S E - Sweden. Ett elevperspektiv på naturvetenskap och teknik. Vad arbetar jag med? Varberg 3 oktober 2012 Smil(e)

Transkript

1 Vad arbetar jag med? Varberg 3 oktober 2012 Smil(e) Ett elevperspektiv på naturvetenskap och teknik R S E - Sweden the Relevance Of Science Education Anders Jidesjö (PhD) Linköpings universitet, Sweden anders.jidesjo@liu.se IRIS-International Interests & Recruitment in Science EU s SEVENTH FRAMEWORK PROGRAMME Science in Society Factors influencing recruitment, retention and gender equity in science, technology and mathematics in higher education Important but not for me: Students attitudes towards secondary school science in Jenkins & Nelson, 2005 Research in Science & Technological Education, 23(1):41-57 These responses reflect fundamental issues about the purpose, nature and content of school science education issues that are currently receiving more attention than at any time since science was first schooled in the midnineteenth century / /. In somewhat simplistic terms, many recent science curriculum initiatives might be described as attempts to humanise school science education / / these findings are common to many industrialised countries / / any explanation of students reluctance to pursue careers in science and technology may lie as much outside the school system as within it. / /responses to the ROSE questionnaire from students in developing countries (Sjøberg et al., 2004) suggest that this is indeed the case. Different countries, Same Science Classes Hur elever upplever sin NO-undervisning Terry Lyons 2006, International Journal Of Science Education, 28: Går igenom en mängd studier och fokuserar data från Sverige (Lindahl), och Australien Identifierar tre teman som är gemensamma för de senare delarna av den obligatoriska skolan (high-school): Transmissive pedagogy (bara lär dig, fråga inte varför, skriv ner) Decontextualized content (personlig irrelevans) Percieved difficulty (meningslösa fakta utan diskussion) Diskussion om vad som ska få styra innehållet i skolan: Elevernas intressen eller universitetens egenintressen 1

2 A description of the situation Women are under-represented in physical, mathematical and engineering occupations "Education at a Glance (OECD, 2008): The proportion of females among students entering tertiary science studies ranges from less than 25% in Japan, the Netherlands, Switzerland and Chile to more than 35% in Denmark,, Italy and New Zealand. For the EU-27 countries, ca. 1/3 of PhDs in 2006 within physical science, mathematics and statistics was earned by a woman For computing: around 1/5 of PhDs by women. Konsortium Oslo universitet Startade 1 maj 2009 Fp7 Science in Society Totalt 1 miljon EUR 3 år, 6 partner i Europa IRIS international Called for a substantial increase in the percentage of STEM professionals in the workforce Increasing the number of women would go a long way towards meeting this challenge 2

3 Teknikdelegationen Disputas: Jørgen Sjaastad M.Sc. Jørgen Sjaastad ved Fysisk institutt vil forsvare sin avhandling for graden ph.d: "No man is an island. Significant persons influence on young people s attitudes towards and choice of educations within science, technology, engineering and mathematics Tid og sted: 28. sep :15, Lille fysiske auditorium, Fysikkbygningen Sjaastads avhandling tar for seg rollemodeller i realfag og viser hvordan det personlige møtet kan være avgjørende for ungdoms valg av realfaglige utdanninger. Foreldre, lærere, kjendiser og andre mennesker er alle viktige for rekrutteringen, men det er foreldre og lærere som i særlig grad trekkes fram når unge mennesker beskriver sitt utdanningsvalg. R S E - Sweden the Relevance Of Science Education Prof. Svein Sjøberg, Universitetet i Oslo Anders Jidesjö Linköpings universitet Magnus Oscarsson Mittuniversitetet 3

4 Naturvetenskap och teknik är viktiga för samhället Malawi Lesotho India (Gujarat) India (Mumbai) Trinidad & T Israel (Hebr) Turkey Greece Portugal Spain (Balear) Russia (Karel) Poland Czech Rep. Ireland Japan Sweden Denmark Norway Girls Boy s 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Mean G1. Science and technology are important for society A country needs science and technology to become developed Lesotho India (Guj) India (Mumb) Trinidad & T. Turkey Greece Portugal Spain (Bal) Russia (Kar) Poland Czech Rep. Slovenia Austria Germany Ireland Scotland Japan Sweden Denmark Norway 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Mean G11. A country needs science and technology to become developed Naturvetenskap och teknik kommer att hitta botemedel mot sjukdomar som HIV/AIDS, cancer, etc. Malawi Lesotho India (Gujarat) India (Mumbai) Trinidad & T Israel (Hebr) Turkey Greece Portugal Spain (Balear) Russia (Karel) Poland Czech Rep. Ireland Japan Sweden Denmark Norway Skolans NOundervisning har öppnat mina ögon för nya och spännande jobb Malawi Lesotho India (Gujarat) India (Mumbai) Trinidad & T Israel (Hebr) Turkey Greece Portugal Spain (Balear) Russia (Karel) Poland Czech Rep. Ireland Japan Sweden Denmark Norway 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Science and technology will find cures to diseases such as HIV/AIDS, cancer, etc. Mean F4. School science has opened my eyes to new and exciting jobs 4

5 F14. I would like to become a scientist grand ACE mean I would like to become a scientist Lesotho India (Guj) India (Mumb) Trinidad & T. Turkey Greece Portugal Spain (Bal) Russia (Kar) Poland Czech Rep. Slovenia Austria Germany Ireland Scotland Japan Sweden Denmark Norway I would like to get a job in technology Lesotho India (Guj) India (Mumb) Trinidad & T. Turkey Greece Portugal Spain (Bal) Russia (Kar) Poland Czech Rep. Slovenia Austria Germany Ireland Scotland Japan Sweden Denmark Norway 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Mean F14. I would like to become a scientist 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Mean F16. I would like to get a job in technology I would like to become a scientist vs. HDI Grand mean of all items on Interest vs. HDI (Human Development Index) 4,00 3,50 3,20 3,00 3,00 India (Gujarat) Trinidad & T 2,50 India (Gujarat) Trinidad & T 2,80 Russia (Karel) Greece 2,00 1,50 R = -0,93 Russia (Karel) Portugal Greece Poland Ireland Denmark Sweden Japan Norway 2,60 2,40 R = - 0,85 R Sq Linear = 0,719 Portugal Ireland Poland Japan Norway Sweden R Sq Linear = 0,866 Denmark 1,00 2,20 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 1,000 HDI 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 1,000 HDI 5

6 Toward a more authentic science curriculum: The contribution of out-of-school learning Braund & Reiss 2006, International Journal Of Science Education, 28: Debatten om eleverns minskande intresse måste också relateras till site of learning Utgångspunkt i hur vetenskapen och teknologin utvecklats de senaste 100 åren. Dessutom informal settings som expanderar ( Tv, Internet etc ). Eftersom the nature of science förändras måste the nature of learning anpassas. Lyfter fram verkliga problem, praktiskt arbete, kontakt med omvärlden Diskussion om att skolans NV är obligatorisk, andra marknadsför sig. Det är de som utsätts för undervisningen som måste uppskatta den! I dessa sammanhang är samhällskontakt mycket viktiga instrument. Communication? Europe US Asia 6

7 Working methods and content? What, how and why Science Education? Books Multimedia Information technology Classic education Subjects and methods System approach? Moral? Complexity? Sustainability? Uncertatinty? Etc. Vad pojkar vill lära sig mer om: R Prof. Svein Sjøberg, Universitetet i Oslo Några nationella resultat Anders Jidesjö Linköpings universitet S E - Sweden the Relevance Of Science Education Magnus Oscarsson Mittuniversitetet Hur det känns att vara tyngdlös i rymden Hur atombomben fungerar Explosiva kemikalier Hur datorer fungerar Möjligheten att det kan finnas liv utanför jorden Biologiska och kemiska vapen och vad de gör med människokroppen Hur man skall träna för att hålla kroppen i form Fenomen som forskare ännu inte kan förklara Hur meteorer och kometer kan åstadkomma förödelse på jorden Svarta hål, supernovor och andra spektakulära fenomen i yttre rymden Hur kasettband, cd- och dvd-skivor kan lagra och spela upp ljud och musik Effekten av starka elektriska stötar på människokroppen Raketer, satelliter och rymdfärder Våldsamma, farliga och hotfulla djur Användning av laser i tekniska tillämpningar (CD-spelare, streckkodläsare osv.) Hur saker som radio och TV fungerar Helt nya uppfinningar och upptäckter i vetenskap och teknik Hur mobiltelefoner kan sända och ta emot meddelanden Olösta mysterier i världsrymden Hur bensin- och dieselmotorer fungerar 7

8 Vad flickor vill lära sig mer om: Varför vi drömmer när vi sover och vad drömmarna kan betyda Hur man ska träna för att få en vältrimmad och stark kropp Vad vi vet om HIV/AIDS och hur det bekämpas Hur olika narkotiska preparat kan påverka kroppen Vad man skall äta för att hålla sig frisk och i form Hur alkohol och tobak kan påverka kroppen Hur man ger förstahjälp och använder enkel medicinsk utrustning Vad vi vet om cancer och hur cancer kan behandlas Könssjukdomar och hur man kan skydda sig mot dem Tankeöverföring, tankeläsning, sjätte sinnet, intuition osv Ätstörningar som bulimi och anorexi Biologiska och mänskliga sidor av abort Möjligheten att det kan finnas liv utanför jorden Hur min kropp växer och utvecklas Liv och död och människans själ Hur vi kan skydda hotade djurarter Födelsekontroll och preventivmedel Hur det känns att vara tyngdlös i världsrymden Epidemier och sjukdomar som orsakar många dödsfall Hur man bekämpar epidemier och sjukdomar What pupils want to learn about Teacher 1 How to exercise to keep the body fit and strong 65 2 How it feels to be weightless in space 73 3 The possibility of life outside earth 38 4 Why we dream while we are sleeping, and what the dreams may mean How different narcotics might affect the body 16 6 How alcohol and tobacco might affect the body 5 7 What to eat to keep healthy and fit 20 8 What we know about HIV/AIDS and how to control it 30 9 How to perform first-aid and use basic medical equipment Phenomena that scientists still cannot explain Thought transference, mind-reading, sixth sense, intuition, etc Sexually transmitted diseases and how to be protected against them Cancer, what we know and how we can treat it How meteors, comets or asteroids may cause disasters on earth How my body grows and matures 18 What Swedish science teachers teach girls boys 1 Atoms and molecules The greenhouse effect and how it may be changed by humans How the human body is built and functions Electricity, how it is produced and used in the home How alcohol and tobacco might affect the body How the ear can hear different sounds How people, animals, plants and the environment depend on each other The ozone layer and how it may be affected by humans Sex and reproduction How the eye can see light and colours Heredity, and how genes influence how we develop How loud sound and noise may damage my hearing New sources of energy from the sun, wind, tides, waves, etc Chemicals, their properties and how they react Sexually transmitted diseases and how to be protected against them 9 43 Table 2. The top 20 topics girls completing the ROSE questionnaire wanted to learn about, in declining order of popularity, showing means and standard deviation (SD), and the comparable programmes on the Discovery Channel Mean Programme on Topics in the ROSE questionnaire (SD) Discovery Channel Why we dream while we are sleeping, and 3.35 Diagnosis unknown what the dreams may mean (0.89) How to exercise to keep the body fit and 3.21 Mythbusters, Brainiac, Ray Mears strong (0.85) extreme survival What we know about HIV/AIDS and how to 3.20 Medical detectives control it (0.85) How different narcotics might affect the body 3.14 Mythbusters, Medical detectives, (0.84) Ray Mears extreme survival, Sex sense, Trauma What to eat to keep healthy and fit 3.13 Mythbusters, Escape to river (0.90) cottage How alcohol and tobacco might affect the 3.12 Mythbusters, Medical detectives, body (0.84) Ray Mears extreme survival, Sex sense, Trauma How to perform first-aid and use basic 3.12 Trauma medical equipment (0.91) Sexually transmitted diseases and how to be 3.11 Sex sense protected against them (0.85) Cancer, what we know and how we can treat it 3.11 Trauma, Medical detectives (0.89) Thought transference, mind-reading, sixth 3.10 Mystery hunters adventures sense, intuition, etc.. (1.02) Eating disorders like anorexia or bulimia 3.09 Sex sense (0.91) Biological and human aspects of abortion 3.02 Sex sense (0.92) The possibility of life outside earth 2.96 (1.06) How my body grows and matures 2.95 Sex sense (0.92) Life and death and the human soul 2.94 Mystery hunters adventures (1.05) How to protect endangered species of animals 2.91 Escape to river cottage (0.98) Birth control and contraception 2.91 Sex sense (0.85) How it feels to be weightless in space 2.90 Extreme machines (1.07) Epidemics and diseases causing large losses 2.88 Diagnosis unknown of life (0.90) How to control epidemics and diseases 2.88 Diagnosis unknown (0.96) Table 3. The top 20 topics boys completing the ROSE questionnaire wanted to learn about, in declining order of popularity, showing means and standard deviation (SD), and the comparable programmes on the Discovery Channel Mean Programme on Topics in the ROSE questionnaire (SD) Discovery Channel How it feels to be weightless in space 3.10 Extreme machines (0.98) How the atom bomb functions 3.03 Battlefield, Brainiac, Mythbusters, (1.04) Weapons of war Explosive chemicals 3.01 Battlefield, Brainiac, Mythbusters, (1.01) Weapons of war How computers work 2.98 (1.00) The possibility of life outside earth 2.91 (1.04) Biological and chemical weapons and what 2.88 Battlefield, Weapons of war they do to the human body (1.01) How to exercise to keep the body fit and 2.87 Mythbusters, Brainiac, Ray Mears strong (1.02) extreme survival Phenomena that scientists still cannot 2.84 Mystery hunters adventures, explain (1.10) Unsolved history How meteors, comets or asteroids may 2.81 cause disasters on earth (1.04) Black holes, supernovas and other 2.76 spectacular objects in outer space (1.10) How cassette tapes, CDs and DVDs store 2.76 and play sound and music (1.00) The effect of strong electric shocks and 2.74 Brainiac, Mythbusters lightning on the human body (0.98) Rockets, satellites and space travel 2.74 Extreme machines (1.02) Brutal, dangerous and threatening animals 2.70 Ray Mears extreme survival (0.96) How things like radios and televisions work 2.67 (0.96) The use of lasers for technical purposes 2.67 A car is born, Extreme engineering, (CD-players, bar-code readers, etc.) (0.99) Medical detectives, Weapons of war Very recent inventions and discoveries in 2.67 Brainiac, Diagnosis unknown, science and technology (1.00) Extreme engineering, Fbi files, Forensic detectives, Medical detectives, Trauma, Weapons of war How mobile phones can send and receive 2.66 messages (0.98) Unsolved mysteries in outer space 2.63 Mystery hunters adventures, (1.10) Unsolved history How petrol and diesel engines work 2.61 A car is born, American chopper, (1.10) Fifth gear, Wheeler dealers 8

9 Characterizing childrens spontaneous interests in Science and technology Baram-Tsabari & Yarden 2005, International Journal Of Science Education, 27: Elever (9-12 år) i Israel skickar in frågor till TV-program, analyserar de som rör vetenskap och teknologi Identifierar olika teman, biologi, modern teknologi och astrofysik dominerar. Väldigt få frågor rör det vi ibland kallar traditionell ämnesundervisning (mekanik, ljus, ljud, elektricitet, magnetism) Eleverna frågar kring globala händelser som rör tex. sjukdomar, näringslära, genetik, reproduktion, datorer, Internet, hur olika artefakter fungerar, big-bang, rymduppdrag. Diskussion om betydelsen av human dimensions of S&T, inte det lokala utan mer globala utmaningar samt att S&T hänger ihop Bringing Science To Life: A synthesis of the research evidence on the effects of context-based and STS approaches to science teaching Bennett, Lubben & Hogarth, 2006, Science Education, 1-24, 2006 Kritisk granskning av litteraturen från 8 länder Vad leder dessa perspektiv till? Starka indikationer för att dessa perspektiv bidrar till: Förbättrad attityd samt inga starka belägg för försämring av elevers prestationer Diskussion om betydelsen av kontexter som: Är relevanta för elevers aktuella livssituationer och erfarenheter Relaterar till artefakter och teknologisk utveckling Är relevanta för möjliga karriärvägar Kopplar till modern forskning och nya uppfinningar Kopplar till industri FATTA KATASTROFEN Hur kan naturvetenskapligt innehåll hanteras meningsfullt i relation till dagens ungdomskultur? Medierna, samhällsutveckling och utbildningens funktion 9

10 PISA RAPPORTEN Alarmerande NO-kunskaper bland svenska elever i åldrarna 12-15, och brist på motivation att lära sig ämnet. VARFÖR? REFERENSGRUPPER Dåliga labbmöjligheter. Svårighet i kontext och visualisering. VARFÖR? Meningsfullt lärande? TYPISK UPPGIFT I FYSIK FRÅN LÄRBOK En luftmassa med volymen 1200 m3, trycket 101,1 kpa och temperaturen 15 grader. C rör sig vertikalt uppåt. Trycket sjunker till 80,0 kpa, och temperaturen sjunker till - 3,0 grader C. Beräkna den nya volymen för luftmassan Åk 8 fysik, kemi och biologi Nyckelfaktor: motivation Motivation genom visualisering och kontext Gamification Fokus: "rätt svar" i förhållande till lärobokens facit. (UTSNITT FRÅN FORMELSAMLING) 10

11 Mål: Eleven ska kunna delta i planering och genomförande av enkla experimentella undersökningar samt muntligt och skriftligt redovisa och tolka resultaten. Kunna föra resonemang kring fysikaliska storheter, begrepp och modeller Ta kunskapsbegreppet på allvar Katalog / Analog / Dialog INNEHÅLL KURSPLANEN Centralt innehåll: Fysikens idéhistoria Fysikens metoder och arbetssätt Systematiska undersökningar (även naturvetenskapliga undersökningar experiment laborationer observationer) Väderobservationer Mätningar och mätinstrument (exempelvis mätning av längd, vikt, tid, tryck, volym, temperatur, fart och effekt) Astronomi Universums uppkomst och utveckling (även big bang-teorin) Fysiken i naturen och samhället Energi Energikällor Väder (även väderfenomen meteorologi väderprognoser) Strålning Materiens spridning Fysiken och vardagslivet Fysikaliska fenomen som vi upplever med hjälp Fysiken och tekniken (även fysiken och vardagstekniken) Fysik Energi Kemi Miljö Biologi Innehåll (content) Sammanhang (context) Hälsa Teknik Ekonomisk välfärd CROSS MEDIA? KONCEPTET Skapa en livekänsla här och nu NO-ämnen anpassade efter läroplanen Problemlösning som pedagogisk metod Klassrummet eller hemläxa Kopplad till åttonde klassens kursplan i NO Fyra dokumentärer, 10 faktareportage och fyra olika uppdrag online ANPASSNING EFTER ANVÄNDREN Olika medieformer olika inlärningssätt Flera kontaktytor tv-rutan, nätet, mobilen Möjligheten att plocka samman egen lektion Kombination av motivationsskapande och fakta 11

12 Utbildningens nya situation DE FYRA UPPDRAGEN Förorenat dricksvatten Elbrist SCIENCE IN SCHOOL Levd erfarenhet Rätt svar i förhållande till facit Interface? SCIENCE IN SOCIETY Medierad erfarenhet Spelifiering av case Vindars kraft Matbrist De fyra uppdragen innehåller Diskussionsfrågor Ordlistor inom faktaområdet Faktaklipp Laborationsförslag Länksamlingar Förslag till fördjupningar TV-PRODUKTION Dokumentärexempel Faktareportage En luftmassa med volymen 1200 m3, trycket 101,1 kpa och temperaturen 15 grader. C rör sig vertikalt uppåt. Trycket sjunker till 80,0 kpa, och temperaturen sjunker till - 3,0 grader C. Beräkna den nya volymen för luftmassan Interface? Interface? Kontextualiserar- skapar upplevelser Skapar Identifikation och aktivitet Innehåller aktuella ämnen Flexibelt att använda: Väcker intresset Testa själv: Gör egna laborationer (hemma eller i skolan) Diskutera Stora frågor Samarbeta över ämnesgränser Visualisera/mediera: Väck känslor Fördjupa: Begrepp och fakta Attitudes towards science: a review of the literature and its implications Osborne, Simon & Collins INT. J. SCI. EDUC., 2003, VOL. 25, NO. 9, Attitudes towards science: a review of the literature and its implications Osborne, Simon & Collins INT. J. SCI. EDUC., 2003, VOL. 25, NO. 9, Resulterar i en argumentation för samband mellan antal civilingenjörer och naturvetare och ekonomiska utveckling 12

13 Attitudes towards Physics REID & SKRYABINA, Research in Science & Technological Education, Vol. 20, No. 1, 2002 The Situation in Industry and the Loss of Interest in Science Education Haas, European Journal of Education,Vol. 40, No. 4, 2005 Vad har egentligen hänt under andra hälften av 1900-talet? (Data från Skottland) Empiri från Tyskland. Trenden tydlig, men vad är det som påverkar fluktuationer? The Situation in Industry and the Loss of Interest in Science Education Haas, European Journal of Education,Vol. 40, No. 4, 2005 Development of school students constructions of biology and physics Spall, Stanisstreet, Dickson & Boyes, INT. J. SCI. EDUC., 4 JUNE 2004, VOL. 26, NO. 7, Trend, Change or Cycle? The loss of interest in higher education in the sciences is, in Germany, part and parcel of a cyclical process of enrolments in the disciplines in question. The process is not compatible with the image of a medium- or long-term trend or with the image of a recent change. It is much more in line with the cobweb model in which there is a cyclical alternation of interest and loss of interest in this area of education. Hur ska vi då tala om problembild? Gör vi innehållet tråkigt när det undervisas i skolan? 13

14 Energin, Miljön, och... Hälsan Information Research Business School Education More smiles on our faces! 2000 International understanding! Enjoyment of life Participation Trust Empowerment 14