Netla – Veftímarit um uppeldi og menntun

Menntavísindasvið Háskóla Íslands

Ritrýnd grein birt 30. desember 2008
 

Greinar 2008

Hafþór Guðjónsson

PISA, læsi og náttúrufræðimenntun

Í grein þessari er fjallað um PISA-rannsóknina frá árinu 2006 þar sem náttúrufræðimenntun var í fyrirrúmi. Þar komu íslensk ungmenni ekki sérlega vel út, voru nokkuð undir meðallagi OECD-landanna. Í greininni leitar höfundur svara við því hvaða skilaboð felast í þessari útkomu. Til að nálgast svarið beinir hann athyglinni að hugmyndafræði PISA og PISA-prófinu sem slíku. Megintilgangurinn með PISA, segir höfundur, er að meta færni nemenda við lok grunnskóla og þá sérstaklega læsi þeirra, bæði almennt og í stærðfræði og náttúrufræði sérstaklega. Í náttúrufræðihlutanum er þetta gert með því að leggja fyrir nemendur skriflegt próf með verkefnum sem reyna fyrst og fremst á hæfni nemenda til að túlka og vinna með náttúruvísindalega texta. Sú staðreynd að íslensk ungmenni eru nokkuð undir meðallagi OECD-landanna í þessum hluta gefur til kynna að stór hluti þeirra sé ekki vel læs á slíka texta við lok grunnskóla og mörg þeirra vanbúin að afla sér frekari þekkingar á þessu sviði. Sé þetta raunin blasir við okkur það verkefni að breyta náttúrufræðikennslu í skólum á þann veg að minni áhersla verði lögð á að komast yfir sem mest námsefni en meiri áhersla lögð á texta og textaskilning. Höfundur er dósent við Menntavísindasvið Háskóla Íslands.

 

This article addresses the PISA 2006 study as it speaks to the Icelandic context. In this study particular attention was given to scientific literacy. The findings indicate that Icelandic adolescents did rather poorly, scoring well below the average of the OECD countries. The author wonders what these findings say. What message do they bring to schools and teachers of natural science subjects in particular? Searching for an answer the author focuses on the PISA conceptual framework and the PISA test itself. The main purpose of the PISA study is to evaluate the literacy of young people at the end of compulsory schooling, both in general terms and, more specially, in mathematics and the natural sciences. In the natural sciences part of PISA 2006 this is done by means of a written test with tasks that address pupils’ skills in interpreting and working with scientific texts. The fact that young Icelanders did not do particularly well on this test indicates that many of them have serious difficulties coping with natural science texts and may therefore be poorly prepared to educate themselves further in this area. This implies, the author argues, that science teaching in the primary and upper secondary schools in Iceland should be changed in such a way that less emphasis be given to the traditional ‘covering the content’ and more emphasis on helping students learn how to read and work with the texts characteristic of the natural sciences, including the texts of the textbooks the students are using.


Margur hyggur, að fræðslan á barnsaldrinum miði eingöngu til þess, að veita börnunum þá þekkingu, er þau þarfnast síðar. Auðvitað er það mikils vert, en meira er þó í hitt varið, að vitsmunir barnanna þroskist á náminu, athygli glæðist, ímyndunarafl auðgist, skilningur skerpist, andlegur sjóndeildarhringur víkki (Magnús Helgason, 1919, bls. 10).

Inngangur

Niðurstöður PISA-rannsóknarinnar [1] frá árinu 2006 liggja fyrir. Að þessu sinni beindist hún sérstaklega að færni ungmenna í náttúrufræðum. Íslenskir nemendur koma frekar illa út, eru undir meðaltali OECD-landanna og lenda í 27. sæti á lista yfir 57 lönd sem tóku þátt í rannsókninni.

Hvað þýðir þetta? Hvaða skilaboð felast í þessari útkomu? Hvað segir þetta okkur um stöðu íslenskra nemenda við lok grunnskóla? Er hugsanlegt að náttúrufræðin fari meira og minna fyrir ofan garð og neðan hjá mörgum nemendum?

Hvað síðustu spurninguna varðar þá er svar mitt „já“. Ég hef lengi verið sannfærður um að stór hluti nemenda sé í raun utangátta í náttúrufræðikennslu, ekki bara hér á landi heldur víðast hvar í hinum vestræna heimi. Aragrúi rannsókna bendir í þessa átt. Það segir okkur að náttúrufræðin eigi ekki greiðan aðgang að nemendum og að stór hluti þeirra missi áhugann á náttúrufræðigreinum í skóla þegar líða tekur á skólagönguna (Bennett, 2003; Driver, Squires, Rushworth og Wood-Robinson, 1994; Osborne, 2003). PISA styður þetta. Þorri OCED- landanna eru á svipuðu róli og við, þ.e. nálægt meðaltali OECD- landanna [2]. Einstaka lönd OECD skera sig úr, fá talsvert hærri útkomu en önnur lönd og þá sérstaklega Finnland en einnig Kanada, Japan, Nýja-Sjáland og sömu sögu má segja um fáein lönd utan OECD eins og Kína, Hong-Kong og Eistland.

Af hverju koma ungmenni í þessum löndum svona vel út á PISA- prófinu? Spurningunni er ekki auðsvarað af þeirri einföldu ástæðu að áhrifaþættirnir eru margir. Haldi fólk að málið snúist eingöngu um kennsluhætti og námsbækur fer það villur vegar. Finnski fræðimaðurinn Simola (2005) undirstrikar þetta í grein þar sem hann veltir fyrir sér góðri útkomu finnskra ungmenna í PISA- rannsókninni og kemst að þeirri niðurstöðu að félagslegir, menningarlegir og sögulegir þættir komi hér við sögu. Hvað nemendur í finnskum skólum læra og hvernig þeir læra ræðst ekki nema að hluta til af kennsluaðferðum heldur líka og ekki síður af rótgrónum hefðum og finnska „karakternum“, sem er að sögn Simola agaðri og hlýðnari en almennt gerist. Og gleymum því ekki, bætir Simola við, að kennarastarfið nýtur mikillar virðingar í Finnlandi.

Vilji maður læra af PISA gefast tvær meginleiðir. Önnur er sú að rýna í niðurstöður PISA, í tölur og töflur og línurit, og spyrða saman með tölfræðilegum hætti ólíkar breytur í þeirri von að greina megi hvað skýri helst árangur nemenda á PISA- prófinu. Þarna er sannarlega um auðugan garð að gresja því PISA- rannsóknin beinist ekki bara að stöðu nemenda heldur líka að menntakerfum þátttökulandanna enda einn helsti tilgangur rannsóknarinnar að komast að því hvort þau „virki“ á þann hátt sem vonast er til. Hin leiðin er að rýna í fræðin sem PISA- rannsóknin byggistr á og þá sérstaklega hugmyndirnar sem liggja að baki PISA 2006 prófinu sem slíku. Þarna er líka um auðugan garð að gresja enda greinileg viðleitni hjá þeim sem smíðuðu þennan fræðiramma (PISA 2006 Scientific Literacy Framework) að hvetja fólk til að hugsa um náttúrufræðinám á annan hátt en við erum vön. Þetta gera þeir með því að setja orðið læsi (e. literacy) í öndvegi og skilgreina það með öðrum hætti en gengur og gerist. Þegar nám almennt og náttúrufræðinám sérstaklega er skoðað í þessu ljósi, þ.e. út frá hugtakinu læsi eins og það er skilgreint í PISA, vakna nýjar og áhugaverðar spurningar, til dæmis sú spurning hvort íslenskir nemendur séu yfirleitt læsir við lok grunnskóla.

Lesandinn skynjar nú væntanlega hvert ég er að fara, hvaða leið ég valdi til að skoða PISA- rannsóknina. Áhersla PISA á læsi vakti áhuga minn. Sjálfur hef ég orðið æ sannfærðari um að tungumálið sé lykilatriði (ef ekki lykilatrið) í náttúrufræðimenntun og er ég þá bæði að tala um móðurmálið og það sérstaka tungutak sem einkennir náttúrufræðin. Hingað til hefur tungumálið verið í bakgrunninum þegar fjallað er um kennslu, sumpart vegna þess að það er svo nálægt okkur að við tökum ekki eftir því (líkt og fiskurinn sem veit ekki af vatninu sem hann syndir í), sumpart vegna þess að hefðin kennir okkur að hugsa um tungumálið sem hlutlausan farveg eða miðil fyrir hugsanir okkar (Reddy, 1979). Nú eru aftur á móti teikn á lofti um að tungumálið sé að koma með vaxandi þunga inn í umræður um nám og kennslu, ekki síst náttúrufræðikennslu. Ákveðin viðhorf til náms, sprottin úr smiðju Vygotsky og fylgjenda hans, eiga hér stóran hlut að máli. Samkvæmt þeim mótast vitsmunir manna af því félagslega og menningarlega umhverfi sem þeir búa við og þar er þáttur tungumálsins vitaskuld lykilatriði (Vygotsky, 1986; Wertsch, 1991). Frá þessum sjónarhóli eru náttúrufræðigreinar í skóla sérstök tungumál eða orðræður (discourses). Að læra námsgrein eins og efnafræði eða líffræði merkir þá að tileinka sér tungutak þessara greina, ná valdi á orðræðu þeirra. Það gefur auga leið að nálgist kennari grein sína með þessu hugarfari hlýtur hann að kenna öðruvísi en kennari sem hugsar um greinina sína sem safn staðreynda eða eitthvað álíka. PISA- rannsóknin gefur að mínu mati tilefni til að endurskoða náttúrufræðikennslu á þessum nótum, þ.e. gefa tungumálinu meiri gaum. Hún gerir það með áherslunni sem hún leggur á hugtakið læsi.

Grein þessa má skoða sem viðleitni til að skýra hugtakið læsi með sérstakri skírskotun til náttúrufræðimenntunar. Í framhaldinu mun ég renna stoðum undir þá skoðun mína að tímabært sé að hugsa meira um náttúrufræðinám sem tungumálanám og leggja aukna áherslu á hugtakið læsi.

Læsi

Að skilja eitthvað er að heimfæra það undir það sem maður þegar þekkir og skilur og sjá skýrt samband hvors tveggja. Og allir þekkja hvílíkan unað slíkt getur veitt.
(Guðmundur Finnbogason, 1903 /1994, bls. 65).

Ég gerði það að gamni mínu að fletta upp orðinu læsi í Orðabanka íslenskrar málstöðvar. Orðið fannst og þar var það útskýrt með eftirfarandi jöfnu: læsi = það að geta lesið.

Líkast til fellur þessi skýring Orðabankans ágætlega að íslenskri málvenju. Við segjum til dæmis, „Jón er hvorki læs né skrifandi“ og meinum þá að Jón hafi ekki lært að lesa og heldur ekki að skrifa.

Fræðimenn PISA taka annan pól í hæðina:

Hinn fræðilegi rammi [PISA] byggistr á hugtakinu læsi og er þá átt við færni nemenda í að draga ályktanir af því sem þeir vita, færni þeirra í að nota þekkingu sína við nýjar aðstæður og færni þeirra til að sundurgreina, rökræða og tjá hugmyndir sínar þegar þeir eru að túlka upplýsingar og leysa viðfangsefni við ólíkar kringumstæður ... Hugtakið læsi, eins og það er notað í PISA, er mun víðara en hefðin segir til um en hún takmarkar það við hæfileikann til að lesa og skrifa ... Að verða læs er ævilangt ferli sem gerist ekki einasta í skóla eða í formlegu námi heldur líka gegnum samskipti við fjölskyldu, jafningja, starfsfélaga og með þátttöku í ýmsum samfélagslegum athöfnum. (Organisation for Economic Co-operation and Development, 2006a, bls. 20).

Við okkur blasir nokkur vandi. „Literacy“” er lykilorð í hugmyndafræði PISA. Margir kjósa að þýða „literacy“” með orðinu læsi og halda um leið í þá merkingu sem PISA gefur orðinu „literacy“”, samanber tilvitnunina hér að framan. Gangi þetta eftir öðlast íslenska orðið læsi tvíræða merkingu og slíkt getur auðvitað valdið misskilningi. Vandinn sem við okkur blasir felst í því hvernig við nálgumst sögnina að „lesa“”. Það vill gleymast að taka það með í reikninginn að þegar fólk les þá er það ekki bara að „lesa“” heldur að „lesa eitthvað“”. Lesturinn beinist að einhverju og þá oftast einhvers konar texta. Þegar börn eru að byrja að læra að lesa eru þau yfirleitt að fást við sögur. Þegar þau geta það þokkalega er sagt að þau séu orðin „læs“”. Betra og mun skynsamlegra væri þó að tilgreina hvað þau væru orðin „læs á“”; segja til dæmis að nú séu þau orðin fær um að lesa sögur en óvíst sé og frekar ólíklegt að þau séu orðin fær að lesa annars konar texta, til dæmis líffræðitexta, efnafræðitexta eða stærðfræðitexta.

Berum saman eftirfarandi textadæmi. Fyrra dæmið er úr bókinni Ævintýrahafið eftir Enid Blyton, hinn hitt úr bókinni Efnisheimurinn, námsbók sem ég skrifaði og er ætluð unglingastigi grunnskólans:

Árásarmaðurinn var ótrúlega hljóðlátur. Hann hafði gripið Finn svo að segja hljóðlaust, og þar sem drengnum hafði ekki unnist tími til að reka upp nokkurt hljóð varð engin manneskja nokkurs vör. Finnur barðist á hæl og hnakka því honum lá við köfnun í moldinni. (Blyton, 1980, bls. 23).

Flestir kannast við táknið H2O. Þetta er formúla vatns. Hún gefur ákveðnar upplýsingar, segir okkur úr hvaða frumefnum hreint vatn er samsett, nefnilega vetni (H) og súrefni (O). Talan 2 milli H og O tengist efnasamsetningu vatns. Þegar vatn er rafgreint myndast lofttegundir, frumefnin vetni og súrefni. Ef rúmmál frumefnanna er mælt kemur í ljós að rúmmál vatns er tvöfalt meira en rúmmál súrefnis (mynd 1.9). (Hafþór Guðjónsson, 2005, bls. 11).

Lesandinn skynjar væntanlega að hér er ólíku saman að jafna enda fyrri textinn saga, hinn fræðslutexti [3]. Kamil og Bernhardt (2004) benda á að þessar tvær megin textagerðir séu um margt ólíkar og kalli á mismunandi færni. Sagan er tiltölulega fastmótað form meðan fræðslutextinn tekur á sig ýmsar myndir, birtist okkur ýmist sem lýsing, útskýring, þraut, samanburður eða samantekt. Kamil og Bernhardt (2004) benda líka á að þegar börn eru að læra að lesa séu þau alla jafnan látin lesa sögur en ekki fræðslutexta. Við blasir því sá möguleiki að þó að börn nái að verða læs á sögur á yngsta skólastiginu er ekki víst og raunar ósennilegt að þau verði læs á fræðslutexta. Hættan sem blasir við hér er sú að menn gefi sér að það að „vera læs á sögur“ jafngildi því „að vera læs“. Geti nemandi lesið ævintýrabækur Enid Blyton ætti honum ekki að verða skotaskuld úr því að lesa annars konar texta, til dæmis texta hinna ýmsu námsgreina sem bíða hans á efri stigum grunnskólans. Ætla má að hér sé um grundvallarmisskilning að ræða. Skoðum málið ögn nánar.

Kamil og Bernhardt (2004) benda á að lestrarfærni sé afar flókið fyrirbæri. Það snúist ekki bara um færnina að umskrá orð heldur líka og ekki síður um lesskilning (reading comprehension), þ.e. hæfnina til að lesa texta sér til skilnings. Lesskilningur, segja Kamil og Bernhardt, er ofinn úr mörgum þráðum: leikni í umskráningu (fluency), aðferðum sem beitt er við að nálgast texta (comprehension strategies), orðaforða (vocabulary) og síðast en ekki síst, tegund textans (text genre). Ference Marton og félagar hans í Gautaborg hafa um langt skeið stundað rannsóknir á tengslum þess hvernig fólk nálgast texta og hvað það lærir af þeim. Niðurstöður þeirra benda eindregið í þá átt að sumir nálgist texta með yfirborðslegum hætti (einblíni á orðin) meðan aðrir fari dýpra í texta í leit að merkingu. Í ljósi þessa tala Marton og Booth, (1997, bls. 22) um tvenns konar textanálgun, yfirborðsnálgun og djúpnálgun. Sem efnafræðikennari til margra ára hef ég þráfaldlega orðið þess var að sumir nemendur virðast ekki ná taki á efnafræðitextum jafnvel þó þeir lesi þá aftur og aftur. Þetta má auðvitað skýra með því að þessir nemendur séu ekki nógu gáfaðir, búi við skort á athygli eða eitthvað í þá áttina. Í ljósi þess sem hér hefur komið fram er þó alveg eins líklegt (ef ekki líklegra) að þessir nemendur líði fyrir það að hafa ekki verið kennt að lesa fræðslutexta og búi því ekki yfir þeirri sérhæfðu lestrarfærni sem til þarf svo þeir geti lesið slíka texta sér til skilnings. Nemandi sem er í þessum sporum hefur í raun ekki annan möguleika en að „skanna“ texta á borð við þá sem einkenna námsbækur í náttúrufræðum og lærir líklega álíka mikið á því og maskínan sem við köllum „skanna“. Okkur sýnist hann vera að lesa en ef grannt betur er að gáð kemur í ljós að hann er aðeins að umskrá orð, breyta þeim í hljóð. Hann „les“ án þess að ná merkingu textans

Og hér kemur fleira til og sem flækir myndina enn frekar. Til dæmis það sem fræðimenn enskir kalla metacognition og ég læt heita vitsmunavöktun, til bráðabirgða. Vitsmunavöktun snýst um hæfileikann til að vaka yfir og hafa stjórn á eigin hugsun og námi: gera áætlanir, meta gang mála og leiðrétta kúrsinn þegar maður lendir í vanda. Linda Baker (2004) bendir á að góður lesskilningur feli í sér sérstakan þátt sem hún kallar „comprehension monitoring“ en við gætum kallað „skilningsvöktun“. Skilningsvöktun felur í sér hæfileikann til að meta hvort maður skilur það sem maður er að lesa eða ekki og hvort maður er fær um að leiðrétta missskilning sinn ef svo ber undir. Rannsóknir, segir Baker, gefa til kynna að nemendur á öllum aldri séu oft slakir „vaktmenn“” að þessu leyti og að þetta komi einna berlegast í ljós þegar nemendur eru beðnir að lesa fræðslutexta eins og námsbækur í náttúrufræðum (Baker, 2004, bls. 239–240). Hafi Baker rétt fyrir sér blasir við sá möguleiki að ein af ástæðunum fyrir því að sumum nemendum gengur illa að skilja texta náttúrufræðibóka sé að þeir hafi í raun ekki stjórn á eigin lestri. „Anna“ sem kemur til mín og kvartar yfir því að hún fái alltaf svo lágt á prófum í efnafræði þó hún lesi textann í bókinni fimm sinnum fyrir prófið gæti verið í þessum sporum. Hún les textann reiprennandi en skilur hann ekki og áttar sig heldur ekki á því að hún skilur hann ekki. Það eina sem Anna getur í raun gert er að leggja orðin og setningarnar á minnið í þeirri von að hún nái prófinu. Hvort Anna nær að bjarga sér fyrir horn með þessum hætti ræðst auðvitað af prófinu, hvort það reynir fyrst og fremst á utanbókarlærdóm eða skilning. Svo skiptir auðvitað miklu máli hve mikið Anna ætlar sé að leggja á minnið. Ef um samræmd próf í náttúrufræðum er að ræða er hætt vð að róðurinn verði þungur hjá Önnu því þá blasir við henni það verkefni að leggja á minnið nokkur hundruð blaðsíður af textum sem hún skilur ekki. Það gefur auga leið að þetta kætir ekki Önnu og heldur ekki aðra nemendur sem eru í sömu eða svipuðum sporum og hún. og þÞað er ekki erfitt að gera sér í hugarlund hvaða áhrif slíkt hark hefur á viðhorf þeirra til náms og áhuga þeirra á náttúrufræðum.

Finnist lesanda mínum að ég dragi upp heldur flókna mynd af læsi verð ég að hryggja hann með því að enn eru ekki öll kurl komin til grafar. Mér er til dæmis ofarlega í huga það sem James Gee (2004) kallar „situated meaning“ en ég kýs að kalla „aðstæðubundna merkingu“. Það sem Gee á við er nokkurn veginn eftirfarandi: Maður skilur ekki texta nema maður geti tengt orðin og setningarnar sem hann er spunnin úr við eitthvað sem maður hefur reynt eða upplifað eða tekið þátt í, til dæmis áþreifanlegum hlutum, atburðum eða athöfnum af einhverju tagi. Gee byggir þessa staðhæfingu m.a. á rannsóknum á sviði vitsmunalegrar sálfræði (cognitive psychology); (Barsalou, 1999; Glenberg, 1997) en samkvæmt þeim grundvallast skilningur okkar (bæði á veruleikanum almennt og textum sérstaklega) á nokkurs konar „myndböndum“” sem við gerum úr reynslu okkar og geymum á góðum stað í heilanum og „spilum“ þegar við mætum nýrri reynslu og finnum okkur knúin að átta okkur á því hvað „þetta“ sé og hvernig best sé að bregðast við. Þegar ég sé börn leika sér að kúlulaga hlut á sparkvelli fer af stað í kollinum á mér einhvers konar myndband (gert úr fyrri reynslu) og sem gerir mér fært að skynja hlutinn sem „bolta“ og atburðinn sem „boltaleik“. Eitthvað álíka á sér væntanlega stað hjá Önnu þegar hún les textabrotið sem ég tók úr Ævintýrahafinu þar sem Finnur er að slást við árásarmanninn. Miðað við eigin reynslu þykir mér líklegt að Anna sjái atburðinn fyrir sér um leið og hún les textann vegna þess að hún veit af eigin reynslu hvað svona átök fela í sér og hefur oft séð atburði af þessu tagi í sjónvarpinu. Og hún hefur búið til úr þessum atburðum myndskeið sem hún geymir í myndbandasafni hugans og spilar nú þegar hún les Ævintýrahafið. Lesturinn verður Önnu einber skemmtun, ferðalag þar sem texti og innri myndskeið renna saman í eitt. Öðru máli gegnir þegar Anna les Efnisheiminn, til dæmis textabrotið sem ég sýndi hér að framan og tek nú aftur fram til nánari skoðunar:

Flestir kannast við táknið H2O. Þetta er formúla vatns. Hún gefur ákveðnar upplýsingar, segir okkur úr hvaða frumefnum ‘hreint vatn’ er samsett, nefnilega vetni (H) og súrefni (O). Talan 2 milli H og O tengist efnasamsetningu vatns. Þegar vatn er rafgreint myndast lofttegundir, frumefnin vetni og súrefni. Ef rúmmál frumefnanna er mælt kemur í ljós að rúmmál vatns er tvöfalt meira en rúmmál súrefnis (mynd 1.9).

Fyrir mér er þessi texti skýr, allt að því hreinn og tær, jafnvel þótt hann sé hlaðin sérhæfðum hugtökum (feitletruð). En þá ber að hafa í huga að ég er höfundur textans og væri mér það til nokkurs vansa ef ég skildi ekki sæmilega vel það sem ég hef sjálfur hnoðað saman. Og það ber líka að taka með í reikninginn að ég er efnafræðingur með langa reynslu af slíkum textum og vel heima í tungutaki því sem einkennir efnafræðina. Ekki nóg með það, í bókasafni hugans á ég margar myndir af efnum og tækjum og jafnvel myndskeið af tilraunum sem ég hef gert sjálfur. Þetta felur í sér að ég get tengt efnaheiti, hugtök, tákn og formúlur í textanum við eigin reynslu. Ég bý líka að góðu efnafræðilegu hugtakasafni sem ég hef þróað á löngum tíma. Þegar augu mín mæta orðinu „formúla“ skynja ég undir eins hvað er átt við. Skilgreiningin kemur nánast um leið: Formúla er tákn fyrir efnasamband og efnasamband er samsett úr a.m.k. tveimur frumefnum í ákveðnum hlutföllum eins og t.d. H2O og NH3. Frumefni er ... og svo framvegis! Ég vil ekki þreyta lesandann frekar en bið hann að veita því athygli að ég byrjaði með orðið „formúla“” og svo spannst þetta áfram nánast áreynslulaust. Það sem gerðist hjá mér var að þegar ég sá orðið „formúla“” í textanum fangaði ég það inn í efnafræðilegt hugtakanet (skema) sem ég geymi einhvers staðar í heilanum. Þeir sem sérhæfa sig í greinum eins og efnafræði og eðlisfræði þurfa að koma sér upp svona hugtakaneti af því að þessar greinar eru í grunninn hugtakakerfi þar sem hvert hugtak er skilgreint með öðrum hugtökum, samanber hugtakið eðlismassa (E) sem er skilgreint með hugtökunum massa (m) og rúmmáli (R), til dæmis í mynd formúlunnar E = m/R.

Öðru máli gegnir um Önnu. Hún hefur enga reynslu af efnafræðitextum og heldur ekki af efnum og tækjum sem einkenna heim efnafræðinnar og varla á hún neitt myndbandasafn sem hún getur spólað líkt og hún gerði þegar hún las Ævintýrahafið. Hugsanlegt er að þessi texti úr bók minni blasi við Önnu eitthvað álíka og ljóðið „Jabberwocky“” við Lísu í Undralandi sem hún rakst á eftir að hafa lætt sér niður í kanínuholuna og stigið inn í heim þar sem talað var með allt öðrum hætti en Lísa hafði áður kynnst:

Twas brillig and the slithy toves,
Did gyre and gimble in the wab;
All mimsy were the borogoves,
And the mome raths outgrabe. [4]

Wellington og Osborne (2001) nota þetta dæmi þegar þeir ræða um hvernig heimur náttúrufræðinnar birtist börnum, spyrja hve margir nemendur sem lesa náttúrufræðitexta séu álíka ruglaðir og Lísa þegar hún les ljóðið „Jabberwocky“:

Hugur þeirra kann að vera stappfullur af hugmyndum en ólíklegt er að þau skilji hvað þær fela í sér eða hvaðan þær séu ættaðar. Tungutak náttúruvísindanna minnir um margt á tungumálið sem birtist okkur í ljóði Lewis Carroll. Engu að síður tekst furðu mörgum nemendum að bjarga sér í gegnum þessa texta, jafnvel án þess að botna neitt í þeim. Hæfileiki okkar til að skilja reglur og byggingu tungumáls (setningafræði þess) felur í sér að við getum oft bjargað okkur (á ýmsum sviðum mannlífsins) án þess að skilja inntak eða merkingu þess sem sagt er eða skrifað. (Wellington og Osborne, 2001, bls. 10).

Bjargað okkur án þess að skilja, segir í tilvitnuninni. Hvað er átt við? Hugsum okkur nemanda sem lærir kvæðið „Jabberwocky“” utanbókar fyrir próf . Nú er hann spurður út í kvæðið og ein spurningin er svona: Hvað voru „slithy toves“ að gera? Ef þú, lesandi góður, rýnir aðeins í kvæðið sérðu að svarið við spurningunni liggur í augum uppi: „gýra og gimbla“. Nemandi sem kann „Jabberwocky“” utanbókar gæti sem sé svarað spurningunni án þess að hafa hugmynd um hvað er verið að spyrja um og hverju hann er að svara. Hann skynjar málfræðilega uppbyggingu kvæðisins og það nægir honum. Svarið er rétt!

Hve stór hluti af nemendum okkar skyldiu vera í svona „gýra og gimbla“ leik? Það vitum við ekki. Aftur á móti vitum við að lesskilningi íslenskra ungmenna hrakar. Það kemur fram í skýrslu Námsmatsstofnunnar um PISA- rannsóknina (Almar M. Halldórsson, Ragnar F. Ólafsson og Júlíus K. Björnsson, 2007, bls. 21). Það er því fyllsta ástæða til að vera vel á verði. Ég vék að því í innganginum að tungumálið væri að koma með vaxandi þunga inn í umræðu um kennslu námsgreina, ekki síst náttúrufræðigreina. Menn eru farnir að átta sig á því að greinar eins og eðlisfræði, efnafræði og líffræði eru sérstakar orðræður af allt annarri gerð en daglegt mál fólks. Lemke (2004) kallar þau blendinga (hybrids) og á þá við að textar þessara greina séu alla jafnan margleitir. Efnafræðitexti er til að mynda samsettur úr orðum, efnatáknum, formúlum, efnajöfnum, töflum, gröfum og myndum. Að hafa tök á efnafræðitexta felur því í sér að geta farið úr einu táknforminu í annað og tengja saman upplýsingar af ólíkum gerðum. Við þetta bætist að vísindatextar eru jafnan málfræðilega sérstakir (Gee, 2004). Til að mynda eru setningar í slíkum textum gjarnan hlaðnar þungum nafnorðakenndum samsetningum („langtímaáhrif súrs regns“). Textar námsbóka í efnafræði draga dám af þessu og svipaða sögu má segja um námsbækur í öðrum náttúrufræðigreinum. Með öðrum orðum, textar námsbóka í náttúrufræðigreinum eru sérstakir upplýsinga- og fræðslutextar og málfræðilega ólíkir textum sem notaðir eru til að kenna börnum að lesa. Það gefur því nánast auga leið að eigi nemendur að ná góðum tökum á slíkum textum verði þeir að læra á þá. Það er ekki nóg að kenna börnum að lesa sögur, það verður líka að kenna þeim að lesa fræðslu- og upplýsingatexta.

PISA 2006

Aldrei má gleyma því að öll þekking á að auka færni vora og leikni, og að eini áreiðanlegi mælikvarðinn fyrir því hvað vér vitum er hvað vér getum. Sú þekking sem ekki gerir oss í neinu færari en vér áður vorum, er lítils virði. (Guðmundur Finnbogason, 1903 / 1994, bls. 66).

PISA- rannsóknin nær til lesturs, stærðfræði og náttúrufræði. Hún er lögð fyrir þriðja hvert ár og eru þá öll þrjú sviðin undir en sérstök áhersla lögð á eitt þeirra í hvert sinn. Árið 2000 var áherslan á lestur (lesskilning), árið 2003 á stærðfræði og núna síðast, árið 2006, á náttúrufræði, þ.e. líffræði, eðlisfræði, efnafræði og jarðfræði. Hafa ber hugfast að markmið PISA 2006 er þó ekki að meta „hve mikið“ nemendur kunna í þessum greinum. Það er ekki verið að „spyrja þá út úr námsefninu“ eins og við segjum stundum heldur kanna færni nemenda, hvað þeir geti og hvort þeir geti nýtt sér það sem þeir hafa lært. Þessi áhersla á færni endurspeglast í heiti skýrslunnar sem gefin var út um rannsóknina: PISA 2006 – Science Competencies for Tomorrow’s World. Efnahags- og framfarastofnun Evrópu (OECD) hefur, eðlilega, ekki fyrst og fremst áhuga á því hvað unglingar muna af því sem þeir voru að læra um í skólanum heldur hvort skólagangan geri þá færari um að taka virkan þátt í samfélaginu og halda áfram að mennta sig:

Eru nemendur vel í stakk búnir til að takast á við framtíðina? Eru þeir færir um að sundurgreina, rökræða og tjá hugmyndir sínar? ... PISA metur hvort nemendur við lok skyldunáms hafi öðlast þá þekkingu og færni sem nauðsynleg er til að geta tekið virkan þátt í samfélaginu ... PISA leitast við að meta, ekki aðeins hvort nemendur geti endurtekið það sem þeir hafa lært, heldur líka hvort þeir geti dregið lærdóma af því sem þeir hafa tileinkað sér og notað þekkingu sína við nýjar aðstæður, innan skólans sem utan. (Organisation for Economic Co-operation and Development, 2006a, bls. 16).

En hvernig er hægt að meta slíka færni? Fræðimenn sem stóðu að PISA- könnuninni lögðust undir feld til að svara þessari spurningunni og komu undan þeim feldi með hugmyndafræðilegan ramma sem þeir kalla PISA 2006 Scientific Literacy Framework. Lykilhugtakið í þessum ramma er, eins og sjá má, scientific literacy, eða vísindalæsi [5] eins og ég kýs að kalla það, m.a. til að halda tengslum við hugtakið læsi sem rætt var um hér að framan. Læsi – svo ég rifji upp skilgreiningu PISA á þessu orði – snýst um færni nemenda til að draga ályktanir af því sem þeir vita, færni þeirra til að nota þekkingu sína við nýjar aðstæður og færni þeirra til að greina, rökræða og tjá hugmyndir sínar með skilmerkilegum hætti. Vísindalæsi, eins og PISA skilgreinir þetta orð, er læsi á náttúruvísindin og læsi í náttúruvísindum. Það snýst bæði um það hvort nemendur hafi skilning á náttúruvísindum sem sérstöku fræðasviði (þar sem ákveðnar hefðir og reglur ríkja) og hvort og í hve ríkum mæli þeir séu færir um að nýta þau verkfæri sem náttúruvísindin hafa skapað (lögmál, reglur, kenningar, hugtök) til að skilja hluti og fyrirbæri, leysa ný viðfangsefni, rækta eigin garð (víkka andlegan sjóndeildarhring sinn, eins og Magnús Helgason orðar það í tilvitnuninni í upphafi þessarar greinar) og taka virkan þátt í samfélagslegum athöfnum, til dæmis umræðu um umhverfismál.

Gengur þetta eftir? Er skólastarfið yfirleitt og náttúrufræðikennsla sérstaklega að ná markmiðum af þessu tagi? Ef marka má PISA 2006 þá gengur þetta misjafnlega. Sum lönd „skora hátt“”, önnur lágt og svo eru allmörg lönd á róli í kringum meðaltal OECD- landanna sem er 500 stig. Finnskir 15 ára unglingar skera sig úr, fá að meðaltali 563 stig úr PISA- prófinu meðan íslenskir jafnaldrar þeirra verða að sætta sig við 491 stig sem er mikill munur miðað við þær forsendur sem PISA vinnur út frá. [6]

En hvað merkir þetta? Hvað segja þessar tölur okkur? Viðbrögðin hafa verið á þann veg að við séum í vondum málum, að staða íslenskra nemenda í náttúrufræðigreinum sé áhyggjuefni. Í kjölfarið hafa menn svo farið að leita skýringa. Námsmatsstofnun hefur verið í fararbroddi að þessu leyti enda beinlínis hlutverk hennar að vinna úr fyrirliggjandi gögnum. Þar er af nógu að taka. Gríðarlega miklar upplýsingar liggja fyrir og í þannig formi að auðvelt er að tengja saman breytur af ýmsu tagi og reikna fylgni þeirra á milli í þeirri von að slíkt afhjúpi áhugaverð tengsl eða orsakaþætti. Þannig fást til að mynda upplýsingar um hvort munur sé á frammistöðu stráka og stelpna, hvort munur sé milli skóla, hvort staða foreldra skipti máli og svo framvegis. Ekkert er nema gott um þetta að segja og eflaust sitthvað nýtilegt sem kemur út úr slíkri tölfræðilegri úrvinnslu. Hættan er hins vegaraftur á móti sú að menn gleymi sér í tölfræðinni en láti hjá líða að skoða aðra hluti sem skipta ekki síður máli. Hér á ég við hugmyndafræði PISA sem ég hef fjallað aðeins um hér að framan en líka PISA- prófið sjálft og verkefnin sem voru lögð fyrir nemendur. Athygli vekur hve þessum þætti, aðferðinni eða mælingunni, er gefinn lítill gaumur.

Kjarni málsins er auðvitað prófið sem nemendur gengust undir þegar PISA- rannsóknin var gerð, hvernig því var háttað, um hvað var spurt og hvernig var spurt. Íslenskir nemendur fengu ekki bara (að meðaltali) 491stig. Þeir fengu þessi stig fyrir svör og úrlausnir sem þeir gáfu við tilteknum verkefnum við tilteknar aðstæður. Þeir voru í tveggja tíma skriflegu prófi þar sem ekki voru leyfð nein hjálpargögn nema blýantur. Verkefnin voru af tvennum toga, annars vegar fjölvalsspurningar þar sem nemandinn var beðinn að setja „x“ við rétt svar eða taka afstöðu til ákveðinna staðahæfinga (til dæmis með því að merkja við „já“ /„nei“) og hins vegar opnar spurningar þar sem hann var beðinn að svara spurningu með fáeinum (tveimur til þremur) orðum eða með því að skrifa stuttan texta. Verkefnin voru yfirleitt í formi upplýsingatexta sem nemandanum er ætlað að lesa áður en lengra er haldið enda geymir textinn upplýsingar og vísbendingar sem eiga að nýtast honum til að svara spurningum sem koma í kjölfarið. Það er ekki verið að prófa hvað hann man (úr námsefninu) heldur hvort og þá hve fær hann er að túlka og vinna úr fyrirliggjandi upplýsingum. Til að gera efnið áhugaverðara og merkingarbærara fyrir nemandann er þess og gætt að verkefnin snúist um málefni líðandi stundar (t.d. gróðurhúsaáhrif) og hluti, fyrirbæri eða atburði sem nemendur þekkja úr daglegu lífi (t.d. föt og líkamsrækt). Loks er þess gætt að verkefnin og spurningar séu miserfið. Hver nemandi fékk ákveðinn fjölda stiga fyrir hverja spurningu sem hann gat svarað og þá í samræmi við erfiðleikastig spurninganna en þau voru fundin út eftir á út frá því hve hátt hlutfall þátttakenda gat svarað spurningunni. Út frá þessum erfiðleikastigum var síðan hannaður sérstakur hæfniskvarði þar sem meðaltalið var sett við 500 stig með staðalfrávik upp á 100 stig sem þýðir að 2/3 þátttakenda eru á bilinu 400 og 600 stig. Kvarðanum er skipt í 6 sex þrep eftir erfiðleikastigi. Í efsta þrepið komust aðeins þeir þátttakendur sem náðu 707,9 stigum og það kemur varla á óvart að þeir eru ekki margir eða aðeins 1,3 % nemenda frá OECD- löndunum. Til að komast í þetta þrep þarf þátttakandi að geta svarað með fullnægjandi hætti nánast öllum spurningum á PISA- prófinu. Nemendur sem ná þessu þrepi eru færir um að:

... greina, útskýra og nota vísindalega þekkingu og þekkingu á vísindum við alls konar flóknar lífsaðstæður. Þeir geta tengt saman upplýsingar úr mörgum áttum og skýringar og notað slíkar upplýsingar sem rök fyrir ákvörðunum sínum. Þeir sýna svo ekki verður um villst að þeir hafa náð frábærum tökum á vísindalegri hugsun og röksemdafærslu og geta notað skilning sinn til að ráða fram úr vísindalegum og tæknilegum viðfangsefnum. Nemendur á þessu [efsta] þrepi geta notað vísindalega þekkingu með sannfærandi hætti til að bregðast við persónulegum, samfélagslegum og hnattrænum úrlausnarefnum. (Organisation for Economic Co-operation and Development, 2006a, bls. 43).

Í sömu heimild segir um neðsta þrepið:

Nemendur á þrepi 1 hafa svo takmarkaða vísindalega þekkingu að hún kemur aðeins að gagni við fáar og kunnuglegar aðstæður. Þeir geta aðeins sett fram augljósar vísindalegar skýringar sem leiða má beint af gefnum upplýsingum.

Liðlega 5 % íslenskra nemenda lenda í þrepi eitt1 og eru að því leytinu nálægt meðaltali OECD- landanna sem fyrr. Um þá sem lenda þarna segir í skýrslu OECD að þeir muni líklega „eiga í verulegum vandræðum með að taka virkan þátt í samfélaginu og atvinnulífinu“ (Organisation for Economic Co-operation and Development, 2006a, bls. 42). Um 15 % íslenskra nemenda lendir í þrepi tvö2. Þessir nemendur standa líkast til eitthvað betur að vígi en það hlýtur samt að vera áhyggjuefni að um fimmtungur 15 ára íslenskra ungmenna skuli raðast á tvö neðstu þrepin í PISA. Og það hlýtur líka að vera áhyggjuefni að afar lítill hluti (6,3 %) skipar ér á tvö efstu þrepin (Organisation for Economic Co-operation and Development, 2006b, bls. 24).

Á grundvelli þess sem hér hefur verið upplýst ætti lesandinn að vera nokkru nær um hvað nemendur sem tóku þátt í PISA voru að fást við og hvernig árangur þeirra var metinn. Í stað þess að segja að íslenskum nemendum hafi almennt „gengið heldur illa“ eða eitthvað í þá áttina getum við – í ljósi þess sem hér hefur komið fram – bætt um betur og sagt eitthvað á þessa leið:

Íslenskum nemendum gekk frekar illa miðað við jafnaldra þeirra í ýmsum öðrum löndum (t.d. Finnlandi, Kanada, Japan, Nýja-Sjálandi, Kína, Hong-Kong og Eistlandi [7]) á skriflegu prófi þar sem engin hjálpargögn voru leyfð, þar sem verkefni voru miserfið, flest með talsverðum texta og oft með myndum, táknum, töflum og gröfum og reyndu umfram allt á hugtakaskilning, hæfni til að túlka náttúrufræðilegan texta, vinna úr upplýsingum og draga ályktanir en einnig á hæfileika þátttakenda til að tjá hugmyndir sínar með skriflegum hætti.

Ef lesandinn fer gaumgæfilega yfir þessa samantekt mína sér hann að hún vísar á tungumálið og þá sérstaklega tungumál náttúruvísindanna. Náttúrufræðihlutinn í PISA prófinu frá árinu 2006 prófar færni nemenda að túlka og vinna úr textum. Þetta blasir við okkur í verkefnunum sem lögð voru fyrir nemendur [6]. Þátttakandi glímir við dæmigerða vísindalega texta þar sem upplýsingar eru settar fram með ýmsum hætti: orð og setningar, myndir, gröf og töflur. Nú reynir á hvort hann geti gert sér mat úr þessum upplýsingum, hvort hann skilji orðin, hvort hann geti gefið setningum og málsgreinum merkingu, hvort hann sé fær um að lesa úr gröfum og töflum og tengja það sem hann fær út úr þeim lestri við aðrar upplýsingar, til dæmis orðin og setningarnar. Ef marka má niðurstöður PISA þá virðast íslenskir nemendur standa höllum fæti að þessu leyti. Þeir virðast margir eiga í erfiðleikum með að túlka og vinna með náttúrufræðilega texta. Þetta er umhugsunarvert, ekki síst þegar litið er til þess að náttúrufræðikennsla á Íslandi er mjög mikið á bóklegum nótum. Hér á landi eru námsbækur þungamiðjan í kennslu í grunnskóla (Ingvar Sigurgeirsson, 1992; Rúnar Sigþórsson, 2005). Því mætti búast við að íslenskir nemendur stæðu sig tiltölulega vel á skriflegu textaprófi eins og PISA og skákuðu jafnvel jafnöldrum sínum í öðrum löndum þar sem minni áhersla er lögð á texta í náttúrufræðikennslu. Þetta á til dæmis við um England. Þar er náttúrufræðikennsla mjög á verklegum nótum. Nemendur gera mikið af athugunum og tilraunum en lesa sjaldan námsbækur í náttúrufræðum (Bennett, 2003; Wellington og Osborne, 2001). Engu að síður náðu enskir nemendur mun betri árangri en íslenskir nemendur í náttúrufræðihluta PISA 2006 prófsins, fengu að meðaltali 515 stig meðan íslenskir nemendur náðu aðeins 491 stigi sem fyrr greinir. Þetta gefur til kynna að þó að íslenskir nemendur noti mikið námsbækur í náttúrufræðinámi þá skili sú notkun sér ekki nema að takmörkuðu leyti í aukinni færni þeirra að vinna með náttúrufræðilega texta. Miðað við ríkjandi hefðir í náttúrufræðikennslu á Íslandi ætti þetta ekki að koma á óvart. Hér hefur áherslan verið á yfirferð, að komast yfir sem mest námsefni (Meyvant Þórólfsson, Allyson MacdDonald og Eggert Lárusson, 2007; Rúnar Sigþórsson, 2005) en síður gætt að því hvernig námsefnið birtist nemendum og hvernig þeim gengur í raun að tileinka sér það. Þetta þarf vitaskuld að taka til gaumgæfilegrar skoðunar.

Gildi PISA- prófsins fyrir náttúrufræðimenntun

Fáum blandast hugur um að PISA- prófin eru vönduð próf enda standa að þeim „[s]érfræðingar í því sem mæla á, bæði í hverju landi og alþjóðlega [og] próffræðingar sem skipuleggja mælingarnar sjálfar og stýra þeim“” svo ég vitni í orð Júlíusar Björnssonar, forstöðumanns Námsmatsstofnunar (Almar M. Halldórsson o.fl. 2007, bls. 5). Athygli vekur að í þessari sömu skýrslu er ekkert fjallað um hugsanlegar takmarkanir PISA- rannsóknarinnar. Í vísindalegum greinum og greinargerðum þykir slíkt sjálfsagt enda um það almenn sátt í heimi fræðanna að öll fræði eigi sér takmörk og allar aðferðir sömuleiðis. Þegar þetta er ekki gert en í staðinn lögð áhersla á að telja upp sérfræðinga er hætt við að lesandinn verði undirgefinn, hugsi eitthvað á þá leið að það sem stendur í PISA hljóti að vera pottþétt og nánast hafið yfir gagnrýni. Nú blasa staðreyndirnar við okkur! Slík viðbrögð eru auðvitað afar óheppileg því þau geta beinlínis komið í veg fyrir að fólk dragi skynsamlegar ályktanir af rannsókninni. Það er einmitt með því að huga að fræðilegum forsendum rannsóknar og aðferðum sem beitt er að niðurstöðurnar öðlast merkingu fyrir okkur. Um leið skýrist fyrir okkur að niðurstöðurnar eru takmörkunum háðar. Sú staðreynd að íslensk ungmenni fengu 491 stig í náttúrufræðihluta PISA 2006 segir okkur lítið. Þegar við vitum hvernig þessi stig voru fengin og á hvaða forsendum erum við komin í allt aðra stöðu. Þá erum við farin að skilja niðurstöðurnar og komin í þann farveg að geta dregið af þeim skynsamlegar ályktanir. Rannsókn eins og PISA á ekki að skoða sem stóradóm eða heilagan sannleik heldur sem innlegg í umræðu um menntun og skólastarf. Hér er að mörgu að hyggja og ráð að fara varlega.

PISA beinist fyrst og fremst að færni nemenda við lok grunnskóla og þá um leið að spurningunni hvort nemendur séu í raun að þroskast af náminu. Þetta er auðvitað lykilspurning. Skólaganga er lítils virði ef hún hefur ekki eflandi eða þroskandi áhrif á fólk og það er einmitt þetta sem vakir fyrir fræðimönnum PISA. En hvernig er hægt að mæla svona lagað? Í PISA er þetta gert með því að leggja fyrir nemendur skriflegt próf með verkefnum sem eru rík af upplýsingum og reyna einkum á hæfni nemenda að nota þessar upplýsingar til að svara ákveðnum spurningum. Þetta er auðvitað gott og gilt svo langt sem það nær. Hinu má ekki gleyma að hér er um að ræða próf við sérstakar aðstæður, þ.e. skriflegt próf þar sem engin hjálpargögn eru leyfð nema skriffæri og strokleður. Aðstæður skapa mönnum möguleika en setja þeim líka skorður. Skriflegt próf þar sem engin hjálpargögn eru leyfð setur próftakanum ákveðnar skorður. Hann hefur nú ekkert annað en sjálfan sig, prófið, blýantinn og strokleðrið. Hann má til dæmis ekki leita upplýsinga í bókum eða tölvu, ekki skoða áþreifanlega hluti sem tengjast viðfangsefninu, ekki gera athugun eða tilraun og heldur ekki ræða málin við aðra og fá þannig nánari upplýsingar eða vísbendingar, t.d. um orð sem koma fyrir í verkefum og hann skilur ekki. Það gefur auga leið að slíkar aðstæður takmarka möguleika próftakans og þá um leið gildi prófsins [6]. Rannsókn Jan Schoultz (2002) varpar ljósi á þetta. Hann tók skriflegt verkefni, sem hafði verið notað í alþjóðlegri samanburðarrannsókn (TIMSS: Third International Mathematics and Science Study), og lagði það fyrir 25 þrettán ára nemendur. Í verkefninu er mynd af tveimur vasaljósum, annað með spegilhaus (reflektor) framan á en hitt án. Spurt var hvort vasaljósið gæfi meiri birtu á vegg í fimm5 metra fjarlægð og próftaki beðinn að útskýra svar sitt. Sænskir 7. bekkingar sem tóku þátt í umræddri TIMSS- rannsókn komu heldur illa út úr þessari spurningu, aðeins 38,5 prósent þeirra svöruðu henni rétt. TIMSS- prófið var, líkt og PISA, skriflegt próf þar sem engin hjálpargögn voru leyfð. Í rannsókn Schoultz var aðstæðum hins vegaraftur á móti breytt á þann veg að þátttakendur máttu spyrja rannsakandann til að afla frekari upplýsinga. Þá kom í ljós að þátttakendur áttu flestir hverjir í erfiðleikum með að skilja spurninguna og fáir þekktu orðið spegilhaus (reflektor) sem verkefnið sneérist um að miklu leyti. Þegar þátttakendur fengu viðhlítandi skýringar á þessum atriðum náðu þeir yfirleitt áttum og gátu nú 66 prósent þeirra svarað spurningunni rétt. Í keimlíkri rannsókn sem Vosniadou og Brewer (1992) gerðu kom í ljós að svör nemenda við spurningum um þyngdarkraft jJarðar breyttust mjög til hins betra þegar þeim var leyft að nota hnattlíkan. Nemendum virtist ganga betur að hugsa þegar þeir höfðu hnattlíkanið fyrir framan sig og gátu talað út frá því. Varla kemur þetta lesandanum á óvart. Við þekkjum það af eigin reynslu að okkur gengur yfirleitt betur að skilja hluti þegar við höfum þá fyrir framan okkur og getum þreifað á þeim og við vitum líka hvað það getur verið hjálplegt að hafa einhvern til að „hugsa með sér“” því „betur sjá augu en auga“”. Með öðrum orðum, reynslan segir okkur að vitrænir hæfileikar okkar séu háðir aðstæðum. Færni bílvirkjans að leysa vandamál kemur best í ljós þegar hann er „kominn á kaf ofaní vélina“”. Á sama hátt birtast hæfileikar barna og unglinga okkur best við opnar aðstæður, þ.e. þegar þeir fá svigrúm til að þreifa sig áfram, skoða hluti og ráðgast við aðra. Þetta á ekki síst við þegar börn eru að kynnast nýrri námsgrein, til dæmis eðlisfræði eða efnafræði eins og raunin er með unglinga í grunnskóla. Staða þeirra gagnvart þessum greinum minnir á stöðu manneskju sem er að byrja að læra nýtt tungumál. Hversdagsleg orð eins og þyngd, kraftur og vinna fá nú nýja merkingu og ný orð blasa við nánast á hverri blaðsíðu í námsbókinni, sum býsna skrítin eins og til dæmis öll þessi orð sem enda á „-eind“”: rafeind, róteind, nifteind, frumeind, sameind. Enginn furða að ekki líki öllum unglingum vel að þreyta próf í þessum greinum og fá enga aðra hjálp en þá sem er innbyggð í sjálft prófið.

Það sem ég vil leggja áherslu á er þetta: PISA- prófið í náttúrufræðum er skriflegt próf án hjálpargagna og hefur því takmarkað gildi. Á grundvelli þess er réttlætanlegt að fullyrða ýmislegt um færni unglinga við lok grunnskóla en þá verða menn að gæta þess að stíga ekki út fyrir gildisramma prófsins. Miðað við forsendur prófsins (PISA- rannsóknarinnar) og þá aðferðafræði sem notuð er til að afla gagna virðist óhætt að fullyrða að íslensk ungmenni við lok grunnskóla eigi í umtalsverðum erfiðleikum með að túlka og vinna með náttúrufræðilega upplýsingatexta þegar þeir hafa ekki aðgang að öðrum upplýsingum (t.d. handbókum), hlutum til að skoða eða fólki til að ráðgast við. Í ljósi rannsókna Schoultz og Vosniadou má telja líklegt að mörgum þeirra og jafnöldrum þeirra í öðrum löndum myndi ganga betur á prófi þar sem þeim væri gefinn kostur á slíkum hjálparmeðulum.

Með þessu vil ég benda á að við þurfum að fara mjög gætilega þegar við drögum ályktanir af prófum yfirleitt, að við förum ekki út fyrir þann ramma sem prófið setur, gáum vel að því hvað það leyfir okkur að fullyrða og hvað ekki. Okkur hættir til að álykta of vítt útr frá prófum sem við leggjum fyrir nemendur, gefum jafnvel í skyn að nemendur, sem gengur vel á skriflegum prófum, séu „gáfaðri“ eða „greindari“ eða „betur gefnir“ en þeir sem ekki ná eins góðum árangri. Þetta segjum við jafnvel gegn betri vitund: við vitum að vitrænir hæfileikar fólks eru af ólíkum toga og birtast þar af leiðandi með ýmsu móti. Nemendur sem ekkert virðaist kunna og ekkert geta í bóklegu námi eiga það til að blómstra við aðrar aðstæður, til dæmis við tilraunir.

Það er að mínu mati afar brýnt að menn hafi þennan fyrirvara á þegar þeir leitast við að draga lærdóm af PISA. PISA- rannsóknin beinir athygli okkar að afmörkuðum en afar mikilvægum þætti í menntun barna okkar, nefnilega lesskilningi þeirra og læsi á mismunandi texta. PISA gefur skýrar vísbendingar um að alltof mörg íslensk ungmenni eigi í vandræðum með að lesa texta sér til skilnings og þá einkanlega fræðslu- og upplýsingatexta af þeirri gerð sem algengir eru í námsbókum í náttúrufræðigreinum. Sé þetta rétt þá erum við að líkast til að horfast í augu við alvarleg sannindi, nefnilega að mörg íslensk ungmenni við lok grunnskóla eigi í raun litla möguleika á að tileinka sér þann hluta menningararfsins sem snýr að vísindum og eignast þannig hlutdeild í þeim verðmætum sem fyrri kynslóðir hafa skapað, til dæmis hugtök og kenningar vísindanna. Þetta þarf auðvitað að taka til rækilegrar skoðunar og þá með það að markmiði að tryggja nemendum aðgang að þeim verðmætum sem hér er um rætt.

Lokaorð

Ég byrjaði grein þessa með eftirfarandi tilvitnun í Magnús Helgason, fyrrverandi skólastjóra Kennaraháskólans:

Margur hyggur, að fræðslan á barnsaldrinum miði eingöngu til þess, að veita börnunum þá þekkingu, er þau þarfnast síðar. Auðvitað er það mikils vert, en meira er þó í hitt varið, að vitsmunir barnanna þroskist á náminu, athygli glæðist, ímyndunarafl auðgist, skilningur skerpist, andlegur sjóndeildarhringur víkki.

Magnús skrifaði þessi orð árið 1919. Ég rakst á þau fyrir mörgum árum, setti þau á glæru og sýndi nemendum mínum, kennaranemum. Þetta hefur orðið endurtekið efni hjá mér í tengslum við umræðu um tilgang skólastarfs almennt og náttúrufræðikennslu sérstaklega. Mér finnst orð Magnúsar henta einkar vel til að minna okkur á að skólastarf snýst ekki bara um þekkingu á dauðum bókstaf. Þegar ég fór að skoða PISA- rannsóknina og átta mig betur á því um hvað hún snýst, leituðu orð Magnúsar aftur á huga minn. Ég skynjaði tengsl milli orða Magnúsar og PISA. Tilgangurinn með PISA er að meta skilvirkni menntakerfisins, hvort skólagangan setji í raun mark sitt á nemendur, geri þá hæfari til að hugsa og læra og verða virkir þátttakendur í samfélaginu. Og það er einmitt þetta sem Magnús leggur áherslu á. Í sama streng tók samtíðarmaður hans og aðalhöfundur fyrstu fræðslulaga á Íslandi, Guðmundur Finnbogason. Guðmundi var umhugað um að nám væri menntandi og skrifaði um þetta ítarlega ritgerð sem er að finna í bók hans Lýðmenntun en hún kom út árið 1903. Ritgerðin heitir „Menntun“” og þar má finna eftirfarandi orð:

Námið verður þá sannmenntandi, þegar það er í hvívetna sniðið að þroskastigi nemandans, svo hann fái sívaxandi yndi af og áhuga á að neyta krafta sinna. Allt annað nám er aðeins gylling sem ekkert verulegt gildi hefur, aðeins „menntaprjál“. (Guðmundur Finnbogason, 1903 /1994, bls. 66).

Athygli Magnúsar og Guðmundar beinist að nemandanum. Þeim er báðum umhugað um að nemendur vaxi af náminu, að það geri þá hæfari til að lifa og starfa eftir að skólagöngu lýkur. Og ekki verður annað séð en að þessi hugsun endurspeglist í opinberum stefnuskrám fyrir skóla á Íslandi. Í Aðalnámskrá grunnskóla (Menntamálaráðuneytið, 1999) segir að það sé höfuðskylda menntakerfisins að veita nemendum „góða, alhliða menntun“ og „stuðla að alhliða þroska hvers og eins“.

Gengur þetta eftir? Fá nemendur yfirleitt „góða, alhliða menntun“ í grunnskóla? Er námið í raun menntandi? Slíkum spurningum er ekki auðsvarað og það helgast m.a. af því að merking orðsins „menntandi“ er óljós. Með öðrum orðum, við viljum gjarnan veita nemendum „góða, alhliða menntun“ en vitum ekki almennilega hvernig við eigum að fara að því vegna þess að okkur hefur ekki auðnast að „jarðtengja“ orðið „menntun“: tengja það ákveðnum námsmarkmiðum og námsathöfnum. Þess vegna svífur það í lausu lofti líkt og skrautfjöður enda helst til nota á tyllidögum.

Guðmundur Finnbogason gerði tilraun til þess á sínum tíma, í bókinni Lýðmenntun, að jarðtengja orðið menntun, gefa því inntak. Hann lét ekki við það sitja að skilgreina menntun heldur útlistaði líka hvernig ætti að kenna svo námið yrði sannmenntandi. Til að mynda lagði hann mikla áherslu á að í náttúrufræðinámi ættu nemendur að:

læra af hlutunum sjálfum, því „sjón er sögu ríkari“; náttúrufræðin á fyrst og fremst að venja menn á að athuga vel, greina skýrt og vel einkenni hluta og viðburða, líkingu þeirra og mismun, og ætti athugun á jurtum, dýrum, fjöllum o.s.frv. að haldast í hendur við teikning, því hún neyðir menn til að athuga vel, eins og tekið er fram á öðrum stað. En þar sem náttúrufræðin gjörir þannig skynjanirnar skýrari, verða hugmyndirnar jafnframt ljósari og festast betur í minni; en hún kennir mönnum og betur að hugsa en aðrar greinir. (bls. 87).

Þarna sjáum við greinilega viðleitni til að tengja saman nám og menntun. Það sem virðist vaka fyrir Guðmundi er þetta: Skólaganga getur orðið menntandi ef beitt er réttum aðferðum. Í náttúrufræðum, segir hann, á að leggja rækt við athuganir og teikningar vegna þess að slíkar athafnir skerpa skynfærin og gera hugmyndirnar ljósari. Með öðrum orðum, nemendur þroskast (menntast) af náminu.

PISA- rannsóknin beinist að læsi nemenda við lok grunnskóla. PISA 2006 beinir athyglinni sérstaklega að vísindalæsi nemenda, hæfni þeirra til að vinna með og túlka náttúrufræðilega texta. Niðurstöðurnar gefa til kynna að mörg íslensk ungmenni standi frekar illa að vígi að þessu leyti, eigi í vandræðum með að vinna með og túlka náttúrufræðilega texta. Miðað við þá miklu áherslu sem lögð er á námsbækur í íslensku skólakerfi koma þessar niðurstöður kannski á óvart. Ættum við þá ekki að búast við því að nemendur okkar væru almennt þokkalega læsir á alls kyns texta við lok grunnskóla, til dæmis náttúrufræðilega texta? Kannski, kannski ekki. Það fer, sýnist mér, eftir því hvernig er kennt og hvar áherslan liggur. Af rannsókn Rúnars Sigþórssonar (2005) virðist mega draga þá ályktun að kröfur um yfirferð í náttúrufræðikennslu á unglingastiginu séu nánast yfirþyrmandi. „Bækurnar eru bara allt of langar og allt of þykkar og allt of margar, það er bara allt of mikið efni til þess að það sé hægt að komast yfir það“, segir einn kennaranna í rannsókn Rúnars (bls. 100) og aðrir viðmælenda hans tala á svipuðum nótum og einnig náttúrufræðikennararnir í rannsókn Meyvants og félaga (2007). Allir þessir kennarar virðast hafa verið í kapphlaupi við tímann, virðast hafa fundið sig knúna til að komast yfir námsefnið í tæka tíð fyrir samræmdu prófin. Við þannig kringumstæður er vart við því að búast að kennarar leggi sérstaka rækt við athuganir, umræður, textarýni eða aðrar þvílíkar athafnir sem gætu hjálpað nemendum til skilnings á námsefninu og eflt með þeim vísindalæsi. Við blasir, sýnist mér, að kröfur um yfirferð (fyrir tilstilli aðalnámskrár) og samræmda prófið í náttúrufræðum hafi ýtt undir kennslu- og námshætti sem eru ekki til þess fallnir að vekja áhuga nemenda og löngun til að læra og heldur ekki til að efla læsi þeirra á náttúrufræðilega texta.

Nú eru samræmd próf í náttúrufræðum fyrir bí, í bili að minnsta kosti, og þá gefst tækifæri til að snúa við blaðinu og huga að því hvernig megi kenna náttúrufræði í skólum þannig að „vitsmunir barnanna þroskist á náminu, athygli glæðist, ímyndunarafl auðgist, skilningur skerpist, andlegur sjóndeildarhringur víkki“, svo ég víki enn einu sinni að orðum Magnúsar Helgasonar sem ég byrjaði þessa grein með.

PISA- rannsóknin gefur til kynna að ekki sé lögð nógu mikil rækt við texta og textaskilning í náttúrufræðikennslu í íslenskum grunnskólum. Þar hefur áhersla verið lögð á að komast yfir sem mest námsefni. Niðurstöður PISA setja spurningamerki við þessa áherslu og vekja upp þá áleitnu spurningu hvort ekki sé tímabært að huga betur að því hvernig nemendur upplifa náttúrufræðikennslu í skólum og hvernig við getum hjálpað þeim að ná betri tökum á þeim textum sem þeim er ætlað að lesa. Lánist okkur að breyta áherslum í þessa veru færumst við væntanlega nær því marki að námið verði „sannmenntandi“ eins og Guðmundur Finnbogason gerði sér vonir um í byrjun síðustu aldar.
 

Aftanmálsgreinar

  1. PISA (Programme for International Student Assessment) er matsrannsókn á vegum Efnahags- og framfarastofnunar Evrópu (OECD: Organisation for Economic Co-operation and Development).

  2. Af 30 OECD-löndum eru 20 á svæði sem markast af +/- 25 stiga fjarlægð frá meðtali OECD (500 stig).

  3. Í þeim enskum fræðigreinum sem ég styðst við er ýmist talað um informational text eða expository text, þ.e. upplýsingatexta og skýringatexta. Ég kýs að sameina þetta tvennt og kalla sambræðinginn fræðslutexta.

  4. Bullljóðið Jabberwocky eftir Lewis Carroll birtist fyrst í bókinni Through the Looking-Glass, and What Alice Found There sem kom fyrst út árið 1871. Af mörgum talið fergurst bullljóða á enskri tungu. Ljóðið í heild sinni er að finna á Wikipedíu: http://en.wikipedia.org/wiki/Jabberwocky.

  5. Í íslensku skýrslunni sem Námsmatsstofnun gaf út um PISA 2006 (Almar M. Halldórsson o.fl., 2007) er sneitt hjá því að þýða scientific literacy beint heldur talað um „færni og þekkingu í náttúrufræði“ (bls. 8). Þetta tel ég misráðið því með þessu lagi er athyglinni í raun beint frá lykilhugtökum í fræðiramma PISA, þ.e. literacy og scientific literacy.

  6. Sem viðmiðun má nota að samkvæmt upplýsingum í PISA 2006 skýrslunni samsvara 74,7 stig einu þrepi í hæfniskvarðanum sem PISA 2006 notar til að meta færni nemenda í náttúrufræðum. Bilið milli íslenskra og finnskra nemenda er 72 stig og samsvarar því nokkurn veginn einu hæfnisþrepi og telst það mikill munur á frammistöðu nemendahópa, að sögn PISA manna (Organisation for Economic Co-operation and Development, 2006a, bls. 55.

  7. Hér mætti bæta við Ástralíu, Hollandi, Liechtenstein, Kóreu, Slóveníu, Þýskalandi, Bretlandi, Tékklandi og Sviss sem voru líka umtalsvert ofan við okkur á stigakvarðanum.

  8. Rétt er að taka fram að ég hef ekki séð önnur verkefni en þau sýnishorn sem liggja fyrir í skýrslu OECD um PISA 2006. Ég geri ráð fyrir því að þessi sýnishorn gefi góða hugmynd um verkefnin almennt. Annað væri í raun óeðlilegt.

  9. Ég vil taka skýrt fram að ég er ekki að hallmæla PISA-prófinu. Það er próf í læsi og þá er eðlilegt að nemendur lesi texta á blaði og svari spurningum án þess að nota hjálpargögn. Ég er með öðrum orðum ekki að draga í efa réttmæti prófsins. Því er einmitt ætlað að mæla færni nemenda í að túlka og vinna með náttúrufræðilega texta og gerir það, held ég, alveg prýðilega. Afturá móti er ljóst að skilningur á náttúrufræðilegum fyrirbærum snýst ekki bara um skilning á textum heldur líka skilning á tengslum texta við hluti og fyrirbæri og við daglegt líf og hugarheim nemenda. Gildi eða gildissvið prófsins (líkt og prófa yfirleitt) er því takmarkað og það er að mínu mati mikilvægt að gera sér grein fyrir þessum takmörkunum. Þessi kafli greinarinnar beinist að þessum takmörkunum.

Heimildir

Almar M. Halldórsson, Ragnar F. Ólafsson og Júlíus K. Björnsson (2007). Færni og þekking nemenda við lok grunnskóla. Helstu niðurstöður PISA 2006 í náttúrufræði, stærðfræði og lesskilningi. Reykjavík: Námsmatsstofnun.

Baker, L. (2004). Reading comprehension and science inquiry: Metacognitive connections. Í E. W. Saul (ritstj.), Crossing borders in literacy and science instruction: Perspectives on theory and parctice (bls, 239–258). Arlington: NSTA press.

Barsalou, L. W. (1999). Language comprehension: Archival memory or preparation for situated action. Discourse Processes, 28, 61–80.

Bennett, J. (2003). Teaching and learning science. A guide to recent research and its application. London: Continuum.

Blyton, E. (1980). Ævintýrahafið. Þýðandi Sigríður Thorlacíus. Reykjavík: Iðunn.

Driver, R., Squires, A.,; Rushworth, P. og Wood-Robinson, V. (ritstj.) (1994). Making sense of secondary science: Research into Children’s ideas. London: Routledge.

Gee, J. P. (2004). Language in the science classroom: Academic social languages as the heart of school-based literacy. Í E. W. Saul (ritstj.), Crossing borders in literacy and science instruction: Perspectives on theory and parcticepractice (bls. 13–32). Arlington: NSTA press.

Glenberg, A. M. (1997). What is memory for? Behavioral and Brain Sciences, 20, 1–19.

Guðmundur Finnbogason (1903 /1994). Lýðmenntun. Hugleiðingar og tillögur. Reykjavík: Rannsóknarstofnun Kennaraháskóla Íslands.

Hafþór Guðjónsson (2005). Efnisheimurinn. Reykjavík: Námsgagnastofnun.

Ingvar Sigurgeirsson (1992). The role, use and impact of curriculum materials in intermediate level Icelandic classrooms. Óútgefin doktorsritgerð. Háskólinn í Sussex.

Kamil, M. L. og Bernhardt, E. B. (2004). The science of reading and the reading of science: Successes, failures, and promises for prerequisite reading skills for science. Í E. W. Saul (ritstj.), Crossing borders in literacy and science instruction: Perspectives on theory and parcticepractice (bls. 123–139). Arlington: NSTA press.

Lemke, J. (2004). The literacies of science. Í E. W. Saul (ritstj.), Crossing borders in literacy and science instruction: Perspectives on theory and parcticepractice (bls. 33–34). Arlington: NSTA press.

Magnús Helgason (1919). Uppeldismál – til leiðbeiningar barnakennurum og heimilum. Reykjavík: Sigurður Kristjánsson (kostnaðarmaður).

Marton, F. og Booth, S. (1997). Learning and awareness. New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates, Publishers.

Menntamálaráðuneytð (1999). Aðalnámskrá grunnskóla: Almennur hluti. Reykjavík: Menntamálaráðuneytið. Sótt af vef menntamálaráðuneytisins 28.06.08. af http://www.ismennt.is/vefir/namskra/g/almennt/almennur.html

Meyvant Þórólfsson, Allyson Macdonald og Eggert Lárusson (2007). Sýn fimm grunnskólakennara á nám og kennslu í náttúruvísindum. Tímarit um menntarannsóknir, 4, 83–99.

Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) (2006a). Science competencies for tomorrow’s world. Volume 1: Analysis. Paris: OECD.

Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) (2006b). Science competencies for tomorrow’s world. Volume 2: Data. Paris: OECD.

Osborne, J. (2003). Attitudes towards science: a review of the literature and its implication. International Journal of Science Education, 25 (9), 1049–1079.

Reddy, M. (1979). The conduit metaphor – a case for frame of conflict in our language about language. Í A. Ortony (ritstj.), Metaphor and thought (bls. 284–324). Cambridge: Cambridge University Press.

Rúnar Sigþórsson (2005). „Og maður fer í það að spila með...“: Samræmd próf í náttúrufræði, kennsluhættir og skipulag valgreina á unglingastigi. Uppeldi og menntun, 14(2), 93–113.

Schoultz, J. (2002). Att utvärdera begreppsförståelse. Í H. Strömdahl (ritstj.), At communicera naturvitenskap i skolan – några forskningsresultat (bls. 43–56). Lundur: Studentlitteratur.

Simola, H. (2005). The Finnish miracle of PISA: historical and sociological remarks on teaching and teacher education. Comparative Education, 41 (4), 455–470.

Vosniadou, S. og Brewer, W. F. (1992). Mental models of the earth: A study of conceptual change in childhood. Cognitive Psychology, 24, 535–585.

Vygotsky, L. (1986). Thought and language. Cambridge: The MIT press.

Wellington, J. og Osborne, J. (2001). Language and literacy in science education. Buckingham: Open University Press.

Wertsch, J. V. (1991). Voices of the mind. A sociocultural approach to mediated action. London: Harvester Wheatsheaf.

Prentútgáfa     Viðbrögð