Gymnasieelever presterar bättre inom naturvetenskap och matematik och är mer motiverade när digitala verktyg används i undervisningen. Dock, framgång beror på utformningen av de verktyg som används. Framgångsnivåerna är högre när barn och unga vuxna inte studerar ensamma och när digital undervisning åtföljs av pappersbaserat läromedel, enligt slutsatsen från en av de största utredningarna i ämnet, utvärderar cirka 90 individuella studier.

Digitalisering av skolundervisningen har diskuterats hett i åratal. Vilka program ska lärare använda på datorn, när och hur ofta? Debatten präglas av ett utmanande överflöd av forskningsprojekt. Center for International Student Assessment (ZIB) vid Münchens tekniska universitet (TUM) har nu utvärderat totalt 92 studier publicerade världen över sedan år 2000.

Metastudien visar att gymnasieelever i klasser som arbetar med digitala läromedel presterar bättre än barn och unga vuxna i klasser som enbart undervisas på traditionell basis. Dessutom är dessa elever mer motiverade av respektive ämne. Detta gäller för alla årskurser i gymnasieskolan och för alla undersökta ämnen, dvs matematik, biologi, kemi och fysik.

Dock, Enbart digitala verktyg är ingen garanti för framgång. Deras inverkan på prestanda beror på hur de används i undervisningen:

• Barn och unga vuxna har större nytta av digitala läromedel när de arbetar tillsammans i par istället för ensamma. Forskarna antar att datorprogram spelar en speciell roll för att stimulera diskussioner mellan eleverna vilket kan påverka inlärningsprocessen positivt.
• Gymnasieelever presterar bättre när de åtföljs av lärare medan de arbetar med digitala verktyg. När de arbetar med datorprogram helt ensamma, den positiva effekten är liten.
• Den positiva effekten av digitala verktyg är större när verktygen inte helt ersätter klassiska klassrumsmaterial. Ett lovande tillvägagångssätt är att använda dem som komplement till analoga metoder.
• Digitala verktyg ökar prestandan i synnerhet när lärare har fått en professionell utbildning i hur man integrerar dem i lektionerna.

Inte ens välgjorda program kan ersätta lärare

"Digitala verktyg bör arbetas in i instruktion med måtta, " säger Prof. Kristina Reiss, chef för ZIB och dekanus för TUM School of Education. "Att bli av med beprövade analoga format skulle vara att gå ett steg för långt. Dessutom, vi ser att även mycket välgjorda lärandeprogram inte kan ersätta läraren."

I välplanerad tillämpning, fördelarna med digitala verktyg skulle kunna utnyttjas helt, särskilt för komplext och abstrakt innehåll inom naturvetenskap och matematik, till exempel visualisering av kemiska föreningar och geometriska former.

"Om de nya undervisningsmetoderna ytterligare kan öka motivationen för gymnasieelever, detta kommer att vara ett utmärkt tillfälle för STEM-ämnena, " påpekar Reiss.

Vissa digitala verktyg är mer användbara än andra

Metastudien pekar också på vilka typer av digitala verktyg som är mest lovande. Den största positiva effekten kommer från vad som kallas intelligenta tutorsystem, program som förmedlar innehåll i små enheter och som även möjliggör individuella övningar. Det avgörande är att dessa program anpassar hastigheten, svårighetsgrad och mängd hjälp till användarens färdigheter. Å andra sidan, hypermediasystem konfigurerade för gratis utforskning med video, ljud- och textmaterial som inte kan definiera ett inlärningsmål är jämförelsevis mindre effektiva.