Naturfagsdidaktik i Danmark de seneste 40 år - hvad har vi opnået, og hvor skal vi hen nu?

Transkript

1 Naturfagsdidaktik i Danmark de seneste 40 år - hvad har vi opnået, og hvor skal vi hen nu? Jens Dolin

2 Dias 2 Definitioner af fagdidaktik Et fags didaktik er det videnskabelige arbejdsfelt der søger at identificere, karakterisere og forstå de fænomener og processer der indgår eller kunne indgå i både faktisk og potentiel undervisning i og læring/tilegnelse af faget. ( ) (Mogens Niss 1997)

3 Fagdidaktikkens teorigrundlag Naturfagsdidaktik Videnskabsteori Naturvidenskaberne Pædagogik Sociologi Psykologi Dias 3

4 Fagdidaktikkens teorigrundlag Videnskabsteori Naturvidenskaberne Naturfagsdidaktik Pædagogik Sociologi Psykologi Dias 4

5 Naturfagsdidaktik som et forskningsfelt Science Education Research er et relativt nyt forskningsfelt som voksede frem i 1960 erne i USA, og i Norden og i Danmark i 1980 erne. Egne peer-reviewed tidsskrifter såvel internationale som regionale og nationale: Science Education (1913), Journal of Research in Science Teaching (1963), International Journal of Science Education (1979),, NorDiNa (2005), MONA (2005) Egne internationale organisationer og konferencer: European Science Education Research Association (fra 1995), Nordiske forskersymposier om undervisning i naturfag (fra 1984), Egne uddannelsesenheder (selvstændige centre og institutter eller dele af fagmiljøer) Egne professorater (Björn Andersson 1997) En omfattende litteratur Dias 5

6 Dias 6

7 Dias 7 Hvorfor naturfagsdidaktik? Der er en nedre grænse for viden, under hvilken der er en sammenhæng mellem lærerens faglige viden og elevens dygtighed. Men denne nedre grænse er så lav, at den ikke er værd at bekymre sig om... Konklusionen var at læreres (fag)faglige viden havde ringe effekt på elevernes dygtighed. (Eisenberg (1977). Journal for Research in Mathematics education, s )

8 Dias 8

9 Dias 9 Fagdidaktiske trekant praktisk arbejde projektarbejde skriftligt arbejde ubnu it dialog ud af skolen conceptual change/misconceptions hverdagssprog/videnskabssprog hvilken læringsteori (kognitiv sociokulturel) motivation interesse HVEM? HVORDAN? modellering repræsentationsformer begrundelsesproblemet HVORFOR? viden - dannelse - kompetence - scientific literacy HVAD? kernefaglighed eksemplaritet metaaspekter Rammebetingelser, organisatoriske forhold

10 Dias 10 Hvor kommer vi fra? HVORFOR? Fra en videnskabsorientering i undervisningen hen mod en mere dannende/science-for-all tilgang HVAD? Fra vægt på konkret viden hen imod processer og kompetencer HVORDAN? Konstruktivismen etableret som (næsten) fælles læringsteoretisk grundlag

11 Dias 11 Roselin Driver, 1978 Rosalind Driver Elever har et sammenhængende verdensbillede som kan udvikles gennem bearbejdning af erfaringer. Elevens erfaringsdannelse kommer i centrum. Dette starter den konstruktivistiske bølge gennem 70 erne og 80 erne.

12 Dias Henry Nielsen og Poul V. Thomsen starter fysikdidaktik på AU (elevopfattelser i gymnasiet) følger Helene Sørensen og Albert Paulsen op i Folkeskolen (elevforståelse og lærerfaglighed).. Resultaterne var nedslående: Eleverne i folkeskolen havde ringe forståelse af fysikken og lærerfagligheden var lav. Eleverne i gymnasiet opfattede fysikken abstrakt og virkelighedsfjernt og var demotiverede og uinteresserede. En række anbefalinger (mindre produkt - flere processer, tematiske forløb etc.) blev indfriet i 1988 reform for gymnasiet 1993 reform for Folkeskolen (1994 natur/teknik indføres) Nielsen og Paulsen (red.), 1992

13 Dias 13 Konstruktivistisk læring Eksisterende viden tolker modificerer Ny information Nye fænomener Ny viden

14 Undervisning -> Læring -> Opdagelse Forskningsresultater overbeviste os om nødvendigheden af at tilbyde nogle specielle fysik-kurser for lærere. Her foregik al undervisning i øvelseslokalet. Der var ingen forelæsning og der blev kun brugt enkelt udstyr. McDermott, 1995 Roth, W.-M. (1995). Authentic school science: Knowing and learning in open-inquiry science laboratories Dias 14

15 Dias 15 Autentisk Fysik Undervisning Projektet Autentisk Fysik Undervisning ( ) var et aktionsforskningsprojekt i samarbejde med tre fysiklærere i det almene gymnasium, med spørgsmålene: hvorfor er det svært for gymnasieelever at forstå fysikken? hvordan kan man undervise så der tages højde herfor og hvad betyder det for elevernes motivation? hvorledes kan man formulere kravene i fysik så de i højere grad afspejler en forståelsesbaseret handleevne? hvilke evalueringsformer kan udvikles, så de i højere grad end traditionelle summative evalueringer tester elevernes evner til at gennemføre naturvidenskabelige arbejdsprocesser? Resultater: En undervisning baseret på elevernes dialoger med hinanden om autentiske faglige problemstillinger virker motiverende og fremmende for deres faglige forståelse. Fysikfaget kan meningsfuldt omformuleres i kompetencetermer. Fysikkompetencer kan evalueres pålideligt.

16 Dias 16 Internationale problemstillinger Beyond 2000: Science education for the future (1998) Fokus på bredere målformuleringer (scientific literacy) break the pipeline approach og læseplansformuleringer Science Education in Europe: Critical Reflections (2008) Hovedsynspunktet er at naturfagsundervisningen i Europa ikke opfylder de krav, som flertallet af studerende har behov for, hvis de skal have en forståelse af naturvidenskabernes ideer, muligheder og begrænsninger. Giver syv anbefalinger til udvikling af naturfagsundervisningen. Science Education Now: A Renewed Pedagogy for the Future of Europe ( Rocard-rapporten) Understreger at lærerne er nøgleaktører i fornyelsen af naturfagsuddannelsen, og peger på to europæiske projekter, Pollen og Sinus, som inspiration for efteruddannelsesaktiviteter.

17 Dias 17 En ændring af naturfagspædagogikken fra en overvejende deduktiv til undersøgelsesbaserede metoder vil øge interessen for naturvidenskab. En fornyet naturfagspædagogik baseret på IBSE (UBNU) vil give øgede muligheder for samarbejde mellem aktører i formelle og uformelle sektorer. Rocard-rapporten, 2007 Det nødvendige niveau for støtte tilbudt under Science in Society (SIS) delen af Seventh Framework Programme for Research and Technological Development anslås til at være ca. 60 millioner euros over de næste 6 years. Ready-made-science -> Science-in-the-making Videnskab som viden i et skab -> skabelse af viden

18 Hvad siger forskningen om UBNU/IBSE? Generaliseringer om UBNU/IBSE er vanskelig pga de mange forskellige forståelser der findes af undersøgelsesbaseret undervisning. Generelt viser forskning at undersøgelsesbaseret undervisning producerer positive resulter. Den kan virke. Et metastudie viser: undersøgelsesbaserede undervisningsformer er bedre end andre, specielt hvis de inddrager elevers aktive tænkning og lader dem konkludere ud fra data (Minner et al 2010) undersøgende og formidlende metoder førte til sammenlignelige begrebsforståelser ved nogenlunde den samme undervisningstid. Forskelle i forståelsesforøgelse mellem undervisningsformer var ikke statistisk signifikant inden for den naturlige variation of elever, lærere og klasser. (Cobern, Schuster et al 2010) ias 18

19 Dias : Naturfag for alle Naturfaglige kompetencer Styrket naturfaglig udd.kultur mm 2008: Koordinering på langs og tværs Kommunale indsatser Oprette NTS-center mm

20 0 Forskellige formål Viden Handlen Dannelse Forskydningen mod kompetence og dannelse har nødvendiggjort øget viden om fagenes metaperspektiver (viden om fagene)

21 Dias 21 Kompetencer Faglige kompetencer forsøger at indfange det almene i faget, det, der er hævet over det konkrete indhold. Måder man arbejder med faget på på tværs af de forskellige fagdiscipliner. I Fremtidens uddannelser. Den ny faglighed og dens forudsætninger (2004) defineres: En (tysk)faglig kompetence er en vidensbaseret parathed til at handle hensigtsmæssigt i situationer som rummer en bestemt slags (tysk)faglige udfordringer (s. 19) Naturfaglig kompetence opdeles i fire delkompetencer: Undersøgelseskompetence (empirikompetence) Modelleringskompetence Perspektiveringskompetencen Kommunikationskompetence

22 Dias 22 Hvorfor dette skift til kompetencer? Samfundsudviklingen: Øget kompleksitet videnseksplosion - kravssiden vanskeligere at præcisere mere vægt på almene, sociale og personlige kompetencer Erhvervslivskrav: Skolens utilstrækkelighed Læringsteoretiske grunde: Traditionel skolevidens manglende transfer (læring er situeret, knyttet til handling i situationer) Pragmatiske grunde: Behov for en flydende betegner til at indfange noget nyt Uddannelsessystemets tilpasning til det liberale samfund?

23 Dannelse Det er ikke så meget kundskabsmængden, der må være målet for den højere undervisning, men det fornuftens stempel, der sættes på disse kundskaber H. C. Ørsted (1824) Det er ikke Massen af, hvad et Menneske ved eller har lært, der bestemmer hans Dannelse, men den indre Bearbejdelse og Tilegnelse til en ejendommelig Livsfylde og selvstændig Dom. Salmonsens Konversationsleksikon 1916 Dannelse som pædagogisk norm udtrykker en stræben på at finde et undervisningsindhold, der udgør et samlet hele, og står derved i modsætning til usammenhængende informationer og ensidig specialisering rettet mod erhverv og ekstrem individualisering. (Thyge Winther-Jensen, 1996) Handlekompetente mennesker har "tillid til egne muligheder og er villige til at tage stilling og handle på en ansvarlig og kompetent måde (Schnack 2003) Dias 23

24 Dias 24 Naturvidenskabelig dannelse består af tre dimensioner: en vidensdimension Viden om den naturbundne verden og dens mangfoldighed og helhed og forståelse af naturvidenskabens nøglebegreber og principper og evne for naturvidenskabelig tænkemåde en perspektiveringsdimension Forståelse af natvid og tek som menneskeskabte projekter og hvad det betyder for deres styrker og begrænsninger. At kunne anvende nattek-viden til individuelle og samfundsrelaterede formål og se fagene i forhold til andre fagområder. en personlighedsdimension At tænke på naturvidenskab og teknologi som vedkommende og relevante og at holde sig orienteret om nattek. Natvid værdier og attituder præger ens adfærd. Man bruger naturvidenskabelige fag til at udvide sin horisont med, som et refleksionsredskab til at tage stilling og danne meninger med, og i sidste ende til at sikre at man kan agere med myndighed.

25 Dias 25 Hvad med indholdet? 1949

26 Dias 26 Naturfagenes image Med Naturvidenskaberne kan det slet ikke hjælpe at indlade sig. Man staar der værgeløs og kan aldeles ikke controlere. Forskeren begynder strax at adsprede med sine Enkeltheder, nu skal man til Australien nu til Maanen, nu ned i en hule under Jorden, nu Fanden i vold i Røven efter en indvoldsorm; nu skal Teleskopet bruges, nu Mikroskopet: hvo Satan kan holde det ud! Søren Kierkegaard 1846 (NB87)

27 Dias 27

28 Dias 28 Alt i alt Der er gennem de sidste 40 år udviklet en produktiv balance mellem formålet, indholdet og pædagogikken i naturfagene på de forskellige uddannelsestrin og der er sket en forbedring af naturfagenes image.

29 Dias 29 Hvad er vigtigst at ændre? Hvad er den største udfordring? Diskutér med de nærmestsiddende: Hvad synes I som undervisere i naturfag er vigtigst at ændre for at kunne gennemføre en god undervisning? Formulér det vigtigste problem, der skal løses eller kom med et konkret bud på en løsning. Gør det i en kort sætning!! Én i gruppen går til og logger ind med BigBang - dvs. skriver BigBang efter # og trykker JOIN. - gå ind i Questions Læs først hvad der er skrevet, og hvis der er noget, der ligner jeres, så like det og skriv ikke noget selv. Hvis der ikke er noget, der dækker jeres synspunkt eller idé, så skriv jeres budskab (i kort form) og I kan også like en af de skrevne udsagn. Gymnasielærere bedes skrive Gym foran deres udsagn.

30 Dias 30 Spørgsmål? Spørgsmål kan stilles ved at logge ind på og deltage i BigBang-spm Her er der ingen moderation (der findes ikke dumme spørgsmål ). Men vigtigt at like det spørgsmål, du synes bedst om.

31 Hvad er så udfordringerne sådan helt officielt! Dias 31

32 Dias 32 Baseret på Tre videnskortlægninger (af forskning, udviklingsprojekter og registerdata) Input fra strategigruppe og andre interessenter Input på stemstrategi.dk Udfordringerne er samlet i en relationsmodel med følgende indhold: Rammer Mål og evaluering Lærere og pædagogisk personale Undervisning og læring Indhold Børn og unges motivation og valg It og digitale kompetencer

33 Dias 33 Evalueringers centrale rolle Hvis vi vil finde ud af sandheden om et uddannelsessystem, må vi se på evalueringerne. Hvilke slags kvaliteter ved studenterne og deres arbejde bliver aktivt værdsat og belønnet af systemet? Rowntree (1987): Assessing Students. London: Kogan Evalueringer har en konsoliderende funktion for hvad som er central og vigtig kundskab inden for et fag (Dysthe 2002)

34 Forskningsspørgsmål: Hvordan indvirker indførelsen af testning på læreres didaktiske beslutninger og elevers læringsadfærd? (2009) Dias 34

35 Hvordan virker testning på undervisningen og eleverne? Dias 35 Undervisningen indsnævret eller fordrejet curriculum, idet faglige tankegange forsimples, faktaviden og mekaniske færdigheder betones på bekostning af kreative og æstetiske perspektiver undervisningstid allokeres til det/de fag og fagområder, der skal testes i, på bekostning af de fag og fagområder, der ikke testes i, og undervisningen kan forfalde til træning til testen og udenadslæren Eleverne elevernes testresultater stiger ved indførelse af test, men først efter nogle år når en test annonceres, kan det udløse følelsesreaktioner som nervøsitet og angst eleven forbereder sig ved at lære udenad og memorere sætninger for bedre præsterende elever stiger motivation, mens svagere præsterende taber modet det testresultat, som eleven får ved testen, kan virke ind på fremtidig motivation og selvværd.

36 Dias 36 Hvad er problemet? 1. I takt med samfundsudviklingen og vores øgede indsigt i undervisning/læring stilles der stadig nye og større krav til hvad eleverne skal have ud af naturfagsundervisningen 2. De evalueringsformer, som er fremherskende i uddannelsessystemer, kan ikke indfange disse nye mål i undervisningen 3. Evalueringsformen har en afgørende afsmitning på undervisningen 4. Et uddannelsessystem, der har evalueringsformer, der kun vurderer traditionelle uddannelsesmål, vil fremme undervisning, der prioriterer læring af simple uddannelsesmål 5. De eksisterende evalueringsformer blokerer for at eleverne får mulighed for at tilegne sig de nye læringsmål. 6. Der skal udvikles nye evalueringsmetoder, der både fremmer elevernes læring og som kan levere valide data til politikere.

37 Dias 37 Det naturfagsdidaktiske forskningslandskab i Danmark Universiteter (helårsvip, overslag, excl. ph.d. ere): RUC 1-2 SDU/LSUL ca. 2 AU/DPU ca. 2 AAU 1-2 IND 20 DTU 0 8 Professionshøjskoler (ca. 15?) De fleste enheder er underkritiske i størrelse Ringe institutionelt samarbejde eller koordinering/arbejdsdeling mellem enhederne Et voksende antal uformelle miljøer: Eksperimentarium, Danfoss universe, Naturvidenskabernes hus, Talenthuset Museer, zoologiske haver, naturskoler, science kommuner, MONA, ASTRA, Big Bang, DASERA

38 Den naturfagsdidaktiske forsknings dilemmaer Forskningen er i Danmark klemt mellem grundforskning og rekvireret/strategisk forskning. Der er ingen danske forskningsprogrammer rettet mod fagdidaktisk forskning (måske undtaget Ph.D. rådets bevillinger). Forskningen mangler volumen, institutionel sammenhæng og legitimitet mere præget af konkurrence end samarbejde. Forskningen er ofte isoleret i forhold til udviklingsarbejde og undervisningspraksis

39 Dias 39 Fremtiden Naturfagsundervisning er politisk, og bør være det valg er baseret på værdier og vil fremme bestemte værdier. Vi skal derfor navigere mellem fremskrivning af den nuværende trend: NPM, høj politisk styring, konkurrenceorientering, individualisering, accountability etc. og det, der har bragt os til hvor vi er i dag: Lærerprofessionalisme, fællesskab, dialog Naturfagene skal udvikle sig gennem bibeholdelse af vores nationale (nordiske) særtræk som ramme for inspiration udefra balance mellem øget individualisering og fastholdelse af fællesskabet i skolen at undgå enkle, let målelige resultatmål som forsimpler undervisningen at forbinde forskning og undervisning at integrere teknologi og anvendelse i undervisningen øget inddragelse af udforskende og skabende processer at udvikle sig til diskussionsfag at blive kulturbærende frem for økonomi-understøttende

40 Dias 40 Alle har et ansvar Brugbar, fælles forskning Lærere Forandring Gensidig respekt Forskere/ udviklere Meningsfuld kommunikation Politikere Forandrende processer kan kun komme igang hvis parterne mødes og udveksler ideer og opnår forståelse for og accept af hinandens kapaciteter og indflydelse. Der skal opbygges dialogfora.