Teknologipagten: STEM-undervisning for alle by Kindly

INSPIRERENDE

STEM-UNDERVISNING FOR ALLE

Udarbejdet af:

Kia C. K. Sørensen, Event- og udviklingskonsulent Casper Petersen, Analytiker Lars D. Seidelin, Forsker Emilie Normann, Chef for forskning og analyse Udgiver: Teknologipagten Dato for udgivelse: Juni 2021 Design: Kindly

Teknologipagten er et samarbejde mellem regeringen, erhvervslivet, uddannelsesinstitutioner, organisationer og andre aktører. Teknologipagten skal styrke danskernes STEM-kompetencer ved at få flere til at interessere sig for STEM, få flere til at uddanne sig inden for STEM og få flere til at arbejde med STEM. Én af måderne, vi arbejder med at understøtte STEM-området på, er ved at samle relevante aktører til symposier og andre aktiviteter med henblik på videndeling og -produktion. Vi uddeler også puljemidler og støtter på den måde konkrete projekters arbejde med at fremme STEM-dagsordenen. Er der spørgsmål til indholdet i denne rapport, ønskes der en uddybning eller flere gode råd, så kontakt Teknologipagtens sekretariat på info@teknologipagten.dk. Her kan vi også sætte dig/jer i forbindelse med andre projekter i Teknologipagten, som arbejder med inspirerende STEM-undervisning. Se meget mere om, hvem Teknologipagten er, hvad vi arbejder med, og hvilke projekter og aktører vi samarbejder med og støtter på www.teknologipagten.dk.

Indhold Indledning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 STEM er et akronym med store muligheder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 God og inspirerende STEM-undervisning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Praksisnær STEM-undervisning i skolevirksomhedssamarbejder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Legende og lærerig STEM-undervisning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Centrale udfordringer for den gode og inspirerende STEM-undervisning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Teknologipagtens anbefalinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1. Hvordan skaber vi gode STEM-forløb med matematikken som omdrejningspunkt i grundskolen?. 16 Anbefalinger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2. Hvordan kan vi styrke STEM-undervisningen på erhvervsuddannelserne?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Anbefalinger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3. Hvordan kan vi styrke STEM-undervisningen på de danske universiteter?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Anbefalinger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Oplæg til indsatser og samarbejdskonstellationer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Inspirerende STEM-undervisning i Teknologipagten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Fordelingen af projekter på uddannelsestrin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Projekternes STEM-fokus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Geografisk fordeling af projekter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Bilag 1: Deltagende organisationer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Indledning Der hersker efterhånden ikke megen tvivl om, at den undervisning, som elever og studerende modtager, har stor betydning for deres engagement og motivation. God undervisning er helt centralt for elever og studerendes engagement og motivation i de enkelte fag1. Flere undersøgelser viser desværre, at elevers motivation er dalende gennem skolegangen - det gælder særligt inden for STEM-fagene (science, technology, engineering, mathematics)2. Derfor har Teknologipagten valgt at sætte fokus på, hvordan vi kan skabe bedre og mere inspirerende STEM-undervisning i hele det danske uddannelsessystem for at sikre, at elever og studerende fastholder motivationen for STEM. I forsommeren 2021 gennemførte Teknologipagten en række aktiviteter under en samlet temaindsats med titlen ’Inspirerende STEM-undervisning for alle’. Herunder en podcast-udgivelse, en online videnbank, et virtuelt symposium den 14. april med 120 deltagere og en række webinarer. Sammen med praktikere, projekter, videnseksperter og en lang række andre interessenter udfoldede vi udfordringer og muligheder ved at styrke den gode og inspirerende STEM-undervisning i det danske uddannelsessystem. Teknologipagten har omsat den viden og de erfaringer til konkrete anbefalinger til inspiration for fremtidige indsatser og projekter. Du kan læse mere om de individuelle aktiviteter i temaindsatsen her. Teknologipagten bemærker, at diskussionen om, hvordan vi styrker STEM-undervisningen i det danske uddannelsessystem, er en meget stor diskussion med mange interessenter og potentielt stor effekt på manges arbejds- og studieliv. Derfor er der også mange faglige traditioner og hensyn i spil. De udfordringer og anbefalinger, som fremgår af dette katalog, er formuleret i samspil med en lang række repræsentanter fra forskellige organisationer, som tog del i vores temaindsats (se bilag 1). Formålet med dette inspirationskatalog er at inspirere skoler, uddannelsesinstitutioner og politiske beslutningstagere til at styrke den gode og inspirerende STEM-undervisning. Ved at løfte den gode STEM-undervisning i fællesskab tror vi på, at vi kan påvirke flere unge til at fastholde motivationen for STEM og dermed vælge og gennemføre en STEM-uddannelse.

Lyt til vores podcast og få viden og indsigt fra vores tre eksperter om: • E01: ’STEM-undervisningen i grundskolen’ med Lars Seidelin, forsker i Teknologipagten • E02: ’Erfaringer med digital undervisning’ med Chantal Pohl Nielsen, Chefkonsulent i Danmarks Evalueringsinstitut • E03: ’STEM-undervisningen på erhvervsuddannelserne’ med Camilla Hutters, leder af Nationalt Center for Erhvervs pædagogik Find den i både Apple Podcasts, Google Podcasts, Spotify, eller hvor du ellers hører podcasts.

Danmarks Evalueringsinstitut EVA (2018). Elevernes oplevelse af skoledagen og undervisningen. Hentet fra https://www.eva.dk/grundskole/saadan-oplevede-elever-laerere-ledere-foerste-corona-nedlukning

Jørgensen, Mads F. oa. (2019). Hvordan får vi STEM på lystavlen hos børn og unge?: – Og hvilken rolle spiller køn for interesseskabelsen?. Tænketanken DEA. Hentet fra https://www.datocms-assets.com/22590/1589284030-pixi-stempaalystavlenhosboernogunge.pdf

STEM er et akronym med store muligheder STEM-begrebet har eksisteret siden 1990’erne og rummer ideelt set store muligheder for at forbedre undervisningen i de naturvidenskabelige og teknologiske fag. Dette gælder særligt, når undervisningen tager udgangspunkt i de åbenlyse fordele, der er ved at arbejde tværfagligt og interdisciplinært med de fire bogstaver: science, technology, engineering, mathematics3. STEM kan understøtte flere samfundsrelevante og vigtige områder: • STEM understøtter kritisk tænkning, kreativitet og innovation. • STEM klargør unge til en stigende teknologisk verden og et arbejdsmarked, hvor evnen til problemløsning er essentielt. • STEM understøtter naturvidenskabelig dannelse og evnen til at tage kritisk del i samfundsdebatten. • STEM er nødvendigt for at understøtte FN’s 17 verdensmål. • STEM-job er vigtige for fremtiden og samfundsøkonomien. I litteraturen og uddannelsessystemet er der overordnet opnået konsensus om en række elementer ved den gode og inspirerende STEM-undervisning; fx at den skal være elevcentreret og anvendelsesorienteret4. Samlet set er der en række gevinster ved at arbejde med integreret STEM i undervisningen5. Disse er: • Styrkelse af elevernes faglige kompetencer i de enkelte STEM-fag • Naturvidenskabelig dannelse • Styrkelse af elevernes 21. århundredes kompetencer • Opfyldelse af faglige kompetencemål • Opfyldelse af fælles mål og prøvemål Der er dog en række udfordringer, når man arbejder med STEM, og der er behov for at rette fokus mod de udfordringer. Selvom forskning har identificeret potentielle fordele for børn og unge, der deltager i integreret STEM-læring, har anden forskning vist, at STEM-undervisning ikke nødvendigvis forbedrer læring i matematik og naturfag6. I mange tilfælde er integration af matematikfaget i STEM-undervisningen en udfordring for de lærere og undervisere, der arbejder med det. Matematik er en central forståelsesramme for STEM og et essentielt redskab til at arbejde med de komplekse problemstillinger, der opstår i en kompleks verden. Ikke desto mindre fremstår matematik desværre som et isoleret fag inden for STEM, hvilket en række undersøgelser understøtter7+8. Derudover mangler vi stadig at definere en STEM-didaktik. For STEM-undervisning gælder det ligeledes, at der mangler klare definitioner for, hvad det vil sige at undervise i STEM. Grundlæggende er der et behov for at definere, hvilke elementer (S, T, E, M) der skal indgå og i hvilken grad, for at vi kan tale om et STEM-forløb. Det arbejde bør ideelt set tage sit udgangspunkt i et samarbejde mellem forskning og praksis9.

Bybee, R. W. (2018). STEM Education Now More Than Ever.

Elf, N. (2021). Kvalitet i undervisningen – hvad er det, og hvordan kan man arbejde med det? Hentet fra https://emu.dk/grundskole/ paedagogik-og-didaktik/dannelse-i-skolen/nikolaj-elf-kvalitet-i-undervisningen-hvad-er?b=t5-t22-t2569

Seidelin, L., Larsen, D. M. (2021). STEM-integration - mere end en målsætning for grundskolen? https://emu.dk/grundskole/ paedagogik-og-didaktik/didaktiske-tilgange/stem-integration-mere-end-en-maalsaetning

Tran, N. A. & Nathan, M., J. (2010). Pre-college engineering studies: An investigation of the relationship between pre-college engineering studies and student achievement in science and mathematics.

Mass, K., Geiger, V., Ariza, M. R., Goos, M. (2019). The Role of Mathematics in interdisciplinary STEM education.

Spahn, K. S., Vestergaard, A. (2018). Matematik skal mere end at levere M’et i STEM.

Michelsen, C., Petersen, M., R., Ahrenkiel, L. (2017). Laboratoriemodellen – kompetenceudvikling med fokus på forandring af praksis.

Teknologipagten har i arbejdet med temaindsatsen for bedre og mere inspirerende STEM-undervisning i det danske uddannelsessystem konsulteret både videnseksperter og praktikere til at komme anbefalinger til, hvordan vi skaber de optimale rammer for den gode STEM-undervisning. Udviklingen af god og lærerig STEM-undervisning er et stærkt redskab, men der er i særdeleshed også behov for at initiere længerevarende STEM-initiativer på et mere strukturelt niveau i uddannelsessystemet. Den Nationale Naturfagsstrategi fra 201810 peger blandt andet på, at: • ’Der mangler en udbredt fælles forståelse af naturvidenskabs store betydning, og der savnes bredt kendskab til de bærende naturvidenskabelige principper’. • ’Der mangler mål for, hvilke kompetencer børn og unge skal opnå inden for digital teknologi, ligesom progressionen i målene for undervisningen i naturfag og naturvidenskab kan styrkes’. • ’Der mangler lokal forankring af indsatser i forhold til undervisningen i naturfag og naturvidenskabelige fag samt effektive og udbytterige faglige praksisfællesskaber, netværk og skole-virksomhedssamarbejder’.

Tag et kig i vores online videnbank, som indeholder en række relevante artikler og rapporter om god og inspirerende STEM-undervisning.

Undervisningsministeriet (2018). National Naturvidenskabsstrategi. Hentet fra https://www.uvm.dk/publikationer/folkeskolen/2018national-naturvidenskabsstrategi

God og inspirerende STEM-undervisning Når vi taler om god undervisning, er det ofte ord som praksisnær, anvendelsesorienteret, undersøgelsesbaseret, problemløsende, tværfaglig, legende og eksperimenterende, der bliver brugt. Dertil kommer, at skolevirksomhedssamarbejder fremhæves som et godt format for inspirerende STEM-undervisning11+12. Ovenstående elementer mener vi også gør sig gældende for STEM-undervisning, og der generelt bred enighed om, hvad god og inspirerende STEM-undervisning er. Der er dog stadig en opgave i at udvikle en fælles didaktik for den gode STEM-undervisning, såvel som at implementere og koordinere den. Inspirerende STEM-undervisning er nemlig en svær og ressourcekrævende balancegang, som kræver dedikation fra både lærere, undervisere, ledelser og politiske beslutningstagere.

I vores LIFE Forløb arbejder skole klasser undersøgelsesbaseret med aktuelle og virkelighedsnære samfundsudfordringer, der tager udgangspunkt i elevernes egen verden.

I løbet af Teknologipagtens temaind - Christine Antorini, Direktør i LIFE Fonden sats i foråret 2021 afholdt vi blandt andet to separate webinarer, hvor vi dykkede ned i to forskellige metoder, som ofte bruges i den gode STEM-undervisning. Disse var ’Praksisnær STEM-undervisning i skolevirksomhedssamarbejder’ og ’Legende og lærerig STEM-undervisning’. I de næste par afsnit gives en mere detaljeret beskrivelse af netop disse to former for inspirerende STEM-undervisning. Beskrivelsen er baseret på flere af Teknologipagtens indmeldte projekters erfaringer med de to metoder, som blev delt og diskuteret på hvert enkelt webinar, der blev afholdt i henholdsvis april og maj 2021.

Astra (2021). Astra strategi 2021-24. Hentet fra https://astra.dk/sites/default/files/astra-strategi_2021-24_1.pdf

Børne- og Undervisningsministeriet (2020). Naturvidenskabens ABC. Hentet fra https://emu.dk/sites/default/files/2020-09/Naturvidenskabens%20ABC_3.udgave_sep20_web.pdf

EKSPERIMENTERENDE

TVÆRFAGLIG

INSPIRERENDE STEM-UNDERVISNING

LEGENDE SKOLEVIRKSOMHEDSSAMARBEJDE PROBLEM -LØSENDE

UNDERSØGELSESBASERET

VIRKELIGHEDSNÆR

ANVENDELSES -ORIENTERET

ELEVCENTRERET PRAKSISNÆR SAMFUNDS -RELEVANT

Praksisnær STEM-undervisning i skolevirksomhedssamarbejder Den 28. april 2021 afholdt Teknologipagten webinaret ‘Praksisnær STEM-undervisning i skolevirksomhedssamarbejder’, hvor tre af Teknologipagtens projekter præsenterede deres arbejde med netop denne form for STEM-undervisning og diskuterede muligheder og udfordringer med de interesserede deltagere. Herunder opsummeres de pointer, som blev tydelige gennem oplæg og diskussion på webinaret. Praksisnær STEM-undervisning i skolevirksomhedssamarbejder nævnes ofte som en oplagt metode til at skabe anvendelsesorienteret STEM-undervisning og karrierelæring for elever og studerende. At møde virksomhederne og deres daglige arbejde skaber gennemsigtighed i forhold til, hvad man kan bruge STEM-kompetencer til, og hvilket karriere- og arbejdsliv man kan forvente sig med en STEM-uddannelse. Derudover styrker den praksisnære undervisning børn og unges interesse for STEM, fordi det bliver tydeligt for dem, hvad fagene reelt kan bruges til. Ligeledes synes de i høj grad, at det er spændende at arbejde med virkelighedsnære problemstillinger, hvilket ovenikøbet giver flere af dem mere lyst til at vælge en uddannelse og karriere inden for STEM. Det er dog ikke problemfrit at indgå i skolevirksomhedssamarbejder. Erfaringer viser, at det kræver en del koordinering og ressourcer fra begge sider samt en solid forventningsafstemning mellem skolen og virksomheden13+14. At få succes med skolevirksomhedssamarbejdet kræver, at samarbejdet er forankret og prioriteret i ledelsen hos både skolen og virksomheden. Det er vigtigt, at de to parter ser hinanden som ligeværdige samarbejdspartnere og anerkender hinandens kompetencer. Det er ligeledes vigtigt, at den praksisnære undervisning udvikles i fællesskab, og at begge parter prioriterer tid og ressourcer til udviklingen og planlægningen af et givent forløb. Når det kommer til den egentlige praksisnære undervisning, så er det vigtigt, at den tager udgangspunkt i autentiske og relevante problemstillinger, som virksomheden møder i sit arbejde. Det bør være virksomhedens ansvar at sikre sådanne cases, mens det er lærernes og undervisernes ansvar at sikre, at det faglige niveau passer målgruppen for undervisningen. Det er nemlig også vigtigt, at undervisningen er opnåelig og ikke alt for svær, da det skaber succesoplevelser hos elever og studerende, som dermed får styrket deres tro på egne kompetencer. Udover at skabe succesoplevelser for elever og studerende, når de lykkes i den praksisnære undervisning, så understøtter metoden også elevers og studerendes ejerskab og autonomi i undervisningen. Her skal de nemlig ofte selv sætte deres kreativitet i spil og finde på nye løsninger på nye (for dem) problemstillinger uden den samme støtte fra lærere eller undervisere, som de er vant til fra undervisningslokalet.

Bliv inspireret af udvalgte projekter, der arbejder med praksisnær STEM-undervisning i skolevirksomhedssamarbejder Casebaseret undervisning – samarbejde mellem Haldor Topsøe og Flakkebjerg Efterskole Drughunters – Lundbeck

Tekcases til gymnasier – Naturvidenskabernes hus Fremtidens håndværkere og ingeniører genanvender byggematerialer – Musiconcrete

Teknologipagten (2019). Det gode skole-virksomhedssamarbejde. Hentet fra https://prod-teknologipagten.azurewebsites.net/ media/2c2dy3ng/det-gode-skole-virksomhedssamarbejde.pdf

Teknologipagten (2020). Erfaringsopsamling fra projekter og indsatser i Teknologipagten. Hentet fra https://prod-teknologipagten. azurewebsites.net/media/z0gcn1hk/teknologipagtens-erfaringsopsamling.pdf

Legende og lærerig STEM-undervisning Den 5. maj 2021 afholdt Teknologipagten webinaret ‘Legende og lærerig STEM-undervisning’, hvor tre af Teknologipagtens projekter præsenterede deres arbejde med netop denne form for STEM-undervisning og diskuterede muligheder og udfordringer med de interesserede deltagere. Herunder opsummeres de pointer, som blev tydelige gennem oplæg og diskussion på webinaret. Leg som undervisningsmetode er et værktøj, der egner sig godt til projektorienteret undervisning. Legen træner elevernes spontanitet, fantasi og kreative tankegang. Det særligt positive ved denne metode er, at det er sjovt at lege, og man vil sandsynligvis opleve flere grin og smil i undervisningen. Derudover finder man som lærer meget hurtigt ud af, om man har skabt en god leg, da ingen børn gider at lege en kedelig leg. Den legende og lærerige STEM-undervisning har ofte som omdrejningspunkt, at eleverne skal finde på løsningsforslag til autentiske og samfundsrelevante problemstillinger gennem en eksperimenterende og undersøgelsesbaseret metode. Denne undervisningsform giver eleverne mulighed for selv at skabe løsninger, og det er med til at styrke deres kreative og skabende kompetencer. Den slags STEM-undervisning bruges især i såkaldte makerspaces, hvor elever får til opgave at bygge, teste og videreudvikle prototyper.

Hvad vil det sige at arbejde undersøgelsesbaseret? Undersøgelse er en mangeartet aktivitet, der involverer at foretage observationer, stille spørgsmål, undersøge bøger og andre kilder til oplysninger, for at se hvad der allerede vides, at planlægge undersøgelser, gennemgå hvad der allerede vides, i lyset af eksperimentel evidens, anvende værktøjer til at indsamle, analysere og fortolke data, foreslå svar, forklaringer og forudsigelser og formidle resultaterne. Kilde: Harlen, W. (2011). Udvikling og evaluering af undersøgelsesbaseret undervisning. MONA - Matematik- Og Naturfagsdidaktik, (3). Hentet fra https://tidsskrift.dk/mona/article/view/36100

Et særligt element ved den legende og eksperimenterende STEM-undervisning er netop videreudviklingen af løsninger og prototyper. Med denne tilgang vil eleverne helt naturligt begå designfejl og dermed være nødsaget til at gentænke deres design. Af det lærer eleverne, at læring er en udviklingsproces, hvori der er plads til at fejle. Når de fx udvikler en prototype eller programmerer en robot, så støder de ofte på problemer i designet, som de må løse for at komme videre. Når de oplever at kunne løse de problemer, som opstår undervejs, styrkes deres opfattelse af, at det er både acceptabelt og endda lærerigt at begå ”fejl”. Den legende tilgang til STEM-undervisningen anses for at skabe større begejstring og interesse for STEM hos eleverne samtidig med, at den understøtter deres evner til at arbejde med og løse autentiske og samfundsrelevante problemer.

Bliv inspireret af udvalgte projekter, der arbejder med undersøgelsesbaseret og legende STEM-undervisning

LIFE Forløb – LIFE Fonden

Teksperimentet – Teknologipagten

Technology Lab - ENERGI OG VAND

R O B O læring - Svendborg Erhvervsskole & Gymnasier

Centrale udfordringer for den gode og inspirerende STEM-undervisning Når vi ser på de vilkår, som den gode og inspirerende STEM-undervisning har på tværs af institutionerne i vores uddannelsessystem, så er der en række udfordringer, der går igen og gør sig gældende på alle uddannelsestrin. Generelt kan vi pege på følgende centrale udfordringer, når det kommer til arbejdet med at styrke STEM-undervisningen i det danske uddannelsessystem: • Gennem hele uddannelsessystemet savnes der en national STEM-didaktik for den gode og inspirerende STEM-undervisning. • Undervisningen i STEM-grundfag på både skoler og uddannelser sker ofte afkoblet fra andre fag og fra deres anvendelse. • Den gode og inspirerende STEM-undervisning er ressourcekrævende og kan være svær at balancere med faglige læringsmål. • At skabe god STEM-undervisning kræver nogle grundkompetencer, som man ikke modtog tidligere på fx læreruddannelsen - fx brugen af digitale og teknologiske læringsmidler. Derfor er der et øget behov for opkvalificering og efteruddannelse af lærere og undervisere. • Der mangler muligheder og ressourcer på skoler og uddannelser til at udvikle og pleje samarbejdet med virksomheder om praksisnær undervisning. • Flere – både elever/studerende og lærere/undervisere - oplever, at det danske uddannelsessystem er præget af pensumitis. Det betyder, at faglighed forveksles med pensumbeherskelse, og undervisning forveksles med tilegnelse. Det kan skabe en oplevelse af, at hovedformålet med undervisningen er, at modtageren af undervisningen skal bestå en given test eller eksamen. • Der mangler koordination og brobygning mellem uddannelsestrinene i forhold til at sikre, at børn og unge har de nødvendige grundkompetencer med sig, når de rykker et trin op i uddannelsessystemet.

Teknologipagtens anbefalinger I løbet af Teknologipagtens temaindsats har vi ved flere forskellige lejligheder faciliteret erfaringsudveksling og debat mellem praktikere og videnseksperter. Formålet har været at komme med en række konkrete anbefalinger til, hvordan vi kan styrke den gode STEM-undervisning i Danmark. Herudover har vi udgivet og delt ekspertviden om temaet i vores podcast og videnbank. Ud fra det samlede input gennem temaindsatsen har vi formuleret en række anbefalinger, som er opdelt i de tre nedenstående temaer:

Hvordan skaber vi gode STEM-forløb med matematikken som omdrejningspunkt i grundskolen?

Hvordan kan vi styrke STEM-undervisningen på erhvervsuddannelserne?

Hvordan kan vi styrke STEM-undervisningen på universiteterne?

Hvordan skaber vi gode STEM-forløb med matematikken som omdrejningspunkt i grundskolen? Som en del af Teknologipagtens temaindsats i foråret 2021 afholdt vi et symposium om inspirerende STEM-undervisning den 14. april 2021. Her drøftede praktikere og eksperter på området blandt andet erfaringer og anbefalinger til, hvordan vi kan skabe gode STEM-forløb med matematikken i centrum i grundskolen. De nyligt offentliggjorte resultater af TIMMS-undersøgelsen 2019 viser, at danske folkeskoleelevers færdigheder i Matematik er dalende, og at folkeskoleelever generelt er blevet mindre glade for faget end tidligere. Den dalende interesse og de dalende færdigheder er bekymrende, da de peger mod en endnu lavere interesse og manglende færdigheder, når eleverne forlader folkeskolen og skal videre i uddannelsessystemet15.

På symposiet blev det fremhævet, at en vigtig årsag til faldet i elevernes matematiske interesse og færdigheder er, at faget opleves som afkoblet fra andre fagligheder. Eleverne har svært ved at se, hvad matematikken kan bruges til i andre fag og sammenhænge. Dette bakkes op i forskningslitteraturen, hvor der argumenteres for, at matematikkens rolle ofte er underspillet i den tværfaglige undervisning16. Det er nærliggende at forestille sig, at en stærkere kobling af matematikfaget til andre fagligheder og elevernes virkelighed vil hæve interessen og føre til styrkede færdigheder indenfor faget. Forskning viser også, at integreret STEM-undervisning – hvor undervisning i naturfag, teknologi, ingeniørkundskab og matematik integreres med hinanden – kan styrke den samlede motivation for alle fagene blandt elever i grundskolen17. Mange aktører på uddannelsesområdet arbejder allerede med udvikling og implementering af STEM-forløb i folkeskolen, men viden på området er stadig knap og erfaringerne sparsomme. Det er generelt en kompleks og ressourcekrævende indsats at lave integrerede STEM-forløb i grundskolen, og det er ikke kun koblingen af forskellige fag i undervisningen, som er udfordrende. Skolestrukturen og rammerne for undervisning i form af undervisningsplaner, prøver, faglokaler etc. fordrer som udgangspunkt en fagspecifik undervisning, hvilket kan blive en udfordring for integrationen18. På symposiet blev det italesat, at den udfordring især gør sig gældende for matematikken, som lærerne ofte har svært ved at integrere i forløb med andre fagligheder eller fx i Åben Skole-forløb. Skal vi have det gode STEM-forløb med matematikken som omdrejningspunkt, kræver det en bred indsats på tværs af uddannelsessystemet.

Nielsen, Knud H. (2020). Markant tilbagegang for danske elevers matematikkundskaber. Hentet fra https://dpu.au.dk/aktuelt/nyhed/artikel/markant-tilbagegang-for-danske-elevers-matematikkundskaber/

Mass et al. (2019) The Role of Mathematics in interdisciplinary STEM education, Springer. Hentet fra https://link.springer.com/article/10.1007/s11858-019-01100-5

Stohlmann, M. (2019) Three modes of STEM integration for middle school mathematics teachers, School Science and Mathematics. Hentet fra https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ssm.12339

Seidelin & Larsen (2021) STEM-integration – mere end en målsætning for grundskolen? EMU.DK. Hentet fra https://emu.dk/grundskole/ paedagogik-og-didaktik/didaktiske-tilgange/stem-integration-mere-end-en-maalsaetning?b=t5-t22-t2565

Vi ved, at mange elever siger, at de ikke kan se, hvad de skal bruge matematikken til. Ved at integrere matematikken i andre fag kan eleverne bedre se meningen med at bruge matematikken. (…) Vi er nødt til at give eleverne succesoplevelser i at anvende matematikken i forskellige sammenhænge.

- Lars Seidelin, Forsker i Teknologipagten og projektleder af LabSTEM på SDU

I løbet at Teknologipagtens temaindsats og særligt på symposiet blev ovenstående udfordringer adresseret og mødt med nedenstående anbefalinger:

Anbefalinger til gode STEM-forløb med matematikken som omdrejningspunkt i grundskolen 1. Matematik i undervisningen Den traditionelle monofaglige matematikundervisning med fokus på teori og færdighedstræning kan være svær at integrere i andre forløb. Der er dog enighed om, at teori og færdighedstræning er vigtige redskaber, men matematik kan anskues på flere måder – fx som et redskabsfag, der understøtter andre fagligheder og som en selvstændig kritisk faglighed19. Symposiets deltagere bidrog med følgende anbefalinger til, hvordan matematikken kan integreres i tværfaglig og praksisorienteret undervisning: • Skab fokus på matematik som både færdighed og som et redskab. Konkret kan man forsøge at dele undervisningen op i færdighedstræning og anvendelsesorienteret matematik. Der bør dog stadig være balance mellem teori, færdighedstræning og praksisorienteret undervisning. • Øg motivationen for matematikken ved at koble faget til andre fagligheder og til praksis. • Inddrag matematik i projektforløb med praksisfag som håndværk & design eller naturfag, så elever kan se, hvordan matematik kan bruges i andre sammenhænge. • Gør åben skole-forløb med fx erhvervsliv og foreninger lettere tilgængelige for matematikklasser. Fx ved at facilitere opstart af samarbejder. • Synliggør matematikken på tværs af fag ved at italesætte, når matematisk viden eller færdigheder anvendes til at løse eller understøtte opgaver i faget – fx når noget skal beregnes, måles eller vejes i fysik-/kemiundervisningen.

2. Ressourcer og kompetencer til integrerede STEM-forløb Matematik- og naturfagslærere mangler ofte inspiration til at integrere matematikken i STEM-forløb20. Symposiedeltagerne lagde vægt på, at der er behov for didaktisk opkvalificering til at arbejde med integrerede STEM-forløb; tid til at etablere nye samarbejder og undervisningsforløb internt; og læremidler som kan understøtte STEM-forløb. Følgende indsatsområder blev anbefalet: • Integrerede STEM-forløb, som er udviklet, afprøvet og kvalitetssikret, skal deles og gøres tilgængelige for matematik- og naturfagsundervisere i grundskolen. Konkret kunne man oprette en online platform, hvor forløb kan deles. • Til at videndele om det inspirerende STEM-forløb med matematik i fokus kan der etableres fora på tværs af skoler. Dette kunne ske på samme platform, som undervisningsmaterialet er tilgængeligt på. • Undervisere bør tilbydes specifikke opkvalificeringskurser rettet mod at arbejde anvendelsesorienteret og tværfagligt med matematikken. Et konkret forslag er at oprette et kursus i at lave Åben Skole-forløb med fx erhvervsliv, foreninger og organisationer, der har STEM og matematikken i fokus. • Skoler eller kommuner kan sætte ressourcer af til at udnævne en lokal STEM- eller matematikvejleder, som er ansvarlig for at koordinere forløb og understøtte videndeling om STEM-forløb lokalt. Dette kan sikre samarbejde og lokal kapacitetsopbygning. Inspiration kan tages fra it-vejlederens rolle og funktion på skolerne.

Gravemeijer et al. (2019) Analyzing student teachers’ use of theory in their reflection on mathematics teaching practice, Mathematics Education Research Journal. Hentet fra https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s13394-019-00269-y.pdf

Stohlmann, M. (2019) Three modes of STEM integration for middle school mathematics teachers, School Science and Mathematics. Hentet fra https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ssm.12339

3. Rammer for integration i undervisningen På symposiet blev der lagt vægt på, at integreret STEM-undervisning med matematikken i centrum skal understøttes af undervisningsrammerne for at lykkes. Fokus var især på, at der er behov for en klar sammenhæng mellem læsevejledninger, undervisning og prøveformer, når det kommer til integreret STEM-undervisning. Følgende indsatsområder blev anbefalet: • Målbeskrivelser og læseplaner bør i højere grad lægge op til og kvittere for tværfaglig, problemorienteret undervisning. Konkret kunne man: • lave flere forløb, hvor matematik og natur/teknik kombineres i indskoling og på mellemtrinnet, hvor samme lærer ofte kører begge forløb. • integrere matematik som en del af den fællesfaglige naturfagsprøve i udskolingen. • Den integrerede STEM-undervisning skal prioriteres fra centralt politisk hold for at opnå lokal forpligtigelse og forankring af STEM-undervisning. Konkret kunne man: • Udvikle en national strategi for integreret STEM-undervisning eller overveje at koble matematikken til den nationale naturvidenskabsstrategi • Udarbejde tydelige styrringsdokumenter som fx faghæftet i grundskolen, som lægger op til mere tværfaglig anvendelsesorienteret undervisning.

4. Brobygning Flere deltagere på symposiet pegede på, at den integrerede, tværfaglige og problemorienterede undervisning kræver tilpasningstid. Starter den først i udskoling eller på ungdomsuddannelserne, har eleverne sværere ved den, og motivationen er svær at fastholde. Det anbefales derfor, at den integrerede STEM-undervisning implementeres og går igen på tværs af uddannelseskæden. • Den undersøgende tilgang til matematik og andre naturfag skal stimuleres allerede fra de tidlige klasser ved at italesætte matematikken i forskellige fag og ved at arbejde anvendelsesorienteret. • Der kan med fordel arbejdes med en progressionsplan for matematikken og naturfagene op gennem grundskolen og videre til ungdomsuddannelserne for at sikre sammenhæng i undervisningsmål og praksis.

Hvordan kan vi styrke STEM-undervisningen på erhvervsuddannelserne?

En nyere undersøgelse fra Det Nationale Forsknings- og Analysecenter for Velfærd, VIVE, viser, at der er behov for at styrke både grundlæggende STEM-kompetencer og undervisningskompetencer hos flere af underviserne på de danske erhvervsuddannelser. Rapporten peger blandt andet på, at mange af underviserne savner inspiration og viden til at forny deres undervisning21, hvilket også blev fremhævet af deltagerne på Teknologipagtens symposium den 14. april 2021. Herudover blev det påpeget af flere symposiedeltagere, at den gode STEM-undervisning på erhvervsuddannelserne ofte er udfordret af, at undervisningen i STEM-grundfagene sker afkoblet fra resten af uddannelsens praktiske fag. I de meget praktiske fag er der strengt fokus på det håndværksmæssige og dermed ikke tradition for at inkludere STEM-grundfagene og lave tværfaglig undervisning. Rammerne og reglerne for undervisningen på erhvervsuddannelserne lægger generelt op til fagopdelt undervisning og skaber ikke meget rum til tværfaglig, problemløsende, og anvendelsesorienteret undervisning i STEM-grundfagene. Den form for undervisning er både tids- og ressourcekrævende og finder for det meste kun sted i afgrænsede perioder – fx i projektforløb. Dertil kommer, at det undervisningsmateriale, som eleverne præsenteres for, i vid udstrækning trænger til et løft. Der er behov for, at underviserne har større adgang til nye undervisningsmaterialer samt tid og rum til selv at udvikle dem. Nogle undervisere på erhvervsuddannelserne mangler kendskab til, hvad virksomhederne reelt efterspørger af kompetencer, samt hvordan elevernes brug af STEM-kompetencer sker ude i praksis. Denne udfordring påpeges også i VIVEs rapport fra 2019. Flere undervisere efterspørger ekstra kendskab til branchen, som de uddanner til, samt mulighed for at holde sig opdateret med, hvad der sker i de forskellige brancher.

Underviserne på erhvervsskolerne er den undervisergruppe, der får mindst efteruddannelse. (…) Der er behov for de rigtige efteruddannelsesmuligheder for underviserne samt opdateret viden og inspiration til deres undervisning. - Camilla Hutters, leder af Nationalt Center for Erhvervspædagogik på Københavns Professionshøjskole

Slottved, Mette, o.a. (2019). STEM-grundfag på erhvervsuddannelserne: Analyse af undervisningspraksisser og undervisernes kvalifikationer og kompetenceudviklingsbehov. VIVE - Det Nationale Forsknings- og Analysecenter for Velfærd. Hentet fra https://www.vive.dk/media/pure/14258/3370661

Inspirationskatalog - styrkede STEM-kompetencer på erhvervs uddannelserne I efteråret 2020 afholdt Novo Nordisk Fonden i samarbejde med Danske Erhvervsskoler og -Gymnasier (DEG) og Astra en idégenereringswork shop med det formål at bidrage til styrkelsen af STEM-kompetencer på erhvervsuddannelserne. Workshoppen resulterede i inspirationskataloget ’Inspirationskatalog - styrkede STEM-kompetencer på erhvervsuddannelserne (2021)’, som du kan læse her.

Flere forskellige aktører har inden for de sidste par år øget deres fokus på netop STEM-undervisningen på erhvervsuddannelserne. Heriblandt vil vi gerne fremhæve samarbejdet mellem Novo Nordisk Fonden, Danske Erhvervsskoler- og Gymnasier og Astra, som har udgivet et inspirationskatalog til styrkelse af STEM-kompetencer på erhvervsuddannelserne, hvilket blev præsenteret for symposiedeltagerne den 14. april 2021. Heri fremsætter de fire virkemidler til at imødekomme nogle af ovenstående udfordringer, som vi gerne vil fremhæve her22: • At styrke sammenhæng mellem STEM-grundfag og uddannelsesspecifikke fag gennem netværk, teamsamarbejde og makkerpar for underviserne. • At give skoler og undervisere inspiration og ressourcer til helhedsorienteret undervisning i praksis ved hjælp af undervisningsmaterialer, erfaringsudveksling mv. • At styrke sammenhæng mellem STEM-grundfag og uddannelsesspecifikke fag ved et øget virksomhedssamarbejde blandt andet med henblik på at styrke STEM-grundfagsunderviserne og faglærerne for at fremme den gensidige forståelse. • At styrke skolernes fokus på de enkelte STEM-grundfag ved at etablere faglige fyrtårne eller koordinatorer på skolerne med ansvar for at udvikle skolens faglighed og øge kvaliteten af undervisningen på området.

Novo Nordisk Fonden, Danske Erhvervsskoler og -Gymnasier, Astra. (2021). Inspirationskatalog: - styrkede STEM-kompetencer på erhvervsuddannelserne. Hentet fra https://novonordiskfonden.dk/wp-content/uploads/INSPIRATIONSKATALOG-STEM-kompetencer-11.03.21.pdf

I løbet at Teknologipagtens temaindsats og særligt på symposiet blev udfordringerne for den gode STEM-undervisning på erhvervsuddannelserne adresseret og mødt med nedenstående anbefalinger.

Anbefalinger til styrkelsen af STEM-undervisningen på erhvervsuddannelserne 1. Rammer for undervisning og undervisere • De strukturelle rammer for undervisningen bør skabe tid og rum til, at underviserne kan prioritere god og inspirerende STEM-undervisning – dvs. helhedsorienteret, praksisnær og anvendelsesorienteret undervisning – der giver eleverne de nødvendige grundkompetencer. • Praksisfælleskaber for undervisere bør afprøves med henblik på at skabe rum til øvelse og erfaringsudveksling inden for god STEM-undervisning – underviser til underviser. De strukturelle rammer bør understøtte disse praksisfællesskaber.

2. Virksomhedssamarbejde • Kontakten og samarbejdet mellem undervisere og de virksomheder, som de uddanner til, bør styrkes, så underviserne får en bedre praksisforståelse og kan bruge den mere i undervisningen. • En tættere dialog mellem undervisere og virksomheder bør også efterstræbes med henblik på at styrke fortællingen til eleverne om, hvorfor netop STEM-grundfagene er vigtige for de enkelte uddannelser.

3. Undervisningsmaterialer • Der kan være fordele i at udvikle frit tilgængeligt undervisningsmateriale til STEM-undervisningen, som underviserne kan benytte sig af og dele med hinanden. Materialet skal være brugervenligt, inspirerende og velafprøvet, så det er nemt for underviseren at implementere i en travl hverdag. • Derfor er det fortsat vigtigt, at lærerne har rammerne til at udvikle og videreudvikle deres undervisning - for god undervisning kan ikke koges ned til en opskrift, som man kan følge fra punkt til punkt. Men man kunne man arbejde for, at veludviklet og -afprøvet STEM-undervisning i højere grad deles mellem undervisere til både brug og inspiration.

Hvordan kan vi styrke STEM-undervisningen på de danske universiteter? På Teknologipagtens symposium den 14. april 2021 valgte en gruppe af de deltagende undervisere og forskere fra de videregående uddannelser at deltage i en debat om den gode STEM-undervisnings muligheder og udfordringer på de danske universiteter. I denne gruppe blev det fremhævet, at en central udfordring for den gode STEM-undervisning på de danske universiteter er incitamentsstrukturen, som indebærer, at forskningskompetencer traditionelt vægtes højere end undervisernes pædagogiskdidaktiske kompetencer. Men gode forskere er ikke nødvendigvis gode undervisere – og omvendt – blev det påpeget af både oplægsholdere og deltagere. En anden central udfordring, som blev adresseret, er de eksisterende rammer – fysiske såvel som strukturelle – for undervisningen på universiteterne. De har ofte den konsekvens, at der på mange STEM-uddannelser ikke er tid og rum tilovers til den gode, tværfaglige og anvendelsesorienterede STEM-undervisning, som derfor ikke prioriteres. På bachelorniveau falder 30-40% af de optagede studerende på de tekniske og naturvidenskabelige uddannelser fra på de danske universiteter. På kandidatniveau ligger dette tal mellem 10-20 % afhængigt af, hvilket universitet vi kigger på23. Der kan naturligvis findes mange årsager til, at en studerende vælger at forlade sit studie, men der er ikke desto mindre flere studerende, der definitivt fravælger og forlader de tekniske og naturvidenskabelige universitetsuddannelser end på andre studieområder.

I gruppen på symposiet blev det talt om, at noget af svaret skal findes i, at mange studerende på dette område ofte føler, at de skal vente længe gennem deres bacheloruddannelse, før de rent faktisk oplever det fag, som de har valgt at studere24. Det skyldes blandt andet, at de studerendes manglende grundkompetencer i STEM-fagene skaber stoftrængsel i undervisningen, som betyder, at der er meget mere værdifuldt og fundamentalt indhold, end der på nogen måde kan undervises. Det har den konsekvens, at disse kompetencer skal etableres hos de studerende, før den “egentlige” undervisning på de forskellige uddannelser kan begynde. Det kan resultere i, at nogle studerende mister motivationen. Dertil kommer, at de studerende møder andre begreber i STEM-fagene, end dem de har lært og kender til fra grundskolen og ungdomsuddannelserne, som de også skal lære. Derudover blev det italesat, at der blandt både undervisere og studerende på de danske universiteter eksisterer en opfattelse af, at faglighed i nogen grad forveksles med pensumbeherskelse. Undervisningen kan bære præg af at være træning til test fremfor dybdelæring, og formålet hermed er at sikre, at flest mulige består deres eksaminer og gennemfører uddannelsen. Fænomenet er kendt som pensumitis25, og hos de studerende har et stort fokus på præstationen og karakterer omfattende læringsmæssige konsekvenser, i og med at de i sådan en kultur vil søge at fremstå kloge og skjule, hvis der er noget, de ikke kan eller forstår 26.

Studienøgletal om uddannelser i området ”Teknik og Naturvidenskab” fra Universiteternes Statistiske Beredskab. Hentet fra https://dkuni.dk/tal-og-fakta/beredskab/

Ulriksen, L., Madsen, L. M., & Holmegaard, H. T. (2011). Hvorfor bliver de ikke? – Hvad fortæller forskningen om frafald på videregående STEM-uddannelser?. MONA - Matematik- Og Naturfagsdidaktik, (4). Hentet fra https://tidsskrift.dk/mona/article/view/36087

Jensen, J. H. (1995). Faglighed og pensumitis. Uddannelse, (9), 464-468.

Ulriksen, L., & Andersen, H. L. (2015). Hvad sker der med vores uddannelser? - Læringsmæssige konsekvenser af karakterer. MONA - Matematik- Og Naturfagsdidaktik, (2). Hentet fra https://tidsskrift.dk/mona/article/view/36309

I løbet at Teknologipagtens temaindsats og særligt på symposiet blev ovenstående udfordringer adresseret og nedenstående anbefalinger formuleret.

Anbefalinger til styrkelsen af STEM-undervisningen på de danske universiteter 1. Brobygning • Brobygningen mellem ungdomsuddannelserne og universiteterne bør have øget fokus for at sikre, at studerende kommer ind på universiteterne med de nødvendige grundkompetencer i STEM-fagene og en klar forventning om, hvilken STEM-undervisning, der møder dem på deres bacheloruddannelse.

2. Rammer for undervisning og undervisere • De strukturelle rammer for undervisningen bør gentænkes og fornyes, så mulighederne for at skabe god og inspirerende STEM-undervisning, som er praksisnær, tværfaglig, undersøgelsesbaseret og anvendelsesorienteret, styrkes. • Professionelle læringsfællesskaber for undervisere bør iværksættes og udforskes med henblik på at skabe netværk for undervisere, hvori de kan lade sig inspirere og forbedre af hinanden og dermed udvikle deres undervisningskompetencer. Sådanne netværk kan fx strukturere processen ved hjælp af læringscirkler for at skabe dialog og reflektion over både elevernes læring og egen professionel læring27. • Stillingsstruktur på universiteterne bør gentænkes og fornys, så undervisernes pædagogisk-didaktiske kompetencer får større betydning, end de har nu. • Undervisernes pædagogiskdidaktiske kompetencer bør udvikles og opkvalificeres med henblik på at øge kvaliteten af STEM-undervisningen. • De fysiske rammer for STEM-undervisningen bør gentænkes og fornyes. Målet bør være et inkluderende lærings- og studiemiljø, der understøtter, at alle studerende har gode muligheder for aktivt at deltage i læreprocesser. De forbedrede fysiske rammer bør sikre en dynamisk sammenhæng mellem STEM-fagene og deres anvendelse.

3. Studiemiljø • Frivillige klubber og studenterfællesskaber med fokus på STEM bør iværksættes og udforskes med henblik på at skabe læringsmiljøer, hvor de studerende kan mødes og arbejde med STEM på tværs af fagligheder og interesser. Videnskabsklubben for grundskoleelever er et godt eksempel dette.

Mogensen, K. O. (2019). Læringscirklen: – læring af refleksion og aktion. Hentet fra https://www.via.dk/efter-og-videreuddannelse/inspiration/laeringscirklen-laering-af-refleksion-og-aktion

Dansk ramme for meritering af universitetspædagogiske kompetencer Vil du vide mere om, hvordan Danske Universiteter arbejder med at sikre bedre undervisning, der både i indhold og form inspirerer og motiverer de studerende? Så læs rammeværket ’Dansk ramme for meritering af universitetspædagogiske kompetencer (2021)’

5.3 .1 PR INC IPP ER FO R PÆ DA GO GIS KDID AK TIS K KO MP ET EN CE UD VIK LIN G AAU Kva litet ssys tem Procedure

Principper for pædagogisk didaktisk kompetenceudvikling Vil du vide mere om, hvordan Aalborg Universitet arbejder med pædagogisk-didaktisk kompetenceudvikling hos deres undervisere med henblik på at sikre og styrke kvaliteten af undervisningen? Så læs proceduren ‘Principper for pædagogiskdidaktisk kompetenceudvikling (2021)’

12-03 -2021

Oplæg til indsatser og samarbejdskonstellationer På baggrund af anbefalingerne har vi i Teknologipagten drøftet mulige indsatser og udarbejdet en række forslag til indsatser og samarbejdskonstellationer, som kan være med til at imødekomme de udfordringer og uudnyttede potentialer, der er klarlagt i dette inspirationskatalog. Det er Teknologipagtens håb, at listen kan bruges som inspiration af de mange aktører på området.

Teknologipagtens inspirationsliste til fremtidige indsatser og samarbejdskonstellationer: 1. Styrkelse af STEM-forløb med matematik som omdrejningspunkt: • Interesseorganisationer, kommuner og erhvervsfremmeaktører kan samarbejde om at facilitere samarbejder mellem matematikklasser og det lokale erhvervsliv. • Naturvidenskabelige videncentre, fagdidaktikere, forlag og undervisningsinstitutioner kan samarbejde om at skabe en platform til samling og formidling af materiale med fokus på integrerede STEM-forløb med matematikken i centrum. • Kommuner, videncentre og læreruddannelser kan samarbejde om efteruddannelse af STEM-koordinatorer, som kan fungere som lokale ambassadører for integrerede STEM-forløb med matematikken i centrum. • Kommuner, skoler, ungdomsuddannelser og naturvidenskabelige videncentre kan samarbejde om udvikling af en progressionsplan for integrerede STEM-forløb op gennem grundskolen og ungdomsuddannelserne.

2. Styrkelse af STEM-undervisningen på erhvervsuddannelserne • Interesse- og brancheorganisationer kan samarbejde med erhvervsuddannelserne om at iværksætte og udvikle praksisfællesskaber for underviserne. • Kommuner, lokale erhvervsfremmeaktører og erhvervsskolerne kan samarbejde om at styrke kontakten mellem erhvervsuddannelsens undervisere og det lokale erhvervsliv. • Erhvervsuddannelserne kan i samarbejde med videncentre og forlag udarbejde et sæt anbefalinger/ en guide til, hvordan man skaber gode og inspirerende undervisningsmaterialer til STEM-grundfagene på erhvervsuddannelserne. • Videncentre, fagdidaktikere, forlag og erhvervsskolerne kan samarbejde om at skabe en platform til samling og formidling af veludviklede og -afprøvede undervisningsmaterialer til STEM-grundfagene på erhvervsuddannelserne.

3. Styrkelse af STEM-undervisningen på universiteterne • Universiteterne og ungdomsuddannelserne kan samarbejde om at skabe bedre brobygning mellem de to uddannelsesniveauer, så nye bachelorstuderende har de rette STEM-kompetencer, når de påbegynder deres uddannelse. • Universiteterne, andre videninstitutioner og evt. interesse-/brancheorganisationer kan samarbejde om en analyse af behovet for opkvalificering af pædagogiskdidaktiske kompetencer hos undervisere på STEM-uddannelserne. • Universiteterne og interesse- og brancheorganisationer kan samarbejde om at iværksætte og udvikle professionelle læringsfællesskaber for underviserne. • Universiteterne, andre videninstitutioner og evt. interesse-/brancheorganisationer kan samarbejde om analyser og forsøg med at vægte undervisningskompetencer højere end de bliver i dag i rekruttering af undervisere.

Inspirerende STEM-under visning i Teknologipagten Flere indmeldte projekter i Teknologipagten arbejder på forskellig vis med inspirerende STEM-undervisning. Derudover har Teknologipagten ved flere ansøgningsrunder uddelt projektmidler til projekter, der arbejder inden for temaet. I dette afsnit får du overordnet indsigt i projekternes arbejde med temaet og kan søge inspiration hos nogle udvalgte projekter, som til dagligt arbejder med inspirerende STEM-undervisning. Du kan søge mere inspiration og finde flere relevante projekter i Teknologipagtens projektbank på vores hjemmeside.

Fordelingen af projekter på uddannelsestrin Inspirerende STEM-undervisning er et af syv strategiske indsatsområder i Teknologipagten. Af Teknologipagtens 123 indmeldte projekter har 76 anført, at de arbejder med indsatser, der skal styrke og udbrede den inspirerende STEM-undervisning. 55 af disse projekter har fokus på grundskolens elever, 36 projekter på ungdomsskoleelever, mens 22 projekter arbejder med indsatser på de videregående uddannelser. Et projekt kan have fokus på flere uddannelsesniveauer, og derfor giver tallene mere end 76 ved summering. Af figur 1 ses der en tydelig overvægt af indsatser henvendt til grundskolen og ungdomsuddannelserne. Dette billede stemmer positivt overens med behovet for den tidlige indsats, som flere undersøgelser peger på for at styrke interessen for STEM hos børn og unge28. Vigtigheden af tidlige indsatser blev også italesat ved flere lejligheder i løbet af Teknologipagtens temaindsats, og det samme gjorde behovet for, at lærere og undervisere bliver klædt på til at varetage den gode STEM-undervisning. Teknologipagtens projekter har i deres indsatser ofte et skarpt fokus på også at klæde lærere og undervisere på til at varetage inspirerende STEM-undervisning. Nogle projekter har endda specifikt fokus på at uddanne lærere til fremtidens inspirerende STEM-undervisning. Et af dem er Teach First Danmark, som med deres SCIENCE-Strategi ønsker at rekruttere og videreuddanne ambitiøse bachelorer og kandidater til dygtige STEM-lærere i folkeskolen. Kandidaterne skal bidrage til at styrke elevernes interesse for STEM-fagene gennem virkelighedsnær og undersøgelsesbaseret undervisning, der trækker på den nyeste viden inden for naturfagsdidaktik. Læs mere om projektet her.

Fordelingen af projekter

10 Grundskolen

Ungdomsuddannelser

40 Vidregående uddannelser

60 Ikke angivet

Figur 1: Fordeling af projekter på uddannelsestrin

Projekternes STEM-fokus Vi har tidligere i dette katalog nævnt, at der mangler en STEM-didaktik og klare definitioner for, hvad det vil sige at undervise i STEM i det danske uddannelsessystem. En udfordring er især at integrere flere fag og praksiselementer i ét og samme STEM-forløb. Udfordringen med at inddrage både S, T, E og M i undervisningen afspejles også blandt Teknologipagtens projekter, som arbejder med inspirerende STEM-undervisning. Af figur 2 ses det, at kun en tredjedel af projekterne angiver, at de arbejder med alle faglige aspekter af begrebet, mens næsten halvdelen af projekterne angiver, at de fokuserer på bestemte elementer af STEM-begrebet. En fjerdedel har ikke angivet et STEM-fokus. Fordelingen vidner om, at STEM-begrebet forstås og anvendes forskelligt blandt Teknologipagtens indmeldte projekter. Ligeledes vidner det om, at ikke alle arbejder med integration af alle STEM-begrebets elementer i undervisningen. Der er således plads til udvikling af flere indsatser, som arbejder bredt med den integrerede STEM-undervisning, hvor alle elementer af begrebet inddrages. Af figur 3 ses det, at IT og Teknologi samlet set har det største fokus blandt projekterne, der har et varieret STEM-fokus. Naturfag udgør 21% af projekternes fokus og ingeniørkundskab 16%, mens et specifikt fokus på matematik kun udgør 5 %. Dette billede kan meget vel være en konsekvens af de udfordringer, der opleves i arbejdet med den integrerede STEM-undervisning. Udfordringerne ved at integrere de traditionelle naturfag – ikke mindst matematikken – i STEM-undervisningen er berørt flere gange gennem dette katalog. I grundskolen opleves særligt matematikfaget mere isoleret end andre naturfag og tekniske fag, og lærere mangler inspiration til at koble matematikken til andre fagligheder. Ikke desto mindre er matematikfaget et vigtigt element for at kunne arbejde med netop STEM. På erhvervsuddannelserne gør det samme sig ofte gældende for de naturfaglige grundfag – herunder også matematik. I Teknologipagten opfordrer vi til, at flere projekter arbejder med den integrerede STEM-undervisning, og at matematikken i højere grad integreres i denne undervisning. I LabSTEM-projektet forsøger man netop at udvikle en STEM-didaktik og læringsforløb, som kan koble de individuelle STEM-fag sammen med matematikken som en central faglighed. Læs mere om projektet her.

STEM-fokus

Matematik

Teknologi

Bredt STEM-fokus;

Ikke angivet;

22%

Naturfag

21% Ingeniørkundskab

Varieret STEM-fokus;

Figur 2: Projekternes STEM-fokus

16%

36% Figur 3: Varieret STEM-fokus

Geografisk fordeling af projekter Flere gange i løbet af Teknologipagtens temaindsats blev det nævnt, at der eksisterer et behov for nationale indsatser til at koordinere og rammesætte STEM-undervisningen, men også et behov for lokal kapacitetsopbygning for at kunne gøre STEM-undervisning inspirerende og succesfuld. Der er således både brug for nationale og lokale initiativer. Teknologipagtens projekter, som arbejder med inspirerende STEM-undervisning, fordeler sig ud over hele Danmark, men med en større koncentration i Region Hovedstaden og Region Syddanmark (se figur 4). Koncentrationen er lavest i Region Sjælland. Der er dermed potentiale for, at succesfulde projekter og metoder kan udbredes til de områder, hvor der er færre indsatser til stede. Drughunters er et af Teknologipagtens projekter, som arbejder med inspirerende STEM-undervisning på tværs af hele landet. Gennem årlige konkurrencer inviteres elever på ungdomsuddannelser landet over til at arbejde tværfagligt og problemløsende med virkelighedsnære problemstillinger. Vil du vide mere, så besøg projektet her.

5 10 15 20 25 30

Figur 4: Geografisk fordeling af projekter, der ikke er landsdækkende

Bilag 1: Deltagende organisationer Herunder fremgår en liste over de organisationer, som tog del i Teknologpagtens temaindsats ‘Inspirerende STEM-undervisning for alle’ i forsommeren 2021 og dermed på forskellig vis bidrog til indholdet i dette inspirationskatalog. Uddannelsesinstitutioner Grundskoler Arenaskolen, Birkhovedskolen, Kildegårdskolen, Privatskolen Als, Randers Real, Skovvejens skole, Tåsingeskolen, Vesterbro Ny Skole, Nordsjællands Grundskole og Gymnasium. Ungdomsuddannelser Bagsværd Kostskole og Gymnasium, EUC Nordvestsjælland, Aalborg Tekniske Gymnasium, Skive College, N. Zahles Gymnasieskole, SOSU Nord, Svendborg Erhvervsskole og Gymnasier, Roskilde Tekniske Skole, TECHCOLLEGE, NEXT Uddannelse København, U/Nord, UCN, Professionshøjskolen Absalon. Videregående uddannelser Cphbusiness, Copenhagen Business School, Erhvervsakademi Aarhus, Aarhus Universitet, Aarhus Universitet, Professionshøjskolen Absalon, Københavns Professionshøjskole, Syddansk Universitet, UCL Erhvervsakademi og professionshøjskole, KEA, Zealand, Danmarks Tekniske Universitet, It-vest samarbejdende universiteter. Kommuner og kommunale institutioner Frederikshavn Kommune, Fremtidsværkstedet - Furesø Kommune, Hillerød Kommune, Herning Kommune, Nyborg Kommune, Odense Kommune, Københavns Kommune, Skanderborg Kommune, Roskilde Kommune, Aalborg Kommune, Gentofte Kommune, Ungdommens Uddannelsesvejledning Odense, ENERGI & VAND - Greater Copenhagen Living Lab, Frederikssund Erhverv. Interesseorganisationer Dansk Arbejdsgiverforening, Danske Skoleelever, Danmarks Lærerforening, TEKNIQ Arbejdsgiverne. Viden- og kulturcentre Danmarks Evalueringsinstitut (EVA), DAMRC, Naturvidenskabernes Hus, ASTRA, Tænketanken Tekstilrevolutionen, Danmarks Tekniske Museum, Gladsaxe Pædagogiske Videncenter. Fonde LIFE Fonden, Novo Nordisk Fonden, Kata Fonden. Regioner og statslige institutioner Region Hovedstaden, Region Nordjylland, Styrelsen for Dataforsyning og Effektivisering, Styrelsen fro IT og Læring. Virksomheder Above & Beyond Group, Bonolab, IBM, Grunwald Consulting, Haldor Topsøe, Rambøll Management Consulting, TDC, Pia Maria Lie Consulting, SKIDOS Learning, Sincera, ML Kommunikation, LEGO Education, Science Kommunikation, Skolenonline.dk, EnergiLeg, EduHub, Carlsberg, PodConsults Butik, ML Kommunikation. Foreninger, organisationer og STEM-projekter Coding Pirates, Videnskabsklubben, High5girls, Insero, Musiconcrete, Engineer the Future, Knowledge Hub Zealand, Teknologiskolen, Trekantområdet Danmark, Business Region MidtVest, House of Science, Powerjobsøgerne.

Kontakt Teknologipagtens Sekretariat Ejlskovsgade 3D 5000 Odense C Vesterbrogade 1L, 2. sal 1620 København V info@teknologipagten.dk www.teknologipagten.dk

Udgivet juni 2021.