Diskussionsoplæg til gruppearbejde 2. strategigruppemøde d. 16. december 2016 Gruppe a: Den diverse børne- og elevgruppes motivation for undervisning og uddannelsesvalg. Nynne Afzelius, Science talenter Børn og unge er forskellige og bliver motiveret på forskellige måder. Det er en udfordring, hvis ikke undervisningen i de naturvidenskabelige fag imødekommer dette. Det har betydning for elevernes udbytte af undervisningen, hvis de ikke udfordres passende i forhold til deres aktuelle niveau, og hvis der ikke arbejdes med afvekslende motiverende læringsformer. Elevernes forskellighed rummer opdelinger i fx køn og etnicitet. Det rummer også forskellige i kognition og affektion, idet der kan iagttages store niveauforskelle inden for begge kategorier i en børnegruppe, fx en klasse. Problemstillinger med store klasser og inklusionsproblemstillinger er rummet i denne udfordring, og udfordringer med lærere og pædagogers differentiering i undervisning og pædagogisk praksis er rummet indenfor dette felt. Elevernes forskellighed rummer også forskellige motivationsformer. Inden for udfordringsfeltet kan det konstateres, at der ikke er nok unge, der vælger nat/tek-uddannelser og erhverv. Det kalder på en nærmere undersøgelse af, hvad der kan virke stimulerende på børn og unges motivation for uddannelsesvalg, der fører i retning af nat/tek. Et andet udfordringsfelt handler om, at alle elever skal bibringes naturvidenskabens bidrag til almendannelsen. Det kalder på en interesse for, hvad der kan virke stimulerende på børn og unges motivation i selve undervisningen og den pædagogiske praksis. 1
I forhold til begge udfordringsfelter ligger der et stort potentiale i at indrette undervisningen i de naturvidenskabelige fag, så den møder forskellige børn og unges forskellige behov. Heri ligger princippet om undervisningsdifferentiering. Det skal i praksis tage højde for, at nogle børn og unge er for naturfagligt udfordrede, mens andre er for lidt naturfagligt udfordrede. Sammenhænge mellem motivation for undervisning i nat/tek-fagene har sammenhæng med de unges motivation for valg af nat/tek-uddannelser. Det er en udfordring, at denne sammenhæng ikke er belyst i fx forskning. 2
Gruppe b Evaluering Jens Dolin, Institut for naturfagenes didaktik, Københavns Universitet - alignment mellem mål og evaluering samt effekt på undervisningen Overordnet set skal der være overensstemmelse (alignment) mellem undervisningens mål, dens gennemførelse og dens evaluering. Undervisningen skal gøre det muligt at lære de opstillede mål, og evalueringen skal kunne måle om eleverne har nået målene. Målene er imidlertid blevet stadig mere avancerede i form af faglige og generiske kompetencer (fx modelleringskompetence, innovationskompetence) og mange af de nu anvendte eksamensformer kan ikke indfange disse mål. Men lærerne underviser i vid udstrækning mhp at eleverne kan bestå eksamen, så hvis eksamen kun indfanger ret enkle mål (paratviden, enkle færdigheder), så er det det, eleverne lærer (uafhængigt af evt. målformuleringer). Det er en stor udfordring at udvikle og implementere mere valide eksamensformer. Sammenhængende hermed er den øgede vægt der er på tests og karakterer i hele skolesystemet et stort problem. Massiv forskning viser at indførelse af tests i et uddannelsessystem har en række negative effekter. Undervisningen indsnævres, faglige tankegange forsimples, faktaviden og mekaniske færdigheder betones på bekostning af kreative og æstetiske perspektiver og dannelsesdimensioner. Undervisningstid allokeres til det/de fag og fagområder, der skal testes i, på bekostning af de fag og fagområder, der ikke testes i, og undervisningen kan forfalde til træning til testen og udenadslære. Eleverne forbereder sig ved at lære udenad. For bedre præsterende elever stiger motivationen, mens svagere præsterende taber modet, hvilket virker ind på fremtidig motivation og selvværd. Selve motivationsproblematikken er mere og mere fremherskende i forbindelse med evaluering. Der ses hos mange elever et øget fokus på selvet og på hvorledes evner bliver bedømt og hvorledes man selv præsterer, 3
især i forhold til andre (præstationsorientering) på bekostning af fokus på den aktuelle opgave og på at udvikle kompetence og opnå forståelse og indsigt (mestringsorientering). Udover at et stort karakterfokus således kan mindske læringen giver det desuden mange stress og følelse af utilstrækkelighed. Der må arbejdes på at afbalancere en nyttig præstationslyst med en nødvendig mestringstilgang. Det er et problem at læringspotentialet af eksamen er næsten nul, samtidig med at det er ret omkostningstungt og har stor indflydelse på hele uddannelsessystemet. Hovedproblemet er således hvorledes man kan afveje accountability-hensynet med læringshensynet? Derimod har formative evalueringsformer (forskellige feedbackmetoder) et stort læringspotentiale. Der ligger her en opgave i at få disse udbredt og indført i skolen uden at det medfører mekanisk målorientering. Accountability/læringsmodsætningen kan derfor også formuleres som hvorvidt det er muligt at kombinere summativ og formativ brug af evaluering. 4
Gruppe c Indhold og læreprocesser i naturfagsundervisningen Martin Krabbe Sillasen, Professionshøjskolen VIA Fagenes samarbejde Naturfagene i folkeskolen har en relativ stor samlet timepulje. Den er ulige fordelt mellem naturfagene i overbygningen hvilket giver visse udfordringer i ligeværdigheden mellem lærere og uhensigtsmæssige tekniske diskussioner, når tværfaglig undervisning og fællesfaglig prøveforløb planlægges og operationaliseres. Lærere kan opleve det som udfordrende at skulle arbejde flere sammen om en klasse. De har et stort arbejdspres og det kan være svært at finde tid og rum til samarbejdet med kolleger. Det er ofte et af de første elementer som nedprioriteres, når de føler at arbejdspres og tidsressourcer ikke er i balance. Fagenes samarbejde på langs i uddannelsessystemet er præget af nogle overgange mellem grundskole (0-6 klasse), overbygning (7.-9. klasse) og ungdomsuddannelserne som kan opleves som diskontinuiteter for eleverne. Det største skel er mellem overbygningen og ungdomsuddannelserne, fordi uddannelseskulturen er meget forskellig, hvilket bl.a. bunder i forskellige lærerkulturer, læreruddannelseskulturer og graden af detailstyring. Overgangen mellem 6. til 7. klasse er mindre udfordrende, men er dog synlig nogle steder. Lærerne er blevet bedre til videndele og løbende kvalificere undervisningspraksis i fællesskab. De sidste mange års fokus på teamsamarbejde har bidraget til den positive udvikling i videndelingskulturen. Men det er udfordring at opretholde og vedligeholde læringsfællesskaber over tid. Samarbejde og videndeling om god undervisningspraksis har forskellig vilkår på store og små skoler. På nogle små skoler kan et lille fagteam godt være velfungerende, ligesom man på nogle store skoler kan opleve en stærk 5
dynamik. Et fællestræk for mange skoler med velfungerende fagteamsamarbejde er ledelsens løbende engagement og rammesætning. Balance mellem enkeltfaglighed og fællesfaglighed For nogle lærere er fællesfaglighed stadigvæk noget ydre i forhold til deres fag. Lærere oplever en stor kløft mellem den digitale monofaglige prøve og den fællesfaglige praktiske prøve. Det er to helt forskellige former for faglighed evalueringsformerne måler. Lærere fokuserer pt næsten udelukkende på implementering af den fællesfaglige prøve, og så håber de på at eleverne efterfølgende også klarer sig fornuftigt i den digitale monofaglige prøve. Det fællesfaglige fokusområde Teknologiens betydning for menneskers sundhed og levevilkår fravælges ofte. Lærere synes det er svært at undervise i teknologi. Det gør sig også gældende i natur/teknologi (0.-6. klasse). Samarbejde med virksomheder omkring fællesfaglig undervisning har et stort potentiale. Lærere ser erhvervsvirksomheder som et potentiel læringsmiljø. Men der er udfordringer med at få etableret kontakt og synliggjort, hvilke læringsmål der opfyldes ved at inddrage en erhvervsvirksomhed. Der mangler måske en didaktisering af undervisningsaktiviteter - som på science centre - på forskellige erhvervsvirksomheder, for at skabe et positivt incitament for lærere for at vælge det til i undervisningen. Der er mange aktører på uddannelsesområdet som kæmper om elevernes og lærernes opmærksomhed. Aldrig har udbuddet af både monofaglige og tværfaglige læremidler været større. Men det kan være en udfordring for lærere at vurdere læremidlers faglige kvalitet, med den begrænsede forberedelsestid de har til rådighed. Der kan være behov for en bedre didaktisering af mange læremidler, så de bliver mere tilgængelige i lærernes planlægning. 6
Færdigheder og kompetencer Fælles mål i naturfagene har et format som gør dem mere operationelle for lærere. Der er en tydelig sammenhæng mellem de overordnede kompetencemål og videns- og færdighedsmål. Mange lærere er dog stadigvæk udfordret på at anvende Fælles mål som planlægningsværktøj. Men fælles planlægning og videndeling i fagteams kan kvalificere undervisningsplanlægningen. Inddelingen af videns- og færdighedsmål i 3 taksonomiske faser er mindre succesfuld. Lærerne anvender den i mindre grad i undervisningsplanlægning. Elevers kompetenceudvikling med hensyn til at formulere spørgsmål, designe og udføre undersøgelser som forberedelse til den fællesfaglige prøve er et stærkt incitament for, at lærerne i stigende grad tilrettelægger undervisningsforløb undersøgelsesbaseret. Fælles mål i natur/teknologi er ikke særligt operationelle. Mange lærere fravælger dem som planlægningsværktøj, fordi de er uoverskuelige i forhold til at en lærer kun har få timer i faget. Der mangler evalueringsværktøjer, som i højere grad lægger vægt på evaluering for læring. Altså evalueringsformater, som bidrager til at styrke den løbende feedback til eleverne. Rubrics er et eksempel på denne type evalueringsværktøjer. Bredde versus dybde i naturfagene Tætheden af videns- og færdighedsmål i naturfagene er stor. Det kan være en udfordring at nå dem alle med tilfredsstillende dybde. Problemstillingen kompliceres yderligere af forskel i timenormering til de forskellige naturfag. 7
Gruppe d Strukturer og rammer der forankrer naturfagsarbejdet på skolen og på kommunalt/regionalt plan Allan Sørensen, Holstebro kommune Naturfagenes vilkår for at kunne blive forankret i organisationen og i sidste ende lærernes praksis kan understøttes og styrkes ved at sørge for de rette rammer og den rette struktur.det er både rammer for det helt praktiske arbejde som den enkelte naturfagslærer udfører, det er rammer for kompetenceløft og det er kommunalt fastsatte rammer for naturfagsindsatsen, herunder fx deltagelse i større projekter. På skoleplan er det afgørende at både godkendt praksis og nye tiltag bliver forankret i skolen, så den gode praksis ikke er personafhængig. Det er vigtigt, at der findes en struktur som gør, at eleverne oplever en sammenhæng mellem det de oplever i folkeskolen og det de senere oplever på deres ungdomsuddannelse, fx enkeltfaglighed og fællesfaglighed. Det er en strukturel udfordring, at der mangler en praksis for overlevering mellem grundskole og ungdomsuddannelse samt ungdomsuddannelser og videregående uddannelser. Mange kommuner har ikke en naturfagsstrategi eller naturfagskoordinator som kan repræsentere / tale naturfagenes sag i forskellige sammenhænge. Der mangler en praksis for at omdanne resultater fra national og international forskning i scienceuddannelse til brugbare metoder, der kan indgå i den daglige klasseundervisning En væsentlig del af naturfagsundervisningen bør foregå uden for klasseværelset og det er derfor afgørende, at skoleledelsen afstikker rammer som gør det muligt for lærerne. På skoleplan er det en udfordring at få spredt ny viden ned igennem organisationen så flest mulige naturfagslærere får mulighed for at gøre brug af den nye viden, så den fører til forbedret undervisning og dygtigere elever. Det er en udfordring når fagteams, som kunne løfte denne opgave, ikke prioriteres af skolens ledelse eller 8
medarbejdere. Det er en udfordring når naturfagslærere ikke er tæt på hinanden, samme arbejdsrum. Synliggørelse af nye tiltag er en vigtig forudsætning for forankring af ny praksis på skolen. Synliggørelsen skal prioriteres for at sikre at de nye tiltag bliver langtidsholdbare og at de spredes til alle relevante lærere og pædagoger. 9
Gruppe e Diskussionsoplæg/baggrundspapir målrettet T et i STEM Teknologi i dag og i nær fremtid Udfordringer og potentialer Både nationalt og globalt er der stigende opmærksomhed på den fjerde industrielle revolution, som dækker over den hastige udvikling inden for bl.a. robotteknologi, Big Data, 3D-print, kunstig intelligens, bioteknologi mv. Den teknologiske udvikling, der i høj grad skaber fundamentet for forandringer i vores fremtid, accelerer i kraft af, at teknologierne er digitale og således hele tiden forbedres i trit med, at digitale komponenter og processorkraft forbedres. Allerede nu udfordres brancher og professioner af digitale teknologier, og det må forventes, at mange kerneforretninger og jobs i fremtiden enten transformeres eller helt forsvinder bl.a. pga. automatisering. Forandringerne rammer også professioner med rod i det naturvidenskabelige område fx sundhedssektoren og medicinalindustrien: En robot med adgang til enorme mængder data og processorkraft til at sammenkøre disse kan allerede i forhold til visse sygdomme (kræft m.fl.) stille en mere sikker diagnose og velegnet behandling end selv den bedste læge. Og computersimuleringer er blevet så realistiske, at de kan forudsige resultatet af traditionelle og ellers tidskrævende eksperimenter. Den teknologiske udvikling er altså en udfordring med gennemgribende implikationer. Og samtidig tilbyder den muligheder og kan forbedre vores liv. Det kan godt være, at den tidligere nævnte læge må affinde sig med at afgive noget af sin ekspertise til robotter, men fra patientens synspunkt vejer det nok tungest at øge chancerne for blive helbredt. Og måske er det heller ikke så problematisk for lægen, hvis denne ser på den nye teknologi som en mulighed for at udvide sin er egen erkendelse og praktisere på et mere oplyst grundlag (tidlige har teknologi primært strakt vores fysiske formåen og ikke den mentale). Praksis ændrer sig bare og dermed kompetencebehovene, der i stigende grad vil handle om at forstå 10
og kunne udnytte digital teknologi i en faglig kontekst eller til at skabe nye produkter og services. Implikationer for uddannelsessystemet Det er vanskeligt at forudsige, præcis hvad fremtidens kompetencebehov bliver. Det kan udtrykkes på følgende måde: Vi skal uddanne vores børn og unge til at løse problemer, vi endnu ikke har identificeret, med teknologi, der endnu ikke er opfundet, i jobs, der endnu ikke eksisterer. Indenfor denne ramme af usikkerhed og hastig forandring er det vigtigt, at vi løbende diskuterer og prioriterer, hvilke fremtidige digitale kompetencer det er særligt vigtigt at klæde børn, unge og voksne på med,og samtidig integrerer og styrker disse kompetencer i uddannelsessystemet. Ikke mindst på det naturvidenskabelige område, som udgør en stor del af det faglige fundament for selve udviklingen af teknologierne. Uddannelsessektoren skal i højere grad udnytte potentialerne ved den digitale udvikling, så: Anvendelse af digital teknologi i undervisningen gør, at børn, unge og voksne understøttes i deres læreprocesser, så de bliver så dygtige, som de kan. Børn, unge og voksne opnår kompetencer og dannelse, der klæder dem på til at håndtere den teknologiske udvikling og matcher de kompetencer, som erhvervslivet efterspørger. Vi har et stærkt udgangspunkt i Danmark, men må samtidig sande, at der er eksempler på andre lande, der sætter en markant dagsorden for teknologisk udvikling. Hvordan imødekommer uddannelsessystemet bedst teknologiens betydning og behovet for digitale kompetencer? I det følgende listes en række spørgsmål, der kan tjene som inspiration til diskussion omkring, hvordan vi sørger for, at T et er stærkt repræsenteret i national naturvidenskabsstrategi for Danmark. 11
Spørgsmålene knytter sig til henholdsvis undervisningens indhold og organisering i bred forstand: Undervisningens indhold Hvordan sikres en sammenhængende indsats omkring T et i uddannelsessystemet? Pt. har eleverne fx natur/teknologi fra 1.-6. klassetrin, hvorefter faget i 7.-9. kl. opdeles i biologi, geografi og fysik/kemi fra at have en samlet og selvstændig opmærksomhed de første 6 år er teknologi indlagt i andre fag i 7.-9. klasse. Hvad gør T et ved S, E og M? Hvad betyder den teknologiske udvikling for faglighederne i de enkelte naturvidenskabelige fag? Tilbyder teknologien blot metoder til at nå en uændret grundfaglighed, eller er der behov for, at fagene i større strækning definerer nye faglige digitale kompetencer, fordi grundfagligheden ændrer sig? Svaret vil have betydning for, hvordan undervisning tilrettelægges og for, hvad og hvordan vi skal evaluere (formativt og summativt) i fagene. Hvordan skal specielt naturfagene bidrage til den del af almendannelsen, der handler om digital dannelse, så børn og unge kan forstå og bidrage til fremtidens digitale samfund og reflektere over fordele og begrænsninger ved den teknologiske udvikling? Organisering En hastig teknologisk og digital udvikling gør det svært for skoler og lærere konstant at være up-to- date. Skal erhvervslivet inddrages mere eller måske have et medansvar for børn og unges læring, særligt inden for teknologiområdet, hvor ny viden er afgørende for produktudviklingen i virksomhederne? Hvordan sikrer vi, at underviserne har de rette kompetencer til at undervise med og om digital teknologi? Hvordan styrkes dialogen i de faglige udvalg og direkte mellem erhvervsskoler og virksomheder om at få de relevante digitale kompetencer med i erhvervsuddannelserne - både de mere it- tekniske og de øvrige erhvervsuddannelser, som også vil blive påvirket af den teknologiske udvikling? Samme spørgsmål kunne stilles ift. de 12
gymnasiale ungdomsuddannelser, hvor der ikke er en direkte kobling til virksomheder i form af praktikperioder, som der er i EUD VEU-ekspertgruppen ser netop nu på, hvordan efter- og videreuddannelsessystemet indrettes mere optimalt. Naturvidenskabsstrategiarbejdet kan give input til, hvordan efter- og videreuddannelsessystemet (og arbejdsmarkedet generelt) rustes bedre til at imødekomme behovet for livslang læring i relation til teknologi? 13