KOMPIS-projektet er en oplagt mulighed for at forske i kompetenceorienteret undervisning på en måde som er usædvanlig både i tid og omfang. Forsøgsundervisningen kan forskningsmæssigt betragtes som et didaktisk eksperimentarium, som forskergruppen og  både ph.d.-, master- og specialestuderende fra de deltagende uddannelsesinstitutioner vil bruge til at belyse forskellige aspekter af projektet.

Formålet med forskningen er at tegne et multi-facetteret billede af processerne involveret i at udvikle og implementere kompetenceorienteret undervisning på en kvalificeret og bæredygtig måde. Det vil vi gøre ved at følge udviklingen ud fra forskellige perspektiver på forskellige niveauer. På klasserumsniveauet følges undervisningen i dansk, matematik og naturfag med fokus på et mindre antal klasser og lærere ud fra et lærer-, et elev- og et evalueringscentreret perspektiv. På et systemisk niveau orienterer vi os mod de organisatoriske udfordringer der ligger i at sikre forankring i praksis. De enkelte delementer af det samlede forskningsprojekt er vist i figur 1 og udfoldes efterfølgende.

Figur 7. Forskningsperspektiverne i KOMPIS-projektet

Helfarvning indikerer perspektiver med særligt fokus på enkelte fagområder – gradueret farvning indikerer det tværgående perspektiv, hvor alle fagområderne inddrages på samme tid.

Klasserumsproblemstilling A: Matematisk modelleringskompetence og dilemmaet ved at undervise i orienteret autonomi

Grundskolens matematikundervisning er på mange områder meget orienteret mod matematik i anvendelse: Den faglige forståelse og kunnen som eleverne udvikler skal de meget gerne kunne bringe meningsfuldt i spil uden for fagets egne rammer.

Anvendelsesorienteringen findes i Fælles mål 2009 – Matematik (Undervisningsministeriet, 2009b), hvor ”Matematik i anvendelse” som tidligere nævnt er overskriften på et af de fire centrale kundskabs- og færdighedsområder. Den findes også i den summative evaluering, hvor problemløsningsdelen af den skriftlige afgangsprøve er bygget op omkring et ikke-matematisk tema. Sidst men ikke mindst findes anvendelsesorienteringen som en central del af mange grundskolelæreres professionelle selvforståelse – de vil gerne undervise i matematik ”så det kan bruges til noget”.

Et problem i forbindelse med ønsket om anvendelsesorienteret matematikundervisning er at det på trods af de gode hensigter let degenererer til en fin indpakning om en undervisning som i realiteten kun udfordrer eleverne på begrebs-interne forhold som aritmetik og ligningsløsning. Det skyldes ikke mindst at matematikundervisning som reelt inddrager eleverne i anvendelsen af faget – med alt hvad det indebærer af usikkerhed, afgrænsningsbehov og relevansvurderinger – rummer en række vanskeligheder og deraf følgende udfordringer til læreren som mere pensumfikseret undervisning ikke gør.

Et middel til at analysere og på anden vis arbejde med disse udfordringer er at fokusere på udvikling af elevernes matematiske modelleringskompetence, som er en af de faglige kompetencer som har fået en fremskudt placering i faghæftet for matematik i grundskolen. Ønsket om matematik i anvendelse kan operationaliseres ved at lægge særligt tryk på modelleringskompetencen som et centralt mål for grundskolens matematikundervisning, jf. fremhævelsen med fed skrift i indholdsmatrixen for KOMPIS-matematikundervisningen (figur 3).

Delprojektet her består i sammen med KOMPIS-matematiklæreren Lene Sørensen at gennemføre en didaktisk modelleringsproces pegende frem mod at tilrettelægge, iværksætte, gennemføre, observere og evaluere en længerevarende forsøgsundervisning med ambitionen om udvikling af denne kompetence som omdrejningspunkt. Idéen er at forsøge at skabe så ideelle betingelser som muligt for udvikling af elevers matematiske modelleringskompetence, og så analysere de hindringer som viser sig ved gennemførelse af en konkret undervisning. Et sådant forsknings- og udviklingsprojekt er tidligere gennemført med udgangspunkt i det almene gymnasiums obligatoriske matematikundervisning (Jensen, 2007a), og det bliver meget interessant at bruge erfaringerne herfra til at gennemføre et lignende projekt med fokus på grundskolens 8. og 9. klasse.

Nysgerrigheden kan sammenfattes med følgende forskningsspørgsmål: Hvad er karakteren af de hindringer som i et konkret tilfælde stiller sig i vejen for utopien om en fuldstændig realisering af ”den gode praksis” i forhold til udvikling af elevers matematiske modelleringskompetence?

Synergi med de andre delprojekter vil bla. blive etableret ved at fokusere på potentialer og vanskeligheder ved elevstyrede læreprocesser. I delprojektet her vil temaet stå centralt i forbindelse med analyser af et modsætningsforhold som er betegnet dilemmaet ved at undervise i orienteret autonomi (Jensen, 2007a): Hvis man (som det er tilfældet med udvikling af en lang række faglige kompetencer, bla. matematisk modelleringskompetence) i uddannelsessammenhæng ønsker at udvikle orienteret autonomi – gøre deltagerne ”selvstændige på en bestemt måde” – er man på den ene side nødt til at lægge op til elevstyring af arbejdsprocessen og på den anden side nødt til at sikre at den pejling der finder sted, giver processen den ønskede orientering, dvs. får den til at bevæge sig i en retning som er i overensstemmelse med de uddannelsesmæssige mål.

Her kan nysgerrigheden sammenfattes således: Hvilken rolle spiller dilemmaet ved at undervise i orienteret autonomi for læreres arbejde med at udvikle elevernes faglige kompetencer?

Klasserumsproblemstilling B: Workflows og læremidler

Klasserumsproblemstilling B handler om de komplekse processer som udspiller sig i et klasserum. I traditionel undervisning vil en typisk model – en art didaktisk kontrakt lærer og elever imellem (Blomhøj, 1995) – for workflow være: 1) Læreroplæg, 2) lærer stiller forståelsesspørgsmål til elever, 3) elever løser opgaver i lærebog, efterfulgt af 4) plenumopsamling på klassen (workflowet kan kaldes LFOP, jf. Bundsgaard, 2010). Ud over at indebære en struktur på processerne, indebærer et givet workflow også særlige lærer- og elevroller, autoritetsstrukturer og relationer. Et workflow som det nævnte er let at organisere og let for alle parter at indgå i, idet roller og relationer er veldefinerede, men det vil ofte være utilstrækkeligt i en kompetenceorienteret undervisning hvor målet er at udvikle kompetencer til at håndtere udfordringer i situationer, hvor et af målene netop er udvikling af en bred vifte af roller og tilgangsmåder.

Læremidler understøtter workflow-processer på forskellig vis. Traditionelle lærebøger fungerer godt i LFOP-workflowet, idet de støtter lærerens oplæg og stiller opgaver til rådighed for eleverne. I denne del af projektet udvikles der derfor for det andet en teoretisk ramme til beskrivelse af typer af workflows og de tilhørende roller, autoritetsstrukturer og relationer, og det undersøges hvordan såvel traditionelle læremidler som it-baserede læremidler understøtter kompetenceorienterede workflows (jf. Bundsgaard, 2009). Undersøgelsen vil ikke kunne udpege ”hvad der virker” til alle tider og steder, men den vil gennem analytisk eller analogisk generalisering (Smaling, 2003) udpege fænomener og relationer som samvirker om at understøtte og modvirke givne workflows udfoldelse.

Det sammenfattende forskningsspørgsmål lyder her således: Hvilke workflow-modeller udvikler en kompetenceorienteret undervisning, hvilke udfordringer er der for udfoldelsen af sådanne workflows, og hvilke lærer- og elevroller, autoritetsstrukturer og relationer udvikler sig?

Klasserums-problemstilling C: Operationalisering og evaluering af elevkompetencer

Med baggrund i beskrivelsen af det naturfaglige kompetencebegreb i afsnittet ”Naturfagsgruppens indholdsbeskrivelse” undersøges hvorvidt begreberne er operationaliserbare som målkategorier i grundskolens naturfagsundervisning. Det vil være interessant at vurdere om lærerne finder kompetencemål anvendelige i forbindelse med både planlægning, gennemførelse og evaluering af undervisningen – altså et fokus på underviserens anvendelse af kompetencemål. Og det vil være interessant at undersøge om deltagerne i undervisningen – med støtte af forskerne – er i stand til at konstatere en udvikling af de naturfaglige kompetencer igennem et undervisningsforløb – altså et fokus på elevernes naturfaglige kompetencer.

Den teoretiske baggrund kan henføres til forskellige udredninger af det naturfaglige kompetencebegreb, herunder i en analyse i forbindelse med det tidligere omtalte FNU-projekt (Dolin, Krogh & Troelsen, 2003) og MONA 2007 (Elmose, 2007). Den teoretiske udredning har i ringe grad været efterfulgt af systematisk afprøvning af kompetencebegrebernes værdi som planlægnings- og evalueringskategorier i praksisfelter. I 2008 har der dog været gennemført et forløb i Nordjylland, hvor lærerne har anvendt modelleringskompetencen, og deres erfaringer og undersøgelsen af elevernes færdigheder, kundskaber og meninger tyder på, at kompetencebegrebet har en praktisk implementeringsværdi (Elmose, 2010). Hensigten med dette delprojekt er at udbrede undersøgelsen til at gælde alle fire naturfaglige kompetencer og desuden øge mulighederne for at tilstræbe en høj validitet og reliabilitet.

Metodisk etableres der et samarbejde med et eller to lærerteams om udvikling af planlægnings- og evalueringsmetoder, hvori kompetencebegreberne indgår som målkategorier. Dette indebærer en før/efter-registrering, hvor lærernes planlægnings- og evalueringsprocedure kortlægges gennem interview og spørgeskema. Der gennemføres desuden observation af læreres undervisning og elevers læring samt interviews af lærere og elever med henblik på at konstatere hvorvidt eleverne har udviklet deres naturfaglige kompetencer. Dette indebærer ligeledes en før/efter-registrering, men nu af elevernes kompetencer samt registrering af sammenhænge mellem læreres undervisning og elevers læring. Undersøgelsesresultaterne vil blive søgt bekræftet gennem såkaldt pragmatisk validering (Kvale, 1997), hvor projektet valideres i forhold til værdien i praksisfeltet og reliabilitet og validitet i øvrigt dokumenteres gennem flere undersøgelsesvinkler (triangulering) og nærhed til undersøgelsesfeltet (Kruuse, 1989).

Nysgerrigheden kan her kondenseres i disse to forskningsspørgsmål: Kan der i forbindelse med et givet undervisningsforløb konstateres en udvikling af lærerens anvendelse af kompetencemål, således at målformuleringerne kan anvendes som evalueringskategorier? Kan kompetencemålene og afledte tegn anvendes som kriterier for at vurdere, hvorvidt eleverne har udviklet deres faglige kompetencer i et givet undervisningsforløb?

Tværgående problemstilling: Opbygning af fagkulturer

Talrige studier peger på at vedvarende udvikling af undervisningspraksis opnås hvis og kun hvis den kan forankres i kulturen der omgiver lærerne (fx Hargreaves & Fink, 2006, Fullan, 1999). Kultur kan i denne sammenhæng forstås som de holdninger, værdier, normer, vaner, traditioner mm., der opstår når mennesker interagerer jævnligt med hinanden og derved påvirker hinanden over tid (Phelan et al., 1991). Kulturen påvirkes dog af en lang række praktiske og organisatoriske forhold, som derfor også bør indgå i en undersøgelse af kulturer (Sølberg, 2007). Fagkulturer kan betragtes som subkulturer indlejret i skolekulturen på den enkelte skole (Dragsted, 1998), og skolekulturerne indgår samtidigt i en bredere og mere kompleks kultur, der kendetegner et større område såsom kommunen. Hvert kulturniveau (fra kommune til lærer) rummer muligheder og barrierer for udvikling af kompetenceorienteret undervisning.

Især lærer- og skolekultur har fået megen opmærksomhed gennem tiden (se fx Hargreaves, 1997, Evans, 1996), men erfaringer fra bl.a. Science Team K projektet (se Busch & Sølberg, 2006) peger på, at det kommunale aspekt også spiller en afgørende rolle for at sikre nye tiltag på tværs af skoler og på længere sigt. Science Kommune modellen (Hansen & Randers, 2006), som nu er udbredt til 25 af landets kommuner, har vist sig særdeles nyttig som en løftestang til udvikling af naturfagene i de kommuner, som allerede var i gang med at udvikle naturfagsområdet eller brugte det som en anledning til at komme i gang med en sådan udvikling (se Sølberg, 2009).

KOMPIS-projektet er som modellen for Science Kommuner designet som et kommunalt anliggende. Det gør det relevant at undersøge udviklingsprocesserne på alle kulturniveauerne undervejs i projektet. Formålet er at udvikle didaktiske modeller for, hvordan fagkulturer med fokus på kompetenceorienteret undervisning kan opdyrkes under hensyntagen til de mange faktorer, som påvirker udviklingen af dem. Det bliver i særdeleshed interessant at sammenligne udviklingen på tværs af fagene og se i hvilken udstrækning fagenes egenart udgør særlige muligheder eller barrierer for at udvikle en kompetenceorienteret undervisningspraksis.

Forskningsspørgsmålet her lyder: Hvordan udvikles fagkulturer med fokus på kompetenceorienteret undervisning set ud fra et systemisk perspektiv? Og herunder: Hvilke forskelle og ligheder ses på tværs af fagene, og i hvilken udstrækning udgør fagenes egenart særlige muligheder eller barrierer for at udvikle kompetenceorienterede fagkulturer?