Detaljer om Naturfagsmaraton Indholdsfortegnelse:

Transkript

1 Indholdsfortegnelse: Indholdsfortegnelse:... 1 Forord... 2 Hvad er Naturfagsmaraton?... 2 Hvorfor NFM?... 2 Tidsplan for NFM... 3 Hjemmesiden, 5 Vejledningsvideoer... 5 Brugernavn til klassen... 5 Holdbillede... 5 Elevguide... 6 Naturvidenskabelig metode... 6 Introopgaverne... 6 NFM-opgaverne... 6 Logbog... 7 Elevernes arbejde... 7 Lærerens rolle og arbejdsopgaver... 8 Konkurrencedagen... 8 Evalueringsskema... 9 Idéer til organisering af undervisningen Bilag: De tre læringsrum

2 Forord Vi har med denne lærervejning forsøgt at hjælpe den enkelte lærer med planlægningen af undervisningen i forbindelse med et Naturfagsmaraton fra tilmelding til og med konkurrencedagen. Naturfagsmaraton (NFM) har været afviklet hvert år siden Erfaringerne fra tidligere år indsamlet blandt lærere, deltagende klasser og arrangører har dannet baggrund for denne vejledning. Hvad er Naturfagsmaraton? Naturfagsmaraton er et natur/teknologi-undervisningsforløb af 5-10 ugers varighed for klasserne. I hvert NFM kan der normalt deltage op til 24 klasser, medmindre de lokale forhold har begrænsninger. Undervisningsforløbet stiller eleverne over for 11 opgaver, som klassen skal løse i fællesskab. Da opgaverne er åbent formuleret, er der ikke kun én løsning på opgaverne, men mange løsninger. Derfor skal eleverne være kreative, innovative og eksperimenterende, når de skal finde deres bedste løsning. Efter eleverne har arbejdet med løsning af opgaverne, mødes alle de deltagende klasser i en hal, hvor de dyster om, hvem der har lavet de bedste løsninger. Klassernes løsninger er ofte meget forskellige, hvilket kan give eleverne og lærerne inspiration til nye løsninger. Hvorfor NFM? Formålet med NFM er: At eleverne oplever og arbejder med naturfag på en helt anden og ny måde og derigennem ændrer synet på og lysten til natur/teknologi. At eleverne oplever, at svarene på spørgsmål ikke skal komme fra læreren - heller ikke hvis læreren har svaret - og at de på egen hånd kan finde viden og løse problemer. At eleverne kan være kreative og innovative. Derudover er det også målet: At eleverne bliver mere bevidste om naturfagenes metoder, metodernes særkende og styrker, og i hvilke situationer de er fordelagtige at anvende. At faglig viden kan anvendes f.eks. til at gøre løsningerne bedre eller forudsige hændelsesforløb. At klasserne får et alternativt læringsrum, der stimulerer den eksperimenterende arbejdsform. At eleverne kan anvende og trænes i brugen af den naturvidenskabelige metode(nva) til at finde ny viden eller nye løsninger. At eleverne kan anvende deres faglige viden og metoder i nye situationer. At eleven oplever gennem samarbejde med andre at kunne finde viden og løse problemer, som man ikke kunne alene. At synliggøre N/T-undervisningen på skolen, hvorved lærernes, skoleledelsens, forældrenes og elevernes syn på naturfag ændres. At eleverne øves i processen at komme fra ide til et færdigt produkt, som løser problemet. 2

3 Tidsplan for NFM Introperioden (frivillig træning) Tilmelding via naturfagsmaraton.dk Ved starten af introperioden (1. september): Åbnes hjemmesiden, og alle lærere kan med deres UNI-login logge på hjemmeside Kan læreren hente 2 brugernavne med tilhørende password til klassen Kan lærerne og eleverne se forskellige vejledningsvideoer (se afsnittet Vejledningsvideoer ). Kan læreren indsætte et klassebillede Øvelsesopgaverne kan downloades fra I løbet af introperioden: Kan eleverne lære færdigheder som de kan bruge til at løse åbne opgaver vha. Øvelsesopgaverne. Kan eleverne få kendskab til metoder/redskaber, der kan hjælpe dem med at strukturere deres arbejde med åbne opgaver. Ved starten af perioden: NFM-opgaverne kan downloades fra Har læreren adgang til Opgavevejledning til opgaverne hvori der bl.a. er en oversigt over Trinmål, linksliste og hints til læreren i forhold til løsningsmuligheder af og elevernes arbejde med opgaverne Klasserne kan arbejde i hele perioden med opgaverne ved at Eksperimentere med forskellige løsninger og optimere løsningerne. Dokumentere klassens arbejde med opgaverne i logbogen. Søge faglig viden ved hjælp af linkslisten fra Opgavevejledning til opgaverne, som læreren har adgang til. Konkurrencedag Kl Konkurrencedagen, hvor klassen Fremviser deres løsninger på opgaverne. Ser andre klassers løsninger. Læreren skal på konkurrencedagen fungere som dommer ved en opgave og bliver informeret senest 2 uger før. Forberedelsesperioden Efterbehandlingsperioden Varighed bestemmes af den enkelte lærer Alle lærere får et evalueringsskema tilsendt. 3

4 Klasserne kan arbejde videre med de faglige emner, inddrage gruppernes erfaringer fra arbejdet med de forskellige opgaver og inddrage oplevelser og erfaringer fra konkurrencedagen. 4

5 Hjemmesiden, Efter at Introperioden er startet vil al kommunikation foregår her. På hjemmesiden kan eleverne og læreren Løbende modtage meddelelser. Indsætte et klassebillede som præsentation af klassen over for de andre deltagere. Downloade øvelsesopgaverne og senere NFM-opgaverne. Hente konkurrencedagens program. Skrive klassens logbog omkring arbejdet med NFM-opgaverne. Se resultater fra konkurrencedagen. Finde link til evalueringsskema. Vejledningsvideoer På hjemmesiden har vi lagt en række vejledningsvideoer, som gennemgår: Små og korte vejledninger i brug af bestemte dele af hjemmesiden f.eks. logbogen Alle vejledningsvideoer er med lyd. Videoerne kan findes under Arrangementsmaterialer på arrangementssiden, som man kommer til når man logger ind. Brugernavn til klassen Læreren får adgang til hjemmesiden ved hjælp af UNI-login. På hjemmesiden kan læreren hente 2 brugernavne per klasse, som gør det muligt at logge på det NFM-arrangement, man er tilmeldt. De 2 brugernavne har forskellige funktioner og hentes under Adgang. Se-login hvor man kan se opgaverne, klassens logbog, klassebillederne, samt se meddelelser fra arrangørerne. Læreren kan give se-brugernavn til forældre og andre, som kunne have interesse i at følge klassens arbejde. Holdlogin, som er til eleverne, giver mulighed for det samme som med se-brugernavn samt at skrive/redigere i logbogen. UNI-login giver læreren de samme muligheder som med Holdlogin samt muligheden for at redigere klassebillede. Derudover vil meddelelser til læreren fra arrangørerne kun være tilgængelige, når man er logger som lærer. Holdbillede Læreren kan lægge et billede ind som præsentation af klassen. Det gøres ved på Lærerforsiden gå ind under Hold og derefter trykke på luppen udfor holdet og til sidst vælge Holdbillede. Det er ikke et krav, men på hjemmesiden har alle deltagere mulighed for at se klassebillederne. 5

6 Elevguide Det at arbejde med åbne opgaver uden anvisninger på hvordan man skal gøre, er for mange elever meget nyt og uvant. Naturvidenskabelig arbejdsmetode (NVA) står ofte heller ikke klart i deres bevidsthed. Vi har derfor lavet hæftet Elevguide, som sammen med lærerens anvisninger og øvelsesopgaverne kan forberede eleverne på, hvad der senere venter i NFM-opgaverne. Naturvidenskabelig metode Naturvidenskabelig metode (NVA) er central i natur/teknologi og i alle andre af skolens naturfag. I Fælles Mål 2009 for Natur/teknik var det tydeligt i trinmålene efter 2., 4. og 6. klassetrin under overskriften Arbejdsmåder og tankegange, I de Forenklede Fælles Mål er metoden et højt prioriteret og integreret element i læringsmålene. I Naturfagsmaraton er der lagt op til, at eleverne skal bruge NVA i deres arbejde med at løse NFMopgaverne. Det kan derfor være en god idé, at eleverne kender og træner metoden før modtagelse af NFM-opgaverne. Det kan være en fordel at lave introopgaverne eller i det mindste introopgaven: Læg en plan. Introopgaverne Introopgaverne er formuleret åbent og udformet på samme måde som de NFM-opgaver, som eleverne senere skal arbejde med. Læreren har vha. introopgaverne mulighed for at træne klassen i at arbejde med åbne opgaver og benytte den naturvidenskabelige metode. Arbejdsprocesserne er afstemt med NFM-opgaver, som kommer senere. På måde for eleverne ved at arbejde med introopgaverne et fagligt fundament for at løse NFM-opgaver, som de modtager senere. Temaerne i introopgaverne er: 1. Kuglen triller eleverne øver systematisk undersøgelse 2. Vurder skitserne - eleverne øver sig i at lave skitser 3. Læg en plan Eleverne øver sig i den naturvidenskabelige arbejdsmetode 4. Lav et reb - eleverne øver sig i løsning af en simpel åben opgave 5. Spræng ballonen eleverne øver sig i løsning af en sværere åben opgave 6. Bilbanen eleverne øver sig i løsning af en svær åben opgave. NFM-opgaverne Fra starten af forberedelsesperioden kan NFM-opgaverne downloades på Opgavesættet består af 8-11 opgaver afhængigt af om der vælges halvmaraton eller helmaraton, og er sammensat, så det dækker mange af trinmålene i Forenklede Fælles Mål. Klassen skal løse opgaverne i perioden indtil konkurrencedagen. Opgaverne er meget åbent formuleret og kan løses på et utal af måder. Det tvinger eleverne til selv at skulle tænke og være kreative, hvis de vil finde en løsning. Alle opgaver skrevet over samme skabelon. I dokumentet Lærervejledning til opgaverne findes der en vejledning til hver af opgaverne, som indeholder faglige mål, formål, faglige begreber og hints til læreren. 6

7 Logbog Klasserne skal føre en logbog over deres arbejde med løsning af NFM-opgaver. I logbogen skal eleverne fortælle om, hvordan deres arbejdsproces har været, og hvordan de er kommet frem til løsningerne på opgaverne. Nogle af de ting, de kan komme ind på, er: Hvordan har klassen fordelt opgaverne? Hvilke forskellige løsningsforslag er blevet overvejet og afprøvet? Hvilke problemer er opstået, og hvordan er de blevet løst? Hvor langt er klassen med de forskellige opgaver? Hvor har man søgt hjælp/viden? Hvilke aftaler er indgået til næste gang? Det er målet at logbogen skal beskrive gruppens arbejde med opgaven, så en udenforstående kan får indsigt i gruppens tanker, hensigter og handlinger i arbejdet frem mod løsningen af opgaven. Vi er naturligvis klar over at det at skrive en sådan logbog er svært for elever i klasse og forventer heller ikke at eleverne mestre disciplinen de første gange de møder den. Logbogen tæller med i konkurrencen. I hele forberedelsesperioden skal klassen føre logbog, og den bliver bedømt i den sidste uge inden konkurrencedagen. Læreren har mulighed for at skrive i logbogen og på denne måde give de forskellige grupper kommentarer og vejledning. Elevernes arbejde Elevernes måde at arbejde på er ikke ens i NFM-forløbets forskellige perioder. I introperioden skal eleverne lære at arbejde med åbne opgaver, således at de ved slutningen af perioden har faglig viden, metoder og strategier til at angribe de NFM-opgaver, som de møder i forberedelsesperioden. Ofte vil arbejdet i starten være meget lærerstyret læreren har valgt og introducerer de faglige emner, metoder og opgavetyper, som eleverne skal møde første gang. Gennem introperioden går elevernes arbejde fra at være meget lærerstyret til at være mere og mere på egen hånd. Dette sker i takt med, at eleverne bliver fortrolige med faglige emner, metoder og opgavetyper. I NFMs forberedelsesperiode står eleverne over for en (eller flere) åbne opgaver, som skal løses sammen med en gruppe af elever. Eleverne skal selv angribe opgaven finde en løsningsstrategi. Værktøjerne er elevernes faglige viden, faglige metoder og kreativitet. Her er det anvendelsen af elevens faglige viden og metoder, der er i spil. En gruppe elever, der ikke er klædt tilstrækkeligt på til mødet med de åbne opgaver, vil typisk vælge nedenstående fremgangsmåde: Læse opgaven hurtigt igennem og måske kun Beskrivelse (se afsnittet NFM-opgaverne) uden at sikre sig, at de har forstået opgaven korrekt. Kun benytte sig af den viden, som gruppens medlemmer har, og ikke søge ny viden i bøger, på nettet, hos personer med faglig viden mm. 7

8 Hurtigt lægge sig fast på en bestemt måde at løse opgaven på uden at overveje, om der er andre mulige løsninger, og hvilke fordele og ulemper de forskellige løsninger kunne have. Lave deres løsning, afprøve den og oftest finde ud af, at løsningen ikke virker. Alle gruppemedlemmer har nu forbedringsforslag, og løsningen ændres på flere punkter på en gang, efterfulgt af en ny afprøvning. Måske virker løsningen lidt bedre, men hvorfor? Hvilken virkning har hver af ændringerne haft? Eleverne er sjældent i stand til at strukturere deres arbejde, f.eks. ved at overveje forskellige løsningers fordele og ulemper eller ved kun at ændre en ting ad gangen på deres løsning mellem afprøvningerne. Det er derfor vigtigt, at eleverne forberedes på arbejdet med de åbne opgaver, hvilket f.eks. kan ske vha. Introperioden. Lærerens rolle og arbejdsopgaver I Introperioden er det lærerens opgave at klæde eleverne på til ved slutningen af perioden at kunne løse åbne opgaver på egen hånd. Det kan ske ved at introducere eleverne til opgaverne der bevidstgør dem om, og øve dem i metoder, som kan strukturere deres arbejde. Det vigtigste i forberedelsesperioden, mens eleverne arbejder med NFM-opgaverne, er, at læreren ser sig selv mere som vejleder end som underviser. Læreren skal sikre sig, at eleverne hele tiden er i gang med processen med at få løst opgaverne. Læreren skal ikke aktivt gå ind og løse opgaverne for eleverne, men skal vejlede eleverne, så de ikke kører fast i en opgave. Som en god forberedelse til arbejdet med opgaverne kan dokumentet Lærervejledning til opgaverne gennemlæses. Her findes der en vejledning til hver af opgaverne, som indeholder faglige mål, formål, faglige begreber og hints til læreren. Gennem hele forberedelsesperioden er det vigtigt, at læreren holder sig løbende orienteret på hjemmesiden. På konkurrencedagen får alle lærere, i teams, opgaven at udfylde dommerrollen i forbindelse med bedømmelsen af en opgave. Den enkelte lærer bliver orienteret senest 2 uger før konkurrencedagen. Konkurrencedagen På konkurrencedagen mødes alle deltagende klasser for at dyste om, hvem der har lavet de bedste løsninger. Senest 2 uger før kan læreren downloade programmet for dagen. I det endelige program vil der være præcise starttidspunkter og angivelse af, i hvilken rækkefølge klasserne skal afvikle opgaverne, samt en oversigt over hallen med angivelse af, hvor de forskellige opgaver afvikles. Alle lærere, skal i grupper på mindst 2, være dommere ved afviklingen af en opgave på konkurrencedagen. Der udsendes senest 2 uger før konkurrencedagen en oversigt over dommerroller hvoraf det fremgår hvilken opgave man er dommer ved. Den enkelte lærers forberedelse til dommerrollen består i at læse opgaven til den opgave hun har fået tildelt. På konkurrencedagen får dommerne en meget grundig instruktion, de nødvendige materialer og en backup mulighed/person. 8

9 Ved tilmelding til Naturfagsmaraton accepterer alle lærere at have ansvaret for elevernes trivsel og opførsel på konkurrencedagen, på samme måde som alle andre ture ud af skolen. Typisk program for en konkurrencedag Bemærk at der kan være lokale aftaler om forskudte tidspunkter, transport og forplejning. Det bestemmer arrangøren i kommunen : Ankomst og opstilling : Lærermøde ved dommerbordet 3 5 kvarter afhængigt af antal hold: 1. runde gruppeopgaver. Alle grupper er aktive samtidig. 20 minutter: 1. stafet: Naturvidenskabelig arbejdsmetode + madpakke 3 5 kvarter afhængigt af antal hold: 2. runde gruppeopgaver. Alle grupper er aktive samtidig. 20 minutter: 2. stafet: Klasseopgaven + madpakke 3 5 kvarter afhængigt af antal hold: 3. runde gruppeopgaver: Alle er grupper er aktive samtidig 20 minutter oprydning og præmieoverrækkelse Afslutning kl afhængigt af antal hold. Det detaljerede program oplyses i god tid før konkurrencedagen af hensyn til evt. busbestilling. Evalueringsskema Kort efter konkurrencedagen vil læreren få tilsendt et link til et evalueringsskema. Vi vil bede alle lærere udfylde skemaet og dermed give respons på NFM-forløbet. Resultater vil vi bruge til at forbedre NFM næste år. 9

10 Idéer til organisering af undervisningen I forberedelsesperioden er arbejdet med åbne opgaver ofte uvant for eleverne. Lærerens nye rolle som konsulent sætter også eleverne i en ny situation. Det kan derfor være vigtigt, at læreren har gennemtænkt undervisningen og opstillet en ramme, der kan støtte elevernes arbejde og lette lærerens egen arbejdssituation. Opgaven er at skabe struktur og sammenhæng i timerne. En struktur, der kan sikre, at eleverne ikke kører fast i en opgave i længere tid, og samtidig giver læreren indblik i elevernes arbejde. De mange opgaver forudsætter, at klassen arbejder med flere opgaver på samme tid. Flere lærere vælger at dele klassen op i grupper. Hver gruppe skal herefter arbejde med en opgave, som de skal være tovholder på. Før klassen opdeles i grupper med ansvar for hver sin opgave, kan det være en fordel at opbygge en idébank til løsningen af alle opgaver. Det kan foregå ved, at klassen i fællesskab gennemgår alle opgaver, og at alle elever kommer med løsningsforslag til hver opgave. Løsningsforslagene skrives ned, eventuelt i logbogen. Når opgaverne efterfølgende fordeles til forskellige grupper i klassen, giver idébanken et bedre grundlag for løsning af opgaverne. En anden fordel ved denne model er, at alle elever har kendskab til alle opgaverne, og at grupperne derfor har lettere ved at hjælpe hinanden. For at give læreren indblik i gruppernes arbejde kan det være en god idé at starte hver time med en fællessamling, hvor grupperne fortæller om, hvordan det går med deres arbejde med opgaven. Ved denne fællessamling har grupperne mulighed for at få råd, idéer og nye inputs fra klassen til deres fortsatte arbejde. Læreren har ved samme lejlighed også mulighed for at stille spørgsmål til gruppernes arbejde og for at lave aftaler om tidspunkt for videre vejledning, hvis hun skønner, at det kan fremme gruppens arbejde. Endelig kan det i slutningen af forberedelsesperioden være nødvendigt at flytte elever fra de grupper, der er færdige, til grupper, der har brug for arbejdskraft. Der kan gå megen tid for læreren med at fremskaffe materialer til grupperne. Vi foreslår derfor, at man i videst muligt omfang inddrager eleverne i dette arbejde. For det første ved at lade grupperne selv være ansvarlige for at skaffe materialer og ved at stille krav om, at grupperne mod slutningen af hver dags arbejde laver aftale om, hvem fra gruppen der medbringer hvilke materialer til næste gang. For det andet ved at indføre, at alle gruppe noterer de materialer, som de ikke selv kan skaffe, i et for klassen fælles skema, f.eks. på tavlen. Ved fællessamlingen kan de andre grupper hjælpe med at give anvisninger på, hvorledes materialerne kan skaffes og derved aflaste læreren. En anden ting, der bør overvejes, er at inddrage andre fag end naturfagene, dvs. gøre Naturfagsmaraton til et tværfagligt projekt. NFM-opgaverne er stillet, så flere fag kan deltage i løsningerne, f.eks. dansk logbogsskrivning, sløjd konstruktion af løsninger, matematik udregninger af opgaver. Flere skoler har valgt at samle timerne, der bruges på NFM, i uger, hvor eleverne kun arbejder med Naturfagsmaraton, så eleverne har hele deres fokus på opgaverne. Inddragelse af forældre i forbindelse med Naturfagsmaraton er også blev praktiseret på mange skoler. Der er mange måder at gøre det på men det kunne f.eks. gøres ved at bruge forældrene som eksperter i forbindelse med NFM-opgaverne eller ved ca. midtvejs i forberedelsesperioden at lade eleverne fremlægge deres foreløbige arbejde, hvilke problemer de har mødt og hvordan de 10

11 planlægger at komme videre. I den sidste variant har forældrene mulighed for at give input til elevernes videre arbejde og måske tilbyde hjælp. Bilag: De tre læringsrum I undervisningsforløbet Naturfagsmaraton møder eleverne mange forskellige undervisningssituationer spændende fra klasseundervisning, hvor lærerne formidler et fagligt stof til projektarbejdsformen, hvor eleverne arbejder mere selvstændigt og skal anvende deres viden på egen hånd. Vi anbefaler Eriks Prinds model som kan give en sammenhængende beskrivelse af de forskellige undervisningssituationer som læreren og eleverne møde i Naturfagsmaratons forskellige perioder. Modellen er for læreren håndterbar, skaber overblik og enkel og hurtig at sætte sig ind i. Erik Prinds model De tre læringsrum *. Vi vil her give en kort præsentation af de læringsrum. Hvis man ønsker en mere detaljeret beskrivelse vil vi henvise til Erik Prinds Rum til læring hvor der findes en gennemgang af det teoretiske grundlag for modellen (side 18-32) og modellens tre læringsrum (side 33-39). Modellens tre rum er; Undervisningsrummet Træningsrummet Studierummet De tre rum er kendetegnet ved at arbejdsformen er forskellig afhængig af hvilket rum den enkelte aktivitet foregår i. I det næste kan man læse om de tre rum: Undervisningsrummet Undervisningsrummet kendetegnes ved at stoffet er i centrum, læreren formidler til elever (en til mange) og læreren har initiativet. Et eksempel på undervisningsrummet er når læreren gennemgår nyt fagligt stof eller en elev fremlægger. Træningsrummet I træningsrummet træner/opøver eleven kompetencer ud fra de færdigheder eleven har tilegnet sig i undervisningsrummet. Lærerens rolle er træner dvs. at han hjælper eleven med at komme mere i dybden med sin viden eller beherske en metode. Aktiviteterne kan her differentieres i forhold til de enkelte elever f.eks. med hensyn til indhold, sværhedsgrad, læringsstil eller hastighed. Studierummet Studierummet kendetegnes ved at eleven arbejder selvstædigt eller i grupper med en åben opgave, et projekt eller lignende. Eleven skal videst mulig omfang have styringen selv og bruger læreren som konsulent/vejleder i processen. Alt efter klassetrin kan størrelse på rammen for den åbne opgave eller projektet variere. Graden af succes eleven vil opleve, afhænger meget af hvor trænet eleven er i at arbejde i studierummet. Læreren kan iværksætte forskellige foranstaltninger som kan støtte eleverne. 11

12 * Erik Prinds, Rum til læring (Prinds, CTU, 1999) Nedenfor ses De tre læringsrum på skematisk form. Læringsrum: Undervisningsrum Træningsrum Studierum Aktivitet Vidensformidling Træning af stof Projektorienteret Lærerrolle Formidler Læreren organiserer Træner Læreren stiller opgave Konsulent Eleven stiller opgave Elevrolle Modtager Lærling Student Organisering Klasse Individuelt/gruppe Individuelt/gruppe I undervisningsforløbet har vi forsøgt at bevæge eleverne gennem de tre læringsrum. I begyndelsen af forløbet dvs. Introperioden præsenterer læreren (og hjemmesiden) nye faglige metoder og emner for eleverne(undervisningsrummet). Efterfølgende øver eleverne sig i at bruge metoder eller den faglige viden, som de er blevet præsenteret for i undervisningsrummet (træningsrummet). Bevægelse mellem de to første undervisningsrum gentages flere gange i løbet af Introduktionsperioden. Som afslutning på forløbet møder eleverne åbne opgaver (studierummet), som eleverne skal løse på egen hånd bl.a. ved at bruge viden, færdigheder og kompetencer, som de har tilegnet sig i undervisningsrummet og træningsrummet. Studierummet stiller store krav til eleverne. Især hvis de ikke tidligere i undervisningen har mødt opgaver, som ligner studierummet og derfor ikke har værktøjer/metoder til at angribe en åben opgave. 12