Teknologi i naturfagene

Intentionen med denne artikel er at skabe forståelse for, i hvilke sammenhænge teknologibegrebet anvendes, og hvordan det kan forstås.

I artiklen er fokus på teknologibegrebet i de fire naturfag. Desuden tydeliggøres forskelle og ligheder mellem teknologibegrebet i naturfagene og teknologibegrebet i forsøgsfagligheden teknologiforståelse.

Det kan være en hjælp at have en dybere forståelse af teknologibegrebet i naturfag, hvis I som lærerteam ønsker at arbejde med fællesfaglige fokusområder, der lever op til kriteriet om at inddrage elevernes arbejde med teknologi.

I faghæfterne for natur/teknologi, biologi, fysik/kemi og geografi optræder begrebet teknologi i flere sammenhænge. Faghæfterne anvender et meget bredt teknologibegreb, mens der i forsøgsfagligheden teknologiforståelse anvendes et smallere teknologibegreb, der fokuserer på digitale teknologier. Artiklen her skal ses i en naturfagsdidaktisk kontekst og ikke som en endegyldig definition af begrebet teknologi.

Teknologibegrebet i naturfagene

For overskuelighedens skyld opdeler denne artikel teknologibegrebet fra naturfagenes faghæfter i tre dele:

• Teknologi som fagligt genstandsfelt i naturfagsundervisningen
• Teknologi som redskab i naturfagsundervisningen
• Teknologiforståelse

De to første dele beskæftiger sig med teknologierne i et undervisningsnært perspektiv. Den sidste del er en kort beskrivelse af forskelle og ligheder mellem forsøgsfagligheden teknologiforståelse og faghæfternes anvendelse af begrebet teknologi.    

De tre dele åbner for en forståelse af, hvordan naturfagslærere kan undervise om og i teknologi samt med og om teknologi. Herunder beskrives de tre dele af teknologibegrebet.

Teknologi som fagligt genstandsfelt i naturfagsundervisningen

I naturfagenes læseplaner optræder teknologi som genstandsfelt for undervisningen i adskillige sammenhænge. Inden for færdigheds- og vidensområderne er der i alle fire fag beskrevet en lang række indholdselementer, der kredser om elevernes læring om teknologi. Indholdselementerne kan opdeles i disse underkategorier:

Kendskab til konkrete teknologier

Eksempelvis deres virkemåde, funktioner, del-elementer og processer. Det kan handle om undersøgelser af forskellige processer på et renseanlæg, modellering af trin i gensplejsning, undersøgelser af de enkelte dele i en vindmølle og konstruktion/reproduktion af enkle dele fra teknologier som elektromotorer, røggasrensning og tyverialarmer. De konkrete teknologier optræder inden for alle fagenes kompetenceområder, men eleverne lærer især om teknologi som genstandsfelt ved at undersøge teknologierne og modellere i dem.

Kendskab til den samfundsmæssige betydning af konkrete teknologier

Eksempelvis betydningen af afledte opfindelser fra rumteknologi, betydningen af grundvandsindvinding på vandværker sammenholdt med brug af overfladevand eller brøndvand, betydningen af andelsmejerier i forhold til landbrugsområdet, udvikling i transportteknologi og de klima- og miljømæssige betydninger af dette samt opfindelser på energiteknologiområdet. Eleverne undervises i teknologi.

Teknologi som redskab i naturfagsundervisningen

Teknologier i naturfagene skal også forstås som redskaber eller midler til at lære naturfag. Det vil sige, at eleverne lærer med teknologi. Ved hjælp af teknologi kan målinger blive mere præcise, eleverne kan se partikler, der ikke kan ses med det blotte øje, eller de kan modellere store mængder data, så det bliver lettere at konkludere på baggrund af disse. Teknologi som redskab i naturfagsundervisningen kan også opdeles i to underkategorier:

Anvendelse af specifikke teknologier som hjælpemidler til at løse konkrete opgaver

Eksempelvis et oscilloskop til at undersøge vekselspænding, en vejrstation med forskelligt måleudstyr og et termometer til at måle temperaturer. I løbet af naturfagsundervisningen fra 0.-9. klasse forventes det, at eleverne kan betjene en række af naturfagenes mest almindelige teknologier. Eleverne arbejder med teknologier.

Specifikke teknologiers virkemåde

Eksempelvis et analogt termometer (væskeudvidelse), kikkert/lup (sprede- og samlelinser) eller et barometer (overtryk/undertryk i en lukket beholder). Fælles for denne kategori er, at teknologiernes virkemåde ofte bliver genstandsfelt for at lære om en naturvidenskabelig sammenhæng, og hvordan den udnyttes i praksis. Eleverne skal også kunne se sammenhængen imellem udnyttelsen i praksis og teknologiens betydning for vores måde at leve på. Eleverne lærer om teknologiernes påvirkninger af menneskets levevilkår i både positiv og negativ forstand.

Eksempler, hvor du beskæftiger dig med teknologi i naturfagsundervisningen:

• Vindmåler
• Termometre
• Lydoptagelser
• Datalogger
• Stjernekikkerter
• GPS-positionering
• Rensningsanlæg
• 3D-Simuleringer
• Kompas
• Gensplejsning
   

Teknologiforståelse

I naturfagsundervisningen er viden om og forståelse af teknologi ikke det samme som i forsøgsfagligheden teknologiforståelse.

I forsøgsfagligheden teknologiforståelse fokuseres der på digitale teknologier.

Det er teknologier, der har et væsentligt, digitalt element, eksempelvis en database eller et programmeringssprog. Digitale teknologier er vigtige byggesten i digitale artefakter, der for eksempel kan være en app, en programmeret robot eller en simulering af fotosyntesen.

Du kan læse mere om digitale artefakter på emu.dk: Ordliste fra forsøgsfagligheden teknologiforståelse

Forskellen mellem forsøgsfagligheden teknologiforståelse og teknologiforståelse i naturfagene består altså i naturfagenes noget bredere forståelse af teknologi.  

Det er ikke muligt at nå alle teknologimål i naturfagene ved at undervise i forsøgsfagligheden teknologiforståelse, ligesom det ikke er muligt at nå målene i teknologiforståelse ved alene at undervise i naturfag.

Sammenhæng mellem teknologibegrebet i naturfag og teknologiforståelse

Formålet i både naturfagene og i forsøgsfagligheden teknologiforståelse er at gøre eleverne til reflekterede, medskabende og kritiske samfundsborgere. Blandt andet ved at bruge teknologi og reflektere over at leve i en verden præget af teknologi opnås naturfagskompetencer og teknologiforståelseskompetencer.

Udvikling af ny viden om teknologi vil typisk være afhængig af naturvidenskab, og omvendt er naturvidenskaben også afhængig af viden om teknologi. Derfor er det meningsfuldt at undersøge og afprøve synergien mellem teknologiforståelse og naturfag.

Forsøgsfagligheden teknologiforståelse indeholder fire kompetenceområder: Digital myndiggørelse, digital design og designprocesser, computationel tankegang samt teknologisk handleevne.

I naturfagene skal eleverne opnå kompetencer inden for: Undersøgelse i naturfag, modellering i naturfag, perspektivering i naturfag samt kommunikation i naturfag. Der findes mange relevante koblinger på tværs af faglighedernes kompetenceområder, og fælles for de to fagligheder er, at eleverne arbejder ud fra en undersøgende og problembaseret tilgang.

Der kan findes konkret inspiration til koblinger mellem teknologiforståelse og naturfagene i Fælles Mål for forsøgsfagligheden på ministeriets portal på emu.dk.

Du kan læse mere om forsøgsfagligheden på emu.dk: "Teknologiforståelse".

Kreditering

Artiklen er udarbejdet af Styrelsen for Undervisning og kvalitet.