6 Styrkelse af den naturfaglige uddannelseskultur

En stærk naturfaglig uddannelseskultur på den enkelte uddannelsesinstitution er afgørende for den nødvendige kvalitet og udvikling af den naturfaglige undervisning. Den naturfaglige uddannelseskultur omfatter opfattelser blandt institutionens aktører af naturfagenes indhold, disse fags indbyrdes forhold og relationer til andre undervisningsfag, men også deres praktiske muligheder for at trække på faglokaler og indgå i samarbejde med de øvrige fag. En sådan uddannelseskultur skabes og fastholdes af institutionens ledelse, undervisere, studerende/ elever og evt. sidstnævntes forældre. Imidlertid spiller også uskrevne definitioner af fagenes indbyrdes status, eksempelvis i form af timetal og evalueringsformer, en betydelig rolle for naturfagenes muligheder for succes.

En naturfaglig uddannelseskultur konstitueres af en naturvidenskabelig faglighed, en pædagogisk og didaktisk faglighed og bevidsthed samt et fagligt og didaktisk fællesskab på uddannelsesinstitutionen. Svaghederne i de naturfaglige uddannelseskulturer på forskellige uddannelsesniveauer og institutioner kan i vid udstrækning tilskrives manglende kompetencer blandt undervisere og ledelse på enten det naturvidenskabelige eller det pædagogiskdidaktiske område, kombineret med et samarbejdsmiljø blandt undervisere som ikke befordrer kvalitetsudvikling af undervisningen.

For at styrke den naturfaglige uddannelseskultur anbefales det at undervisningen i naturfagene på alle uddannelsesniveauer varetages af faglige lærerteam som omfatter flere fagligheder. Etableringen af lærerteam skal styrke målformuleringen og det fagdidaktiske arbejde, sikre sammenhængen mellem naturfagsundervisningen både på forskellige uddannelsestrin og inden for de enkelte uddannelsestrin og endelig bidrage til at udvikle og fastholde en robust naturfaglig enhed på uddannelsesinstitutionen. Ledelsen på den enkelte uddannelsesinstitution skal sikre rammerne for oprettelsen af og arbejdet i disse lærerteam.

I grundskolen og de gymnasiale uddannelser er der mange steder en generel mangel på ressourcer til naturfagene, særligt set ud fra det perspektiv at fagene er empirisk funderede og derfor i vidt omfang baserer undervisningen på praktisk arbejde. Der er, som grundigt dokumenteret i blandt andet evalueringsrapporten om fysik i det almene gymnasium,¹⁴ behov for en genopretning af fagenes fysiske rammer og en sikring af fornuftige driftsmidler.

En lang række undersøgelser dokumenterer at væsentlige problemer i den naturfaglige undervisning kan knyttes tæt til svagheder i de naturfaglige uddannelseskulturer som findes på uddannelsesinstitutionerne.

Som eksempel fra grundskolen kan natur/teknikfaget på 1.6. klassetrin fremhæves. Faget blev introduceret med folkeskoleloven fra 1993 med forankring i en moderne og international anerkendt læseplan,¹⁵ men har i de senere år været udsat for en betydelig kritik.¹⁶ Natur/teknikfagets vanskeligheder kan i vid udstrækning tilskrives den svage naturfaglige uddannelseskultur som eksisterer på de fleste folkeskoler landet over.¹⁷ Det karakteriserer således fagets vilkår at et fåtal af de undervisende lærere har linjefagsuddannelse inden for naturfagene, at undervisningen i faget har lav status i lærergruppen, at ledelsen ofte ikke kan stille egnede faglokaler til rådighed, og at faget hvad angår forældres og elevers opmærksomhed, i høj grad overses i forhold til de laveste klassetrins dominerende dansk- og matematikundervisning.

¹⁴⁾ (Danmarks Evalueringsinstitut, 2001a). 15) Jf. (Fensham, 2002).
¹⁶⁾ Se især (A. Andersen, Dragsted, Nilsson & Sørensen, 1997) og (Broch & Egelund, 2002).
¹⁷⁾ Dette uddybes i (Busch et al., 2003).

Analoge problemstillinger kan i en vis udstrækning dokumenteres for naturfagene biologi, fysik/kemi og geografi i 7.9. klassetrin. Hertil kommer det faktum at kun fysik/kemi i dag er prøvefag, hvilket har en stor indflydelse på graden af opmærksomhed fagene imellem (biologi bliver prøvefag med indførelsen af den nye folkeskolelov fra 2003). Muligvis er dette en af de vigtigste årsager til at kun omkring en tredjedel af undervisningen i dag i biologi og geografi varetages af lærere med linjefagsuddannelse eller tilsvarende i disse fag. Der er ingen argumenter for at opretholde denne forskel i fagenes status, og den logiske konsekvens bliver derfor at alle naturfagene bør indgå på lige fod i folkeskolens afgangsprøve.

PISAundersøgelsens demonstration af især de danske pigers svage naturfaglige kompetencer peger på behovet for at gøre en særlig indsats for at fastholde og udvikle pigernes interesse for og engagement i grundskolens naturfagsundervisning. Natur/ teknikfaget kan på laveste og mellemste klassetrin i en vis udstrækning bidrage til dette, men der kan være behov for mere radikale tiltag i 7.9. klasse, hvor eleverne når puberteten. Et forslag til et sådant tiltag kunne være forsøg med rene pigeklasser der undervises af kvindelige lærere.

Samtidig oplever mange elever i undervisningen et uhensigtsmæssigt skift i implicit forståelse af naturfaglighed ved overgangen fra 6. til 7. klasse på grund af utilstrækkelig koordination og fagdidaktisk samarbejde mellem lærere på henholdsvis natur/teknikfaget og naturfagene på de ældste klassetrin. Endelig kan det bekymrende forhold påpeges at disse naturfag på mange skoler hver især lever en isoleret tilværelse, forstået som en ringe grad af vekselvirkning såvel indbyrdes som med de øvrige undervisningsfag.

På grundskoleområdet tegner der sig således et billede af en svag naturfaglig uddannelseskultur. En stærk naturfaglig uddannelseskultur på dette område må nødvendigvis indebære en anerkendelse blandt ledelse, lærere, elever og forældre af:

• at naturfagene ikke beskæftiger sig med isolerede øer af verdensfjern viden, men derimod har en vigtig almendannende funktion, ligeværdigt og gerne i samarbejde med de øvrige fag.
• at det kræver en betydelig naturfaglig og naturfagdidaktisk kompetence hos læreren at undervise i naturfagene, og at linjefagsuddannelse eller tilsvarende efteruddannelse derfor er nødvendig.
• at naturfagene er empirisk funderede og derfor fordrer rådighed over faglokaler, redskaber og længerevarende undervisningsperioder der kan anvendes til praktisk/eksperimentelt arbejde.
• at naturfagene hver for sig giver grundlag for en forståelse for hver deres aspekter af liv, natur og samfund og således ikke kan substituere hinanden, men at samarbejde mellem fagene er påtrængt for at elever opnår naturfaglige kompetencer på tilstrækkeligt niveau. Arbejde i faglige lærerteam er derfor en nødvendighed.
• at undervisning i naturfagene kræver en stadig kompetenceudvikling samt et velfungerende fagdidaktisk fællesskab og samarbejde blandt underviserne.

Ungdomsuddannelser

I dagens almene gymnasium kommer den naturfaglige uddannelseskulturs svagheder til udtryk i naturfagenes svage vekselvirkning indbyrdes og med andre undervisningsfag, samt i elevers omfattende bevidste fravalg af naturfagene. Undervisernes stærke, men smalle naturvidenskabelige faglighed stammer fra de naturvidenskabelige kandidatuddannelsers snævre fagsyn og fra rodfæstede forståelser af faglighed der er indlejret i gymnasieundervisningens traditioner, og som savner modspil ved en dynamisk vekselvirkning med verden uden for gymnasiets mure. Det anbefales at der sikres en større bredde i rekrutteringen af undervisere til det almene gymnasium ved at anvende et bredere spektrum end i dag af naturvidenskabelige kandidatuddannelser og ingeniøruddannelser som grundlag for ansættelse, fx biokemi og uddannelser fra Den Kgl. Veterinærog Landbohøjskole og Danmarks Farmaceutiske Universitet,

Det skal sikres at de enkelte naturfag åbner for flerfagligt samarbejde inden for det naturfaglige område og for omfattende samarbejde med øvrige undervisningsfag. Her kan i første omgang peges på matematikfaget, som undervisningsmæssigt har meget at tilbyde de mere abstrakte og formelle områder i naturfagene. Matematikfaget i det almene gymnasium fremstår i dag endnu mere fagligt isoleret end naturfagene, og initiativer der kan ændre på dette, er tiltrængt. Samarbejde mellem naturfagene og de samfundsfaglige, humanistiske og kreative områder bør være en selvfølge, og det vil opnå gunstige levebetingelser hvis naturfagene demonstrerer vilje til at tilbyde noget til alle og til at indgå i det almendannende projekt. Det kræver imidlertid gensidig respekt og vilje til at etablere sådanne samarbejder, og dette må skoleledelserne sørge for.

I den kommende reform af de gymnasiale uddannelser skal såvel den naturfaglige uddannelseskultur som naturfagenes ligeværdige bidrag til den almene dannelse styrkes. Derfor skal der indgå naturfaglige undervisningsforløb i alle gymnasiale uddannelser, dvs. både det almene gymnasium, hf, hhx og htx, om end i forskelligt omfang i forhold til de fire uddannelsers forskellige profiler.

Visionen om den brede naturfaglighed, som anbefales i nærværende rapports kapitel 4, fordrer at disse naturfaglige forløb dels indeholder elementer fra en række naturfaglige områder, dels inddrager uddannelsernes øvrige fag. Dele af undervisningsfagene biologi, fysik, geografi og kemi som de kendes i de gymnasiale uddannelser i dag, bør alle indgå. Det vil imidlertid ganske givet være nødvendigt at modernisere indholdet gennem sammentænkte kompetencebeskrivelser. Hertil kommer at det vil være nødvendigt i højere grad særligt i det almene gymnasium at inddrage teknologiaspekter i undervisningen fordi disse som tidligere nævnt er en essentiel del af et nutidigt billede af samspillet mellem naturvidenskab og samfund.

For hhx, hvor der i dag ikke er et obligatorisk naturfag, bør indføres et naturfagligt forløb indeholdende biologi, fysik, geografi og kemi med særlig sigte mod at skabe forudsætninger for selvforståelse, omverdensforståelse og demokratisk deltagelse.

I det almene gymnasium skal der i alle studieretninger indgå naturfaglige almendannende læringsforløb. Anbefalingen er her at enhver person med almen studentereksamen som minimum opnår et Cniveau inden for naturfagene biologi, fysik, geografi og kemi gennem grundforløbet og studieretningsforløbet.¹⁸ I alle studieretninger bør den naturfaglige undervisning planlægges og gennemføres af et fagligt lærerteam for at sikre både samspillet mellem fagene og en høj faglighed. Det er et ledelsesansvar at disse team også indgår i flerfaglige samarbejder med uddannelsens øvrige faglærere.

I udbudet af naturfaglige studieretninger skal man undgå at skabe studieretninger der retter sig enten mod drenge eller mod piger. En sådan opdeling vil være den sandsynlige konsekvens af studieretninger der enten fokuserer mod fx fysikkemi eller kemibiologi. Derimod vil en studieretning der omfatter fagene fysik, kemi og biologi på lige fod, kunne forventes at udvise en balanceret sammensætning af de to køn. Elementer af naturgeografi bør inddrages. En sådan studieretning kan og bør udbydes af samtlige gymnasier uanset størrelse. Den vil endvidere udgøre et velegnet, fælles optagelsesgrundlag for samtlige videregående uddannelser ved bl.a. de naturvidenskabelige og medicinske fakulteter, Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskole, DTU og Danmarks Farmaceutiske Universitet. Et mere homogent indgangsniveau blandt de studerende vil give uddannelsesinstitutionerne bedre betingelser for at tilrettelægge og gennemføre undervisningen. Det vurderes at gevinsterne der herved opnås, vil mere end opveje ulemperne.

¹⁸⁾ I dag opnår alle på sproglig linje som minimum Cniveau inden for naturfag (ækvivalerer Cniveau i matematik og fysikkemi), biologi og geografi, mens alle på matematisk linje opnår biologi, geografi og kemi på C-niveau samt matematik og fysik på B-niveau.

De naturvidenskabelige bachelor- og kandidatuddannelser er kendetegnet ved at være forankret i en ofte meget stærk forskningskultur, mens den naturfaglige uddannelseskultur står relativt svagt. Betydningen af pædagogisk og didaktisk faglighed har af ledelse, ansatte og studerende traditionelt været underspillet. Dette kommer til udtryk i en utilstrækkelig kompetence til at begrunde og tilrettelægge uddannelse og undervisning; herunder udvikling af den daglige undervisningspraksis ved brug af nye undervisnings- og evalueringsformer.¹⁹ Det har således ikke været vurderet nødvendigt at have en pædagogisk uddannelse som grundlag for varetagelsen af undervisningen ved universiteterne. Dette er ændret fra 1993 med lovmæssigt krav til adjunkter om en pædagogisk efteruddannelse som forudsætning for en fastansættelse. Loven gælder kun nyansættelser, og undervisere på tertiært niveau ansat før lovens ikrafttræden har følgelig typisk ingen formelle pædagogiske og didaktiske kompetencer.

I de senere år er der, især blandt yngre ansatte, på de videregående naturvidenskabelige og tekniske uddannelser skabt en betydelig interesse for udvikling af pædagogiske og didaktiske kompetencer. En sådan udvikling hæmmes imidlertid af at universiteternes uddannelsesopgaver reelt har betydelig lavere status end forskningsopgaver. Forskellen i status understøttes af meriteringskriterierne i forbindelse med fastansættelserne, hvor en ansøgers pædagogiske og didaktiske kompetencer kommer i anden række i forhold til den forskningsmæssige portefølje. Denne ansættelsespolitik er imidlertid meget svær at ændre for universiteterne fordi ubalancen mellem forskningsog uddannelsesopgaver er indlejret i bevillingssystemet. Det er værd at notere at den omtalte skævhed ikke er i harmoni med den kommende universitetslovs fremhævelse af forskning og uddannelse som ligeværdige formål for universiteternes virke.²⁰

Den naturfaglige uddannelseskultur på tertiært niveau vil kunne styrkes ved brede indgange til de naturfaglige studier. De studerende skal gennem de brede studieindgange have mulighed for at orientere sig blandt de mange mulige specialiseringsretninger og deres indbyrdes sammenhæng. Brede studieindgange kan både forstås som flerfaglige introduktionsforløb (fx basisår) og ikke-specialiserede studieretninger. Brede indgange giver ligeledes universiteterne mulighed for at skabe klarhed i uddannelsesvalget og fleksibilitet for undervisere og studerende. Samtidig bør universiteterne prioritere studiestartsoplevelsen hos de studerende højere i form af bl.a. en nærmere fysisk og lokalemæssig tilknytning til institutternes medarbejdere, god og aktiverende undervisning på de første studieår samt øget studievejledning.

¹⁹⁾ Dette er belyst mht. fysik, kemi og matematik i (Evalueringscenteret, 1998).
²⁰⁾ Forslag til Universitetslov af 2003, kapitel 1, § 1, stk. 2: Universitetet har til opgave at drive forskning og give forskningsbaseret uddannelse indtil højeste internationale niveau inden for sine fagområder. Universitetet skal sikre et ligeværdigt samspil mellem forskning og uddannelse.

På en række naturvidenskabelige universitetsfag med rekrutteringsproblemer har der i mange år været en markant skævhed i underviserstabens kønssammensætning sammenlignet med studenterpopulationens sammensætning, oftest med kraftig underrepræsentation af kvindelige undervisere, med dertil hørende mangel på rollemodeller. Det anbefales derfor at man via universiteternes udviklingskontrakter belønner områder som aktivt retter op på dette misforhold.

Der har i dette kapitel indtil nu været fokuseret på den naturfaglige kultur der præger den institutionaliserede uddannelse. Der er imidlertid grund til også at rette blikket mod den formidling af naturvidenskab og teknologi som foregår uden for det etablerede uddannelsessystem. Uformelle naturfaglige læringsmiljøer som fx teknik- og naturvidenskabscentre, museer, naturskoler, akvarier mv. gennemfører såvel på egen hånd som i samarbejde med uddannelsesinstitutioner en lang række undervisningsaktiviteter. Denne type samarbejder må udvides og videreudvikles, og der er behov for at afsætte øgede ressourcer til dette formål.

Ligeledes bør mulighederne for at etablere stærke samarbejder mellem skole og erhvervsliv udvikles. Samarbejde mellem skole og erhvervsliv skal fra skolernes side opfattes som en reel læringsressource - og ikke som “sodavandsbesøg”. Dette kræver dog at de implicerede virksomheder ser ud over egne snævre interesser i at profilere sig over for elever, lokalsamfund mv. Samarbejdet mellem skole og erhvervsliv kunne fx foregå ved etablering af læringskonsortier hvor virksomhedernes erfaringer med teambuilding, kompetencetænkning og efteruddannelse kunne tages som udgangspunkt.

For mennesker uden for uddannelsessystemet er medierne den største kilde til viden om naturvidenskab og teknologi.²¹ I betragtning af at Danmark er et højteknologisk samfund med en stærk og konkurrencedygtig industri, er vi påfaldende dårlige til at eksponere, forstå og tale om teknologiseringen og videnskabeliggørelsen af vores samfund og kultur i forhold til de lande der omgiver os. Selvom en del af ansvaret for denne kommunikationsbrist kan føres tilbage til mediernes til tider ensidige fokusering på sensationer og dramatiske fremstillinger, ligger en del af ansvaret også hos det videnskabelige samfund.

Forskere har en demokratisk pligt til at kommunikere med andre end deres kolleger og fagfæller, også for at kunne fungere som rollemodeller for børn og unge. Der er i den danske undervisningsverden, i medierne og i offentligheden en markant mangel på rollemodeller i form af normale mennesker af begge køn og alle aldre som brænder for deres arbejde inden for naturvidenskab og teknologi, og som via deres arbejde er med til at forme samfundet. Specielt mangler der kvindelige rollemodeller inden for alle niveauer af naturfagene, med en tendens til at manglen bliver mere udtalt desto længere man bevæger sig op i undervisningsniveau, og desto længere man bevæger sig mod det fysiske/kemiske/tekniske fagområde. Dette problem kunne afhjælpes ved at undervisnings- og forskningsinstitutionerne aktivt prøver at formidle et mere passende udvalg af rollemodeller, med en ligelig repræsentation af begge køn.

²¹⁾ Dette er ikke særligt for Danmark, som det også er belyst i (EU, 2001).

Faglige lærerteam For alle uddannelsesniveauer anbefales det at ansvaret for undervisningen i naturfagene varetages af faglige lærerteam som omfatter flere fagligheder. Ledelsen på den enkelte uddannelsesinstitution skal sikre rammerne for oprettelsen af og arbejdet i lærerteam.

På grundskoleområdet anbefales: Naturfagsundervisningen på 1.6. klassetrin skal fastholdes i det integrerede fag natur/teknik. Faget styrkes ved at sikre iværksættelse af udvikling af lokale læseplaner, indførelse af ministerielle krav om sikring af egnede faglokaler og undervisningsressourcer samt om efteruddannelse af undervisere uden linjefag i natur/teknik. På 7.9. klassetrin skal etableres en koordinering af naturfagene der samler fagligheder fra de nuværende tre skemalagte naturfag og udgør et bedre grundlag for såvel fordybelse i naturfaglige indholdsområder som deltagelse i tværfaglig undervisning. Naturfagene skal ligestilles og indgå på lige fod i folkeskolens afgangsprøve. Skoleledelsen bør konsekvent kun anvende naturfagslærere der er fuldt fagdidaktisk kvalificerede. Krav om linjefag eller tilsvarende efteruddannelse bør prioriteres højere end fålærerprincippet, særligt i de ældre klasser.

På ungdomsuddannelsesområdet anbefales: Den naturfaglige almendannelse skal sikres under overskriften naturfag for alle. I grundforløbet i det almene gymnasium, hhx og htx bør alle elever uden undtagelse modtage en almendannende naturfaglig undervisning med særligt sigte mod at skabe forudsætninger for selvforståelse, omverdensforståelse og demokratisk deltagelse. På hhx bør dette ske ved at indføre et naturfagligt forløb indeholdende biologi, geografi, fysik og kemi. I htx og de almengymnasiale uddannelser bør der indgå naturfaglige almendannende læringsforløb i alle studieretninger. I enhver studentereksamen herfra bør som minimum indgå C-niveau i biologi, fysik, geografi og kemi.Dette bør samtidig gælde for hf. Med henblik på at sikre en mere balanceret rekruttering fra begge køn og et homogent optagelsesgrundlag anbefales det at alle gymnasier udbyder en naturfaglig studieretning der omfatter fagene fysik, kemi og biologi på lige fod. Det anbefales endvidere at de naturvidenskabelige og medicinske fakulteter, KVL, DTU og Danmarks Farmaceutiske Universitet udmelder denne studieretning som et fælles, velegnet optagelsesgrundlag. Undervisningskompetence i gymnasiet skal kunne opnås via et bredere spektrum af uddannelser for at opnå et lærerkorps med en bredere tilgang til fagene, som igen giver diversitet i erfaring på lærerværelserne og i lærerteam. Skoleledere skal sikre fora og ressourcer til naturfagdidaktisk debat og samarbejde samt give støtte til naturfagdidaktisk udviklingsarbejde med fokus på læring, evaluering og kompetencetænkning.