Unges forhold til naturvidenskab – i et kulturelt perspektiv Konference om naturvidenskabeligt grundforløb Vejle 7.4.2008 Lars Brian Krogh Aarhus Universitet

Disposition Unges forhold til naturvidenskab – aktuel relevans Behovet for et kulturelt perspektiv på problemstillingen Forståelsesrammen Cultural Border Crossings Afdækning af centrale Cultural Border Crossings Pædagogiske overvejelser og strategier

Beslægtede, men forskellige begreber Afklaring Beslægtede, men forskellige begreber - Her anbragt under én hat Forhold til.. Holdning til… Engagement i … Interesse for … Lyst til … Værdsættelse af… Motivation i forhold til… Forskellige social-psykologiske relationer mellem en PERSON OG ET BESTEMT OMVERDENS-ASPEKT

NV som et fag der bør engagere… Aktuel relevans NV som et fag der bør engagere… NV-Bekendtgørelsen, §1.2 Formål: ”Eleverne skal gennem undervisningen i grundforløbet indse betydningen af at kende til og forstå naturvidenskabelig tankegang, og de skal kunne forholde sig til naturvidenskabelig videns styrker og begrænsninger. Eleverne skal opnå viden om nogle centrale naturvidenskabelige problemstillinger og deres samfundsmæssige, etiske eller historiske perspektiver, så de kan udtrykke en vidensbaseret mening om forhold og problemer med et naturfagligt aspekt. Endelig skal elevernes nysgerrighed og engagement inden for det naturfaglige område understøttes og fremmes.”

Aktuel relevans ”Et fælles løft” Rapport fra Arbejdsgruppen til forberedelse af en national strategi for Natur, Teknik og Sundhed, UVM 2008 ”Arbejdsgruppen til forberedelse af en national strategi for natur, teknik og sundhed (NTS) giver her sine anbefalinger. En national strategi skal sikre: • Større kvalitet og relevans af NTS-undervisning i alle dele af uddannelsessystemet • Naturvidenskabelig almendannelse hos alle unge • Øget interesse for natur, teknik og sundhed • Øget forståelse for NTS-fagenes betydning for samfundsudviklingen • Øget rekruttering til NTS-uddannelserne” Arbejdsgruppen til forberedelse af en national strategi for natur, teknik og sundhed Arbejdsgruppen til forberedelse af en national strategi for natur, teknik og sundhed Arbejdsgruppen til forberedelse af en national strategi for natur, teknik og sundhed Arbejdsgruppen til forberedelse af en national strategi for natur, teknik og sundhed (NTS) giver her sine anbefalinger. En national strategi skal sikre: (NTS) giver her sine anbefalinger. En national strategi skal sikre: (NTS) giver her sine anbefalinger. En national strategi skal sikre: (NTS) giver her sine anbefalinger. En national strategi skal sikre: • Større kvalitet og relevans af NTS-undervisning i alle dele af uddannelsessystemet • Større kvalitet og relevans af NTS-undervisning i alle dele af uddannelsessystemet • Større kvalitet og relevans af NTS-undervisning i alle dele af uddannelsessystemet • Større kvalitet og relevans af NTS-undervisning i alle dele af uddannelsessystemet • Naturvidenskabelig almendannelse hos alle unge • Naturvidenskabelig almendannelse hos alle unge • Naturvidenskabelig almendannelse hos alle unge • Naturvidenskabelig almendannelse hos alle unge • Øget interesse for natur, teknik og sundhed • Øget interesse for natur, teknik og sundhed • Øget interesse for natur, teknik og sundhed • Øget interesse for natur, teknik og sundhed • Øget forståelse for NTS-fagenes betydning for samfundsudviklingen • Øget forståelse for NTS-fagenes betydning for samfundsudviklingen • Øget forståelse for NTS-fagenes betydning for samfundsudviklingen • Øget forståelse for NTS-fagenes betydning for samfundsudviklingen • Øget rekruttering til NTS-uddannelserne • Øget rekruttering til NTS-uddannelserne • Øget rekruttering til NTS-uddannelserne • Øget rekruttering til NTS-uddannelserne

Udenlandsk inspiration til ”Et fælles løft” Aktuel relevans Udenlandsk inspiration til ”Et fælles løft” …we have argued that the primary goal of science education cannot be simply to produce the next generation of scientists. Rather, societies need to offer their young people an education in and about science – and that this needs to be an education that will develop an understanding of the major explanatory themes that science has to offer and contribute to their ability to engage critically with science in their future lives. In addition it should help develop some of the key competencies that the EU aspires to for its future citizens. Achieving this goal requires a long term investment in curricula that are engaging; in teachers of science by developing their skills, knowledge and pedagogy; and in assessment systems that adequately reflect the goals and outcomes we might aspire to for science education. The irony of the current situation is that somehow we have managed to transform a school subject which engages nearly all young people in primary schools, and which many would argue is the crowning intellectual achievement of European society, into one which the majority find alienating by the time they leave school. In such a context, to do nothing is not an option. (Science Education in Europe: Critical Reflections, Nuffield, 2008, p.27

”Forhold til…” som en del af Scientific Literacy i PISA 2006 Aktuel relevans ”Forhold til…” som en del af Scientific Literacy i PISA 2006 Naturvidenskabelige viden og brugen af denne viden til at identificere spørgsmål, tilegne sig ny viden, forklare naturvidenskabelige fænomener og drage evidensbaserede konklusioner om spørgsmål og problemer, der er relateret til naturvidenskab. Forståelse af karakteristiske træk ved naturvidenskab som en form af menneskets viden og undersøgelsesmåder. Bevidsthed om hvordan naturvidenskab og teknologi påvirker vores materielle, intellektuelle og kulturelle miljø. Villighed til som en reflekterende samfundsborger at beskæftige sig med spørgsmål og problemer relateret til naturvidenskab og med naturvidenskabelige begreber og forestillinger.

Unges forhold til… en serie af beslægtede problemstillinger Afklaring Unges forhold til… en serie af beslægtede problemstillinger  til naturvidenskab –  til naturfag (Eurobarometer, PISA2006)  til naturvidenskab i samfundet –  til naturvidenskab som personlig karrierevej (PISA 2006, Mandag Morgen )  Holdning til skolebiologi > holdning til skolekemi og -fysik >  holdning til skolenaturgeografi (PISA 2006)

PISA 2006 om elevers forhold til naturvidenskab Viden om.. PISA 2006 om elevers forhold til naturvidenskab 15 årige ”Blandt alle lande er de danske elevers opfattelse af naturvidenskabs generelle værdi den mindst positive overhovedet... ” Elever i alle fem nordiske lande er gennemsnitligt set mindre positive over for den personlige værdi af naturvidenskab end gennemsnits-OECD-eleven, og blandt de nordiske lande er de danske de mindst positive. Danske elevers interesse centrerer sig mest om menneskets biologi, mindre om kemi og fysik og mindst om geologi.” Pudsig konklusion! Resultaterne afviger fra 15+data fra Eurobarometer 224/Wave 63.1 Europeans, Science and Technology, http://ec.europa.eu/public_opinion/archives/ebs/ebs_224_report_en.pdf Her ligger DK i midten, fx når det handler om opfattelse af, at regeringen burde bruge flere penge på naturvidenskabelig forskning (og dermed tage pengene andetsteds fra). 50 for/25 imod og 25 ved ikke. 61 % mener at naturvidenskabelig grundforskning er nødvendig for at udvikle ny teknologi.

Betydningen af et kulturelt perspektiv Perspektiv-behov Unges forhold til … Betydningen af et kulturelt perspektiv Rekordstort kønsbias i DK: (PISA-score i naturfag (PISA (2000/2003/2006), TIMMS) ) holdning til naturfag (ROSE (2005)) Interessen for naturfag aftager efter ’Grade 3’-’Grade 5’. (Osborne 2003) ”Ikke-rationale” valg af fysik på A-niveau (GFIII (2001)) ’Den sociale arv’ og reproduktionen i uddannelsessystemet i DK (PISA (2000), Hansen (1995)) Undervisningen i fx fysik relativt uændret over tid (GFII (2000), EVA (2001)) – men det er de unges begejstring for faget ikke. Holdning til naturvidenskab afhænger af samfundets udviklingstrin (ROSE/Schreiner, 2005) Kønsbias i præstationen kryber i PISA2006 (fra 17 til 9 point – men det er signifikant at drengene klarer sig bedst). Danmark er værste nordiske land – og et af de værre i OECD-sammenhæng. Pigerne underpræsterer både i fysiske og i ”Levende systemer”. Til gengæld er de bedst til at identificere naturvidenskabelige spørgsmål. Over 90% anser naturvidenskab for nyttigt for samfundet, mens kun 21 % overvejer en naturfagsrelateret karriere. Af disse er 6% fra familier med naturfaglig forældrebaggrund. Det giver en sandsynlighed på ca. 30%. Hvis du har den rigtige familiebaggrund – mens sandsynligheden vel ca. halveres for elever med anden baggrund. PISA2006 har en mangesidig interessemåling – og på visse emner scorer pigerne højest i interesse. Glæden ved at arbejde med naturfag: • 63% af de danske elever synes, det er sjovt at lære naturfaglige emner, og er interesseret i at lære naturfag. • 37% af de danske elever er glade for at løse naturfaglige problemer. • Der er en positiv sammenhæng mellem en højere præstation i naturfag og indekset for glæden ved at arbejde med naturfag. ”Det er værd at bemærke, at arbejdsformerne i naturfag værdsættes af mere end halvdelen af eleverne. Derfor er det vigtigt, at det praktiske islæt i undervisningen i naturfagene bevares, som det er anført i anbefalingen i slutningen af kapitel 2.” (p.136)

Perspektiv-behov Den kulturelle udskilning af piger fra naturvidenskab (Brownlow et al, 2002) I´m committed to the study of Humanities I´m committed to the study of Chemistry She´s not sociable - I wouldn´t date her She´s far more attractive – and I´d date her She will have a less fullfilling career Identiske videosetups i 4 forskellige varianter (chemistry-humanities, ambivalent-committed). 114 college-studenter gav vurderinger indenfor en traits (assertiveness, sociability), social behaviours and her future potential (incl. Happiness and fullfilment with career). I humanities øger commitment til faget oplevelsen af sociabilitet, mens det modsatte er tilfældet i kemi. She will have a fullfilling career

Perspektiv-behov ‘I like school science better than most other school subjects’ – Den kulturelt betingede holdning til naturfag Sjøberg og Schreiner, 2005

Velfærd og holdning til naturvidenskab Aggregeret Interesse for Naturvidenskabelige emner HDI integrerer middel-levetidslængde, uddannelse (optagsfrekvens i primær, sek. Og tertiære uddannelser vægtet + literacy-rates som udbyttemål) + middelindkomst.

Perspektiv-behov Naturvidenskabsmanden som redningsplanke – i den tredje verden (Sjøberg, ”Science and Scientists, 2000) SAS, study

Foreløbige pointer Undervisningen betyder noget – men ikke det hele! Opsamling Foreløbige pointer Undervisningen betyder noget – men ikke det hele! Foregående skoleerfaringer betyder noget – men ikke alt! Den familiemæssige baggrund spiller ind De unge bringer deres livsverdener og deres sen-moderne identitetsprojekt ind Derfor Forholdet til naturfag afgøres af samspillet mellem den enkelte og naturfagsundervisningen Samspillet må forstås psykologisk og kulturelt Det er ikke bare folkeskolens natur/teknik, fysik/kemi-undervisning og/eller –undervisere der er for dårlige! Det er heller ikke rimeligt bare, at sige at gymnasiets fysikundervisning er for ringe. Den har fungeret fint indtil ny tid – i stort set samme udgave. -familiebaggrund, fx faderens medspil til Katrine (giver det status, rekvirerer bøger) Det nye er, at de unges livsverdenshorisonter og identitetsprojekter gennemtrænger undervisningen – også i fysik. Ziehe (2002, København) snakkede om, at i hans ungdom var det altoverskyggende projekt at få vinduet slået op for omverdenen og livsverdenerne. I dag ville han nogle gange ønske, at han kunne lukke det for en stund. Katrines afhængighed af at blive anerkendt og en personlig relation kan jo ikke afgrænses til hende – eller til undervisningen. I stedet for at studere ”skylds-spørgsmålet” isoleret må man undersøge samspillet. Samspillet har både en indvendig/psykologisk side og en udvendig/kulturel side. Disse pointer tager vi med i fortsættelsen.

Et kulturelt perspektiv på unges møde med naturfagsundervisningen Cultural Border Crossing Et kulturelt perspektiv på unges møde med naturfagsundervisningen Sam- fund Skole Subkulturen i fysikfaget ’multiple worlds’ Familie ’worldview’ Skole, Ar- bejde, medier.. Værdier Normer Forestillinger Konventionelle handlinger (bl.a. Geertz, Phelan) Venner/ Status gruppe En væsentlig pointe: den oprindelige Cultural Border Crossing-forskning laver en kulturel beskrivelse af begge sider. Mit projekt operererer med et mix: nemlig en socialpsykologisk beskrivelse af eleven (med appropriering og internalisering af det kulturelle) – og en kulturel beskrivelse af subkulturen i fysik. Værdier er en gevaldig nyttig kategori, idet den både optræder som social-psykologisk og kulturel kategori – det åbner op for at man kan sammenbinde de to typer af beskrivelser.

Cultural Border Crossings (Costa (1995), Phelan et al(1991) betydningsfulde kulturforskelle Fx: Elevsubkulturer vs. skole Fx: Elevsubkulturer vs. naturfag

Cultural Border Crossing ”At fortsætte med naturfag – et spørgsmål om værdier?” (’Science persistence – a matter of values?’, Worthley (1992) Her er så det første forsøg på at systematisere nogle af disse værdi-aspekter ind i nogle overordnede value-perspectives/value-orientations (Oldemeyer). Justice-perspektivet er karakteriseret ved rigths, rules, objectivity & autonomy of decisions. Modsat er care-perspektivet tegnet ved responsiveness, avoidance of harm, subjectivity & interdependence in making choices. Studiet er kvantitativt (N=173), de tager stilling til forskellige science-issues – for sig selv og som de tror ”a scientist would”. Man skal tage et lille forbehold overfor at differencen går på dem vs. Deres opfattelse af scientists. Vi ved jo godt at scientists umiddelbart tegner videnskabsfaget og ikke skolefaget. Alligevel er studiet tankevækkende: Samtlige elever opfatter science som nærmest justice-perspektivet. Non-persisters opfatter sig selv i markant uoverensstemmelse hermed. Drenge-fortsættere er i den grad i overensstemmelse med justice-perspektivet, mens pigefortsætterne får deres personlige værdiorientering til at stemme overens med fagets ved en dobbeltsidig usynliggørelse af værdier. Herved undgås en kulturkløft.

Kulturkløfter og valg af HN-fysik (GFIII-data) Cultural Border Crossing Kulturkløfter og valg af HN-fysik (GFIII-data) Just to be very explicit about the importance of these value-oriented border crossings: it is seen that with more than 2 crossings your probability for taking A-level Physics drops to one third! Maybe it´s not causal – but its some indicator Typer af CBC (LK, 2005): Instrumentelt-rationale Værdi-rationale Affektive Traditions-bundne

CBC: Sært,anderledes, kedeligt Cultural Border Crossing Bedste generalisede model: hvad betyder noget for holdning til fysikfaget? (LK, GFIII-data, 2006) Bidrag til variansen (R2): 0,35 0,06 0,10 CBC: Sært,anderledes, kedeligt Heres the results showing the 3 all-dominating predictors, explaining 51% of the variance and being highly significant. Science self-concept is seen to be the dominant predictor, but the border-crossing component reputation is indeed of importance. Alle signifikante på 0.0001-niveau

Afdækning Elev-værdier Elevernes værdiorienteringer 5 meget udtalte blandt storbyunge i gymnasiet (Schwartz-survey, gymnasie-ungdom, Århus 2004, N=343, faktoranalyseret) H-M-L % 75-24-1 Samværs-relationer (venskab, loyalitet, tryghed, ærlighed, ansvarlighed) 42-47-11 Identitets-relationer (tilhørsforhold, anerkendelse, accept) 61-38-1 Autonomi/selvorientering (frihed, selvrespekt, egne mål, harmoni, behovsopfyldelse, (personlig) sundhed?) 45-46-10 Potensering (spænding, turde, nydelse, variation) 38-55-7 Videns-performance (succes, ambitioner, kunnen, pligtopfyldenhed, visdom)

Det kan betale sig at tilgodese værdiorienteringerne Afdækning & strategi Det kan betale sig at tilgodese værdiorienteringerne Motivationsteori (Deci & Ryan): Relations, Competence, Autonomy Læring understøttes af (Museal læring, metastudium, Perry, 1992) : Communication: The visitor engages in meaningful social interaction Confidence: The visitor has a sense of competence Control: The visitor has a sense of Self-determination and control (autonomy) Challenge: The visitor perceives that there is something to work towards Curiosity : The visitor is surprised and intrigued Play : The visitor experiences sensory enjoyment and playfulness

Fagets egenart - elementer i en kulturel optik på naturfag Afdækning naturfag Fagets egenart - elementer i en kulturel optik på naturfag Videnskabsfagets epistemologi: Hvad er viden? Hvordan skaffer man sig viden? Og validerer den? Hvilken status har denne viden? Videnskabsfagets særlige sociale normer CUDOS (Merton, 1956): Communism-Universalism-Disinterestedness-Organized Sceptiscism PLACE (Ziman, 2000) Skolefagets særlige udvalg og traditionsbundne tilpasning af de kulturelle træk og normer?

Afdækning naturfag Den klassiske naturerkendelse – naturvidenskabens udgangspunkt – og klare anderledeshed Realisme – verden er, uafhængigt af vores iagttagelse Intelligibilitet – al natur kan i princippet begribes via naturvidenskabelige metoder Objektivitet Empirisme + logik Reduktionisme Induktionsprincippet Kausalitet Empiri + logik ender nemt i såkaldt logisk empirisme = positivisme i Wiener-skole-forstand. At al natur i princippet kan og bør begribes med naturvidenskabelige metoder kan også betegnes Scientism. Einstein påstod, at det var noget af det mest ubegribelige ved naturen – at den faktisk lader sig begribe. Om reduktionisme: “We used to think that if we knew one, we knew two, because one and one are two. We are finding that we must learn a great deal more about 'and'. Sir Arthur Eddington, The Harvest of a Quiet Eye (A. L. Mackay), 1977)

Epistemologi som kulturbarriere Afdækning CBC Epistemologi som kulturbarriere Hverdagstænkning vs. naturvidenskabelig tænkning (Paludan, 2000) Antropocentrisk Decentreret Antropomorfistisk Dehumaniseret Finalistisk Mekanisk-kausal Konkret Abstrakt Kontekstuel, lokalt logisk Generaliseret Induktiv Deduktiv Episodisk Kvantitativ, statistisk, analyserende Holistisk Reduktionistisk Associativ Taksonomisk

Analysen for ’Skolefysikkens Ethos’ Afdækning & strategi Sam- fund Skole Skolefysikkens Ethos Analysen for ’Skolefysikkens Ethos’ TESSA 1. Struktur and handling 2. Kommunikation 3. Epistemologi 4. Ideologi 5. Magt 6. Livsverdens-relation 7. Organisation: 8. Motivation GFII: Survey-data EVA-fysik-Evaluering Bekendtgørelser Lærebogs-analyser Indikatorer – 1. operationalisering

Kulturel karakterisering af et fag Skolefysikkens ETHOS Afdækning & strategi Kulturel karakterisering af et fag Skolefysikkens ETHOS Sam- fund Skole Skolefysikkens Ethos ’En afsender, en stemme, et sprog’ Denne afhandlings bud på SKOLEFYSIKKENS ETHOS: Kommunikativ Ensidighed Epistemologisk Lukkethed Anderledeshed i forhold til elevernes livsverden En individualiserende organisering. Kognitiv Motivationstænkning ’Organiseret konfirmation’ ’ikke samfunds-mæssigt autentisk og personligt relevant’ ’individuel rettethed, design for sam-læring uden sam-væren’ L ’Hvorfor tale til krop og sjæl – når det er hovedet der skal motiveres?’

Afdækning & strategi Hvorfor er eleverne mon mere begejstrede for biologi end for fysik? Et pilot-studium af fagenes forskellige Ethos Absolut pilotstudie: 74 pædagogikum ”just-in-service-teachers” (Heraf bl.a. 27 med udgangspunkt i fysik og 18 i biologi) Spørgeskema: ”Mine prioriteringer i forbindelse med undervisning..” Signifikante resultater (trods det aldeles minimale sample!): Dimensionen Livsverdens-relation: Biologi-lærerne prioriterer Det livs-verdens-autentiske højest – fysiklærerne prioriterer Anderledesheden højest. Dimensionen Organisation: Biologilærerne prioriterer Socialitet (fx kortere gruppearbejder) højt – fysiklærerne prioriterer Individualitet. Dimensionen Motivation: Biologi-lærerne prioriterer det affektive (fx Variation i arbejdsformer) klart højere end fysik-lærerne.

Afdækning CBC Overordnede ’Cultural Border Crossings’ - unges værdier i konflikt med fysikfaget Sam- fund Skole Skolefysikkens Ethos . Autonomi/Selvorientering Epistemologi: ’Organiseret konfirmation’ Magt: ’kraftig lærerstyring’ Kommunikation: ’En afsender, en stemme, et sprog’ Samværs-relationer Individualiserende organisation Potensering Kognitive motivations- faktorer Unges Egenverdens- orientering Fysikundervisningens anderledeshed

Pæd. strategier Hvordan arbejde med unges forhold til naturfag i et kulturelt perspektiv? Undervisningens affektive mål: Alle: villighed til dialog og interaktion med kulturen En mindre skare: identifikation med kulturen Kulturel indsigt og opmærksomhed hos naturfagslæreren Fagets egenart (værdier, normer, epistemologi, sociale praksis, traditioner….) Moderne elevtyper og ungdomskultur AJOURFØRT FORNEMMELSE FOR HVOR DER ER CULTURAL BORDER CROSSINGS Strategier: Minimering af unødvendige ’Cultural Border Crossings’ Fastholdelse af ’fagets egenart’ Tydeliggørelse, begrundelse, samt mulighed/oplæg/støtte til bearbejdning af uundgåelige CBC’er ’God Anderledeshed’ Hensigtsmæssige lærerroller Kulturarbejder-metaforer (’mester’, ’rejse-agent’, ’tur-guide’) Relationsarbejder (’significant other’)

Pæd. strategier Værdifokuseret vekseldrift forsøg på tilpasning til elevværdier, nedslag i Fysik B-forløb (LK, Marselisborg Gym., 2003-2005) Værdiorientering i fokus Eksempler på undervisningstiltag Relationsorientering - Team-projektet ”At lære & være” - 2 dages tværfagligt, helklasseprojekt ’Minding Never Minds’ Autonomi-selvorientering Længerevarende fysik-projekt i grupper: ’En bæredygtig energifremtid – for DK og globalt?’ Potensering ’Fysikshow’ Egenverdens-orientering Forløbet ’OL – og din fysik’ Videns-performance Kompetence-drevet Årsprøve efter 1.g

Individuelle værdiprofiler for 2 elever i samme klasse Pæd. strategier Individuelle værdiprofiler for 2 elever i samme klasse Peter Poulsen (Tilegnet Danmarks Statistik: Jeg har giftet mig 0.13 gange, er blevet separeret 0.10 og skilt 0.75 gange Jeg er blevet far til 0.18 børn, kørt ned af 0.1437 budcykler (uden lad) Kørt op et tilsvarende antal gange Jeg har kollideret med 8.4 biler, 3.2 motorcykler, ½ s-tog og 0.00 dræsiner Siger selvfølgelig alt om, at der er individer og diversitet i klasserummet – ikke gennemsnit. Drengen: potensering, fri os for enhver binding til tradition & en relativ uafhængighed af relationer. Pigen: samvær og skoletilpasning dominerer. I det hele taget er piger nok tilbøjelige til i højere grad at lade sig værdi-styre (samlet ”volumen” indenfor figuren).

Pæd. strategi Undervisning rettet mod én specifik værdiorientering Autonomi som eksempel Forudsætning: situationer, som gør det meningsfuldt at ønske autonomi. Pædagogiske nøgleord: Frihedsgrader og medbestemmelse Konkrete udmøntninger Eksperimenter (problem, metode, resultater) Emnevalg Arbejdsproces (fx i projektarbejde) Valg blandt differentierede opgaver (sværhedsgrad, type) Forskellige produktformater Valg af samarbejdspartnere ……

Afdækning & pæd. strategi Viden skal kunne forbindes med det personlige livprojekt Unges vidensstrategier.. Tag livsstrategierne først! Unge i 2.g, 2002 N=789, GFIII, Krogh et al

Afdækning & pæd. strategi Relevante/autentiske emner Pigernes Top10 (kilde: ”ROSE”, DK, 2004, H. Busch) NB: Emnerne alene gør det sjældent!

Afdækning & pæd. strategi Relevante/autentiske emner Drengenes Top10 (kilde: ”ROSE”, DK, 2004, H. Busch) Væsentlige kommentarer: - Det er ikke nok, at emnet er emnet er valgt i overensstemmelse med elevpræferencer. Man kan fint undervise NB: arbejdsformer, opgavekrav m.m. kan nemt indføre andre typer af CBC.

pæd. Strategi tydeliggørelse Tydeliggørelse og begrundelse: En/flere særlige forståelser af modeller og modellering Form: fysiske, visuelle eller matematiske repræsentationer Funktion: beskrivelse, forklaring, forudsigelse Natur, status, indhold m.m. (Justi & Gilbert (2003), se nedenfor): Nature: a) reproduktion….c) delvis repræsentation, d) mentalt billede Use: a) en standard eller reference…….d) en måde at forstå eller forklare noget Entities: a) objekt……………………d) repræsentation af en ide Uniqueness: a) kun én mulig model Time: a) modellen ændres ikke med tiden Prediction: d) en model kan bruges til at lave forudsigelser Accreditation: a) modellen tilskrives den enkelte forsker Justi & Gilbert (2003): Teachers’ views on the nature of models, IJSE, vol. 25, no 11

Eksperimentelt arbejde i gymnasiefysik Q9: iagttage demonstrationsforsøg Q11: udføre elevforsøg Q12c: planlægge en undersøgelse Q13: arbejde projektorienteret Q25: får udleveret en udførlig øvelsesvejledning Q31: efterviser teoristof som allerede er blevet gennemgået

Elevers forhold til … Naturvidenskabelige undersøgelser

Afdækning & strategi Ukendskab til NOS og kulturens koder (ca. ½ år inde i 1.g, fysik, LK-2003) Case 4: Du fastslår, at et penduls svingningstid vokser med længden af snoren. Din lærer siger, at det er korrekt, men ikke præcist nok. Hvad kan han mene med det? ”Han mener sandsynligvis at han bør have nogle beviser + at han gerne vil vide noget om materialet af snoren og hvilken indflydelse dette har på resultatet.” ”Det er logisk nok at et penduls svingningstid vokser med længden af snoren. Læreren savner nok nogle konkrete beviser for at det er korrekt. Man kunne evt. opfordre eleven til at læse afsnittet om kinetisk og potentiel energi.” ”Det afhænger af, om den kraft man svinger pendulet med er konstant, eller den varierer. Det er ikke nok at gå ud fra at pendulets svingningstid afhænger af snoren, da der er andre aspekter.” ”Der kunne mangle en måleserie, hvor man påviser at hypotesen er korrekt”.

Vanskeligheden ved at slutte noget af eksperimenter (Duschl, 2000) Afdækning & strategi Vanskeligheden ved at slutte noget af eksperimenter (Duschl, 2000) ”Concepts of evidence”: Problem 1: Kriterier for data-filtrering fact-artefakt-irrelevant-anomalitet? Problem 2: Kriterier for at identificere og repræsentere mønstre/modeller i filtrerede data Problem 3: Kriterier for at generere forklaringer og teorier, som kan gøre rede for etablerede mønstre Driver et al: God naturvidenskab involverer direkte sanseindtryk og er i realiteten en simpel observationsproces – ud fra hvilken konklusionen giver sig selv. ”Reliable knowledge is necessarily based on direct perceptual evidence”. Duschl (p. 192): ”The dialectical proces between data and theory is a missing conversation in most science classrooms”.

Er her tale om et naturvidenskabeligt eksperiment? Pæd. Strategi bearbejdning Er her tale om et naturvidenskabeligt eksperiment? “Kage” En person laver en kage ved at følge en opskrift. Han afvejer alle ingredienser, blander dem og bager så kagen. “Krystal” Denne elev følger en øvelsesvejledning, som læreren har udarbejdet, og får derved fremstillet nogle store saltkrystaller. “Regn” Denne elev har en fornemmelse af, at det sædvanligvis regner mere i april end i september. Vedkommende fører dagbog over vejret for at se om fornemmelsen holder stik. “køkkenrulle” Denne elev undersøger, hvilket af 3 forskellige køkkenrulle-mærker, der er bedst til at suge vand op med “opløselighed” Denne elev har en ide om at jo mindre sukkerkrystaller, man forsøger at opløse desto hurtigere vil de blive opløst i vand. For at teste denne ide prøver hun efter med flormelis og almindeligt husholdningssukker i en kopfuld vand.

Pæd. Strategi begrundelse Den naturvidenskabelige rapport – hvorfor ser genren ud som den gør? (Sutton, 1998) The Royal Society of London for the Improvement of Natural Knowledge (anno 1660+) Kontekst: UK-borgerkrig Materiel teknologi: det er ikke os – men apparatet - der viser! Social teknologi , rapport-genre og sprogbrug: udskiller data fra spekulation Berigtigelse og dokumentation: ”By the 20th Century, some journal editors were insisting on a standard format, and unfortunately this features in the public imagination of ”how science should be done” (Sutton, p. 32) Linguistiske virkemidler til at fremme det objektive og universale Kontekst: UK-borgerkrig vs. at dele og enes om ’Matters of fact’ Materiel teknologi: det er ikke os – men apparatet - der viser! Social teknologi (bl.a. rapport-genre): udskiller data fra spekulation, typisk ”Findings” udskilt fra resten Berigtigelse: Vidne-berigtigelse Autoritativ rapportering for ”virtual witnesses” ”By the 20th Century, some journal editors were insisting on a standard format, and unfortunately this features in the public imagination of ”how science should be done” (Sutton, p. 32) Linguistiske virkemidler til at fremme det objektive og universale: fx brug af passiv og nominalisering

Pæd. Strategi Tydeliggør, begrund Det kedelige, fremmedgørende naturvidenskabelige fagsprog (Science language ”stylistic norms”, J. Lemke, 1993) • Vær verbalt explicit og universal • Undgå uformel/konverserende tale • Brug tekniske termer (selv om andet er muligt) • Styr uden om personifikation og menneskelige attributer • Undgå følelsesmæssige, værdiladede, kulørte, overdrivende vendinger • Vær seriøs – undgå ”sensationalisme” • No fiction or fantasy • Vægt på kausale forklaringer. Undgå fortællinger og dramatisk fremstilling

Afdækning & s trategi Efterår-2007

Gode materialer og aktiviteter sammenkobler hverdagssprog og fagsprog Pæd.strategi Ekspl. Crossing Gode materialer og aktiviteter sammenkobler hverdagssprog og fagsprog Dybest og mest langtidsholdbar viden hos dem, som viser, at de har en sproglig forbindelse mellem de to domæner (J. Solomon, 1983)

Autentisk naturvidenskab i undervisningen – communities of researchers Pæd. Strategi bearbejdning Autentisk naturvidenskab i undervisningen – communities of researchers Case: Øvelse med frihedsgrader: ”Bungy-jumping på Marselisborg” ”Communities of novice scientists” – grupper Samme åbne spørgsmål til eksperimentel naturvidenskabelig undersøgelse i alle grupper Intern gruppeafklaring af, hvad de har fundet ud af Mini-konference = Fremlæggelse af resultater for konkurrerende fællesskab Meta-indspark (fra lærerside) til konferencen: Diskuter, hvem der har de mest troværdige resultater og tolkninger. Hvilke forhold i udførelsen øger kvalitet og troværdighed? Hvilke kvalitetskriterier gælder for analyse og fortolkning af resultaterne? Dobbelt opsummering i fælles afslutning: Hvad har vi lært om at lave gode eksperimenter? Hvordan modsvarer vores arbejdsproces videnskabsteoriens bud på, hvorledes naturvidenskaben etablerer sin viden?

Et dækkende billede af naturvidenskaben og dens udøvere m/k Pæd.strategi Kulturbilleder Et dækkende billede af naturvidenskaben og dens udøvere m/k Overskrider bl.a. stereotypierne: Naturvidenskab som en stak ”facts”, man ikke kan diskutere Naturvidenskab som mekanisk factindsamling Naturvidenskab som dehumaniseret – produkter uden proces Naturvidenskab som noget der kun kan være relevant for drenge/mænd Naturvidenskabs-m/k’ere som helte, genier, nørder… Naturvidenskab som værdifrit Naturvidenskab som ubetinget samfundsgode/redningsplanke eller ubetinget risikofaktor/skræmmebillede Naturvidenskab som teknologi eller uden kobling til teknologi Naturvidenskab som dannelsestømt eller naturvidenskab som dannelse i sig selv

Pæd. Strategi lærerroller

Rollen som ”cultural broker” Pæd. Strategi lærerroller Rollen som ”cultural broker” “An effective culture-brokering teacher clearly identifies the border to be crossed, guides students back and forth across that border, and helps students negotiate cultural conflicts that might arise” (Aikenhead, 1997; Jegede & Aikenhead, 1999), paper presented at the at the annual meeting of the National Association for Research in Science Teaching, St. Louis, March 26-28, 2001)

Faglighed Opdragelse Omsorg Pæd. Strategi lærerroller Undervisningens ’Bermuda-trekant’ – og naturfagslæreren i 2nd modernisering Faglighed Naturvidenskab, fagdidaktik & pædagogik Læreren må være kompetent m.h.t.: Relations-arbejde Kulturarbejde Opdragelse Omsorg

Outro

Afdækning & strategi Science and Scientists, Sjøberg (2002, enlarged and updated version, http://folk.uio.no/sveinsj/sas_report_new%20.pdf)

Argumentation i naturfag (tillempet Toulmin-model) Et af tidens hotteste naturfagsdidaktiske projekter (21th Century Science) har argumentation som det helt centrale aspekt af Scientific Literacy.

How do we know.. ”Knowledge is constructed through a process of justifying beliefs through reasoning, conjecturing, evaluating evidence, and considering counter-arguments” (Osborne, 2005) Dag og nat skyldes, at Jorden roterer Vi bor på bunden af et lufthav Vi ligner vore forældre fordi enhver celle et indeholder kodede kemiske aftryk af os som individer Planter optager carbondioxid fra luften Alt stof er bygget op af atomer

Standarder for argumentation Argumentér for følgende påstande: GF er et bedre fodboldhold end FCK Det er forkert at plante genmodificerede afgrøder. Vi ser objekter, fordi lys fra dem entrer øjet Månen skinner p.g.a. reflekteret sollys B. Diskuter Jeres argumentation i.f.t. Toulmin’s model.

”..logic is not a ”mental proces, but a linguistic one” (Lemke, 1990 ”Reasoning is primarily a way of talking, including a way of talking to ourselves (”inner speech”). We learn it by talking to members of our community, we practice it by talking to others, and we use it in talking to them, in talking to ourselves and in writing and other forms of more complex activity (e.g. Problemsolving, experimenting)” Semantiske forbindelser Integreret i et ”tematisk mønster” af betydning Kombineret med et strukturelt organiseringsprincip/genre Efterår-2007

Criteria of evidence? http://www.naturfagsenteret.no/tidsskrift/Nordina_406_Kung_Linder.pdf (alternativ til Millar og Kanari: Kanari, Z., & Millar, R. (2004). Reasoning from Data: How Students Collect and Interpret Data in Science Investigations. Journal of Research in Science Teaching, 41(7), 748-769.

Selvopfattelsen korrelerer ikke voldsomt fint med faktisk præstation – modsat de opgavespecifikke efficacy-svar.

DK: 97% finder det er vigtigt at klare sig godt i dansk og matematik, 70% finder det vigtigt i naturfag .