STEM-kompetencer er vigtige i dagens samfund, og her spiller matematik en stor rolle. Men elevers manglende tro på egne evner inden for matematikken kan stå i vejen for at udvikle deres kompetencer. Derfor skal et nyt speciale undersøge, hvordan matematikken kan komme i fokus i STEM-undervisning.
Rasmus Bo Petersen er studerende på Institut for Matematik og Datalogi ved Syddansk Universitet. Han har for nylig afsluttet et projekt om implementering af matematik i STEM-undervisningsforløb (STEM står for Science, Technology, Engineering og Mathematics). Et projekt, han nu videreudvikler i sit speciale.
»Jeg har udviklet to STEM-undervisningsforløb, hvor matematikken er henholdsvis eksplicit og implicit i fokus. Forskning peger på, at synlighed af læring – altså det eksplicitte fokus – er det, der giver den bedste læring, og det vil jeg så undersøge i mit speciale ved blandt andet at afprøve undervisningsforløbene i praksis«, fortæller Rasmus Bo Petersen.
I sit projekt har han undersøgt STEM-undervisning med matematikken i fokus. I en verden, hvor et hav af medier er tilgængelige på et hav af platforme, og hvor samfundet undergår en hastig teknologisk udvikling, er STEM-kompetencer nemlig en vigtig del af at kunne begå sig i samfundet, mener han.
Matematikken spiller en stor rolle i STEM og kan dermed påvirke elevens generelle STEM-kompetencer i både positiv og negativ retning. Derfor er der både behov for matematisk stærke elever og for at tage hånd om de elever, der halter efter.
»Men det kan være svært, fordi eleverne har personlige overbevisninger om, hvad de kan eller ikke kan. Når matematik er én af de ting, de tror, de ikke kan, har det også en negativ effekt på, hvordan de indlærer matematik«, fortæller Rasmus Bo Petersen.
Han fortæller om en elev i 2.g, der spurgte ham om hjælp til en opgave, som Rasmus Bo Petersen netop havde givet klassen. Eleven havde endnu ikke gjort noget for selv at løse opgaven og spurgte: ”Hvordan gør jeg?”.
Rasmus Bo Petersen spurgte, om eleven havde prøvet på at løse opgaven selv, hvortil eleven svarede: ”Jeg kan ikke finde ud af matematik. Jeg kom bagud i 4. klasse, og siden har jeg ikke kunnet matematik”.
»Jeg hjalp eleven gennem opgaven med ledende spørgsmål. Eleven kunne egentlig godt matematikken, men havde ingen selvtillid. Når jeg gjorde opmærksom på, at elevens svar var rigtige, lød responsen bare, at ”det var et heldigt gæt”. Eleven nægtede simpelthen at anerkende sin kunnen inden for matematik«, fortæller Rasmus Bo Petersen.
Indlæringen blev altså hæmmet af elevens manglende tro på egne evner.
Kan man snige læringen ind?
Én metode at øge elevernes glæde for matematik og styrke læringen med, er implicit inkluderet matematik. Rasmus Bo Petersen har udviklet netop sådan et STEM-undervisningsforløb, hvor man altså forsøger at implementere matematik, uden at eleven er opmærksom på det.
Han har ligeledes udviklet et STEM-undervisningsforløb, hvor matematikken er eksplicit i fokus. Det, man kalder eksplicit inkluderet matematik.
»De to forløb er udviklet og sammenlignet, men de er endnu ikke afprøvet«, fortæller Rasmus Bo Petersen og tilføjer: »Samtlige kilder peger dog på, at synlighed af læring er helt essentielt for læring. Derfor kan et forløb med implicit fokus på matematik altså som udgangspunkt ikke anbefales«.
Når Rasmus Bo Petersen alligevel vil teste den metode, er det fordi, han er nysgerrig efter, om det kan motivere nogle af de elever, der fra starten har blokader og nogle idéer om, at de ikke ”kan det der med matematik”.
»I de tilfælde har implicit inkluderet matematik måske alligevel en berettigelse, fordi man kan ”snige matematikken ind” – så at sige«, fortæller han.
I sit afsluttede projekt undersøgte Rasmus Bo Petersen, hvad STEM er, vigtigheden af STEM, hvad et godt STEM-undervisningsforløb skal indeholde og forskellene på STEM-undervisningsforløb, hvor matematikken er henholdsvis implicit og eksplicit i fokus.
M’et bliver ofte overset
Matematik bliver ofte set som en underbyggende disciplin i STEM, da matematikken fungerer som et sprog for S, T og E. Men den rolle er ikke fyldestgørende, fortæller Rasmus Bo Petersen.
»Matematik er lige så vigtigt for STEM, som læsefærdigheder er for at kunne læse, forstå og skrive bøger. Ifølge nogle er matematik endda det vigtigste element i STEM, fordi det matematiske sprog er helt nødvendigt for at kunne bruge engineering til at lave nye teknologier og forstå, modellere og gøre nye opdagelser indenfor science«, siger han.
Han fortæller, at matematik også er mere end bare de forskellige emner i matematik som algebra, geometri, infinitesimalregning og så videre.
»Matematik træner en bestemt og meget konkret måde at tænke på, som er både kritisk og logisk. Så uanset om eleverne fortsætter inden for STEM eller ej, vil matematiske kompetencer komme dem til gode«, siger han.
En integrerende tilgang til STEM-undervisning kræver ikke nødvendigvis, at alle fire discipliner er i spil i hvert undervisningsforløb. Matematik i integrerende tilgange har dog vist sig at have en lav effekt på interesse og læring. Men resultaterne kommer fra en metaundersøgelse, som havde en relativt lille datamængde.
»Grunden til den lave effekt kan skyldes lærerens manglende viden om emnet eller manglende fokus på matematikken. Mange af studierne, som var undersøgt, nævnte slet ikke matematiske præstationer«, siger Rasmus Bo Petersen og tilføjer:
»Forskning viser, at elever har øget interesse og læring i et STEM-forløb med mere end én disciplin, men der er ikke evidens for, at én bestemt tilgang har den bedste effekt. Forskellige integrerende tilgange giver forskellige grader af øget interesse og læring«.
Der er dog ikke tvivl om, at STEM-undervisningsforløb kan have en positiv effekt for elevens matematiske kompetenceudvikling. Problemet er bare, at matematikken i flere tilfælde fremstår næsten tilfældig for den aktivitet, der er valgt.
Rasmus Bo Petersen nævner et eksempel, hvor elever skal synkronisere robotbevægelser. Tanken bag øvelsen var, at eleverne skulle bruge matematik til at løse opgaven, men da dette ikke var udpenslet for eleverne, brugte størstedelen af eleverne en metode, hvor de gættede sig frem, indtil robotterne så synkroniserede ud.
Først efter at læreren gjorde matematikkens rolle eksplicit for eleverne, var de i stand til at bruge matematikken som tænkt.
»Ideelt skal matematik ses som nødvendig for forståelsen af koncepter i de andre discipliner. Én måde at gøre det på er at sætte matematik i forgrunden og midlertidigt skubbe andre koncepter i baggrunden«, siger Rasmus Bo Petersen.
Sådan et eksplicit fokus har dermed mulighed for at trække matematikken ud af dens ”tilfældige” rolle og fremvise matematikkens vigtighed.
STEM handler også om en større dagsorden
For Rasmus Bo Petersen handler et godt STEM-undervisningsforløb i sidste ende om at uddanne elever til at være ansvarlige samfundsborgere.
»På verdensplan har vi nogle særdeles store udfordringer, som vi er nødt til at løse: Klimaforandringer, pandemier, hungersnød og mange flere. Derfor skal vi have uddannet folk, der er i stand til at være innovative og arbejde i STEM-regi med alle de dertilhørende kompetencer – også matematiske«, siger Rasmus Bo Petersen.
Han peger på, at de unge skal være i stand til at tage etisk og moralsk korrekte beslutninger. Mange af de vigtigste etiske problemer, som verden står over for i nyere tid, har nemlig forbindelse til naturvidenskab og udvikling af nye teknologier, fortæller han.
»Så det handler altså også om en større dagsorden, når den enkelte elev skal have en god oplevelse med et konkret STEM-undervisningsforløb«, siger Rasmus Bo Petersen.
Og der er brug for at få flere unge motiveret for STEM. Et studie viser, at selv i økonomisk stærke lande som USA, Australien og lande i EU, mangler omkring 20 procent af eleverne tilstrækkelige færdigheder inden for matematik og science.
Netop derfor er Rasmus Bo Petersen interesseret i at undersøge, hvilke typer STEM-undervisningsforløb der kan øge motivation og læring for STEM, især matematik.
»Jeg glæder mig virkelig til for alvor at kaste mig over specialet, for jeg synes, det er vigtigt. Vi har brug for flere unge, der interesserer sig for STEM, og som forstår vigtigheden af at kunne sin matematik«, afslutter Rasmus Bo Petersen.
Om Rasmus Bo Petersen
Rasmus Bo Petersen er MSc-studerende ved Institut for Matematik og Datalogi på Syddansk Universitet. Hans projekt kan læses her, og han er netop startet på sit speciale.
Start debatten med en kommentar