Marsbasen
Marsbasen er et læringsspil til gymnasiet, der er udviklet specifikt til at undervise elever i pensum i Fysik C. I læringsspillet er eleverne et hold af pionerer, der er sendt af sted til Mars for at etablere en base. Dette medfører naturligvis en række faglige udfordringer, hvor eleverne både må tilegne sig ny viden, og lære at handle på baggrund af den. Projektet står på to ben, idet det er lige dele forskning og udvikling.
Undervisning med Marsbasen rammesættes af en interaktiv og delvist digital historie. Undervisningen foregår både digitalt, i klasserummet og med forsøg i et fysiklokale. Eleverne oplever spillet som en fremadskridende fortælling, hvis forløb de selv har indflydelse på. Samtidig er målet, at de lærer den fysik, som de skal lære på Fysik C.
Forskningsmæssigt involverer projektet forskere fra IND og fra Niels Bohr Instituttet, samt lærere og elever fra Greve Gymnasium, Københavns Åbne Gymnasium og Tørring Gymnasium.
Det har længe været en generel tendens blandt gymnasieelever, at de oplever at mangle motivation for at lære fysik - på trods af at nyere rapporter peger på, at elever i danske gymnasier godt kan vælge og være glade for naturfaglige linjer (se hos Engineer the Future). Forskning peger på, at en del af forklaringen kan være, at eleverne kan have svært ved at få øje på fagets relevans (se også projektet SCOPE). Den manglende motivation kan have en væsentlig indflydelse på elevernes naturvidenskabelige dannelse og kompetencer.
I Marsbasen forstår vi fysikkompetence som elevens 'evne og vilje til handling, alene og sammen med andre, som udnytter fysikfaglig undren, viden, færdigheder, strategier og metaviden til at skabe mening og autonomi og udøve medbestemmelse i de livssammenhænge hvor det er relevant' (modificeret fra Dolin, Krogh og Troelsen 2003). Vi knytter med andre ord dannelses- og kompetencebegreberne tæt sammen (se også Dolin 2020).
Formålet med Marsbasen er at motivere de elever, som ikke i forvejen brænder for fysikfaget, så de bliver mere kompetente inden for rammerne af Fysik C. I spillet skal eleverne bruge fysikfærdigheder og -viden til at tage stilling til og løse håndgribelige udfordringer og problemstillinger i forbindelse med etableringen af marsbasen. På den måde, gennem deres deltagelse i læringsspillet, bliver fysikbegreber og lovmæssigheder konkretiseret af og for eleverne.
I Marsbasen-projektet definerer vi læringsspil som interaktive og elev-engagerende aktiviteter med specifikt designede regler, rammer og feedback, der bruges i undervisningen til at opnå de faglige mål inden for kernestoffet. Brugen af spil og elementer herfra i forbindelse med uddannelse er relativt nyt. Den specifikke tilgang, som vi anvender i Marsbasen, kaldes for scenariedidaktik, idet den narrative kontekst kan beskrives som et scenarie (se også Hanghøj m. fl. 2017).
Dette læringsspilformat har en række potentielle fordele: Ligesom andre elevaktiverende undervisningsformer giver det mulighed for, at eleverne kan forholde sig aktivt i undervisningssituationen, i stedet for at være henvist til en lyttende/afventende position som ved traditionel tavleundervisning. Derudover kan spillet give mulighed for, at eleverne kan omsætte teori til praksis i en historie, og derved få et unikt indblik i fysikken og dennes relevans.
Læringsspillet skal sætte fysikundervisningen ind i en autentisk kontekst og hjælpe eleverne med at formulere konkrete mål. Eleverne skal selvstændigt arbejde med at formulere løsningsforslag og drage konklusioner fra data til videre brug i spillet. Lærerens rolle er som guide og tovholder, og har desuden til opgave at sætte opgaverne fra spillet i kontekst med verden uden for spillets rammer.
Nej og ja. Et mål med projektet er, at gymnasielærere skal kunne anvende undervisningsmaterialet i deres undervisning uden nødvendigvis at ændre i undervisningsforsøg, praktisk arbejde eller måden de præsenterer stoffet på. På den anden side tilbyder Marsbasen en række undervisningsaktiviteter, som skal være motiverende og engagerende for eleverne, samt muligheden for at drage mere eller mindre på historien om Marsbasen.
Fysikdidaktisk forskning peger på, at mange lærere godt kender til undervisningsmetoder, som kan motivere og engagere elever i meningsfuld læring af fysik. Men lærere møder ofte forhindringer i form af for lidt tid til forberedelse, pensumtrængsel og nogle gange også modstand fra eleverne selv. Med Marsbasen ønsker vi at give flere lærere mulighed for at bruge det, de ved om undervisning.
Projektets forskning anvender netværksteori til at skabe overblik og indfange vigtige mønstre, der kan være svære at få øje på.
Kompetencer og naturvidenskabelig dannelse er svære at måle. Samtidig er der få systematiske undersøgelser af elevers og læreres handlinger i scenariebaseret undervisning, og der mangler forskning på designmæssige aspekter af læringsspil. Vi mener at netværksmetoder kan hjælpe på tre måder:
- Design. Hvordan integrerer man forskning, undervisningsmål og spil-design? For at følge designprocessen anvender vi mødereferater, deltagernes refleksioner og mails som empirisk materiale. Metoden resulterer i visuelle kort over det empiriske materiale. Didaktiske strukturer anvendes til at kortlægge læringsspillet i forskellige faser.
- Implementering, dvs. lærernes implementering, muligheder og barriere, og forankring i praksis.Inddragelse af både lærere og deres ledelse tidligt i processen med mulighed for at påvirke udviklingen er centralt for at spillet skal kunne passe ind i lærernes praksis. Implementering i klassen kan indfanges ved brug af netværkskortlægninger af undervisningen og screencapture.
- Elevernes deltagelse og læring. Litteraturen har fokuseret på lav-taksonomiske læringsmål. En fordel ved netværksmetoderne er at de kan integrere kvalitative og kvantitative metoder og hjælpe til at indfange mere komplekse strukturer. Fx og de er blevet brugt til også at sammenligne handlinger og læringsudbytte på tværs af klasser. Sådanne metoder vil sandsynligvis indfange hvad læreren og eleverne gør og hvad eleverne lærer bedre end randomiserede kontrollerede pre-test-post test designs.
Projektet har fire faser. Hver fase er karakteriseret ved forskellige design- og praksismæssige foki. Faserne integrerer forskningsmæssige problemstillinger med spiludvikling under hensyntagen til lærernes praksis. I alle faser arbejdes der iterativt med at udvikle Marsbasen.
Fase 1 - overstået | Konceptudvikling integreret med forskning. I denne fase blev konceptet for spillet fastlagt, og spildesignerne udviklede design og arkitektur af spillet. Det didaktiske design kvalificeredes af de tilknyttede forskere og lærere. Forskerne bearbejdede desuden empiri i form af mødereferater, mails og lærernes feedback. |
Fase 2- overstået | Her udvikledes og testedes Marsbasen fra alfaversionen (en ikke-funktionel version af produktet) frem til en betaversion. Det var en proces, der gik ud på at prøve sig frem. Lærerinddragelsen var rykket ud i klasserne, og delelementer, funktionaliteter og opgaver blev testet på eleverne. Der indsamledes empiri om lærernes og elevernes implementeringer i klasserne gennem videoobservationer og elevprodukter. |
Fase 3 - igangværende, afsluttes sommer 2021 | Fra betaversion til release-værdig version. I denne periode afvikler lærerne det fulde spil med deres klasser, og i forlængelse heraf foretager vi revisioner og forbedringer. Parallelt hermed udvikles og integreres det fysikfaglige undervisnings- og læringsaktiviteter, der skal til for at spillet dækker pensum for hele Fysik C. Forskningsmæssigt skifter fokus nu fra hvordan lærere bruger materialet til elevernes engagement og udbytte af spillet. I denne fase bruger projektet således lærerne i højere grad som indsamlere og i nogle tilfælde behandlere af empiri. |
Fase 4 - igangsættes efter 2021 | Præsentation og udrulning af spil. Denne fase består af forberedelse til og afholdelse af workshops for gymnasielærere i fysik, hvor de kan lære at bruge det færdige spil. Projektgruppen afholder workshops på centrale gymnasier, hvor lærere fra nærliggende gymnasier kan deltage. Efterfølgende tilbyder vi at komme ud til særligt interesserede gymnasier og lave workshops. Forskningsmæssigt arbejdes der med interviews, analyser af spørgeskemaer og analyser af screencapture. |
Projektet kræver brobygning mellem naturfagsdidaktisk forskning, spildesign og lærerpraksis. I de begyndende faser arbejdede deltagende lærere, designere og forskere tæt sammen for at koble know how om narrative læringsspil med didaktisk frontforskning og fysiklæreres praksis. I projektets senere faser udvikles forløbet iterativt efter en model der integrerer designernes arbejdsflow og lærernes anvendelse i klasseværelset med forskningsmetoder, der afdækker elevers og læreres motivation, implementering og udbytte. Slutmålet er et forløb der kan bruges af fysiklærere, samt ny viden om hvordan sådanne forløb kan laves og hvad elever kan lære af disse forløb.
Projektgruppe
Institut for Naturfagenes Didaktik
Lektor Jesper Bruun, projektleder
Videnskabelig assistent Karen Alavi
Videnskabelig medarbejder Viktor Holm-Janas
Ekstern lektor Ida Viola Kalmark Andersen
Professor Helle Mathiasen
Copenhagen Gamelab
Senior spildesigner Mads Brynnum
Senior UX designer Marie Oosterbaan
CEO Henning Basballe
CTO Diana Juncher
Niels Bohr Institutet
Lektor Linda Udby
Lektor Kjartan Kinch
Støttet af
Marsbasen blev i december 2018 bevilget 5 millioner kroner af NOVO Nordisks uddannelsesindsats for efteråret 2018.
Bevillingsnummer: NNF18OC0052291
Periode: 1. februar 2019 til 1. februar 2022.
Kontakt
Narrativer giver elever lov til at lave fejl
At arrangere undervisning gennem narrative scenarier har potentialet til at motivere elever. I et nyt læringsspil indtager eleverne rollen som Mars-kolonister, der skal bruge fysik for at klare sig på den røde planet.
Hvis elever er astronauter, må læreren være Mission Control
Marsbasen online!
Marsbasen, UBNU og magiske cirkler på DASERA 2021
Forskningsindsigter og rationale blev præsenteret på DASERA's seminar den 19/11-2021.
Marsbasen på Make-a-Difference konferencen
Det narrative koncept bag Marsbasen blev præsenteret, og vi bad deltagerne afprøve en af vores missioner.
Jesper Bruun keynote speaker at FMSERA conference
On November 12th 2020, associate professor Jesper Bruun presented an opening keynote at the Finish Mathematics and Science Education Association’s yearly seminar.