STEM – tværfaglig læring af naturvidenskab

De naturfaglige fag passer i deres natur godt ind i verdensmålene, og der synes at være bred enighed om, at forståelsen for og håndteringen af de globale udfordringer verden står overfor må ses i en bredere sammenhæng. Dette gælder også i uddannelsesverdenen, og vi henviser til, at der er behov for at se på tværs af fagene.

Vi sætter i denne artikel fokus på, hvordan STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) kan være en indgang til, at børn og unge kan udvikle handlekompetence i en kompleks og foranderlig verden. 

Monofaglig naturvidenskabelig undervisning

Historisk set har naturvidenskab typisk haft karakter af monofaglighed. Et eksempel på denne monofaglige orientering kan findes i Naturvidenskabernes ABC (Andersen, 2019), som fremhæver ‘De store fortællinger om naturvidenskab’ som en vej til dannelse. Mange af de store naturvidenskabelige erkendelser er opnået gennem monofaglig fordybelse, hvilket Charles Darwins evolutionsteori er et glimrende eksempel på.

Den monofaglige undervisning tilbyder en række fordele, herunder dyb, specialiseret faglig viden og specifikke faglige færdigheder inden for de enkelte fag, eksempelvis inden for biologi, kemi og fysik. Dog lever vi ikke i en monofaglig verden, og der er – også i naturvidenskaben – en stigende erkendelse af, at der er behov for tværfaglige perspektiver for at håndtere samtidens udfordringer.

FN’s Verdensmål for bæredygtig udvikling er et eksempel på en rammesætning, som indebærer tværfaglighed.

Monofaglighed styrkes gennem tværfaglighed

Den danske folkeskole er grundlæggende forankret i en monofaglig organisering, men løbende reformer og folkeskolelove har formaliseret en tværfaglig tilgang til den naturvidenskabelige undervisning. Den verden, børn og unge vokser op i, er kompleks og præget af globalisering, og der er mange udfordringer som for eksempel klimaforandringer, mangel på ressourcer og befolkningsvækst.

Disse udfordringer er tværfaglige af natur, og opfyldelse af FN’s Verdensmål vil kræve en tværfaglig indsats, der inddrager mange typer af fagligheder; ingeniøren eller matematikeren kan ikke opfylde dem alene. I denne komplekse verden skal børn og unge lære at begå sig, tage ansvar, tro på egne muligheder for at handle, argumentere for holdninger og danne sig som en demokratisk samfundsborger (Bybee, 2018; Illeris, 2016).  

STEM som et bud på tværfaglig undervisning

STEM er en måde undervisningsmæssigt at praktisere tværfaglighed inden for naturfagene. STEM tilbyder nye måder at interagere med teknologi, science, matematik, fysik, kemi, biologi, geografi på igennem hele den portefølje af faglige perspektiver og fag, der ligger inden for de naturvidenskabelige, matematiske og teknologiske hovedområder. 

STEM-undervisning orienterer sig mod omverdenen og kan være en måde at (ud)danne børn og unge til et liv i en globaliseret og kompleks verden. FN’s Verdensmål kan således understøttes af STEM-kompetencer gennem viden (forskning) vedrørende STEM-relaterede problemer og en grundlæggende forståelse af de karakteristiske træk af, hvordan STEM er med til at forme vores verden (Bybee, 2018; Michelsen & Seidelin, 2020).

Der findes flere forskellige kontekster, der kan være meningsfulde at tage udgangspunkt i for integrerede STEM-forløb. Det kan for eksempel være karriere, energi, miljø, katastrofer, sundhed, naturressourcer, populationsforandringer, og forskning, udvikling og innovation (Bybee, 2018). De problemer eller opgaver, børnene og de unge arbejder med, kan være noget de konfronteres med i deres liv, for eksempel vedrørende sundhed, funktionen af vacciner, forbrug af ressourcer, energiforbrug eller globale konsekvenser af klimaforandringer (Bybee, 2018).

STEM-undervisning skal således lede frem til, at eleverne udvikler kompetencer, så de på en hensigtsmæssig måde lærer at forstå og håndtere sådanne problemstillinger. De kontekstuelle situationer skal udvælges, så de er engagerende, meningsfulde og genkendelige for børn og de unge. Konteksterne skal også udvælges, så de er passende til børnenes eller de unges alder, udvikling og klasse - og perspektivet på konteksterne kan hermed være personligt for de yngste eller lokalt og globalt for de ældre elever (Bybee, 2018).

STEM handler om verden omkring os. Problemerne, der arbejdes med, kan være dilemmafyldte og med inddragelse af interessekonflikter, og der kan arbejdes med autentiske problemstillinger eventuelt fra lokalområdet, som børnene og de unge kan være med til søge løsninger på.

Tilgange til STEM

Vi har udarbejdet fire principper for arbejdet med STEM igennem hele uddannelseskæden (se tabel nedenfor).

Disse principper er udarbejdet i samarbejde med praksis og som et led i vores arbejde mod at udvikle en STEM-didaktik.

Afrunding

Hos fagprofessionelle oplever vi stort behov for at kunne blive inspireret til at arbejde med STEM, og forfatterne til denne artikel arbejder derfor med at udvikle STEM-forløb i samarbejde med praksis.

Forløbene er alle udviklet af fagprofessionelle (pædagoger, lærere fra grundskolen, lærere fra ungdomsuddannelserne) under et kompetenceudviklingsforløb som en del af projektet ’LabSTEM’, hvor de fagprofessionelle igennem en lang række workshops har udviklet, afprøvet og evalueret egne STEM-forløb.

STEM kan adressere komplekse problemstillinger fra omverdenen, hvor eleverne på baggrund af deres faglige viden kan danne sig evidensbaserede og rationelle holdninger og ideer, forstå og vurdere andres holdninger og begynde at danne sig til aktive og engagerede samfundsborgere.

STEM kan være en mulig vej mod handlekompetencer for eleverne mod FN’s Verdensmål.

Læs mere på sdu.dk