1. Náttúrufræðimenntun á 21. öld
Náttúrufræðimenntun á 21. öld
Hafþór Guðjónsson
Málþing um náttúrufræðimenntun

2. Guðmundur Finnbogason (1903). Lýðmenntun
► Fyrst og fremst er [náttúruþekkingin] hið besta uppeldismeðal, hefur fjörgandi og eflandi áhrif á allt sálarlíf mannsins, sé hún réttilega kennd og höfð um hönd. Viðfangsefni náttúrunnar er það sem séð verður og þreifað á, bragðað, lyktað o.s.frv. Náttúruhlutirnir og breytingar þeirra tala til skynfæra vorra, en þau skerpast við æfinguna. Það ætti ekki að þurfa að taka það fram, að vér eigum allstaðar, þegar því verður viðkomið, að læra af hlutunum sjálfum, því “sjón er sögu ríkari”; náttúrufræðin á fyrst of fremst að venja menn á að athuga vel, greina skýrt og vel einkenni hluta og viðburða, líkingu þeirra og mismun, og ætti athugun á jurtum, dýrum, fjöllum o.s.frv. að haldast í hendur við teikning, því hún neyðir menn til að athuga vel … (Bls. 87)
Magnús Helgason (1910?):
Margur hyggur, að fræðslan á barnsaldrinum miði eingöngu til þess, að veita börnunum þá þekkingu, er þau þarfnast síðar. Auðvitað er það mikils vert, en meira er þó í hitt varið, að vitsmunir barnanna þroskist á náminu, athygli glæðist, ímyndunarafl auðgist, skilningur skerpist, andlegur sjóndeildarhringur víkki. Ef sá tilgangur fræðslunnar hefur vel lánast, þá hefur ekki verið unnið fyrir gíg, jafnvel þó námsefnið komi barninu að engum notum, jafnvel þó að fróðleikurinn, sem barnið öðlast, týnist síðan, býr unglingurinn samt að náminu; hann er vitrari en ella mundi – og því betur búinn að afla sér hverrar þekkingar, sem hann kann að þarfnast síðar. Hann hefur fengið þá almennu menntun, sem er holl og nauðsynleg undirstaða undir hvers konar sérmenntun1. Einkum vegna þessa tilgangs er fræðslan á barnsárunum talin svo ómissandi. Að hve miklu leyti hann næst, verður ætíð meira undir því komið, hvernig er kent, heldur en hvað er kent. -

3. Skóli
???

4. Osborne, 2003: Viðhorf til náttúruvísinda: hvað segja rannsóknir?
Osborne, 2003: Viðhorf til náttúruvísinda: hvað segja rannsóknir?
Áhugi nemenda á náttúrufræðigreinum í skóla virðist oft dvína þegar líður á skólagönguna.
Gæði kennslunnar virðast skipta sköpum.
These research findings …raise substantial questions about why the pedagogy of some science teachers is so unappealing to the majority of students, suggesting that, while science teachers may be knowledgeable about their science subject, they are failing to achieve the primary task of establishing a range of varied learning opportunities and communicating their subject effectively. (p. 1068)
Takmörkuð þekking á grein
Fráhrindandi kennsluhættir
Málþing um náttúrufræðimenntun

5.
Þessar niðurstöður gefa til kynna að frásagnir fólks um áhrif kennara á viðhorf þeirra til raungreina séu á rökum reistar. Þær vekja líka áleitnar spurningar um hvers vegna kennsluhættir sumra raungreinakennara verki fráhrindandi á þorra nemenda og gefa vísbendingar um að þó svo að raungreinakennarar séu vel að sér í grein sinni mistakist þeim oft að skapa ríkt námsumhverfi og ná góðum tengslum við nemendur sína.
Flestir myndu fallast á þá staðhæfingu að náttúruvísindi gegni mikilvægu hlutverki í nútíma samfélagi.
Það veldur því nokkrum áhyggjum að áhugi ungs fólks á náttúrufræðigreinum í skóla virðist dvína þegar líður á skólagönguna. Þegar börn byrja í skóla eru þau oft áhugasöm um Þetta er a.m.k. sú mynd sem Jonathan Osborne dregur upp í nýlegri yfirlitsgrein um viðhorf nemenda til náttúrufræðigreina. Osborne leitar skýringa á þessu og kemst að þeirri niðurstöðu að gæði kennslunnar séu lykilatriði. Þessu til stuðnings bendir hann á að nemendur verða yfirleitt ekki afhuga náttúruvísindum sem slíkum heldur eins og þau birtast þeim í skólunum sem náttúrufræðigeinar. Það er eitthvað að kennslunni, segir Osborne (bls. 1068):
Osborne, 2002, bls. 1068
Málþing um náttúrufræðimenntun

6. Osborne, 2003:
Raungreinar í skóla, eins og þær eru oftast kenndar og vegna þess kennivaldvalds sem þær hafa,…. gefa í raun lítið svigrúm fyrir nemandann sem sjálfstæðan og skapandi einstakling.
(p.1074; mínar áherslur)

7. Weiss and Pasley (2004). Hvað er góð kennsla?
Weiss and Pasley (2004). Hvað er góð kennsla?
Gæðavísar:
Skoðuðu 364 kennslustundir í náttúrufræðum og stærðfræði í grunn- og framhaldsskólum í Bandaríkjunum.
Undruðust hvort bandarískir nemendur væru að fá “exemplary instruction”.
Skoðuðu kennsluhætti með hjálp gæðavísa (indicators of quality teaching).
Inntakið var merkingarbært, mikilvægt og við hæfi.
Nemendum voru hvattir til að glíma við mikilvægar hugmyndir
Kennarinn var næmur á skilning nemenda og fær um að bregðast við þeim.
Bekkjarstarfið einkenndist af virðingu fyrir hugmyndum, spurningum og framlagi nemenda.
Weiss and Pasley (2004) undertook close look at 364 science and mathematics lesson in the United States, wondering if American students were receiving exemplary instruction. They analyzed these lessons according to specific indicators in several areas, e.g. the quality of the content, and the extent to which the classroom culture facilitated learning.
Fagleg festa, uppbyggjandi gagnrýni og átök um hugmyndir voru áberandi.
Málþing um náttúrufræðimenntun

8. Er hágæðakennslu einhvers staðar að finna?
Er hágæðakennslu einhvers staðar að finna?
Weiss & Pasley (2004):
Sjaldgæf í Bandaríkjunum
Niðurstöður okkar benda til þess bandarískir skólar eigi langt í land ef markmiðið er hágæðakennsla í náttúrufræðum og stærðfræði. Aðeins í 15 % tilvika sáum við góða kennslu. 27 % kennslustunda flokkuðust sem “medium” en 59 % sem lággæða kennsla.
Stigler & Hiebart (1999):
Varla í Bandaríkjunum en kannski í Japan.
Of the 364 lesson observed, only 15 percent were classified as high in quality; 27 precent were medium and 59 percent were low.
Málþing um náttúrufræðimenntun

9. Þátttökulönd: Bandaríkin, Japan, Þýskaland
The TIMSS Video Study*
Þátttökulönd: Bandaríkin, Japan, Þýskaland
Markmið: Að læra hvernig stærðfræði er kennd í 8. bekk í þessum löndum.
Gögn: Myndbandsupptökur úr kennslustundum + spurningalistar fyrir kennara
231 kennslust. (Þýs: 100; Japan: 50; Bandr.: 81)
* Stiegler & Hiebert (1999). The teaching gap. Best ideas from the world´s teachers for improving education in the classroom.
Málþing um náttúrufræðimenntun

10. Þátttaka nemenda í lausnaleit
Þátttaka nemenda í lausnaleit
Hlutfall kennslustunda þar sem nemendur voru að kynna sínar eigin lausnir .
Málþing um náttúrufræðimenntun

11. Hvað eru nemendur að gera?
Hvað eru nemendur að gera?
Tími notaður í ólíkar tegundir verkefna:
Æfa kenndar aðferðir (“drilla”).
Beita hugtökum eða kenndum aðferðum á ný viðfangsefni.
Finna nýjar leiðir eða lausnir á viðfangsefnum.
Málþing um náttúrufræðimenntun

12. Niðurstöður / ályktanir
Niðurstöður / ályktanir
Sagt með einföldum hætti þú urðum við hissa að sjá hve kennsla var breytileg frá einu menningarsvæði til annars og hve lítill munur var á kennsluháttum á hverju menningarsvæði fyrir sig. [Með því að bera saman myndbandsupptökurnar] sáum við nokkuð sem við höfðum aldrei tekið eftir áður, nefnilega bandaríska, þýska og japanska kennsluhætti (way of teaching). (bls. 11)
Kennsla virðist vera menningartengt fyrirbæri
TIMSS Video Study
Málþing um náttúrufræðimenntun

13. Bruner (1996). The Culture of Education
Bruner (1996). The Culture of Education
This is a picture from my visit to Anna.
Following the tradition she is in the front of the class, by the blakboard. The lesson is just about to begin.
I am sitting in a backrow in the class. I am observing Anna. I am following her teaching. Being a faculty advisor it is my duty to report if Anna is doing a satisfactory job. Accordingly I take notes. Beside me is Jane. Jane is Anna´s school adviser. She is also oberserving Anna´s teaching. Afterwards, all three of us will sit down and talk. The subject of our talk will, of course, be Anna´s teaching. We are supposed to give her feedback.
Note the question mark on my head. The question mark is meant to convey the message that I am thinking unusually hard. The reason that I am thinking unusually hard is the fact that I am not merely a teacher educator and supervisor. I have become a doctoral student - a researcher. I am inquiring into my own practice. I am wondering what is happening in this room. I am wondering what Anna is doing, what she is learning and what I am doing and what I am learning. I am a teacher-reseacher. This explains the question mark.
Anna is going to teach chemistry in this class. The lesson has just started and Anna is saying: “We shall just calculate a problem”. This of course is my English translation. In Icelandic she said: “Við skulum bara reikna dæmi”. Translated to Norwegian it would sound something like: “Na skal vi ta et exempel”. Using the word “problem” Anna is referring to a problem in the chemistry textbook that is being used in this class.
What you do not see from this picture is that Anna is facing a trouble. The trouble is that she is not carrying with her the lesson plan she had made at home the night before. When I came to the school that morning I realized that there was some trouble going on. Instead of just sitting with me and having a coffee before the teaching would start, Anna was working at a computer in a nearby room. Just before we went into the class, Anna explained to me, somewhat unhappy, that she had been trying to get her lesson plan out of the computer. She had sent herself an and attached to it a document containing her lesson plan for the the lesson that she was going to teach and that I was going to oversee. Unfortuneately, she could not get the thing through and was therefore without a lesson plan when walking into this class this morning. Plausibly, this may not be a pleasant situation for a student teacher, especially when she knows that both her teacher from the university and her school advisor will be watching her teaching. Somehow Anna would have to deal with this problem and I do suspect that she was thinking very hard how she should handle the situation while reading aloud the names of the students in the very first minutes of the class. Done with that, she said with a smile the sentence you see in the picture: “We shall just calculate a problem”. A moment later she added: “Let us take a look at problem 7.1”.
I think all of you know perfectly well what is going on. Anna is going explain a textbook problem. She will go through a particular textbook problem and explain every step to the students in the hope that they will be able to deal with similar problems in the textbook. Doing things this way, she will be following the custom, teach chemistry in a way that she has seen done over and over again during her own years in aa secondary school. This gives her confidence. This helps her out of her trouble, makes it possible for her to smile and teach her lesson confidently even though she is without her lesson plans.
Later that day and back home, Anna wrote in her diary:
NEW TRANS
Hvað er í gangi hér?
Málþing um náttúrufræðimenntun

14. Menningin: lífshættir, talshættir, verkhættir, samfélagsleg viðhorf
Viðhorf kennara til náms /sýn á nemendur
Skólastarf / kennsluhætti
Oft ómeðvituð – þögul viðhorf

15. Sjónarhornin fjögur: Nemandinn sem ….
Einstaklingsmiðað nám
hermir
þekkingarþegi
hugsuður
arftaki hugmynda

16. Barnið sem þekkingarþegi
Í þessu líkani er færni ekki það að gera eitthvað vel heldur það að vera seigur að innbyrða þekkingu með hjálp “gáfna”… Þetta er líklega útbreiddasta alþýðukennslufræði í vestrænum heimi … aðdráttarafl hennar felst í því að hún gefur sig út fyrir að vera með það á tæru hvað eigi að læra og … hvað eigi að meta. Meir en nokkur önnur alþýðukennslufræði hefur hún ýtt undir samræmd próf af ýmsu tagi.
(Bruner, The Culture of Education, bls. 55)

17. Bruner (frh):
Samkvæmt þessu líkani er nemandinn óskrifað blað ... Virk túlkun eða hugsmíð kemur ekki inn í myndina. Yfirfærslulíkanið sér barnið utan frá, í þriðju persónu, frekar en að setja sig í spor þess. Þetta er einstefnu-sýn: kennsla er ekki samræða heldur einræða. Ef barninu mistekst að læra er það útskýrt með “gáfnaskorti”, lágri greindarvísitölu. Skólinn og yfirvöld menntamála fría sig ábyrgð.

18. “Texti inn”
“Texti út”

19. Prófið
Prófið er magapína og pynting þögnin er allsráðandi. Kennarinn gengur um gólf og veit svörin og allir vilja lesa, lesa hug kennarans og fá 10.
Kristrún Sigríður Hjartardóttir, 11 ára (Úr Ljóðabók barnanna)

20. Osborne:
“[raungreinar] gefa í raun lítið svigrúm fyrir nemandann sem sjálfstæðan og skapandi einstakling”.

21. Nemandinn er óskrifað blað.
Námsbækur ≈ safn staðreynda um heiminn
Nám ≈ að taka við textum, varðveita þá og nota.
Skilningur ≈ skilningur á textum

22. Barnið sem “hugsuður”
Í þessari afstöðu felst að kennarinn er upptekinn af því að skilja hvað barnið er að hugsa og hvernig það lærir. Litið er á barnið, engu síður en fullorðna, sem virkan þekkingarsmið í stöðugri glímu að byggja sinn eigin innri heim sem hjálpar því að rata í hinum ytri heimi. Kennsla felst í því að hjálpa barninu að skilja betur og dýpra, sjá hlutina frá fleiri hliðum. Skilningur er ræktaður með umræðum og samvinnu.
(Bruner, The Culture of Education, bls. 56)

23. Dewey (1916):
Orðið nemandi er nánast farið að merkja einhvern sem drekkur í sig þekkingu í stað þess að afla hennar í athöfn. Eitthvað sem menn kalla hug eða vitund er skilið frá líkamlegum athöfnum. Hugurinn er vitrænn, líkaminn óvirk umgjörð. Með þessu er í raun komið í veg fyrir að hlutir og fyrirbæri öðlist merkingu fyrir nemandanum.
Democracy and Education, 140

24. Dewey (1916)
Áður en barn byrjar í skóla lærir það með höndunum, augunum og eyrunum vegna þessa að þetta eru líffæri athafna þar sem merkingin á sér rætur.
Democracy and education, bls.142

25.
Skóli
Hlutir og fyrirbæri öðlast gjarnan merkingu fyrir okkur í gegnum gegnum athafnir (notkun / þátttöku /reynslu).
Utan skólans læra börn gegnum leiki og aðrar athafnir. Hlutir og fyrirbæri fá merkingu fyrir þeim þegar þau nota hluti eða fá beina reynslu af þeim. Í skólum er lögð áhersla á upplýsingar um hluti og fyrirbæri. Nám utan skóla er þátttökunám. Nám í skóla er að móttaka upplýsinga.
Miðlun upplýsinga
Samhengislaus þekking
Málþing um náttúrufræðimenntun

26.
Fyrirbærið
Nemandinn
Textinn
Málþing um náttúrufræðimenntun

27. ?
Fyrirbæri
Nemandinn
Textinn
Málþing um náttúrufræðimenntun

28.
Hiebert o.fl. (1996):
Ekkert skiptir meira máli í kennslu en að gefa nemendum tækifæri til að undrast, spyrja, rannsaka og leita lausna.
Fyrirbæri ?
Textinn
Nemandinn
Málþing um náttúrufræðimenntun

29. Náttúrufræðimenntun á 21. öld
“Það ætti ekki að þurfa að taka það fram, að vér eigum allstaðar, þegar því verður viðkomið, að læra af hlutunum sjálfum, því “sjón er sögu ríkari.””
(GF, Lýðm.,87)
Samræður
Upplýsingar
Athafnir