Fremtidens naturfag i folkeskolen

Transkript

1 Fremtidens naturfag i folkeskolen Rapport fra Udvalget til forberedelse af en handlingsplan for naturfagene i folkeskolen 2006

2 INDHOLD 1. RESUMÉ INDLEDNING NATURFAGENE I FOLKESKOLEN ANBEFALINGER...8 TIDSPLAN FOR UDVALGETS ANBEFALINGER UDDYBNING AF ANBEFALINGER OG BEGRUNDELSER...18 STRUKTUR, MÅL OG EVALUERING...18 LÆRERKOMPETENCER...20 SKOLENS AKTUELLE PRAKSIS...23 LOKALE NATURFAGLIGE KULTURER...26 NETVÆRK, PRAKSISUDVIKLING OG FORSKNING...29 BILAG KOMMISSORIUM UDVALGETS SAMMENSÆTNING OG ARBEJDE CENTRALE BEGREBER SUMMARY IN ENGLISH: THE FUTURE OF SCIENCE IN THE FOLKESKOLE...37 Fremtidens naturfag i folkeskolen 1

3 1. Resumé Undervisningsministeren har 1. november 2005 nedsat et udvalg til at udarbejde oplæg til regeringens handlingsplan for naturfagene i folkeskolen. Et enigt udvalg fremlægger her begrundede anbefalinger. Udvalget ser fire overordnede udfordringer for naturfagsundervisningen: styrkelse af (1) elevernes naturfaglige kompetencer, (2) interessen for naturfagsundervisningen, (3) søgningen til teknisk/naturvidenskabelige uddannelser samt (4) en udligning af de markante kønsforskelle, der i særlig grad præger Danmark på de tre første områder. For folkeskolens naturfagsundervisning nødvendiggør udfordringerne en målrettet indsats i forhold til fem grundlæggende problemfelter: (a) struktur, mål og evaluering, (b) lærerkompetencer, (c) skolens aktuelle praksis, (d) de lokale naturfaglige kulturer samt (e) netværk, praksisudvikling og forskning. Med henblik på dette giver udvalget følgende hovedanbefalinger til regeringen: 1. Naturfagene skal være indsatsområde i de kommunale kvalitetsrapporter for folkeskolen 2. De fire naturfaglige linjefag i læreruddannelsen skal alle være på mindst 1 årsværk, have et fælles naturfagsdidaktisk modul og højere adgangskrav 3. Der skal etableres et nationalt efter- og videreuddannelsesprogram til sikring og udvikling af lærernes fagspecifikke og fagdidaktiske kompetencer 4. Der skal gennemføres en national redningsplan for natur/teknik med fokus på styrkelse af lærerforudsætninger 5. Målbeskrivelserne for naturfagene skal præciseres og samtænkes for at sikre progression og bedre synergi mellem naturfagene 6. Naturfagligheden skal styrkes ved udvikling og brug af meningsfulde afgangsprøver og diagnostiske test, hvor naturfagene ligestilles 7. Naturfagsdidaktik skal gøres til et prioriteret forskningsområde i regi af Det Strategiske Forskningsråd 8. Der skal etableres et nationalt ressourcecenter for naturfagsundervisningen i hele uddannelsessystemet 9. Grundlaget for på længere sigt at etablere en fælles ramme (Science) for naturfagsområdet i hele folkeskolen skal undersøges Desuden anbefales det, at der nedsættes en følgegruppe, som løbende evaluerer implementeringen og virkningerne af initiativer iværksat under regeringens handlingsplan for naturfagene i folkeskolen. Udvalget har noteret sig, at anbefalingerne er i harmoni med anbefalingerne i publikationerne Fremtidens Naturfaglige Uddannelser og Fremtidens Uddannelser. Udvalget har også bemærket, at mange af anbefalingerne er i tråd med anbefalingerne fra de tre parallelle udvalg for henholdsvis læsning, engelsk og matematik. Fremtidens naturfag i folkeskolen 2

4 2. Indledning Det fremgår af regeringsgrundlaget Nye Mål, at regeringen vil fremlægge en handlingsplan for styrkelse af det faglige niveau i naturfag i folkeskolen. Med henblik på at forberede dette arbejde nedsatte Undervisningsminister Bertel Haarder den 1. november 2005 et udvalg som skulle komme med oplæg til handlingsplanen. Praksis i og vilkår for naturfagsundervisningen i den danske folkeskole er i kraft af en række forskningsprojekter og udredningsarbejder i løbet af det seneste årti blevet ganske godt belyst. Disse undersøgelser har bidraget til et solidt evidensbaseret grundlag for udvalgets anbefalinger. Mange af de pågældende undersøgelser lå i 2003 til grund for udarbejdelsen af strategiplanen Fremtidens Naturfaglige Uddannelser som analyserer udfordringerne til de naturfaglige uddannelser i hele uddannelsessystemet. 1 Analyserne heri har fungeret som et væsentligt afsæt til udvalgets anbefalinger. Udvalget har valgt at give sin rapport titlen Fremtidens naturfag i folkeskolen, hvilket antyder slægtskabet med Fremtidens naturfaglige uddannelser, men det peger også på, at udvalget ser det samme langsigtede perspektiv i de anbefalede initiativer. De grundlæggende problemer er strukturelle. De bunder i dybt forankrede måder at tænke på naturvidenskab, skolefag og undervisning i den danske folkeskole og mangel på inddragelse af ny pædagogisk, faglig og fagdidaktisk viden. Især handler det om årtiers forsømmelse af naturfagslærernes kompetenceudvikling. Disse problemer skal løses. Arbejdet skal begynde med det samme, men det er nødvendigt at erkende, at der ikke findes hurtige og nemme løsninger på problemerne. Udvalget ser derfor fremtidens naturfag i folkeskolen i et årigt perspektiv og opfordrer kraftigt de lovgivende og udøvende kræfter samt folkeskolens decentrale aktører til at gøre det samme. Rapportens egentlige målgruppe er den danske regering, og den skal læses med dette for øje. Imidlertid skal størstedelen af de initiativer, der forventes iværksat som resultat af oplægget, udmøntes på lokalt plan af lærere, skoleledere, kommunalpolitikere og forvaltninger. Det er derfor meget vigtigt, at udvalgets anbefalinger og begrundelserne for disse formidles til de lokale aktører, så de kan fungere som afsæt og inspiration til den systematiske kvalitetsudvikling af naturfagsundervisningen, som ikke længere kan udskydes. Udvalgets rapport er bygget op omkring den 10-siders præsentation af udvalgets ni hovedanbefalinger (kapitel 4), som undervisningsministeren modtog d. 1. februar 2006, og som også indeholder en sammenfattende tidsplan for implementering af udvalgets anbefalinger. Forud for dette er de underliggende problemfelter i folkeskolens naturfagsundervisning kort skitseret (kapitel 3). Rapporten slutter med en uddybende beskrivelse af udvalgets anbefalede initiativer og deres begrundelser (kapitel 5). Blandt rapportens bilag findes udvalgets kommissorium og sammensætning, en kort beskrivelse af centrale begreber, der optræder i rapporten, samt et engelsk resumé. 1 Se Fremtidens naturfag i folkeskolen 3

5 3. Naturfagene i folkeskolen Der er behov for at implementere en målrettet, helhedsorienteret og bred handlingsplan for naturfagsundervisningen i folkeskolen. De overordnede mål er at styrke elevernes naturfaglige kompetencer, at øge interessen for naturfagsundervisningen og søgningen til videre uddannelse inden for det teknisk/naturvidenskabelige og sundhedsvidenskabelige område samt at rette op på de markante kønsforskelle. PISA-undersøgelserne 2 tester 15-årige i forhold til en række vigtige og i forhold til de danske mål relevante naturfaglige kompetencer, om end langtfra alle faglige mål for den danske folkeskoles naturfagsundervisning indgår. Undersøgelserne dokumenterer overbevisende, at de danske elever placerer sig meget svagt i international sammenhæng mht. de naturfaglige kompetencer, der testes. En række undersøgelser af elevers holdninger og interesser dokumenterer, at eleverne bredt anerkender, at naturvidenskab og teknologi er grundlag for fortsat udvikling og vækst i samfundet, men at for få elever selv har lyst til at beskæftige sig erhvervs- eller uddannelsesmæssigt med disse fagområder. Kun ca. halvdelen af eleverne i folkeskolen oplever naturfagsundervisningen som interessant eller relevant. I international sammenligning er de danske kønsforskelle inden for de naturfaglige uddannelser overvældende. I PISA-undersøgelserne er de danske pigers præstationer ringere end drengenes i en grad, der kun overgås af 2 ud af 41 lande. Pigerne finder i mindre grad end drengene undervisningen relevant, og der er lav søgning blandt kvinder til en række teknisk/naturvidenskabelige uddannelser. Dertil kommer en meget kønsmæssig skæv repræsentation blandt naturvidenskabelige undervisere og forskere i visse fag. Ovennævnte er alvorlige og påtrængende udfordringer. De skal løses, hvis samfundet skal kunne trække på borgere, der kan deltage i beslutningsprocesser om ny teknologi, videnskab og miljø, og hvis erhvervslivet skal have tilstrækkeligt grundlag for at skabe viden, innovation og vækst. For det enkelte individ er naturfaglige kompetencer også af stor betydning for at kunne afklare personlige risici og handlemuligheder og forstå den kultur, man er en del af. Endelig er kendskab til og forståelse af naturens fænomener en stor kilde til livskvalitet for mange mennesker. De ovennævnte udfordringer har vidt forgrenede rødder i samfundets institutioner, vores kultur og i vores måde at tænke på naturvidenskab. Problemerne kan ikke udelukkende lokaliseres til uddannelsessystemet endsige folkeskolen. Men en målrettet forbedring af Folkeskolens vilkår for at styrke elevernes naturvidenskabelige interesser og kompetencer i de første 9-10 skoleår er uden tvivl en investering, der kan betale sig, når det handler om at møde udfordringerne. Udvalgets analyser peger på fem grundlæggende problemfelter knyttet til folkeskolens naturfagsundervisning. Det væsentligste problemfelt er manglende faglige og fagdidaktiske lærerforudsætninger blandt en stor del af de lærere, der underviser i naturfagene. Dette problem er så stort og fundamentalt, at de øvrige problemfelter må betragtes som underordnede. 2 Se Fremtidens naturfag i folkeskolen 4

6 To pointer skal i den sammenhæng understreges. For det første er danske lærere generelt set almenpædagogisk meget kompetente, dybt personligt engagerede i deres arbejde og meget vellidte blandt elever og forældre. Hermed er meget væsentlige forudsætninger for den nødvendige styrkelse af naturfagsundervisningen og naturfagligheden allerede til stede. For det andet er såvel udvalgets medlemmer som alle andre, der kender til folkeskolepraksis, bekendte med adskillige kommuner, skoler og klasser, hvor man allerede har gjort en ekstraordinær indsats, og hvor naturfagsundervisningen er velfungerende og i høj grad udviklende for elevinteresser og -kompetencer. Det viser, at et løft af lærerforudsætninger er muligt og kan have stor effekt. Rapportens analyser og anbefalinger skal læses med ovenstående i baghovedet. Udvalgets stadige fremhævelse af de utilstrækkelige lærerforudsætninger skal ikke fortolkes som en direkte kritik af de mange lærere, der underviser i naturfag i folkeskolen. Dette vil være en alvorlig fejllæsning af rapporten. De problemer, udvalget påpeger, er systemproblemer, dvs. problemer som først og fremmest hidrører fra den måde, hvorpå det danske samfund har besluttet sig for at indrette skolen, naturfagsundervisningen, læreruddannelserne, forskningssystemet mv. Der kan nævnes tre årsager til, at der ikke i praksis står tilstrækkelige lærerforudsætninger bag naturfagsundervisningen på skolerne: Der er tale om et prioriteringsspørgsmål: skoleledere prioriterer meget ofte andre kompetencer hos lærerne end de faglige og fagdidaktiske, når skemaet skal lægges. Der er på skolerne reelt for få lærere med en opdateret linjefagsuddannelse til at varetage undervisningen i de fire naturfag. Dette gælder især og i meget kritisk grad faget natur/teknik, hvilket hører sammen med, at de første lærere med linjefag i natur/teknik først blev færdiguddannet i Endelig er der ikke tilstrækkelig faglig og fagdidaktisk dybde i linjefaget på læreruddannelsen, og de reelle muligheder for kompetenceudvikling på naturfagsområdet i form af efter- og videreuddannelse er minimale og i nogen henseende ikkeeksisterende. Udover de utilstrækkelige lærerforudsætninger peger udvalget på fire centrale problemfelter. De præsenteres her kort med fokus på de problematiske aspekter og beskrives grundigere i kapitel 5. Den aktuelle undervisningspraksis er præget af markante skel mellem de fire naturfag i folkeskolen (natur/teknik i kl. og biologi, fysik/kemi og geografi i kl.). Der kunne høstes store synergieffekter ved i højere grad af inddrage flerfaglige elementer i de enkelte fag og ved at samtænke de fire fag. Fagene er i den nuværende praksis udpræget mundtlig-praktisk orienterede, og skriftligheden står svagt. Der er stor progressionsmæssig usikkerhed forbundet med overgangen fra natur/teknik-undervisningen til fagene i kl. Natur/teknik-faget lider under utilstrækkelige lærerforudsætninger. Faget fysik/kemi er relativt upopulært hos pigerne, der i vid udstrækning ikke oplever det forholdsvis traditionelle og videnskabscentrede indhold som vedkommende og relevant. Fremtidens naturfag i folkeskolen 5

7 Den lokale naturfaglige kultur, der som problemfelt handler om vilkårene for at gennemføre god naturfagsundervisning, er svag på mange skoler. Økonomiske ressourcer, materialer og lokaler spiller en rolle i den sammenhæng, men mere betydningsfuldt for en stærk kultur er en aktiv faglig og fagdidaktisk dialog og et engageret samarbejde mellem naturfagslærerne. Det har også stor betydning, at skoleleder, skolebestyrelser, forældre og lærerkollegiet som helhed har klare holdninger til og forståelse af vigtigheden af naturfag og naturvidenskab og områdets betydning for den almene dannelse. Lærerne skal i højere grad end nu opfatte sig selv som naturfagslærere med fælles ejerskab og ansvar over for udviklingen af skolens naturfagsundervisning. Ansvaret for at udvikle lokale naturfaglige kulturer ligger primært hos skoleledelsen, men en utvetydig og forpligtende kommunal opbakning må være en forudsætning. Struktur, mål og evaluering omfatter den grundlæggende lovgivne strukturering af undervisningen på naturfagsområdet og de centralt formulerede beskrivelser af slut- og trinmål, samt evaluering af elevernes udbytte i form af afgangsprøver, test og andre former for løbende opfølgning på undervisningsmål. Meget vigtige grundlæggende problemer, der kan tilskrives dette problemfelt, er centralt givne barrierer for flerfaglig undervisning og den stærke asymmetri i Danmark mellem de fire naturfag. Fysik/kemi prioriteres og nyder opmærksomhed i forhold til de øvrige naturfag i en grad, der kun kendes fra få andre lande. Det ulige forhold er ikke en fordel for naturfagligheden i skolen og slet ikke for fagenes samspil og synergi. Netværk, praksisudvikling og forskning peger på behovet for, at udviklingen af naturfagsundervisningen på den enkelte skole sker på grundlag af erfarings- og forskningsmæssig indsigt i, hvilke lokale initiativer der kan forventes at virke, og hvilke barrierer man kan forvente at møde i forsøget på implementeringen. Der findes en lang række eksterne aktører i form af forskningsmiljøer, teknik- og naturvidenskabscentre, virksomheder, efter- og videreuddannelsesinstitutioner mv., som allerede nu bidrager til den lokale udvikling af undervisningen. Men der er behov for en langt stærkere netværksbaseret koordinering af det gode arbejde, der foregår. Der er også behov for en markant styrkelse af den naturfagsdidaktiske forskning. Den nedenstående figur 1 illustrerer udvalgets analyse af udfordringerne for naturfag i fremtidens folkeskole. Der er som tidligere omtalt god evidens for de fire udfordringer. At vi i Danmark er i en situation, hvor disse fire udfordringer findes, kan ses som symptom på fem grundlæggende problemfelter i folkeskolens naturfagsundervisning. Udvalget har analyseret sig frem til en række initiativer, der er samlet under ni hovedanbefalinger til den danske regering, og som skal ses som et sammenhængende oplæg til en politisk intervention med henblik på radikalt at styrke naturfagligheden i folkeskolen i et 15-årigt perspektiv. En politisk intervention, der ikke retter fokus mod alle fem problemfelter, eller som kun involverer kortsigtede initiativer, vil ikke have den ønskede effekt. Fremtidens naturfag i folkeskolen 6

8 Udfordring Naturfaglige kompetencer Interesser og holdninger Rekruttering Kønsforskelle Problemfelt Intervention Aktuel praksis Mål, struktur og evaluering Lærerforudsætninger Regeringens handlingsplan Udvalgets ni anbefalinger Lokale naturfaglige kulturer Netværk, praksisudvikling, forskning Figur 1. Figuren demonstrerer de tre niveauer i udvalgets analyse. Der kan iagttages fire udfordringer i form af utilstrækkelige naturfaglige kompetencer, ambivalente holdninger og interesser til naturfag og naturvidenskab, en utilstrækkelig grad af rekruttering til teknisk-naturvidenskabelige uddannelser, samt markante kønsforskelle på alle tre områder. Dette opfattes som symptom på fem grundlæggende problemfelter i folkeskolens naturfagsundervisning. Udvalget anbefaler under ni overskrifter regeringen en række initiativer, der kan optræde i en samlet politisk intervention. Fremtidens naturfag i folkeskolen 7

9 4. Anbefalinger I dette kapitel fremsætter udvalget sine anbefalinger under ni overskrifter. Initiativerne er sammentænkt og er forudsætninger for hinanden. De udgør derfor en helhed snarere end et katalog. Det anbefales, at alle initiativer, der præsenteres i dette kapitel, inddrages i regeringens handlingsplan for naturfagene i folkeskolen. 1. Naturfagene skal være indsatsområde i de kommunale kvalitetsrapporter for folkeskolen De fleste danske folkeskoler har en svag fagdidaktisk kultur. Det er nødvendigt at udvikle stærke lokale naturfaglige kulturer, hvor alle skolens aktører ser naturfagene som en uomtvistelig bidragyder til opfyldelse af folkeskolelovens formål. Dette skal ske ved en målrettet indsats på den enkelte skole i et forpligtende samarbejde med de kommunale myndigheder. Det anbefales derfor, at kommunerne i samspil med Undervisningsministeriet forpligtes på udviklingen af lokale naturfaglige kulturer ved at gøre skolernes naturfagsundervisning til et obligatorisk og permanent indsatsområde i de kommunale kvalitetsrapporter for folkeskolen (jf. folkeskolelovens ændrede krav til det kommunale tilsyn). Kommunerne har ansvaret over for Undervisningsministeriet, mens det i praksis vil være skoleledelsen, der varetager en væsentlig del af implementeringen. En god naturfaglig kultur er primært karakteriseret ved, at naturfagslærere samarbejder om planlægning, lokale læseplaner, vidensdeling, evaluering og udvikling i dialog med skolens ledelse. Indsatsområdet etableres ved iværksættelse af kommunale handlingsplaner, der som minimum indeholder følgende overskrifter: Sikring af lærerkompetencer og fuld linjefagsdækning Der udarbejdes planer for skolernes løbende efter- og videreuddannelsesindsats, herunder uddannelse af mindst én ressourceperson for hver skole med en pædagogisk diplomuddannelse i naturfagsdidaktik. Kommunen beskriver planer, der sikrer at opnå fuld linjefagsdækning i alle fire naturfag senest i 2009 (for natur/teknik i klasse dog først i 2012, jf. hovedanbefaling 4). I en overgangsperiode kan lærere, der er i gang med efteruddannelse til linjefag, medregnes som linjefagsuddannede. For natur/teknik beskrives, hvilke modeller man vil anvende for at sikre fagligheden (fx anvendelse af en tolærer-ordning), indtil linjefagsdækningen er sikret. Kommunale naturfagskonsulenter Kommunen udpeger og uddanner mindst én kommunal naturfagskonsulent, som kan varetage kommunale aktiviteter på naturfagsområdet, virke som sparrings- og ressourceperson for alle kommunens skoler i det naturfaglige udviklingsarbejde og fungere som kontaktperson til de regionale enheder i det nationale ressourcecenter (jf. hovedanbefaling 8). Konsulenten skal have en mastergrad i naturfagsdidaktik eller tilsvarende baggrund. Fremtidens naturfag i folkeskolen 8

10 Tilstrækkelige fysiske rammer og læremidler Der redegøres for skolernes ressourcer til naturfagene (læremidler, lokaler, udstyr, mv.), deres anvendelse og planer for udbygning heraf. Udvikling og organisering af undervisningen på skolen Det beskrives, hvordan de enkelte skoler arbejder med lokale naturfaglige læseplaner og udviklingsarbejde, organisering af naturfagsteam og af undervisningen. Der redegøres for ressourcepersoner i naturfagene på skolen, opfyldelse af minimumstimetal, den faglige progression, for hvordan naturfagsteam, fleksibel organisering af timer og undervisning mv. skaber et forum for løbende naturfaglig og fagdidaktisk sparring blandt naturfagslærerne og et systematisk flerfagligt naturfagssamarbejde. Det beskrives også, hvordan naturfagene indgår i skolernes arbejde med tværgående emner. Overdragelsesforretninger og dokumentation af undervisningen Der udarbejdes retningslinjer for overdragelsesforretninger og skriftlig dokumentation af undervisningens indhold (porteføljer, logbøger mv.). Der skal laves overdragelsesforretninger ved lærerskift og ved overgangene (1) mellem natur/teknik og overbygningsfagene og (2) mellem folkeskolen og ungdomsuddannelserne. Desuden skal der i kommunens arbejde med pædagogiske læreplaner i dagtilbud, hvor naturen og naturfænomener er et af seks obligatoriske temaer, indgå opmærksomhed på overgangen til indskolingen. Handlingsplanerne offentliggøres via kommunens hjemmeside og er genstand for løbende opfølgning ved Tilsynsstyrelsen. Kommunernes første kvalitetsrapport med naturfagene som indsatsområde skal være offentliggjort senest 1/ De fire naturfaglige linjefag i læreruddannelsen skal alle være på mindst 1 årsværk, have et fælles naturfagsdidaktisk modul og højere adgangskrav Læreruddannelsen mangler plads til både fagspecifik og fagdidaktisk fordybelse. De nuværende linjefag er for små, og en del af de linjefagsstuderende har utilstrækkelige faglige forudsætninger fra ungdomsuddannelserne. De nuværende linjefag giver ikke en fælles naturfaglig og naturfagsdidaktisk baggrund på tværs af de fire skolefag, hvilket kraftigt forringer naturfagenes muligheder for fagligt samspil og synergi. Udvalget giver på denne baggrund følgende anbefalinger: 1. Alle naturfaglige linjefag skal have et omfang svarende til mindst 1 årsværk. 2. De naturfaglige linjefag skal bestå af et fælles områdedidaktisk modul på ca. 20 % (det naturfaglige felt) og et specialefag (biologi, fysik/kemi, geografi eller natur/teknik). Det fælles modul skaber en fælles begrebsramme og en erkendelsesteoretisk og flerfaglig baggrund for naturfagsundervisningen. Modulet skal indgå i CKF erne for læreruddannelsens naturfaglige linjefag. 3. For at kunne vælge et naturfagligt linjefag skal den lærerstuderende mindst have B- niveau med karakteren 8 i et af fagene biologi, fysik eller kemi i sin adgangsgivende eksamen. 4. På meritlæreruddannelsen skal der gennemføres et særligt fagdidaktisk projekt eller kursus (ca. 20 % af linjefagets størrelse) som forudsætning for merit for et naturfagligt linjefag på baggrund af en kandidatuddannelse. Fremtidens naturfag i folkeskolen 9

11 5. Det anbefales, at læreruddannelsen organiseres med studieretninger/fagpakker, hvor flere fag spiller sammen. En styrkelse af de naturfaglige linjefag er nødvendig, men skal ses i et langsigtet perspektiv, da forandringer kun over en længere årrække kan forandre situationen i folkeskolen. 3. Der skal etableres et nationalt efter- og videreuddannelsesprogram til sikring og udvikling af lærernes fagspecifikke og fagdidaktiske kompetencer Kompetente lærere er den mest afgørende forudsætning for god undervisning og dermed sikring af fagligheden. Naturfagsundervisningen varetages i vid udstrækning af lærere uden linjefag, og især er situationen kritisk for natur/teknik. Skoler og kommuner har ikke prioriteret efteruddannelse af lærere, hvis linjefagsuddannelse blev opnået under tidligere læreruddannelser. Der skal sikres fuld linjefagsdækning i alle fire naturfag, og en stor og målrettet efteruddannelsesindsats er derfor nødvendig. Efteruddannelsen organiseres bedst i sammenhæng med skolebaserede udviklingsforløb for team af lærere. I dag kan pædagogiske diplomuddannelser (PD) udbydes inden for hvert af de fire naturfag, men oprettes sjældent, dels fordi videreuddannelse ikke prioriteres af kommunerne, og dels fordi uddannelserne er for fagligt snævre og dermed har begrænset kundegrundlag. Etableringen af naturfagskonsulenter på skoler og i kommuner (hovedanbefaling 1) udløser et behov for at nytænke videreuddannelsestilbudet. Der er ydermere behov for at etablere en uddannelsesmæssig fødekæde, der kan sikre en tilstrækkelig rekruttering til naturfagsdidaktiske forskningsmiljøer (hovedanbefaling 7). Udvalget anbefaler tre overordnede indsatser: 1. Nationalt efteruddannelsesprogram. Der etableres i 2006 i samråd med CVU er, Kommunernes Landsforening, Danmarks Lærerforening og Undervisningsministeriet et nationalt efteruddannelsesprogram med to hovedgrene: natur/tekniklinjefagsopkvalificering og skolebaserede udviklingsforløb. Efteruddannelse under begge grene udbydes fra Natur/teknik-linjefagsopkvalificering skal give lærere og dermed skolerne forudsætninger for at varetage undervisningen i natur/teknik. Programmet henvender sig til lærere, der allerede har et naturfagligt linjefag, og derfor kan det forsvares, at omfanget kun er halvdelen af linjefaget i læreruddannelsen. Uddannelsen skal have et betydeligt fagspecifikt indhold og skal kunne gennemføres sideløbende med lærerens undervisning i skolen, fx over 2-4 år. Uddannelsen afsluttes med prøve, og der udstedes bevis for linjefagskompetence i natur/teknik. Skolebaserede udviklingsforløb skal sikre, at mange lærere fra samme skole eller kommune i form af team deltager i samme efteruddannelsesforløb samtidig. Uddannelsen skal både have en kursusdel og en udviklingsdel, hvor deltagerne gennemfører udviklingsarbejde på deres egen skole. 2. Pædagogisk diplomuddannelse i naturfagsdidaktik. Uddannelsen skal erstatte eksisterende PD-uddannelsestilbud inden for biologi, fysik/kemi, geografi og natur/teknik. Deltagerne opnår kompetence som lokal naturfagsressourceperson på Fremtidens naturfag i folkeskolen 10

12 skolen. Uddannelsen udbydes fra Der regnes på landsplan med et flow på 300 diplomuddannelser om året, hvilket giver én PD til hver folkeskole i løbet af 5-6 år. 3. Master-/kandidatuddannelse i naturfagsdidaktik. Der etableres fra 2007 en national master og/eller kandidatuddannelse. Uddannelsen målrettes følgende: (1) kommunale naturfagskonsulenter, (2) undervisere til CVU og lærerseminarierne inden for fagene fysik/kemi, geografi, biologi og natur/teknik og undervisere på pædagogseminarierne, og (3) kommende ph.d.-studerende og forskere inden for naturfagsdidaktik. Der regnes med et samlet flow på 70 studerende pr. år i perioden Der skal gennemføres en national redningsplan for natur/teknik med fokus på styrkelse af lærerforudsætninger Faget natur/teknik blev indført med 1993-loven i kl. og skal sikre, at eleverne allerede fra indskolingen udvikler tanker, sprog, begreber og arbejdsmåder fra det naturfaglige område. På skoler, hvor etableringen af natur/teknik har været højt prioriteret, er faget almindeligvis en succes. Fagets vilkår i skolen er imidlertid generelt meget dårlige. Det altoverskyggende problem er undervisende læreres utilstrækkelige fagspecifikke og fagdidaktiske forudsætninger. Overgangen fra natur/teknik-faget til de tre overbygningsfag er problematisk, og faget har lavt timetal med efterfølgende lav prioritering blandt skoleledere og forældre. Dertil kommer, at mange skoler stadig ikke har ordentlige lokaler og materialer til natur/teknikundervisningen. Siden 2002 er natur/tekniklinjefagsuddannede fra seminarierne kommet ud i skolerne med stor positiv indflydelse på faget, men flow et herfra er ikke tilstrækkeligt til at løse problemerne med manglende lærerforudsætninger inden for en årrække på år. Udvalget ser faget natur/teknik som et af de bærende elementer i fremtidens naturfag i folkeskolen og anbefaler en målrettet styrkelse af fagets vilkår. Ellers er fagets fremtid alvorligt truet. Der anbefales derfor en national redningsplan for natur/teknik, som omfatter følgende: 1. Senest fra 2009 skal undervisningen i natur/teknik i kl. varetages af lærere med linjefag i natur/teknik eller tilsvarende*. 2. Senest fra 2012 skal undervisningen i natur/teknik i kl. varetages af lærere med linjefag i natur/teknik eller tilsvarende*. Indtil da skal fagligheden sikres ved anvendelse af tolærer-ordninger eller på andre måder, som sikrer inddragelse af fagligt kompetente lærere. 3. Fra 2007 skal undervisningen organiseres, så timerne i natur/teknik optræder i blokke. 4. Fra 2007 skal undervisningen i den enkelte klasse løbende dokumenteres skriftligt, og der indføres en diagnostisk test i natur/teknik i 6. kl. (jf. hovedanbefaling 6). I begge tilfælde med henblik på at videreføre naturfagsundervisningen i 7. kl. og derved styrke den faglige progression. * Lærere under uddannelse til linjefagsniveau kan i en overgangsperiode medregnes som linjefagsuddannede i denne sammenhæng. Fremtidens naturfag i folkeskolen 11

13 En omfattende efteruddannelsesindsats og høj prioritering af natur/teknik i kommunernes og skolernes indsatsområder er således centralt i denne redningsplan. Hovedansvaret for iværksættelsen og en løbende evaluering af planen ligger hos Undervisningsministeriet, mens ansvaret for den konkrete implementering ligger i kommunerne og hos skoleledelserne. Den enkelte skoleleder bør årligt rapportere status vedrørende de fire punkter til den kommunale skoleforvaltning. 5. Målbeskrivelserne for naturfagene skal præciseres og samtænkes for at sikre progression og bedre synergi mellem naturfagene Naturfagsundervisningen er i dag struktureret i fire fag: natur/teknik (1.-6. kl.), samt biologi, fysik/kemi og geografi i kl. De centralt fastlagte beskrivelser af faglige slut- og trinmål er beskrevet i Fælles Mål. Der mangler i målbeskrivelserne en systematisk fagdidaktisk samtænkning af de fire naturfag, især mht. centrale begreber og faglige kompetencer. Målbeskrivelserne er derfor ikke et tilstrækkeligt godt redskab for lærerne til den daglige undervisning, til udnyttelsen af mulighederne for synergi i flerfagligt samarbejde og til at sikre faglig progression fra indskoling til overgangen til ungdomsuddannelser. Samtænkningen skal sikre, at de samlede naturfagstimetal anvendes mere rationelt og med langt større læringsudbytte for eleverne. For alle fire naturfag er der behov for en præcisering af målbeskrivelserne. Udvalget anbefaler derfor en revidering af målbeskrivelserne for naturfagene i to trin: : Udgivelse af vejledning rettet mod naturfagsteam Vejledningen skal præcisere de faglige slut- og trinmål i form af centrale begreber, forklaringsmodeller, faglige kompetencer og progressionsmål i hvert af de fire fag, og skal give inspiration til flerfagligt samarbejde : Udarbejdelse og implementering af reviderede målbeskrivelser Arbejdet iværksættes i 2006, og de reviderede målbeskrivelser implementeres i Det fastlægges, at 20 % af naturfagstimerne i klasse skal bruges til flerfaglig undervisning. Tidsplanen sikrer, at målbeskrivelserne revideres og implementeres i et tempo, der muliggør et tilstrækkeligt grundigt arbejde og en konstruktiv modtagelse på skolerne. Det skal fra 2007 være muligt for skoler at afprøve nye organiseringer af naturfagsundervisningen, der fastholder identiteten af de enkelte naturfag, men gennemfører naturfagsundervisningen under en fælles ramme, jf. hovedanbefaling 9. Denne revidering af målbeskrivelserne vil være en forudsætning for god kvalitet i den løbende evaluering, i de diagnostiske test og for gode og valide prøver. Dette er en styrke ved anbefalingen, men ikke et mål i sig selv, og det må ikke blive styrende for processen og formuleringerne af faglige mål. Fremtidens naturfag i folkeskolen 12

14 6. Naturfagligheden skal styrkes ved udvikling og brug af meningsfulde afgangsprøver og diagnostiske test, hvor naturfagene ligestilles Afgangsprøver og test er slagkraftige redskaber til at igangsætte forandringer og har meget stor direkte tilbagevirkning på undervisningen. Det er helt afgørende at sikre, at afgangsprøver og test udformes som redskaber, der styrker skolernes og lærernes muligheder for at styrke naturfagligheden. De nuværende afgangsprøver i naturfagene lever ikke op til denne forventning, og det er nødvendigt at sikre, at nye afgangsprøver og de planlagte nationale diagnostiske test udformes kompetent og hensigtsmæssigt, hvad angår såvel form som indhold. Når prøver og test skal udvikles, bør følgende prioriteres: Alle elever skal prøves på en måde, der tester et bredt spektrum af naturfaglige færdigheder og kompetencer, hvilket nødvendiggør anvendelse af forskellige prøveformer og opgavetyper. Flerfaglige temaer skal indgå i prøvningen for at sikre seriøsiteten i den flerfaglige undervisning. De tre naturfag i kl. skal ligestilles mht. afgangsprøver for at få et godt fundament for samarbejde mellem fagene og samme seriøsitet i skoleledelsens behandling. Diagnostiske test skal anvendes på tidspunkter i skoleforløbet, hvor de kan bidrage til faglig progression. Udvalget giver derfor følgende anbefalinger: 1. Der skal indføres en bunden praktisk mundtlig gruppebaseret afgangsprøve med individuel bedømmelse. For den enkelte afgangsklasse udtrækkes, med lige stor sandsynlighed for alle, ét af de tre naturfag biologi, fysik/kemi og geografi som prøvefag. Prøvens organisering skal tage udgangspunkt i den hidtidige meget velfungerende fysik/kemi-prøve. Omkring 20 % af prøvematerialet skal omhandle flerfaglige emner/problemstillinger. 2. Der indføres en centralt stillet skriftlig afgangsprøve bestående af fem områder: biologi, geografi, fysik, kemi og flerfaglige emner. Prøven indeholder opgaver, der tester forståelse og faglige kompetencer i henhold til målbeskrivelserne for faget. Dette udelukker, at prøven kun benytter sig af multiple-choice-opgaver eller alene fokuserer på paratviden. Denne skriftlige prøve erstatter de nuværende it-baserede centralt stillede prøver. 3. Skriftligheden skal styrkes ved indførelse en lokalt organiseret obligatorisk naturfaglig skriftlig opgave, som placeres i 8. klasse. Opgaven bedømmes med karakter af dansk- og naturfagslærerne i fællesskab. Opgaven skal inddrage mindst to af de tre naturfag. Opgaven skal bidrage til at styrke elevens brug og forståelse af fagbegreber og faglig kommunikation. 4. Der skal udvikles diagnostiske test til brug for den enkelte lærer på de forskellige klassetrin i naturfagene. Der bør placeres en obligatorisk test i natur/teknik på 6. klassetrin, hvor den kan bidrage til at sikre en hensigtsmæssig overgang fra natur/teknik til overbygningsfagene. Fremtidens naturfag i folkeskolen 13

15 Når disse ændringer alle har fungeret i to år, foretages en evaluering af prøver og test med henblik på at sikre en evidensbaseret udvikling heraf. Evalueringen skal foregå på et forskningsbaseret grundlag med inddragelse af erfaringer fra udlandet. 7. Naturfagsdidaktik skal gøres til et prioriteret forskningsområde i regi af Det Strategiske Forskningsråd Naturfagsdidaktisk forskning handler om naturfagenes indhold, begrundelser og målbeskrivelser, om undervisnings- og evalueringsmetoder og om læring af naturfaglige begreber, arbejdsmåder, betragtningsmåder og praktiske færdigheder alt sammen forhold, der har direkte betydning for udviklingen af undervisningen. Danmark er på det naturfagsdidaktiske forskningsfelt overordnet set tilbagestående sammenlignet med vores nabolande. Der er behov for at samordne og udvikle den ukoordinerede opbygning af mindre forskningsmiljøer, der er i gang på flere universiteter. Forskerrekrutteringen er forsvindende, fordi kandidatuddannelsesleddet i fødekæden i praksis ikke eksisterer. Hvis der skal sikres en evidensbaseret udvikling af den danske naturfagsundervisning, er det nødvendigt at opbygge et stærkt dansk forskningsmiljø, der både kender det danske uddannelsessystem til bunds og kan inddrage de internationale forskningserfaringer. Et særligt indsatsområde er den opsigtsvækkende kønsmæssige ubalance i danske elevers præstationer mht. interesse, fagligt niveau og rekruttering i naturfagene sammenlignet med fx de øvrige nordiske lande. Der bør også ske en markant styrkelse af følgeforskningen knyttet til den danske deltagelse i internationale komparative undersøgelser (PISA m.fl.), som sammen med forskning i best practice på de danske skoler kan bruges til at styrke naturfagligheden. Indførelse af kompetencebeskrivelser af faglige mål og en forstærket evalueringsindsats skal løbende følges op. En systematisk og dækkende videreformidling af relevante nationale og internationale forskningsresultater til aktørerne i det danske uddannelsessystem bliver en væsentlig udfordring. Der kræves en langsigtet og målrettet indsats for at løfte det naturfagsdidaktiske forskningsområde i omfang og kvalitet op på internationalt niveau. Forskerrekrutteringen og -uddannelsen på området bør løftes markant og foregå i et samspil med master- /kandidatuddannelsen i naturfagsdidaktik. Det danske forskningsmiljø skal være i stand til løbende at redegøre for styrker og svagheder i de danske naturfagsuddannelser og til at bidrage til udvikling af skolernes undervisningspraksis i form af aktionsforskningsprojekter, forskningsformidling, mv. Udvalget anbefaler derfor, at naturfagsdidaktik gøres til et prioriteret forskningsområde under Det Strategiske Forskningsråd fra Det strategiske forskningsprogram skal have en planlægningshorisont på to femårige perioder med en evaluering efter fire år samt ved afslutningen. 8. Der skal etableres et nationalt ressourcecenter for naturfagsundervisningen i hele uddannelsessystemet Mange aktører i Danmark udfører et væsentligt og meget alsidigt arbejde for at udvikle naturfagsundervisningen og styrke formidlingen af naturvidenskab og teknologi til såvel Fremtidens naturfag i folkeskolen 14

16 skolens elever som den brede befolkning. Der er imidlertid behov for en bedre organiseret vidensdeling, en koordinering af de mange initiativer og etablering af en enkel og geografisk dækkende struktur til systematisk igangsætning af lokal uddannelsesudvikling og formidling af forsknings- og udviklingsresultater til skolerne. Der fokuseres her især på at støtte skolens lærere i den gennemgribende forandringsproces, som er affødt af de nye udfordringer til det danske uddannelsessystem. Udvalget anbefaler derfor Undervisningsministeriet at oprette et nationalt ressourcecenter for naturfagsundervisningen. Centret skal bestå af en mindre central enhed, der leder og koordinerer, og 4-6 decentrale enheder, som bærer tyngden i aktiviteterne. De decentrale enheder skal placeres geografisk dækkende for effektivt at kunne støtte alle kommuner og skoler. Centrets primære formål er, at sikre den vertikale sammenhæng i naturfagsundervisningen, dvs. brobygning og dialog mellem de enkelte led i uddannelseskæden fra indskoling til videregående uddannelser. koordinere det regionale samarbejde mellem kommuner, grundskoler, gymnasier, erhvervsskoler, CVU er, universiteter, forskningsinstitutioner, virksomheder og uformelle læringsmiljøer (teknik- og naturvidenskabscentre, museer, videnspædagogiske centre, naturskoler mv.) udvikle forbindelsen mellem praksis i skolerne i hele uddannelsessektoren og det nationale fagdidaktiske forskningsmiljø (jf. hovedanbefaling 7) styrke den faglige dialog mellem Undervisningsministeriet og uddannelsesmiljøerne. Centrets vigtigste opgaver er, at opsamle og skabe vidensdeling af best practice initiere kursus- og uddannelsesudvikling med fokus på grundskoler, ungdoms- og erhvervsuddannelserne og herunder samarbejdet mellem disse formidle nationale forsknings- og udviklingsresultater sikre hjemtagning af viden ved systematisk og struktureret dialog med tilsvarende udenlandske centre, især i de nordiske lande servicere og samarbejde med de decentrale aktører i videnshierarkiet, herunder især de kommunale naturfagskonsulenter og gymnasiernes ressourcepersoner. Centrets centrale enhed har ansvar for opbygning og ledelse af netværket, fordeling af arbejdsopgaver mellem de decentrale enheder, koordination af vidensdeling via én fælles portal, udgivelse af et nyhedsbrev mv. Centrets enheder skal fysisk placeres i miljøer, der tilbyder et aktivt, attraktivt samspil, dvs. typisk en læreruddannelsesinstitution som et CVU eller et universitet. Enhederne skal bidrage til udvikling af efter- og videreuddannelse, men ikke i sig selv forestå uddannelsen. Centret som sådan skal ikke bedrive uddannelsesforskning, fagdidaktisk forskning eller fungere som oplevelsescenter, men skal naturligvis i mange sammenhænge vekselvirke med sådanne miljøer. Centret skal samtænkes med det tilsvarende ressourcecenter for matematik. Undervisningsministeriet udbyder opgaven for en femårig periode. Centret evalueres efter fire år med henblik på beslutning om videreførelse for endnu en femårs periode Fremtidens naturfag i folkeskolen 15

17 eller afvikling. Centrets opbygning og organisering fastlægges senest sommeren 2007, og det bør kunne være funktionsdygtigt fra Grundlaget for på længere sigt at etablere en fælles ramme (Science) for naturfagsområdet i hele folkeskolen skal undersøges Et vigtigt udgangspunkt for udvalgets anbefalinger er behovet for at styrke samtænkningen i undervisningen af de eksisterende fire skolefag inden for naturfagsområdet og for at realisere det aktuelt uudnyttede potentiale for synergieffekter. I en række lande (fx Norge, Sverige og England) har man som konsekvens af lignende overvejelser indført ét skemafag i grundskolen, som dækker hele det naturfaglige område. Det anbefales ikke på kort sigt at ændre Folkeskoleloven med henblik på at indføre ét skemafag som erstatning for de nuværende fire fag. Udvalgets første otte hovedanbefalinger tager derfor udgangspunkt i den gældende fagrække. Der kan imidlertid peges på en række mulige fordele ved på lang sigt at indføre en fælles ramme for naturfagsundervisningen i form af ét sciencefag som erstatning for de nuværende fire fag. Herunder kan nævnes: bedre sikring af progression, samtænkning af fagdisciplinerne og udnyttelse af synergieffekter, større opmærksomhed på naturfaglighedens bidrag til folkeskolens overordnede formål og bedre muligheder for at skabe undervisning, der tager afsæt i samfundsrelaterede, erhvervs- og hverdagsrelaterede problemstillinger. Der kan ligeledes peges på en række mulige problemer ved indførelsen af en fælles ramme for naturfagsundervisningen, og der skal findes løsninger på disse før en evt. indførelse: Man kan frygte, at naturfagsområdet mister yderligere terræn i forhold til de øvrige fag de fire naturfag repræsenterer i øjeblikket ca. 11 % af de samlede timetal, hvilket er lavt i international sammenhæng. Fagdisciplinerne kan risikere at miste deres identitet og kerneindhold i ét samlet fag. Der er nu og i adskillige år fremover ikke tilstrækkelig mange lærere, der har forudsætningerne til at kunne varetage undervisningen i ét fælles sciencefag. Det vil måske vise sig vanskeligt at rekruttere studerende til et tilsvarende bredt linjefag på læreruddannelsen, og et sådant linjefag vil kræve en faglig og didaktisk spændvidde, der ikke er forenelig med den nuværende linjefagsstruktur på læreruddannelsen. Udvalget anbefaler derfor, at der nedsættes et udvalg til undersøgelse af, om og i så fald hvornår der er grundlag for etablering af en fælles ramme (Science) for naturfagsområdet i hele folkeskolen. Udvalget har til opgave (1) at iværksætte en række udredningsarbejder, herunder indsamle erfaringer fra udlandet, (2) at foreslå udviklingsprojekter, der kan give danske erfaringer med én fælles ramme for naturfagsundervisningen, og (3) at evaluere resultaterne af regeringens handlingsplan for naturfagene. Opgaverne (1) og (2) bør iværksættes i 2007, mens opgave (3) afventer implementering af handlingsplanen og resultaterne heraf. Udvalgets undersøgelse afsluttes senest i 2012 med aflevering af en samlet, evidensbaseret indstilling om grundlaget for et sciencefag. Fremtidens naturfag i folkeskolen 16

18 Tidsplan for udvalgets anbefalinger Anbefaling Naturfagene komm. indsatsområde Kvalitetsrapport, revideres hvert 3. år Ressourcepersoner på alle skoler Linjefagsdækning i naturfagene Linjefagsdækning i natur/teknik 1.-2.kl. Kommunale naturfagskonsulenter Brug af naturfagsteam på alle skoler Natur/teknik organiseret i blokke Dokumentation af al undervisning Formaliserede overdragelsesforretn. 2. Linjefag på min. 1 år, med fælles modul og højere adgangskrav 3. Nationalt efter- og vid.udd.prog. Natur/teknik-linjefagsopkvalificering Skolebaserede udviklingsforløb PD-uddannelse i naturfagsdidaktik Master-/kand.udd. i naturfagsdidaktik 5. Målbeskrivelser revideres Vejledning til lærerteam Udarbejdelse af rev. målbeskrivelser Mulighed for oprettelse af forsøgslinjer 6. Meningsfulde afgangsprøver og diagnostiske test i naturfagene Praktisk mundtlig gr. afgangsprøve Centralt stille skriftlig afgangsprøve Obligatorisk skriftlig opgave Diagnostisk test i 6. klasse Diagnostiske test til rådighed for lærere Evaluering af prøver og test 7. Naturfagsdidaktisk forskning Forsk.område u. Det Strat. Forsk.råd Forskningscenter Forskeruddannelsesprogram 8. Nationalt ressourcecenter Udbud af opgaven Decentrale enheder funktionsdygtige 9. Udvalg til undersøgelse af grundlaget for en fælles ramme (science) for naturfagsområdet Figur 9. Tidsplan for udvalgets anbefalinger i årene og videre frem. Forklaring: = Starttidspunkt for initiativet. = Deadline, dvs. på dette tidspunkt skal initiativet være fuldt implementeret/afsluttet. De gråtonede bånd illustrerer at initiativet strækker sig over en periode nogle initiativer har ikke noget sluttidspunkt, da det forventes at de kan fortsætte. Linjerede felter betyder at initiativets fortsættelse afhænger af en evaluering. NB: Hovedanbefaling 4, National redningsplan for natur/teknik, indgår ikke i oversigten som selvstændigt punkt, da initiativerne er integreret i hovedanbefaling 1 og 6. Fremtidens naturfag i folkeskolen 17

19 5. Uddybning af anbefalinger og begrundelser Dette kapitel er struktureret efter fem grundlæggende problemfelter som en handlingsplan bør rette en indsats imod: (a) struktur, mål og evaluering, (b) lærerkompetencer, (c) skolens aktuelle praksis, (d) de lokale naturfaglige kulturer samt (e) netværk, praksisudvikling og forskning. Struktur, mål og evaluering Den naturfaglige undervisning i folkeskolen er struktureret i fire skolefag: Ét fag (natur/teknik) udgør naturfagsundervisningen i klasse, mens de tre fag biologi, fysik/kemi og geografi også kaldet overbygningsfagene findes i klasse. Indførelsen af faget natur/teknik med folkeskoleloven i 1994 betød, at man for første gang i Danmark fik naturfaglig undervisning i hele det obligatoriske skoleforløb. Dermed blev det muligt at stimulere de yngste elevers interesse og at skabe en progression i elevernes naturfaglige læring og forståelse gennem alle ni skoleår. Skolefagene biologi, fysik/kemi og geografi tager i betydelig grad afsæt i klassiske naturvidenskabelige grunddiscipliner, men er naturligvis formet med hensyn til mål, indhold og arbejdsformer, så de bidrager til folkeskolens formål. Filosofien bag faget natur/teknik er grundlæggende anderledes, da dette skolefag i ordets egentlige forstand er et integreret naturfag. Det tager udgangspunkt i fænomener, naturforhold og teknik i elevernes nære og fjerne omverden samt i menneskets samspil med naturen. De naturvidenskabelige fags begreber, metoder og forklaringsmodeller introduceres som redskab til at beskrive og forstå disse fænomener. Der er i den danske folkeskole en lang tradition for at strukturere naturfagsområdet i relativt skarpt adskilte fag. England, Norge og Sverige er eksempler på lande, der i modsætning hertil har indført ét skolefag som fælles ramme for naturfagsundervisningen, mens man i fx Finland og Tyskland har opdelinger i fagdiscipliner i lighed med det danske system. I PISA-undersøgelserne arbejder man med en fælles Science -ramme og tænker dermed snarere naturfagsområdet som integreret end som struktureret af fagdiscipliner. Der kan dog ikke, hverken med afsæt i elevpræstationer i PISA-undersøgelserne eller på baggrund af internationale erfaringer, peges på en entydig fordel ved den ene eller den anden måde at strukturere det naturfaglige område. Der kan derimod peges på en række alvorlige problemer forbundet med den danske folkeskoles relativt skarpe adskillelse mellem de fire naturfag. For det første mistes den faglige progression mht. faglige begreber og forklaringsmodeller op gennem skoleforløbet. Dette skyldes en uskarp faglig overgang fra natur/teknik til de efterfølgende naturfag. For det andet er fagene i alt for ringe grad samtænkt, hvilket forhindrer synergieffekter mellem fagene samt elevers og læreres erkendelse af, at fagene bidrager til den samme fælles sag. Naturfagene arbejder hver især med begreber, fænomener, sammenhænge og arbejdsformer, der kan støtte læringen i de andre naturfag. Derfor skal fagene tænkes ind i en fælles og sammenhængende progression, der sikrer, at de ikke lever Fremtidens naturfag i folkeskolen 18

20 hvert deres liv, men faktisk spiller sammen. På den måde vil de begrænsede timeressourcer kunne anvendes langt mere effektivt. Den moderne naturvidenskab og teknologiudvikling foregår ikke mindst i grænseområderne mellem de klassiske fagdiscipliner, og det gælder i høj grad også de såkaldte sociovidenskabelige problemstillinger (fx globale klimaforandringer og genmodificerede organismer i fødevarer), hvor naturvidenskab og teknologi spiller en stor rolle i forbindelse med risikovurdering og beslutningstagning. Inden for naturfagsområdet er der således mange relevante muligheder for, at eleverne gennem undervisning i tværgående emner og problemstillinger, som folkeskoleloven kræver, kan anvende og udbygge de tilegnede faglige kundskaber og færdigheder. Den skarpe fagopdeling i folkeskolen viser sig imidlertid i praksis at være en stor barriere for at arbejde på tværs af fagene, og derfor må andre muligheder undersøges (hovedanbefaling 9). Selvom udvalget således ikke anbefaler én bestemt måde at indrette naturfagsområdet på, er problemstillingen så fundamental for naturfagsundervisningens betingelser og muligheder, at den også må indgå i handlingsplanen. Samtidig forstærkes disse problemer af, at naturfagenes trin- og slutmål, som de er beskrevet i de såkaldte Fælles Mål, kun er formuleret i overordnede og generelle vendinger og uden tilstrækkelige beskrivelser af progressionen i målene. Det betyder, at kun lærere med usædvanligt gode faglige og fagdidaktiske kompetencer på egen hånd kan udvælge de centrale begreber, forklaringsmodeller og metoder, der skal arbejdes med i undervisningen, og sikre en hensigtsmæssig progression. Det gør udformning af lokale læseplaner til et meget krævende arbejde. Evaluering af elevernes læring vanskeliggøres også af upræcise trin- og slutmål, og forskelle i begrebsbrug mellem de fire fags målbeskrivelser vanskeliggør undervisning på tværs af fagene. Denne kritik af Fælles Mål peger på nødvendigheden af et grundigere arbejde. Der er behov for en grundig revidering af naturfagenes målbeskrivelser med fokus på samtænkning af fagene, overdragelsesforretninger og faglig progression (hovedanbefaling 5). Men de reviderede målbeskrivelser skal ikke indføres forhastet og på en måde, så naturfagslærerne endnu engang kastes ud i en radikal kursændring efter få år med ét sæt målbeskrivelser. De reviderede målbeskrivelser bør derfor ikke træde i kraft før skoleåret 2009/10 på baggrund af et omhyggeligt forarbejde. Med den seneste ændring i prøvebekendtgørelsen afholdes der to forskellige former for afgangsprøver på det naturfaglige område. Dels er fysik/kemi obligatorisk prøvefag i form af en mundtlig/praktisk afgangsprøve, mens geografi og biologi kan udtrækkes som prøvefag. Dels er der fra 2006 indført tre digitale afgangsprøver i henholdsvis biologi, fysik/kemi og geografi. Den sidstnævnte prøveform udmærker sig først og fremmest ved at være billig. Der er tale om computerbaserede multiple-choice-opgaver, der i vid udstrækning har karakter af at prøve paratviden. Udvalget vurderer ud fra de første forsøg med prøveformen i efteråret 2005, at det faglige ambitionsniveau er uacceptabelt lavt, blandt andet fordi de naturfaglige kompetencer, som prøverne tester, er for snævre til at repræsentere såvel de faglige mål i Fælles Mål som de kompetencer, der efterspørges i PISA-undersøgelserne. En prøveform, der tester elevernes evner til at formulere sig skriftligt om naturfaglige emner og problemstillinger, vil kunne teste elevernes forståelse og dermed være langt mere meningsfuld. Fremtidens naturfag i folkeskolen 19

21 Med hensyn til den mundtlig-praktiske afgangsprøve bør selve det, at et fag kan udtrækkes til prøve være nok til, at faget behandles seriøst, fx mht. tilstrækkelige lærerforudsætninger og ressourcer. Men i praksis medvirker den særstatus, fysik/kemi stadig har, til at bidrage til det uheldigt skæve styrkeforhold blandt naturfagene i kl. En revision af prøverne bør derfor give de tre naturfag i klasse den samme afgangsprøverelaterede status (hovedanbefaling 6). Udvalget ønsker at tilkendegive sin ærgrelse over afskaffelsen af den fælles naturfaglige mundtlig-praktiske prøve, som end ikke nåede at blive afprøvet tilstrækkeligt til, at den kunne evalueres. Selvom indførelsen af den fælles prøves uden tvivl medførte megen usikkerhed omkring afholdelse og indhold, er der også overvældende evidens for, at den igangsatte lige netop den type samarbejde mellem naturfagene, som udvalget anbefaler. Mange skoler har arbejdet målrettet mod at skabe undervisning, der udnytter at naturfagene har mange fælles begreber og berøringsflader. Det skaber de synergieffekter der skal til for at styrke elevernes kompetencer og interesse for naturfagene. For at undgå, at udviklingen går den modsatte vej, bør det fra centralt hold bestemmes, at omkring 20 % af prøvematerialet skal omhandle flerfaglige emner/problemstillinger. Spørgsmålet om prøvers og tests pålidelighed er helt uomgængeligt, når man forsøger at fremme evalueringskulturen. I forbindelse med afskaffelsen af gruppeeksamen har tvivl om pålideligheden været i højsædet i argumentationen. Et evidensbaseret grundlag for en sådan fuldstændig afskaffelse findes dog ikke. Tværtimod er de hidtidige gruppebaserede prøver i fysik/kemi blevet fremhævet som velfungerende og pålidelige. Derfor bør det fortsat være muligt at anvende en mundtlig-praktiske prøveform, hvor elever samtidig går til prøve og får individuel bedømmelse. Prøveformen tilgodeser andre sider af faget end en skriftlig prøve kan, fx at kunne kommunikere naturfaglig tænkning, argumenter og løsningsmuligheder i mundtlig form og med brug af fagets redskaber. Eleven skal argumentere for sine overvejelser med sine samarbejdspartnere og også lærer og censor, hvilket muliggør en bred og nuanceret bedømmelse af elevens færdigheder og kundskaber. Undervisningsministeriets projekt Fremme af evalueringskulturen i folkeskolen omfatter etablering og udarbejdelse af en række testredskaber som blandt andet skal bruges til obligatoriske diagnostiske test i folkeskolen for naturfagenes vedkommende på 8. klassetrin. Det vil være langt mere formålstjenstligt at placere en test, der kan bidrage til en god overgang mellem natur/teknik og overbygningsfagene, dvs. i 6. klassetrin (hovedanbefaling 6). Lærerkompetencer Det er udvalgets centrale anbefaling at foretage en markant styrkelse af lærerkompetencerne i relation til naturfagsundervisningen. En styrkelse af de naturfaglige linjefag i læreruddannelsen er nødvendig (hovedanbefaling 2), men skal ses i et langsigtet perspektiv, da forandringer kun over en længere årrække kan forandre situationen i folkeskolen. En stor gruppe af de nuværende lærere har ikke linjefagsuddannelse i de(t) naturfag, de underviser i, og derfor skal den primære indsats lægges i en opkvalificering af lærernes formelle forudsætninger. Fremtidens naturfag i folkeskolen 20

22 For faget natur/teknik er det almindelig praksis at anse lærerens formelle undervisningsbaggrund for opfyldt, hvis han eller hun har et linjefag i biologi, geografi eller fysik/kemi. Dette er imidlertid ikke holdbart, og der skal tilvejebringes et stort antal natur/teknik-lærere med linjefag eller tilsvarende i netop dette fag (hovedanbefaling 3). Lærerbaggrund er blevet undersøgt og publiceret i forskellige sammenhænge. Det gælder eksempelvis den såkaldte KALK-undersøgelse, der i 2002/2003 havde fokus på læreres kompetenceudvikling og efteruddannelsesbehov i natur/teknik. 3 Resultaterne viser at knap 40 % af lærerne havde mindre end 30 timers efteruddannelse som eneste formelle forudsætning for at undervise i faget. Fordelingen af linjefagsdækningen på klassetrin viser, at 55 % af natur/teknik-lærerne i 6. klasse havde linjefag i et naturfag, mens de drejede sig om 49 % i 4. klasse og 44 % i 2. klasse. Tallene for 2002/03 er ikke ændret betydeligt siden en tilsvarende undersøgelse i 1996/97. Undersøgelsen viser også, at lærere uden naturfagligt linjefag føler sig mindre kompetente til at undervise i en række centrale emneområder, end lærere med naturfagligt linjefag. Figur 2. Natur/teknik-læreres faglige baggrund i følge KALK-undersøgelsen. 4 Kommunernes Landsforening, Finansministeriet og Undervisningsministeriet lavede i 2003 en undersøgelse af linjefagsdækningen i folkeskolen. 5 Her blev vist en markant stigning i linjefagsdækningen over en tiårig periode. Det gjaldt eksempelvis faget biologi, hvor linjefagsdækningen på 7. klassetrin var øget fra 45 % til 57 %. Den såkaldte GeoSpørg-undersøgelse 6 viste i 2000, at 34 % af geografilærerne havde linjefag, mens lignende undersøgelser på biologi og fysik/kemi viser en 60 % dækning med linjefagsuddannede lærere. Undersøgelserne har forskellige metodiske design og er ikke direkte 3 Dragsted, S., Horn, F., & Sørensen, H. (2003): Kortlægning af læreres kompetenceudvikling og efteruddannelsesbehov i natur/teknik. København: Danmarks Pædagogiske Universitet. 4 Figuren er fra MONA 2005(1), s.59 ( 5 Rapport fra arbejdsgruppe for læreres, pædagogers og lederes efteruddannelse, se 6 Jensen, M. L., Møller, J. P., Nielsen, K., & Laigaard, B. (2000). Geo-spørg '98. Brenderup: Geografforlaget. Fremtidens naturfag i folkeskolen 21

23 sammenlignelige, men deres resultater kan godt benyttes i en mere overordnet sammenhæng. Efteruddannelse giver mulighed for at supplere forudsætningerne i faget, men igen kan KALK-undersøgelsen bruges til at demonstrere problemerne. Kun omkring halvdelen af lærerne i undersøgelsen har således gennemført natur/teknik-relateret efteruddannelse, selvom netop disse kan siges at have særligt behov herfor pga. de manglende linjefagsforudsætninger. Årsagen til den manglende efteruddannelse er, at lærerne prioriterer kurser i andre fag højere (typisk fag med flere timer og større personlig interesse), og at skolen ikke har (eller prioriterer) tilstrækkelige økonomiske ressourcer hertil. Såvel biologi- som geografiundersøgelserne understreger et overvældende behov for efteruddannelse i fin tråd med natur/teknik-undersøgelsen. Figur 3. Natur/teknik-læreres årsager til ikke at deltage i efteruddannelse i følge KALK-undersøgelsen. 7 Kursusmidler er blevet henlagt til bloktilskuddet for kommunerne, og der er ikke længere øremærkede penge til lærernes efteruddannelse. Så det er i høj grad en prioritering i den enkelte kommune, hvor mange penge der bevilges til efteruddannelse, og derfor kræves der også en lokal indsats for at ændre dette helt uacceptable forhold (hovedanbefaling 1). Det er en omfattende opgave at udvikle lærerkompetencer gennem linjefagsuddannelse af lærere og efteruddannelse af den nuværende lærergruppe. De økonomiske konsekvenser er vanskelige at overskue, fordi en del kan løses ved, at bringe de skjulte reserver frem. Selv om 40 % af klasserne mangler en linjefagsuddannet lærer i biologi eller geografi, er der på skolen reelt mange lærere med forudsætninger i disse fag, som ville kunne tage timerne. Det er et spørgsmål om ledelse, men også om at give disse lærere rimelige arbejdsvilkår. Lærere er naturligt nok ikke begejstrede for at undervise i dårlige 7 Figuren er fra MONA 2005(1), s.63 ( Fremtidens naturfag i folkeskolen 22

24 lokaler med ringe materialer og udstyr, organiseret i usammenhængende timer og med dårlige muligheder for fagligt relevante ekskursioner. Lærerkompetenceunderskuddet i naturfagene kan tilskrives en blanding af uheldige ledelsesprioriteringer, dårlige muligheder for efter- og videreuddannelse, samt en utilstrækkelig produktion af linjefagsuddannede med natur/teknik som det særligt kritiske fag, som derfor kræver en særlig indsats (hovedanbefaling 4). Skolens aktuelle praksis En målrettet indsats for at styrke naturfag i folkeskolen skal fokusere på den pædagogiske og faglige side af undervisningen. Som tidligere beskrevet, underviser mange lærere i et naturfag uden en tilstrækkelig uddannelsesbaggrund for at gøre dette. Det er en uholdbar situation, man tilsyneladende har vænnet sig til i skoleverdenen også på andre faglige områder. Manglen på linjefagsuddannede lærere følges ofte af et fagligt miljø, der ikke er robust og kun dårligt kan støtte de uerfarne lærere. For at imødegå disse vanskeligheder må skolerne følge en dobbelt strategi: Ud over at efter- og videreuddanne lærere må skolerne sørge for at få en bedre anvendelse af de linjefagsuddannede lærere, uden at det medfører, at disse skal undervise i alt for mange forskellige klasser. Nogle problemer kan løses ved en bedre organisering af naturfagstimerne. De vejledende timetal for natur/teknik, biologi og geografi er på nogle klassetrin af en størrelse, der svarer til én lektion ugentligt, men enkelttimer bør generelt ikke anvendes. Timerne bør i stedet samles i blokke for at tilgodese de praktiske og undersøgende aspekter i fagene. Det er i ingen af naturfagene muligt at gennemføre kvalificeret praktisk arbejde eller nå uden for skolens mure og foretage undersøgelser på 45 minutter. Man bør naturligvis medtænke muligheden for flerfaglige perioder (ikke mindst i 8.kl.) ved skemalægning af biologi, fysik/kemi og geografi. Mht. manglende lærerforudsætninger organiserer nogle skoler sig ud af dette ved at anvende en ressourcelærer, der i undervisningen kan assistere mindre erfarne lærere. På større skoler kan der findes løsninger, hvor naturfagslærere medvirker i alle klassetrinsteam. Andre skoler bruger tolærer-ordninger til natur/teknik, hvilket er en stor støtte til de lærere, der ikke har så megen erfaring med det praktiske arbejde. Linjefag er en nødvendig, men ikke tilstrækkelig forudsætning for at varetage undervisningen i et givet naturfag. Praktisk erfaring med at undervise har stor betydning for læreres kompetencer. Det betyder, at lærere med en fast tilknytning til faget, alt andet lige, vil være bedre egnet til at undervise. Stabilitet i lærertilknytningen er måske særligt vigtig i naturfagene, fordi kendskab til praktiske forhold, laboratorier og ekskursionsmuligheder er afgørende for kvaliteten af undervisningen. Den tidligere omtalte KALKundersøgelse af natur/teknik viste, at mange klasser oplever hyppige lærerskift. På flere klassetrin skifter næsten 50 % af klasserne lærer i faget. Der er også tegn på, at lærerne i højere grad end i andre fag er nyuddannede, og at de ofte hurtigt forsvinder helt fra faget igen. Det er tydeligt, at natur/teknik af skoleledelsen ofte bruges som kit i planlægningen af lærernes arbejdstid, hvilket naturligvis er uholdbart (hovedanbefaling 4). Mange skoler har ikke en overdragelsesforretning i forbindelse med lærerskift og med skiftet fra natur/teknik til biologi, geografi og fysik/kemi, hvor de modtagende naturfagslærere orienteres om, hvad der er arbejdet med. Med mindre der ligger en omhygge- Fremtidens naturfag i folkeskolen 23

25 lig beskrivelse af klassens hidtidige arbejde, vil efterfølgende lærere komme til at undervise uden sammenhæng til tidligere undervisning, hvilket ødelægger den faglige progression. Der kan med fordel udvikles en praksis for overdragelsesforretningen baseret på klassens logbog. Dette gælder måske i særlig grad overgangen mellem natur/teknik og overbygningsfagene. Det bør være muligt at undgå overgangsproblemer inden for skolens mure (hovedanbefaling 1). Forskellen på piger og drenges faglige præstationer er jf. figur 4 foruroligende, og der må gøres en særlig indsats på dette område. Disse markante kønsforskelle, der synes at være en dansk specialitet, skyldes formentlig ikke alene forhold i folkeskolen, men naturfagsundervisningen kan og skal bidrage til at ændre situationen. ROSEundersøgelsen giver en indikation af pigernes svigtende interesse for væsentlige dele af naturfag. 8 Temaforløb eller mindre projekter, hvor piger og drenge selv er med til at bestemme deres fordybelsesområder, kan ændre pigernes tilgang til naturfagene. Lokalt udviklingsarbejde kan medvirke til forbedring af pigernes og drengenes nytte af den naturfaglige undervisning. 60 Danmark Norge Sverige Finland Island Score i forhold til OECD-snit Mat - drenge Mat - piger Nat - drenge Nat - piger Mat - drenge Mat - piger Nat - drenge Nat - piger Mat - drenge Mat - piger Nat - drenge Nat - piger Mat - drenge Mat - piger Nat - drenge Nat - piger Mat - drenge Mat - piger Nat - drenge Nat - piger Figur 4. Figuren viser resultater for de nordiske lande, hvad angår matematik- og naturfagskompetencer i PISA 2003-undersøgelsen. Søjlernes højde angiver elevers score i forhold til OECD-gennemsnittet (500 point). OECD-gennemsnittet i naturfag opdelt på drenge og piger er henholdsvis 503 og 497, mens det i matematik er henh. 506 og 494. (De islandske piger ligger i naturfag netop på OECD-gennemsnittet.) For naturfag kan man først bemærke, at Danmark og Norge samlet klarer sig dårligere end de øvrige tre lande. Dernæst, at Danmark er matematikland de danske elever er klart bedre til matematik end naturfag. Endelig er kønsforskellene i de danske elevers præstationer inden for naturfag meget iøjnefaldende og overgås kun af to blandt de 41 lande i PISA undersøgelsen. Naturfagene rummer nogle af skolens mest varierede arbejdsformer, og mulighederne er mangfoldige. Der stilles store krav til lokaler, materialesamlinger og lærerkompetencer. Men naturfag er også et område, hvor rammerne ofte er med til at sætte store begræns- 8 ROSE er en forkortelse af Relevance Of Science Education. Se Fremtidens naturfag i folkeskolen 24

26 ninger på klassens og lærerens muligheder. Naturfagsundervisningen på landets skoler foregår under meget varierede vilkår, og selv i mindre kommuner kan forskellene mellem skoler være markante. På mange skoler gøres der i disse år en del ved undervisningens praktiske sider, fx ved at etablere eller renovere faglokaler. Dette medvirker til store forskelle mellem skolerne, men de steder, det foregår, er det med til at rette op på en forsømt faglokalestandard. Mange ældre biologilokaler er typisk blevet inddraget til andre formål end naturfagsundervisning, og det ofte uden at tage hensyn til nye behov pga. natur/teknik, hvilket har medført et større pres på de eksisterende faglokaler. Renovering og opdatering af lokaler og udstyr må lokalt vurderes og forbedres og ikke udskydes (hovedanbefaling 1). Erfaringer fra renovering af naturfagslokaler viser, at de bedste resultater opnås, hvor lærergruppen sideløbende igangsætter udviklingsarbejde og en reformulering af pædagogik og fag. Året 2005 gav muligheder for at udskifte eller supplere grundbøger i naturfag i kraft af en særbevilling fra staten. Lærebøgerne er en del af de igangværende forandringer, og for en del skoler har det givet forbedrede vilkår. Processen er ikke forløbet uproblematisk, fordi forlagene havde igangsat nye udgivelser til fælles undervisning i biologi, geografi og fysik/kemi, men vilkårene for den fælles undervisning ændredes kraftigt med afskaffelsen af den fælles naturfaglige prøve, og forlagene opgav planerne. Lokaler og materialer et vigtigt udgangspunkt for stabilitet og kontinuitet i undervisningen. Mange steder er det strengt nødvendigt at opruste på dette område, men set på nationalt plan er dette ikke det væsentligste indsatsområde. Det er en stor opgave at ændre den aktuelle praksis i naturfagene og nye fremgangsmåder i undervisningen må tages i anvendelse. Skriftligheden i naturfag er gennem de sidste 30 år blevet reduceret til udfyldning af svarkasser på utallige kopisider en undervisningsaktivitet, der bedst kan beskrives som orddiktat, og hvis læringspotentiale er ringe. En skriftlig dimension i undervisningen kan støtte læreprocessen hos den enkelte elev. Fagbegreber skal her bruges i en funktionel sammenhæng, som viser indsigt og forståelse. Fokus på skriftlighed som en integreret del af flere arbejdsformer vil fremme sammenhængen i undervisningen, uden at det faktuelle indhold begrænses, og vil give mulighed for at sætte de mange løse facts ind i en kompleks sammenhæng med en individuel tilgang til læring. Det sker i al væsentlighed ikke i dag. Naturfagsundervisningen i folkeskolen har overvejende et kvalitativt og beskrivende indhold. Vægten ligger på, hvad der sker, hvordan det sker, og hvorfor det sker, mens fokus på naturfagenes karakter af eksakte videnskaber, dvs. brugen af matematik, er næsten fraværende. Som en første tilgang til naturfænomener er det nok fornuftigt, men det giver ikke et korrekt billede af naturvidenskab og af, hvad vi faktisk ved om naturen. Computere og dataloggere giver mange nye muligheder i undervisning og kan på enkel og overskuelig måde få sat tal på sammenhænge, som tidligere skulle beskrives med tidskrævende og ensformigt arbejde. I omhyggeligt udvalgte områder bør eleverne arbejde med den kvantitative dimension. Fremtidens naturfag i folkeskolen 25

27 Lokale naturfaglige kulturer En lokal naturfaglig kultur kan beskrives som en given skoles subkultur, der skabes gennem udvikling og udveksling af fagopfattelser, værdisæt, normer og praksisformer i arbejdet med at realisere naturfaglig undervisning i forhold til skolens samlede opgave og overordnede målsætning. Den danske folkeskole har generelt en svag naturfaglig kultur. Dette er typisk karakteriseret ved, at naturfagslærernes faglige samarbejde og faglige samtaler helt overvejende begrænser sig til praktiske spørgsmål, typisk forvaltning af faglokaler, vedligeholdelse af samlinger og indkøb af materialer og undervisningsmidler. På de fleste skoler er disse ting i nogenlunde faste rammer, uden at samarbejdet mellem naturfagslærerne når meget videre. Med andre ord en kultur præget af faglig ensomhed for den enkelte og mangel på kollegial sparring i form af inspiration og vidensdeling. Fagene på klassetrin er små med få lærere, hvilket gør det vanskeligt at opretholde et fagligt miljø på den enkelte skole. Det er fx meget almindeligt, at der kun er tre fysik/kemilærere på en skole. Der er måske nok et samarbejde imellem lærerne, men faglig sparring er sporadisk og oftest af relativt uformel karakter. Traditionen med i vidt omfang at anvende lærere uden linjefag i naturfagene svækker naturligvis mange læreres incitament til samarbejde, fordi de har en følelse af ikke at kunne bidrage med noget væsentligt fagligt og fagdidaktisk. Den faglige kollegiale dialog begrænser sig så ofte til meget kontant udveksling, fiduser og nødhjælp mellem erfarne lærere med linjefagsbaggrund og uerfarne uden denne baggrund. Under denne generelle beskrivelse finder man heldigvis overalt i landet skoler, der målbevidst har arbejdet med at fremme naturfagslærernes samarbejde. Den manglende overordnede samtænkning af de fire naturfag påvirker også den lokale kultur, idet det svækker mulighederne for flerfaglig undervisning. Med afsæt i planerne for den fælles praktisk-mundtlig afgangsprøve i fysik/kemi og biologi fandt mange lærere i samarbejde på tværs af fagene nye spændende veje i undervisningen gennem forløb med fælles indhold for fagene. 9 Mange skjulte faglige lærerressourcer kom frem i det flerfaglige samarbejde, der foregik på mange skoler. Udviklingen blev bremset noget af den seneste revision af prøvebekendtgørelsen, men mange skoler vil forhåbentlig fortsætte med at udnytte synergieffekterne mellem fagene. Udvalget bag denne rapport ser forøgede faglige og fagdidaktiske lærerkompetencer som det allervæsentligste bidrag til styrkelse af danske børns naturfaglige læring og interesse. Den vigtigste forudsætning for at kunne både vedligeholde og udvikle kompetencerne hos lærerne er, at de i det daglige oplever sig selv som en del af et fagdidaktisk udfordrende og lærende fællesskab. En stærk naturfaglig kultur må derfor ud over de helt nødvendige praktiske forhold indebære samarbejde og erfaringsudveksling om udarbejdelse af lokale læseplaner, praktisk tilrettelæggelse af undervisningen, det eksperimentelle og undersøgende arbejde i laboratoriet og ude i naturen, evaluering og evalueringsformer, børnenes læring og interesse, inddragelse af ressourcer uden for skolen i arbejdet (virksomheder, museer, 9 Dette er fx dokumenteret i udviklingsarbejdet Naturfagslærere i samarbejde, se Fremtidens naturfag i folkeskolen 26

28 zoologiske anlæg, naturskoler, teknik- og naturvidenskabscentre og andre videnspædagogiske centre). Det må også indebære, at naturfagslærerne oplever et udviklende og inspirerende samarbejde, hvor den enkelte lærer føler sig som en del af et udviklende og lærende team, der har ledelsens bevågenhed, og hvor man i dialog med ledelsen fra år til år kan udforme, gennemføre og evaluere udviklingsplaner på kortere og lang sigt. Derfor bør alle skoler arbejde på at organisere naturfagsteam (hovedanbefaling 1). Naturfagsteamets styrke forudsætter en vis faglig ligeværdighed (linjefagsniveau), som kan tilvejebringes gennem efter- og videreuddannelse, men det vil altid have gavn af en eller flere faglige ildsjæle, der kan drive arbejdet frem med god kollegial fornemmelse og kontakt. Målet må være en teamkultur, hvor det er attraktivt at være naturfagslærer, og som skaber udvikling i og fællesskab om naturfagsundervisningen. Et velfungerende naturfagsteam vil kunne have følgende opgaver: Udarbejdelse af lokale læseplaner til konkret udmøntning af fælles mål/trinmål i en lokal kontekst og med henblik på aktuelle prøvekrav. Sikring af et samspil mellem naturfagene på langs og på tværs i skolen med henblik på bedre faglig progression og læring og et samarbejde mellem naturfagslærerne, inkl. lærerne i natur/teknik. Udarbejdelse af principper og procedurer for overdragelsesforretninger mellem natur/teknik og naturfagene på klassetrin, som medtænker undervisningens indhold af begreber, arbejdsmåder, elevernes mundtlige og skriftlige formidling, evalueringsformer, temaer, projektarbejder, biotoper, eksperimentelle forløb og anvendelse af uformelle læringsmiljøer (museer, naturskoler, virksomheder mv.). Beslutninger om anvendelse af værktøjer i den løbende evaluering af undervisning og udveksling af evalueringserfaringer i og mellem de enkelte naturfag. Konkret undervisningssamarbejde mellem naturfagene på klassetrin, så skolens begrænsede naturfagsressourcer udnyttes langt bedre. Dette kan gøres ved at inddrage flerfaglige temaer, der giver naturfagene mere øjensynlige perspektiver og appellerer til begge køn, eller ved at samordne lokale læseplaner og undervisningsplaner, så de enkelte fag understøtter hinanden mht. progression i begreber, arbejdsformer, perspektiver. Naturfagligt udviklingsarbejde på skolen. Kønsforskelle, skriftlighed og naturfagenes mere kvantitative sider er oplagte emner i den sammenhæng. Formulering af ønsker og behov om delvist fælles efter- og videreuddannelse, evt. i kombination med lokalt udviklingsarbejde på skolen, i samarbejde med det lokale CVU s naturfagsmiljø. Formulering af udkast til strategi og handleplaner for naturfagene på skolen til drøftelse med ledelsen. Den ideelle organisering af skolens naturfagsteam må naturligvis afhænge af skolestørrelse, lærerkompetencer, erfaringer, besluttede opgaver mv. På figur 5 er skitseret en mulig organisering. Fremtidens naturfag i folkeskolen 27

29 Figur 5. En model for en skoles naturfagsteam og dets samspil med andre. Naturfagslærerne samles i et naturfagsteam, der tildeles tilstrækkelige arbejdsressourcer i forhold til mål og ambitioner. Teamet kan afhængig af opgaver opdeles i undergrupper. Naturfagsteamet ledes eller koordineres af en naturfagskoordinator, som er en dygtig og aktiv naturfagslærer, med videreuddannelse svarende til en pædagogisk diplomuddannelse i naturfagsdidaktik. Naturfagskoordinatoren er i løbende dialog med skoleledelsen og forbereder teamets årlige eller halvårlige fælles møde med ledelsen. Naturfagsteam, koordinatoren og ledelsen udgør skolens naturfagsråd, der også kan have repræsentation fra skolebestyrelsen. Naturfagskoordinatoren og skolelederen har løbende kontakt med kommunens naturfagskonsulent med sigte på den fælles kommunale naturfagsindsats, lærernes efter- og videreuddannelse, rapportering til Undervisningsministeriet mv. Den kommunale naturfagskonsulent, der typisk kunne være lærer på en af skolerne i kommunen, koordinerer den samlede indsats på naturfagsområdet i kommunen som en deltidsopgave og kan fx i samråd med de lokale naturfagsråd lave udspil til den kommunale handlingsplan vedr. naturfagene og føre drøftelser med et lokalt CVU om behov for udvikling og for efter- og videreuddannelse. Den kommunale naturfagskonsulent må forventes at være videreuddannet på masterniveau i naturfagsdidaktik eller tilsvarende. Fremtidens naturfag i folkeskolen 28

30 Netværk, praksisudvikling og forskning Danmark er kendetegnet ved at have et højt antal af såkaldte uformelle naturfaglige læringsmiljøer i form af teknik- og naturvidenskabscentre, naturskoler, museer mv. Flere store virksomheder har tilbud til naturfagsområdet, i form af besøgsordninger, læremiddeludvikling eller ligefrem særlige formidlingsinstitutioner. Dette udgør et stort potentiale for naturfag i folkeskolen. Problemet er, at der i størstedelen af landet stort set ingen koordination og samarbejde sker mellem de mange initiativer. I en række tilfælde er der uhensigtsmæssig konkurrence i stedet for en hensigtsmæssig arbejdsdeling. Mange problemer vil her kunne løses af en organisation, der har til formål at skabe netværk og samarbejde mellem de mange aktører. Figur 6. Naturfagsområdet nationalt set. Mange aktører, men utilstrækkelig koordinering. Lokalt på skoler foregår der også mange steder spændende udviklingsprojekter. Nogle skoler har naturfagsområdet i fokus mht. efteruddannelse og udviklingsarbejde, fx lokale læseplaner, andre har prioriteret renovering og udbygning af de naturfaglige undervisningsfaciliteter, mens nogle har opbygget lokale netværk med ressourcepersoner i naturfagene, som er lærere med særlige forudsætninger for at kunne bistå andre lærere med at få høj kvalitet i undervisningen. Selv relativt begrænsede projektmidler kan sætte gang i spændende udvikling lokalt. Staten bør sikre, at der fortsat vil være projektmidler at ansøge om til lokale udviklingsprojekter, hvis vi skal fastholde og stimulere ildsjælenes engagement i at udvikle naturfagsundervisningen. Dette kan kobles til udvalgets anbefaling om skolebaserede udviklingsforløb (hovedanbefaling 3). Men alle de gode erfaringer fra sådanne udviklingsaktive skoler har i dag dårlige betingelser for at nå ud til andre skoler, der ofte står med de samme udfordringer. Det lokale udviklingsarbejde sker ofte uden ordentlig formidling af resultater. Mange skoler starter Fremtidens naturfag i folkeskolen 29

31 fra bunden, når de vil udvikle naturfagsundervisningen, fordi man ikke har kendskab til andres erfaringer. Det er uklart, i hvor høj grad lokale projekter giver sig udslag i vedvarende forandringer af naturfaglig undervisningspraksis. Det er til gengæld ret sikkert, at der hidtil ikke er set nogen national effekt af lokale projekter. Udviklingsprojekter er en dyr måde at udvikle det samlede uddannelsessystem, hvis ikke projektets resultater kan komme andre til gavn og det uanset den store betydning et lokalt udviklingsprojekt kan have for selve deltagerne. Samtidig er der heller ikke en tilstrækkelig overførsel af pædagogiske og fagdidaktiske forskningsresultater til de uddannelsesmiljøer, hvor resultaterne kunne udmøntes i forbedret undervisningspraksis, herunder både folkeskolen og lærerseminarierne. Derfor er der behov for centrale initiativer, der kan opbygge netværk og formidling af forskningsog udviklingsresultater til skolerne. Kigger man på det samlede naturfaglige uddannelsesområde i Danmark og dermed også på ungdomsuddannelser og videregående uddannelser, er det meget påfaldende, at der stort set ingen vertikal sammenhæng og kontakt er mellem uddannelsesniveauerne. Det skaber overgangsproblemer og forhindrer, at uddannelsesniveauerne som hver især har sine styrker og svagheder kan lære af hinanden. Etableringen af lokale ressourcepersoner for naturfagene på skoler og i kommuner vil være betydelig mere effektfuld hvis disse personer kan indgå i netværk. På den måde vil den gode praksis på ét område kunne spredes til andre skoler. Etableringen af et nationalt ressourcecenter for naturfagsundervisningen i hele uddannelsessystemet som skitseret i figur 7 og 8 vil kunne sikre de ønskede netværk og den nødvendige koordination mellem aktørerne (hovedanbefaling 8). Figur 7. Udvalgets anbefaling til et nationalt naturfagligt ressourcecenter bestående af en mindre ledelsesenhed og 4-6 decentrale enheder placeret med passende geografisk spredning. Fremtidens naturfag i folkeskolen 30

32 Figur 8. Skitse af netværket for en decentral enhed i det nationale ressourcecenter. Naturfagsområdets mange aktører har også brug for forskningsmæssig fagdidaktisk input for at kunne sikre høj kvalitet i naturfagsundervisningen. I de seneste år er der sket en vis udbygning af danske fagdidaktiske forskningsmiljøer, men den er sket spredt og ukoordineret. Der er meget lidt forskeruddannelse inden for feltet. Sammenlignet med lønudgifterne til folkeskolen er ressourcerne til fagdidaktisk forskning forsvindende. Der er ikke er tradition for at forskningsrådene giver bevillinger til naturfagsdidaktisk forskning. Det skyldes formentlig, at forskningsområdet falder mellem to stole, forstået som at dets genstandsfelt ofte opfattes som hørende til naturvidenskab, mens de anvendte metoder og de formulerede forskningsmål typisk har en tættere tilknytning til humanistiske forskningstraditioner. Det er eksempelvis iøjnefaldende, at der er meget lidt følgeforskning på internationale komparative undersøgelser, Danmark deltager i, herunder PISA-undersøgelsen. Det forhindrer det danske uddannelsessystem i at udnytte resultater fra disse undersøgelser som grundlag for praksisudvikling. Danmark skal kunne lære af udenlandske resultater inden for udviklingsarbejde og forskning, men det kræver, at der findes mennesker ansat til at have antennerne ude i forhold til udlandet. Sådanne personer skal selv have forsknings- og udviklingsopgaver for at kunne bidrage på lige fod i samarbejdet med udenlandske aktører. Der er således behov for en strategisk satsning for at få mere og bedre fagdidaktisk forskning. En naturlig fremgangsmåde er, at Det Strategiske Forskningsråd pålægges at oprette et program i naturfagsdidaktisk forskning med det langsigtede mål at sikre et fagdidaktisk forskningsmiljø i Danmark af et tilstrækkeligt volumen og med den nødvendige kvalitet (hovedanbefaling 7). Fremtidens naturfag i folkeskolen 31

33 Bilag 1. Kommissorium Kommissorium for udvalg til forberedelse af en handlingsplan for naturfag i folkeskolen Baggrund Det fremgår af regeringsgrundlaget Nye Mål, at De danske elevers færdigheder i naturvidenskab er utilfredsstillende. Danmark ligger markant under OECDgennemsnittet og lavest i Norden. Regeringen vil derfor fremlægge en handlingsplan for styrkelse af det faglige niveau i naturfag. Danske elever er, sammenlignet med elever i andre lande, placeret markant dårligere end gennemsnittet. Denne placering skal forbedres, fordi naturfag ligesom dansk, engelsk og matematik er et grundlæggende fagområde. Især skal det sikres, at danske piger er på samme niveau som danske drenge. Udvalgets opgaver Der nedsættes et udvalg bestående af forskere og eksperter, der skal udarbejde anbefalinger til en samlet styrkelse af naturfagene. Anbefalingerne vil indgå som input i regeringens videre overvejelser om iværksættelse af en handlingsplan for naturfag. Handlingsplanen skal bidrag til at opfylde målsætningen om, at Danmark skal have verdens bedste folkeskole, og at eleverne skal være blandt verdens bedste i naturfag. Handlingsplanen skal udarbejdes på baggrund af en evaluering af undervisningen, som den foregår i dag, og i tæt samspil med interesserede virksomheder, organisationer og de naturfaglige undervisningsmiljøer. Udvalget skal: Evaluere undervisningen i naturfag. I evalueringen skal bl.a. indgå de fastsatte trinog slutmål, de tilgængelige undervisningsmaterialer og de krav, der stilles om naturfaglig viden videre frem i uddannelsessystemet i dag og i fremtiden. Vurdere og anbefale undervisningens indhold, metoder og materialer med henblik på en styrkelse af elevernes faglige niveau. Vurdere og anbefale eksisterende og nye metoder til formidling og nyttiggørelse af forskningsresultater. Vurdere og kommentere behovet for inddragelse af udenlandske erfaringer om øget central indflydelse på udarbejdelse og brug af undervisningsmaterialer. Pege på øvrige faktorer, der har betydning for en styrkelse af naturfagene. Udvalget bør tage udgangspunkt i initiativer, der omprioriterer fra den nuværende indsats til en mere målrettet indsats. Udvalget bør således lægge vægt på initiativer, som ikke indebærer offentlige merudgifter. Fremtidens naturfag i folkeskolen 32

34 Udvalget skal endvidere sammenligne og afstemme sine forslag og vurderinger i lyset af de forslag og vurderinger, der fremsættes af udvalget til forberedelse af regeringens beslutning om styrkelse af matematik i folkeskolen. Udvalgets formand og medlemmer udpeges af undervisningsministeren, og sekretariatsfunktionen varetages af Undervisningsministeriet. Udvalget færdiggør sit arbejde senest den 31. december Fremtidens naturfag i folkeskolen 33

35 2. Udvalgets sammensætning og arbejde Udvalget blev nedsat 1. november 2005 af undervisningsminister Bertel Haarder med følgende sammensætning: Nils. O. Andersen (formand), professor, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet Henrik Busch (næstformand), lektor, Institut for Curriculumforskning, Danmarks Pædagogiske Universitet Sebastian Horst (faglig sekretær), konsulent, Center for Naturfagenes Didaktik, Københavns Universitet Annemarie Møller Andersen, lektor, Institut for Curriculumforskning, Danmarks Pædagogiske Universitet Iben Dalgaard, lærer og naturfagskonsulent, Uglegårdsskolen Søren Dragsted, lærer og pædagogisk konsulent, Rosenlundskolen og CVU København & Nordsjælland Peter Norrild, rektor, Aalborg Seminarium Udvalget afleverede sine anbefalinger til undervisningsministeren d. 1. februar 2006, og den komplette rapport er afleveret 27. februar Udvalget har som led i analysearbejdet holdt fire halvdagsmøder og dertil tre internatmøder af 2 dages varighed. Mellem møderne er analyser og udkast blevet distribueret og kommenteret blandt udvalgets medlemmer via elektroniske kanaler. Et udkast til hovedanbefalinger blev primo januar uformelt diskuteret med en række sparringspartnere med kendskab til fagområdet. Udvalget takker i denne sammenhæng følgende personer for værdifulde bidrag til udvalgets analyser og anbefalinger: Jørgen Haagen Petersen, adjunkt ved Haslev Seminarium, Søren Thorborg, skoleleder på Utterslev Skole, Ole Corneliussen, skoleleder på Karensmindeskolen, Peter Steen Jensen, forvaltningsdirektør for børn og unge i Odense Kommune, Steffen Elmose, lektor på Aalborg Seminarium, CVU Nordjylland og Dorrit Christensen, udviklingsdirektør for Skole og unge i Ballerup kommune samt Søren Breiting, lektor, og Helene Sørensen, lektor, begge på Institut for Curriculumforskning, Danmarks Pædagogiske Universitet. Formandskabet for udvalget har været i løbende dialog med især formanden fra det tilsvarende udvalg for matematik, men også engelsk- og læseudvalgets formænd. Udvalget takker for en meget udbytterig dialog med kontorchef, Bodil Horn, chefkonsulent Birgitte Klingsey og pædagogisk konsulent Ulla Sverrild fra Undervisningsministeriet gennem hele arbejdet. Fremtidens naturfag i folkeskolen 34

36 3. Centrale begreber I dette bilag beskrives på kort form, hvordan en række af rapportens centrale begreber skal fortolkes. Naturfag Herved forstås de skolefag, der primært beskæftiger sig med natur, naturvidenskab og teknologi. I den aktuelle situation findes fire skarpt adskilte naturfag i grundskolen: natur/teknik i kl., samt biologi, fysik/kemi og geografi i kl., som også kaldes overbygningsfagene. Naturfagsdidaktik Dette forsknings- og udviklingsområde dækker teoretiske overvejelser om og begrundelser for naturfagsundervisningens indhold og form, men i høj grad også eksperimentelle undersøgelser af undervisningsmetoders styrker og svagheder og af, hvilken skolepraksis der er effektiv, hvad angår udvikling af elevernes naturfaglige læring, kompetencer og interesser. Lokal naturfaglig kultur Dette begreb dækker vilkårene for at gennemføre naturfagsundervisningen på en konkret skole. Økonomiske ressourcer, materialer og lokaler spiller en rolle. Mere betydningsfuldt er imidlertid et stærkt fagdidaktisk samarbejde mellem naturfagslærere og klare holdninger til og forståelse af vigtigheden af naturfag og naturvidenskab hos skoleleder, lærere, bestyrelse og forældre. Evalueringskultur Evaluering af elevers læring handler om løbende eller som afslutning på et undervisningsforløb at afgøre, i hvor høj grad eleverne har nået de faglige mål, der er sat for undervisningen. Evalueringen kan være et stærkt redskab for såvel eleven, læreren, forældre som skolen ved at pege på områder, hvor indsatsen skal styrkes fremover. Ved evalueringskulturen på en skole forstås holdninger til og erfaringer med anvendelse af evaluering blandt lærere og leder, kendskab til forskellige evalueringsredskaber samt graden af opfølgning i undervisningen. Flerfaglighed De fire naturfag i den danske folkeskole er både tænkt, beskrevet og undervises typisk som fire skarpt adskilte fag. Men de grundlæggende formål med den naturfaglige undervisning indeholder så meget, der er fælles for de enkelte fagdiscipliner, at det er nødvendigt i langt højere grad end nu at samtænke fagene og skabe synergi-effekter mellem dem. Skriftlighed I naturfagene handler skriftlighed om at kunne kommunikere med den præcision, brug af repræsentationer, veldefinerede faglige begreber og i den beskrivende genre, der kendetegner det naturvidenskabelige sprog. Denne grundlæggende og meget vigtige faglige, kommunikative kompetence kan kun opnås, hvis der er krav om, at man formulerer sig skriftligt i undervisningen. Dette sker i al væsentlighed ikke i folkeskolen. Fremtidens naturfag i folkeskolen 35

37 Lærerkompetencer For at kunne undervise godt i et bestemt fag kræves tre grundlæggende kompetencer. En lærer skal have fagspecifikke kompetencer dvs. man skal have overblik over det fagområde, undervisningen handler om, kende dets fagbegreber, metoder, forklaringsmodeller mv. Det er også nødvendigt at have fagdidaktiske kompetencer dvs. kende til faglige undervisningsmål og begrundelser for disse, vide hvordan fagets særlige begreber læres, kunne bruge forskellige undervisnings- og evalueringsmetoder, der passer til faget mv. Endelig kræves en række almenpædagogiske kompetencer. Der er behov for at styrke fagspecifikke og fagdidaktiske kompetencer blandt en stor del af de lærere, der underviser i naturfagene i folkeskolen. Overdragelsesforretninger Det danske uddannelsessystem er kendetegnet ved skarpe overgange mellem uddannelsesniveauer og -typer og sågar mellem nært beslægtede fag i folkeskolen. Ofte vil en elevs overgang fra natur/teknik i 6. kl. til fysik/kemi i 7. kl. paradoksalt nok være som at træde ind i en anden verden, hvor tilgangen til at lære naturfag er radikalt anderledes, og der er ringe kendskab til, hvad eleven allerede har lært. Det samme sker ved overgangen til ungdomsuddannelserne. Der skal etableres gennemtænkte overdragelsesforretninger mellem fag, bl.a. i form af dokumentation af den faglige progression i det afsættende fag og samarbejde mellem de lærere, der underviser på fagene. Uformelle naturfaglige læringsmiljøer Hermed menes alle de mange institutioner og organisationer der på mange forskellige måder tilbyder børn, unge og voksne ved siden af det formelle uddannelsessystem at lære om natur, naturvidenskab og teknologi. Det er fx teknik- og naturvidenskabscentre, museer, videnspædagogiske centre, naturskoler, forskningsinstitutioner og virksomheder. Fremtidens naturfag i folkeskolen 36

38 4. Summary in English: The Future of Science in the Folkeskole The committee for preparing an action plan for science in the Danish Folkeskole (ages 6-15) presents the following recommendations to the Danish government. The recommendations are made with the aim of raising the level of scientific literacy among young people in Denmark, eliminating pronounced gender differences, and boosting interest in science and technical/scientific educational programmes. The preconditions for achieving these goals are as follows: Sufficient teacher competences in science and didaktik (educational theory and curriculum) of science, including specialised programmes in all science teaching Greater interaction between the four science subjects (Science/technology, Biology, Physics/chemistry and Geography) and steady academic progression of students throughout the course of their schooling Strong local school science cultures in Denmark, including a stronger evaluation culture A strong Danish environment for research in science education. To this end the committee makes the following recommendations to the government: 1. The sciences must be focus areas in the municipal quality reports for the Folkeskole 2. The four science specialisations in the teacher training programme must all involve at least one year of study, have a joint module in didaktik of science and higher entry requirements 3. A national professional development and in service training and further education programme must be established to consolidate and develop teachers competences in science and didaktik of science 4. A national rescue plan for Science/technology must be carried out, focusing on the enhancement of teacher competences 5. The descriptions of the goals of science teaching must be made more precise and integrated in order to ensure progression and better synergy between the science subjects and between various educational levels 6. Scientific knowledge must be strengthened through the development and use of meaningful school leaving examinations and diagnostic tests in which the sciences are placed on equal footing 7. Didaktik of science should be made a high priority research area under the auspices of the Danish Council for Strategic Research 8. A national resource centre for science teaching in the entire education system must be established 9. The basis for establishing in the long term a joint framework for science teaching throughout the entire Folkeskole must be investigated Moreover, it is recommended that an advisory group shall be established to follow and evaluate the implementation and effects of actual initiatives on school science taken by the government Fremtidens naturfag i folkeskolen 37