Gi rom for skapende læring

  Beregninger og simulering tilbyr studentene flere veier inn i forståelsen, og åpner for gode undervisningsformer som ikke tidligere har vært like egnet for bruk innen høyere naturvitenskapelig utdanning. Med utgangspunkt i vår medvirkning til Læringsassistentseminarene ved fakultetet reflekterer vi i denne teksten omkring hvordan vi best kan dra nytte av disse mulighetene i undervisningen vår.

Bildet kan inneholde: håndskrift, tavle, font, rektangel, skrive.

Bokstavene på dette bildet er laget med en algoritme som kan generere tilfeldige trær. Antallet greiner på treet kan gis en øvre grense. Ved å lete gjennom en hel masse slike trær er det mulig å plukke ut de som ligner mest mulig på bokstaver når de har få greiner, og fra dette sette sammen et alfabet. Resultatet blir bokstaver som potensielt kan forgreine seg, og vokse til kompliserte trær.

“Jeg kan ikke forstå det jeg ikke kan skape” stod det (parafrasert) skrevet på Richard Feynmans dypgrønne kritt-tavle etter hans død i 1988. Personlig var Feynman en ivrig bongotrommespiller, men vi kjenner han best for sine mange uvurderlige bidrag til vår forståelse av naturen. Hans fengslende formidlingsevne og brennende nysgjerrighet for det ukjente har inspirert mennesker i flere tiår.

Kunnskap gjennom å skape

Ofte tolkes sitatet på tavla hans som en illustrasjon på hvordan teoretiske modeller gir oss innsikt i naturen. Samtidig ligger det gjemt en ekstra skatt i disse ordene; en dyp anerkjennelse av betydningen av kreativitet innen naturvitenskapene. 

Selv om kreativitet sjeldent kan vektlegges som en vei til forståelse i laveregradsstudiene, er den tydelig tilstedeværende på mastergrad. Den er faktisk helt nødvendig. Innen en doktorgrad og forskning generelt er kreative evner en fullstendig avgjørende forutsetning for å lykkes. Som universitet kan vi ikke produsere ny kunnskap uten å være nyskapende gjennom kreativ tankegang og vilje til å bevege oss inn i ukjent terreng.

Skapende læringsaktiviteter på lavere nivå: er det mulig?

Men hvis nytenkning og kreativitet er nøkkelen til å produsere ny innsikt, hvorfor er ikke skapende læringsaktiviteter en sentral del av utdannelsen på lavere nivå? Muligens skyldes dette rett og slett at mengden kunnskap, forståelse, ferdigheter og holdninger en student skal tilegne seg i løpet av en naturvitenskapelig bachelorgrad er for enorm. Vi har verken tid eller rom for å la studentene oppdage og skape all kunnskapen selv - til det er studietiden for kort og omfanget for stort. Enkelte løsninger må studentene bare rett og slett få servert i tilpassede porsjonspakninger, regneferdigheter og grunnkunnskaper må øves inn, og i mange tilfeller må vi hjelpe studentene å skille ut relevant informasjon ved å styre søkelyset for dem. Dette vitner om hvor dypt menneskelig nysgjerrighet har dratt oss inn i vår utforskning av det ukjente; hundrevis av menneskers eurekaer må læres til hver eneste student. Grunnmuren må bygges i studietiden, slik at våre studenter kan trenge enda dypere inn i vår forståelse av naturen.

Beregninger og simuleringer

MatNat har vært verdensledende på å gi sine studenter en kortere vei til forskningsfronten og gi rom for å oppdage naturvitenskapen slik den umulig kan oppleves med kritt på tavle - gjennom beregninger og simuleringer. Det siste tiårets satsning på integrasjon av beregninger i grunnemnene ved fakultetet har vært banebrytende i undervisningssammenheng, og gir oss nå en gyllen anledning til å inkludere mer skapende læringsmetoder i grunnutdanningene våre. Programmering og simulering er skapende aktiviteter, hvor muligheten for å realisere alle tenkelige problemstillinger kan inspirere til nysgjerrighet og utforskning, og åpner dermed opp et større rom for kreativitet enn hva vi tradisjonelt har hatt i undervisningen. 

Denne innføringen av programmering gjennom simuleringer og beregninger gir oss et nytt tenkeverktøy til bruk i problemløsning, og omtales ofte som “computational thinking” (CT). På norsk oversettes gjerne CT til “algoritmetenkning”, men beregninger er også mer enn algoritmer. I samspillet mellom matematikk, modellering, teori og eksperiment, formes studentenes tenkemåter. De kan lære seg å se verden i lys av ligninger og andre abstraksjoner, og de kan bygge opp intuisjon gjennom observasjoner og eksempler i litteraturen. Innen objektorientert programmering atomiseres gjerne forståelse og kunnskap til instanser av klasser - nesten som håndfaste objekter som kan veies, måles, vendes og vris på. Ved å skape slike objekter som oppfører seg i samsvar med fenomener i naturen, tilegner studentene seg en dypere forståelse for hvordan naturen fungerer. Kunnskap de har skapt selv glemmer de neppe med det første.

Læringsassistent-programmet er et av våre viktigste verktøy for å nå ut til, inspirere og engasjere nye studenter, samt forme gruppeundervisningen ved fakultetet. De to siste semestrene har CT vært et sentralt tema i opplæringen av læringsassistenter og gruppelærere. Vi har forsøkt å se innsatsen mot beregninger og programmering innen ulike STEM-disipliner i et CT-perspektiv, for å belyse hvilke ekstra dimensjoner dette bringer inn i ulike emner. Dette er et nyttig perspektiv for underviserne våre, fordi det gir innsikt i hvordan disse metodene styrker studentenes forståelse og læringsutbytte. I tillegg gir det læringsassistentene inspirasjon og ideer til hvordan man kan integrere slik metodikk i sin egen undervisning på en hensiktsmessig måte.

Beregninger og programmering tilbyr flere og supplerende veier inn i forståelsen, gjør veien fra teori til eksperiment kortere og bringer forskningsfronten nærmere. Slik sett har satsingen på beregninger styrket undervisningen vår på en rekke fronter.

Kreativitet i beregninger og simuleringer!

Kanskje er tiden nå moden for å gå et skritt lenger; å tilføre mer kreativitet i måten studentene benytter beregninger og simuleringer på. Dette er av natur studentaktive læringsformer. Vi kan finne rom for mer gruppearbeid, forskningsrelevante problemstillinger, elementer av mappevurdering og porteføljebygging, presentasjonsteknikk og prosjektarbeid. En slik innsats vil kreve at vi tenker nøye gjennom hvordan vi strukturerer undervisningen, hvilket rom vi gir for utforskning, hvordan vi evaluerer studentenes arbeider, og hvordan vi utformer problemstillinger. 

Mer rom for skapende læring i grunneemnene kan bane vei for fremtidens kreative og selvstendige problemløsere, gjør utdanningen mer attraktiv for flere, og kan gi studentene et bedre grunnlag for senere studier og arbeidsliv.

Av Audun Skau Hansen, Wanja Paulsen
Publisert 14. juni 2021 09:08 - Sist endret 14. juni 2021 09:36
About-image

Denne bloggen

Professor Steven Ray Wilson er utdanningsleder på Kjemisk Institutt, Universitetet i Oslo. Steven er veldig glad i jobben sin, da han får samarbeide med engasjerte studenter og verdensledende forskere, alt på en gang. Steven er også en prisvinnende foreleser, og spiller i rockeband på fritiden.