Projekt: Modellering

Om projektet

• Formål og baggrund

  Arbejdet med modeller og modellering i naturfagsundervisningen er vigtigt. Fra 2014 har alle naturfaglige læseplaner i grundskolen været bygget op omkring fire grundlæggende naturfaglige kompetencer, som fagene er fælles om og som gør det muligt både at samtænke fagene og arbejdsdele mellem fagene for derved at sikre progression. Modelleringskompetence er en af disse fire naturfaglige kompetencer. En elev med modelleringskompetence vil iht. fagenes læseplaner ”kunne bruge naturfaglige modeller til at forstå, forklare eller forudsige fænomener og systemers opførsel, kunne diskutere og forholde sig kritisk til modeller samt kunne revidere/konstruere modeller med afsæt i egne undersøgelser eller som en del af problemløsning. ” 
  
  Dog, opleves arbejdet med modeller og modellering desværre svært for mange naturfaglige undervisere: Vi har været involveret i en 5-årig følgeforskning omkring den ny fælles prøve i naturfagene i grundskolen, hvor de naturfaglige kompetencer er en central del af bedømmelsesgrundlaget. Herfra ved vi, at de færreste elever og undervisere havde sprog og begreber om modeller, at de sjældent forholdt sig kritisk til styrker og svagheder ved modeller, og at de hverken konstruerede eller reviderede modeller (Rambøll, VIA & KP, 2018). Der var tydeligvis behov for at udvikle arbejdet med modeller og modellering (M&M) i grundskolen. Egentlig ikke så overraskende, idet kun et fåtal af undervisere på tidspunktet var uddannet eller efteruddannet til at tage hånd om M&M-aspekter.  
  
  M&M-kvalitetsudviklingen starter på læreruddannelsen: På læreruddannelsen i VIA indså vi hurtigt, at vores egen praksis mht. M&M nødvendigvis måtte forbedres, hvis vi skulle bidrage til, at næste generation af naturfagsundervisere blev bedre stillede mht. M&M.  
  
  M&M er et etableret og progressivt internationalt forskningsprogram: Allerede forud for projektstart var der en omfattende international forskningslitteratur, som vi kunne tappe ind i og bruge som afsæt for vores egen forskning og udvikling. At M&M var og er et progressivt forskningsprogram kan simpelt illustreres ved en Google-søgning på ”modelling” AND ”science”, som dags dato giver 32 forskningsbaserede bøger om emnet, heraf 8 peer-reviewede fra det meget ansete Springer Verlag (se nedenfor). 

• Opbygning

  Forskningsprojektet blev initieret i 2018 – og har siden gennemløbet tre faser, hvor resultaterne fra en fase naturligt har skabt fokus for det næste.  

  Fokusområder fase 1: ca. 2018-2019  

  • At afdække naturfaglige lærerstuderendes forståelse af naturfaglige modeller og deres funktion, styrker og begrænsninger. 
    
    
  • At udvikle forskningsbaserede tilgange til undervisning på læreruddannelsen om modeller og modellering (M&M)
    
    
  • At bedrive kompetenceudvikling af og med naturfaglige VIA-kolleger mht. M&M 

  Fokusområde fase 2: ca. 2020-2021: 

  • At undersøge lærerstuderendes evne til at implementere M&M-undervisning i skolen, som en del af deres praktik. 

  Fokusområder fase 3: ca. 2021-2023+ 

  • At udvikle tilgange og værktøjer til undervisning og evaluering af modellering som proces, som udgangspunkt til brug på læreruddannelsen, men med øje for at disse gerne må kunne bruges i og evt. tilpasses undervisningen i grundskolen. Modellering som proces er kendetegnet ved, at den lærende udvikler sin model (og forståelse) iterativt og i vekselvirkning med egne undersøgelser. I den internationale litteratur er denne proces lærerstyret og ses primært som et middel til at nå til en slutmodel, der udtrykker den autoritative, naturvidenskabelige forståelse. Vores begreb om modellering som proces ser i lige så høj grad processen og beherskelse af denne som målet. Det er essensen af både modelleringskompetence og af autentisk naturvidenskab.  
    
    
  • At følge udvalgte lærerstuderendes udvikling af M&M-viden og M&M-kompetence – hen gennem forløb i naturfaglige undervisningsfag på læreruddannelsen – og efterfølgende i deres første år som undervisere ude i skolen. 

• Teori og metode

  Teorigrundlaget

  Forståelsen af MsP tager afsæt i beskrivelsen af Modeling practice hos Schwarz et al (2009), med senere udfoldninger hos bl.a. Gilbert & Justi (2016, ”modelling based teaching”) og Chin & Liu (2019, ”modelling competence”).  
  
  Med afsæt i disse er der udviklet et tentativt begreb om MsP-kompetence, med tilhørende delkompetencer. Her er fokus på at både at udvikle og konstruere modeller (formålsbestemme, konceptualisere, repræsentere, bygge modeller af forskellig art) og validere og revidere modeller, begge i samspil med egne undersøgelser. Operationaliseringen af MsP-begrebet er relevant for både udvikling af værktøjer og aktiviteter, samt for evalueringsdelen af projektet.   
  
  MsP-strategier, stilladsering og værktøjer vil blive udviklet på basis af et systematisk litteraturstudium. I lighed med anden NOS-relateret læring forventer vi, at MsP-læring kræver eksplicit italesættelse og refleksion (jf. Lederman et al, 1999). Et meget relevant udgangspunkt for dette vil være en eksplicit kompetencebeskrivelse (jf. ovenstående) hhv. modellerings-proces-modeller (fx ”Model of Modelling”, Justi & Gilbert, 2002). 
  
  Evaluering af MsP hos lærerstuderende (og elever) er såkaldt performance-testing. Denne evalueringsform er veletableret i dansk undervisning, med den nye fælles prøve i grundskolens naturfag som et indlysende eksempel.  
  
  Internationalt og i særdeleshed ift. modelleringskompetence, så peger et relativt nyt review af Nicolaou & Constantinou (2014) på at in-situ observation/audio-/video-taping af modelleringskompetence er sjældent forekommende. Metodisk ligger der både en udfordring og et muligt internationalt forskningsbidrag i at udvikle principper for en sådan evaluering. 

  Metode og empirisk grundlag 

  Der udføres et supplerende, fokuseret og systematisk litteraturstudium med ”modelling based inquiry”, ”modelling based teaching” og ”modelling competences” som centrale søgeord i relevante databaser (Web of science + nordisk forskningslitteratur), som basis for samtlige delprojektets aktiviteter. 
  
  Metodisk anvender vi et multi-case-study, i forlængelse af Stake (2006), for at studerer lærerstuderendes arbejde med og vanskeligheder ved MsP. Dette gøres vha. fx observation, procesartefakter og studerendes postrefleksioner. Et mindre, men diverst sample af studerende indgår som cases i et longitudinalt 5-årigt studium af, hvorledes lærerstuderende udvikler deres MsP-praksis gennem læreruddannelse, praktik og i deres transitionsperiode i grundskolen efterfølgende. Denne longitudinale del, som også omfatter interviews med case-studerende, rækker udover projektperioden på 2022-23. 

• Kontakt

  Harald Brandt
  Cand.Scient, Lektor, projektleder
  VIA, Læreruddannelsen Aarhus C naturvid. fag
  T: +45 87 55 30 84
  E: habr@via.dk
  UC-viden profil

   

  Lars Brian Krogh
  Ph.d., Lektor, projektdeltager
  VIA, Læreruddannelsen Aarhus C naturvid. fag
  E: labk@via.dk 
  UC-viden profil