Problemlösning
Problemlösning förknippas ofta med läroämnet matematik. Matematisk kunskap och matematiska färdigheter kommer ofta väl till pass i samband med problemlösning men problemlösning handlar om ett mycket bredare område än det matematiska området.
Problemlösning tangerar bl.a. följande centrala kompetensområden som beskrivs i läroplansgrunderna:
Vardagskompetens
Entreprenörskap
Hållbar utveckling och där t.ex. den delen som berör cirkulär ekonomi
Förmågan att kunna bemöta utmaningar och problem på ett positivt och konstruktivt sätt och hitta på lösningsmodeller, utan att lamslås av den nya situationen, benämns ofta resiliens. För att barn och unga skall få en stark resiliens behöver de progressivt få träna på att lösa olika slags problem och möta utmaningar inom en trygg och sporrande miljö.
Problemlösningsprocessen kan förenklat ofta delas in i fyra olika faser: att förstå problemet, att skapa en plan för hur problemet ska lösas, att förverkliga planen och att utvärdera och analysera planen dvs. att se om planen fungerade eller om den behöver förbättras. Se figuren här intill. Källa: Polya, G. (1945). How to solve it. A new aspect of mathematical method. Princeton, NJ: Princeton University Press.
För att stöda eleverna i problemlösningssituationen är det bra att
eleverna får tillräckligt med betänketid att fundera i lugn och ro - först gärna enskilt och sedan i grupp
eleverna upplever att det är fritt fram och önskvärt att man berättar högt om sina tankar och idéer för deltagarna i gruppen - och att gruppmedlemmarna aktivit lyssnar in de olika idéerna
alla idéer i det första spånarskedet listas och tas i beaktande i lika hög grad utan rankning eller rätt-fel tänkande
även udda idéer är välkomna
frågeställningen är öppen till sin karaktär (se nedan)
Öppna och slutna frågeställningar
I en sluten frågeställning är rätt svar oftast endast ett till antalet - dvs. eleven svarar rätt eller fel på frågan. Exempel: Hur många ben har en myra? Hur mycket vatten ryms det i bägaren? (Se även figuren nedan och frihetsgraden 0).
Då frågeställningen är öppen finns det inget givet svar. En öppen frågeställning kan däremot ha olika frihetsgrader (se figuren nedan). Unga elever och/eller elever som ännu inte är vana att arbeta med öppna frågeställningar behöver stegvis och under hndledning få träna på allt högre frihetsgrader.
Källa: Andersson, Björn (2011). Att utveckla undervisning i Naturvetenskap - kunskapsbygge med hjälp av ämnesdidaktik. Lund: Studentlitteratur AB.
Öppna frågeställningar och möjligheter till att få öva på olika problemlösningssituationer stimulerar elevens lärande högre upp på Bloom's "lärandetrappa" (se bild nedan).
Exempel på öppna problem är t.ex.
Produkttest för ex. tuggummi, fotbollar, ketchup, tandkräm …
Skolverkets problembank
Öppna laborationer, se ex.
Skolverkets material kring formativt arbete med öppna laborationer
Öppna laborationer - öppna sinnen (Skolverket)
Konstruktionsutmaningar, ex. konstruktioner med olika slags kulor
Inom Innokas-projektet https://www.innokas.fi/materiaalit/ arbetar man för lärandet kring problemlösning, programmering och tekniska konstruktioner. Länktips till material (åk 3 - 4) på svenska med temat mekaniska leksaker https://www.innokas.fi/wp-content/uploads/2018/01/Mekaniska-leksaker2.pdf
Bebras är egentligen en internationell tävling där barn och unga (åk 2 - andra stadiet) för lösa olika problem. Uppgifterna från tidigare års tävlingar finns tillgängliga på tävlingens sidor. Uppgifterna är självrättande och stadieanpassade. Bebras-uppgifterna kan hittas via sidan http://legacy.bebras.se/
Fermi - problem
Uppkallade efter fysikern och Nobelprisvinnaren Enrico Fermi.
Utmaningar som utmanar eleverna att uppskattningar föra ett matematiskt resonemang för att räkna ut kvantiteter som är svåra eller omöjliga att mäta.
Konsten att ställa frågor som gör att eleverna ställer flera frågor. Detta för att betona processen framför svaret.
* Hur många gånger kan du säga alfabetet på 24 timmar?
* Hur många meter spagetti skulle behövas om alla barn i en skola hade spaghetti bolognese till lunch?
* Hur många pingisbollar skulle det krävas för att fylla klassrummet?
* Hur många ballonger skulle det ta för att fylla skolhallen?
* Hur många människor skulle passa axel mot axel i korridoren utanför vår klass?
* Om alla människor i världen flyttade till Österbotten, hur trångt skulle det vara?
* Hur många liter vatten används i skolan varje vecka?
* Hur många hårstrån på huvudet?
* Hur lång tid skulle det ta att räkna till en miljon?
Uppfinnarresan är ett steg-för steg-material som stöder elever i kreativa problemlösningsprocesser. Mer information om verktyget på sidan https://www.finnupp.se/uppfinnarresan/