1 Naturfagsdidaktisk Ouverture Begreber og udviklingstendenser

Af Henrik Busch og Rie Troelsen

Denne indledende artikel har som overordnede formål at supplere arbejdsgruppens fremlagte strategiplan Naturfag for alle visioner og oplæg til strategi (Andersen, Busch, Horst & Troelsen, 2003) og de efterfølgende artikler i nærværende antologi. Tekstens to kapitler er ikke indholdsmæssigt skarpt adskilte, men heller ikke tæt forbundne. De to kapitler indeholder imidlertid hver især elementer der er væsentlige for læsningen af den resterende del af de to publikationer i strategiplanarbejdet.

I det første kapitel præsenteres en afklaring af en række begreber som spiller en central rolle i strategiplanen, og som forfatterne til antologiens artikler har forsøgt at anvende som fælles terminologi. Begrebsafklaringen inddrages med henblik på at give læseren muligheden for at gå til strategiplanen og antologien ud fra nogenlunde den samme forståelsesramme som arbejdsgruppen har brugt som udgangspunkt for analyser og diskussioner. Det skal understreges at der ikke er tale om en akademisk og teoretisk ambitiøs afklaring, men derimod et mere pragmatisk forsøg på at præsentere operationelle forståelser af centrale begreber og disses indbyrdes sammenhæng. Begreberne er forsøgt inddelt i to kategorier. Den første kategori kan forbindes med det for strategiplanen helt centrale tema Naturfaglige uddannelser. Den anden kategori er forsynet med overskriften Begrundelser & mål og refererer ikke mindst til arbejdsgruppens overvejelser om valg af en term der kan dække overvejelser om begrundelser for samt mål, indhold og evaluering af uddannelse og undervisning. Som det fremgår af

Naturfag for alle visioner og oplæg til strategi, har arbejdsgruppen fundet det mest hensigtsmæssigt at anvende kompetencebegrebet.

I det andet kapitel af denne artikel peges på nogle udviklingstendenser i den moderne internationale læseplanstænkning på naturfagsområdet. Dette gøres med udgangspunkt i en beskrivelse af tre store, internationalt kendte projekter: Beyond 2000, Project 2061 og STSbevægelsen. Det skal igen bemærkes at der er tale om en forholdsvis snæver selektion af tendenser og bevægelser som måske især udmærker sig frem for andre ved at have indgået som vægtige inspirationskilder i strategiplanarbejdet.

1 Begrebsafklaring

Begrebsafklaringen er som nævnt opdelt i to afsnit som hver især fremstiller et bud på en forståelse af og sammenhæng mellem et kompleks af forholdsvis tæt forbundne begreber.

1.1 Begrebskomplekset omkring “naturfaglige uddannelser”

Det første begrebskompleks samler sig om den overordnede genstand for strategiplanarbejdet, nemlig naturfaglige uddannelser, som i strategiplanen kort er defineret som kendetegnet ved at omfatte undervisningsfag hvori naturvidenskabelige problemstillinger og emner leverer hovedparten af indholdet.

Med udgangspunkt i figur 1’s grafiske fremstilling diskuteres herunder forståelser af og indbyrdes relationer mellem en række begreber der i forhold til strategiplanarbejdets fokus er underordnet begrebet naturfaglige uddannelser. Forhåbningen er at dette bidrager til et mere nuanceret billede af arbejdsgruppens opfattelse af genstandsfeltet og af dets mange forgreninger. I figuren er de enkelte begreber repræsenteret ved bobler der er indbyrdes forbundet med pile samt en kort tekst. Ultrakorte bud på sammenhængen mellem begreber fås ved at forbinde disse i pilenes retning ved hjælp af den angivne tekst; eksempelvis “naturvidenskab er genstand for naturfag”.

Begrebsafklaringen tager udgangspunkt i de to begreber videnskabsfag og undervisningsfag.

Videnskabsfag & undervisningsfag

I enhver fagdidaktisk diskussion er det vigtigt at skelne mellem de to begreber videnskabsfag og undervisningsfag og at have sig relationen mellem disse klargjort. Der findes i uddannelsespolitiske diskussioner og blandt undervisere på uddannelsesinstitutionerne, både hvad angår terminologi og overvejelser om fagenes indhold, flere uheldige eksempler på at der ikke skelnes mellem hvad der er genstand for forskningen, og hvad der er genstand for undervisningen.

Eksempelvis forsøges naturfagenes problemer i folkeskolen og gymnasiet ofte foreslået løst ved en styrkelse af de “klassiske fag” biologi, geografi, fysik og kemi¹, hvor det oftest er underforstået “en formidling af indholdet i de klassiske naturvidenskabelige discipliner”. Denne position er forbundet med to grundlæggende problemer. For det første er det ikke holdbart at argumentere for at undervisningsfagene direkte skal afspejle naturvidenskabelige videnskabsfag, endsige finde deres primære begrundelse eller indhold i disse videnskabsfag. For det andet vil en gennemgang af såvel naturfagenes som naturvidenskabernes udviklingshistorie vise at disse “klassiske fag” såmænd ikke er så klassiske endda².

I strategiplanarbejdet har følgende arbejdsdefinitioner været anvendt for henholdsvis videnskabs- og undervisningsfag.

Videnskabsfag:

Videnskabsfag er historisk og kulturelt prægede konstruktioner af discipliner eller vidensområder inden for hvilke videnskabelig vidensproduktion foregår. Fagenes aktuelle karakteristika og indbyrdes forhold er forankrede i historiske traditioner og sociale organiseringer (tidsskrifter, konferencer, forskningsinstitutioners strukturelle opdelinger…), men er under konstant udvikling. Ofte opfattes biologi, geologi, (natur)geografi, fysik og kemi som klassiske naturvidenskabsfag, der hver især har en række underinddelinger og perifere overlap. Imidlertid opstår kontinuert nye forskningsfelter på tværs af gamle som følge af samfundsmæssige strømninger og behov, af nye banebrydende erkendelser inden for etablerede fagdiscipliner eller af enkeltpersoners fikse ideer og overblik. Blandt nyere videnskabsfag som vanskeligt kan presses ned i “klassikernes skabelon”, kan nævnes biokemi, nanoteknologi, bioinformatik og molekylarbiologi.

Videnskabsfag kan således betegnes som strukturelle enheder der er led i organiseringen af den naturvidenskabelige vidensproduktion.

Undervisningsfag:

Af praktiske, og grundlæggende også af læringspsykologiske årsager, inddeles undervisning i de fleste formaliserede uddannelsessystemer i strukturelle og organisatoriske enheder som kan betegnes undervisningsfag. Før en sådan strukturering foretages, må man imidlertid gøre sig en række didaktiske overvejelser. Hvad er undervisningens begrundelser på en given uddannelse? Almendannende, studieforberedende, arbejdsmarkedsforberedende eller …? Og herefter hvilken strukturering fordrer en kompetenceudvikling på dette område?

Undervisningsfag kan således betegnes som strukturelle enheder der er led i organiseringen og gennemførelsen af uddannelse og undervisning.

Der er i det danske uddannelsessystem en betydelig inspiration fra den såkaldt klassiske opdeling af videnskabsfagene, og man har således i folkeskolen fagene biologi, geografi³ og fysik/kemi med tydelig reference til de fire traditionelle videnskabsfag inden for det naturvidenskabelige område. Den meget traditionsbundne, rigide og skarpe opdeling af naturfagsområdet som kendetegner det danske uddannelsessystem, kan ikke genfindes i fx de angelsaksiske skolesystemer og er også på tilbagetog i eksempelvis Norge og Sverige.

Det er også vanskeligt i udgangspunktet at finde grundlag for at hævde at undervisningsfagene bør struktureres efter samme kategorier som videnskabsfagene. Folkeskolens natur/teknik fag i 1.6. klasse er således et eksempel på et undervisningsfag der ikke er tænkt med udgangspunkt i videnskabsfagene. Andre eksempler på naturvidenskabeligt relaterede undervisningsfag (som ikke eksisterer som selvstændige fag i den danske folkeskole, men på enkelte ungdoms- og videregående uddannelser) er sundhedsundervisning og miljøundervisning.

Pointen med dette afsnit er altså at understrege at der i enhver didaktisk diskussion må skelnes tydeligt taler vi om naturvidenskab og dermed videnskabsfagene på det naturvidenskabelige område, eller taler vi om naturfag og dermed undervisningsfagene med relation til det naturvidenskabelige område?

Naturfag

Den fremsatte strategiplan omhandler naturfagene i uddannelsessystemet.

I følge de ovenstående afsnit må naturfag forstås som

undervisningsfag (samt kulturer og strukturer knyttet til disse) der har natur og naturvidenskab som genstand for undervisningen.

Begrundelser for de enkelte naturfag og efterfølgende indholdsdiskussion tager udgangspunkt i de overordnede formål for den pågældende uddannelse og må benytte dette som springbræt til at vurdere hvordan genstandsfeltet kommer til udtryk i fagene. Eksempelvis anses det i strategiplanen som afgørende at naturfagene i de almendannende uddannelser yder et centralt bidrag til at uddanne til medborgerskab i et demokratisk samfund. En sådan begrundelsesovervejelse udgør en grundsten til afklaringen af hvilke aspekter af natur og naturvidenskab der optræder i uddannelsernes fag, og påvirker til en vis grad beslutninger om undervisningens form. Vægtningen af demokratiargumentet fordrer en fokus i undervisningen på en forståelse af naturvidenskab som samfundsaktør (se nedenfor) og anvendelse af undervisningsformer hvor naturvidenskabernes bud på løsninger aktivt debatteres blandt elever eller studerende.

Naturvidenskab

Her præsenteres den arbejdsdefinition af naturvidenskab som har ligget til grund for arbejdsgruppens overvejelser om fremtidens naturfaglige uddannelser. Den pågældende karakteristik er inspireret af Keld Nielsens og Henry Nielsens bidrag til “Det Syvende Nordiske Forskersymposium om Undervisning i Naturfag i Skolen” i Kristianssand, Norge i juni 2002 (Nielsen & Nielsen, 2002). Den overordnede karakteristik og formulering skal tilskrives de to forfattere, men enkelte punkter er revideret.

Der peges på fem forskellige sider af naturvidenskaben betragtet som genstand for undervisning, og det understreges at det er vigtigt i didaktisk sammenhæng ikke at operere med et for snævert begreb. Det foreslås derfor at naturvidenskab som genstand for undervisning betragtes udfra følgende fem perspektiver:

• Naturvidenskab kan karakteriseres som en specifik faktor eller aktør i samfundsudviklingen. En betingende faktor på linje med økonomi, industri, råstoffer, demografi der kan manipuleres, forstærkes, svækkes osv., og hvis aktuelle tilstand gør, at visse samfundsudviklinger er mulige, mens andre er udelukkede. Naturvidenskaberne som samfundsaktør er således både betydningsfuld, nødvendig og problematisk det er en faktor som bidrager betydeligt til både at skabe og løse samfundsproblemer.
• Naturvidenskab har karakter af at være en kollektivt organiseret erkendelsesproces. Det var tidligere udbredt at tale om naturvidenskab som værende karakteriseret ved en særlig metodik, Den Naturvidenskabelige Metode. Som diskuteret i antologiens niende artikel, er der i løbet af det seneste halve århundrede skabt en væsentlig grad af konsensus blandt videnskabshistorikere og filosoffer om at det ikke på nogen holdbar måde kan lade sig gøre at karakterisere og præcisere denne postulerede metode. Videnskabsstudier peger derimod på at naturvidenskabsfolk benytter sig af en hel vifte af metodikker, hvoraf ikke alle er lige videnskabelige i den klassiske, positivistiske forstand. Det er således mere frugtbart at tale om naturvidenskab som en kollektivt organiseret erkendelsesproces. Det væsentligste element er her den organiserede debat i tidsskrifter og på kongresser hvor alle i princippet har lov til at sætte spørgsmålstegn ved alt. I denne opfattelse kan naturvidenskab kort karakteriseres som “en løbende debat om hvordan verden kan beskrives mest dækkende”.
• De naturvidenskabelige samfund er et væsentligt element af naturvidenskaberne. Hvis man spørger hvor det særlige element af “sikker viden” der karakteriserer naturvidenskab, kommer fra, er svaret at sikker viden er det der overlever i den videnskabelige debat som kollektivt anerkendt viden. Det er rigtigt at eksperimentet også spiller en central rolle, men eksperimentet har i denne opfattelse af naturvidenskab rollen som det ultimative argument i den videnskabelige diskussion. Et argument der selvfølgelig kun har vægt hvis eksperimentet er reproducerbart. Man kan vælge at betragte det naturvidenskabelige samfund som en vigtig side ved naturvidenskab. Videnskabsfolk over hele kloden er organiseret i professionelle selskaber, er knyttet til magtfulde institutioner, afholder kongresser, redigerer tidsskrifter, deltager i paneler og diskussioner, sidder i bestyrelser og rådgiver regeringer. Gruppen er selvfølgelig langt fra homogen, men videnskabsfolk formår ofte både som individer og som gruppe at sætte egen dagsorden med stor politisk, økonomisk og ikke mindst kulturel indflydelse. Hvilke særinteresser har mennesker tilknyttet naturvidenskab? Hvordan påvirker det for eksempel de kulturelle strømninger at naturvidenskabsfolk blander sig kraftigt i diskussionen om krav til skoler og uddannelse?
• Naturvidenskaberne, deres analysemetoder, begreber og resultater udgør det epistemologiske grundlag for vores omverdensforståelse. I den vestlige kulturkreds er vi dog tilbøjelige til at tage for givet at verden kan forstås gennem analyser af årsagsvirkningsforhold og gennem formuleringen af naturlove. Vi glemmer for det meste at denne måde atbetragte verden på er resultatet af en meget lang og historisk udvikling der i over 1000 år næsten hovedsageligt var knyttet til græsk kultur. Vi glemmer at der har eksisteret masser af kulturer hvor begreber som “naturlov” og “eksperiment” ikke er indgået i det sproglige og tankemæssige repertoire, og vi glemmer at hele vores forkærlighed for at udtrykke alt i tal og måleresultater er resultatet af specifikke menneskers intense tankearbejde; det er ikke en særlig egenskab ved naturen, der gør, at man tvinges til at beskrive den således. Vi glemmer at mennesket ikke er født med at vide ting som, at Solen er en kugle, forbrænding kræver tilstedeværelse af ilt, at det giver god mening at skelne mellem årsag og virkning osv. Men hvis vi glemmer at naturvidenskab i sig selv er en konstruktion, et produkt af en kompliceret historisk udvikling, som måske tilmed er specifik for den kulturkreds der har rod i området omkring det østlige Middelhav, så vil det også være let for os at glemme hvor fundamentalt naturvidenskabelige begreber og tankefigurer er indarbejdet i vores erkendelse.
• Endelig kan man betragte naturvidenskaben som en sum af viden. Som “det der står i lærebøgerne”. Set med denne optik (hvor man fx inden for fysikken ville betragte faget som bestående af begreber, sammenhænge, modeller, standardproblemer, matematiske metoder mv. knyttet til klassisk mekanik, termodynamik, relativitetsteori, kvantemekanik, atomfysik, faststoffysik, …) vil naturvidenskaberne som genstand for undervisning fremstå som et produkt, en færdigfremstillet viden, som skal formidles videre til den lærende.
  

Natur

I moderne naturfaglig læseplanstænkning og uddannelsespolitiske debatter står naturvidenskab som det centrale element i naturfagenes genstandsfelt. Der tales således eksempelvis om at “de naturvidenskabelige fag” styrkes med den nye gymnasiereform, og at kompetencebegrebets handlingsorientering peger på behov for at kunne begå sig i en verden præget af naturvidenskabelig og teknologisk udvikling.

Naturen som genstandsfelt står betydeligt svagere i en didaktisk tænkning, der i betydelig grad er præget af en mekanistisk og reduktionistisk verdensforståelse. Naturen opfattes således ofte mere eller mindre implicit som bestående af indbyrdes vekselvirkende enheder (fra kvarker til galakser) der tilsammen udgør en forståelig, rationel og mere eller mindre ordnet og deterministisk verden. Et sådant verdensbillede er naturligvis en uundværlig del af en naturfaglig dannelse, men kan det stå alene?

Naturfagene må også være det forum i uddannelserne hvor elever og studerende øger deres fortrolighed med naturen, hvor naturen opleves med alle sanserne åbne, hvor der kan reflekteres over forholdet mellem kultur og natur, og hvor ansvarlighed i forhold til naturen udvikles. Dette naturfagligt dannende formål realiseres ikke nødvendigvis bedst ud fra et mekanistisk verdensbillede der er dikteret af en meget stærk og fast forankret naturvidenskabelig tradition, og som på mange måder adskiller sig radikalt fra det natursyn der optræder i vores hverdagslivs mange sammenhænge.

Naturbegrebet er komplekst og en afklaring i didaktisk sammenhæng af dette og af relaterede begreber som natursyn og naturoplevelser ligger uden for denne artikels rammer. Der kan henvises til (Kruse, 2002) for en nyere dansksproget diskussion.

Naturfaglig uddannelseskultur

I strategiplanen er et separat kapitel afsat til at diskutere betydningen af en konstruktiv udvikling af naturfaglige kulturer på uddannelsesinstitutioner på alle niveauer. I antologiens artikel 5 beskriver Søren Dragsted problematiske elementer af den naturfaglige kultur i folkeskolen der kan forstås som:

… en subkultur i skolen. Den er skabt gennem fortløbende udveksling og udvikling af fagopfattelser, værdisæt, normer og praksisformer med henblik på at realisere naturfaglig undervisning i relation til skolens samlede opgave. (…) Skolens naturfaglige kultur rummer flere dimensioner. Det gælder fortolkning af indhold i

naturfag, realiseringen af samarbejde blandt skolens lærere samt de lokale praktiske rammer for arbejdet i skolen. (Dragsted, S., artikel 5).

En naturfaglig uddannelseskultur konstitueres af en naturfaglighed, en pædagogisk og didaktisk faglighed og bevidsthed samt fagligt og didaktisk fællesskab og dialog på uddannelsesinstitutionen. Denne dialog må naturligvis primært foregå i de kollegiale miljøer der dækker de enkelte undervisningsfag på naturfagsområdet, men den naturfaglige uddannelseskultur er et fælles anliggende for alle institutionens aktører.

1.2 Begrundelser & mål

Arbejdsgruppen havde fra strategiplanarbejdets begyndelse et ønske om at etablere et fælles begreb til diskussioner af overvejelser om begrundelser og mål for, samt indhold og evaluering af naturfaglig uddannelse og undervisning. Fire kandidater til et sådant begreb blev overvejet: scientific literacy, faglighed (natur- og kernefaglighed), dannelse og kompetence. Alle fire begreber er centrale i naturfagsdidaktiske diskussioner, og som det fremgår nedenfor er der et betydeligt overlap mellem dem, om end de på ingen måde er synonymer og har forskellige oprindelser og vægtninger af fx handlingsorientering og kritisk stillingtagen.

I dette afsnit præsenteres i kort form de oplæg til begrebsafklaring, der lå til grund for arbejdsgruppens beslutning om at benytte kompetencebegrebet. Sidstnævnte begreb og mulighederne for at operationalisere dette med henblik på naturfaglig undervisning er genstand for den efterfølgende artikel i antologien.

Scientific literacy

Scientific literacy (SL) har igennem en længere årrække været det centrale begreb i den engelsksprogede læseplansforskning og udvikling på naturfagsområdet. Direkte oversat til naturvidenskabelig alfabetisme leder begrebet tankerne hen på danskfagets (og andre sprogfags) ambition om at befolkningen skal have rådighed over skriftsproget med henblik på at kunne deltage kvalificeret i civilsamfundet. Henvisningen til civilsamfundet peger på en primær anvendelse af literacy til at beskrive de behov der er for at uddanne den brede befolkning til at kunne deltage i samfundet som kvalificerede medborgere. Det er også en sådan tolkning af scientific literacy der i de seneste 10 år er blevet fremherskende i den internationale læseplansforskning og udvikling. Der tales således ofte i samme åndedrag om Public Understanding of Science and Technology, Scientific Literacy for Citizenship og Science for all.

Mens der overfladisk set ikke hersker den store uenighed om at SL må referere til nødvendigheden af at uddanne befolkningen bredt til medborgerskab, er der betydelig mere divergerende opfattelser af hvordan begrebet operationaliseres og konkret lægges til grund for tilrettelæggelse af uddannelse og undervisning.

I PISA-undersøgelsen (se artikel 4) har et internationalt ekspertpanel udarbejdet en definition af SL med primært udgangspunkt i overvejelser om hvilke forudsætninger der i relation til det naturvidenskabelige område er nødvendige for at kunne forstå og deltage i beslutningsprocesser i et globaliseret videnssamfund. Definitionen har ligget til grund for udarbejdelsen af de blyantogpapiropgaver der i PISA 2000 er blevet brugt til evalueringen af 265.000 15årige elevers niveau for SL i 32 lande.

Den anvendte definition af SL er:

The capacity to use scientific knowledge, to identify questions and to draw evidencebased conclusions in order to understand and help make decisions about the natural world and the changes made to it through human activity. (Andersen et al., 2001).

Det er især værd at bemærke vendingerne to use og understand and help make decisions. SL i PISA handler altså ikke blot om besiddelse af noget viden, men om at være i stand til at anvende viden, identificere, konkludere og med det eksplicitte primære formål at kunne deltage i (demokratiske) beslutningsprocesser. PISAdefinitionen er således i høj grad handlingsorienteret og i øvrigt forsøgt forankret i en analyse af vidensog/eller informationssamfundets krav til borgerne.

Det handlingsorienterede element leder tankerne hen på det danske kompetencebegreb (se diskussionen nedenfor, samt i antologiens artikel 2) og i den danske PISArapport (Andersen et al., 2001) anvendes således også betegnelsen naturvidenskabelig kompetence i oversættelsen af Scientific Literacy (se artikel 4) ⁴.

Det er i en vurdering af PISAdefinitionen på SL væsentligt at holde sig formålet med definitionen for øje. Nok bygger begrebets operationalisering på en analyse af samfundets krav, men det har ligeledes været nødvendigt for ekspertpanelet at udarbejde en definition af SL som man med rimelighed kan gøre sig forhåbning om at måle et niveau for i en individuel, skriftlig prøve med opgaver der egner sig til at blive kodet og lagt til grund for statistiske analyser. Man kan derfor hævde om PISAundersøgelsen at den nok er i stand til at måle på en (betydelig) andel væsentlige elementer af SL, men at dette grundet undersøgelsens design af grundlæggende årsager ikke giver det fulde billede af et individs niveau af SL.

Naturvidenskabelig dannelse

Omkring begyndelsen af 1990’erne havde dannelsesbegrebet genvundet en central position i den pædagogiske forskning og debat efter i store træk i sin mere traditionelle form at have været erklæret afgået ved døden ca. 20 år tidligere (Laursen, 1994; Schnack, 1994). Det omtalte traditionelle pædagogiske dannelsesbegreb havde gjort sit indtog i 1800tallet med nyhumanistiske strømninger som forsøgte at modvirke truslen mod de klassiske (humanistiske) dannelsesidealer fra oplysningstidens rationelle og naturvidenskabelige orientering (Laursen, 1994).

Det nyhumanistiske dannelsesbegreb havde humanistiske studier og dyder som omdrejningspunkt og led i forhold til samfundsudvikling og uddannelsesbehov i slutningen af det 20. århundrede under sine elitære, apolitiske karaktertræk og under forståelsen af individet som tilpassende sig den herskende (dannede) diskurs. Der kunne peges på behov for et dannelsesprojekt som skulle være alment, fastholdes som politisk i demokratisk perspektiv og ikke blot knytte sig til det humanistiske område. Det skulle med det nye radikale dannelsesbegreb “ikke handle om at blive socialiseret på plads i systemet, men at blive dannet som politisk tænkende deltager (i modsætning til tilskuer) i demokratiet” (Schnack, 1994). Ifølge Karsten Schnack, der gennem årtier har været en af de danske hovedkræfter bag udviklingen, er ideerne om politisk dannelse i demokratisk perspektiv og modstillingen til tilpasning således centrale definerende aspekter ved det radikale dannelsesbegreb (Schnack, 1994).

Diskussionen om den naturvidenskabelige dannelse er fra begyndelsen af 90’erne opstået i kølvandet og inspireret af den ovenfor beskrevne udvikling. Dette er i Danmark fra begyndelsen foregået særlig markant på miljø- og sundhedsområdet med en videreudvikling af det radikale dannelsesbegreb og bl.a. deltagelse i det store nordiske udviklingsprojekt MUVIN på miljøundervisningsområdet (Breiting, Hedegaard, Mogensen, Nielsen, & Schnack, 1999).

Dannelsesdiskussionen er tydeligst slået igennem i læseplansarbejdet på folkeskoleområdet i forbindelse med Folkeskoleloven fra 1993. Eksempelvis fremhæves betydningen af naturvidenskabelig dannelse med henblik på deltagelse i beslutningsprocesser eksplicit i faghæftet for faget fysik/kemi:

Naturvidenskabelig dannelse er vigtig, både i forhold til hverdagslivet og med henblik på de beslutninger man som borger skal være med til at tage i et demokratisk samfund. (Undervisningsministeriet, 1995a).

På lignende måde tales i faghæftet for faget geografi om geografiens rolle i forhold til elevernes almene dannelse:

skolens virksomhed … skal gøre eleverne fortrolige med dansk kultur … bidrage til forståelse af fremmede kulturer … fremme elevernes forståelse af menneskers samspil med naturen. Alt dette skal tjene til at fremme skolens helt overordnede opgave med at forberede eleverne til medbestemmelse, medansvar, rettigheder og pligter i et samfund med frihed og folkestyre. I geografi skal eleverne i overensstemmelse hermed have mulighed for at udvikle engagement, selvstændig stillingtagen til og ansvarlighed overfor problemer vedrørende udnyttelse af vore omgivelser og konsekvenserne for miljø og levevilkår. (Undervisningsministeriet, 1995b).

Den naturvidenskabelige dannelsesdiskussion har de senere år også fundet vej til de videregående naturvidenskabelige uddannelser; eksempelvis i kraft af aktiviteter i regi af Dansk Center for Naturvidenskabsdidaktik (DCN). Institutionen udskrev eksempelvis i februar 2000 en priskonkurrence med problemstillingen “naturvidenskab, dannelse og kompetence set i relation til universitetsuddannelser”. Konkurrencen mundede ud i udgivelsen af tre bud på dannelsesdiskussioner (Hansen, Nielsen, Troelsen, & Winther, 2001).

Naturfaglig kompetence

Nærværende diskussion af begrebet kompetence er i betydelig grad inspireret af det grundige analysearbejde der er gennemført i KOMprojektet (Niss og Jensen, 2002). KOMgruppens arbejde repræsenterer formentlig den mest grundige danske didaktisk orienterede analyse af kompetencer knyttet til et bestemt fagområde.

I KOMprojektet defineres det overordnede kompetencebegreb kort som:

en betegnelse for nogens indsigtsfulde parathed til at handle på en måde, der lever op til udfordringerne i en given situation.

Der kan knyttes en række kommentarer til denne definition. For det første er der som med PISAdefinitionen af SL tale om et begreb som er orienteret mod handling (… at handle på en måde). Der ligger hermed også et normativt element i begrebet det er væsentligt at individet kan handle i forhold til sine omgivelser med henblik på at forandre, bidrage og deltage i forhold til de udfordringer der eksisterer. For det andet indgår ordet parathed og henviser til at den kompetente skal være udrustet med en vis vilje til eller ønske om at handle i den pågældende situation; motivation for at handle indgår altså som et element i kompetence. For det tredje udspiller individets kompetence sig aldrig i et tomrum (… i en given situation), men altså i en eller anden socialt og kulturelt konstitueret kontekst⁵. Det betyder også at kompetencer har bestemte funktionalitetsområder, og at det derfor ikke giver mening at hævde bredt og uspecificeret at et individ har et vist niveau af eksempelvis matematisk modelleringskompetence funktionalitetsområdet skal specificeres for at kompetencebegrebet tjener et formål.

Dette fører os til diskussionen af det formålstjenlige i overhovedet at introducere et kompetencebegreb i uddannelsespolitisk og didaktisk sammenhæng⁶. Her fremhæver KOM-gruppen tre pointer. Som det første kan en kompetenceanalyse på et bestemt fagområde give en karakteristik af fagligheden der kan være et slagkraftigt alternativ til en mere traditionel stoftænkning som i mange sammenhænge fører til uhensigtsmæssige pensumbaserede læseplaner og problemer med stoftrængsel. Eksempelvis er KOMprojektets kongstanke at otte matematikkompetencer i tilrettelæggelse og evaluering af undervisning i hele uddannelsessystemet erstatter den omfattende stofopdeling (geometri, aritmetik, integral- og differentialregning,…). Som det andet kan en kompetenceorienteret læseplanstænkning bidrage til at fokusere på brede tværfaglige uddannelsesmål og dermed give tværfagligheden i undervisningen bedre forudsætninger. Endelig kan man ved fastlæggelse af kompetencer som dækker læringsmål i hele uddannelsessystemet (med forskellig vægtning af de enkelte kompetencer på forskellige uddannelser og uddannelsesniveuaer) bidrage til at skabe mindre voldsomme overgangsproblemer mellem forskellige uddannelsestrin.

Det skal påpeges at KOMprojektets kompetencebegreb og definitionen af scientific literacy i PISAundersøgelsen tydeligvis deler en betydelig mængde tankegods; især hvad angår det handlingsorienterede element. Dette er baggrunden for at naturvidenskabelig kompetence er valgt som oversættelse af scientific literacy i den danske PISArapport (Andersen m.fl., 2001).

Endelig skal det nævnes at begrebet handlekompetence allerede fra slutningen af 80’erne blev bragt på banen i forbindelse med udviklingen af miljø- og sundhedsundervisningen. Begrebet blev introduceret som et retningsgivende element i problemstillinger vedrørende politisk dannelse, hvor sidstnævnte begreb dækker over behovet for opdragelse til demokrati. Handling er åbenlyst et central element og refererer til (forskel fra anden adfærd) til bevægelser, der er karakteriseret ved, at man er sig dem bevidst, og at de er reflekterede og målrettede (Schnack, 1993). Det er også væsentligt at notere sig inspirationen fra det kritiskpædagogiske dannelsesbegreb. Handlekompetence omfatter således også et element af kritik (af eksisterende diskurs), hvor “kritik” imidlertid ikke skal forstås som et spørgsmål om “at være imod”, men som en parathed til ikke blot at interessere sig for fænomenernes fremtræden, men også til at analysere bagvedliggende strukturer, betingelser og forudsætninger (Schnack, 1993).

Faglighedsbegreber

Den nuværende undervisningsminister har fra begyndelsen af sin embedsperiode sat fagligheden i undervisningen øverst på sin uddannelsespolitiske dagsorden. På dette sted vil vi kort diskutere to faglighedsbegreber som vurderes at være relevante for debatten om fremtidens naturfaglige uddannelser, kernefaglighed og naturfaglighed.

Kernefaglighedsbegrebet er problematisk på det naturvidenskabelige område fordi det rejser spørgsmål om hvor man søger “kernen”. Er det i videnskabsfaget eller undervisningsfaget? Det giver ikke mening at gøre dette i forhold til undervisningsfaget, da der i givet fald ville være tale om at definere en egenskab ved undervisningsfaget med udgangspunkt i undervisningsfaget selv. Hvis man imidlertid laver en analyse af “kernen” med udgangspunkt i videnskabsfagene på det naturvidenskabelige område og lægger denne til grund for en konstruktion af undervisningsfaget risikerer man da allerede fra starten at have lagt sig fast på en 1:1 relation mellem videnskabsfag og undervisningsfag?

Elementer af en almendannende naturfaglighed er:

• At kunne glædes ved, respektere og udvise ansvar over for naturen.
  
• At kende bærende ideer i dagens naturvidenskabelige verdensbillede - og nogle træk i dets historiske udvikling.
  
• At besidde og kunne trække på et vist niveau af almen, naturvidenskabeligt frembragt viden i relevante situationer.
  
• At forstå de metoder hvormed naturvidenskaber opnår viden og erkendelse, særligt betydningen af iagttagelse, eksperiment, model og den kvantitative tilgang.
  
• At forstå, respektere og værdsætte styrker og begrænsninger i naturvidenskabelige metoder, værdier, beviser og kendsgerninger.
  
• At kunne vurdere og bidrage til debatter om risici og erkende etiske, moralske og politiske spørgsmål i forbindelse med de handlemuligheder naturvidenskab og teknologi tilbyder, herunder at kunne skelne mellem videnskabelig argumentation og værdimæssige vurderinger i dagsaktuelle sociovidenskabelige problemstillinger.
  
• At forstå den rolle naturvidenskab og teknologi spiller som elementer i udviklingen af vores kultur og velfærdssamfund, at kunne forholde og formulere sig kritisk til den samt at forstå og imødegå andres kritik af naturvidenskaberne.
  
• At kende til naturvidenskabernes plads i vor kulturarv, fx i en idéhistorisk og filosofisk sammenhæng.
  

Teknologi indgår i listen ovenfor fordi den eksisterer i kraft af og i samspil med både natur og naturvidenskab. Samspillet mellem naturvidenskabelig forskning og teknologi er så essentielt at det vil være et forfejlet billede at give af nutidens naturvidenskab hvis ikke der heri indgår teknologiaspekter. Som det fremgår af det efterfølgende kapitel har flere udviklingstendenser i moderne læseplanstænkning netop været centreret om koblingen mellem naturvidenskab, samfund og teknologi.

Afsluttende kommentarer

Som nævnt har arbejdsgruppen valgt kompetencebegrebet som udgangspunkt for sine diskussioner. Følgende centrale pointer ved kompetencebegrebet lå bag dette valg:

• Det handlingsorienterede element er stærkt vægtet.
  
• Kompetencebegrebet tilbyder en strukturering af fagområdet der kan fungere som et stærkt alternativ til de traditionelle stofområder og den deraf afledte pensumbaserede undervisning.
  

“Paratheden til at handle” omfatter også paratheden til at reflektere kritisk over den eksisterende diskurs - og ens egen deltagelse heri (eksempelvis kritisk refleksion over naturvidenskabernes rolle som samfundsaktør).

I denne antologis artikel 2 nuanceres kompetencebegrebets teoretiske grundlag og det mulige operationalisering i naturfaglig undervisning.

2 Internationale udviklingstendenser på naturfagsområdet

Der beskrives her tre af de seneste årtiers indflydelsesrige internationale naturfaglige læseplansudviklingsprojekter. De første to projekter er allerede fyldigt og grundigt beskrevet i (Arbejdsgruppen for fysik og kemi, 2002), og de to første afsnit i dette kapitel er omredigerede resumer heraf.

2.1 Beyond 2000

I 1998 udgav den engelske Nuffield Foundation rapporten Beyond 2000 (Millar og Osborne, 1998) hvori en snes af Englands mest anerkendte naturfagsdidaktikere på baggrund af en række lukkede seminarer præsenterer en overordnet vision for naturfagsundervisningen på primært og sekundært niveau samt en række anbefalinger for den fremtidige læseplansudvikling. Beyond 2000 har opnået udbredt international anerkendelse og spiller en væsentlig rolle for udviklingen af nationalt science curriculum i England.

Anledningen til projektet var den stadig voksende bekymring i de forudgående tyve år for om naturfagsundervisningen i mål og indhold i grundskolen (5-16 år) er i overensstemmelse med den virkelighed børn og unge lever i. Formålet med seminarerne var at diskutere og overveje hvordan naturfagsundervisningen i UK kan forberede unge mennesker til et liv i det 21. århundrede.

I Beyond 2000 påpeges misforholdet mellem på den ene side indhold og form i den nuværende undervisning og på den anden side behov og interesser hos unge mennesker der bliver fremtidens samfundsborgere. Trods forskellige reformer i de senere årtier er naturfagsundervisningen i indhold og mål stadig fastlåst på grundlaget fra 1960’erne hvor den primære tanke var at sikre en forberedelse af eleverne til faste, livslange stillinger. Undervisningens primære formål dengang var at skabe en base for en fremtidig rekruttering af naturvidenskabsfolk og ingeniører i en periode præget af tillid til naturvidenskabens og teknologiens velsignelser for hele samfundet.

I dag rækker indlæring af objektive og værdifrie naturvidenskabelige love, regler og begreber ikke. Den hurtige teknologiske udvikling og globaliseringen har gjort det nødvendigt for den enkelte at have kendskab til naturvidenskab ud fra anderledes interesser og behov. Det er nu forandringer i folks dagligdag, nye krav på arbejdspladsen, politiske emner og spørgsmål om risici og sikkerhed, der skal begrunde en naturfagsundervisning som henvender sig til alle elever.

Der lægges i Beyond 2000 vægt på de forandringer der er sket i forholdet mellem offentlighed og naturvidenskab i de seneste tredive år. Til forskel fra begyndelsen af 1960’erne forholder offentligheden sig i dag til både positive og negative sider af den naturvidenskabelige og teknologiske udvikling. Naturvidenskabelig og teknologisk viden og information er ikke længere entydig, og for at kunne deltage i det politiske liv i et samfund der i stigende grad er præget af naturvidenskab og teknologi, har den enkelte borger brug for nye kompetencer. Skal demokratiet fortsat være sundt og levende, må naturvidenskab og teknologi i en eller anden form indgå i en bred almen uddannelse der kan give den enkelte interesse og selvtillid til på kritisk vis at deltage i politik og samfundsdebat.

Positive og negative konsekvenser følger af den massive anvendelse af naturvidenskab og teknologi overalt i samfundet. Journalister og eksperter underbygger deres udtalelser for og imod bestemte teknologier med naturvidenskabelig viden. For borgere og politikere er det vanskeligt at finde et naturvidenskabeligt udsagn der entydigt og endeligt kan afslutte en debat og begrunde en politisk beslutning i forbindelse med anvendelse af en bestemt teknologi.

Beyond 2000 giver en vision om en naturfagsundervisning for alle børn og unge, hvor målet er, at den skal forberede dem til et engageret og meningsfuldt liv i fremtiden. Rapportens mange anbefalinger for en sådan undervisning skal samlet betragtes som en platform fra hvilken et mere relevant indhold og forandrede undervisningsformer i naturfagene kan udspringe.

Scientific literacy skabes ved at undervise efter en læseplan der har følgende mål:

• at støtte og udvikle børns og unges nysgerrighed over for deres naturgivne og menneskeskabte omverden og opbygge selvtillid til egne evner til at undersøge, hvorledes den opfører sig. Undervisningens indhold skal skabe en følelse af forundring, begejstring og interesse for naturvidenskab så unge føler sig tillidsfulde og kompetente til at engagere sig i naturvidenskab og teknologi.
  
• at hjælpe børn og unge til at opnå en bred og generel forståelse af naturvidenskabens vigtige ideer og forklaringsmodeller, og hvordan man foretager en undersøgelse forhold som har haft stor indvirkning på vore materielle omgivelser og på vores kultur i almindelighed så de er i stand til:
  
  - at forstå og værdsætte betydningen af disse ideer og modeller;
  
  - at forstå og værdsætte begrundelser for beslutninger (fx vedrørende ernæring, medicinsk behandling eller energiforbrug) som de måtte ønske eller blive tilrådet at foretage både nu og senere i livet;
  
  - at forstå og forholde sig kritisk til medierapporter om forhold med naturvidenskabeligt indhold;
  
  - at have og udtrykke en personlig mening om forhold med naturvidenskabeligt indhold som bliver politiske emner og måske selv blive aktivt involveret i nogle af disse;
  
  - at erhverve sig yderligere viden når det er nødvendigt, enten af interesse eller af erhvervsmæssige grunde.

Rapporten opsamler en række kontante anbefalinger for naturfagsundervisningen:

• Læseplanen for de 5-16 årige skal sigte mod at tilvejebringe scientific literacy (se ovenfor).
  
• Der er behov for at strukturere læseplanen for de højeste klassetrin, de 14-16årige så den her differentierer mere eksplicit mellem de elementer i den som er designet med det formål at øge elevernes scientific literacy, og de elementer som introducerer til en mere målrettet uddannelse i naturvidenskab, således at behovet for det sidste ikke kommer til at forvrænge det første.
  
• Læseplanen skal indeholde en klar fremstilling af sine mål: gøre klart hvorfor det betragtes som værdifuldt for alle elever at lære naturvidenskab, og hvad de skal opnå gennem oplevelsen. Målene skal være klare og letfattelige for lærere, elever og forældre. Målene skal være realistiske og opnåelige.
  
• Læseplanen skal fremstå klar og enkel og dens indhold skal følge af de fremsatte mål (se ovenfor). Naturvidenskabelig indsigt introduceres bedst vha. et antal af naturvidenskabens store fortællinger.
  
• Aspekter af teknologi og videnskabelige anvendelser skal inkorporeres i læseplanen.
  
• Eleverne skal opnå forståelse for nogle af grundideerne i naturvidenskab dvs. ideer om måderne på hvilke pålidelig viden om naturen er blevet - og bliver opnået. Evalueringsformer skal opmuntre lærerne til at fokusere på elevernes evne til at forstå og fortolke naturvidenskabelig information og til at diskutere kontroversielle emner ligesåvel som på elevernes viden og forståelse af naturvidenskabelige ideer.
  
• Der skal etableres en formel procedure hvor innovative tilgange til naturvidenskabelig undervisning afprøves i et begrænset omfang, på en repræsentativ række af skoler og i en afgrænset periode. Disse innovationer skal evalueres, og resultatet heraf bruges til efterfølgende ændringer på nationalt plan.
  

Rapportens måske mest markante udmeldinger handler om hvem undervisningen for 5-16 årige skal tilrettelægges med hensyn til. Her er ingen slinger i valsen når det fastslås at (Beyond 2000, 1998, kap. 4):

It is our view, that the enormous impact of the products of science on our everyday lives, and of scientific ideas on our common culture, justify the place of science as a core subject of the school curriculum, studied by all people from 5 to 16.

Forfatterne tager den fulde konsekvens af dette synspunkt og kommer med en modig og klar udmelding som gør op med årtiers grundlæggende problem i de almendannende uddannelsers naturfagsundervisning (i såvel England som Danmark), nemlig på samme tid at ville tilrettelægge undervisningen med udgangspunkt i såvel alles behov som i de fås behov:

… the 5-16 science curriculum will be an end in itself, which must provide both a good basis for lifelong learning and a preparation for life in a modern democracy. Its content and structure must be justified in these terms, and not as a preparation for further, more advanced study.

Ifølge Beyond 2000 skal samfundets behov for unge der vælger naturvidenskabelige og tekniske studier, naturligvis også tilgodeses. Dette skal imidlertid ske ved at gøre en ekstra indsats for denne gruppe fra det fjortende år, mens kræfterne for de 5-14 årige skal lægges i at gøre naturfag til en sag for alle.

2.2 Om Project 2061

Project 2061 er et ambitiøs amerikansk K12-projekt⁷, som har rødder helt tilbage til en rapport udgivet i 1983 af The National Commission on Excellence in Education med den alarmerende titel A Nation at Risk: The Imperative for Educational

Reform. Rapporten forsøgte på at bidrage til en forståelse af det daværende USA’s dårlige økonomi og på at forklare hvorfor så få søgte uddannelser inden for de naturvidenskabelige, teknologiske og matematiske områder. Uddannelser inden for disse områder bliver traditionelt anset for at danne grundlaget for en god økonomi. I rapporten blev problemer i økonomien og manglen på ingeniører kædet sammen med grundlæggende problemer i de primære og sekundære niveauer i undervisningssystemet.

Kommissionen advarede mod en national krise i USA’s undervisningssystem og opfordrede indtrængende til at reformere systemet. Dets faldende standard blev anset for at være hovedårsagen til at USA’s førerposition inden for handel, industri og teknologiudvikling var blevet overtaget af andre nationer rundt omkring i verden. Rapporten gik så langt som til at sammenligne situationen med en krigstilstand.

Kommissionens bekymring rakte imidlertid videre end til de samfundsøkonomiske problemer. Den drejede sig også om hvorvidt den enkelte amerikaner ville være i stand til at leve et meningsfuldt liv i fremtidens samfund, og om han eller hun ville kunne bidrage til at styre landet. Uden en høj standard inden for undervisningssystemet ville fremtidens amerikanere ikke kunne udnytte de mange muligheder, og de ville heller ikke være i stand til på demokratisk vis at komme til en fælles forståelse af og finde fælles løsninger på de mange samfundsmæssige problemer af voksende kompleksitet som udviklingen også ville skabe.

Som en direkte følge af A Nation at Risk tog the American Association for the Advancement of Science (AAAS) i 1985 initiativ til et projekt som skulle reformere læseplan og undervisning i naturvidenskab, matematik og teknologi. Amerikanernes uvidenhed inden for disse tre områder blev beskrevet som mangel på scientific literacy.

AAAS nedsatte en projektgruppe som fik til opgave at angive retningslinier for hvordan undervisning kan skabe mening hos børn og unge, få dem til at tænke kritisk og selvstændigt og til at leve et interessant, ansvarsbevidst og produktivt liv i en kultur som i stigende grad formes af naturvidenskab og teknologi. Med andre ord var gruppens opgave at bestemme hvad næste generation af amerikanere skulle vide og kunne i naturvidenskab, matematik og teknologi for at de kunne betegnes som “scientific literate”.

Halley’s komet var synlig på nattehimlen på daværende tidspunkt, og projektdeltagerne prøvede at forestille sig hvilke teknologiske forandringer et barn født i 1985 ville opleve inden kometen kom tilbage i 2061. Reformprojektet blev døbt Project 2061 for derved at understrege at en meningsfuld undervisningsreform bør være langsigtet.

Project 2061 arbejder ud fra fire grundlæggende retningslinjer:

1) “The ends come first”

Inden man går i gang med at undervise i børnehaveklassen, skal det være klargjort hvad eleverne forventes at have af viden og færdigheder når de forlader skolen 13 år senere. Undervisning i naturvidenskab, matematik og teknologi i de mellemliggende år skal sikre at eleverne opnår et vist niveau af scientific literacy når de forlader skolen. Indholdsovervejelser tager udgangspunkt i en vurdering af om størstedelen af eleverne faktisk er i stand til at (nå at) tilegne sig det pågældende stof.

2) “Quality, not quantity”

Det er en fundamental præmis ved Project 2061 at skolerne ikke skal have instruks om at undervise i mere og mere indhold/pensum for at dygtiggøre eleverne, men i stedet søge ind til kernen. Der argumenteres for at pensum og meget undervisningsmateriale i naturvidenskab indeholder for mange emner og for meget af sidste nyt inden for naturvidenskab og teknologi. Færre, men centrale emner skal give elever og lærere tid og muligheder til at fordybe sig i de enkelte emner. Der argumenteres altså her på samme måde som ved introduktionen af kernefaglighedsbegrebet (s. 40); den til stadighed forøgede naturvidenskabelige viden og fokuseringen på nye kompetencer fordrer at “der skæres ind til benet”.

3) “Nothing is simple”

Ud fra en erkendelse af at undervisningssystemet er et komplekst system med en tendens til at fastholde sine traditioner og normer, fastslår Project 2061 at reformer skal underbygges med råd og vejledning og referencemateriale til de implicerede parter så systemet ikke falder tilbage til tiden før reformen. En undervisningsreform drejer sig ikke kun om ændring af undervisningens mål, indhold og form, men involverer også læreruddannelse, evalueringsformer, lokal skolepolitik, forældre og erhvervsliv.

4) “Teachers are central ”

En levende og inspirerende undervisning kan kun udføres af læreren. Uden hans/hendes ideer, forslag og vurderinger bliver reformplaner kun øvelser for fantasien. Lærerne er nøglen til fremtidens skole. De kan skabe den, men kun hvis de har mulighederne derfor. Lærere skal derfor have arbejdsro og tid til diskussioner og kurser. De skal have referencemateriale, rejsemidler og akademiske samarbejdspartnere. De skal også have “redskaber” til at kunne designe undervisningsplaner og give dem indhold.

Den første udmelding fra Project 2061 kom i en rapport fra 1989, med titlen Science for All Americans (American Association for the Advancement of Science, 1989). Den publikations hovedformål er at danne en begrebsmæssig basis for reformprojektet ved at identificere og beskrive den scientific literacy, som alle elever bør have opnået som en konsekvens af deres samlede skoleoplevelser i naturvidenskab, matematik og teknologi på det tidspunkt hvor de forlader det sekundære uddannelsesniveau.

• at være fortrolig med den naturbundne verden og forstå både dens mangfoldighed og dens helhed,
  
• at forstå nogle af de vigtige måder hvorpå naturvidenskab, matematik og teknologi afhænger af hinanden,
  
• at forstå naturvidenskabens nøglebegreber og principper,
  
• at have evne for naturvidenskabelig tænkemåde,
  
• at forstå at naturvidenskab, matematik og teknologi er menneskeskabte projekter; og have forståelse for hvad det betyder for deres styrker og begrænsninger og
  
• at kunne anvende naturvidenskabelig viden og tænkemåde til individuelle og samfundsrelaterede formål.
  

Behandlingen af det naturvidenskabelige område i Science for All Americans adskiller sig fra mere traditionelle analyser på to punkter. For det første søges grænser mellem delemner opblødt, og forbindelserne er vægtlagt. For det andet søges mængden af detaljer som det forventes at elever skal beherske, begrænset, og der lægges i stedet mere vægt på ideer, begreber og ræsonnementer. Der anbefales at medtage emner som normalt ikke optræder i (de amerikanske) skolers læseplaner: det naturvidenskabelige projekts natur, relationer og vekselvirkning mellem naturvidenskab, matematik, teknologi og samfund, viden om de vigtigste episoder i naturvidenskabens og teknologiens historie; samt de vigtigste begrebsmæssige temaer som karakteriserer næsten al videnskabelig tænkning.

2.3 STS-bevægelsen

Det er ikke en simpel sag at beskrive STS-bevægelsen og dens indflydelse på den internationale læseplanstænkning på “scienceområdet”. Der er, i modsætning til Projekt 2061 og Beyond 2000, ikke tale om et veldefineret, målrettet og afgrænset læseplansprojekt. Der er derimod netop tale om en ikke-formalise ret bevægelse som er udsprunget af diskussioner i 1960’erne inden for naturfagsdidaktiske og videnskabssociologiske kredse (Solomon og Aikenhead, 1994), og som siden i kraft af gennemførelse af en lang række forsøgsundervisningsprogrammer har bidraget til at etablere mange af de centrale elementer i moderne naturfagsdidaktisk tænkning. Der gives i denne sammenhæng en kortfattet beskrivelse af centrale STS-elementer og læseren henvises for yderligere diskussioner til de to antologier (Solomon og Aikenhead, 1994; Kumar og Chubin, 2000).

Det helt overordnede didaktiske udgangspunkt er at naturvidenskab, teknologi og samfund (Science, Technology, and Society heraf akronymet STS) skal ses i sammenhæng. Fokus i de utallige dokumenterede STS-programmer som ikke mindst præger det nordamerikanske uddannelsessystem, dækker imidlertid et bredt spektrum fra miljøspørgsmål, etiske problemstillinger til erhvervsliv og politiske beslutningsprocesser (Kumar og Chubin, 2000).

I en nylig status over de seneste års erfaringer inden for (nordamerikansk) STS-undervisning fremhæver Altschuld og Kumar følgende fire overordnede formål:

• (to) prepare students to use science for improving their own lives and as a corollary to be able to better understand and cope with an increasingly technological society;
  
• (to) enable students as the progress through life to deal in a responsible manner with technologysociety issues;
  
• (to) identify a body of knowledge that would enable them to deal with sciencetechnologysociety issues;
  
• (to) acquire knowledge and understanding about career opportunities in the field
  

(Altschuld og Kumar, 2000).

Tankegangen kan siges at være at elevers arbejde med undersøgelse af aktuelle naturvidenskabeligt og teknologisk tunge samfundsmæssige problemstillinger skal øge opmærksomheden på og forståelsen af samspillet mellem de mange sociale, tekniske, politiske og økonomiske faktorer der indgår i sådanne problemstillinger. Der ligger endvidere en tydelig elevcentreret tankegang i STSfilosofien eget valg af problemformuleringer øger motivationen for at dykke ned i sagens indhold.

En række af de tanker der karakteriserer STSbevægelsen har også haft stor indflydelse på udviklingen af dansk naturfaglig undervisning. Den tværfaglige og ikkevidenskabscentrerede, problemorienterede projektundervisning på Roskilde Universitetscenter er et tidligt eksempel herpå. Ligeledes er indførelsen af faget natur/teknik i folkeskolen i international sammenhæng blevet fremhævet som et eksempel på at et land i en national læseplan har “turdet” realisere et fuldblods STSprogram (Fensham, 2002).

2.4 Opsamling på Beyond 2000, Project 2061 og STS

De tre ovenfor beskrevne projekter repræsenterer en række udviklingstendenser i de seneste årtiers læseplanstænkning på naturfagsområdet. Nogle af disse er fremhævet i følgende korte resumé hvor de manglende nuancer og den generaliserede internationale kontekst skal holdes i baghovedet ved læsningen.

• “Science for all”: Det er af afgørende betydning for et moderne naturvidenskabeligt og teknologisk præget (risiko)samfund at alle borgere opnår en betydelig grad af naturfaglig kompetence med henblik på at kunne deltage i demokratiske processer, handle i forhold til eget liv og forstå den verden de lever i. Dette formål er så vigtigt at et samtidigt ønske om at uddanne et mindretal af befolkningen til en teknisk/naturvidenskabelig karriere ikke må ligge til hindring for dets opfyldelse (dette er understreget i Beyond 2000).
  
• Fokus på samspil med teknologi og samfund: Teknologiudvikling er et så betydningsfuldt element i samfundsudviklingen og koblingen til det naturvidenskabelige område er så stærk at teknologi- og samfundsaspekterne i vid udstrækning må integreres i naturfagsundervisningen.
  
• Fagintegration: I overvejende almendannende uddannelser må man med udgangspunkt i naturfagenes rolle som betydningsfuld bidrager til uddannelse til medborgerskab i videre udstrækning end tidligere arbejde med at integrere de enkelte undervisningsfag på naturfagsområdet.
  
• Læseplaner hænger fast i gammeldags tænkning: Læseplaner hænger i vid udstrækning fast i traditionelle og ikkeholdbare forståelser af naturvidenskab og naturvidenskabelige discipliner samt af pædagogiske forhold som læring og undervisning.
  
• Udvikling af læseplansredskaber: Såvel Projekt 2061 som Beyond 2000 lægger vægt på at de teoretiske overvejelser om naturfagenes indhold og form ikke i sig selv kan føre til en radikal ændring af undervisningspraksis. For at sikre dette skal teoretisk arbejde og læseplansudviklinger følges op af kvalificerede udviklinger af forskellige former for redskaber, der reelt gør naturfagsunderviserne i stand til at ændre deres praksis. I en dansk undervisningskontekst kunne sådanne redskaber eller initiativer omfatte etablering af et korps af naturfagskonsulenter, der kan bidrage til udvikling af den lokale naturfaglige uddannelseskultur, til introduktion af nye undervisnings- og evalueringsformer og til formulering af lokale læseplaner og lignende. Undervisningsmaterialer, som lever op til moderne forståelser af læring, undervisning og naturvidenskab som genstand for uddannelse samt til målog formålsbeskrivelser i nationale læseplaner, repræsenterer et andet område, hvor der er behov for massivt at støtte en positiv udvikling.
  

3 Referencer

Altschuld, J. W., & Kumar, D. D. (2000). Thoughts about the evaluation of STS more questions than answers. In D. D. Kumar & D. E. Chubin (Eds.), Science, Technology, and Society A sourcebook on research and practice. New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers.

American Association for the Advancement of Science. (1989). Science for all Americans: A Project 2061 report on goals in science, mathematics and technology. Washington DC: AAAS.

American Association for the Advancement of Science. (1993). Benchmarks for science literacy. Washington DC: AAAS.

Andersen, A. M., Egelund, N., Jensen, T. P., Krone, M., Lindenskov, L., & Mejding, J. (2001). Forventninger og færdigheder danske unge i en international sammenligning. København: Amternes og Kommunernes Forskningsinstitut, Danmarks Pædagogiske Universitet og Socialforskningsinstituttet.

Andersen, N., Busch, H., Horst, S., & Troelsen, R. (2003). Fremtidens naturfaglige uddannelser. Naturfag for alle vision og oplæg til strategi. København: Undervisningsministeriet.

Arbejdsgruppen for fysik og kemi. (2002). Fysik og kemi Naturvidenskabforalle. København: Ministeriet for Videnskab, Teknologi og Udvikling.

Breiting, S., Hedegaard, K., Mogensen, F., Nielsen, K., & Schnack, K. (1999). Handlekompetence, interessekonflikter og miljøundervisning MUVINprojektet: Odense Universitetsforlag.

Dohn, A.M. (2002, 21. februar). Forsker: Folkeskolens naturfag er en katastrofe. JyllandsPosten, pp. 16.

Fensham, P. J. (2002). Time to Change Drivers for Scientific Literacy. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education, 2(Januar 2002), 9-24.

Hansen, T. B., Nielsen, K. H., Troelsen, R. P., & Winther, E. (2001). Naturvidenskab dannelse og kompetence. Aalborg: Aalborg Universitetsforlag.

JyllandsPosten. (2002, 22. februar). Naturkatastrofe. JyllandsPosten, pp. 10.

Kompetencerådet. (1999). Kompetencerådets rapport 1999. København: Kompetencerådet Strategisk Forum Mandag Morgen.

Kruse, S. (2002). Naturoplevelsernes didaktik iagttagelser af de iscenesatte naturoplevelser med naturvejledning som eksempel. Unpublished Ph.d., Danmarks Pædagogiske Universitet, København.

Kumar, D. D., & Chubin, D. E. (Eds.). (2000). Science, Technology, and Society A sourcebook on research and practice. New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers.

Laursen, P. F. (1994). Dannelsens genopstandelse. In K. Schnack (Ed.), Fagdidaktik og Dannelse i et demokratisk perspektiv (Vol. 10): Danmarks Lærerhøjskole.

Millar, R., & Osborne, J. (Eds.). (1998). Beyond 2000: Nuffield Foundation.

Nielsen, H., & Nielsen, K. (2002, d. 15.19. juni). Perspektivet må udvides: Hvis de skal være almendannende, må de hårde naturfag inddrage videnskabs- og teknologihistorie! Paper presented at Det 7. nordiske forskersymposiet om undervisning i naturfag i skolen, Kristianssand.

Niss, M., & Jensen, T. H. (2002). Kompetencer og matematiklæring. Ideer og inspiration til udvikling af matematikundervisning i Danmark. København: Uddannelsesstyrelsens temahæfteserie nr. 18-2002. Undervisningsministeriet.

Schnack, K. (1993). Handlekompetence og politisk dannelse. In B. B. Jensen & K. Schnack (Eds.), Handlekompetence som didaktisk begreb. København: Danmarks Lærerhøjskole.

Schnack, K. (1994). Dannelse som et pædagogisk perspektiv. In K. Schnack (Ed.), Fagdidaktik og Dannelse i et demokratisk perspektiv (Vol. 10): Danmarks Lærerhøjskole.

Solomon, J., & Aikenhead, G. (Eds.). (1994). STS Education. International perspectives on reform. New York: Teachers College Press.

Undervisningsministeriet. (1995a). Faghæfte Fysik/kemi (Vol. 16): Undervisningsministeriet, Folkeskoleafdelingen.

Undervisningsministeriet. (1995b). Faghæfte Geografi (Vol. 14): Undervisningsministeriet, Folkeskoleafdelingen.

Undervisningsministeriet. (2000). Uddannelsesredegørelse 2000. København: Undervisningsministeriet.

1) Et eksempel på dette er debatten i JyllandsPosten d. 21. og 22. februar 2002, hvor lederen med udgangspunkt i en udokumenteret korrelation mellem de danske PISAresultater og natur/teknikfagets problemer gjorde sig til talsmænd for en styrkelse af “de klassiske naturfag som eksempelvis fysik, kemi, biologi og geografi” (Dohn, 2002; JyllandsPosten, 2002).
2) Se fx artikel 3 i denne antologi.
3) En nuancering er nødvendig her. Det er rigtigt at geografi er et skolefag, men det er ikke holdbart at tale om geografi med reference til ét naturvidenskabeligt fag. Dele af de videnskabelige geografiske discipliner er naturvidenskabelige, og dele er samfundsvidenskabelige eller humanistiske. Man har imidlertid i skolen valgt at lægge de geografiske discipliner sammen med de øvrige naturfag. Derimod må geologi betegnes som et naturvidenskabeligt konstitueret fag; et fag som undervisningsfaget geografi også er forpligtet på i folkeskole og gymnasium. Imidlertid opfattes geologi som videnskabsfag oftest som selvstændigt og ikke underordnet geografi. I andre lande er læseplanstænkningen på dette område anderledes, og i nogle har man klaret problemet ved at splitte geografiområdet op i “earth science” og “social science”.
4) Det skal imidlertid her bemærkes at man på norsk har valgt at benytte begrebet “naturvidenskabelig dannelse” som oversættelse af PISAprojektets SLdefinition.
5) Her skal social og kulturel kontekst forstås meget bredt. Arbejdet hjemme ved den grønne skrivebordslampe med at løse en fysikopgave om en vogn på et skråplan foregår således heller ikke i et tomrum, men bygger på forståelse af en masse kulturelle koder og værdier, metoder som er etableret gennem hundrede år ved debat i utallige fællesskaber af fysikere om “hvordan man gør når man angriber et problem”. Pointen her er at den kompetence der gør den studerende i stand til at handle i skrivebordskonteksten, ikke nødvendigvis og automatisk gør ham eller hende i stand til at handle i en problemløsningssituation i fx erhvervslivssammenhæng.
6) Det skal her indskydes at “kompetence” som bekendt optræder i to former i hverdagssproget. I den første betydning handler det om have opnået en formel kompetence der blåstempler en person i en given erhvervsmæssig sammenhæng; fx som dyrlæge eller lign. Denne betydning af ordet omtales i KOMprojektet som “autorisation”. Den anden betydning om at være god til noget er naturligvis den relevante i didaktisk sammenhæng.
7) K12 er betegnelsen for uddannelsesspændet mellem det amerikanske Kindergarten og 12th grade, altså hvad vi Danmark ville kalde grundskolen og ungdomsuddannelserne.