Artikel

STEM – tværfaglig læring af naturvidenskab

Med FN’s Verdensmål som omdrejningspunkt sætter artiklen fokus på, hvordan STEM kan være en indgang til at lære børn og unge at forholde sig til og udvikle handlekompetence i en kompleks og foranderlig verden. 

FN’s Verdensmål indeholder komplekse begreber og problemstillinger, der udfordrer de klassiske tilgange til indholdselementer i skolens fag og dermed udfordrer fagdidaktikken.

Spørgsmålet er derfor, hvordan verdensmålene kan/skal tænkes ind i en naturvidenskabelig undervisningskontekst?

 

Oversigt over alle verdensmål
© verdensmål.org

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.

Principper for arbejdet med STEM

 

Anvend elevcentrerede metoder i STEM-undervisningen

 

 

 

Omverdensorientering

 

 

Lovgivningsrammer og mål

 

 

STEM-integration

 

For at engagere elever i STEM-aktiviteter er det vigtigt at tage udgangspunkt i noget, eleverne finder interessant, meningsfyldt og motiverende.

 

Måder at arbejde med elevcentreret undervisning kan være en inquiry-based tilgang, hvor eleverne indgår i en undersøgende proces.

 

En elevcentreret tilgang kan også være en problemorienteret tilgang, hvor eleverne arbejder med både at opstille og besvare forskellige problemstillinger.

 

Ved at bruge projekter, problemer eller designbaserede opgaver, der adresserer problemer fra omverdenen, kan børn og unge bringe deres kompetencer og viden fra fagene i spil og øve sig i kritisk at forholde sig til disse problemer og evidensbaseret og sagligt at fremføre argumenter for egne holdninger.

 

STEM tænkes sammen med gældende læreplaner, og hvordan tilgangen kan bidrage til opfyldelse af formålet for de enkelte uddannelsestrin.

 

STEM kan med sin indbyggede tværfaglighed være med til at løfte de krav, der er til tværfagligt arbejde, i både grundskoler og ungdomsuddannelser.

 

I grundskolen er STEM-undervisning en måde, hvor børn og unge kan bringe deres viden og færdigheder fra de enkelte fag i spil og dermed en måde, hvorpå der kan arbejdes med de forskellige kompetenceområder, der er beskrevet i Fælles Mål. 

 

STEM handler ikke kun om at arbejde med de monofaglige siloer, men også om at integrere disciplinerne på en naturlig og meningsfuld måde, således at der arbejdes med en kombination af områderne frem for fagene individuelt.

 

De fire discipliner kan integreres på mange forskellige måder, eksempelvis ud fra metoder, faglige domæner, emner/kontekster eller tværgående begreber (Seidelin & Larsen, 2021).

 

 

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

Kreditering

Artiklen er udarbejdet af:

Lars Seidelin, Ph.d., postdoc, Syddansk Universitet, LSUL – Laboratorium for STEM Uddannelse og Læring. Forsker ved Teknologipagten

Connie Svabo, Ph.d., professor og centerleder, Syddansk Universitet, LSUL – Laboratorium for STEM Uddannelse og Læring. Medlem af centerledelsen ved Center for Grundskoleforskning, SDU

Dorte Moeskær Larsen, Ph.d., postdoc, LSUL - Laboratorium for STEM Uddannelse og Læring. Lektor ved Læreruddannelsen, UCL

Mette Als Kristensen, Videnskabelig Assistent, Syddansk Universitet, LSUL – Laboratorium for STEM Uddannelse og Læring


Bybee, R. (2018). STEM education now more than ever. National Science Teachers Association.

Illeris, K. (2016). Læring i bæredygtighed – et opgør med konkurrencestaten. Hovedland.

Michelsen, C. & Seidelin, L. (2020). STEM Education is More Than Just Doing Activities in Science, Technology, Engineering and Matematics. Key Points for STEM in Early Childhood and Involving Parents: A Guidebook for Early Childhood Educators. Kuloglu Press.

Andersen, A. C. (2019). Naturvidenskabens ABC: 10 grundlæggende naturvidenskabelige erkendelser. Børne- og Undervisningsministeriet.

Seidelin, L. & Larsen, D., M. (2021). STEM-integration - mere end en målsætning for grundskolen? EMU Danmark Læringsportal.

Stohlmann, M. (2018). A vision for future work to focus on the M in integrated STEM. School Science and Mathematics 118(6), 310-319.


I samarbejde med:

Forskningscenter for Naturvidenskabelig Uddannelse og Formidling (FNUG) er et tværfagligt forskningscenter, som arbejder med at inspirere til engagerende og lærerige oplevelser med natur, naturfag, naturvidenskab, matematik og teknologi i dagtilbud, grundskole, ungdomsuddannelse, universitet og igennem hele livet.

Siden er opdateret 15. august 2022 af emu-redaktionen
Rettigheder:

Tekstindholdet på denne side må bruges under følgende Creative Commons-licens - CC/BY/NC/SA Kreditering/Ikke kommerciel/Deling på samme vilkår. Creative Commons-licensen gælder kun for denne side, ikke for sider, der måtte henvises til fra denne side.
Billeder, videoer, podcasts og andre medier og filer på siden er underlagt almindelig ophavsret og kan ikke anvendes under samme Creative Commons-licens som sidens tekstindhold.