckor sedan filmade Pelle från Pedagog Stockholm en av mina lektioner i fysik då jag använder ett digitalt responssystem. Så här såg det ut:

Youtube och formativ bedömning i fysik

Fysik - en massa formler
Många elever upplever att fysik bara handlar om en massa formler och räknande. På ett sätt kan man hålla med om det. Tittar man i en lärobok i fysik så är det lätt att uppfatta ämnet på just det sättet. Ett typiskt sätt att låta elever jobba med fysik är dessutom att de löser uppgifter av typen:

• En luftmassa med volymen 1200 m3, trycket 101,1 kPa och temperaturen 15 grader C rör sig vertikalt uppåt. Trycket sjunker till 80,0 kPa, och temperaturen sjunker till -3,0 grader C. Beräkna den nya volymen för luftmassan.

Uppgiften är hämtad från en av de mest använda läroböckerna i fysik på gymnasiet. Problemet med den här typen av uppgifter, förutom att de är tråkiga, är att de knappast hjälper eleverna att förstå innebörden av och sambanden mellan fysikens begrepp. Har man en formelsamling och den minsta känsla för algebra kan man lätt lösa problemet utan att ha en aning om vad man egentligen har beräknat. Det enda som blir intressant är om man får "rätt svar" i förhållande till lärobokens facit. Så även om det är viktigt att jobba med och lösa bokens uppgifter så är det i sig ingen garanti för att eleverna förstår vad de gör. Här erbjuder Youtube en aldrig sinande källa med filmer som kan vara ett intressant komplement.

Hur kommer det sig att tunnan imploderar?



Det är ett intressant problem ur flera aspekter. Till att börja med framkallar filmen i sig spontana frågor. Det första man undrar efter att ha sett filmen är varför tunnan knycklas ihop. Vidare får man ingen mer information än det man ser med egna ögon. Inga mätetal eller annat som kan ge ledtrådar till vilken formel som är lämplig att använda. Istället består problemet i att välja en ansats (energiprincipen, jämvikt, F=ma etc.) som man tror kan förklara skeendet. Just detta är något som elever behöver träna på. Många efterfrågar "siffror" för att kunna "räkna ut" vad som händer med tunnan och har då ingen aning om vad de ska göra när den informationen saknas. De har uppfattningen att formler är något man använder när man har siffror.

Formativ bedömning
En fördel med bokens räkneuppgifter är att de är lätta att bedöma. Eleven kan på ett snabbt sätt få återkoppling på om de har tänkt rätt genom att titta i bokens facit. Däremot är det svårt att använda sig av formativ bedömning när eleverna löser problem av bokens karaktär. Till detta fungerar dock Youtubeproblem alldeles utmärkt. Viktigt är då att visa för eleverna både vilka förmågor de ska utveckla och hur det kommer att bedömas när de förklarar vad som händer i filmen. Vill man nå ett högt betyg räcker det inte att säga att: "tunnan knycklas ihop för att trycket i tunnan sjunker när den stoppas i vattnet", även om det också stämmer. Vid bedömning av elevernas lösningar har jag använt mig av följande matris (klicka på bilden):


Bilden visar en matris för bedömning av problemlösning i fysik

Min erfarenhet är att så länge man är tydlig med bedömningen är eleverna villiga att prova nytt. Och förutom att matrisen visar bedömningskriterier så ger den mig en möjlighet att i detalj kunna peka på förbättringsområden. Till exempel är det inte alls så lätt att helt korrekt beskriva ett problem som man läst eller sett på film med en bild. Men detta i sig är en förmåga, att hoppa mellan olika representationsformer, som är viktig att öva på. Men det räcker inte med att ge eleverna en matris för att de ska veta hur de ska gå tillväga. Man måste också visa konkreta exempel på hur en lösning kan se ut.

Ett exempel på en "Excellent" lösning

Bilden visar en förklaring till Youtubefilmen ovan

Min bestämda uppfattning är att en elev inte kan prestera en lösning av det här slaget om hon inte vet vad hon gör. En räkneuppgift av bokens karaktär kan man däremot lösa utan att veta vad man gör - "trixa" lite med formler så trillar svaret ut. Matrisen erbjuder dessutom en struktur för hur man kan gå tillväga när man resonerar sig fram till en förklaring av ett fysikalsikt problem.