Hvordan sikrer vi faglig læring, når eleverne sættes fri til at eksperimentere i undervisningen? Hollandske Dave van Breukelen, der deltog på Big Bang, kom med en række konkrete anbefalinger, som kan bruges direkte i dansk kontekst.

Dette indlæg findes som fits-artikel vedhæftet. 

Igennem de seneste par år har stadig flere og flere naturfagslærere stiftet bekendtskab med engineering som undervisningsform. De har arbejdet med engineering-modellen, som den er blevet udviklet i programmet Engineering i skolen, og sammen med eleverne er de blevet fortrolige med modellens 7 delfaser (forstå udfordringen, få ideer, undersøge, konkretisere, konstruere, forbedre og præsentere)(Se EDP-model vedhæftet).

Foreløbige resultater viser, at eleverne styrker deres design-kompetencer, men nogle lærere er bekymrede for, om eleverne nu også lærer naturfaglig viden, når de arbejder med engineering:

Får eleverne lært de naturfaglige begreber på en ordentlig måde? Rodfæster fagligheden sig? Og hvordan kan man som lærer være sikker på selv at have den nødvendige faglige viden, når elever sættes fri til at udvikle løsninger, der kan stikke i forskellige retninger?

Netop den type spørgsmål er omdrejningspunktet for den hollandske forsker Dave van Breukelens såkaldte FITS-model, som blev præsenteret på dette års Big Bang-konference. Og her er der inspiration at hente for danske lærere.

I FITS-modellen (Focus – Investigation – Technological design – Synergy) veksler læreren mellem engineering og faglig fordybelse i en struktureret proces. (Se Breukelen, 2016). Det er lykkedes Dave van Breukelen at optimere elevers fysikfaglige udbytte fra 35 % til 62 % med brug af FITS-modellen, hvilket gør den interessant at lade sig inspirere af.

Fremfor en egentlig gennemgang af modellen, ser vi her på tre væsentlige forhold, hvor vi kan hente inspiration fra van Breukelen et al.:  

1. Planlægning 2. Faglige nedslag 3. Lærerkompetencer.

PLANLÆGNING

Dave van Breukelen understreger, at netop fordi engineering-undervisning lægger op til høje grader af frihed for eleverne, er der brug for en tydelige struktur for at sikre fagligheden. Struktur kræver god forberedelse, og læreren bør derfor planlægge forløbet grundigt. Det betyder fx, at læreren bør formulere tydelige læringsmål, både ift. faglig læring og kompetencer.

Desuden er det en god idé at formulere mål for hver enkelt af de 7 delprocesser, så eleverne forstår betydningen af den enkelte proces.

FALIGE NEDSLAG

En af styrkerne ved FITS-modellen er van Breukelens systematiske tilgang til, hvordan læreren får indtænkt faglige nedslag inden for relevante emner. Dvs en form for minikurser, der gør eleverne klogere på vigtig viden. Med reference til EDP-modellen (øverste figur) kan et fagligt nedslag i princippet gennemføres i alle 7 delprocesser i EDP-modellen.

Det kunne fx være i den indledende undersøgelses-proces, hvor eleverne diskuterer, hvad de allerede ved, og hvad de har brug for at vide. Dem faglige fordybning kunne ifølge van Breukelen ske ved, at eleverne først formulerer en række undersøgelsesspørgsmål i mindre grupper. Spørgsmålene tages op i plenum, og efterfølgende bliver klassen enige om tre fælles undersøgelsesspørgsmål.

I Konkretiserings-processen kunne et fagligt nedslag være, at læreren gennemføre et kort forløb, hvor eleverne undersøger forskellige materialers egenskaber – og på den baggrund vælger deres endelige materiale til løsningen.

I Forbedrings-processen kunne det handle om, at lade eleverne se på indsamlet data fra de forudgående processer (fx se på nedkølingskurver, faseovergange el. andet).

Hver enkelt fagligt nedslag giver eleverne mulighed for at bruge og træne de naturfaglige begreber i deres diskussioner og præsentationer. Og læreren kan introducere nye begreber efter behov.

LÆRERKOMPETENCER

Lærerens rolle er med van Breukelens ord at være ’ The sensitive assistant’, der organiserer undervisningen efter en nøje planlagt struktur, men som også formår at træde i baggrunden og skabe plads for elevernes selvbestemmelse.

’The sensitive assitant’ stimulerer eleven til at tænke dybere, men kommer sjældent med direkte svar. Det forudsætter en lærer, der stiller åbne spørgsmål, og som er klar på at fange et interessant emne, hvis det pludselig dukker op i eleverne diskussioner.

Men hvor dyb faglighed skal læreren selv have for at guide eleverne?

Der er ingen tvivl om, at et engineering-forløb kræver en lærer med en vis faglighed, men ligeså vigtigt er det, at læreren har tilstrækkelig selvtillid til at turde kaste sig ind i emner, hvor vedkommende kun har begrænset viden. Fordelen ved engineering-forløbet er, at lærer og elever sammen kan researche sig frem til viden. At vide, hvor og hvordan man indhenter relevant viden er et læringsmål i sig selv.

Ifølge van Breukelen kan tværfaglige lærerteams være en styrke i et engineering-forløb. Lærerne kan supplere hinandens faglighed og styrke elevernes forståelse af, hvordan fagene hænger sammen og være til gensidig inspiration.

Dave van Breukelens FITS-model lægger op til, at fagligt udbytte i engineering-undervisning bedst opnås for den lærer, der formår at skabe stærke læringsfællesskaber, hvor ’knowing and doing’ smelter sammen. Det er lettere sagt end gjort, jovist. Men med de meget konkrete anbefalinger van Breukelen lægger for dagen, er vi uden tvivl et skridt nærmere.