Man kan argumentere for, at vi lever i ”naturvidenskabens tidsalder”, fordi naturvidenskabelig forskning danner baggrund for vigtige beslutninger på både mikro- og makroplan i samfundet. Naturfagsundervisningen har derfor en vigtig rolle i at forberede eleverne.

”Elevernes viden og kompetencer i og om naturvidenskaben er en forudsætning for deres deltagelse i samfundet, som det ser ud i dag, men på trods af dette er mange elever og voksne paradoksalt nok ikke bekendte med de videnskabelige ideer og arbejdsmåder”, skriver Sabrina Søgaard Nielsen i sit professionsbachelorprojekt fra læreruddannelsen i Aalborg ved UCN.

Betegnelsen ”Nature of science” bruges om de forestillinger både børn og voksne kan have, om naturvidenskab, og hvordan den fungerer. På dansk bruges betegnelsen ”naturvidenskabens væsen og egenart”. En betydelig del af befolkningen har forestillinger, som er i direkte modstrid med den egentlige naturvidenskab. Det gælder blandt andet forestillingen om naturvidenskab som en samling af fakta og noget absolut, der ikke udvikler sig. Forestillinger som disse kan være med til ”at give eleverne en opfattelse af naturvidenskab som værende fasttømret, autoritær, uforanderlig, evige naturlove og ufejlbare teorier”, skriver hun.

Sabrina Nielsen undersøger i projektet, hvordan det står til med opfattelsen af naturfag i skolen ud fra problemformuleringen:

”Hvilke forestillinger har elever og naturfagslærere i 7.-9. kl. om Nature of Science, og hvordan kan lærerens forståelse af dette samt planlægning af naturfagsundervisningen influere på elevernes forståelse?”

Nature of science

Begrebet "Nature of science" henviser til, hvad naturvidenskab er, hvordan den fungerer, hvordan forskere fungerer som en social gruppe, og hvordan samfundet selv er med til at forme og påvirke naturvidenskaben.

Sabrina Nielsen refererer til den norske professor i naturfagenes didaktik Svein Sjøberg, der peger på en række aspekter ved ”Nature of science”, der er vigtige at få frem for, at eleverne får et korrekt billede af naturvidenskaben:

· Naturvidenskabens beskrivelser af virkeligheden må hele tiden testes og udfordres.

· Der findes ingen bestemt fremgangsmåde, opskrift eller metode til at udvikle nye tanker eller ideer i naturvidenskaben. Dette forudsætter tværtimod åbenhed, fantasi og kreativitet, lidt dristighed og galskab, samt held og lykketræf.

· Naturvidenskabens teorier og kundskaber kan aldrig opfattes som endelige. De udvikles og forbedres hele tiden.

· Nogle gange må man også forkaste gamle teorier og forestillinger i naturvidenskaben. Men det almindeligste er, at man bygger videre på teorier, som har stået deres prøve i lang tid.

Disse aspekter står i modsætning til nogle gængse forestillinger, der også ofte optræder i lærebøger, for eksempel at naturvidenskab er en samling af fakta, at naturvidenskab ikke udvikles og forandres og at naturvidenskabelige love og teorier er absolutte og ikke kan ændres.

Modstridende forestillinger

Spørgeskema og interview om 7. – 9. klasse elevers forestillinger viser ”tendens til, at naturfagsundervisningen ikke i tilstrækkelig grad formår at udfordre elevernes forestillinger om forskellige aspekter knyttet til ”Nature of science”, herunder særligt deres opfattelse af naturvidenskabelig viden, naturvidenskaben som proces og institution i samfundet”, skriver Sabrina Nielsen. Undersøgelsen viser modstridende forestillinger om naturvidenskabelig viden hos eleverne, som opfatter ”denne viden som en samling af fakta, der er absolut, men også foranderlig, og hvor forholdet mellem teori og observationer ses som entydigt. De kategoriserer den naturvidenskabelige viden som forskellige former for fakta, hvoraf nogle er bedre og mere solide end andre og lader derfor til, at inddele naturvidenskabelig viden i en absolut del, bestående af love og teorier, og en foranderlig del, bestående af nye opdagelser”.

Naturfagsprøven fylder i planlægningen

Interviews med lærere viser, at naturfagsprøven er meget styrende for planlægningen af fagene, særligt i 8. og 9. klasse. Lærerne peger på, at prøven bidrager positivt til elevernes naturfaglige dannelse, særligt perspektiveringskompetencen. Denne kompetence kan i høj grad relateres til ”Nature of science”, skriver Sabrina Søgaard Nielsen, men når naturfagsprøven fylder så meget i planlægningen, kan der være en fare i, at undervisningen overvejende bliver problembaseret. ”Eleverne kan ende med at få opfattelser som, at der findes én naturvidenskabelig metode, at naturvidenskabens formål er at løse problemer, at naturvidenskaben følger en række logiske forud- bestemte trin, samt at naturvidenskaben har et endeligt mål osv.”, skriver hun. Læreren skal derfor være opmærksom på at udfordre elevernes forestillinger, og det kan blandt andet gøres ved at inddrage dagsaktuel forskning i undervisningen. Hendes undersøgelse viser dog, at ”særligt forberedelsestiden og tendensen til at vælge det ”man ved virker” fylder hos lærerne i planlægningen”. Flere lærere giver dog udtryk for potentialet i den aktuelle forskning

”Jeg prøvede også nogle gange at tage noget aktuelt ind og ja... det virker bare bedst, når de (eleverne red.) kommer med det, synes jeg (...) Men når de så kommer med noget, så er det også mere aktuelt og mere spændende for dem”, udtaler en af lærerne.