Ett välkänt faktum är att tidigare kunskaper påverkar inlärningsprocessen. I en studie i International Journal of Science Education undersökte författarna finska universitetsstudenters förkunskaper inom biologiämnet och hur dessa påverkade deras framsteg. Som författarna till artikeln förutsåg hade studenterna någorlunda goda kunskaper om och förståelse av metabolism från gymnasietiden och dessa kunskaper ökade endast marginellt under de två första universitetsåren. Vad gäller ekologiska processer och evolutionsteorin var det skralare ställt med kunskaperna och förståelsen vid starten och det var också här som den största kunskapsökningen observerades. Men studien visade att det var stor skillnad på studenters progression beroende på deras förkunskaper i ämnet.

Missförstånd (eng. misconception) är en term som författarna inte gärna använder då det pekar mot att undervisning på gymnasiet skulle lära ut felaktigheter. Snarare är det så att studenterna oftast har en naiv och intuitiv förståelse av biologiska processer som står i konflikt med vetenskapliga förklaringar. Exempelvis är det vanligt förekommande att studenter föreställer sig att det naturliga urvalet har ett syfte att utveckla egenskaper som behövs och att dessa förblir uniforma inom arten. Dessa brister i förståelse av viktiga biologiska begrepp medför en risk att studenter inte klarar av att applicera dem på mer avancerade kurser.

Studien utfördes vid ett finskt universitet och 50 studenter från biologi- respektive miljövetarprogram deltog. Studenterna fick svara på samma frågor vid de tre tillfällena (vid utbildningens start, efter ett år och efter två år). Frågorna skulle täcka tre koncept (metabolism, ekologiska processer och evolutionsteorin) som behandlas i biologiämnet på gymnasienivå. Frågeformuläret bestod av öppna frågor och behandlade så väl faktakunskap som förståelse och problemlösning. 

Studenterna visade överlag tillräckliga förkunskaper om metabolism och här sågs endast en marginell utveckling under de två åren. Kunskaper om ekologiska processer och evolutionsteorin däremot ökade markant till uppföljningarna. 

För att detaljstudera studenternas utveckling delades de upp i två grupper utifrån deras kunskapsnivå vid den första mätningen. Dessa två grupper skiljde sig specifikt åt vad beträffar förkunskaper om evolutionsteorin. Studenter med bättre förkunskaper inom alla områden presterade även bättre i de båda uppföljningarna även om deras ökning inte var lika stor som för dem med sämre förkunskaper. 

Studenter med sämre förkunskaper var de som ökade sin kunskap och förståelse mest under det första året. Vid den andra uppföljningen var det däremot studenter med bättre förkunskaper som ökade sin kunskapsnivå och gav mer genomarbetade och vetenskapliga svar. Omvänt stagnerade kunskapsvinsterna hos studenter med sämre förkunskaper vid den andra uppföljningen, vilket författarna tolkade som att de under det andra året hade svårt att befästa det nyinlärda innehållet och använda det för vidare lärande.

Det mest intressanta resultaten i studien var då författarna detaljundersökte utvecklingen hos studenter med olika förkunskaper inom evolutionsteorin. Studenter med bättre förkunskaper uppvisade en fortsatt stabil kunskapsnivå, förståelse och utökad förmåga att föra evolutionära resonemang. Bland de studenter som hade sämre förkunskaper var utvecklingen spretig. Även om en majoritet i denna grupp utökade sin kunskap och förståelse var det faktiskt en del som gick bakåt och visade en sämre förståelse än vid starten. Författarna menar att sämre förkunskaper kan signalera att det sannolikt kommer att bli mer utmanande för studenterna att integrera och rekonstruera ny konceptuell kunskap längre fram.

För att summera: Förkunskaper har en stor betydelse, framförallt för att kunna förstå komplexa koncept som till exempel evolutionsteorin. Även om studenter med sämre förkunskaper gör framsteg under första året kommer de att ligga efter dem med bättre förkunskaper. Efter andra året har de med sämre förkunskaper större utmaningar vad gäller att förstå och applicera sin kunskaper.

Kommentar: Så spelar förkunskaper någon roll? Ja, definitivt om det gäller att förstå och applicera besvärliga koncept, vilket den aktuella studien visade. Även om studien utfördes i Finland är det troligt att resultaten kan appliceras på svenska förhållanden. Jag undervisar själv på flera kurser i biologi med förstaårsstudenter och kan intyga att deras förståelse av framförallt evolutionära processer oftast är ganska begränsad. Studien kan troligen också vara av intresse för andra ämnesområden där det förekommer besvärliga koncept som är centrala och essentiella för att kunna göra framsteg. 

Ett berömt citat lyder ”Nothing in biology make sense except in the light of evolution” (Theodosius Dobzhansky 1973), ett citat som jag brukar använda på introduktionsföreläsningar på basnivå. Det finns också tyvärr, som framträder i studien, stora brister i förståelsen av evolutionsteorin från gymnasiets biologiundervisning. Det finns ett flertal studier som har visat att studenter inom högre utbildning har svårt för att förklara just evolutionsteorin på ett vetenskapligt sätt. Förståelsen av evolutionen kan troligen verka som en flaskhals för vidare studier inom biologin. 

Personligen tror jag att människor överlag tror sig ha ett hum om vad evolution innebär och bär med sig alla möjliga felaktigheter och missuppfattningar från populärmedia. Jag minns själv barndomens naturprogram på TV där det spreds floskler som ”anpassningar för artens överlevnad” eller ”de starkaste överlever” medmera. Om dessa missförstånd får fäste kan de förmodligen hindra inlärning av mer vetenskapligt baserade kunskaper. Om vi bara utgår ifrån att studenter har med sig en robust förståelse från gymnasiet finns risken att de tar med sig sin mer ovetenskapliga syn till högre kurser efter de första universitetsåren. Detta kommer med stor sannolikhet försvåra studenternas möjligheter att applicera koncept som evolutionsteorin. Tidigare studier har visat att en integrerad undervisning om evolution på olika kurser i biologi och inte endast betrakta evolution som ett isolerat ämne, har generat lovande resultat. Detta är något som åtminstone vi på vår institution (zoologi) försöker applicera. Men att bara integrera evolutionsteorin i olika biologiska kurser är förmodligen inte tillräckligt om studenterna saknar en stabil grundkunskap. På några av våra biologiska program får studenterna genomgå en veckolång delkurs om evolutionsteorin. Denna kurs är schemalagd under första terminen för två av biologiprogrammen men infaller senare eller inte alls under utbildningen på andra biologiprogram. Det vore naturligtvis väldigt intressant att undersöka hur dessa skillnader i upplägg påverkar studenternas chanser att lyckas med andra kurser.

Text: Mikael A Carlsson, Zoologiska institutionen

Studien
Kiviluoma, T., Savolainen, R., Åström, H., & Södervik, I. (2024). Diverse paths, stable differences–role of prior knowledge in learning biology over undergraduate years. International Journal of Science Education, 1-20. 

Nyckelord: Biologisk utbildning, konceptuell förändring, longitudinell studie, förkunskaper