ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 1

Af Lars Sejersgaard Jakobsen og Peter Mikael Bom Hansen

Abstract

I en fremadrettet kritik af tidligere undervisningsformer i natur/teknik (natur/teknologi)

beskriver denne artikel et forsøg på at udvikle en ny model for undervisning i faget. Modellen

indeholder tre elementer: et indledende fællesforsøg, hvor et eller flere begreber

introduceres. En efterfølgende aktivitetsrække, hvor eleverne på egen hånd arbejder med

indholdet fra den fælles start. En afsluttende præsentation, hvor eleverne fremviser og

forklarer deres arbejde. Modellen tager udgangspunkt i teori om lærerstyret undervisning

ifølge Meyer og erfaringspædagogik og praktisk arbejde af Dewey. Modellen er afprøvet af

studerende fra Professionshøjskolen UCC.

Indledning

I vores undervisning i natur/teknologi på læreruddannelsen har vi forsøgt at udvikle en

metode til at undervise i praktisk/eksperimentelt arbejde. Vi har undret os over en række

nyere undersøgelser, der har vist, at selvom de fleste former for praktisk/eksperimentelt

arbejde er populært hos eleverne, fører det ikke umiddelbart til refleksion eller evne til at

anvende det tillærte i nye sammenhænge (Abrahams & Millar, 2008). Men hvordan kan vi så

undervise, således at eleverne reflekterer og anvender det tillærte i en undervisning, der

fortrinsvis baserer sig på elevernes egne oplevelser og undersøgelser? Det vil vi forsigtigt

forsøge at svare på i det nedenstående.

For at besvare det spørgsmål vil vi først inddrage teori og – i en fremadrettet kritik – beskrive

og diskutere tidligere tiders forsøg på at inddrage praktisk/eksperimentelt arbejde i

undervisningen. Efterfølgende formulerer vi et eksempel på en undervisningsmodel til

natur/teknologiundervisningen.

Praktisk arbejde

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 2

Struktureret lærerstyret undervisning

Det er vores erfaring, at lærerstyret undervisning er centralt i forhold til elevernes læring, og

vi finder også belæg for det i bl.a. Hilbert Meyers Hvad er god undervisning? (Meyer, 2005),

hvor han på baggrund af omfattende forskning opstiller en liste over god undervisning.

Meyer forklarer, at det er veldokumenteret, at en stram styring af tid og indhold er meget

afgørende for, at eleverne får et højt læringsudbytte. Timen skal begynde og slutte til tiden,

og det er vigtigt, at ”udenomssnak” begrænses, så fokus kan fastholdes på de læringsmål,

der er opstillet. ”Jo mere ægte læretid eleverne får, jo mere lærer de” skriver han (Meyer,

2005, s. 38). Når udsagnet ”Jo mere ægte læretid eleverne får, jo mere lærer de” i

lærerkredse ofte reformuleres til ”det er den, der gør arbejdet, der lærer”, kan vi bl.a.

beskrive ”ægte læretid” som tid, hvor eleverne selv får lejlighed til at prøve kræfter med

stoffet. Heri ligger vores motivation for at udvikle naturfagsundervisningen. Hvordan kan

”ægte læretid” og praktisk/eksperimentelt arbejde supplere hinanden? Det tager vi op i

modellen nedenfor. Men det er ikke nok, at eleverne selv arbejder, de skal undervises, ifølge

Meyer efter givne metoder, som virker, men også ifølge Fælles Mål 2009

(Undervisningsministeriet, 2009, se f.eks. s. 3) med inddragelse af sproget. Det vil vi uddybe i

næste afsnit.

Sprog i naturfag – fra anskuelsesbilleder til samtale

Lange foredrag er sjældent en effektiv måde at undervise på, og tidligere tiders

anskuelsesbilleder og -tavler er da f.eks. også for længst forladt som omdrejningspunkt for

undervisningen. Med de gamle anskuelsesbilleders farver og æstetiske udtryk var de dog

klart et velment forsøg på at tale til elevernes fantasi og indlevelsesevne, og værdien af at

høre sproget brugt til at forklare hverdagsfænomener og -processer fremstår stadig som et

vigtigt element for børns begrebsdannelse. Postman og Weingartner (1969) hævder således,

at enhver naturfagstime er en sprogtime, og at vie mere opmærksomhed til sproget er noget

af det vigtigste, man kan gøre for at forbedre kvaliteten af naturfagsundervisningen: ”…

almost all of what we customarily call ‘knowledge’ is language. Which means that the key to

understanding a subject is to understand its language …This means, of course, that every

teacher is a language teacher … teachers quite literally, have little else to teach, but a way of

talking and therefore seeing the world” (Postman & Weingartner,1969, s. 102).

Ændres formålet med datidens belærende undervisning således fra at tale til børn til at tale

med børn, bliver vi vist i retning af et vigtigt element for undervisning (som muligvis ofte

mangler i dag). Vi har brug for noget, der kan samle opmærksomheden om noget fælles i

klasserummet, men i modsætning til de gamle anskuelsesbilleder og -tavler skal det give

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 3

eleverne mulighed for selv at komme til orde og bruge sproget. Det vil vi tage med i

modellen for vores naturfagsundervisning. Det er ikke, fordi dette er nyt. Teori om

socialkonstruktivisme og dialogen i undervisningen understøtter dette. Og det er heller ikke,

fordi billeder og modeller i undervisningen er forkastet. I dag bruger man anskuelsesbilleder

som grublebilleder og forforståelsesøvelser etc. (mere om dette senere). Vores fokus er i

denne artikel på at bruge sproget i forbindelse med praktisk/eksperimentelt arbejde.

Figur 1: Anskuelsesbillede fra første halvdel af 1900-tallet. Anskuelsesbilleder og -tavler bragte

utvivlsomt nyt liv ind i datidens undervisning. Nutidens undervisning kræver et mere interaktivt

midtpunkt at mødes omkring.1

Erfaringspædagogik

Efter at have inddraget eksempler på god undervisning fra Meyer og argumenter for brug af

sproget fra Postman og Weingartner vil vi nærmere undersøge behovet for

praktisk/eksperimentelt arbejde.

John Dewey (1859-1952) var blandt de første til at lægge vægt på elevernes aktive

medvirken i læringsprocessen – det handler ikke længere om belæring, men om læring.2 Den

1 http://www.museum-sonderjylland.dk/BILLEDERNE/Museerne/Arkeologi/Maanedens-fund/Anskue-1-stor.jpg

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 4

traditionelle skole, som praktiserede læring gennem passiv modtagelse, betegnede han som

“middelalderlig”. Dels fordi den formidlede ren intellektuel, løsrevet viden, der hørte

fortiden til, dels fordi den baserede sig på en antagelse om, at børn er lyttende væsner,

hvilket de ifølge Dewey ikke er. Dewey mente i stedet, at det, børn først og fremmest

interesserer sig for, er at bevæge sig, kommunikere, undersøge verden, konstruere og

udtrykke sig kunstnerisk.

Konkret mente Dewey, at undervisningen burde tage udgangspunkt i praktiske ”gøremål”

såsom træarbejde, madlavning, syning og andre ting, som var nødvendige for livets

opretholdelse, og som forbandt barnets erfaring fra sin nære verden med vigtige

samfundsmæssige praksisser. Indholdet af de aktiviteter, der fylder op i børn og voksnes

hverdag, har dog sammen med den politiske virkelighed forandret sig siden begyndelsen af

1900-tallet, og Deweys konkrete tanker om eksempelvis madlavning og syning kan derfor

synes mindre anvendelige i dag. Nyere forskning peger dog i samme retning som hans

læringsteoretiske overvejelser. For eksempel bidrager Lave og Wenger (2003) med studier,

der viser, at læring ofte effektivt foregår i praksisfællesskaber, hvor den mindre erfarne elev

lærer af den mere erfarne lærer ved først at få vist de handlinger og evt. få fortalt om den

viden, der knytter sig til faget, og siden – med stadig flere frihedsgrader – selv at få lov at

udfolde sig. Der er altså tale om en form for mesterlære, hvor det at kunne anvende viden

og færdigheder i en fremtid, hvor man skal stå på egne ben, er vigtigt, og

kompetencebegrebet3 bliver dermed centralt.

Med udgangspunkt i den her skitserede forståelse bliver det afgørende, at undervisningen i

naturfag giver eleverne mulighed for at undersøge naturen sammen med læreren, og at der

kan stilles spørgsmål og modtages vejledning undervejs. Det er også vigtigt, at eleven

gradvist selv kommer til at stå i situationer, hvor han eller hun har ansvaret for (dele af)

arbejdet og evt. selv afslutningsvis underviser andre i sin viden og færdigheder.

The pupil as scientist?

Deweys uddannelsestænkning fik også stor betydning uden for USA’s grænser. For eksempel

blev han brugt som pædagogisk rådgiver i både Sovjet og Kina, og i Danmark inspirerede han

til oprettelsen af frie skoler som Bernadotteskolen og lilleskolerne i 1949 samt en række

forsøgsskoler i 1950’erne.

2 I det følgende afsnit følger vi i alt væsentligt:

http://applikationer.foa.dk/Publikationer/pjecer/Paedagogisk/16TankerOmBarndom.pdf Lokaliseret på nettet september 2013. 3 For en nærmere redegørelse for kompetencebegrebet i naturfagssammenhæng henvises til Dolin et al. (2003)

samt artikel om naturfaglig kompetence af Steffen Elmose i denne webantologi.

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 5

I 1957 fik russerne som de første sat en satellit i kredsløb om Jorden (Sputnik 1 og 2), og det

accelererede på ny en reform af (de naturvidenskabelige) uddannelser i USA, som også

langsomt spredte sig til den øvrige (vestlige) verden. Denne gang blev forandringerne båret

frem af folk fra den naturvidenskabelige del af universitetsverdenen, og ønsket var, at

eleverne i højere grad skulle forberedes til en professionel karriere inden for fagene. Ifølge

Nielsen (2004) arbejdede de stort set uden medvirken af mennesker med forstand på

indlæringspsykologi og var uden reel lyst til at fremme forståelsen af, at naturfagene også er

kulturdannende og samfundsformende fænomener. Undervisningsmaterialer og -planer blev

udformet i overensstemmelse med videnskabsfagenes interesser og forestillinger, og der

blev lagt stor vægt på, at eleverne lærte at tænke og arbejde akademisk. Den grundlægende

opfattelse var, at fysikkens og kemiens grundbegreber kunne illustreres med nogle enkle og

let gennemskuelige forsøg, og at dette repræsenterede den sande naturvidenskabelige

arbejdsmetode.

I Danmark kom tankerne vel nok klarest til udtryk i Prisma-bogsystemet til fysik/kemi, som

dominerede grundskolens undervisning i faget op gennem 80’erne og 90’erne. Helt i

overensstemmelse med den fremvoksende fagopfattelse blev der lagt vægt på et højt

abstraktionsniveau. Det blev suppleret med masser af laboratoriearbejde, hvor forestillingen

var, at eleverne skulle kigge inden for i det store ”naturvidenskabelige maskinrum” og

eftergøre nogle af de forsøg og eksperimenter, som forskerne anså som beviser for deres

viden.4

Bøgerne var og er meget populære hos rigtig mange fysik/kemi-lærere, der her finder store

dele af fysikkens klassiske viden præsenteret på en forholdsvis lettilgængelig måde. For

elever, for hvem denne fremstilling er et første møde med naturvidenskabens forståelse af

ellers velkendte fænomener som lyd og lys, vil teksten fremstå som temmelig abstrakt. På

læreruddannelsen UCC læses bøgerne forsat af mange studerende som supplement til

gymnasiets lærebøger, og især Prisma 10 U (Skjoldby, 1984) kan anbefales som repetition af

en nødvendig baggrundsviden.

Rosalind Driver (1983) var med sin bog The pupil as scientist? vel nok den første til at sætte

en finger på den pædagogiske fejl, den videnskabscentrerede tænkning begik. Det

problematiske ved den kommer faktisk allerede til udtryk i afslutningen af ovenstående

afsnit. Elever vil typisk møde op med nogle helt andre forestillinger om naturvidenskabelige

processer og fænomener end de, som lærere og lærerstuderende inden for fagene har.

Elever lærer i naturfagsundervisningen, at hvidt lys består af alle regnbuens farver, og at det

lader sig eftervise med et prisme eller et gitter, men hverken denne viden eller måden,

hvorpå vi mener at kunne se det, er på nogen måde oplagt for eleverne. Det bygger alt

sammen på en lang række modeller og antagelser og er i sandhed et udtryk for, hvad

4 En videre analyse af denne fagopfattelse og dens konsekvenser kan læses i Nielsen (2004).

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 6

Wolpert (1992) kalder for ”the unnatural nature of science”. Elever kan omvendt gå rundt

med en opfattelse af, at lys er noget, der udgår fra øjnene, for det har de jo selv set i

Superman, der kan skære tykke kabler osv. over med det.

Betydningen af at inddrage elevernes egne forståelser – ofte kaldet forforståelser eller

hverdagsforestillinger – i undervisningen blev båret frem af en konstruktivistisk læringsteori,

som ofte ses sammenfattet i følgende sætning: ”The most important single factor

influencing learning is what the learner already knows. Ascertain this and teach him

accordingly” (Ausubel, 1968). Det afgørende for denne forståelse af læring er altså, at vi

bygger oven på eksisterende viden, når vi lærer noget nyt. For en nærmere redegørelse for

teorien henvises til artiklen om læring i naturfag skrevet af Gert Wahlgren i denne

webantologi; her ønsker vi blot at gøre opmærksom på, at det i dag fremstår som helt

afgørende, at man inddrager elevernes egne forestillinger i undervisningen.

Amerikanerne har siden sputnikchokket genvundet sin videnskabelige og teknologiske

førerposition, og målet for den videnskabscentrerede uddannelsestænkning kan vel således

siges at være blevet opfyldt. Hvad der ville være sket, hvis man havde valgt en anden

metode, er dog selvsagt vanskeligt at vide. Det er bestemt muligt, at denne fagopfattelse har

medvirket til at frembringe de mange fremragende videnskabsmænd m/k, der i dag findes i

den vestligt orienterede verden, men det er også muligt, at den samtidig har været med til at

skabe den situation, som desværre også eksisterer, hvor mange unge har svært ved at se

værdien af grundskolens naturfaglige undervisning og ikke ønsker en professionel karriere

inden for området.5

Prisma-bogsystemets omfattende og velskrevne præsentation af grundbegreber er for os at

se forbilledlige og bør fastholdes. Det er dog i dag nødvendigt, at undervisningen helt

anderledes tager udgangspunkt i elevernes erfaringer og forforståelser, så

naturvidenskabens måde at forstå verden på kommer til at fremstå som mindre fjern og

abstrakt. Dette gælder ikke kun for teksten i grundbogen, men også for udformningen af det

praktisk/eksperimentelle arbejde i bogsystemet. Formen følger her en kogebogsopskrift, der,

som Millar (1999) redegør for, alt for ofte fører til ”hands on, minds off” – ikke mindst når

der anvendes fagbegreber og laboratorieudstyr, som eleverne ikke kender til fra hverdagen.

Samlet set skal eleverne altså i højere grad opleve, at det er dem, der bliver talt til … og med

– også i forbindelse med praktisk/eksperimentelt arbejde. En meget velbeskrevet måde at

gøre dette på er beskrevet i følgende.

5 Svein Sjøberg opholder sig i sin bog Naturfag som almendannelse (Sjøberg, 2005) en del ved dette forhold,

bl.a. på baggrund af data fra den store internationale ROSE-undersøgelse. Se især her hans kapitel 10.

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 7

IBSE

IBSE står for Inquiry Based Science Education, og med hensyn til ambitioner og omfang står

denne ”bevægelse” på ingen måde tilbage for det netop omtalte, amerikanske program, der

voksede frem efter sputnikchokket. Et fælles sekretariat støttet af EU koordinerer nu

aktiviteter i 12 europæiske lande,6 og i USA udgør denne naturfagsdidaktiske metode

fundamentet for den nye nationale læreplan (Evans & Horst, 2012). Mængden af litteratur,

der undersøger den undersøgelsesbaserede undervisning, er enorm, og det er tydeligt, at

ikke bare mange uddannelsesforskere, men også rigtig mange politikere ser muligheder i

ideen (Michelsen, 2011). ”Der er tale om en elevstyret problem- og undersøgelsesbaseret

tilgang til undervisningen i naturfag og matematik hvor der lægges vægt på nysgerrighed og

observationer fulgt af elevstyret problemløsning og eksperimentelt arbejde” (ibid, s. 72).

Forhåbningen er vel på ny at rekruttere bedre studerende til universiteternes

naturvidenskabelige uddannelser (Hagelskjær & Linderoth, 2010), men da interessen for at

beskæftige sig professionelt med fagene som omtalt har været aftagende i en årrække, er

intentionen nu især at gøre fagområdet mere tilgængeligt for eleverne. Udgangspunktet er

konstruktivistisk læringsteori og et ønske om at gøre undervisningen elevcentreret i stedet

for videnskabscentreret. I stedet for et dannende fag vil man gøre det alment dannende ved

at lade det forholde sig til naturfaglige processer og fænomener fra elevernes hverdag. I en

analyse (Harlen et al., 2009) beskrives grundideen bag IBSE på følgende måde:

”… IBSE kan karakteriseres som en deltagerstyret, problem- og undersøgelsesbaseret

undervisningsmetode, hvor udgangspunktet er fælles åbne spørgsmål eller

problemstillinger, som eleverne alene og/eller i mindre grupper søger at finde en

løsning på ved hjælp af forskellige former for undersøgelser støttet og guidet af deres

lærer.”

Dette er i fin overensstemmelse med Fælles mål 2009 for natur/teknik, hvor der står:

”Undervisningen baseres fortrinsvis på elevernes egne oplevelser, undersøgelser og

eksperimenter […]” (Undervisningsministeriet, 2009, s. 15).

Nettet bugner af forslag til, hvordan en sådan undervisning kan føres ud i livet,7 men det kan

vel næppe være sådan, at eleverne kun må lære om forhold, de selv kan få øje på i

hverdagen. Videnskabens fortjeneste er jo netop, som Wolpert fremfører (se nærværende

artikel s. 6 nederst), at den bringer os i stand til at gennemskue ting, som vi ikke umiddelbart

kan sanse: ”scientific ideas can not be acquired by simple inspection of phenomena and they

6 Se pollen.dk.

7 Se f.eks. http://fibonacci.uni-bayreuth.de/,http://nysgjerrigper.no/filearchive/nysgjerrigpermetoden.pdf

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 8

are very often outside everyday experience” (Wolpert, 1992, s. 1). Vi finder således, at der

her lægges op til en trivialisering af videnskaben, som eleverne formodentlig også – bevidst

eller ubevidst – vil finde utilfredsstillende og kedelig. Millar8 fremfører i følgende citat en

lignende kritik:

“IBSE is not clearly defined; the reasons its supporters give for advocating it are

confused and unclear; there is no clear warrant from research for claiming that IBSE

‘works' better than other approaches; and that most accepted viewpoints on the

epistemology of science point to the impossibility of achieving an understanding of

science through personal inquiry. I will argue that the current enthusiasm for IBSE is a

distraction from the real challenge of science education – finding ways of engaging

students in the task of improving their personal understanding of a body of

consensually accepted knowledge.”(En mere omfattende redegørelse for hans syn på

praktisk/eksperimetelt arbejde findes i Abrahams & Millar, 2008).

Det er dog ikke rigtigt, at der ikke findes undersøgelser, der beskæftiger sig med

effektiviteten af IBSE. I en nyere omfattende reviewartikel konkluderer Søren Kruse:

”Resultaterne viser blandt andet, at undersøgelsesbaseret naturfagsundervisning har en

positiv effekt på elevernes læring, hvis aktiviteterne er lærerstøttede, og hvis de kombinerer

kognitive, epistemiske og sociale elevaktiviteter. Men de viser også, at

undervisningsaktiviteter, der sætter naturfaget ind i en sammenhæng, og lærernes

spørgende kommunikation, der fremmer elevernes synlige tænkning, har endnu større

betydning” (Kruse, 2013, s. 24, vores kursivering). Dette mener vi er helt afgørende viden at

tage udgangspunkt i.

I resten af denne artikel vil vi præsentere et mindre udviklingsarbejde, som – med

inspiration i bl.a. tidligere tiders anskuelsesbilleder, Dewey, og Prisma-bogsystemets

gennemarbejdede fremstilling – netop fokuserer på det, der er fremhævet i ovenstående.

Formulering af en ny undervisningsform i naturfagsundervisningen

Overvejelserne i ovenstående har ført os frem til en struktur for undervisningen i

natur/teknologi, som består af tre trin (angivet i den rækkefølge, de er tænkt at skulle

forløbe i).

Tretrinsmodel:

8 http://www.ind.ku.dk/mona/konference2011/oplaeg/ Lokaliseret oktober 2013.

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 9

1. Fælles forsøg (demonstrationsforsøg), hvor et naturvidenskabeligt fænomen eller en

naturvidenskabelig proces vises for eleverne og diskuteres med dem.

2. Gruppearbejde, hvor eleverne på egen hånd undersøger ovenstående nærmere.

3. Fremlæggelse, hvor eleverne præsenterer deres arbejde og (nye) viden for resten af

klassen.

Ad 1) Det er vigtigt, at forsøget indeholder et (overraskende) element, som fanger elevernes

opmærksomhed – på samme måde som tidligere tiders anskuelsesbilleder var tiltænkt at

gøre. Det er dog nu afgørende – i modsætning til tidligere – at fremvisningen lægger op til

spørgsmål og diskussion, så elevernes tænkning og brug af fagsprog aktiveres. Ved

afslutningen af præsentationen er det vigtigt, at eleverne er bevidste om, hvilke

fænomener/processer/begreber der fokuseres på.

Formålet med denne aktivitet er altså at vække elevernes opmærksomhed og få dem i gang

med at tænke og tale om det konkrete indhold, som læreren har udvalgt.

Tegn på læring er, at eleverne stiller opklarende og uddybende spørgsmål, som kan lede

frem mod nye forsøg og eksperimenter.

Ad 2) Eleverne arbejder nu i grupper videre på egen hånd – enten med udgangspunkt i

konkrete spørgsmål, som er vokset frem af ovenstående, eller med udgangspunkt i færdige

aktivitetsbeskrivelser, som behandler samme fænomen eller proces på en ny måde. Det er

vigtigt, at det er de samme faglige begreber, der arbejdes videre med, og at dette er tydeligt

for eleverne.

Formålet med disse aktiviteter er altså, at eleverne selv får mulighed for at gøre sig

erfaringer og tilegne sig viden om det valgte indhold.

Tegn på læring er, at eleverne arbejder nysgerrigt og koncentreret med forsøgene og

eksperimenterne, og at fokus fastholdes på det valgte indhold.

Ad 3) Eleverne skal her demonstrere (ny) viden om det undersøgte fænomen/proces/begreb

og færdigheder i at udføre en undersøgelse eller øvelse.

Formålet er, at eleverne gør indholdet af arbejdet til deres eget – ved at formulere sig

omkring det og ved at fremvise det praktisk/eksperimentelt.

Tegn på læring er umiddelbart, at eleverne fremlægger forklaringer om det valgte indhold i

overensstemmelse med naturvidenskaben, og at de er i stand til at understøtte dem med

praktisk/eksperimentelt arbejde. I fremtidige situationer skal de kunne fastholde og anvende

denne viden og disse færdigheder.

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 10

Praksissamarbejde på læreruddannelsen

På læreruddannelsen Blaagaard/KDAS er det intentionen, at vi sammen med praktikskolerne

forsøger at udvikle praksis – i forbindelse med praktikken og på alle andre tider af året.

Ovenstående model for undervisningen er udviklet i forbindelse med et sådant

praksissamarbejde på et toårigt natur/teknik-hold (1,2 årsværk). Vi fandt, at aktiviteter fra

Vitensenteret Trondheim9 (Rossing, 2008) var yderst brugbare inden for denne ramme, og vi

valgte at beskæftige os med emnet ”tryk i luft og vand”. Dels fordi vi på holdet havde brug

for at genopfriske dette emne, og dels fordi aktiviteterne her så særligt lovende ud – både

med hensyn til form og indhold. Det skal dog understreges, at materialet er så omfattende

og af en sådan kvalitet, at det i forhold til den undervisningsmetode, vi her lægger frem, for

os at se kan bruges inden for en lang række fysiske, kemiske og matematiske emner. Vi tog

udgangspunkt i praktikgrupperne, hvor der var samarbejdserfaring og kendskab til en samlet

elevgruppe, og sammen med praktiklæreren blev der:

formuleret mål for forløbet – dvs. at det blev besluttet, hvilket

fænomen/begreb/proces der skulle fokuseres på.

udvalgt et fællesforsøg, forløbet skulle starte med.

besluttet, i hvilken retning elevernes efterfølgende praktisk/eksperimentelle arbejde

skulle bevæge sige. Nogle valgte, at eleverne blot skulle undersøge, hvad de selv

kunne finde på med relation til det valgte indhold. Andre udvalgte/lavede detaljerede

forsøgsvejledninger, som eleverne skulle følge (altså varierende frihedsgrader med

hensyn til arbejdsformer).

Vi diskuterede på holdet, hvilke lærerkompetencer der særligt var brug for for at lykkes med

de opstillede undervisningsforløb, og det at stille produktive spørgsmål i forbindelse med det

indledende fællesforsøg blev set som særligt udfordrende. Jos Elstgeest (2009, s. 92)

beskriver produktive spørgsmål på følgende måde:

”Et godt spørgsmål er første skridt på vejen til et svar: Det er et problem, der er en

løsning på. Et godt spørgsmål er et stimulerende spørgsmål, der opfordrer til at se

nærmere på problemet, at udføre et eksperiment og skaffe sig en ny erfaring. Det

rigtige spørgsmål peger selv hen i den retning, hvor svaret skal findes: I de konkrete

objekter eller fænomener, børnene studerer, det er dér, løsningen ligger gemt. Det

vitaminrige spørgsmål opfordrer børnene til at demonstrere snarere end til at fremsige

9 Videncenteret i Trondheim er et science center, som også kalder sig center for aha-oplevelser. Museet

tilbyder hands-on oplevelser med relation til naturvidenskab.

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 11

svaret: De kan selv finde ud af det. Jeg vil kalde den slags spørgsmål produktive

spørgsmål, fordi de stimulerer til produktiv aktivitet.”

Ofte når vi stiller spørgsmål, kan vi have en mere eller mindre bevidst forestilling om, at det

rigtige svar må se ud som det, der står i bøgerne; at målet for undervisning er, at eleverne

lærer at gengive de korrekte forklaringer (Elstgeest kalder dette for ordviden) – dvs. at de

fyldes op som tomme kar. Det er dog veldokumenteret, at en sådan form for

tankpasserpædagogik ikke fører til varig læring og intet har med videnskabelig

problemløsning at gøre (Larsen, 1994). Det er således klart, at lukkede spørgsmål – som man

kun kan give lukkede svar på som ”ja” eller ”nej” eller ”760 mm kviksølv” – bør undgås. Men

meget åbne spørgsmål – som f.eks. ”Hvad er lufttryk?” eller ”Hvad er det, der presser ned på

vandets overflade, så det stiger op i røret?” – rummer heller ikke mulighed for, at eleverne

selv kan eksperimentere eller ræsonnere sig frem til et svar; også her vil det være

nødvendigt, at eleverne anvender ordviden. I stedet kan elevernes læring

stilladseres gennem handlingsspørgsmål (Elstgeest, s. 94) som f.eks. ”Hvad sker der, hvis du

anvender et længere glassrør?” eller ”Hvad sker der, hvis du i stedet for luft anvender

vand/sprit/madolie etc.?”. En spændende tilføjelse er den udfordring, det er at forudsige

udfaldet.

I starten vil eleverne bare gætte, men efterhånden bliver de skarpere og kan se værdien af at

tænke sig om og bruge deres viden.

Lidt mere udfordrende er problemfremsættende spørgsmål af typen: ”Kan du finde på en

måde at …?” At finde en løsning her kræver, at man opstiller en simpel hypotese og får den

verificeret på en meget direkte måde. Behovet for at finde variable og styre dem opstår

naturligt. Det er her, elevers læring i natur/teknologi rigtig kan blive rykket (Elstgeest, 2009).

Da videnskabens rolle grundlæggende er at forstå, forklare og begrunde verden (Sjøberg,

2005), er ”hvorfor-” og ”hvordanspørgsmål” uundgåelige i natur/teknologi. Problemet er

bare, at ultimative spørgsmål som ”Hvorfor er vi her?” eller ”Hvorfor findes universet?”

stadig ikke kan besvares inden for denne ramme og muligvis aldrig vil kunne det. Snarere

end at have sådanne endegyldige forklaringer er det således en søgen efter dem, der er

kendetegnende for naturvidenskaben. Dette kan vi lære eleverne ved at vise dem, at mange

hvorfor- og hvordanspørgsmål mere rimeligt kan stilles som ”Hvad er grunden til ...?” eller

”Med hvilket formål …?”. De bliver således også til spørgsmål, som eleverne selv kan være

med til at eksperimentere eller ræsonnere sig frem til et svar på, og vi slipper igen for at

skulle give dem lange forklaringer, der kun fører til ordviden for eleverne. Er man bange for,

at man dermed kommer til at skære noget af det storladne i spørgsmålet væk, kan man i

stedet ændre det til et ”Hvorfor tror du-spørgsmål” og således invitere eleven indenfor i

kredsen af store tænkere, der ikke mener at kende svaret på alting, men som er på evig jagt

efter det.

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 12

Uproduktive spørgsmål Produktive spørgsmål

Opfatter naturvidenskab som

information.

Svaret skal hentes hos mundtlige eller

skriftlige sekundærkilder.

Har det med at lægge vægt på, at

svaret skal være et korrekt slutprodukt

(det rigtige svar).

De er lettest at besvare for

velformulerede børn, der har det nemt

med ord.

Opfatter naturvidenskab som en måde at

arbejde på.

Svaret skal findes i førstehåndserfaringer fra

praktisk aktivitet med materialer og fænomener.

Styrker bevidstheden om, at mange forskellige

svar kan være rigtige på hver deres måde, og har

fokus på det, man lærer i processen med at finde

et svar.

Alle børn kan svare.

Figur 2: Forskellen på produktive og uproduktive spørgsmål (efter Tougaard & Hybel 2009, s. 104).

Erfaringer med tretrinsmodellen

Praktikgruppernes erfaringer og refleksioner fra praksissamarbejdet skulle sammenfattes i et

studieprodukt, som bestod af to dele:

en skriftlig opgave på tre-fem sider med en redegørelse for forløbets planlægning,

udførelse og evaluering

en præsentation på holdet, hvor de tre trin fra modellen (indledende fælles forsøg,

selvstændigt eksperimenterende arbejde og elevfremlæggelser) blev dokumenteret

og kommenteret igennem filmoptagelser

Ikke mindst det sidste punkt kunne have givet et stærkt indblik i, hvordan modellen havde

fungeret, men de praktiske udfordringer (optagelsernes kvalitet, redigeringsprocessen,

forældretilladelser m.m.) var her for store til, at det lykkedes.

De skriftlige opgaver gav dog også et udmærket indblik i, hvordan modellen havde været

bragt i spil. Igen viste det sig, at praktiske forhold havde gjort det svært at gennemføre

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 13

forløbet helt i overensstemmelse med planen. Det havde typisk kun været muligt at få lov at

låne praktikklasserne i to-fire timer, og i et enkelt tilfælde havde praktiklæreren endda

ønsket, at emnet blev et andet end tryk i luft og vand. I alle klasser var alle tre trin dog blevet

afprøvet, og alle fire praktikgrupper rapporterede overvejende positivt tilbage.

Indtrykket var, at eleverne havde været glade for det praktiske/eksperimentelle arbejde og

det virkede også, som om de havde været i stand til selv at uddrage og fremlægge nogle

konklusioner på baggrund af det. En gruppe havde systematisk arbejdet med produktive

spørgsmål, og det virkede, som om dette havde været ret afgørende for elevernes

forståelse, men ellers var det ikke tydeligt, hvad grupperne havde gjort for at udbygge

elevernes begrebsindlæring gennem forløbet. Pointen om at bearbejde det samme

afgrænsede indhold gennem modellens tre trin var altså delvist blevet opgivet, så vi har

stadig til gode at se modellen fuldt udfoldet i praksis.

Da responsen fra studerende og elever umiddelbart var positiv, mener vi dog, at modellen

kalder på yderligere afprøvning i undervisningssituationer med en klar og tydelig målsætning

for arbejdet, og hvor der er den fornødne tid og frihed til at eksperimentere med den.

Afsluttende bemærkninger

På baggrund af overvejelser og litteraturstudier om værdien af og mulighederne for

praktisk/eksperimentelt arbejde i natur/teknologi-undervisningen, har vi har i denne artikel

forsøgt at opstille en model for undervisningen i natur/teknologi indeholdende tre trin:

1. Fælles forsøg (demonstrationsforsøg), hvor et naturvidenskabeligt fænomen eller en

naturvidenskabelig proces vises for eleverne og diskuteres med dem.

2. Gruppearbejde, hvor eleverne på egen hånd undersøger ovenstående nærmere.

3. Fremlæggelse, hvor eleverne præsenterer deres arbejde og (nye) viden for resten af

klassen.

Undervejs lavede vi en række nedslag i didaktikkens historie. Først så vi, hvordan

anskuelsesbilleder var blevet brugt som udgangspunkt for at samtale om naturfag, og vi

konkluderede, at det er vigtigt at fastholde denne mulighed for at bruge sproget til at

forklare hverdagsfænomener og -processer. Så fremhævede vi Deweys slogan om ”learning

by doing” i erkendelse af, at målet for undervisningen ikke er belæring, men læring, og

eleverne skal derfor ikke bare lytte eller tale, men også selv være aktivt handlende og

skabende.

Det er dog vigtigt, at denne aktivitet tager udgangspunkt i elevernes egne forforståelser, som

Driver et al. gør opmærksom på. Den videnskabscentrerede tænkning er derfor løbet ind i

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 14

problemer, og ”the pupil as a scientist” er forladt som ideal for naturfagsundervisningen.

Skal undervisningen så i stedet være elevcentreret og udelukkende behandle indhold fra den

nære omverden, som IBSE-bevægelsen foreslår? Det mener vi ikke og argumenterer ud fra,

at dette ville være en trivialisering af naturvidenskaben og i uoverensstemmelse med dens

epistemologi (”the unnatural nature of science”).

Gennem et praksissamarbejde på læreruddannelsen har vi fået en vis erfaring i at anvende

modellen, og vi lærte især, hvor vanskeligt det kan være at fastholde undervisningen på et

afgrænset naturvidenskabeligt indhold, således at eleven bliver i stand til at gøre en korrekt

faglig forståelse til sin egen.

Vores interne arbejdstitel til nærværende artikel har været ”interaktive anskuelsesbilleder i

naturfagsundervisningen”, fordi omdrejningspunktet for modellen, som vi har udviklet, har

været at skabe rum for samtale og undersøgelse af et afgrænset naturfagligt indhold. Andre

har naturligvis været ude i et lignende ærinde, og herfra ønsker vi særligt at fremhæve

brugen af grubletegninger10 og grubleopgaver11 som værdifulde redskaber.

Samlet håber vi, at dette og vores eget arbejde kan inspirere til en undervisning, som

hjælper eleverne med forstå og anvende det meget omfattende begrebsapparat, som

naturvidenskaben tilbyder, samtidig med at det giver mulighed for at stille spørgsmål og

eksperimentere, som Fælles Mål 2009 helt fornuftigt formulerer som krav for

undervisningen.

10

http://www.naturfag.no/side/vis.html?tid=1233983 Lokaliseret januar 2014. 11

http://www.naturfag.no/nyhet/vis.html?tid=1969417 Lokaliseret januar 2014.

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 15

Litteratur

Abrahams, I. & Millar, R. (2008). Does Practical Work Really Work? A study of the

effectiveness of practical work as a teaching and learning method in school science.

International Journal of Science Education, 30(14), s. 1945-1969.

Ausubel, D.P. (1968). Educational Psychology: A Cognitive View. Holt, Rinehart &

Winston.

Dolin, J. et al. (2003). En kompetencebeskrivelse af naturfagene. Fremtidens naturfaglige

uddannelser, bind 2. Uddannelsesstyrelsens temahæfteserie, 8. Lokaliseret oktober

2013 http://pub.uvm.dk/2003/naturfag2/html/chapter03.htm

Driver, R. (1983). The pupil as scientist? Open University Press.

Elstgeest, J. (2009). Lærerens spørgsmål til eleverne. I S. Tougaard & L.K. Hybel (red.)

Metoder i naturfag – en antologi. Experimentarium.

Evans, R. & Horst, S. (2012). Nye mål for naturfagsundervisning i USA – vil vi samme vej i

Danmark? Mona,3, s. 56 – 69. Lokaliseret oktober 2013

http://www.ind.ku.dk/mona/2012/MONA-2012-3_Aktuelt-analyse.pdf/

Hagelskjær, J. & Linderoth, U.H. (2010). IBSE – på opdagelse i biologien. Kaskelot, 183, s.

26-29. Lokaliseret november 2013 https://www.ucviden.dk/portal-

via/files/11018389/Kaskelot_nr.183_okt.2010_s.26_29.pdf.

Harlen, W. et al. (2009). Report of the Working Group on International Collaboration in

the Evaluation of Inquiry-Based Science Education (IBSE) programs. I L.D. Østergaard et

al. (2010) Inquiry-based science education – har naturfagsundervisningen i Danmark brug

for det? Mona, 4, s. 27. Lokaliseret oktober 2013

http://www.ind.ku.dk/mona/2010/MONA-2010-4-Inquiry-basedScienceEducation.pdf/

Kruse, S. (2013). Hvor effektive er undersøgelsesbaserede strategier i

naturfagsundervisningen? Mona, 2, s. 24 – 48.

Larsen, S. (1994). Enzymisk pædagogik. Eget forlag.

Lave, J. & Wenger, E. (2003). Situeret læring – og andre tekster. Hans Reitzels Forlag.

Meyer, H. (2005). Hvad er god undervisning? Gyldendal.

ntsnet.dk/naturfagsdidaktik side 16

Michelsen, C. (2011). IBSME – inquiry-based science and mathematics education. Mona,

3, s. 72 – 78. Lokaliseret oktober 2013 http://www.ind.ku.dk/mona/2011/MONA-2011-3-

Hele-publikationen.pdf/

Millar, R. et al. (1999). “Mapping” the domain – varieties of practical. I J. Leach & A.C.

Paulsen (red.) Practical Work in Science Education – Recent Research Studies. Roskilde

University Press.

Nielsen, K. (2004). Naturfag og dannelse. Uddannelse, 7. Lokaliseret november 2013

http://udd.uvm.dk/200407/udd200407-06.htm?menuid=4515

Postman, N. & Weingartner, C. (1969). Teaching as a subversive activity. Delacorte Press.

Rossing, N. K. (2008). Fysikkeksperimenter - for bruk i skolen. Tapir Akademiske Forlag.

Sjøberg, S. (2005). Naturfag som almendannelse. Klim.

Skjoldby, E. et al. (1984). Prisma – Fysik 10U. Forlag Malling Beck.

Tougaard, S. & Hybel, L.K. (red.) (2009). Metoder i naturfag – en antologi.

Experimentarium.

Undervisningsministeriet (2009). Fælles Mål 2009. Natur/teknik. Lokaliseret november

2013

http://uvm.dk/Service/Publikationer/Publikationer/Folkeskolen/2009/~/media/Publikati

oner/2009/Folke/Faelles%20Maal/Filer/Faghaefter/090708_natur_teknik_12.ashx

Wolpert, L. (1992). The unnatural nature of science. Faber and Faber.