Kriterierne for inklusion af undersøgelser i reviewet var, at disse vurderede tilgange og programmer anvendt i undervisningen af naturfag i grundskolen, og at de omtalte programmer skulle kunne anvendes i almindelig undervisning. Studierne skulle bruge randomiserede eller matchede kontrolgrupper. Der blev krævet, at interventionen i studierne varede mindst fire uger, og at der var mindst to lærere og femten elever i hver eksperimentgruppe. Den afhængige variabel blev som nævnt målt som elevernes præstation i naturfag, og skulle være uafhængig fra den specifikke undervisning/intervention givet i eksperimentgruppen. Der blev i alt fundet sytten studier.

Forskellige tilgange i undervisning i naturfag blev belyst. Det viste sig, at de tilgange, der satsede mest på instruktion og forståelse af naturvidenskabelige koncepter frem for ren undervisning i fakta, var generelt set effektive når det gjaldt undervisning i naturfag. Der blev omtalt tre forskellige tilgange i naturvidenskabelig undervisning, hvoraf den første har fokus på lærernes egen læring og anvendelse af generelle undervisnings- og læreprocesser. Hermed forstås inddragelse af eksempelvis kooperativ læring, udvikling og forståelse af naturvidenskabelige koncepter og læsning af naturvidenskabelig litteratur i klassen.

Specifikt materiale eller udstyr inddrages som udgangspunkt ikke i undervisningen. Den anden tilgang støtter sig derimod netop til konkret materiale og fokuserer på dets anvendelsesmuligheder i undervisningen. Det antages at konkrete ”hands-on”– erfaringer med håndgribelige materialer vil hjælpe elevernes forståelse og læring af naturvidenskabelige processer på vej. Endelig omfatter den sidste tilgang inddragelse af tekniske hjælpemidler såsom computerstøttet undervisning – ofte anvendt individuelt, eller anvendelse af video eller whiteboard – ofte på klassebasis, eller en kombination heraf med undervisning og kooperativ læring.

Hvad angår undervisning baseret på inddragelse af konkret materiale, viste resultaterne ingen positive udfald for elevernes præstationer i naturfag (vægtet effektstørrelse = +0,02 i fire studier). Anderledes så det ud når det gjaldt undervisning med fokus på faglig udvikling og undervisningsstrategier, hvor der blev fundet positive resultater (vægtet effektstørrelse = +0,30 i otte studier). En mere teknisk orienteret tilgang der integrerede video- og computerfaciliteter, undervisning og kooperativ læring gav gode resultater (effektstørrelse = 0,37 i fem studier).

Konkluderende kan det siges, at de tilgange der har signifikant potentiale for at forbedre naturvidenskabelig læring, er dem der fokuserer på forbedringen af kvaliteten af lærerens instruktioner i klassen gennem hele skoleåret, som det eksempelvis kan ske ved kooperativ læring og integration af læsning af faglitteratur. Derudover kan anvendelsen af konkrete materialer, når de bruges til at støtte selve instruktionen i undervisningen, være med til at forbedre læring og undervisning i naturfagene.

Reference:

Slavin, R.E.; Lake, C.; Hanley, P. & Thurston, A. (2012, maj). Effective Programs for Elementary Science: A Best-Evidence Synthesis. Baltimore, MD: Johns Hopkins University, Center for Research and Reform in Education.