Den nye, fælles afsluttende prøve for de tre naturfag, biologi, fysik/kemi og geografi betyder, at lærerne nu ikke kun er ansvarlige for deres respektive fag, men skal samarbejde og i fællesskab planlægge tværfaglige forløb, hvor udviklingen af elevernes naturfaglige kompetencer kommer i fokus.

I den sidste praktikperiode oplevede Rune Thorfinn Andersen og Jonathan Skaarup både udfordringer og fordele, da de skulle være med til at forberede den ny prøve. Det kom til udtryk i elevers feedback og opgavebesvarelser, men også fra skolens naturfagslærere, der fandt det vanskeligt at samarbejde på tværs af fagene. De mente, at de måtte gå på kompromis med de enkelte fags indhold, fortæller Andersen og Skaarup i deres professionsbachelorprojekt fra læreruddannelsen på Campus Carlsberg ved Københavns Professionshøjskole. Eleverne kunne lære at perspektivere både teori og forsøg. De kunne også sætte det ind i en samfundskontekst, men de kunne ikke anvende resultaterne fra deres undersøgelser og ikke bruge udvalgte modeller til at understøtte eller belyse det teoretiske grundlag.

Naturfagsprøvens krav og god fysik/kemi-undervisning

I projektets problemformulering spørger Rune Thorfinn Andersen og Jonathan Skaarup derfor, hvordan man som naturfagslærer kan udvikle en praksis, der opfylder den fælles naturfagsprøves krav og samtidig er en kvalificeret fysik/kemi-undervisning.

Deres undersøgelsesspørgsmål lyder:

- Hvilke problematikker kan på nuværende tidspunkt identificeres i forbindelse med indførelsen af den ny fælles naturfagsprøve?

- Lever den almene naturfagslærers kompetencer op til kravene, som stilles af den nye fælles naturfagsprøve?

- Hvilke årsager kan der være til, at eleverne til prøven i 2017 ikke formåede at demonstrere deres undersøgelses- og modelleringskompetence?

Naturfaglærerne skal vælge mindst fire ud af seks tværfaglige områder, som kan udtrækkes til den afsluttende prøve. Eleverne skal derfor i 8.- og 9.-klasse løbende introduceres til stoffet og undervejs arbejde fællesfagligt for at blive kendt med arbejdsformen. I vejledningen for fysik/kemi opregnes de fællesfaglige områder:

- Produktion med bæredygtig udnyttelse af naturgrundlaget,

- Bæredygtig energiforsyning på lokalt og globalt plan,

- Drikkevandsforsyning for fremtidige generationer,

- Den enkeltes og samfundets udledning af stoffer til atmosfæren,

- Strålingsindvirkning på levende organismers levevilkår,

- Teknologiens betydning for menneskers sundhed og levevilkår.

Undervisningsministeriet argumenterer for prøveformen ved at påpege, "at vi i nutidens samfund har et større behov for individer med uddannelse inden for den naturvidenskabelige sektor, og at naturfagene i folkeskolen har rig mulighed for at arbejde med relevante problemstillinger fra omverdenen. Fagene kan yderligere give eleverne en forståelse for deres anvendelighed og relevans i hverdagen, selv på trods af at eleven måske ikke kan forestille sig en karriere, hvor elementer fra naturfagene indgår", skriver Rune Thorfinn Andersen og Jonathan Skaarup.

Funktionel tværfaglighed virker. Men…

Ud fra analyserne når de frem til en række konklusioner og slutter med nogle forslag til handlinger.

Funktionel tværfaglighed er en hensigtsmæssig arbejdsproces til at styrke elevernes naturfaglige kompetencer, men det er kun et mindretal af naturfagslærerne, der bruger denne form i undervisningen, siger de: "Der er uenighed om, hvordan udvikling af naturfagskompetencerne skal indgå i den faglige undervisning. Nogle lærere ser kompetencestyrkende undervisning som adskilt fra fagundervisningen, mens andre inddrager og italesætter disse i den monofaglige undervisning".

Naturfagslærerne mangler vejledning og værktøjer, og de har endnu ikke de nødvendige kompetencer til at understøtte elevernes kompetenceudvikling, mener Andersen og Skaarup. Deres analyse viser, at flere naturfagslærere fejltolker, hvad kompetencerne indebærer, og det kan være årsag til, "at naturfagslærere på nuværende tidspunkt sjældent benytter sig af abduktive undervisningsformer", skriver de.

Ikke alle elever i udskolingen besidder de kognitive forudsætninger til selvstændigt at navigere gennem de arbejdsprocesser, som den fælles naturfagsprøve kræver, siger Andersen og Skaarup, som påviser, at den undervisningsform, som den nye prøveform forudsætter - og som moderne naturfagsdidaktik anviser - "overvejende bygger på et konstruktivistisk læringssyn". Det læringssyn, lærerne har, er derimod overvejende positivistisk.  

På baggrund af projektets analyse, diskussion og konklusioner identificerer Andersen og Skaarup "en forskydning mellem Undervisningsministeriets idealistiske krav til naturfagsundervisningen i folkeskolen og den realitet, man som lærer befinder sig i til hverdag". De diskuterer derfor, hvordan man som naturfagslærer kan udvikle en praksis, der bedst muligt forbereder eleverne til den nye prøve.

"Da prøven søger at vurdere elevernes evne til at arbejde undersøgende med en selvvalgt problemstilling, finder vi det essentielt, at eleverne beskæftiger sig med undersøgende arbejdsprocesser i den daglige naturfagsundervisning", siger de.

"Den funktionelt tværfaglige tilgang til fællesfaglige forløb medfører en række positive effekter på elevernes dannelse og tilegnelse af netop de arbejdsprocesser, som er nødvendige for at kunne være forberedt til prøven". På samme måde er det vigtigt "at bringe undersøgende, abduktive arbejdsprocesser ind i den monofaglige undervisning, så alle elementer af den tredelte model kommer til udtryk". Den tredelte model præsenterer tre tilgange til undervisning og læring: en deduktiv, en induktiv og en abduktiv, der indbyrdes interagerer med og overlapper hinanden. (Se side 17 i projektet.)

Dynamiske undersøgelsesfaser

En mulig løsning er at naturfagslæreren strukturerer det undersøgende arbejde efter Lars Henrik Jørgensens undersøgelsesfaser, da det giver en god balance mellem deduktive, induktive og abduktive elementer, mener Rune Thorfinn Andersen og Jonathan Skaarup.

Jørgensens model indeholder faser, hvor eleverne stiller spørgsmål, indhenter information, opstiller hypoteser, planlægger og gennemfører undersøgelser, samt fortolker og vurderer resultater.

"Faserne skal forstås som dynamiske og i vekselvirkning med hinanden - ny information og hypotesedannelse kan lede til nye spørgsmål, før man når til planlægning af undersøgelser. Undersøgelser tager udgangspunkt i spørgsmål, der udspringer fra et problem eller af nysgerrighed", understreger de. Det er jo ikke altid, at elever bliver nysgerrige af det, læreren præsenterer dem for. Og det er ikke altid, at eleverne undres over det samme. "Observationer skal derfor stilladseres af læreren, da hensigtsmæssige observationer kræver forkundskaber, man skal have forudgående viden, om det man observerer, for at det kan bruges i undersøgelsen", skriver Rune Thorfinn Andersen og Jonathan Skaarup.

Se hele projektet her: