IBSE Elevmotivation Kompetenceudvikling

Transkript

1

2 Bachelorprojekt - april/maj 2013 Jonas Friberg Christensen - z IBSE Elevmotivation Kompetenceudvikling Elever diskuterer planternes indbyrdes position under den afsluttende evaluering i IBSE forløbet. ( ) jeg har prøvet mange gange hvor det ligesom var interessant og spænende, hvor jeg synes det var sjovt at arbejde med, men igen, det kommer bare så meget an på hvem man er sammen med. Elev om gruppens centrale rolle for hendes motivation. 2

3 Indholdsfortegnelse Indledning... 5 Problemformulering... 5 Opgavens opbygning... 5 Begrebsafklaring... 6 Konstruktionisme og konstruktivisme... 6 Motivation... 6 Viden og kompetencer... 6 Afgrænsning... 7 Motivation... 8 Den konstruktivistiske lærings forståelse... 9 Kognitiv konstruktivisme... 9 Stadieteorien og ræsonnementsmønstre... 9 Kognitive processer Socialkonstruktivisme To systemer for elevens læring Kompetencer og naturvidenskabelig dannelse IBSE - en tilgang til undervisningen Undervisning i to 8. klasser Undersøgelsesmetode skriftlig Evaluering Interview Analyse af IBSE Analyse af elevernes naturfaglige kompetenceudvikling Konkret operationelle besvarelser Formelt operationelle besvarelser Holdninger til arbejdsmetoden Delkonklusion Interview - Motivativerende undervisning Referenceklassen

4 IBSE-klassen Fortolkning og delkonklusion Teoretisk Analyse Kritik af IBSE metoden Diskussion Konklusion Perspektivering Litteraturliste Bilag 1 undervisningsplan Bilag 2 Metodelabmodellen (Metodelab.dk) Bilag 3 - Evaluerings spørgsmål Bilag 4 - Elevernes kompetenceudvikling Bilag 5 - Elev øvelse IBSE - tyngdekraft og omløb Bilag 6 - Undersøgelse af planeter og solsystemet

5 Indledning I denne opgave vil jeg fokusere på undervisningsmetoden Inquiry Based Science Education. Jeg blev først opmærksom på metoden under et foredrag med Mikael Skånstøm om undersøgende og problemløsende matematik undervisning på læreruddannelsen Zahle. Jeg undrede mig under og efter foredraget om det mon var muligt at indføre og udføre problemløsende undervisning i fysik/kemi ud fra samme principper. Gennem Mikael kom jeg i kontakt med Morten Sillasen, der havde arbejdet med IBSE i en dansk kontekst og fik mulighed for at deltage i det 25. heldagsseminar for matematikken og fysikkens didaktik ved Roskilde universitet center, der netop omhandlede IBSE. Efter dette seminar besluttede jeg mig for, at min bachelor skulle omhandle IBSE og kompetenceudvikling. Derudover ønskede jeg, at belyse hvilke faktorer der spillede ind på elevernes motivation i undervisningen, for at få en bedre forståelse for hvordan jeg kunne motivere mine egne elever i København Ungdomsskole. Da jeg selv tilslutter mig et konstruktivistisk lærings syn, og IBSE metoden i omfattende grad bygger på Deweys konstruktivistiske læringsforståelse, var det naturligt at have det som teoretisk udgangspunkt for min analyse. I praktikken og de efterfølgende interviews fremhævede eleverne særligt den sociale del af motivation og læring. Derfor blev min endelige opgave en belysning af dette spændingsfelt, ud fra min problemformulering om IBSE. Problemformulering Hvordan kan Inquiry Based Science Education (IBSE), belyst ved socialkonstruktivistisk og konstruktivistisk læringsteori, påvirke elevernes motivation og udvikling af kompetencer i fysik/kemi undervisningen? Opgavens opbygning Først i opgaven afklares centrale begreber, der kan have tvetydige betydninger, og af mine kilder bliver brugt meget forskelligt. Afklaringerne skal ses som hvordan jeg anvender begreberne. Herefter afgrænses opgaven kort inden jeg går over til at give et teoretisk grundfundament, der tjener som fundament for min analyse og diskussion. Herefter følger en kort introduktion til min IBSE metode og metodelab modellen, der lå til grund for undervisningen. Herefter gives en kort beskrivelse af undervisning i de to klasser ud fra forskelle og ligheder i forhold til undervisningsplanen (Bilag 1). I undersøgelsesmetoden vil jeg redegøre for de overvejelser der ligger til grund for min empiri indsamling og analyse. Jeg har efterfølgende valgt at opdele min analyse i tre dele, et om elevernes naturfaglige kompetenceudvikling, et om motiverende undervisning og til sidst et teoretisk analyse afsnit, der ser på forholdet mellem konstruktivisme og socialkonstruktivisme. Herefter kritiseres metoden ud fra positive dagsordner. I diskussion vil jeg give et bud på en samlet læringsforståelse ud fra konstruktivisme og socialkonstruktivisme, samt vurdere metodens evner ud fra henholdsvis kompetenceudvikling. Afslutningsvis vil konklusio- 5

6 nen opsummere opgavens væsentligste pointer, inden jeg til sidst i perspektiveringen redegør for betydningen for min egen praksis. I bilag er vedlagt følgende relevante data: Undervisningsplan, metodelab modellen, evaluerings spørgsmål, kompetenceudviklings data, guided inquiry vejledning til tyngdekraft & referenceklassens planetundersøgelse. Begrebsafklaring Konstruktionisme og konstruktivisme I denne opgave er det vigtigt at forklare en forskel på disse begreber, da mine pædagogiske og antropologiske kilder ofte bruger dem anderledes end mine psykologiske kilder. Begrebet konstruktionisme er indført af psykologen Kenneth Gergen (leksikon.org), da begrebet konstruktivisme allerede eksisterede i psykologien ved bl.a. Piaget. I denne opgave bruger jeg den psykologiske begrebsforståelse, så konstruktionisme og socialkonstruktionisme betegner teorier hvor den fysiske virkelighed bliver konstrueret ud fra de kognitive processer i individet og/eller de sociale relationer 1. Dette betegner Collin (2003) som ontologisk konstruktivisme. Begreberne konstruktivisme og socialkonstruktivisme bliver defineret ved at viden om virkeligheden konstrueres henholdsvis af de kognitive processer og/eller det sociale samspil, som af Collin (ibid.) betegnes som erkendelsesteoretisk konstruktivisme. Det er den erkendelsesteoretiske konstruktivisme, der ligger til grund for læringssynet i denne opgave. Motivation Motivation bliver af forskellige grene af både psykologi og pædagogik betragtet med forskellige indgangsvinkler. Men motivationen kan i min forståelse defineres som følgende citat, der overordnet vil dække alle retninger: Motivation er de faktorer i et individ, som vækker, kanaliserer og vedligeholder adfærd i retning mod et mål (Weiner, 1992; Franken, 2002). (Hein, 2009, s. 16) Denne definition dækker over de motivationer, der kan beskrives som medfødte og tillærte (Hein, 2009). Et motiv betegner netop det der ligger til grund for handlinger, der bygger på motivation. Viden og kompetencer Min forståelse af viden bygger på en tredelt struktur, der kan ses som videns tre grundelementer: 1 I nogle teorier inden for den socialkonstruktionistiske tilgang, bliver de psykiske forhold ligeledes konstrueret i det sociale samspil. Dette er netop tilfældet hos Gergen (2012) 6

7 1. Viden kan eksistere uden for den enkelte elev. Dette betegner viden der er kulturelt akkumuleret og diskursiv. 2. Viden som social rekonstruktion af den kulturelt akkumulerede viden, Fx i et praksisfællesskab. 3. Viden som konstruktion af den enkeltes kognitive aktivitet. Ud fra denne definition af videns tredelte struktur, anvender jeg Dolin, Krog og Troelsens (2003) naturfaglige kompetencedefinition: Evne og vilje til handling, alene og sammen med andre, som udnytter naturfaglig undren, viden, færdigheder, strategier og metaviden til at skabe mening og autonomi og udøve medbestemmelse i de livssammenhænge hvor det er relevant. Den naturfaglige kompetence er altså et udtryk for flere dannelses perspektiver, der bygger på videns tredelte struktur indenfor almendannelse, demokrati og naturfaglig forståelse. Den naturfaglige kompetence udgør de specifikke handlekompetencer, der henvender sig til det naturfaglige område. Begrebet kan sidestilles med det engelske scientific literacy. Afgrænsning Opgaven er naturligt afgrænset af, at være en pædagogisk opgave relateret til fysik og kemiundervisningen i den danske folkeskole. Derfor har jeg i forhold til teorivalg fokuseret på erkendelsesteoretisk konstruktivisme og derved set bort fra den ontologiske konstruktivisme. Det har jeg gjort ud fra overvejelser om den naturvidenskabelige orientering i faget. For det første kendetegner fysik og kemifaget i folkeskolen sig ved, som al anden naturvidenskab, at virkeligheden beskrives så konkret som muligt. Naturvidenskaben har ofte fået en særstilling. Marx og Merton udtrykker det således: De naturvidenskabelige teorier er formet af noget, der pr. definition ligger uden for samfundsvidenskabernes rækkevidde, nemlig den fysiske natur ( ) (Collin, 2003 s. 23). For det andet består folkeskolen af individer i social interaktion. Derfor inddrages den sociale side af den erkendelsesteoretiske konstruktivisme. Jeg har valgt ikke at gå ind i klasserumskulturens betydninger for inquiry, men i stedet at fokusere på motivationen og tilegnelsen af kompetencer, da det fra en enkelt praktikperiode er svært at beskrive og få indblik i klassens komplicerede dynamik. Jeg har dog fokus på den del af klassekulturen, jeg kunne arbejde med. Nemlig at værdsætte elevernes deltagelse, dialog og deres forsøg på ejerskab, som er en del af IBSE og danner grundlag for motivationen, som jeg senere vil komme ind på. Jeg fokuserer alene på den del af motivationsbegrebet, der fremkommer i interview med eleverne i forhold til at belyse grundlaget for deres aktive handlinger, modsat den passive motivation, der handler om, at eleverne ikke gør noget forkert. 7

8 Motivation De medfødte biologiske motivationer, beskriver Engelsted (2013) ved nødvendigheden af individuel reproduktion (føde) og artens reproduktion (sex og yngelpleje). Evolutionær succes er netop defineret ved den sidstnævnte (ibid.). De konkrete forhold der gør sig gældende for de enkelte arters reproduktion, er afhængige af hjernens anatomiske struktur (Svane, 2008). Behovstilfredsstillelse hos avancerede pattedyr, inkl. mennesket, er kendetegnet ved socialisering, behov bliver socialt acceptable, og kan udøves socialt (Engelsted, 1995, s. 256 ff.). Mennesket adskilles fra de avancerede pattedyr gennem sprogets dimension (Vygotsky, 2012). Igennem indføringen i sproget tilegner barnet sig menneskelige behov, for derved at blive menneskeligt, mennesket er født som menneske, men ikke menneskeligt (Engelsted, 1995). Derved må de menneskelige behov være givet ved biologi, socialisering og den diskurs der indlemmer individet i samfundet. Da er mennesket, og derved eleven, netop motiveret ud fra både biologi, socialisering og diskurs. I forhold til min undersøgelse af elevernes motivation i forbindelse med undervisning, har jeg primært kunne identificere tre motiver hos eleverne. De har karakter af både at være individuelt (direkte) og socialt (indirekte) bestemt (Vejleskov, 2009): Nysgerrighedsmotiver Præstationsmotiver Sociale motiver Jeg vil her kort uddybe et teoretisk grundlag for hver af dem. Nysgerrighed betegner netop vores reaktion på overraskende stimuli og er bundet i biologien, derved er nysgerrighed en direkte motivationsfaktor, der er lagt stærkere end andre indirekte kognitive motivationer, som fx motivationen til at få gode karakterer (Vejleskov, 2009, s. 61ff.) Nysgerrigheden kan videre udvikle sig til undren, som er en væsentlig pointe, han skriver: I stedet for at bruge nysgerrighed som middel i det pædagogiske arbejde, skulle man måske hellere have undren som mål.(vejleskov, 2009, 66) Præstationsmotivet er forholdet mellem elevens optagethed af at klare sig godt, og frygten for fiasko (ibid. 77ff). Her må motivationen også skelnes i direkte og indirekte. Sociale motiver er i tæt forbindelse med præstationsmotivet, og kan i denne sammenhæng karakteriseres ved et hjælpe-andre-motiv og få-hjælp-motiv (ibid. 85ff). De sociale motiver kan være et udtryk for magt og selvrealisering, ved fx at hjælpe andre kan man få respekt og indflydelse i et socialt fællesskab, men magtmotivet kan også udtrykkes ved arrogance. Ifølge Vejleskov (2009) er der altid flere motiver og behov tilstede samtidigt, som kan være af forskellig betydning for individet beslutninger. Enkelte behov kan altså tilsidesættes midlertidigt. 8

9 Den konstruktivistiske lærings forståelse Ved en konstruktivistisk læringsforståelse bygger man på individets konstruktion og individets samspil med omverden i konstruktionen. Professoren Knud Illeris skriver: Læring forstås nu som en aktiv proces, hvorigennem den lærende til stadighed konstruerer og rekonstruerer viden, færdigheder, forståelser, holdninger, funktionsområder, identitet osv. (Illeris, 2001, s.4) Ifølge Illeris (2001) bygger læring både på tilegnelses- og samspilsprocesser. Jeg vil i det følgende give et kort teoretisk grundlag for tilegnelsesprocessen ud fra kognitiv konstruktivisme og samspilsprocessen ved socialkonstruktivisme. KOGNITIV KONSTRUKTIVISME I dette afsnit vil jeg give et indblik i den kognitive tilegnelsesproces, hvor Piagets tænkning udgør et centralt element. Jeg kombinerer i det følgende afsnit Piagets stadieteori med Lawsons ræsonnementsmønstre, for at anvende dem i min analyse og vurdering af elevernes evalueringer. Efterfølgende redegøres kort for de kognitive tilegnelsesprocesser. Stadieteorien og ræsonnementsmønstre Piaget beskriver barnets udvikling i fire stadier, der hver har specifikke kendetegn i forhold til barnets kognitive forståelse af omverdenen. Rækkefølgen for stadierne er konstant, men alderen kan variere ud fra intelligens og miljø (Piaget & Inhelder, 2012). Elevens åndelige 2 udvikling bygger ifølge Piaget og Inhelder (ibid.) på fire faktorer; elevens biologiske modning, øvelse og erfaring, socialt samspil og stræben efter ligevægt. I det følgende vil jeg fokusere på de to sidste stadier, da de netop er relevante i forhold til elever i fysikundervisningen. Elevernes øvelser, erfaring og stræben efter ligevægt beskrives i det efterfølgende afsnit. Det konkret operationelle stadium er kendetegnet ved, at eleven kan generere og teste deskriptive hypoteser og derigennem serieordne objekter og oplevelser fra sin egen verden (Sjøberg, 2008, s. 310ff; Piaget, 1970). Stadiet karakteriserer Lawson (2010) med følgende ræsonnementsmønstre (min oversættelse): C1 Klasseinklusion: C2 Bevarelsesræsonnement C3 Serieordning: Det formelt operationelle stadium begynder at udvikle sig når barnet er omkring år (Piaget & Inhelder, 2012). Stadiet er kendetegnet ved, at eleven udvikler og undersøger tidligere kausale forklaringer i forhold til den oplevede virkelighed, 2 Forstået som elevens generelle psykiske udvikling igennem stadierne og i min forståelse også evnen til mental kompleksitet. 9

10 samt evnen til hypotetisk-deduktiv tænkning (Piaget, 1970, s. 156 & Lawson, 2010). Lawson (2010) karakteriserer elevernes ræsonnementsmønstre i følgende kategorier (min oversættelse): F1. Kombinationsræsonnement F2. Identifikation og kontrol af variable F3. Proportionalitetsræsonnement F4. Probabilistisk ræsonnement 3 F5. Korrelationsræsonnement Lawson argumenterer for, at der for nogle individer kan udvikle sig endnu et stadie fra 18 år og frem, stadiet beskriver evnen til at teste hypoteser der bygger på ikke perceptuelle betingelser. Dette stadie betegnes postformelt operationelt (Lawson, 2010 s. 52ff). Kognitive processer De kognitive processer beskriver Piaget (2012) gennem forsøget på at skabe ligevægt imellem de kognitive skemaer i individet og ydre forstyrrelser. Den maksimale ligevægt betegner netop individets maksimale aktivitet, der udligner virkningen af aktuelle og mulige forstyrrelser (ibid.). Denne ligevægt skabes ved adaptation, hvor Uddannelsen består i en adaptation af individet til det omgivende sociale miljø (Piaget, 1970, s.144). Adaptationen udgøres af ligevægten mellem to uadskillelige mekanismer assimilation og akkomodation. Den intellektuelle adaptation er således en etablering af ligevægt mellem assimilationen af erfaringer til de deduktive strukturer og akkomodation af disse strukturer til indholdet af disse erfaringer. ( ibid. s. 146). Det er igennem denne proces at barnet konstruerer kognitive strukturer om omverdenen og de ydre sociale realiteter (Ibid. s ). Det der kendetegner fornuften, diskussion og refleksion, kan kun opstå gennem et samarbejde og en udveksling med andre mennesker, derfor er samarbejdet mellem eleverne af lige så stor betydning som lærerens handlinger (ibid.). SOCIALKONSTRUKTIVISME Socialkonstruktivisme lægger det læringsteoretiske fokus på sociale individ-individ og individ(er)-diskurs interaktioner. I det følgende afsnit belyses den læringsteoretiske indfaldsvinkel ved Lev Vygotsky, Jean Lave og Etienne Wenger. Vygotsky er kendt for teorien om zonen for nærmeste udvikling (ZNU), der netop betegner området, fra hvad eleven kan selv, til hvad eleven kan med hjælp fra andre. Det har vist sig at børns tale her bliver særlig væsentlig, da sproget spiller en vigtig rolle i børns evne til at løse problemer. Børn kan i visse tilfælde ikke løse op- 3 Mit begreb i mangel af et dækkende ord for det engelske begreb Probabilistic Reasoning. Dækker generelt over evnen til at se bort fra enkelte modsigende resultater i det observerede ved samtidig at tage højde for det i konklusionen. 10

11 gaver, hvis de ikke får mulighed for at tale. Det skyldes primært at de endnu ikke har udviklet et indre sprog (Vygotsky, 2012). Elever skal opnå mestring af sproget som redskab, før det kan vendes indad. Sproget bliver da en intrapersonel funktion, ud over den interpersonelle funktion sproget besidder i undervisningen (ibid.). Da bliver ZNU, hvor pædagogik og intersubjektivitet er relevante for elevens læring (Bruner, 1999). Læring bliver af Lave og Wenger (2003) betegnet som en socialt situeret indførsel af eleven som praktikker i et praksisfællesskab. Ved at være aktive deltagere i de sociale fællesskaber konstruerer praktikeren sin identitet (Wenger, 2003). Ved legitim perifer deltagelse foretages en centripetal bevægelse fra nyankommen til veteran (Lave & Wenger, 2003 s.102). Igennem processen tilegner eleven sig ejerskab af sproget fra praksisfællesskabet, samtidig med at elevens påvirkning og indflydelse på sproget øges (ibid.). Det er derfor nødvendigt at skelne mellem at tale om og tale inden for en praksis (ibid. s.93). Eleven mestrer endnu ikke sproget i skolens faglige kontekst, derfor er den sproglige dimension så væsentlig. "For nyankomne er formålet derfor ikke at lære af tale som erstatning for legitim perifer deltagelse; det er at lære at tale som en nøgle til legitim perifer deltagelse." (ibid.). Da elevens læring netop er tæt knyttet til medlemskab og sproget i praksisfællesskaber, bør undervisningen bygge på elementer der har betydning for de fællesskaber de prioriterer, modsat undervisning hvor læringen ses som et isoleret projekt i klasseværelset (Wenger, 2003 s. 133ff). TO SYSTEMER FOR ELEVENS LÆRING Hos Niklas Luhmann finder vi begrebet system. Systemer kan, i pædagogisk kontekst, defineres som værende enten psykiske eller sociale (Rasmussen, 2006). Erkendelsesprocessen hos Luhmann er defineret af elevens psykiske systemers 4 operationer i forhold til iagttagelser af forskelle i omverdenen (ibid. s 126ff). Af det følger, at omverdenen naturligt er mere kompleks end systemet. Derfor bliver elevens operationer også begrænset af den kompleksitet, det psykiske system besidder før og under operationen. Operationens sigte bliver at øge kompleksiteten af systemet. At have erkendelse er betingelsen for at kunne erkende og elevens mulige erkendelser er samtidig begrænset af elevens tidligere erkendelser(ibid.). Eleven kan i nogle tilfælde bringes til at se dele af denne begrænsning, ved at overveje hvorfor de undersøgte et emne og ikke et andet. Det vil betegne overvejelser af 2. orden(ibid.). Undervisningen er hos Luhmann et socialt system, der bygger på den strukturelle kobling mellem psykiske og sociale systemer, hvor de Psykiske systemer er omverden for det sociale system, og det sociale system er omverden for psykiske systemer. (ibid. s.131). De enkelte psykiske systemer er altså isolerede i deres konstruktioner, men gennem kommunikation påvirket af det sociale systems kompleksitet. 4 Psykiske systemer er netop fokus for den tidligere omtalte kognitive konstruktivisme. 11

12 Denne påvirkning sker kun ved kommunikation der bygger på tre valg: information og en måde at meddele informationen på hos den ene part og valg af forståelse hos modparten(ibid.). Kompetencer og naturvidenskabelig dannelse Sjøberg (2008, s. 177ff) beskriver hvorfor det er væsentligt at alle skal lærer naturfag, ifølge ham kan argumenterne opdeles i henholdsvis økonomi-, nytte-, demokrati- og kulturargumenter. I folkeskolens formålsparagraf udtrykkes formålet med skolens virke ved at: ( ) give eleverne kundskaber og færdigheder, der: forbereder dem til videre uddannelse [og] ( )udvikle arbejdsmetoder og skabe rammer for oplevelse, fordybelse og virkelyst, så eleverne udvikler erkendelse og fantasi og får tillid til egne muligheder og baggrund for at tage stilling og handle. (UVM, 2009a) Demokrati og kulturargumentet der sammen tegner et dannelsesperspektiv, er altså helt tydeligt i lovgrundlaget for den danske skole. I samfundsdebatten er det ofte naturfagenes instrumentale perspektiv, evnen til at skabe vækst i samfundet, der fremhæves når fagets position diskuteres (Sjøberg, s ). Argumentationen fra naturfagenes side burde i langt højere grad vægte det dannelsesmæssige perspektiv, som ligger til grund for at eleven kan indgå som borger i det moderne samfund(ibid. s. 202). Ud fra det todelte dannelsesperspektiv beskriver Dolin et al. (2003), hvilke kompetencer eleverne skal opbygge, og hvordan kompetencerne kommer til udtryk ud fra henholdsvis faglige og almendannende kompetencer. På mellemtrinet er det kompetence til at håndtere hverdagens naturfaglige og teknologiske aspekter funktionelt (Ibid.), der er i fokus. I udskolingen udvides det til også at omfatte kompetence til demokratisk deltagelse på et informeret, naturvidenskabeligt grundlag (ibid.), som netop er en del af folkeskolens formål 5. Inden for hvert trin i elevens kompetenceudvikling må der i undervisningen særligt tages højde for fire delkompetencer - empirikompetence, repræsentationskompetence, modelleringskompetence og perspektiveringskompetence - i elevernes arbejde med naturfag (Andersen et al., 2003). De fire delkompetencer er ikke direkte en del af fælles mål, men må ses som en del af den metodefrihed, den enkelte lærer besidder i forhold til undervisnings planlægning og målsætning. I Danmark kommer den naturfaglige kompetenceudvikling til udtryk i Fælles Mål (2009) i form af trinmål og slutmål, der er opdelt i fire afsnit: fysikkens og kemiens 5 Udviklingen fortsætter, hvor der i hvert efterfølgende skole trin bygges oven på elevens kompetencer. Det gælder både i ungdomsudannelsen i forhold til perspektivering af faget og anvendelse af faget i komplekse kontekster på de videregårnde udannelse (Dolin m. fl., 2003) 12

13 verden og arbejdsmåder og tankegange der udtrykker de faglige kompetencer, samt udvikling i naturvidenskabelig erkendelse og anvendelse af fysik og kemi i hverdag og samfund der udtrykker de almendannende kompetencer. Tilsammen udgør dobbeltheden målet med den naturfaglige kompetence i folkeskolen. IBSE - en tilgang til undervisningen Inquiry-based science education (IBSE) er undervisning der igennem fælles åbne spørgsmål eller problemstillinger søger at øge elevernes motivation, interesse og tilegnelse af den naturfaglige kompetence, ved at ligge vægt på problem- og undersøgelsesbaseret undervisning, hvor arbejdet udspringer af elevernes egne ideer og engagement (Bavnhøj et al. 2010). Inquiry begrebet og særligt begrebet refleksiv inquiry stammer fra reformpædagogen John Dewey (Blomhøj & Niss, 2012). Dewey beskriver similariteten mellem dagligdags og videnskabelige videns udvikling, hvorved problemer og udfordringer overvindes gennem aktivitet og refleksion, ved kombinationen af induktive og deduktive processer, der er kendetegnet for alle naturlige læringsprocesser (ibid.). Et af de steder hvor inquiry for alvor bliver en del af naturvidenskabsundervisningen er i National Science Education Standards (NSES), hvor der ligges vægt på at inquiry både kan være en del af det eksperimentelle og teoretiske undersøgelser (Blomhøj & Niss, 2012). I undervisning kan der tales om fuld eller delvis inquiry ud fra opfyldelsen af fem essentielle egenskaber ved metoden (ibid.): De studerende er med til at skabe deres egne naturvidenskabelige spørgsmål De studerende ligger vægt på evidens i svaret på deres spørgsmål De studerende formulerer forklaringer ud fra evidensen De studerende forbinder forklaringerne med videnskabelig viden De studerende kommunikerer og begrunder deres forklaring I en dansk kontekst har man valgt at fokusere undervisningsmetoden i fire trin: problemafdækning, hypotesedannelse, undersøgelse af hypotese & konklusion, validering og kontekstualisering (Østergaard & Grunwald, 2011; Bavnhøj et al. 2010). Østergaard & Grunwald (2011) beskriver at det i problemafdækningen er sjældent at eleverne opstiller egne spørgsmål i undervisningen, da fælles mål definerer hvilke begreber og emner eleverne skal tilegne sig. Hypoteser bliver altså et helt centralt element, hvor udfordringen i undervisningen netop er at designe forløb der får eleven til at udforme og undersøge hypoteser. (Sillasen 2012) I den sammenhæng kan læreren rammesætte elevernes undervisning, både i form af undersøgelser og spørgsmål, så eleverne udfører samme aktivitet synkront, efterfølgende evalueres de nedskrevne hypoteser i fællesskab og sammenholdes med resultaterne af elevernes undersøgelser (ibid.). Her er det så 13

14 lærens opgave sammen med eleverne at validere resultaterne i konklusion, der igennem kontekstualisering sættes i forbindelse med spørgsmålet og elevernes verden, så resultaterne ikke forbliver klasserumslæring (Østergaard & Grunwald, 2011). Skriftliggørelsen af hypotesen bliver central for konklusion, validering og kontekstualisering som formativ evaluering, hvor eleverne får mulighed for at vende tilbage til deres hypoteser og vurdere dem i forhold til fortolkning af resultatet af undersøgelserne (Sillasen, 2012). Det er centralt at ligge mærke til at ingen af kilderne beskriver gruppedannelsen, men alle har gruppearbejdet som en central del af metoden. Jeg kommer nærmere ind på denne problematik i min diskussion, hvor jeg kritisere denne del af IBSE modellen. Undervisning i to 8. klasser Min undersøgelse bygger på mine praktiske erfaringer med at undervise to 8. klasser på den samme skole. På skolen havde de naturfaglige lærere koordineret undervisningen inden for temaer i en fælles årsplan for fagene geografi, biologi og fysik/kemi. I min fem ugers praktik på skolen blev der arbejdet med emnet astronomi og solsystemet i fysik/kemi. Jeg kunne inden for de rammer frit planlægge mine undervisningsmål og metoder. Da emner om universet i overvejende grad er teoretiske, mente jeg det ville være spændende, og ikke mindst udfordrende, at undersøge hvilken betydning IBSE og konstruktivistisk inspireret undervisning har på elevernes kompetenceudvikling. For at kunne indkredse, det meget brede fokus opstillede jeg for forløbet et overordnet mål for undervisningen Eleverne skal tilegne sig faglige begreber og evner, der sætter dem i stand til at forklare væsentlige sammenhænge i solsystemet, samt finde, anvende, vurdere og kommunikere informationer om planeter og stjerner. Det udtrykker den naturfaglige kompetences to perspektiver, som de er beskrevet i fælles mål 2009 i tilknytning til emnet: Undervisningen skal lede frem mod at eleverne har tilegnet sig kompetencer og færdigheder, der sætter dem i stand til at (UVM, 2009b s. 4-7): Almendannende kompetenceperspektiv: kende nogle af nutidens forestillinger om universets [8. klasse solsystemets] opbygning og udvikling. gøre rede for hovedtræk af Jordens tilblivelse, de grundlæggende betingelser for liv ( ) beskrive, hvordan behovet for teknologi har fremmet en udvikling af praktisk og teoretisk viden, herunder rumfart ( ).(ibid.) Fagligt kompetenceperspektiv anvende enkle fysiske ( ) begreber til at beskrive hverdagens fænomener, herunder ( ) tyngdekraft. 14

15 kende jordens og månens bevægelser og nogle af de virkninger, der kan iagttages på jorden, herunder årstider, tidevand og sol- og måneformørkelser. gøre rede for anvendelser af modeller og simuleringer som led i en beskrivelse af fænomener og sammenhænge, herunder solsystemet [og] stjernehimlen ( ) formulere enkle problemstillinger, opstille og efterprøve hypoteser samt vurdere resultater anvende it-teknologi til informationssøgning, dataopsamling, kommunikation og formidling formidle resultatet af arbejdet med fysiske, kemiske og tekniske problemstillinger (Ibid.). De trinmål jeg fokuserer på er både fra 8. og 9. klasse. Jeg har valgt at fokusere på 9. klasses mål, da der i årsplanen ikke indgik et emne om universet for 9. årgang. Derfor var det vigtigt for mig at eleverne fik dækket den naturfaglige kompetence på 9. klasses niveau. Betragtninger skabte grundlaget for de delmål der er beskrevet i undervisningsplanen (Bilag 1). Undervisningsplanen er et udtryk for den udførte undervisning, ikke min oprindelige plan, da den blev ændret og tilpasset flere gange i forløbet, ud fra min formative evaluering af elevernes udbytte gennem observationer og dialog. Generelle områder der gælder for begge klasser står i undervisningsplanen med sort, grønt udtrykker IBSE elementer, og rød tilsvarende elementer for referenceklassen. Min undervisning i de to klasser startede og sluttede med en evaluering af henholdsvis elevernes forforståelser og elevernes naturfaglige kompetenceudvikling. Under evalueringen var det meget vigtigt for mig, at eleverne fik samme muligheder for at svare på den, derfor var det under evaluering tilladt at hjælpe og spørge hinanden (se undersøgelsesmetoden). I referenceklassen arbejde eleverne primært ud fra NyPrisma og deres undervisningsmaterialer, som jeg tillagde et konstruktivistisk læringssyn. I min undervisning af referenceklassen havde jeg på trods af dette lærings syn fokus på at styre de sociale processer (gruppedannelser, samarbejde mm.), holde hypoteser i mundtligt plenum og fokusere på oplæg frem for undringsspørgsmål. Dette er faktisk også den undervisning mange elever, efter min opfattelse, modtager i fysik/kemi undervisningen 6, hvilket jeg også ser i analysen af elev interview, hvor reference klassen beskriver ligheder med deres normale undervisning. IBSE-klassens fokus på skriftliggørelsen af hypoteser og den videnskabelige arbejdsmetode blev tydeliggjort for eleverne igennem metodelab modellen (bilag 2). 6 Hvilket jeg har beskrevet i min årsopgave ud fra observationer af mine praktiklæreres og deres kollegers undervisning, hvor der ofte er klare elementer af positivisme (Christensen, 2011). Yderligere støttes min opfattelse af Egelunds (2002, 51ff) undersøgelse af fysiklærernes pædagogiske praksis. 15