Utforskende naturfag? - ElevForsk

Transcription

Utforskende naturfag? - ElevForsk
Utforskende naturfag?
Muligheter og utfordringer på trinn 8-13
Erik Knain
Kjært barn….
Utforskende arbeid
Utforskende arbeidsmåter
Utforskende aktiviteter
Utforskende undervisning
Scientific inquiry
Scientific practices
Inquiry based science
Inquiry based science education (IBSE)
Inquiry-based learning
Inquiry-based science teaching (IBST)
En internasjonal strømning
“whereas the science education
community mostly agrees that
pedagogical practices based on
inquiry-based methods are more
effective, the reality of classroom
practice is that in the majority of
European countries, these methods
are simply not being implemented.”
-European commission, 2007
ELEVER SOM FORSKERE I NATURFAG - ELEVFORSK
Prosjekter i Norge
Elever som forskere i naturfag (ElevForsk)
Forskerføtter og leserøtter
Mind the Gap
SCY (Science Created by You)
S-TEAM
Primas
Hva er «utforskende arbeidsmåter» ?
Arbeidet bygger på et spørsmål
formulert innledningsvis (med ulike
grader av styring)
Spørsmål
Elevene bruker data og informasjon
til å utvikle, etterprøve og velge
mellom mulige svar
Elevene arbeider med å vurdere og
videreutvikle svar i en utforskende
prosess.
Produkt
ELEVER SOM FORSKERE I NATURFAG - ELEVFORSK
Samtaler i klasserommet
Elevsamtale
Helklassesamtale
Lærer: Det er, det er, det er det aller viktiste
også holde fast på, hva er det som er felles
med de tre måtene vi får danna skyer og
nedbør på - Tom?
Tom: At de stiger til værs
Lærer: At- at hva stiger til værs?
Tom: Eh - vanndamp
Lærer: Luft, luft med vanndamp med et visst
vanninnhold i form av gass, vanndamp stiger
til værs. Og, hva skjer når det stiger til værs?
Elev: Det avkjøles
Lærer: Det avkjøles
-Hva er det som ikke gir energi nå?
-Den da.
-Den. Gir ikke energi. Veldig lite i hvert fall. Kanskje
hvis vi bytter ut med sånn dobbelt greie.
-Veit ikke jeg.
-Hva tenker dere?
-E vet’kje
-Jeg tror kanskje det ville hjelpe.
-Ja, men produserer den energi, da?
-Kunne?
-Den produserer mye, ikke sant? Den andre greia
gjorde ikke det. Gjorde den, hvor er den?
-Der.
-Se, den i seg selv produserer veldig lite, ser dere?
-Hvorfor det?
-Mm ...
-Hvorfor det?
-Vi må få forskning først.
-Skal jeg gjøre det?
-Ja.
-Nå er det kull, da?
-Ja.
Hvor åpen skal utforskningen være?
Grad av åpenhet
Type mål
Lærerstyrt utforskning mot rett
Faglig begrepskunnskap
svar
Halvåpent forsøk mot etablerte empiriske Praktiske ferdigheter og
sammenhenger
prosesskunnskap
Åpent – Egeninitiert spørsmål
Designe og gjennomføre
undersøkelse for å finne svar
Åpent – ustrukturert og komplekst
spørsmål som ikke er rent naturfaglig
Behandle omdiskutert kunnskap,
innhente, vurdere og integrere
informasjon
Hva kan elevene lære?
Naturfaglig innhold
begrepskunnskap
Naturfag som prosess
Forskerspiren
Kunnskap om naturvitenskap
Sosiovitenskapelige spørsmål
Minner, Levy, Century (2010)
Tydelig og konsistent trend at undervisning i utforskende sykluser som vektlegger
elevenes aktive deltakelse og ansvar for læring har sammenheng med forbedret
læring av innhold. Men effekten er ikke overveldende.
Funnet er konsistent med et konstruktivistisk perspektiv: aktiv deltakelse fra elevenns
side er nødvendig for læring.
Hattie (2009)
«Overall, inquiry-based instruction
was shown to produce transferable
critical thinking skills as well as
significant domain benefits,
improved achievement, and
improved attitude towards the
subject» (s. 210)
Problembasert læring: liten effekt
på overflatelæring, men stor effekt
på dybdeforståelse (s. 211)
ELEVER SOM FORSKERE I NATURFAG - ELEVFORSK
Mulighet til å undervise grunnleggende ferdigheter
Forskerspiren
Naturvitenskapen framstår på to måter i naturfagundervisningen: Som et produkt
som viser den kunnskapen vi har i dag og som en prosess som dreier seg om
naturvitenskapelige metoder for å bygge kunnskap. Prosessene omfatter
hypotesedanning, eksperimentering, systematiske observasjoner, åpenhet,
diskusjoner, kritisk vurdering, argumentasjon, begrunnelser for konklusjoner og
formidling. Forskerspiren skal ivareta disse dimensjonene i opplæringen.
Grunnleggende ferdigheter
Å kunne uttrykke seg muntlig og skriftlig i naturfag innebærer å beskrive egne
opplevelser og observasjoner fra naturen, fra eksperiment, fra ekskursjoner og fra
teknologiske utviklingsprosesser. Å formulere spørsmål og hypoteser og å bruke
naturfaglige begreper og uttrykksformer, inngår i dette. Å argumentere for egne
vurderinger og gi konstruktive tilbakemeldinger er viktig i naturfag.
ELEVER SOM FORSKERE I NATURFAG - ELEVFORSK
Utfordring
Forsiktig utvikling i fokus på grunnleggende ferdigheter i skolen (Hertzberg 2010)
Språklige ferdigheter forstås overveiende som norskfaglige
Muntlige presentasjoner
PISA+: Mye helklassedialog og individuelt arbeid, mindre utforskende dialoger (Klette,
Lie et al. 2008)
Case studier peker på utfordringer med for lite vekt på konsolidering og
oppsummering (Haug and Ødegaard 2014; Knain, Byhring et al. 2013)
Lære om naturvitenskap som prosess
Europeisk tradisjon for praktisk arbeid som styrte øvelser med «direkte rapportering»
(Tiberghien, Veillard et al. 2001; af Geijerstam 2006)
“Observation and experiment are not the bedrock on which science is built, but
rather they are the handmaidens to the rational activity of generating arguments in
support of knowledge claims.”
- Newton, Driver Osborne 2000 s. 297
Lære NOS gjennom praktisk arbeid
(BJØNNESS, KNAIN, KOLSTØ 2011)
«KARSEPROSJEKTET»
Design for læring av naturvitenskapelig
tenkemåte
Dialogiske forelesninger ”just in time”
Konkretisering av ideer med elevenes
egne erfaringer – møte mellom
hverdagsforestillinger og
vitenskapelige begreper
Maler for plan og rapport med
overskrifter og korte forklaringer
ELEVER SOM FORSKERE I NATURFAG - ELEVFORSK
Støtte for elevenes diskusjon: Forskermøter
(Knain, Bjønness et al. 2013)
Lærerens rolle å åpne opp og trekke
sammen
ELEVER SOM FORSKERE I NATURFAG - ELEVFORSK
Hvordan vurdere utforskende arbeidsmåter?
Støttestrukturer
Faglige
representasjoner
Underveisvurdering
Underveisvurdering i praksis
(Carlson, Humphrey et al. 2003)
Sette seg ned sammen med
elevene og lytte
Stille spørsmål
Del ny informasjon eller nytt
verktøy med dem
Få i gang samtaler om naturfaglige
spørsmål
Hvordan vurdere sluttprodukter med ulike tema?
Sluttord
Utforskende arbeidsmåter er ikke en bestemt metode, men en innfallsvinkel til
undervisning
Spørsmålsdrevet undervisning fordrer en aktiv lærer som er interessert i elevenes
læringsprosesses
Utforskende arbeidsmåter og grunnleggende ferdigheter er «hånd i hanske»
Presentasjonen ligger på http://elevforsk.umb-sll.wikispaces.net/Ressurser
Litteratur
af Geijerstam, Å. (2006). Att skriva i naturorienteande ämnen i skolan. Uppsala, Acta Universitas Upsaliensis. Studia Linguistica Upsaliensia, 3.
Carlson, M. O. B., et al. (2003). Weaving Science Inquiry and Continuous Assessment. Using Formative Assessment to Improve Learning. Thousand
Oakes, Corwin Press.
Driver, R., et al. (2000). "Establishing the Norms of Scientific Argumentation in Classrooms." Science Education 84: 287-312.
European Commission (2007). Science Educatin Now: A Renewed pedagogy for the future of Europe
Hattie, J. (2009). Visible Learning. A Synthesis of over 800 meta-analyses relating to achievement. London & New York, Routledge.
Hertzberg, F. (2010). Arbeid med grunnleggende ferdigheter. Underveis, men i svært ulikt tempo. Et blikk inn i ti skoler etter tre år med
Kunnskapsløftet. E. Ottesen and J. Möller. Oslo, NIFU/STEP Rapport 37/2010.
Klette, K., et al. (2008). Rapport om forskningsprosjektet PISA+, Norges forskningsråd.
Knain, E., et al. (2013). "Forskermøter som støttestruktur i utforskende arbeidsmåter." Naturfag 1: 58-60.
Knain, E., et al. (2011). Rammer og støttestrukturer i utforskende arbeidsmåter. Elever som forskere i naturfag. E. Knain and S. D. Kolstø. Oslo,
Universitetsforlaget: 85-126.
Minner, D. D., et al. (2010). "Inquiry-Based Science Instruction - What Is It and Does It Matter? Results from a Research Synthesis Years 1984-2002."
Journal of Research in Science Teaching 47(4): 474-496.
Tiberghien, A., et al. (2001). "An Analysis of Labwork Tasks Used in Science Teaching at Upper Secondary School and University Levels in Several
European Countries." Science Education 85: 483-508.
Ødegaard, M., et al. (2014). "Challenges and Support When Teaching Science Through an Integrated Inquiry and Literacy Approach." International
Journal of Science Education 36(18): 2997-3020.