Gør din naturfagsundervisning elevstyret

Dato 06/12-2012

Forfatter Lars Domino Østergaard

En naturfagsundervisning, der fokuserer på centrale naturfaglige problemstillinger, og baserer sig på elevernes egne undersøgelser og eksperimenter, øger elevernes interesse for naturfag.

OM METODEN

Inquiry Based Science Education (IBSE) er en ny trend inden for naturfagsundervisningen.

Det er en pædagogisk didaktisk undervisningsmetode, der er udbredt efterhånden over det meste af verden, og som langsomt bliver integreret i den danske naturfagsundervisning på alle niveauer. En dansk oversættelse af IBSE kunne være “deltagerstyret problem- og undersøgelsesbaseret undervisning”.

IBSE er en metode, hvormed både faglighed, praktiske færdigheder og motivation for naturfaget skærpes, anvendes og videreudvikles (fx Harlen et al, 2009).

Metoden handler mest af alt om, at eleverne skal være aktive – både når det gælder at skrive, tegne, undersøge og reflektere. Den er karakteriseret ved at virke motiverende, og ved at få eleverne til at interessere sig (mere) for naturen og dens omgivelser.

Undervisningen skal være relevant, og læreren skal optræde som en guide, coach, vejleder, frem for at agere som den klassiske tavleorienterede lærer.

Metoden er særligt velegnet til at engagere de mindre bogligt orienterede elever, fordi den fokuserer på relevans og aktiv udforskning.

FASER I ET INQUIRY-BASERET FORLØB

Der findes ikke kun én måde at arbejde med metoden på, da de forskellige lande fortolker og anvender den i relation til deres egen forforståelse, undervisningstraditioner og egne læreplaner og pensum (Harlen, et al. 2009).

Der observeres dog sammenfaldende træk i de faser, der indgår i en inquiry-baseret undervisning (fx Artigue, et al. 2011).

Denne faseopdeling ses i figur 1. Faseinddelingen er en støtte til de lærere, der bruger en inquiry-baseret undervisning. Den tjener til, at læreren (og eleverne) får dannet sig et overblik over det konstruktive kaos, et inquiry-forløb ofte kan medføre i klassen, hvor elever i grupper arbejder på deres egne projekter, i deres eget tempo og ved hjælp af deres egne metoder (Pedersen and Østergaard 2012; Østergaard 2012a).

Figur 1. Skitse af de forskellige faser i et en inquiry-baseret undervisning.

FASERNE

  1. Eleverne arbejder egenhændigt med at løse naturfaglige problemstillinger, som den enkelte elev eller klassen i fællesskab har opstillet [Problemafdækning]
  2. På baggrund af deres egen eksisterende viden opstiller eleverne løsningsforslag til problemet, som de efterfølgende i grupper diskuterer og argumenterer for [Hypotesedannelse]
  3. Gennem undersøgelser og eksperimenter afprøver eleverne et fælles løsningsforslag [Undersøgelse af hypotese]
  4. Efterfølgende præsenterer grupperne deres forslag, og sammen med læreren søger de kilder, der kan be- eller afkræfte deres løsnings-modeller. Altså at relatere undersøgelserne til eksisterende teori/viden om problemet og endvidere relatere det til en kendt kontekst for eleverne [Konklusion, kontekstualisering og validering]

For en nærmere beskrivelse og diskussion af de forskellige faser, se Østergaard & Grunwald (2011).

Se eksempel på et konkret inquiry-forløb i en 3. klasse længere nede på siden.

EVALUERING

Faseinddelingen hjælper også læreren, når klassen undervejs skal evaluere inquiry-forløbet. For at få et helstøbt og godt forløb for både elever og lærere, er det nemlig nødvendigt løbende at evaluere:

  • Hvor er eleverne i forløbet?
  • Hvor skal de hjælpes på vej hen?
  • På hvilken måde kan de støttes i deres undersøgelse?

Disse spørgsmål er vigtige at stille undervejs, da de tjener til en løbende formativ evaluering (en procesorienteret fremadrettet evaluering, der fokuserer på, at du lærer noget af den, red.).

Elevernes samlede læringsudbytte – deres forståelse af begreber og fænomener, og deres brug af naturvidenskabelige arbejdsmetoder – vil kun komme synligt frem ved en efterfølgende evaluering.

I den forbindelse er det oplagt at tage udgangspunkt i elevernes hypoteser, finde frem til hvad de tænkte, hvordan de forsøgte at få svar og eventuelt se eksempler på de modeller, den litteratur eller de eksperimenter, de brugte for at få belyst deres hypotese (Østergaard, 2013).

HVORFOR NU DENNE METODE?

Metoden er egentlig ikke ny. Allerede i 1970’erne introducerede man en arbejdsmetode i naturfag, som var baseret på at eleverne gennem praktisk arbejde med de ’videnskabelige processer og metoder’ skulle blive mere motiveret og engageret i science-undervisningen (Wellington, 1989).

Denne undervisningsmetode gav sidenhen anledning til udformning af forskellige pensum-angivelser, fx Science in Process og Warwick Process Science, som dog op gennem 80’erne blev diskuteret og forkastede, idet de ret ensidigt fokuserede på den naturvidenskabelige metode[1], mens selve det naturfaglige indhold – fænomener og begreber – blev neddroslet.

EN EKSPERTGRUPPE AF NATURFAGLIGE FORSKERE

Årtier efter – i 2005 – nedsatte Europa Kommissionen en ekspertgruppe af naturfaglige forskere, der fik til opgave at undersøge, hvilken form for naturfagsundervisning, baseret på igangværende internationale projekter, der syntes at virke motiverende og engagerende på eleverne, og som kunne være med til at øge deres interesse for naturfag (fx SINUS og Pollen, se www.pollen-europa.net).

Ekspertgruppen kom frem til at undervisning, der fokuserer på centrale naturfaglige problemstillinger, og som er baseret på elevernes egne undersøgelser, eksperimenter og refleksioner, i stor grad opfyldte kriterierne (ibid.).

Desuden fandt de frem til, at denne type undervisning udmærkede sig ved at appellere særligt til piger og til elever, der fagligt har opgivet naturfagsundervisningen på grund af den traditionelle lærerstyrede undervisning (ibid.).

Ekspertgruppen anbefalede ”Inquiry Based Science Education” (IBSE) som en metode der netop opfyldte disse kvalitetskriterier. Erfaringerne fra SINUS (Tyskland), Pollen (Hele EU), La Main á la Pate (Frankrig), ABC na Educação Científica – Mão na Massa (Brasilien) og andre internationale projekter har bidraget til udvikling af en variant af IBSE tilpasset dansk undervisningskultur (jf. fig. 1).

ET EKSEMPEL PÅ ET INQUIRY-FORLØB

PROBLEMAFDÆKNING

En 3. klasse skal have et forløb om vejr og vind. Eleverne introduceres kort til emnet. Bagefter taler eleverne fælles i klassen om de erfaringer og oplevelser de har haft med vejr og vind, og hvilke begreber de kender til, fx hvilke ord de har hørt i forbindelse med vejrudsigter. Dernæst bliver de sat over for en udfordring – en problemstilling de skal arbejde med og finde en løsning på. De skal konstruere et instrument, der kan måle både vindretningen og vindstyrken.

HYPOTESEDANNELSE

Eleverne sidder for sig selv og skitserer en idé til et instrument eller redskab, der, ifølge dem selv, vil kunne vise noget både om vindretning og vindstyrke. Efterfølgende opdeler læreren eleverne i grupper, efter hvem der har skitseret instrumenter, der bygger på samme idé. I grupperne bliver eleverne enige om det instrument, som de i fællesskab skal arbejde videre med. Grupperne færdiggør deres skitse(r).

UNDERSØGELSE AF HYPOTESE

Med udgangspunkt i skitserne, går grupperne nu hver især i gang med at bygge deres instrumenter. Læreren har på forhånd sørget for de rigtige materialer og godt værktøj – limpistoler, hammere, save mv.

Eleverne konstruerer deres helt egne og unikke instrumenter, som de mener, kan vise noget om vindretning og vindstyrke. Undervejs tager læreren billeder med sin mobiltelefon (dette kan eleverne også selv gøre).

KONKLUSION, VALIDERING OG KONTEKSTUALISERING

Med udgangspunkt i de billeder, der er taget, skal eleverne nu skrive på billederne, hvordan instrumentet skal bruges til at måle vindstyrke og vindretning. Efterfølgende præsenterer grupperne deres instrumenter for resten af klassen. De andre elever og læreren spørger ind til de begreber og fænomener, gruppen har arbejdet med.

Gruppen skal også fortælle, hvordan de har arbejdet undersøgelsesbaseret med at udtænke og udforme deres instrument.

[1] Der er siden blevet diskuteret, om der kun finde én naturviden-skabelig metode, og konsensus er, at der er en fælles grundidé om, hvordan naturvidenskabelige forskere arbejder (eksemplificeret i modellen), men at der ikke kan peges på én unik metode.

Endelig… efter præsentationen får eleverne mulighed for at afprøve deres instrumenter.

Tak til elever og lærer fra 3. klasse på Ørebro Skole, Jammerbugt Kommune.

REFERENCER

  • Artigue, M., Baptiste, P., Dillon, J., Harlen, W., & Léna, P. (2011). Learning through inquiry. Retrieved fromhttp://www.fibonacci-project.eu/resources/resources_for_implementing_inquiry.html
  • Harlen, W., & Allende, J. E. (2009). Inquired-Based Science Education: An overview for educationalists. Paris.
  • Pedersen, T., & Østergaard, L. D. (2012). IBSE – deltagerstyret problem- og undersøgelsesbaseret naturfagsundervisning. Bjerringbro: Naturvidenskabernes Hus.
  • Rocard, M., Csermely, P., Jorde, D., Lenzen, D., Walberg-Henriksson, H., & Hemmo, V. (2007). Science Education NOW! Available from http://ec.europa.eu/research/science-society/document_library/pdf_06/report-rocard-on-science-education_en.pdf
  • Wellington, J. (1989). Skills and processes in science education; an introduction. In J. Wellington (Ed.), Skills and processes in science education; a critical analysis. London: Routledge.
  • Østergaard, L. D. (2012). Inquiry Based Science Education og den sociokulturelt forankrede dialog i naturfagsundervisningen. NorDiNa, 8(2).
  • Østergaard, L. D. (2013). Evaluering af IBSE relaterede aktiviteter i børnehave og indskoling. Nordina, in press
  • Østergaard, L. D., & Grundwald, A. (2011). Naturfagsundervisning med nye øjne og øre. Unge Pædagoger, 4.