Can a controlled discussion improve the learning of concepts in biology at secondary school?

Sammanfattning Studien har en kvasiexperimentell design och syftet är att bidra med kunskap och analysera om en styrd diskussion i förhållande till en ej styrd diskussion medför djupare kunskap på prov angående begrepp i biologi. Undersökningen genomfördes på fyra typer av lektioner med totalt sex elevgrupper varav fyra av grupperna i årskurs nio och två av grupperna i årskurs sju. Eleverna genomförde lektionerna inom den ordinarie undervisningen med antingen en styrd eller en ej styrd diskussion om ett antal begrepp i biologi. Kunskaperna kontrolleras därefter i test. Den styrda diskussionsfrågorna utgår från SOLO-taxonomins nivå, multistrukturell och relationell. Den ej styrda diskussionen utgår från elevernas tankar om lärarens genomgångna fakta. Analysen av skillnaden mellan styrd och ej styrd diskussion sker med beroende t-test och inomgruppsdesign då alla elever genomgått både styrd och ej styrd diskussion med parallella lektioner. Analysen av betingelser på olika lektioner genomfördes med oberoende t-test och för att analysera lektioner användes oberoende t-test. Resultatet visar inga signifikanta skillnader mellan en styrd och en ej styrd diskussion för inlärning av begrepp i biologi. För årskurs sju gällande den styrda diskussionen finns en signifikant skillnad mellan lektionerna där den styrda diskussionen gynnar lärandet på lektion ”näringskedja” och resultatet visar hög effekt. Det finns även en tendens till skillnad gällande den styrda diskussionen för lektionerna i årskurs nio där lektion ”hjärnproblem” gynnas av en styrd diskussion och visar medeleffekt. Det innebär att innehållet i en lektion kan ha betydelse för hur en diskussion kan genomföras för bästa lärande. En förklaring, till den signifikanta skillnaden för årskurs sju styrd diskussion på lektion ”näringskedja” kan vara kognitiv belastning. Kognitiv belastningsteori visar att SOLO-taxonomins frågor kan ha betydelse på lektioner med hög kognitiv belastning då lektionsinnehållet är komplext och okänt för eleverna och i studien kan det appliceras på lektion ”näringskedja”. Tendensen att en styrd diskussion stödjer inlärning i årskurs nio på lektion ”hjärnproblem” kan förklaras av att elever har egna kunskaper men begreppen är komplexa med hög kognitiv belastning och eleverna får stöd av en styrd diskussion där kunskapen organiseras. Studiens resultat kan ge lärare stöd att i undervisningssituationen själva avgöra vilken typ av diskussion som ska genomföras för en god inlärningssituation. Studien ger även information till lärare att tillägna sig kunskap om vilken kognitiv belastning varje lärandeobjekt har för att stötta elevernas lärande i biologiundervisningen.Summary The study has a quasi-experimental design and the purpose is to contribute knowledge and analyze whether a controlled discussion in relation to an uncontrolled discussion entails deeper knowledge on tests regarding concepts in biology. The survey was conducted on four types of lessons with a total of six groups of students, of which four of the groups in grade 9 and two of the groups in grade 7. The students completed the lessons in the regular teaching with either a controlled or an uncontrolled discussion about a number of concepts in biology. The controlled discussion questions are based on the level of the SOLO taxonomy, multistructural and relational. The uncontrolled discussion is based on the students' thoughts about the teacher's reviewed facts. The analysis of the difference between controlled and uncontrolled discussion takes place with dependent t-test and in-group design as all students have undergone both controlled and uncontrolled discussion with parallel lessons. The analysis of conditions on different lessons was performed with independent t-test and to analyze lessons independent t-test was used. The results show no significant differences between a controlled and an uncontrolled discussion for learning concepts in biology. In parts of the study, differences emerge. For grade 7 students, regarding the controlled discussion, there is a significant difference between the lessons where the controlled discussion favors learning in lesson “food chain”. The result shows a high effect. There is also a tendency to differ regarding the controlled discussion for the lessons in grade 9, where the lesson "brain problems" benefits from a controlled discussion and shows average effect. This means that the content of a lesson can have an impact on how a discussion can be conducted for better learning. One explanation for the significant difference for grade 7 students guided discussion of the lesson "food chain" may be cognitive load. Cognitive load theory shows that the questions of SOLO taxonomy can be important in lessons with a high cognitive load as the lesson content is complex and unknown to the students and in the study it can be applied to the lesson "food chain". The tendency for a guided discussion to support learning for grade 9 students in lesson "brain problems" can be explained by the fact that students have their own knowledge but the concepts are complex with a high cognitive load and the students are supported by a guided discussion where the knowledge is organized. The results of the study can give teachers support to decide in the teaching situation themselves what type of discussion should be carried out for a good learning situation. The study also provides information to teachers to acquire knowledge about the cognitive load each learning object has to support students' learning in biology lessons.