Matematik i STEM - videre fra undersøgende matematik til modellering og engineering

I projektbeskrivelsen står:

Det overordnede formål med BEAM-projektet er i samarbejde med matematiklærere at videreudvikle indhold i, metoder til og faglig progression for elevers undersøgende arbejdsmåder i en kompetence- og STEM-orienteret matematikundervisning fra 0. – 9. klassetrin. Projektet vil særligt fokusere på integrationen mellem matematisk modellering og engineering-kompetencer.

Det har således været et mål i projektet at undersøge, om brugen af matematik i engineering-forløb kunne styrkes ved at føre arbejde med det undersøgende og eksperimenterende i matematikken videre til engineering via matematik i anvendelse og matematisk modellering.

Der findes mange modeller, der beskriver processerne i matematisk modellering. Det vigtige i projektet har ikke været at give en bestemt opfattelse af matematisk modellering, men at anskueliggøre hvordan processerne med at arbejde undersøgende og eksperimenterende lader sig føre ind i arbejdet med matematisk modellering. Vi har derfor ikke benyttet en bestemt model for matematisk modellering, men tværtimod præsenteret mange forskellige. En del af det at arbejde undersøgende og eksperimenterende er at kunne håndtere åbenhed i arbejdsprocessen. Det samme gør sig gældende for matematisk modelleringskompetence, hvor kernen i arbejdet med aktiv modelbygning ifølge Tomas Højgaard Jensen (2009) er at kunne håndtere åbenheden.

I slutningen af BEAM-projektet har vi sammen med lærerne undersøgt en mulig kobling mellem processerne i undersøgende matematik, matematisk modellering og engineering-forløb. Den mulige kobling undersøgte lærerne gennem, at de hver planlagde og afprøvede fire forløb, som både indeholdt matematik og engineering-processer. Eksempelvis arbejdede lærerne på mellemtrinnet med aktiviteten Byg et tårn.

Til at beskrive engineering-kompetencer har vi brugt Engineering Design Proces (EDP) modellen fra Astra.

Det var et krav til de valgte forløb, at de skulle kunne karakteriseres som engineering-forløb, hvilket vil sige, at de fleste delprocesser (i EDP-modellen) er til stede i det planlagte forløb:

(Auener, Daugbjerg, Silladsen 2018, s39).

Elementerne i EDP-modellen har vi koblet til den undervisningsstruktur , vi har benyttet i BEAM-projektet. Særligt har vi bedt lærerne koble de fem delprocesser i midten af EDP-modellen til selve aktivitetsdelen, hvor eleverne er selvstændigt aktive:

Vores tanke er, at de fem engineering-delprocesser kan give en ramme for elevernes arbejde med aktiviteten.

Det viste sig svært at fastholde et matematikfagligt fokus i et engineering-forløb, særligt når vi også ønskede at fastholde de øvrige BEAM-elementer. I praksis kom fokus på produkt til at fylde, så matematikken kom til at træde i baggrunden.

Der er udarbejdet et oplæg til et fagteammøde, hvor fagteamet kan diskutere, hvordan man kan arbejde med matematisk modellering i matematikundervisningen og på den måde fokusere på fagets processer, som kan anvendes i forløb med fokus på STEM. Oplægget findes her.

Noter:

Auner, S., Daugbjerg, P., Nielsen, K., & Sillasen, M. K. (red.) (2018). Engineering i skolen: Hvad, hvordan, hvorfor. VIA University College.

Højgaard, T. (2009): ”Modellering versus problemløsning – om kompetencebeskrivelser som kommunikationsværktøj”. MONA, 2.