Problemlösning gör barn bättre på matte

Det brukade vara täta skott mellan lärare och hjärnforskare men på senare tid har neurovetenskapen och skolan närmat sig varandra. Förhoppningen är att man genom den nya forskningsgrenen educational neuroscience ska kunna kombinera forskning och praktik för att hitta nya metoder att lära ut. Och här i Sverige undersöker man i ett tvärvetenskapligt samarbete vid Umeå universitet vad som händer i hjärnan hos elever som löser matteproblem.

– Vi har vetat länge att många elever har problem med matten, säger Johan Lithner, som är professor i matematikdidaktik.

– De har svårt att lära sig, att komma ihåg och de tycker att det är tråkigt.

Undervisningen bygger på upprepning

Orsaken, menar Johan Lithner, kan faktiskt vara själva undervisningen, som ofta helt bygger på upprepning av färdiga metoder.

– Det är lätt att undervisa i matte på det här sättet. Jag har fått 7-åringar att lösa avancerade gymnasieuppgifter. Men precis som de flesta elever härmar de bara. De har inte förstått vad matematik är för något.

Och det var här forskningen började. Finns det något annat sätt att lära barn räkna, som både gör matten roligare och ger eleverna en djupare kunskap?

Johan Lithner och hans kolleger började samarbeta med professor Bert Jonsson och andra forskare med psykologi som specialitet. De genomförde ett experiment där två grupper elever fick lösa ett problem på olika sätt. Grupp 1, som Johan kallar för imitatörerna, fick en formel med vilken de kunde lösa sin uppgift. Grupp 2, de kreativa, fick ingen hjälp, utan var tvungna att själva lista ut hur de skulle göra. Imitatörerna lyckades bäst. Det gick långsammare och sämre för de kreativa.

Den första gången, vill säga.

Eget problemlösande gav resultat

För det är nu det intressanta visar sig. När forskarna lät eleverna komma tillbaka en vecka senare för att testas med liknande frågor blev resultatet omvänt. De som hade fått tänka själva var snabbare och svarade rätt på fler frågor. De som Johan kallar för de imiterande halkade efter.

40 minuters träning i eget problemlösande hade gett eleverna ett nytt sätt att närma sig matematiken.

– Tänk dig vad det skulle kunna betyda om hela matematikundervisningen lades om, säger Johan Lithner.

Och det var nu didaktikern Johan Lithner och psykologen Bert Jonsson påbörjade samarbetet med Lars Nyberg, professorn i psykologi och neurovetenskap. Skulle de tillsammans förstå det här fenomenet bättre?

Många, både forskare och lärare, är entusiastiska inför det nya forskningsfältet, educational neuroscience, men det finns också intressant kritik. Hur kan man till exempel använda en så specifik forskning som neurovetenskap på en så komplex verksamhet som skolan? Och hur ska de nya rönen bli till undervisning?

Åtta olika inlärningssystem

Ytterligare en komplikation är den komplicerade process som kallas inlärning. Forskare har, enligt en artikel i The Journal of Child Psychology and Psychiatry, identifierat åtta olika inlärningssystem i människan. Vissa handskas med minnet, andra skapar förståelse av rum och tid, och ytterligare några behandlar till exempel känslor, planering, koncentration, språk och sociala kontakter.

Vissa system reagerar och registrerar ny kunskap på sekunden, andra behöver dagar, veckor, år för att det nyvunna ska sitta. De påverkas också olika av sömn, stress och pedagogik. Och systemen måste, trots sina olikheter, samarbeta för att kunskapen ska bli lätt att plocka fram när den behövs.

Forskargruppen på Umeå universitet började med att försöka lära sig mer om varandras ämnen, metoder och språk. Sedan skapade de ett gemensamt försök som byggde vidare på Johan Lithners och Bert Jonssons forskning. Två grupper av elever, olika sätt att lösa uppgifter, och samling igen efter en vecka. Men den här gången fick eleverna lösa sina matteproblem med en magnetkamera på neurovetenskapliga institutionen.

Lägre hjärnaktivitet med kreativ problemlösning

Intressant nog visade det sig att de elever som fått syssla med kreativ problemlösning hade lägre hjärnaktivitet än de andra. Och de använde också andra delar av hjärnan. Orsaken, tror Johan Lithner, är att eleverna som använde formler försökte söka i sitt minne innan de kunde sätta igång, medan eleverna som tränat sig i att vara kreativa kunde arbeta på lösningen direkt. Dessutom hade eleverna i den kreativa gruppen förstått och lärt sig matematiken djupare.

Resultaten är på många sätt förvånande. Dels är det ovanligt att använda hjärnforskning för att utforska hur människor löser avancerade matematiska problem. Dels visar resultatet att Johan Lithner har rätt: En enda lektion med kreativ matematik ändrar elevernas sätt att använda sin hjärna, på ett sådant sätt att det blir lättare för dem att räkna. Och det är inte bara de så kallade begåvade eleverna som får lättare för matte på det här sättet, det gäller de flesta elever som var med i försöksgruppen.

– Nu går vi vidare, berättar Johan Lithner. Tillsammans med psykologerna undersöker vi om vi kan hitta nya metoder för dem som har allra svårast att lära. Och så försöker vi inspirera lärare att utveckla sina undervisningsmetoder så att de bygger mer på kreativitet än imitation.