Læremiddelanalyser eksempler på læremidler fra fem fag

Transkript

1 Fra antologien Læremiddelanalyser eksempler på læremidler fra fem fag Artikel fra antologien Praktisk arbejde i naturfagene i A4-format? v/maj-britt Berndtsson, lærer, cand.pæd., pædagogisk konsulent i naturfagene, Center for Undervisningsmidler, UCC,E: mbb@ucc.dk Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag er en samling af artikler, der analyserer og vurderer læremidler til brug for undervisning i grundskolen. Den henvender sig til lærere, lærerstuderende og andre, der i professionelle sammenhænge skal overveje og drøfte vurdering af læremidler. Artiklen: Hvis naturfagene skal udvikles, skal lærerne se mere kritisk på de praktiske opgaver i læremidlerne. Der skal træffes et aktivt valg med hensyn til opgavernes åbenhed og udforskende potentiale, for praktisk arbejde er meget mere end A4 kopier af øvelsesvejledninger. I denne artikel vil vi se nærmere på, hvordan det praktiske arbejde kan tilrettelægges, og hvordan det kommer til udtryk i et nyt læremiddel til fysik/kemi. Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag Red. Bodil Nielsen Faglig konsulent: Kirsten Friisnæs Grafisk tilrettelægning: Lone Grinder Center for Undervisningsmidler UCC Artikel fra antologien Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag 1

2 Praktisk arbejde i naturfagene i A4-format? Maj-Britt Berndtsson Hvis naturfagene skal udvikles, skal lærerne se mere kritisk på de praktiske opgaver i læremidlerne. Der skal træffes et aktivt valg med hensyn til opgavernes åbenhed og udforskende potentiale, for praktisk arbejde er meget mere end A4 kopier af øvelsesvejledninger. I denne artikel vil vi se nærmere på, hvordan det praktiske arbejde kan tilrettelægges, og hvordan det kommer til udtryk i et nyt læremiddel til fysik/kemi. Hvorfor praktiske opgaver? Forfatteren har gået i skole i tresserne, hvor det absolut var undtagelsen at udføre praktisk arbejde i naturfagstimerne. Den udstoppede hare, anskuelsestavler, demonstrationseksperimenter, lærerens fortælling og oplæsning fra bøger - det var undervisningens indhold. Bestemt ikke praktisk arbejde. Vi fik brugbar viden dengang, så hvorfor er praktisk arbejde i naturfag vigtigt i dag? Der er tre begrundelser for dette. For det første er Scientific Literacy i dag at have viden om naturvidenskab og viden i naturvidenskab, og heri indgår også en forståelse af praktiske naturvidenskabelige undersøgelsesmetoder. Da vi i dag baserer en stor del af vores beslutninger på naturvidenskabelige undersøgelser, og da vi hver dag i medierne kan læse om undersøgelser, der modsiger hinanden, er netop forståelsen af undersøgelsesdesign, validitet og argumentation vigtig. Den anden begrundelse er, at det praktiske arbejde kan medvirke til, at eleverne udvikler viden og forståelse af fagets indhold, hvis øvelserne lægger op til refleksion over de egenskaber eller sammenhænge, forsøget viser. Den sidste begrundelse er, at det praktiske arbejde kan træne færdigheder i brug af apparatur og standardiserede metoder, som er nødvendige for at udføre det praktiske arbejde i de to andre sammenhænge, men det kan aldrig være et formål i sig selv at kunne betjene fx et amperemeter. 2 Artikel fra antologien Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag

3 Læremidler til naturfag skal i dag klare tre store opgaver. De skal give et bud på: hvordan naturfagenes egenart kan komme til udtryk i undervisningen og i det, som eleverne skal lære hvordan der kan tages udgangspunkt elevernes interesser hvordan nye læringsteorier kan blive implementeret i naturfagsundervisningen. Alle tre aspekter kommer i spil i den måde, det praktiske arbejde lægges til rette på. I denne artikel vil jeg koncentrere mig om det første: Hvordan naturfagenes egenart kan komme til udtryk i undervisningen og i det, eleverne skal lære. Det praktiske arbejde og naturfagenes egenart Af formålet for fysik/kemi fremgår det, at Undervisningen, skal give eleverne fortrolighed med naturvidenskabelige arbejdsformer og betragtningsmåder og indblik i, hvordan fysik og kemi - og forskning i fagene - i samspil med de øvrige naturfag bidrager til vores forståelse af verden. Det er derfor ikke længere kun et spørgsmål om, at læremidlet skal være fagligt velfunderet og gennemarbejdet, og at øvelserne skal være gennemprøvede og risikovurderede, hvilket er en indlysende kvalitetsforventning fra lærerne. Læremidlet skal også vurderes på, om det faktisk understøtter dette formål for faget. Når eleverne skal blive fortrolige med naturfagenes egenart, skal de arbejde med naturvidenskabelige arbejdsformer og betragtningsmåder, og her står det praktiske arbejde centralt. Én naturvidenskabelig arbejdsform er at gennemføre den samme forsøgsprotokol igen og igen, men i de udforskende arbejdsformer er det forsøgsdesignet, der arbejdes med. Skal eleverne se alsidigheden i de naturvidenskabelige arbejdsformer, må det praktiske arbejde omfatte både vejledninger i protokolform og udforskningsbaserede opgaver. Artikel fra antologien Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag 3

4 Det praktiske arbejde og progression Stoftrængslen gør det nødvendigt, at fokus på det, eleverne skal lære, flyttes fra indholdet til kompetencer. Det praktiske arbejde har i faget natur/teknik som mål, at eleverne skal opnå kompetencer til fokuseret observation, undersøgelse og beskrivelse af hverdagens naturfaglige og teknologiske aspekter. I klasse forventes eleverne at udvide dette med mere systematiske observationer og beskrivelser og med begrundede generaliseringer af deres observationer og efterhånden en større forståelse af sammenhænge. Denne progression i kompetencer blev foreslået i udredningsarbejde til Fremtidens Naturfaglige Uddannelser 2001 og afspejles i Fælles Mål for fysik/kemi: Fra trinmål 8. klasse: Arbejdsmåder og tankegange: formulere spørgsmål og indsamle relevante data planlægge, gennemføre og evaluere praktiske og teoretiske undersøgelser. Fra trinmål 9. klasse: formulere enkle problemstillinger, opstille og efterprøve hypoteser samt vurdere resultater. Det skal fremgå af et oplæg til en praktisk opgave, på hvilket niveau eleverne forventes at kunne udføre og redegøre for opgaven, og det må derfor være tydeligt at se, at der er en stigning i kravene til arbejdsmåder og tankegange i opgaverne fra 7. klasse til 9. klasse. Det er måske tankevækkende, at der ikke i trinmålene står, at eleverne skal kunne følge en forsøgsprotokol og eftervise regler og fænomener, men det kan være, fordi det traditionelt er den måde, det praktiske arbejde udføres på, og at det derfor ikke behøver at blive præciseret. Opgavetyper Når det praktiske arbejde tilrettelægges, må læringsmålet med den opgave, eleverne skal i gang med, afklares. Skal eleverne udvikle viden og forståelse, træne færdigheder i brug af apparatur eller standardiserede metoder eller udvikle forståelse af naturvidenskabelige undersøgelsesmetoder? 4 Artikel fra antologien Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag

5 De praktiske opgaver har forskellige læringsmål: 1. Skal det praktiske arbejde medvirke til at udvikle viden og forståelse, skal det tilrettelægges, så refleksion bliver en indbygget del af opgaven. 2. I opgaver, hvor eleverne skal foretage en observation, skal de hjælpes til at foretage en fokuseret observation. 3. Nogle praktiske opgaver skal udføres som protokoløvelser. Træning i brugen af apparatur (fx dataloggere) kræver, at der følges en præcis protokol for at få et resultat (fx en kvantitativ analyse), eller kræver betydelige sikkerhedsforanstaltninger (fx på grund af omgangen med faremærkede stoffer). 4. I nogle opgaver er det selve det eksperimentelle, hvor eleverne skal ændre på parametre for at finde sammenhænge, der er vigtigst. Eksperimentet designes af eleverne, og designet diskuteres med læreren, så de ikke kommer ud i farlige situationer. 5. Endelig er der autentiske opgaver, hvor udgangspunktet er et spørgsmål, en problemstilling eller en undren, hvor den undersøgende arbejdsmåde er central. Til de fleste fysik/kemi-systemer hører der omfattende kopimapper med øvelsesvejledninger. Her har forfatterne designet opgaverne, så de falder i en af de fem kategorier. Nye bestemmelser og læremidlers levetid Læremidler bliver anvendt også under andre centrale mål og prøvebekendtgørelser, end de oprindeligt blev skrevet for. Læremidler har i det hele taget en længere levetid end centrale bestemmelser, og derfor må lærernes kompetence til at vurdere læremidler udvikles, bl.a. med hensyn til, hvordan læremidler forholder sig til de aktuelle bestemmelser i fagene, og hvordan de kan tilpasses, og dele kan udskiftes. Hvad angår det praktiske arbejde i fysik/kemi, er der imidlertid ikke foretaget markante ændringer fra de tidligere trinmål til trinmålene i Fælles Mål I trinmålene for faget efter 8. klasse er formuleringerne næsten uændrede. Artikel fra antologien Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag 5

6 Der er dog tilføjet, at eleverne også skal kunne evaluere det praktiske arbejde. I trinmålene for faget efter 9. klasse er der kun foretaget enkelte præciseringer. Læremidler udarbejdet med henblik på trinmålene i Fælles Mål 2003 kan altså på dette område også anvendes med henblik på Fælles Mål Et eksempel på det praktiske arbejde i et læremiddel Det nye fysik/kemi-system til grundskolen, Kosmos fra Gyldendal, er et eksempel på et læremiddel, der er skrevet midt i en læseplansrevision. Systemet består af en elevbog, en kopimappe og en lærervejledning til hvert klassetrin. Til systemet hører også en hjemmeside med illustrationer fra bogen, videoklip og opgaver. I Kosmos A og B er der en række velgennemtænkte og afprøvede øvelser i de tre første kategorier, som er beskrevet ovenfor. Det vil sige øvelser, som indebærer refleksion, observationsøvelser og protokoløvelser. Men oplæggene til det praktiske arbejde lægger kun i meget begrænset omfang op til de undersøgende arbejdsmåder, dvs. eksperimentelle opgaver og autentiske opgaver. I den elevhenvendte del er der hovedvægt på lukkede opgaver. Der er kopieringsforlæg til ca. 100 øvelser med praktiske opgaver, der er styrede til mindste detalje, og kun fire åbne opgaver, bl.a. en opgave, hvor eleverne skal opfinde et forsøg med brandslukning. I lærervejledningen gives der denne begrundelse for vægtningen af opgaverne: Hovedparten af øvelserne i 7. klasse er lukkede for at træne og give eleverne erfaring med arbejdet i et laboratorium. Der lægges op til et større projekt i hvert af bogens otte kapitler, men de er også overvejende formet som lukkede opgaver. En sådan overvægt af lukkede opgaver er problematisk. Undervisningen i naturfagene i 7. klasse skal bygge videre på elevernes kompetencer fra natur/teknik, og her arbejder de i udstrakt grad med undersøgende arbejdsmåder. Natur/teknik-læreren vælger naturligvis det udstyr, der må indgå i arbejdet, ud fra hvad eleverne kan håndtere sikkert og korrekt. Man kan derfor tage udgangspunkt i, at eleverne i 7. klasse kan håndtere simpelt apparatur og enkle undersøgende metoder. Skal de arbejde med forskelligt farligt 6 Artikel fra antologien Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag

7 apparatur, fx i en brandslukningsøvelse, skal de naturligvis være instrueret, og her kan lukkede opgaver være velegnede. Men hver gang eleverne har lært nye laboratoriefærdigheder, er det vigtigt, at de kommer til at bruge dem i mere åbne opgaver. Det gør de kun i ringe grad med Kosmos. Læreren kan redesigne Forfatterne til læremidlet Kosmos har truffet nogle valg med hensyn til læringsmål med opgaverne og de deraf afledte frihedsgrader i opgaverne, men læreren kan vælge at redesigne opgaverne til mere undersøgende opgaver. I Kosmos A er der en morsom opgave om, hvad der får popcorn til at poppe. (øvelse 2.14) Øvelsen er nøje beskrevet i seks punkter. Læreren kan redesigne denne opgave meget nemt ved at fjerne underpunkterne 1-6 fra opgaven. Nu er der plads til at undre sig: Hvad er det, der får popcornene til at udvide sig? Det kan være, at det ikke blot bliver de eksperimenter, forfatteren har udtænkt, hvor popcornene henholdsvis skal tørres i ovn og lægges i blød. Eleverne er ofte mere opfindsomme end læreren. Af et åbent forsøg lærer eleverne noget helt andet end af en protokoløvelse. De kan få det, de tidligere har lært om vand og vanddamp, i spil på en udfordrende måde ved at diskutere idéer i gruppen, afprøve idéer i praksis, designe eksperimenter, arbejde systematisk, øve variabelkontrol, spørge en ven og søge oplysninger i bøger. Lærerne har brug for inspiration til, hvordan de kan redesigne de lukkede opgaver til en mere åben form, og forslag til, hvordan de kan igangsætte et undersøgende praktisk arbejde. Det kan fx være med et fascinerende eksperiment, en genstand, et åbent spørgsmål, video, animation, fortælling eller et mindmap. Idéer til arbejde med autentiske undersøgelser kan lærerne finde i Nordlab Projektet fra 2001, hvor det beskrives, hvordan der med forskellige startsteder kan arbejdes med autentiske undersøgelser. Et andet sted at hente inspiration er i EU s Pollen-projektet, der blev afsluttet i Her er en detaljeret beskrivelse af, hvordan der kan arbejdes med Inquiry Based Science Education. Læreren kan Artikel fra antologien Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag 7

8 også hente oplæg til åbne opgaver på fra Nasjonalt Senter for naturfag i opplæringen, Oslo. En god støtte til planlægning af praktiske opgaver kan lærerne hente i Robin Millars undersøgelser af det praktiske arbejde i naturfagene. Han har udviklet et planlægningsværktøj til praktisk arbejde, hvor læreren definerer opgavens art: 1. Graden af åbenhed/lukkethed 2. Logisk struktur 3. Betydningen af, at eleverne forstår de naturvidenskabelige teorier for at kunne gennemføre aktivteten 4. Hvad skal eleverne gøre med genstanden/ materialerne? 5. Hvad skal eleverne gøre med de naturvidenskabelige teorier? 6. Hvordan kommunikeres formålet til eleverne? 7. Hvordan introduceres det praktiske arbejde? 8. Diskussion før det praktiske arbejde 9. Diskussion efter det praktiske arbejde 10. Elevens notater om det praktiske arbejde. Et eksempel på værktøjet er dette skema til vurdering af opgavernes åbenhed/lukkethed: Graden af åbenhed/lukkethed Detaljerede instrukser Der sættes rammer, men nogle beslutninger overlades til eleverne Spørgsmålet eller problemet er givet, men eleverne må afgøre fremgangsmåden Eleverne beslutter spørgsmålet og fremgangsmåden Afkryds kun ét felt Ved at udfylde skemaerne hver gang, der udføres praktisk arbejde, bliver det tydeligere for læreren, hvilke valg der skal træffes. 8 Artikel fra antologien Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag

9 Det praktiske arbejde i Kosmos - en hjælp og en udfordring for læreren Når det gælder praktisk arbejde, hvor eleverne udvikler viden og forståelse og træner færdigheder i brug af apparatur og standardiserede metoder, er der mange gode gennemarbejdede øvelsesoplæg i Kosmos A og B. Skal undervisningen i 8. klasse lede frem mod alle trinmålene for det praktiske arbejde, skal eleverne også selv formulere spørgsmål og planlægge praktiske undersøgelser. Kosmos A og B lægger ikke i særlig grad op til dette. Opgavebogen til Kosmos C for 9. klasse er i skrivende stund ikke udgivet, så det er ikke muligt at se, om den lægger op til, at eleverne skal formulere enkle problemstillinger og efterprøve hypoteser, som der kræves i trinmål for 9. klasse. I denne artikel har jeg kun set på det praktiske arbejde i Kosmos, men systemet har mange andre kvaliteter, jeg ikke har omtalt, bl.a. den sikre faglighed, det overskuelige layout, den sproglige bearbejdning, flotte farvefotos og artikler om populærvidenskabelige emner. Alle læremidler til naturfag bliver analyseret, vurderet og redidaktiseret af naturfagslærerne. Hvis naturfagene skal udvikles, skal lærerne se kritisk og opfindsomt på de praktiske opgaver i naturfagslæremidlerne. Vi må aktivt udvælge de praktiske opgaver og slippe de sikre A4-siders tryghed. Litteratur Andersen, Annemarie Møller, Maj-Britt Berndtsson, Steffen Elmose, Trine Jarløv, Eigil Larsen, Birgitte Pontoppidan: Projekt 9: Udvikling af praktisk arbejde i natur/teknik, Nordlab-projektet. Kan hentes på: Andersen, Nils O., Henrik Busch, Rie Troelsen og Sebastian Horst (2003): Fremtidens naturfaglige uddannelser, Undervisningsministeriet Dolin, Jens: Naturfagsdidaktiske problematikker, MONA Millar, Robin (2009): Læringsmål, tilrettelæggelse og præsentation en beskrivelse af nuancerne i praktisk arbejde. Metoder i naturfag, Experimentarium Steensig, Rikke (2009): Undervisningsmidler i folkeskolen, Danmarks Evalueringsinstitut, kan hentes: eva.dk/projekter/2009/undervisningsmidler-i-folkeskolen/ Artikel fra antologien Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag 9

10 og fra Nasjonalt Senter for naturfag i opplæringen Oslo Both, Erik, Henning Henriksen og Nina Troelsgaard Jensen (2007): Kosmos Grundbog A, Kosmos Kopimappe A, Kosmos Lærerressource A, Gyldendal Both, Erik og Henning Henriksen (2009): Kosmos Grundbog B, Kosmos Kopimappe B, Kosmos Lærerressource B, Gyldendal 10 Artikel fra antologien Læremiddelanalyser - eksempler på læremidler fra fem fag