3 PISA og andre internationale komparative undersøgelser

Af Annemarie Møller Andersen & Marit Kjærnsli

I begyndelsen af december 2001 blev PISAundersøgelsens resultater offentliggjort samtidigt af OECD (OECD, 2001) og i de deltagende lande, herunder Norge og Danmark. Begge lande har tidligere deltaget i internationale komparative undersøgelser vedrørende det naturvidenskabelige område. Norge deltog i begyndelsen af 1980’erne i SISS (Second International Science Study), og begge lande deltog i 1990’erne i TIMSS (Third International Mathematics and Science Study) hvorfra den første danske rapport der handler om matematik og naturvidenskab i folkeskolen, udkom i 1996 (Weng, 1996). Andre rapporter fulgte (bl.a. Allerup, Bredo m. fl., 1998). Timingen af TIMSS kan set fra en dansk synsvinkel siges at være uheldig. Undersøgelsen blev gennemført under én folkeskolelov og offentliggjort under en anden lov der indførte faget natur/teknik med henblik på styrkelse af det naturvidenskabelige område (det naturfaglige område). I det følgende vil TIMSS blive inddraget hvor det er relevant; men hovedvægten vil ligge på behandlingen af PISA (OECD Programme for International Student Assessment).

Institutt for Lærerutdanning og Skoleutvikling (ILS), Universitetet i Oslo, står for den norske del af undersøgelsen. Den norske rapport med titlen “Godt rustet for framtida? Norske 15åringers kompetense i lesing og realfag i et internasjonalt perspektiv” er udarbejdet af Svein Lie, Marit Kjærnsli, Astrid Roe og Are Turmo (Lie m. fl., 2001).

I Danmark gennemføres PISA af et konsortium bestående af Amternes og Kommunernes Forskningsinstitut (AKF), Danmarks Lærerhøjskole (DLH), Danmarks Pædagogiske Institut (DPI) og Socialforskningsinstituttet (SFI). Fra juli 2000 deltager Danmarks Pædagogiske Universitet (DPU) efter fusioneringen af DLH og DPI. Den danske rapport med titlen “Forventninger og færdigheder danske unge i en international sammenligning” er udarbejdet af Annemarie Møller Andersen, Niels Egelund, Torben Pilegaard Jensen, Michael Krone, Lena Lindenskov og Jan Mejding (Andersen m. fl., 2001).

Ved udarbejdelsen af dette notat har vi, som medforfattere til henholdsvis den norske og den danske rapport, en del steder tilladt os at anvende uddrag af rapporterne uden citationstegn. Med hensyn til den tekniske baggrund for undersøgelsen henvises til rapporterne.

1 Formål og metode

1.1 Formål

PISA (Programme for International Student Assessment) er et stort komparativt internationalt projekt i regi af OECD (Organisation for Economic Cooperation and Development). Projektet har som mål at sammenligne 15åriges kundskaber og færdigheder samt deres evne til at reflektere over egne kundskaber og erfaringer i læsning, matematik og naturfag. Ud fra et sæt rammer (framework) som blev udviklet til undersøgelsen, ønsker man at belyse i hvilken grad elever der næsten har fuldført den obligatoriske skolegang, har tilegnet sig færdigheder og kundskaber som regnes for at være nødvendige for at kunne deltage i samfundet. Princippet for disse rammer er bestemt på et politisk niveau og udviklet videre af en international gruppe af fagpersoner fra de tre kompetenceområder (OECD, 1999 og 2000).

Man ønsker også at se på udviklingen over tid ved at gennemføre en undersøgelse hvert tredje år. Dette notat omhandler resultater fra den første undersøgelse, fase 1, som fandt sted i foråret 2000. Alle tre kundskabsområder læsning, matematik og naturfag bliver dækket hver gang, men to tredjedele af testtiden vil rette sig mod det som er hovedområdet. I fase 1, også benævnt PISA 2000, var hovedområdet læsning. I fase 2, PISA 2003, vil matematik være hovedområdet, og i fase 3, PISA2006, er det naturfag som skal være hovedområde. Ved at dække alle de tre fagområder hvert tredje år vil det være muligt for hvert land at få en systematisk oversigt over elevernes udvikling inden for hvert af disse centrale kundskabsområder.

Målet for projektet er at lave pålidelige indikatorer for 15årige elevers kompetencer inden for læsning, matematik og naturfag for på den måde at svare på hvor godt skolen forbereder eleverne til at møde udfordringer i fremtiden. Disse indikatorer skal beskrive elevkompetencer i forskellige lande, og hensigten er at de skal kunne hjælpe skolemyndighederne med at forbedre skolesystemet.

I tidligere internationale komparative undersøgelser som for eksempel TIMSS (Third International Mathematics and Science Study) har man koncentreret sig mere om “skolekundskaber”, idet testen har været baseret på deltagerlandenes læseplaner. I PISA tager man ikke udgangspunkt i landenes læseplaner og skolefagenes “pensum”, men man tager hovedsageligt sigte på at måle dels hvor gode eleverne er til aktivt at bruge kundskaber og erfaringer, og dels undersøge hvordan eleverne forholder sig til emner som antageligt også i fremtiden vil være relevante. PISAundersøgelsen er baseret på en international konsensus på politisk niveau blandt OECDlandene om det der anses for at være vigtigt at kunne i årene fremover. Der er udviklet et sæt rammer (OECD, 1999 og 2000) som detaljeret beskriver hvad der måles inden for hvert fagområde.

1.2 Metode og udvalg

Populationen i undersøgelsen omfattede 15årige, defineret som alle elever der er født i 1984. I modsætning til i mange andre undersøgelser har man her valgt alder og ikke klassetrin som basis for udvælgelsen. Det vil sige at man undersøger en hel årgang uafhængigt af hvor mange år eleverne har gået i skole i de enkelte lande.

I Danmark deltog 4242 elever født i 1984 i OECDPISA. Af disse elever gik 90,15% i folkeskoler/grundskoler, langt de fleste i 9. klasse, og 8,84% i efterskoler. Da danske elever i gennemsnit er syv år når de starter i 1. klasse, mod seks år i mange andre lande, blev der gennemført en DanskPISA for elever født i 1983 og stadig under uddannelse. I denne undersøgelse deltog 2224 elever, hvoraf 34,8% gik i folkeskole, 31,9% på efterskole og 19,6% i gymnasium/hfkursus. Størrelsesforskellen på de to danske populationer (1984- og 1983årgangen) betyder at DanskPISA (16årige) er behæftet med lidt større usikkerhed end undersøgelsen af de 15årige (en nærmere redegørelse findes i den danske PISArapport).

Der var strenge internationale kriterier for hvilke elever som eventuelt kunne ekskluderes fra undersøgelsen. Stort set drejede det sig om elever der var så fysisk eller psykisk funktionshæmmede at de ikke var i stand til at besvare opgaverne, eller fremmedsprogede elever som ikke kunne tilstrækkeligt af testens sprog (fx dansk eller norsk) til at læse teksten. Et hovedprincip var at undersøgelsen skulle være så inkluderende som muligt.

Da dansk og norsk skole har en relativ høj grad af integration, blev flere elever ekskluderet på skoleniveau end i andre lande. Til gengæld har nogle andre lande flere specialskoler som blev ekskluderet. Det samlede resultat blev omtrent det samme for alle lande. I 2000 blev det nøjagtige antal ekskluderede elever i alle lande registreret, og det viste sig at denne procentandel var relativt lav. Forskellen fra land til land er lille og uvæsentlig når det drejer sig om at sammenligne gennemsnitspræstationer fra land til land (OECD, 2001, tabel s. 232).

1.3 Testen

PISAundersøgelsen er en skriftlig test hvor den faglige del er beregnet til to gange 60 minutter. For at få testet så mange opgaver som muligt var der udarbejdet ti forskellige hæfter, men hver elev skulle kun besvare et hæfte. De fleste hæfter indeholdt opgaver fra alle tre fagområder. Desuden skulle eleverne svare på et spørgeskema med spørgsmål om deres baggrund som køn, alder, nationalitet, hvilket sprog de taler hjemme, og hvilke aktiviteter de deltager i. Videre var der spørgsmål til eleverne om familiebaggrund, som hvem og hvor mange de bor sammen med, mors og fars uddannelse og erhverv samt en række spørgsmål, som skulle opfange familiens kulturelle og økonomiske kapital. Der var også spørgsmål til eleven om undervisning og andre forhold ved skolen. Der var ikke spørgsmål til lærerne som i TIMSS, og PISA kan derfor ikke sige noget om hvilken undervisning eleverne har fået i naturfag.

Skolelederen på hver deltagerskole skulle svare på et skolespørgeskema hvor der var spørgsmål om skolens beliggenhed, skole- og klassestørrelse, ressourcer, organisering af skolen, ansvarsområder, antal lærere i hel- og deltidsstillinger, undervisningsforhold samt lærerklima. Internationalt er der lagt stor vægt på at studere sammenhænge mellem skoleforhold og elevpræstationer for på den måde at prøve at finde ud af hvad der karakteriserer “den gode skole”.

Fagopgaverne i PISA 2000 tager udgangspunkt i de internationale rammer som er udviklet til undersøgelsen (OECD, 1999 og 2000), og der er som nævnt mere fokus på nyttige og relevante sider af fagene end de mere fagspecifikke sider. Der er derfor i mindre grad spørgsmål som alene kræver ren faktakundskab. Opgaverne er som hovedregel organiseret i opgaveenheder der hver består af en tekst med en række opgaver knyttet til teksten. Teksterne er stort set autentiske og hentet fra aviser, tidsskrifter, brochurer eller lignende. Opgaverne har disse formater:

2 Definition af “scientific literacy”

I definitionen af de tre kundskabsområder er der som nævnt lagt vægt på kundskaber og færdigheder som man antager vil blive vigtige for at unge mennesker vil kunne spille en konstruktiv rolle i samfundet. Internationalt bruges begreberne Reading Literacy, Mathematics Literacy samt Scientific Literacy. Scientific Literacy er i PISA defineret som:

“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 changes made to it through human activity.” (OECD, 2000, s. 76).

I den danske rapport oversættes definitionen således:

“Færdighed i at kunne anvende naturvidenskabelig baseret viden; at kunne genkende naturvidenskabelige spørgsmål og kunne foretage slutninger på baggrund af naturvidenskabelige kendsgerninger i bestræbelsen på at forstå og være med til at træffe afgørelser om den naturgivne omverden og de påvirkninger af den, som menneskers aktiviteter medfører.” (Andersen m. fl., 2001).

Scientific literacy i PISA indebærer at kunne bruge centrale naturfaglige begreber for at kunne forstå og bidrage til at tage afgørelser som har med naturens verden at gøre. Det indebærer også at kunne formulere naturvidenskabelige problemstillinger, føre beviser, drage naturvidenskabelige konklusioner og formidle disse videre. I denne forbindelse anvendes naturvidenskabelige begreber som har relevans for eleverne, både nu og i den nærmeste fremtid. Dette omfatter for fase 1 især naturvidenskabelige begreber relateret til “liv og sundhed”; “jord og miljø” og “teknologi”.

Der findes ikke et ord eller udtryk der kan anvendes ved en direkte oversættelse af begrebet “scientific literacy” til dansk eller norsk (og mange andre sprog). I den norske rapport bruges udtrykket “naturfaglig allmenndannelse i PISA”. I den danske rapport bruges “naturvidenskabelig kompetence”, svarende til at der tales om “læsekompetence” og “matematikkompetence”. Scientific literacy er ikke et nyt begreb, men det har været diskuteret og defineret på flere forskellige måder (en oversigt over diskussionerne findes bl.a. i (Gräber & Bolte, 1997)), og PISA har sin egen definition. Hvilket udtryk der er bedst på dansk, kan måske diskuteres; vi (forfatterne af dette notat) er dog enige om at der bag PISA’s definition ligger en klar tilkendegivelse af at de naturvidenskabelige fag i den obligatoriske del af uddannelsessystemet skal bidrage til almendannelse, og et bud på hvad bidraget kan være.

I det følgende bruges “scientific literacy” eller “naturvidenskabelig kompetence” som i den danske rapport. Ligeledes vil vi af og til anvende “naturfag” i en bred betydning, dvs. synonymt med “de naturvidenskabelige fag”.

3 Tre dimensioner af naturvidenskabelig kompetence

I PISA er hensigten at fortolke scientific literacy som en bred kompetence der ikke er knyttet til beherskelse af et bestemt indhold eller relateret til læseplaner. Som grundlag for fortolkning af naturvidenskabelig kompetence har man valgt tre brede dimensioner:

• Arbejdsmåder og tankegange
  (Processes and skills): De mentale processer der indgår i arbejdet med et spørgsmål eller et problem (fx at identificere data og kendsgerninger eller tolke konklusioner).
  
• Begreber og indhold
  (Concepts and content): Den naturvidenskabelige viden og den begrebsmæssige forståelse der er en forudsætning for at anvende disse arbejdsmåder og tankegange.
  
• Kontekst
  (Context): De situationer hvori arbejdsmåder og forståelse anvendes, fx en personlig kontekst som sundhed og ernæring eller en global kontekst som klima.

Inden for hver dimension er der endvidere truffet beslutning om hvilke komponenter det var vigtigt at inkludere, for eksempel hvilke arbejdsmåder og tankegange det især er vigtigt at beherske.

3.1 Procesdimensionen Naturvidenskabelige arbejdsmåder og tankegange

PISA lægger i den første dimension vægt på færdigheder i at anvende naturvidenskabelig viden og på viden om naturvidenskab. Vurderingen af en sådan kunnen kan hjælpe til forståelse af hvor godt fremtidens borgere er forberedt til at deltage i samfund der i stadig stigende grad påvirkes af udviklingen inden for naturvidenskab og teknologi. Elever må kunne forstå hvad der karakteriserer naturvidenskab, herunder metodiske styrkesider og begrænsninger, samt hvilke typer af spørgsmål der kan undersøges - og hvilke der ikke kan undersøges med naturvidenskabelige metoder. Eleverne bør også kunne afgøre hvilken type af data der kræves i en naturvidenskabelig undersøgelse, samt i hvilken grad det er muligt at nå frem til en pålidelig konklusion på grundlag af (foreliggende) data. Endvidere er det vigtigt at eleverne tydeligt er i stand til at formidle deres forståelse og argumenter til en given målgruppe, i modsat fald vil de ikke komme til orde i sager der debatteres i samfundet.

Den internationale naturfaglige ekspertgruppe der har udformet rammerne, anser det for muligt at en sådan kunnen kan opnås med udgangspunkt i førstehåndserfaringer med undersøgelser og eksperimenter i skolens naturfagsundervisning. Hensigten med PISA er ikke at finde ud af om eleverne kan gennemføre selvstændige undersøgelser; men om deres skoleerfaringer har ført til en sådan forståelse af naturvidenskabelige metoder og begreber at de er i stand til at “være med til at træffe afgørelser om den naturgivne omverden og de påvirkninger af den som menneskers aktiviteter medfører”. På grundlag af disse argumenter vurderes følgende fem arbejdsmåder og tankegange i PISA:

1. Demonstrere forståelse af naturvidenskabelige begreber
   Forståelse vises ved at man er i stand til at bruge begreber i situationer der er anderledes end læringssituationen. Det kræver ikke blot genkaldelse af viden, men at man kan vise relevansen af denne viden i forskellige situationer eller bruge den i forudsigelser eller forklaringer.
   
2. Genkende spørgsmål der kan undersøges naturvidenskabeligt
   Hermed menes at kunne skelne problemer eller spørgsmål som kan forsøges besvaret ved hjælp af naturvidenskab, eller at kunne identificere et specifikt spørgsmål som er undersøgt eller kunne undersøges i en bestemt situation.
   
3. Identificere data der er nødvendige i en naturvidenskabelig undersøgelse
   Dette omfatter at kunne identificere eller foreslå data der er nødvendige for at besvare spørgsmål som er stillet forud for en videnskabelig undersøgelse, eller at kunne foreslå fremgangsmåder der kan bruges til indsamling af data.
   
4. Drage eller vurdere en konklusion
   Det vil sige at kunne forbinde konklusioner med de data som de enten er eller bør være baseret på.
   
5. Formidle en velbegrundet konklusion
   Hermed menes at kunne udtrykke konklusioner der kan drages ud fra tilgængelige data på en måde der passer til en given målgruppe.

Procesaspektet i naturfagsundervisningen defineres som regel bredt som de metoder, teknikker og procedurer man benytter i naturvidenskaben for at opnå ny erkendelse. PISA’s proceskompetencer (de fire sidste kompetencer ovenfor) er alle det man kan karakterisere som intellektuelle eller kognitive proceskompetencer. Dette er kun en af flere kategorier af proceskompetencer i naturvidenskaben. Som en anden variant vil vi fremhæve konkrete færdigheder som at kunne måle pH etc.

Det er også oplagt at praktiske og intellektuelle kompetencer er stærkt knyttet til hinanden, og at samspillet er meget kompliceret. Vi støder altså her mod debatten knyttet til den klassiske distinktion mellem kundskaber og færdigheder (produkt og proces) i pædagogikken, men vi lader denne debat ligge i denne sammenhæng.

3.2 Naturvidenskabelige begreber

I PISA er der udvalgt begreber med stor forklaringsværdi i forhold til vores materielle omverden, men der er ikke gjort forsøg på at identificere alle begreber der kunne opfylde dette kriterium. I stedet er der i PISA 2000 valgt begreber ud fra overordnede naturvidenskabelige begreber der viser bred dækning af det naturvidenskabelige område og fungerer som temaer for opgaverne. Temaerne er her nævnt i alfabetisk rækkefølge:

1. Atmosfærisk forandring
   
2. Biologisk mangfoldighed (biodiversitet)
   
3. Energiomsætninger
   
4. Form og funktion
   
5. Fysiologisk ændring
   
6. Genetisk kontrol
   
7. Geologisk forandring
   
8. Jorden og dens plads i universet
   
9. Kemiske og fysiske ændringer
   
10. Kræfter og bevægelse
    
11. Menneskets biologi
    
12. Stoffers og materialers strukturer og egenskaber
    
13. Økosystemer.

3.3 Kontekst situationer og anvendelsesområder

PISA’s definition af naturvidenskabelig kompetence lægger vægt på at processer og begreber skal anvendes på spørgsmål og problemer i den virkelige verden. Elever der har opnået en vis grad af naturvidenskabelig kompetence, vil være i stand til at anvende det de har lært, både i skole og ikke-skole situationer. Ved situationer forstås i denne forbindelse et fænomen i den virkelige verden der kan belyses ved hjælp af naturvidenskab. Bemærk at der i PISA skelnes mellem et naturvidenskabeligt begreb (fx atmosfærisk forandring) og en del af vores verden hvor det kan anvendes (fx vejr og klima).

Anvendelsesområderne har fået følgende tre brede overskrifter:

• Naturvidenskab inden for liv og sundhed (fx ernæring, bevaring af arter, samspil mellem fysiske og biologiske systemer)
  
• Naturvidenskab inden for jord og miljø (fx forurening, energianvendelse, vejr og klima, transport)
  
• Naturvidenskab inden for teknologi (fx bioteknologi, materialeanvendelse og affaldshåndtering).
  

Inden for hvert af disse områder kan problemer påvirke os som individer, som medlemmer af et lokalsamfund eller som verdensborgere, ofte på alle tre måder. Inden for nogle områder har anvendelse af naturvidenskab en lang historie der kan illustrere ændringer af den naturvidenskabelige forståelse over tid. Der er således tænkt på situationer og anvendelsesområder ud fra fire typer af relevans: personlig, samfundsmæssig, global eller historisk relevans.

4 PISA og naturfagene i folkeskolen

Den danske deltagelse i PISA blev imødeset med stor interesse af flere grunde, ikke mindst fordi rammerne for denne undersøgelse i højere grad end TIMSS svarer til de danske forventninger om elevernes udbytte af naturfagsundervisningen i folkeskolen. Her tænkes både på formål med undervisningen og på de anvendte opgavetyper.

I grundskolen forventes det ifølge folkeskolens formål blandt andet at eleverne tilegner sig kundskaber, færdigheder, arbejdsmetoder og udtryksformer. Det forventes også at de opnår tillid til egne muligheder og baggrund for at tage stilling og handle. Og skolen skal bidrage til elevernes forståelse for menneskets samspil med naturen. Endvidere skal skolen forberede eleverne til medbestemmelse, medansvar, rettigheder og pligter i et samfund med frihed og ansvar.

Undervisningen i skolens fag skal bidrage til opfyldelse af skolens overordnede formål. Fagrækken, der er fastlagt i folkeskoleloven, er opdelt så det naturvidenskabelige område omfatter matematik, natur/teknik (1.6. klasse), biologi og geografi (7.8.klasse) samt fysik/kemi (7.9. klasse). For hvert fag er der formuleret formål og centrale kundskabs- og færdighedsområder (CKF) der præciserer fagenes bidrag til den almendannelse der er hensigten med folkeskolen.

I PISA er matematik og science selvstændige områder, og science er afgrænset så de naturvidenskabelige begreber er relateret til biologi, fysik, kemi og (natur)geografi, men vil vi se på de danske 15åriges baggrund i relation til PISA 2000, er det nødvendigt at se på alle naturfagene i folkeskolen, jf. bestemmelserne i faghæfterne fra 1995.

Overordnet set er der ingen uoverensstemmelse mellem PISA’s definition af scientific literacy og formålene for naturfagene (de naturvidenskabelige fag) i folkeskolen. Intentionen er, som i PISA, at eleverne skal kunne bruge den viden de tilegner sig:

“at forstå og være med til at træffe afgørelser om den naturgivne omverden og de påvirkninger af den, som menneskers aktiviteter medfører”. Ordvalget i fagenes formål fra 1994 er lidt anderledes: “stillingtagen og handlen i forhold til menneskets samspil med naturen” (biologi), “indflydelse på og tage medansvar for brugen af naturressourcer og teknik både lokalt og globalt” (fysik/kemi), “selvstændig stillingtagen til og ansvarlighed over for problemer vedrørende udnyttelse af naturgrundlag, ressourcer og den kulturskabte omverden og konsekvenser for miljø og levevilkår” (geografi) (Undervisningsministeriet, 1994); men meningen, det almendannende perspektiv i disse formuleringer, er den samme. De danske fagformål indeholder også andre aspekter, fx “glæde ved naturen” (biologi), “interesse for naturfænomener, naturvidenskab og teknik” (fysik/kemi).

Man kan sige at scientific literacy som defineret i PISA 2000, er et udtryk for forventninger om at de naturvidenskabelige fag skal bidrage til almen dannelse med udvikling af nogle kognitive kompetencer. Fagformålene er udtryk for at undervisningen i skolefagene desuden skal bidrage til elevernes affektive udvikling: to sider af den enkelte elevs alsidige personlige udvikling der ikke udelukker hinanden. Desuden lægges der i de danske formål vægt på praktiske færdigheder.

På baggrund af denne vægtning af at eleverne skal lære at tage stilling, kunne man forvente at opgaverne i PISA, der er en blanding af multiple choice og åbne opgaver, skulle passe godt til de danske elever. TIMSS undersøgelsen blev blandt andet kritiseret for at der var for mange flervalgsopgaver (multiple choice opgaver).

5 Danske resultater i et internationalt og nordisk perspektiv

Her vil vi give et billede af hvordan de danske elever klarede sig i naturvidenskab i PISA 2000, og sammenligne med læsning og matematik hvor vi har fundet det relevant. Vi vil gøre mest ud af de 15åriges resultater, men kort behandle de 16årige. Vi vil lægge vægt på at se hvordan de danske elever præsterer i forhold til de internationale resultater, specielt vil vi lægge vægt på sammenligning med de nordiske landene. Ved vurdering af resultaterne er det vigtigt at huske at det er de praktisk anvendelige (relevante) og almenfaglige sider ved fagene som er i fokus i PISAtesten.

Resultaterne i naturfag er kun givet på én skala. I læsning derimod er resultaterne givet på en hovedskala og tre delskalaer. Eftersom der er langt færre opgaver i naturfag, er dette ikke muligt i denne fase af PISA, men der bliver arbejdet frem mod delskalaer i PISA 2006, hvor naturfag bliver hovedområde. Skalaen i naturfag måler elevernes færdigheder i at bruge naturfaglig kundskab, genkende naturvidenskabelige spørgsmål, sige hvad som kan undersøges ved hjælp af naturviden skabelige undersøgelser, relatere naturvidenskabelige data til påstande og konklusioner samt kommunikere de forskellige aspekter.

Som ved matematisk kompetence er naturvidenskabelig kompetence bedømt på en skala der har et gennemsnit på 500 point og en standardafvigelse på 100 point, og således at omkring to tredjedele af eleverne i OECDlandene har scoret mellem 400 og 600 point.

Sværhedsgraden i naturfagsopgaverne varierer afhængigt af hvor vanskelige begreber der er brugt, mængden af data som er givet, hvor høje krav til ræsonnering der stilles, samt den grad af præcision som kræves. Desuden har konteksten, opgaveformatet, og måden spørgsmålet er præsenteret på, selvfølgelig også stor betydning.

Der er gjort et forsøg på i ord at beskrive de kompetencer som måles langs naturfagskalaen. Dette er gjort ved detaljeret at beskrive tre konkrete skalaværdier for elevernes naturfagsscore, når det gælder kompetence. Disse beskrivelser er baseret på en analyse af de kognitive krav som præger de opgaver der har en sværhedsgrad på et tilsvarende niveau. Dette repræsenterer en begyndelse til i næste fase af PISA at kunne beskrive færdighedsniveauer, ligesom det er gjort for læsning i PISA 2000. Beskrivelsen lyder således:

• I den øverste ende af skalaen (omkring 690 point) er elever generelt i stand til at danne eller anvende enkle begrebsmodeller i deres forudsigelser eller forklaringer; at analysere naturvidenskabelige undersøgelser i relation til fx eksperimentelt design og identificere den idé der afprøves; sammenligne data med henblik på vurdering af alternative synspunkter eller forskellige perspektiver; formidle naturvidenskabelige argumenter og/eller beskrivelser i detaljer og med præcision.
  
• Omkring 550 point er eleverne typisk i stand til at anvende naturvidenskabelige begreber ved forudsigelser eller som led i forklaringer; genkende spørgsmål der kan besvares ved en naturvidenskabelig undersøgelse, og/eller påpege detaljer der må indgå i en naturvidenskabelig undersøgelse; samt udvælge relevant information fra modstridende data eller argumentationskæder når de drager eller vurderer konklusioner.
  
• I den lavere ende af skalaen (omkring 400 point) er elever i stand til at huske eller gengive enkel faktuel naturvidenskabelig viden (fx navne, facts, terminologi, enkle regler) og bruge almindelig naturfaglig viden til at drage eller vurdere konklusioner.¹⁹
  

5.1 Danske 15årige

I figur 1 har vi vist elevernes præstationer i naturfag i hvert af deltagerlandene. Scoren for hvert land er givet som et trecifret tal som angiver gennemsnitsværdien for landet. Gennemsnittet for alle OECDlandene er sat til 500, og den internationale standardafvigelse er sat til 100.

Af figur 1 ser vi at det (i øvrigt i lighed med matematik) er Korea og Japan som skiller sig klart ud med højeste score. Disse er efterfulgt af Finland som scorer klart bedre end de andre nordiske lande. Sverige scorer også signifikant bedre end gennemsnittet, mens Norge og Island scorer som gennemsnittet. Danmark er i gruppen af lande som scorer signifikant lavere end det internationale gennemsnit.

De danske elever scorer relativt meget bedre i matematik, og i figur 2 har vi grafisk fremstillet differencen mellem matematik- og naturfagsscoren for hvert land. I lande med søjler mod højre vil det sige at eleverne scorer relativt bedre i matematik end i naturfag.

Figur 1.

 
Figur 2. Difference mellem matematikscore og naturfagsscore. Positiv værdi betyder i favør af matematik. (* Ikke OECD land)

Af figur 2 ser vi at nogle lande udmærker sig med relativt stor forskel mellem matematik og naturfag, mens der i flertallet af lande er små forskelle. Danmark markerer sig sammen med Liechtenstein og Schweiz som “matematikland”. Det samme gør også lande som Belgien, Island, Rusland og Frankrig. Disse resultater er i høj grad i overensstemmelse med TIMSSresultaterne, hvor Danmark sammen med Belgien, Frankrig, Japan og Schweiz også markerede sig som “matematikland” (Lie m.fl., 1997).

Modsat er det først og fremmest Brasilien og Mexico som udmærker sig som “naturfagsland”. I de andre nordiske lande, Norge, Finland og Sverige, er differencen lille, men i favør af naturfag. I TIMSS markerede de engelsktalende lande sig som “naturfagslande”, med England og USA som de mest markante. Blandt de nordiske lande, med undtagelse af Island, finder vi stort set samme resultat i de to undersøgelser, nemlig at Danmark skiller sig ud som et klart “matematikland”, mens Norge og Sverige scorer relativt bedre i naturfag.

For at se lidt nærmere på de nordiske resultater har vi i figur 3 fremstillet præstationerne i læsning, matematik og naturfag for alle de nordiske lande i form af scoreværdier. Vi minder om at gennemsnittet for alle OECDlandene er sat til 500 og den internationale standardafvigelse til 100.

Det første man lægger mærke til i figuren, er hvor overlegent meget bedre de finske elever præsterer i alle de tre fagområder i forhold til de andre nordiske lande. Vi ser også, måske noget overraskende, at der heller ikke er nogen tendens til en entydig nordisk profil. Der er snarere to profiler. Vi kan sige at Danmark og Island præsterer klart bedst i matematik, mens Finland, Sverige og Norge har en fælles profil; her præsterer eleverne relativt set bedre i læsning end i naturfag og matematik.

Figur 3. Score i læsning, matematik og naturfag for de nordiske lande.

5.2 Spredning

Af figur 4 fremgår hvor stor standardafvigelsen er for naturfagsscoren i hvert af de nordiske lande. Med en standardafvigelse på 103 point ligger Danmark over gennemsnittet for alle OECDlandene, som er 95 point. Det modsatte er tilfældet i matematik. Mexico, Korea og Finland markerer sig med lave standardafvigelser i naturfagsscoren. Det kan nævnes at situationen er modsat for Belgien, som har en særlig stor spredning, noget som antagelig både hænger sammen med et skolesystem hvor eleverne kan vælge “linje” relativt tidligt, men også med at der egentlig er to helt forskellige skolesystemer med ulige resultater for det franske og det flamske system.

I figur 4 ser vi også at Danmark markerer sig både ved at have stor spredning i naturfag og også ved at forskelle i spredningen varierer mere for de tre fagområder end i de andre nordiske lande. Sverige markerer sig ved at have relativt lige stor spredning i alle tre fag.

Figur 4. Standardafvigelser for læse, matematik- og naturfagsscoren i de nordiske lande.

5.3 Proceskompetence vs. begrebsforståelse

Naturfagsopgaverne i PISA kan inddeles i to typer efter om det hovedsageligt er proceskompetence eller begrebsforståelse som måles. Med processer (arbejdsmåder og tankegange) menes her de mentale processer som er involveret når man skal løse de problemstillinger der er tale om, som for eksempel at identificere evidens eller forklare konklusioner. Med begrebsforståelse menes den naturvidenskabelige viden og den begrebsmæssige forståelse som er et nødvendigt grundlag for at kunne bruge de aktuelle processer (jf. den tidligere gennemgang af arbejdsmåder og tankegange).

For at se nærmere på resultaterne for disse to kompetencer har vi i figur 5 angivet procentandel rigtige svar i henholdsvis proceskompetence og begrebsforståelse i de nordiske lande og OECDgennemsnittet. For det første lægger vi mærke til at der gennemgående præsteres bedre i opgaver hvor hovedvægten ligger på begrebsforståelse. Vi kan selvfølgelig ikke direkte slutte af dette at eleverne har “bedre” kompetence i begrebsforståelse, da andre faktorer som opgaveformat, sværhedsgrad og kontekst også spiller ind. Men vi ser at billedet er relativt ens i alle de nordiske lande.

Figur 5. Procent rigtige svar for proceskompetence og begrebsforståelse.

Vi vil nu se lidt nærmere på om der er nogen lande som udmærker sig ved at de scorer relativt bedre enten i proceskompetence eller i begrebsforståelse. I figur 6 har vi fremstillet differencen i procentpoint i forhold til OECDgennemsnittet. Vi har her taget USA og Ungarn med sammen med de nordiske lande. USA og Ungarn er ikke valgt tilfældigt, men tværtimod, fordi man fra tidligere er klar over at man i USA i lighed med mange andre engelsktalende lande lægger stor vægt på procesaspektet i undervisningen. Modsat ved vi at der i mange østeuropæiske lande lægges noget større vægt på faglig begrebsforståelse.

I figur 6 har vi sorteret landene efter om de præsterer relativt bedst i proceskompetence eller begrebsforståelse angivet som procentpoint over eller under OECDgennemsnittet. Som vi ser, markerer USA sig ved at eleverne præsterer klart bedre i proceskompetence. Vi har også set på resultaterne for Storbritannien som er helt i tråd med det vi fandt for USA. Videre ser vi at i modsat retning er det Ungarn som markerer sig, og vi ser at her præsterer eleverne relativt meget bedre på opgaver som har vægt på begrebsforståelse.

Figur 6. Præstationer inden for proceskompetence og begrebsforståelse, angivet som procentpoint over eller under OECDgennemsnittet.

Ser vi specielt på de nordiske lande, ser vi at Danmark og Norge præsterer relativt bedre i proceskompetence end begrebsforståelse, mens det i Finland, Sverige og Island er modsat. Men vi vil pointere at nogen af forskellene er små og ubetydelige.

5.4 Kønsforskelle

I de fleste lande er der lagt stor vægt på at reducere eventuelle forskelle mellem pigers og drenges præstationer i naturfag og matematik, og i alle de nordiske lande har den skæve rekruttering til videre uddannelse inden for de naturvidenskabelige områder fået stor opmærksomhed. I figur 7 har vi set på kønsforskellene i alle lande ved at tage pigernes gennemsnitsscore minus drengenes gennemsnitsscore i naturfag. Disse differencer har fejlmarginer på omtrent 10 point, men det varierer lidt fra land til land. Differencer lavere end dette er ikke signifikante.

I figur 7 ser vi at der i mange lande er en ubetydelig forskel mellem kønnenes præstationer. I så meget som 24 af OECDlandene er forskellene ikke signifikante. Videre ser vi at Letland markerer sig sammen med Rusland og New Zealand ved at have størst forskel i pigernes favør, mens Korea sammen med Danmark og Liechtenstein har størst forskel i drengenes favør. I de nordiske lande, bortset fra Danmark, er der ikkesignifikante forskelle, og de går alle i pigernes favør. Sammenligner vi med resultaterne i TIMSS, markerede Danmark sig også der sammen med Israel med størst forskel i drengenes favør. I mange andre lande er der en tydelig forskel mellem disse to projekter. I TIMSS præsterede drengene signifikant bedre end pigerne i naturfag, mens der ikke var signifikante forskelle i matematik. I PISA er det altså omvendt.

De store forskelle vi ser, specielt i naturfag, mellem PISA og TIMSS har nok mange forklaringer. I PISA handler opgaverne i større grad om biologiske temaer, som i TIMSS viste sig at være det område hvor pigerne præsterede bedst relativt set, i modsætning til i fysik og kemi hvor drengene præsterede signifikant bedre end pigerne. Videre har vi været inde på at der i PISA stilles meget større krav til læsning end i tidligere undersøgelser, noget som ser ud til klart at favorisere pigerne. Desuden er der i PISA lagt meget større vægt på procesaspektet i opgaverne, hvor der også ser ud til at være store forskelle med hensyn til køn, noget vi ser lidt nærmere på senere.

I matematik giver resultaterne et mere entydigt billede. For det første er forskellen i matematik meget større end i naturfag, og den går i drengenes favør. I alle lande, bortset fra Island, New Zealand og Rusland, scorer drengene bedre end pigerne i matematik. Forskellen er allerstørst i Østrig, Brasilien og Korea, men i Danmark scorer drengene også signifikant bedre end pigerne. I TIMSS var der ikke signifikante forskelle mellem de internationale gennemsnitsscorer for piger og drenge, og kun i otte af landene var der signifikante forskelle (Israel, Danmark, Korea, Iran, Grækenland, Portugal, Spanien og Japan). Nogle af de samme lande, deriblandt Danmark, markerer sig også i PISA med store forskelle.

Figur 8. Difference mellem pigers og drenges score i læsning, natur- fag og matematik. Positiv værdi betyder i pigernes favør.

Vi vil nu se lidt nærmere på forskellene i pigers og drenges præstationer i de nordiske lande. I figur 8 har vi fremstillet differencen mellem pigers og drenges score i læsning, naturfag og matematik. Positive værdier vil sige at præstationerne går i pigernes favør. Sammenligner vi forskellene i de tre fagområder, er der ikke megen tvivl om at det er i læsning vi finder de helt store forskelle. Pigerne scorer meget bedre end drengene i alle lande, og differencen for OECDgennemsnittet er på 32 procentpoint, noget som svarer til så meget som en tredjedel af en standardafvigelse. Bortset fra i Danmark ser vi at der i naturfag gennemgående er små og ikke signifikante forskelle. I matematik ser vi at drengene scorer bedst, men selv om der er signifikant forskel fra OECDgennemsnittet, er forskellen meget lille sammenlignet med læsning. Vi ser at profilen er relativt ens både internationalt og i alle de nordiske lande, og at det er i naturfag de danske resultater markerer sig mest.

5.5 Køn og proceskompetence vs. begrebsforståelse

Som vi har nævnt tidligere i denne artikel, kan naturfagsopgaverne i PISA inddeles i to kategorier efter om det hovedsageligt er proceskompetence eller begrebsforståelse som måles. Vi vil nu se lidt nærmere på hvordan pigerne præsterer i forhold til drengene i disse to kategorier af opgaver.

I figur 9 har vi vist differencen mellem pigernes og drengenes præstationer (i form af procentandel rigtige svar) i de nordiske lande og OECDgennemsnittet. Billedet viser tydeligt at drengene scorer relativt meget bedre end pigerne på opgaver hvor der især kræves begrebsforståelse, mens pigerne gør det bedre i de såkaldte “procesopgaver”. Da der i PISA er lagt usædvanlig stor vægt på den sidste type opgaver, kan dette være en af flere forklaringer på at pigerne totalt set klarer sig bedre i naturfag end i tidligere undersøgelser. Ser vi på de nordiske resultater, ser vi samme tendens, men den er mindre markant i Norge og i Finland end i de andre nordiske lande. Videre ser vi at Danmark markerer sig med størst forskel i drengenes favør.

Figur 9. Kønsforskelle i præstationer i de forskellige kompetencer. Difference i procentpoint, positiv værdi betyder i pigernes favør.

5.6 Opgaveformat

Den faglige test i PISA består af flere forskellige opgaveformater. Der er enkle flervalgsopgaver hvor eleverne skal krydse af for et rigtigt svar, og sammensatte flervalgsopgaver hvor de skal krydse af for ja/nej eller rigtigt/forkert for en serie af spørgsmål. Der er også åbne opgaver hvor eleverne må formulere egne svar som kan variere fra bare at skrive et tal til længere svar med begrundelser eller lignende. I det følgende er opgaverne delt ind i to hovedkategorier, flervalgsopgaver og åbne opgaver.

Flervalgsopgaver har været relativt lidt brugt i vurderingssammenhænge i norsk og dansk skole, og man kan måske forvente at vore elever scorer lavere på dette opgaveformat i forhold til lande hvor dette er det mest brugte format. Samtidig ved vi fra tidligere undersøgelser at åbne opgaver som regel er mere krævende end flervalgsopgaver. For det første skal eleverne her formulere et svar med egne ord. Derved bliver den skriftlige formuleringsevne også en vigtig faktor, særligt når der skal indgå en forklaring eller begrundelse. Et svar i denne kategori vil for eksempel ikke kunne godkendes hvis det er for vagt eller ufuldstændigt formuleret, til trods for at eleven måske har forstået både teksten og opgaven. For det andet kan motivationsfaktoren spille en rolle her. Et kryds eller et tal er mindre krævende end en skriftlig formulering. For det tredje vil elever som er usikre, og som måske ikke ville være kommet på svaret selv, kunne få akkurat den hjælp de trænger til, når de ser de forskellige svaralternativer. Svaralternativerne kan også ofte hjælpe til at definere hvad spørgsmålet egentlig går ud på.

I tabel 1 har vi sammenlignet gennemsnitsscoren (procentandel rigtige svar) på de forskellige opgaveformater i naturfag og matematik for Danmark og de andre nordiske lande samt OECDgennemsnittet. For det første ser vi at de åbne opgaver generelt har været mere krævende end flervalgsopgaverne både i naturfag og i matematik. Videre ser vi at der ikke er noget entydigt mønster i de nordiske lande, mens vi ser at Danmark markerer sig ved at præstere relativt bedre på flervalgsopgaverne i naturfag.

Tabel 1. Gennemsnitsscore for danske 16årige sammenlignet med 15årige i de nordiske lande.

5.7 Danske 16årige

I alle tre testede domæner klarer de danske 16årige sig lidt bedre end de danske 15årige. Gennemsnittet for alle OECDlandene er 500 som tidligere nævnt. Som tabel 2 viser, er forskellen mellem de to danske populationer dog ikke stor. Og de finske 15årige klarer sig stadig markant bedre på alle tre områder når de sammenlignes med de danske 16årige (tabel 3).

Tabel 2. Gennemsnitsscore for danske 16-årige sammenlignet med danske 15-årige.

Tabel 3. Gennemsnitsscore for danske 16årige sammenlignet med 15-årige i de nordiske lande.

På det naturvidenskabelige område opnåede både de danske 16-årige og de danske 15-årige et dårligere resultat i gennemsnit end både de 15-årige i nordiske lande og i OECD-landene. Til sammenligning er det i matematik kun de finske 15-årige under uddannelse der klarede sig bedre i testen end de danske 16-årige. Med hensyn til læsefærdighed placerer de 16-årige sig midt i feltet, når der sammenlignes med de nordiske 15-årige.

Tabel 4. Gennemsnitsscore i naturfag for danske 16årige fordelt på institutionstype.

Ser man på gennemsnitsscoren i naturfag fordelt på skoletype, opnåede de 16årige gymnasieelever en meget høj score, mens de 16årige grundskoleelever scorede lavest. Og det må bemærkes at de 16årige danske grundskoleelever opnåede et dårligere resultat end de danske 15årige, 471 point mod 481 point (tabel 4).

De 16årige danske piger har ligesom de 15årige bedre læsekompetencer end de jævnaldrende drenge. Til gengæld har de 16årige drenge ligesom de 15årige bedre matematikkompetence og naturvidenskabelig kompetence end de jævnaldrende piger.

6 Danske resultater i forhold til læseplaner og praksis

Der er som vi har belyst i det foregående ikke megen opmuntring at finde i de danske resultater vedrørende det naturvidenskabelige område. Det hjælper ikke meget at PISA også viste at danske elever generelt er glade for at gå i skole. Naturfagsresultaterne peger på nogle paradokser og rejser en række spørgsmål, men der kan ikke hentes mange forklaringer i PISA. Derfor må det følgende dels bygge på fortolkninger i forhold til formål og CKF og dels på vurderinger ud fra kendskab til danske skoleforhold.

6.1 Hvad forventes af danske elever?

Som det er påvist tidligere i dette notat, er der ingen direkte uoverensstemmelse mellem scientific literacy som defineret i PISA, og formålene for de naturvidenskabelige fag i folkeskolen. Interessant er det dog at bemærke at ordet “naturvidenskab” kun er nævnt i formålet for fysik/kemi. Men hvordan forholder det sig på næste niveau i bestemmelserne, de Centrale Kundskabs- og Færdighedsområder (CKF), der var gældende i 2000?

Indledningsvis kan det her bemærkes at faget natur/teknik der blev indført i 1993 som minimum i 1.3. klasse, på grundlag af formål og CKF må siges at være i ganske god overensstemmelse med rammerne i PISA, men ingen af de elever der deltog i PISA 2000, har haft natur/teknik i fuldt omfang.

Ser vi på bestemmelserne vedrørende biologi, fysik/kemi og geografi, kan det konstateres at både de naturvidenskabelige begreber (temaer) der indgår i rammerne for PISA, og den kontekst hvori opgaverne er stillet, er omfattet af fagenes CKF’er. Spørgsmålet er så om alle områder er behandlet i undervisningen. PISA blev gennemført om foråret det år hvor flertallet af elever født i 1984 gik i 9. klasse, hvor de som tidligere nævnt kun har fysik/kemi på skemaet.

Overensstemmelsen er ikke helt så tydelig hvis vi sammenligner med hensyn til de kognitive processer i PISA, kaldet arbejdsmåder og tankegange. Overskrifterne på det relevante område i CKF’erne fra 1994 (Undervisningsministeriet, 1994) varierer lidt fra fag til fag, ligesom beskrivelsen af området varierer. Det kan hævdes at intet i CKF’erne forhindrer at der arbejdes med de processer der prøves i PISA, men de er ikke præciseret på samme måde som i rammerne for PISA. Det kan også påpeges at formålenes formuleringer vedrørende “stillingtagen” i relation til menneskets samspil med naturen ikke følges lige godt op i alle fagene, dårligst i fysik/kemi, som er det eneste naturvidenskabelige fag i 9. klasse. I CKF’erne for fysik/ kemi er især beskrevet de færdigheder eleverne har brug for når de skal til praktisk/mundtlig prøve.

Selvom der ikke er fuldstændig overensstemmelse mellem det der forventes af danske elever, jf. naturvidenskabelige fags formål og CKF, og rammerne for PISA, kan ingen hævde at en forklaring på danske elevers dårlige resultat er at PISA tester noget, der betragtes som irrelevant i folkeskolens undervisning.

6.2 Prioriteringer i lov og praksis

Netop det at fysik/kemi er det eneste prøvefag kan i skolen fremme opfattelsen af at der er tale om fire forskellige og uafhængige fag. At der er fire naturfag i folkeskolen med forskellig status kan have flere konsekvenser for praksis og dermed for elevernes præstationer i PISA:

• Efter 6. klasse er eleverne ikke vant til at inddrage aspekter/ begreber fra flere fagområder, hvorimod opgaveenhederne i PISA kan kræve anvendelse af begreber fra flere af de traditionelle fagområder.
  
• Opdelingen i ikkeeksamensfag der slutter i 8. klasse, og eksamensfag der også findes i 9. klasse, giver signal til elever, lærere og skoler om at noget er vigtigere end andet. Denne skelnen er i strid med PISA der vægter anvendelse af naturvidenskab i forhold til liv, sundhed, jord, miljø og teknologi og lægger større vægt på det biologiske område end fx TIMSS undersøgelsen.
  
• Den praktisk/mundtlige prøve i fysik/kemi og ingen prøve i biologi og geografi kan betyde at der i praksis ikke lægges vægt på at eleverne også skriftligt skal kunne udtrykke deres viden og argumenter sådan som der netop lægges vægt på i PISA.

Denne prioritering af naturfagene kan muligvis påvirke elevernes motivation og interesse. Hvorfor gøre en indsats (i biologi og geografi) hvis det ikke betyder noget? Der er jo meget andet interessant at beskæftige sig med.

Og hvorfor gøre sig umage i PISA? Det var som nævnt tidligere i nogen grad forventet at de åbne opgaver og deres kontekst ville passe danske elever bedre end multiple choice opgaver. Men sådan gik det ikke. Danske elever har en lavere procent af rigtige svar i de åbne opgaver end eleverne i de øvrige nordiske lande. Medvirkende til den lave danske procent af rigtige svar er måske at en del af eleverne ikke forsøger at besvare de åbne opgaver, men ganske enkelt springer dem over. Dette er belyst for en opgave (som er gennemgået i bilag kap. 6 i (Andersen m.fl., 2001)). Den opgave sprang ca. 35% af de danske elever over, mod ca. 25% i andre lande. En anden udlægning af at eleverne springer opgaver over, er naturligvis at de ikke gør et forsøg hvis de ikke føler sig sikre. Elevernes begrundelser kender vi ikke.

TIMSS (Weng, 1996) viste at kun omkring halvdelen af de danske elever mente at de naturvidenskabelige fag var vigtige for deres videre uddannelse og fremtidige job, mod 85% når spørgsmålet handlede om matematik. Måske er elevernes vurdering og dermed prioritering ikke ændret i de mellemliggende år.

6.3 Spredning og kønsforskelle

Har den store danske spredning også noget med prioritering at gøre? Prioritering af lærerkræfter? Det er efterhånden velkendt (fra flere danske undersøgelser, bl.a. (EVA, 2002)) at mange forhold spiller ind når fagfordelingen fastlægges og at lærere underviser i andet end deres liniefag. Meget tyder på at folkeskolen ud fra de bedste intentioner er blevet indrettet sådan at det er blevet vanskeligt at vægte faglige lærerkvalifikationer, eller i det mindste at man rundt om på skolerne har følt sig nødsaget til at opprioritere andre områder, fx lærersamarbejde om de enkelte klasser, specielt når der ikke er tale om eksamensfag. Men hvordan harmonerer dette med at spredningen er større på den enkelte skole end mellem skolerne?

Som nævnt tidligere i artiklen, er der i PISA gjort en del for at testens opgaver skulle stille drenge og piger mere lige end fx TIMSS. Hvorfor reagerer danske piger så anderledes? Er en konsekvens af det ligeværd der ifølge folkeskolens formål skal præge undervisningen, at pigerne “får lov” til at træffe deres egne valg/fravalg? Eller er det en følge af undervisningen, herunder manglende klare mål så eleverne ikke kan få pejlemærker og vide hvor de står? Manglende mål med undervisningsaktiviteter er påvist i LUNTundersøgelsen (Andersen m. fl., 1997) og senest af Tordis Brock og Niels Egelund (Brock & Egelund, 2001).

Vil “Klare mål” (Undervisningsministeriet, 2002) kunne afhjælpe dette? CKF indeholder nu for hvert naturfag et område med overskriften “Arbejdsmåder og tankegange”. Formuleringerne er justeret i forhold til CKF fra 1994, men hovedindholdet er omtrent det samme, dog er kendskabet til naturvidenskabelige processer præciseret, især i biologi. Området er formuleret forskelligt for hvert af fagene, men der er nogenlunde overensstemmelse mellem formuleringerne i biologi, fysik/ kemi og natur/teknik, hvorimod geografi skiller sig ud. Vores vurdering er at formuleringen af klare mål kun vil få betydning hvis de smitter af på den daglige undervisning, så eleverne får en klar opfattelse af hvad der forventes af dem.

6.4 Danske resultater i internationalt perspektiv

I PISA har man ikke foretaget en sammenligning af de forskellige landes mål og læseplaner, og undersøgelsen giver derfor ikke grundlag for at se landenes resultater i forhold til andre landes læseplaner og praksis. I det følgende har vi derfor valgt

De engelske 15-årige klarede sig godt i PISA, som de øvrige engelsktalende lande. Det karakteristiske for disse lande er at “science” (biologi, fysik, kemi og noget naturgeografi, “earth science”) er et fag i hele det obligatoriske skoleforløb. I England regnes engelsk, matematik og science for skolens hovedfag/mest betydende fag, og det anbefales at science udgør mindst 10% af den samlede undervisningstid. Dertil kommer at der siden 1980’erne med APU undersøgelserne (Assessment Performance Unit) har været fokus på science. I 1989 kom den første nationale læseplan for science og efterfølgende revisioner har fastholdt fokus på fagområdet. Der har ligeledes været arbejdet med udvikling af forskellige former for skriftlige prøver, med for megen fokus på testning vil nogle hævde. Vigtigst er måske at ingen (skoler, elever og forældre) har kunnet være i tvivl om, at science er et vigtigt fag.

Det næste nedslag skal handle om naturfagene i Sverige, hvor de 15-årige klarede sig godt. I Sverige findes naturfag, “naturorienterande ämnen” ligeledes i hele det obligatoriske skoleforløb. Naturorienterande ämnen omfatter biologi, fysik og kemi.

Der er kursusplaner med mål for hvert af fagene og en fælles målbeskrivelse.

De mål som eleverne skal have opnået i “naturorienterande ämnen” ved slutningen af det niende skoleår, er som beskrivelserne af de tre naturvidenskabelige fag ordnet under tre fælles overskrifter: 1) “beträffande natur och människa”, 2) “beträffande den naturvetenskapliga verksamheten” og 3) “beträffande kunskapens användning”²⁰. Under den anden overskrift nævnes blandt andet: “ ha kunskap om det naturvetenskapliga arbetssättet samt kunna redovisa sina iakttagelser, slutsatser och kunskaper i skriftlig och muntlig form”. Under 3) nævnes blandt andet: “ kunna använda sina kunskaper om naturen, människan och hennes verksamhet som argument för ståndpunkter i frågor om miljö, hälsa och samlevnad”. Disse to målpinde (af en lang række) fra den svenske kursusplan viser formuleringer der både er omfattende og præcise, ligesom de harmonerer godt med PISAundersøgelsen.

Trods god overensstemmelse med PISA er det tvivlsomt om målformuleringerne alene kan forklare den svenske placering i PISA. Som i Danmark skal vi nok ikke lede efter enkle forklaringer, men måske ville det være nyttigt at se nærmere på hvordan man prioriterer og sammentænker det naturvidenskabelige indhold i svensk skole.

Det sidste nedslag handler om Tyskland, der i PISA placerede sig under OECDgennemsnittet ligesom Danmark. Vi skal ikke her komme nærmere ind på hvad der karakteriserer undervisning og læseplaner i de 16 forskellige undervisningssystemer. Det centrale her er at man i Tyskland, som i Danmark, søger forklaringer på den dårlige placering. En af forklaringerne går på at de universitetsuddannede lærere er højt fagligt kvalificerede, men mangler pædagogiske forudsætninger for en tidssvarende undervisning af de unge (Rebel, 2002). Dette nævnes her fordi det i den danske debat har været fremhævet at de finske elever klarer sig godt i PISA fordi deres lærere er universitetsuddannede. Noget tyder på at det ikke er et spørgsmål om universitetsuddannelse eller ej, men om uddannelsens indhold og om praksis og prioriteringer i skole og undervisning. Rebel peger også på at der kan være andre forklaringer. Blandt andet rejser han spørgsmål som: Hvor meget værdsættes naturvidenskab i skolen af offentligheden, af forældre og af politikere? Hvilken status har de naturvidenskabelige fag i skolen? (Rebel, 2002).

7 Referencer

Allerup, P., Bredo, O. m. fl. (1998). Matematik og naturvidenskab i ungdomsuddannelserne en international undersøgelse. København: DPI.

Andersen, A. M., Dragsted, S. m. fl. (1997). Natur/teknik på vej hvorhen? 2. rapport fra Lærerhøjskolens Undersøgelse af Natur/teknik. Udført for Undervisningsministeriet, Folkeskoleafdelingen. København: Danmarks Lærerhøjskole.

Andersen, A. M., Egelund, N. m. fl. (2001). Forventninger og færdigheder danske unge i en international sammenligning. København: AFK, DPU og SFI-Survey.

Brock, T. & Egelund, N. (2001). Elevers interesse for naturfag og teknik et elevperspektiv på undervisningen. København: DPU.

EVA (2002): Folkeskolens afgangsprøver. Prøvernes betydning og sammenhæng med undervisningen. København: Danmarks Evalueringsinstitut.

Gräber, W. & Bolte, C. (Eds.) (1997). Scientific Literacy: An International Symposium. Kiel: IPN.

Lie, S., Kjærnsli, M. & Brekke, G. (1997). Hva i all verden skjer i realfagene? Internasjonalt lys på trettenåringers kunnskaper, holdninger og undervisning i norsk skole. Oslo: Institutt for Lærerutdanning og Skoleutvikling, Universitetet i Oslo.

Lie, S., Kjærnsli, M. m. fl. (2001). Godt rustet for framtida? Norske 15åringers kompetense i lesing og realfag i et internasjonalt perspektiv (OECDPISA). Oslo: Institutt for Lærerutdanning og Skoleudvikling, Universitetet i Oslo.

OECD (1999). Measuring Student Knowledge and Skills. A new Framework for Assessment. Organisation for Economic CoOperation and Development.

OECD (2000). Measuring Student Knowledge and Skills. The PISA 2000 Assessment of Reding, Mathematical and Scientific Literacy. Organisation for Economic CoOperation and Development.

OECD (2001). Knowledge and Skills for Life. First results from the OECD Programme for International Student Assessment

(PISA) 2000. Organisation for Economic CoOperation and Development.

Rebel, K. (2002). PISA Gives Shocking Marks to the 16 German Educational Systems Implications for their Schools and Teacher Education. Paper presented at ISTE 2002, Helsingør.

Undervisningsministeriet (1994). Formål og centrale kundskabsog færdighedsområder. Folkeskolens fag. Folkeskoleafdelingen.

Undervisningsministeriet (2002). Bekendtgørelse om ændring af bekendtgørelse om formålet med undervisningen i folkeskolens fag og obligatoriske emner med angivelse af centrale kundskabs- og færdighedsområder, BEK nr. 209 af 16.april 2002. København: Undervisningsministeriet.

Weng, P. (1996). Matematik og naturvidenskab i folkeskolen en international undersøgelse. København: DPI.

19) I bilagsafsnit 6.1 i (Andersen m. fl., 2001) beskrives PISA’s skala for vurdering af naturvidenskabelig kompetence i tilknytning til et eksempel på en opgaveenhed med fire tilhørende spørgsmål. Flere eksempler på opgaver samt vejledning til bedømmelse af svarene findes i et særskilt appendiks der kan findes på Internettet på adressen: www.dpu.dk under: Forskning.
20) Kursusplan for naturorienterende emner er hentet fra Skolverkets sider: www.skolverket.se/