Efling raungreinakennslu í framhaldsskólum á Íslandi.

Greinargerð byggð á röð funda á vegum Verkfræðingafélags Íslands í janúar til apríl 1996. (Athugið textinn er úr bæklingi sem gefinn var út og myndir skila sér ekki á netið. Bæklingurinn verður settur hér á vefinn á pdf. formi innan tíðar. Vinsamlega hafið samband við skrifstofuna ef þið viljið nálgast bæklinginn á pappírsformi).

Verkfræðingafélag Íslands - Menntamálanefnd
Október 1996

FORMÁLI

Allt frá dögum iðnbyltingarinnar hafa framfarir í vísindum og tækni verið meginuppspretta hagvaxtar og bættra lífskjara meðal þróaðra þjóða. Allur hinn vestræni heimur hefur því um langt skeið lagt kapp áað efla tækniþekkingu og vísindalegar rannsóknir til að treysta lífskjör og samkeppnishæfni þjóðanna.

Frá upphafi hefur verið eitt af meginmarkmiðum Verkfræðinga-félags Íslands að efla og standa vörð um tæknimenntun Íslendinga. Þeir ungu menn sem héldu utan til verkfræðináms í byrjun aldarinnar, liðu fyrir hve illa þeir voru undirbúnir í raungreinum, stærðfræði og eðlisfræði. Þegar á árinu 1919 samþykkti stjórn VFÍ áskorun til stjórn-valda, um að koma á fót stærðfræði- og náttúrufræðibraut við Mennta-skólann í Reykjavík. Brugðist var við án tafar og tók deildin til starfa þá um haustið. Þar með var lagður sá hornsteinn að raungreinakennslu í framhaldsskólum sem er forsenda fyrir tækninámi á háskólastigi.

Hin síðari ár hafa ýmis teikn verið á lofti um dvínandi gengi tækni-menntunar í landinu. Þau teikn hafa vissulega ekki farið fram hjá Verk-fræðingafélagi Íslands sem sífellt reynir að halda vöku sinni og fylgjast með menntun fólks í raungreinum og tæknilegri framþróun í hvívetna.

Slík vaka er afar mikilvæg, enda geta liðið ár og áratugir, þar til áhrifa frá ástandi í menntakerfinu tekur að gæta í atvinnulífinu, og jafnlangur tími uns viðbrögð við því ástandi hafa leitt til úrbóta.

Á árinu 1993 hafði Verkfræðingafélag Íslands forgöngu um óháða úttekt á kennslu við verkfræðideild Háskóla Íslands. Sú úttekt leiddi m.a. í ljós að nemendur voru misjafnlega búnir til að rísa undir þeim kröfum sem tækninám á háskólastigi gerir til stúdenta. Sú spurning hlýtur því að vakna hvort raungreinakennsla í grunn- og framhaldsskólum sé í raun það bjarg sem henni er ætlað að vera undir æðri tæknimenntun þjóðarinnar.

Menntamálanefnd VFÍ undir forystu dr. Guðleifs M. Kristmundssonar hafði snemma á þessu ári forgöngu um að kalla saman hóp fólks með þekkingu á menntun kennara og kennslu á öllum skólastigum til að ræða raungreinakennslu í framhaldsskólum. Menntamálanefnd hefur tekið að sér að túlka og setja fram meginniðurstöður þessara viðræðna í þá greinargerð sem hér fer á eftir.

Stjórn Verkfræðingafélags Íslands vill færa menntamálanefnd VFÍ og viðmælendum hennar bestu þakkir fyrir þetta framtak og láta þá ósk í ljós að það eigi eftir að verða tæknimenntun í landinu til eflingar.

Pétur Stefánsson

Inngangur

Menntamálanefnd Verkfræðingafélags Íslands (MVFÍ) gekkst á fyrrihluta þessa árs fyrir röð funda undir yfirskriftinni "Raungreinakennsla í framhaldsskólum". Hér er framar öðru átt við kennslu í stærðfræði og eðlisfræði, sem eru undirstöðugreinar verkfræðinnar.

Tilgangurinn með fundunum var að fræðast um stöðu og framkvæmd raungreinakennslu í framhaldsskólum hér á landi. Mótun verðandi verkfræðinga hefst á lægri skólastigum og í því sambandi gegnir framhaldsskólastigið meginhlutverki.

Til fundanna var boðið fólki sem að mati MVFÍ gegnir lykilhlutverki í þjóðfélaginu að því er varðar skipulagningu og framkvæmd raungreinakennslunnar í framhaldsskólum og grunnskólum. Listi yfir þessa þátttakendur fylgir í viðauka hér á eftir.

Ætlun MVFÍ var, eins og yfirskriftin "Raungreinakennsla í framhaldsskólum" ber með sér, að kanna og ræða stöðu þessara mála í framhaldsskólunum. Þegar á fyrsta fundi varð hins vegar ljóst að ógjörningur er að slíta málið í sundur með þessum hætti. Þátttakendur voru allir á einu máli um að ekki nægði að skoða framhaldsskólastigið eitt og sér. Líta verður á stærðfræðikennsluna í heild sinni frá upphafi grunnskólastigsins til lokaáfangans í framhaldsskólanum, sem er stúdentsprófið.

Hvatann að þessum fundum MVFÍ má m.a. rekja til frétta frá Háskóla Íslands haustið 1995. Frá því var greint að af 2353 nýskráðum stúdentum haustið 1995 hefðu 111 skráð sig til verkfræðináms. Þetta svarar til 4,7% nýskráðra, sem er lágt hlutfall verkfræðinema miðað við nágrannalöndin, Bandaríkin og Japan. Á sama tíma innrituðust 516 í félagsvísindadeild og 455 í heimspekideild, samtals 971 eða 41,3%.

Nýskráningum við Háskóla Íslands hefur fjölgað stöðugt á undanförnum árum og heildarfjöldi nemenda aukist að sama marki. Fjöldi nýskráðra í verkfræði hefur hins vegar haldist nokkuð stöðugur, þ.e. um eða yfir 100 nýskráningar. Hlutfall nýskráðra í verkfræði hefur því farið jafnt og þétt lækkandi.

Hörðum fjöldatakmörkunum er beitt í nokkrum deildum HÍ, svo sem læknadeild og lagadeild, með því að fella nemendur, jafnvel afburðanámsfólk. Stundum er sagt að sumir af bestu nemendum verkfræðideildar séu þeir sem ekki náðu prófum í læknadeild. Nær öll aukning í nemendafjölda innan HÍ á undanförnum árum hefur því verið í svokölluðum mjúkum fögum.

Þróun og uppbygging íslensks atvinnulífs veltur m.a. á því að ávallt verði nægt framboð af vel menntuðum verkfræðingum í landinu að mati MVFÍ. Verkfræðingafélag Íslands beitir sér ekki fyrir því að takmarka fjölda þess fólks, sem fær leyfi til að nota starfsheitið verkfræðingur, sem er lögverndað hér á landi. Þó reynist mörgum nýnemum í verkfræði við Háskóla Íslands örðugt að komast yfir svokallaðan stærðfræðiþröskuld á fyrsta námsári. Það er fyrst og fremst þetta sem takmarkar fjölda útskrifaðra verkfræðinga.

ABET-samtökin bandarísku, sem gerðu úttekt á verkfræðideild Háskóla Íslands árið 1993 að frumkvæði Verkfræðingafélags Íslands, mælti með að nemendum í verkfræði yrði fjölgað með því að lækka stærðfræðiþröskuldinn á fyrsta námsári. Til þess þarf ekki að slaka á kröfunum í verkfræðináminu sjálfu, heldur má gera það á þann hátt að tryggja stúdentum betri undirbúning fyrir verkfræðinámið með stórbættri kennslu í stærðfræði og öðrum raungreinum, jafnt á framhaldsskóla- sem grunnskólastigi.

Fréttir fjölmiðla af niðurstöðum í samræmdum prófum í stærðfræði vorið 1996 gefa ekki tilefni til bjartsýni á að þessi mál séu í réttum farvegi í grunnskólum landsins. Samkvæmt upplýsingum frá Rannsóknastofnun uppeldis- og menntamála má gera ráð fyrir að nemandi, sem fær meðaleinkunnina 5 á samræmdum prófum eigi um 20% möguleika á að komast í gegn um framhaldsskólastigið. Til að vera nokkuð öruggur þarf þessi nemandi að hafa meðaleinkunnina 7. Niðurstöður sýna að meðaleinkunnir nemenda á samræmdum prófum í stærðfræði undanfarin ár hafa legið á bilinu milli 5 og 6.

Helstu niðurstöður

Hér á eftir er drepið á það helsta sem fram kom hjá gestum MVFÍ á fundunum. Í eftirfarandi upptalningu er ekki gerð tilraun til efnislegrar flokkunar en niðurstöðurnar eru settar fram nokkurn veginn í sömu röð og þær komu fram.

1. Of fáir nemendur velja sér raungreinar. Svo virðist sem margir nemendur telji raungreinar erfiðar. Af nálægt 870 nemendum í Menntaskólanum við Sund skólaárið 1995-96 eru aðeins um 40 á eðlisfræðibraut.

2. Núverandi skólastefna virkar letjandi á nemendur. Það vantar meiri hvatningu og meira rými fyrir skapandi einstaklinga. Hugvísir, keppni í raungreinum á framhaldsskólastigi, og Nýsköpunarkeppni grunnskóla-nemenda eru dæmi um jákvæða viðleitni til að bæta ástandið. Talið er að skólarnir geti auðveldlega aukið áhuga nemenda á raungreinum með breyttum áherslum.

3. Skortur er á hæfum kennurum í raungreinum. Lág laun eru talin ein skýring á þessu. Önnur skýring er sögð sú að við Kennaraháskóla Íslands er allt of lítil áhersla lögð á raungreinar. Meirihluti nemenda við KHÍ kemur frá málabrautum mennta- og fjölbrautarskólanna og því varla nema eðlilegt að raungreinar skipi þar lágan sess. Sem dæmi um brotalöm í framkvæmd kennslu var bent á að ef ekki fengist kennari til að kenna eðlisfræði við tiltekinn grunnskóla félli sú kennsla einfaldlega niður þrátt fyrir að námskrá mæli svo fyrir að tiltekin kennsla í eðlisfræði skuli fara fram.

4. Boðið verði upp á viðbótarnám í raungreinum við KHÍ á kjörsviði. Núverandi námsframboð nægir engan veginn til kennslu í raungreinum í efstu bekkjum grunnskólans. Talið er að þessu markmiði megi ná með 4. árinu í kennaranáminu við KHÍ.

5. Fáir tímar eru ætlaðir til raungreinakennslu í framhaldsskólum. Talið er að mikið vanti á að stjórnvöld veiti skólunum nægilegt aðhald að þessu leyti. Bent var á að ekki hefði verið starfandi námsstjóri í eðlisfræði í mörg ár.

6. Námsskrá vantar fyrir framhaldsskólastigið. Bent var á að í tengslum við nýja lagasetningu um framhaldsskóla væri nauðsynlegt að vinna að námsskrárgerð fyrir það skólastig, eins og gert hefði verið fyrir grunnskólana. Síðasta námsskrá fyrir framhaldsskóla kom út 1991 en frá þeim tíma hefur námskrárgerð verið látin sitja á hakanum. Brýn þörf er á að fylgjast betur með starfi skólanna og setja fasta námsskrá sem segir til um hvað nemendur eiga að geta og kunna að námi loknu.

7. Fólk með próf í raungreinum frá HÍ vantar til kennslu. Þegar BS-nám í raungreinum var tekið upp við Háskóla Íslands um 1970 var gert ráð fyrir að stór hluti nemenda færi í kennslu á lægri skólastigum að námi loknu. Reynslan er hins vegar sú að það hefur ekki gerst nema í litlum mæli.

8. Uppeldis- og kennslufræði veldur erfiðleikum. Krafa um nám í uppeldis- og kennslufræðum hjá kennurum er talin valda vissum erfiðleikum. Sem dæmi var nefnt að sóknarprestur hefur ekki réttindi til að kenna kristinfræði í grunnskóla nema hann hafi lokið prófi í uppeldis- og kennslufræðum. Algengara er að kennarar í stærðfræði og eðlisfræði hafi ekki nám í uppeldis- og kennslufræðum en kennarar í öðrum faggreinum, þrátt fyrir að það ætti að heyra til undantekninga.

9. Launakerfi kennara spillir fyrir. Nefnt var að vegna lágra grunnlauna séu kennarar háðir því að fá sem mesta yfirvinnu. Þeir eru því oft tregir til að leggja eitthvað á sig aukalega nema gegn greiðslu.

10. Heimaverkefni í stærðfræði missa marks. Niðurstöður könnunar hafa leitt í ljós að heimaverkefni í stærðfræði, sem nemendum er ætlað að reikna með blað og blýant, missa oft marks þar sem nemendurnir hafa notað vasareikna við úrlausn verkefnanna.

11. Þörf er á skýrari markmiðum með kennslunni. Gera þarf markvissari kröfur til nemenda á framhaldsskólastigi og forðast að telja þeim trú um að þeir kunni hluti sem þeir í raun kunna ekki. Til þess þarf skýrari markmið og skilvirkari kennslu.

12. Nauðsyn á aðlögun fagkennara. Fram kom að í Danmörku væri fólk með fagmenntun, en án kennsluréttinda, ráðið sem kennarar við menntaskóla. Þeir væru hins vegar skuldbundnir til að afla sér kennsluréttinda innan tveggja ára. Hér á landi hefur ríkisvaldið ekki viljað taka á sig ábyrgð á því að fagmenntað fólk fái kennsluréttindi.

13. Brottfall nemenda úr námi. Bent var á að um helmingur nemenda í hverjum árgangi lýkur ekki námi í framhaldsskóla. Talið er að vandinn liggi þó neðar í skólakerfinu, þ.e. á grunnskólastiginu.

14. Raungreinakennarar þurfa að hafa sér-menntun á sínu fagsviði. Menntun kennara er ekki sem skyldi í framhaldsskólum. Þeir geta haft réttindi til að kenna stærðfræði án þess að hafa nokkurn tíma lært hana sem faggrein. Nám sumra stærðfræðikennara hefur verið á allt öðru sviði. Álitið er að Háskóli Íslands hafi brugðist því hlutverki að mennta kennara. Þrátt fyrir ágæta raunvísindadeild hefur HÍ ekki skilað kennurum inn í framhaldsskólana eins og hann ætti að gera. Afleiðingin er m.a. lítill skilningur á nauðsyn þess að kunna raungreinar.

15. Virkja þarf áhuga nemendanna snemma. Talið er mikilvægt að vekja áhuga nemenda á raungreinum strax í grunnskóla með því að flétta inn í námið fræðslu um helstu náttúrulögmál og hvernig algengir hlutir virka.

Greining vandans - Helstu úrbætur

1. Rót vandans er m.a. að finna í fyrstu bekkjum grunnskóla. Sami kennarinn kennir þar yfirleitt allar námsgreinar, stærðfræði jafnt sem aðrar greinar. Margir grunnskólakennarar virðast ekki hafa mikinn áhuga á stærðfræði. Ætla má að stór hluti þeirra hafi komið úr máladeildum framhaldsskóla og hafi þeir því leitt hjá sér að velja stærðfræðinámskeið í KHÍ. Ekki nægir að bjóða viðbót í stærðfræði sem valkost heldur er nauðsynlegt að auka almennt stærðfræðinám í KHÍ.

2. Kennslufræðilega virðist stærðfræði í fyrstu bekkjum grunnskóla vera að nokkru leyti á villigötum. Nemendur sem eiga auðvelt með að læra stærðfræði fá ekki verkefni við hæfi og þeim leiðist námsgreinin. Þeir geta að vísu fengið viðbótarverkefni en þau felast í fleiri sams konar dæmum. Þessir nemendur líta á stærðfræðinámið sömu augum og skrift, þau eru hér aðeins að skrifa tölustafi. Leiði í skriftarnámi lagast tæplega með því að bjóða enn fleiri skriftarverkefni af sama tagi.

Nokkuð virðist vanta á að stærðfræðihugtök í fyrstu bekkjum grunnskóla séu kennd á réttum stað í náminu. Dæmi eru um að mánuðum saman sé fengist við að bera saman stærð almennra brota með því að skoða kökurit fyrir brotin í stað þess einfaldlega að kenna hvernig brot eru gerð samnefnd. Svona vinnubrögð eru ekki til þess fallin að vekja og viðhalda stærðfræðiáhuga.

Til bóta gæti verið að endurskoða bæði kennsluskrá og námsefni yngstu bekkja grunnskóla í stærðfræði og reyna að sjá til þess að duglegir nemendur fái verkefni sem reyna á getu þeirra. Þá er meiri möguleiki á því að viðhorf þeirra til stærðfræði verði jákvætt þegar ofar dregur í skólakerfinu.

3. Nemendur í "besta bekk" barnaskóla fyrir 30 árum lærðu töluvert meira í stærðfræði en nemendur í dag læra og höfðu auk þess gaman af! Ná þyrfti fram kostum þess að flokka nemendur eftir getu án þess að ókostir þess kerfis, sem koma fram í "tossabekkjunum", bitnuðu á þeim sem þurfa lengri tíma og meiri aðstoð í náminu.

Í tilraunaskyni hefur verið reynt að bjóða tvenns konar námshraða í sumum námsgreinum, m.a. stærðfræði, í nokkrum bekkjum sumra runnskóla, t.d. 10. bekk. Þá er valið að kenna námsefnið á færri vikustundum svo meiri tími gefist til þess að læra valgreinar. Þrátt fyrir færri vikustundir er þessi hópur gjarnan búinn með námsefnið fyrir samræmd próf um áramót. Þá snúa menn sér oft að því að fara yfir gömul, samræmd próf, en einhver tími fer einnig í að byrja á framhaldsskólastærðfræði.

Mismunandi námshraði hefur einnig verið reyndur í yngri bekkjum eins og 6. - 7. bekk. Nemendur velja þá um hvort þeir fara hægt eða hratt yfir námsefnið. Þeir nemendur sem fara hratt yfir ná að ljúka við meira námsefni og eru t.d. búnir með hluta námsefnis 8. bekkjar í 7. bekk. Þetta ýtir undir stærðfræðiáhuga í 7. bekk en síðan koma 8. og 9. bekkur þar sem mjög lítið nýtt er lært í stærðfræði. Í 10. bekk fer hluti tímans síðan í upprifjun fyrir samræmd próf.

Ljóst er að hér er farið mjög illa með tímann. Unnt væri að kenna duglegum nemendum mun meiri stærðfræði í grunnskóla ef heildarsamræming færi fram á kennslukerfi með mismunandi námshraða. Hraðfara hópur hefði þá enn áhuga á stærðfræði þegar komið væri á framhaldsskólastig. Væntanlega færu þá fleiri en nú í stærðfræðideildir framhaldsskólanna og kæmu þangað auk þess mun betur undirbúnir en nú er.

4. Grunnskólakennarar sem kenna stærðfræði í efri bekkjunum (8.-10. bekk) ættu að hafa háskólapróf í stærðfræði eða a.m.k. eins árs sérhæft viðbótarnám í stærðfræði eftir 3ja ára kennarapróf. Gera þyrfti slíkt sérnám eftirsóknarvert með launaauka.

5. Framhaldsskólakennarar í raungreinum þurfa fyrst og fremst að hafa háskólapróf í sínu fagi. Réttindanám í uppeldis- og kennslufræðum ætti þar að vera í öðru sæti. Það hlýtur að vera óeðlilegt við val á stærðfræðikennara í framhaldsskóla að kennari með háskólapróf, t.d. í þjófélagsfræði, sé valinn fram yfir mann með háskólapróf í stærðfræði vegna þess að sá fyrrnefndi hefur lokið réttindanámi en hinn síðarnefndi ekki.

Hér hafa raungreinakennarar nokkra sérstöðu, ásamt kennurum t.d. í viðskiptagreinum. Þetta fólk hefur á ýmsan hátt fjölbreytta atvinnumöguleika og gerir ekki alltaf ráð fyrir að starfa sem kennarar í mörg ár þegar það hefur kennslustörf. Heils árs nám í uppeldis- og kennslufræðum er því oft (oftast) látið bíða. Þetta fólk verður að annars flokks "kennurum", sem þurfa að sækja um stöðuna sína á hverju ári og þurfa jafnvel að reikna með því að vera látnir víkja fyrir kennara með allt aðra sérgrein.

Breyta þarf tilhögun þannig að einstakir skólar geti framlengt ráðningu kennara sem reynst hefur vel og skólinn vill halda, jafnvel þótt hann hafi ekki lokið réttindanámi. Skilyrði hlýtur að vera að hann sé fagmenntaður í viðkomandi grein og jafnframt verður þessi framhaldsráðning að vera tímabundin t.d. 2 til 3 ár. Á þeim tíma skal viðkomandi afla sér réttinda. Hér þyrfti Menntamálaráðuneytið að geta komið til skjalanna og boðið t.d. 30 - 50% afslátt á kennsluskyldu þannig að viðkomandi geti á tiltölulega auðveldan hátt aflað sér réttinda meðfram kennslunni. Aðlaga þarf réttindanámið að þessum forsendum þannig að auk 100% náms verði fólki boðið að stunda það á aðgengilegan hátt á lengri tíma sem hlutanám og þá jafnvel sem fjarnám. Útfærsluna mætti hugsa sér á ýmsa vegu, t.d. að viðkomandi kennarar sæki um styrk til ráðuneytisins eða viðkomandi skólar fái ákveðna aukafjárveitingu.

6. Framboð og eftirspurn verði látið ráða meiru um laun kennara. Ef erfitt er að fá raungreinamenntað fólk til kennslu vegna þess að betri launakjör bjóðast annars staðar þarf að heimila yfirborganir. Með því móti ætti einnig að vera unnt að fá hæfara fólk til kennslu.

Skólarnir verði hver um sig gerðir fjárhagslega sjálfstæðir og með aðstoð ákveðins gæðamats (sbr. Kvennaskólann) verði kennarar metnir eftir frammistöðu. Nauðsynlegt er að skólarnir hafi síðan möguleika á að umbuna góðum kennurum á einhvern hátt eins og algengt er að gera á almennum vinnumarkaði.

Viðauki - Listi yfir þátttakendur

Þátttakendur í fundum MVFÍ um raungreinakennslu í framhaldsskólum, janúar-apríl 1996:

Anna Kristjánsdóttir, prófessor við Kennaraháskóla Íslands
Ásta Þorleifsdóttir, kennari við MS, formaður Félags raungreinakennara
Elna Katrín Jónsdóttir, formaður Hins íslenska kennarafélags
Guðbrandur Steinþórsson, rektor Tækniskóla Íslands
Guðrún Þórsdóttir, Fræðslumiðstöð Reykjavíkur
Hörður Lárusson, deildarstjóri í menntamálaráðuneytinu
Ingvar Ásmundsson, skólameistari Iðnskólans í Reykjavík
Kristján Bersi Ólafsson, skólameistari Flensborgarskóla
Sigmundur Guðbjarnason, prófessor við Háskóla Íslands
Sigríður Anna Þórðardóttir, formaður menntamálanefndar Alþingis
Þorsteinn Vilhjálmsson, deildarforseti raunvísindadeildar Háskóla Íslands
Þórir Ólafsson, rektor Kennaraháskóla Íslands

Þátttakendur frá Tæknifræðingafélagi Íslands:

Páll Á. Jónsson, formaður TFÍ
Freyr Jóhannesson
Sæbjörn Kristjánsson

Þátttakendur frá MVFÍ:

Guðleifur M. Kristmundsson, formaður
Árni Ragnarsson, ritari
Guðjón S. Aðalsteinsson
Hilmar Sigurðsson
Pétur K. Maack
Steindór Guðmundsson

Auk þess sat fundina Arnbjörg Edda Guðbjörnsdóttir framkv.stj. VFÍ og TFÍ.