Hjärnan – ett pedagogiskt slagfält

— Det finns väldigt mycket basal kunskap om hjärnan och inlärningen som har direkta konsekvenser för hur man bör bedriva undervisning, säger Torkel Klingberg, professor i kognitiv neurovetenskap vid Karolinska institutet.

— Jag skulle vilja att skolans inlärning var baserad på vetenskap snarare än på politiska inriktningar, pedagogiska modenycker och gamla käpphästar. Och den vetenskapen måste skapas från olika fält som gemensamt tittar på olika problem.

Den kognitiva neurovetenskapen är en sammanslagning av psykologi och hjärnforskning och började bli ett eget forskningsfält på 1990-talet. Pedagogiken har stått vid sidan av men nu är det dags att på allvar föra in den också, menar Torkel Klingberg.

I sin bok »Den lärande hjärnan« tar han upp den franske barnpsykologen Jean Piaget som via experiment med rader av glas och flaskor kom fram till att barn inte har förmågan att förstå tal och deras betydelse förrän i sjuårsåldern. Senare experiment har visat att redan tvååringar har en utvecklad talförståelse om man i stället för glas lägger godisbitar i raderna.

— Lärarutbildningen hänvisar ofta till förgrundsgestalter som Piaget och Vygotskij. Inte så mycket till det som gjorts efter 1960-talet och framför allt inte den multidisciplinära forskning som vi håller på med nu, säger Torkel Klingberg.

Även Vetenskapsrådets utbildningsvetenskapliga kommitté anser att forskare från olika discipliner skulle få ut mer av sin forskning om de började samarbeta mer. Man har identifierat »hjärna, lärande och praktik« som ett område med stor utvecklingspotential.

Och en hel del händer. Det hålls konferenser i Sverige och internationellt. Ett femårigt forskningsprojekt där fyra grupper har forskat om lärande och minne redovisar sina resultat vid en konferens nu i maj.

— Tidskrifterna Nature och Science har numera en artikel i varje nummer som handlar om lärande, säger Elisabet Nihlfors, huvudsekreterare i Utbildningsvetenskapliga kommittén.

I Umeå pågår ett tvärvetenskapligt forskningsprojekt i syfte att designa undervisningsmetoder i matematik:

En grupp gymnasieelever får en undervisning som bygger på imitation av de exempel läraren eller läroboken ger — den överlägset vanligaste modellen i svensk skola i dag. En annan grupp får själva lista ut vilken metod de ska använda för att lösa uppgifter. Alla scannas med MR (magnetisk resonans, en teknik för att avbilda människokroppen) för att se vilka områden i hjärnan som aktiveras.

— Vi har börjat få resultat som tyder på att gruppen som tänker själv blir bättre på kreativ problemlösning, får en större insikt i matematiska begrepp och bättre resultat på prov efter en vecka, säger Johan Lithner, professor i matematikdidaktik.

Inom matematikdidaktisk forskning vet man en hel del om vilka metoder som fungerar men väldigt lite om varför och på vilket sätt.

— Jag har gått in i det här för att se om vi kan hitta tydligare evidens för hur elever tänker. Hjärnforskarna som är med söker en större utbildningsvetenskaplig relevans för sin forskning. Nu ska vi renodla metoden inför nästa år då vi ska göra liknande försök i klassrummet, säger Johan Lithner.

Eget arbete är ytterligare ett exempel på att skolan inte lyssnar på forskningen. Trots att metoden är utdömd av såväl forskning som skolmyndigheter fortsätter många att använda den.

För en 14-åring som har lätt att koncentrera sig kan nog eget arbete vara ett bra sätt att lära sig söka kunskap och få utlopp för sin kreativitet.

Men för den som är liten, omogen eller okoncentrerad är det svårt att komma ihåg saker så mycket och så länge som behövs. Är omgivningen dessutom full av distraktioner är risken stor att man blir en av klassrummets »vandrande pinnar« och inte lär sig någonting.

— För mig som hjärnforskare är det logiskt att det inte funkar att ha eget arbete som en modell för alla barn, säger Torkel Klingberg.

Han är expert på arbetsminnet. Vad det är beskriver han så här:

— Förmågan att hålla relevant information i huvudet en kort stund, så länge som behövs för att göra en uppgift. Det är viktigt för läsförståelse och matematik och avgörande för hur långa instruktioner du kan komma ihåg.

Arbetsminnets kapacitet ökar under hela barndomen men variationerna är stora mellan barn i samma kronologiska ålder. I en och samma fjärdeklass kan det finnas elever med ett arbetsminne som en genomsnittlig 14-åring och andra med ett arbetsminne som sexåringar.

— Det är förstås en otrolig pedagogisk utmaning för läraren, säger Torkel Klingberg.

Torkel Klingberg är pappa till arbetsminnesträningsprogrammet »Robomemo« som används på cirka 400 skolor. Nu leder han »Brainchild« — en svensk långtidsstudie av barns utveckling i samarbete med skolor, lärare, elever och föräldrar i Nynäshamn. 2007 träffade forskargruppen 350 barn och unga mellan 6 och 20 år för första gången. 2009 och 2011 träffade man dem igen.

De har testats i matematik och läsförståelse och fått göra en rad psykologiska tester, bland annat av intelligensen. Forskarna har tittat på förekomsten av oro, depression och adhd-symtom.

— Sedan har vi miljöfaktorerna — hur många böcker har de hemma, hur mycket tittar de på tv, hur mycket sportar de? Vi har tagit blodprov för att undersöka genetiken och tittat på hjärnans aktivitet och mognad med MR-kamera på ungefär hundra barn. Nu försöker vi lägga det stora pusslet för att se vilka faktorer som spelar roll för minnet och inlärningen, berättar Torkel Klingberg.

En av de viktigaste lärdomarna från denna och andra studier är att hjärnan fortsätter utvecklas mycket längre än man tidigare trott — ända upp i 25-årsåldern.

Vad vet man mer om barns hjärna som är relevant för skolans undervisning?

• Konditionsträning förbättrar arbetsminnet och prestationerna i bland annat matematik. De största vinsterna verkar den få som har väldigt dålig kondition och tränar sig till hyfsad nivå.
• Att sova tillräckligt är viktigt. En amerikansk studie visar på ett linjärt samband mellan längden på sömnen och höjden på betygen.
• Stress försämrar arbetsminne och prestationsförmåga.
• Att spela musikinstrument är bra arbetsminnesträning eftersom den som spelar håller sekvenser i huvudet till dess de är utförda och får omedelbar feedback om han eller hon gör fel. Förutsättningen är att man övar regelbundet och ofta.
• Könet spelar ingen roll. Forskare har jämfört matteresultaten i olika länder med Gender Gap Index — ett vedertaget mått på könsskillnader i arbetslivet, politiken och övriga samhället. Studien visar att de länder där det är mest matteskillnad till pojkarnas fördel är de minst jämställda. I de mest jämställda länderna finns inga skillnader mellan pojkar och flickor.

— Det visar hur mycket kulturen och förväntningarna betyder, säger Torkel Klingberg.

Men är det verkligen viktigt att avbilda barns hjärnor? Spelar det någon roll VAR i hjärnan olika funktioner sitter? Ja, dels för att grundforskning i syfte att förstå hur saker och ting hänger ihop alltid är viktigt. Dels för att det finns kopplingar mellan matematisk förmåga och läsförståelse å ena sidan och genetik/lokalisation i hjärnan å den andra. Kopplingar som kan ha en mer specifik relevans för undervisningen än motion och sömn.

Med MR-undersökningar kan forskarna till exempel se att taljämförelser och rena arbetsminnesuppgifter, som när man ska komma ihåg i vilken ordning ett antal klossar ligger, aktiverar samma område i hjärnan. Området är kopplat till framtida matteprestationer och går att påverka med systematisk träning av arbetsminnet.

Träningen gör att man blir bättre, inte bara på det man övar utan även på addition och problemlösning.

— Av det vi sett kan träning förbättra arbetsminnet med ungefär 15 procent, säger Torkel Klingberg.

Vad tycker då pedagogerna? Alla jag talar med säger »visst«, »självklart«. Gärna mer hjärna i skolan och lärarutbildningen och särskilt tvärvetenskaplig forskning om lärande.

Men sedan följer modifikationerna och reservationerna. Det som alla nämner är att steget är långt från medicinska rön till hur undervisningen ska bedrivas. Det finns inga enkla tillämpningar som rinner direkt ut i klassrummet. Blir det för stort avstånd till den verklighet lärarna känner inpå skinnet varje dag blir hjärnforskningen knappast trovärdig.

Björn Kindenberg, mellanstadielärare i Hässelbygårdsskolan och krönikör i Lärarnas tidning, kritiserar på sin blogg den förenklande tron att hjärnforskningen ska lösa alla skolans problem. Han vänder sig också mot den individualiserande synen på elever och kunskap och menar att han inte har så stor nytta av forskningen så länge den är ryckt ur sitt sociala sammanhang.

Han tar »Robomemo« som exempel. En elev som går från klassen till specialläraren för att träna med datorspelet missar den reguljära undervisningen under den tid han är borta.

— Jag vill veta om arbetsminnesträningen kompenserar för frånvaron från klassen 20 minuter tre gånger i veckan. Jag vill också veta hur jag ska lägga upp undervisningen i en grupp med 15—25 elever. Rön från hjärnforskning kan nog vara till stor hjälp för mig, men jag skulle kunna tillämpa dem ännu bättre om forskningen från början bedrivits i ett klassrum, säger Björn Kindenberg.

Olle Holmberg är redaktör för nättidningen Skola och samhälle och tidigare rektor för lärarutbildningen vid Malmö högskola. Enligt honom ingår neurovetenskapen i en politisk offensiv mot den pedagogiska forskningen och forskarna.

— Det tydligaste exemplet är utbildningsminister Jan Björklund som utdefinierat mycket av pedagogiken som flum och i stället vänt sig mot andra områden som hjärnforskning och nationalekonomi, säger han.

Han tycker att företrädare för de disciplinerna ofta uttalar saker om skolan som deras forskning knappast kan ha några svar på — om när betyg ska ges, om kommunaliseringen, vad lärare ska göra i konkreta klassrumssituationer. Dessutom uttrycks ibland ett förakt för lärares kollektiva och praktiskt framtagna kunskap om hur elever bäst lär sig.

— Så det är väl bra om hjärnforskare, nationalekonomer och didaktiska forskare får mer kontakt och kan lära av varandra och den komplicerade kontext som skolan är, säger Olle Holmberg.

Även Gunnel Colnerud, professor i pedagogik vid Linköpings universitet, vänder sig mot att man framställer det som att hjärnforskningen har kommit med så mycket nytt och som om skolan och lärarutbildningen ligger långt efter. Inom kognitionspsykologin har det bedrivits minnesforskning länge.

— Varenda lärare vet också att elever mognar olika fort och att det har stora konsekvenser för hur de ska arbeta. Även om de inte talar om det i termer av hjärnans utveckling använder de en tillämpad form av kunskap om hjärnan, säger hon.

Arv eller miljö? Sociologi eller biologi? Det kanske har funnits en ideologisk motsättning tidigare men i så fall är den på väg bort nu, tror Torkel Klingberg.

— Jag är en av dem som allra tydligast har visat att hjärnan är formbar och att biologism inte hör ihop med determinism. Man ska inte förneka genernas betydelse men inse att det går att påverka även det som är biologiskt, säger han.

Han tycker att alla barn ska screenas för att se vilka som ligger i riskzon för problem med matte, läsförståelse och koncentration. Med olika test kan man upptäcka vilka som har ett litet arbetsminne eller bristande förmåga att analysera ljudenheter, vilket är nära kopplat till utvecklingen av dyslexi. Därefter ska de få vetenskapligt belagda träningsmetoder.

— Man ska göra detta tidigt, innan de har förlorat de fyra första skolåren och får en diagnos, säger Torkel Klingberg.

Det verkar som om skolan skulle kunna bli bättre på att ta till sig den kognitiva neurovetenskapens rön om hur barns hjärnor fungerar, om än inte rakt av. Inte minst verkar det som om politiker och skolhuvudmän skulle behöva ge skolan och lärarna förutsättningarna för att ta till sig hjärnforskningen.

Mycket arbete måste ske på plats genom att lärare testar och utvecklar nya metoder. Och då krävs det forskningsanslag och en arbetsorganisation där de kan jobba med drift och utveckling samtidigt.

Sista ordet går till Anders Arnqvist, professor i pedagogik vid Karlstads universitet och ordförande i Lärarförbundets vetenskapliga råd. Han väljer att ta fasta på att hjärnforskningen ger stöd för kraven på mindre klasser, eftersom den har visat att den stressade hjärnan har svårare att ta till sig kunskap.

— Det är framför allt den typen av resultat som jag tycker är viktiga, säger han.