Inquiry Based Science Education Hvad? Hvorfor? Hvordan?

Hvad? IBSE Et politisk slogan for løsning af “naturfagsunder-visningens problem” (fx EU (2007) En standard for undervisning og læring (USA) En måde at bedrive autentisk naturvidenskab i undervisningen

IBSE - vigtigste pointer – hvad? (Bybee,2008) Elever engageres i at stille spørgsmål Elever indsamler evidens via eksperimenter, observationer o.a. Eleverne formulerer forklaringer ud fra deres undersøgelser Eleverne knytter forklaringer til videnskabelige teorier og viden Eleverne kommunikerer forklaringer Konstruktivistisk, induktiv – forskningsproces i UV Konstruktivistisk, induktiv. John Dewey, biological curriculum 1960erne Faktisk er det jo bare en almindelig naturvidenskabelig forskningsproces, der omskrives til undervisning. At tage udgangspunkt i nogle spørgsmål, problemstillinger er jo noget der prioriteres højt i gym i dag, jævnfør NG og AT-konstruktionen, som jo passer som fod i hose med IBSE

Hvad? IBSE er en naturfagsdidaktisk metode, altså en model for hvordan naturvidenskabelig undervisning kan angribes. Ikke ny – men ses som ”løsning” Europakommissionen 2007 The National Science Education Standards, US Metoden er ikke ny, men er både i USA og Europa aktuel som en pædagogik til at løse ”undervisningens problem”. Der foregår derfor en del didaktisk forskning , også i Danmark er det poppet op, især inden for folkeskoleundervisning, f.eks har Kaskelot lavet et pædagogisk særnummer om IBSE og på RUC og Århus er der afviklet forskningsprojekter bl.a i EU regi

Hvorfor? Metaplan: Naturvidenskabelige kompetencer er afgørende for vækst i samfundet Der er for få unge der vælger videreuddannelse indenfor naturvidenskab De, der vælger det, lærer ikke nok Dette er de samfundsmæssige begrundelser, som jo gælder for alle vestlige lande. Historisk var det jo sputnik-projektet, der satte gang i nytænkningen af John Dewey teorier om hvordan læring forgår.

Hvorfor anvende IBSE til undervisning Øger elevernes engagement og glæde ved at arbejde med biologi og naturvidenskab. Øger elevernes nysgerrighed overfor biologiske og naturvidenskabelige observationer og udsagn. Øger elevernes forståelse for naturvidenskabelige metoder. Øger elevernes ejerskab af læreprocessen og inspirerer dem til at blive mere selvstændige. Øger elevernes opmærksomhed på at lytte og lære med/af hinanden. Overordnet set en fornuftig metode til at inddrage det eksperimentelle således at eleverne i højere grad selv udfører undersøgelser og bearbejder deres observationer

Hvordan? E5 - metode for IBSE E5-modellen: overskuelig og logisk opbygget Engagement Exploration Explanation Elaboration Evaluation Fange, forske, forklare, forarbejde, forbedre E5 – fasemodel – ofte vil det dog ikke være et linært forløb, men en cirkulær sag og de forskellige faser kan gå ind over hinanden. Vi har brugt E5 modellen da den er dejlig konkret og velbeskrevet . Relaterer nu til undervisningspraksis og i forlængelse heraf lægge op til diskussion.

E-1: Engagement Nysgerrighed og engagement - motivation. Vigtigt med forbindelse til det eleverne hidtil har lavet og det de skal i gang med. -identificer den viden og opfattelse eleverne har på forhånd - forforståelse spørgsmål skal formuleres af elever - ejerskab Hvordan engagerer man en klasse i fx økologi, - en god historie-, der kan formuleres en spændende problemstilling, en spændende problemstilling kan ofte ende med at blive det læreren synes er en spændende problemstilling, hvordan sørger man for at også eleverne synes det er spændende… Forbindelser til hvad man før har lavet…. Eleverne stiller jo deres spørgsmål ud fra den viden de er i besiddelse af, det betyder at man som lærer tit får nogle helt andre spørgsmål end man egentlig selv synes skulle stilles, det er jo godt jævnfør Ausubel og mange andre fx Vygotsky, elevens udgangspunkt er det vigtigste for at en undervisning kan lykkes

E-2 Exploration / udforskning Find/design metoder der kan svare på de stillede spørgsmål: eksperimenter, systematiske observationer. Mange metodeovervejelser, der kan føre til yderligere undersøgelser/justeringer. Aktiviteterne bør være konkrete – ”hands-on”, læreren fungerer som vejleder/coach, der faciliterer og observerer Underviserens rolle: lytte, evt. stille prøvende spørgsmål for at få eleverne på rette spor, sørge for at eleverne får tilpas med tid

E-3 Explanation Eleverne opstiller forklaringer på deres resultater - mundtligt og skriftligt. Underviseren understøtter eleverne til at forklare problematik og definitioner med egne ord. Fokus på at præsentere de naturvidenskabelige metoder og processer simpelt og tydeligt. Eleven præges til at argumentere og forklare under inddragelse (anvendelse) af teori – nye (egne) måder at beskrive/forklare sammenhænge

E-4 Elaboration Forstå, bearbejde og fortolke deres resultater så godt at de kan formidle dem til andre og indgå i diskussioner om hvad resultaterne kan bruges til i andre sammenhænge Diskutere og søge nye informationer, der kan give andre vinkler på resultaterne. Gruppe diskussioner giver eleverne muligheder for at udtrykke deres forståelse og forsvare deres forklaringer og modtage feedback fra andre. Er resultaterne tilstrækkelige? – behov for flere/nye eksperimenter Tanken skabes og bearbejdes via sproget - Vygotsky Minds-on, speech-on, utroligt vigtigt! Vygotsky – tanken skabes og bearbejdes via sproget

E- 5 Evaluation Evaluering foregår både undervejs og i slutningen af forløbet .Læreren kan stille åbne spørgsmål, + vurdere elevernes resultater, rapporter, mundtlige oplæg og laboratorieadfærd Læreren sørger også for at eleverne selv evaluerer hvad de har lært, at de løbende reflekterer over hvad de lærer og hvordan de lærer. Når man laver eksperimenterende naturvidenskab foregår løbende selvevaluering, egne forklaringer bliver hele tiden efterprøvet.

IBSE i egen undervisningspraksis Fungerer godt som tilgang til næsten alt eksperimentelt Svært at køre gennem hele forløb Processen er god, men målet er (for) uvist Elevaktiverende, motiverende og engagerende Stiller store krav til selvstændighed Løst organiseret, risiko for ”afhoppere” Modificeret form som forløb

Muskeltræthed Bio A 13 elever, 2.g. Læste artikel om ”ny” træthedsteori og http://www.youtube.com/watch?v=p1UvxxYIv3U Fandt selv flere klip fra sportsbegivenheder

E1: Engagement På baggrund af artikel/filmklip konstruerede eleverne en række spørgsmål som de ville have svar på (fra parvist  plenum) Spørgsmålene udgjorde forløbets kernestof -> basis for forløbsplan – lavet af eleverne/holdet De udvalgte selv et par spørgsmål som de ville undersøge og agere ”masters” i. Finder/får litteratur mv. + krav om 20 min. formidlingsøvelse I denne fase kortlægger læreren samtidigt elevernes forforståelse

E2: Exploration Relevante samt mulige eksperimenter udvælges Nødvendigt at servere overordnede principper og rammer til eksperimenter - ikke indhold/metode Gerne samme eksperiment på mange måder– alle laver fx muskeludholdenhed med hånddynamometer og EMG + krav om poster der fordrer metodisk bevidsthed Designe og tilpasse eksperimenter i tilknytning til relevante metodiske overvejelser Exp: hånddynamometer, RM og antal gentagelser, watt max, 2 pkt, hæmatochridt, statisk muskeludholdenhed på mange måder (+/- afklemning), kraft som funktion af hastighed, hæmning af glykolysen - læreren fungerer som vejleder/coach

E3: Explanation Eleverne opstillede forklaringer på eksperimenter mundtligt og skriftligt via poster de præsenterede på kongres Evaluerer hinandens posters ved at gå rundt på konferencen med gule stickers og klistrer kommentarer på Her bruger de deres metodiske indsigt og laver kritisk refleksion over andres og egen praksis – bruger begreberne + knytter teori dertil! præsenterer metoder og resultater. Præcise formuleringer - skriftligt og mundtligt

E4: Elaboration På baggrund af de gule stickers de modtog på kongressen diskuterede gruppen hvad der kunne uddybes og forbedres ? Utilstrækkelig metodisk tilgang, flere forsøg ? Utilstrækkeligt grundlag til saglig konklusion ? Anden forklaring også mulig ? Flere underbyggende undersøgelser ?

E5: Evaluation Løbende individuel feedback og evaluering undervejs i grupperne Summativ evaluering - via posters (men også krav om rapport, journal) Deres egne forklaringer bliver reviderede eller bekræftet via kongressen Ud fra kort evaluering af elevernes ”master rolle” reflekterede de over hvordan de lærte bedst og hvad der kan justeres – underviseren ligeså Afslutningsvist genlæste de artiklen og fik på den måde selv indblik i om/hvad de havde lært

Evaluering/erfaring Eleverne var positive og følte at de havde stor indflydelse på undervisningen – motiverede og intereserede tidskrævende og løs styring, hvis der køres induktivt og rendyrket IBSE – kræver is i maven og tro på tilegnelse af kompetencer Her modificeret form giver fin styring i forhold til kernestof og kompetencer (nervesystemets og skeletmusklers opbygning og funktion, kulhydraternes intermediære stofskifte, blodkredsløbet og ilttransport –herunder begrænsende faktorer under forskellige typer arbejde For begrænset hvad der rent faktisk kan testes eksperimentelt i dette tema Meget engagerede elever i de områder de var masters for og ellers som sædvanligt. Masser af ”hands on” Mange gode snakke om læring løbende specielt i forbindelse med deres ”master” opgave – giver meta-blik på læringsprocesserne

Konklusion Dette set up er godt og fordrer masser af naturvidenskabelig tankegang – ideelt til nat-vid grundforløb nemmere blot at have tilgangen til enkelte eksperimenter fremfor hele forløb Prøv det hvis det ikke allerede er en del af jeres praksis

Læs mere om IBSE Kaskelot oktober 2010 Mona, dec 2010, marts 2011, Metoder i Naturfag, red Tougaard og Kofod, Experimentarium, 2009 Bybee, R.W søg på navn og science inquiry

Diskussionsspørgsmål IBSE I hvilken udstrækning svarer praksis til IBSE? er der overhovedet noget nyt i IBSE? Diskuter hvordan I på forskellig vis kan engagere, motivere og vække elevernes nysgerighed for et emne. Opstil gerne nogle eksempler på ”igangsættere”. Diskuter hvordan I får eleverne til selv at konstruere eksperimenter. Hvordan passer IBSE sammen med de faglige mål i biologi?