Simulatorer kan bidra till effektiv undervisning – med rätt förutsättningar

Under tre år följde Sofia Nyström, biträdande professor i pedagogik vid Linköpings universitet, och forskarkollegan Song-ee Ahn, biträdande professor i pedagogik, tolv lärare och över 46 elever i undervisningen med avancerade simulatorer på två gymnasieskolor på tre olika program: naturbruksprogrammet och två transportprogram. Simulatorerna användes i undervisningen för att lära sig köra och använda olika fordon och redskap.

– Idén väcktes faktiskt av studenterna som jag undervisade på yrkeslärarutbildningen. När jag berättade om mina studier om simulatorstödd undervisning inom hälso- och sjukvården undrade lärarstudenterna varför vi inte forskat inom deras områden på yrkesgymnasierna där simulatorer är allt vanligare nuförtiden.

Ekonomi drivande faktor

Inom exempelvis flyget, hälso- och sjukvården, sjöfarten och försvarsindustrin har simulatorer använts länge för undervisning och lärande om teknik, kommunikation och samarbetsformer. En drivande faktor för utvecklingen är ekonomi eftersom både inköp av fordon och bränslekostnader är högre än vad det kostar att köpa och driva en simulator. Det finns också miljö- och säkerhetsfördelar när misstag kan utforskas utan risk för liv, utsläpp eller stora kostnader på samma sätt som i verkligheten. Simulator kan också vara tidseffektivt eftersom misstag med verkliga fordon kan kräva långa tider för reparationer.

– En intressant fördel som lärarna pratar om är att simulator ur elevens perspektiv kan upplevas som tryggare och mer säkert. Simulatorn blir en brygga till det som eleven annars upplever som kusligt: att utan erfarenhet sätta sig bakom spakarna i ett stort kraftfullt fordon.

– En annan stor fördel i undervisningen är möjligheten till färdighetsträning, mängdträning. Du kan nöta fickparkering eller att backa med dubbla släp ”tills du kräks på det” som eleverna säger, men de förstår värdet av det. Om man kör en avverkningsmaskin så måste man sitta på ett visst sätt och hantera knappar och spakar på ett visst sätt. Det kan en lärare visa och sedan låta eleven träna och träna och träna.

Sammanhanget avgörande

Att det finns väldigt stora fördelar att använda stimulatorer i yrkesutbildning är numera självklart. Sofia Nyströms och Song-ee Ahns forskning visar dock tydligt att fördelarna kräver särskilda omständigheter för att kunna utnyttjas för lärande.

– Sammanhanget: planering, lärare och organisation är avgörande. Det kan vara frestande att tro att det blir en lärandepraktik bara för att man köper in en simulator, men vår forskning visar att det inte är så.

Att som huvudman eller rektor köpa in simulatorer för att ersätta lärare eller för att ersätta alla maskiner eller fordon fungerar inte, enligt Sofia Nyström. Simulatorträning kan till och med bli en nackdel om den förväntas ersätta lärarstödd undervisning, exempelvis att låta en elev sitta själv i en simulator och inte få återkoppling som motsvarar vad en lärare kan ge. Feedback och andra funktioner kopplade till lärande kan se helt olika ut i olika simulatorprogram och kan saknas helt. Det är inte ovanligt med poäng eller guldmedaljer som delas ut, men återkoppling om vad som är rätt, fel eller behöver förbättras saknas ofta.

Hur simulatorernas programvara var utformad spelade stor roll.

Olika upplägg

I studierna på yrkesutbildningarna intervjuades först lärarna inför varje termin om hur de planerade undervisningen och sedan följde forskarna lärare och elever över tre års tid med både intervjuer och observationer.

– Skolorna planerade sin simulatorträning på olika sätt. En del hade simulatorträning en viss tid på schemat då de fick arbeta ganska självständigt efter instruktioner av läraren. Det har sina utmaningar för lärandet beroende på vad eleverna tränar på och hur simulatorprogrammet är utformat. På andra utbildningar delades klassen upp i exempelvis tre grupper. En grupp hade teori, en körde maskiner på fältet och en övade i simulator och så bytte man aktivitet under dagen. De där uppläggen hade sina för- och nackdelar, men det vi genomgående sett i studien är att ju mer planerad undervisningen med simulatorer är, med ett pedagogiskt upplägg, desto mer upplever eleverna att det främjar lärandet av förmågan att använda fordonet eller maskinen. Om simulatorn användes utan lärarstöd upplevde eleverna att den användes som en förvaringsplats – något som inte hörde till den ordinarie utbildningen.

Hur simulatorernas programvara var utformad spelade stor roll, men för vissa moment av lärandet spelade det också roll hur den fysiska miljön var utformad.

– På en skola som köpte in så många simulatorer som lärarna efterfrågade fick ändå ett problem med undervisningen eftersom eleverna satt på vanliga trästolar. Pedalerna halkade runt och förarmiljön var för långt från verkligheten trots stora skärmar och mycket bra programvara. Då åkte lärarna iväg till en skrot, köpte gamla lastbils-säten och svetsade ihop en miljö som motsvarade verkligheten där eleverna satt bekvämt och kunde använda pedalerna med arbetskängor. Eleverna upplevde att undervisningen blev bättre och tog den på större allvar.

Oväntat resultat

Ett oväntat resultat som belyste behovet av fortbildning var att simulatorernas programvara kan kräva kompetens som gymnasielärarna saknade.

– Om en skogsmaskin går sönder så är yrkesläraren van att lösa det problemet med kunnande från yrkeslivet. Men när en simulator går sönder så är det en digital kompetens som inte är kopplad till lärarens yrkeskunnande.

Det visade sig ofta vara oklart vem som skulle ta ansvar för lärarnas kompetens för den nya undervisningsmetoden med simulatorer.

– Då kunde det uppstå en eldsjälsproblematik. Problemet kanske blev löst, men är det hållbart i längden? För yrkeslärare, som ofta har färre kollegor som kan dela på uppgifterna, kan den bristen på organisation vara särskilt stressig.

För vissa moment av lärandet spelade det också roll hur den fysiska miljön var utformad.

Ger oftast inte ”tyst kunskap”

Inom forskning om yrkesutbildning är begreppen ”tyst kunskap” och ”förkroppsligad kunskap” vanliga och något som skiljer yrkesämnen från teoretiska ämnen. Eleverna upplevde att simulatorer inte alltid erbjöd en autentisk miljö och det gav möjlighet att lyfta fram just vilket kunnande som eleverna upplever ”sitter i kroppen”.

– Simulatorer kunde ofta inte ge möjlighet att lära det vi kallar förkroppsligad, tyst, yrkeskunskap. Att veta hur fort man kan köra genom en svår terräng när traktorn skakar och lutar kraftigt, kranen slår i en stenbumling, och det hänger på små detaljer för vilken hastighet man kan köra med och på vilket underlag man kan ställa fordonet för att arbeta med ett visst moment. Har känslan i kroppen betydelse när man backar i en uppförsbacke med ett tungt fordon och lär sig balansera krafterna mot varandra? Att prata om just det: skillnaden mellan det riktiga fordonet och simulatorn, kunde användas som ett pedagogiskt grepp för att sätta ord på förkroppsligad yrkeskunskap.

Sofia Nyström menar att det som kan lyftas fram som nackdelar med simulatorer också kan vändas till en fördel och vice versa eftersom det är många faktorer som hänger ihop och som lärare och skola måste ta hänsyn till.

– Det kan vara lätt att söka svar på vad som inte blir bra hos antingen läraren eller hos simulatorn, men vi såg att det är vilka förutsättningar som läraren har att använda simulatorn på som har betydelse för hur effektivt den kan användas i undervisningen.