Under det senaste decenniet har en utbildningsfilosofi kring integrerad undervisning i naturvetenskap, teknik, ingenjörsvetenskap och matematik växt fram som kallas STEM – Science, Technology, Engineering, Mathematics – education. Integrerad STEM diskuteras vanligen i relation till ekonomisk konkurrenskraft, utbildningspolitik och läroplaner, men akronymen har också blivit förknippad med färdigheter som kreativitet, innovationsförmåga och kritiskt tänkande. Som enskilda discipliner har naturvetenskap, teknik, ingenjörsvetenskap och matematik inte nödvändigtvis någon självklar koppling, men inom till exempel industri och IT-branchen är integrerade STEM-projekt vanligt förekommande och kan därför öka relevans och meningsfullhet för eleverna.
Modellering ökar autenticiteten i undervisningen
Därför är det en utmaning för lärare i STEM-ämnen att utforma klassrumsaktiviteter som integrerar två eller flera av ämnena i sin undervisning på ett meningsfullt och relevant sätt. För att få till ett meningsfullt lärande inom STEM-ämnena hävdar forskare att undervisningen måste vara autentisk. Under senare år har forskare argumenterat för modellering som en aktivitet som ökar autenticitet, relevans och skapar broar mellan STEM-disciplinerna. Detta beror inte bara på att modellering är centralt för disciplinerna i sig själva som en autentisk praktik i laboratorier och design studios, utan också att modellering är en grundläggande aspekt av en s.k. STEM literacy - förmågan att identifiera, tillämpa och integrera kunskaper från STEM-disciplinerna.
Integrera naturvetenskaps- och teknikundervisning som STEM-ämnen
Det finns dock mycket få didaktiska resurser eller material för att aktivt skapa kopplingar mellan naturvetenskap och teknik i skolan. Dessutom har väldigt lite empirisk forskning bedrivits för att undersöka hur man konkret utvecklar sådana kopplingar i klassrummet, särskilt när det gäller modellering som verktyg för autentiskt lärande. Det övergripande syftet med forskningsprojektet är att definiera och undersöka en autentisk genom modeller och modellering i Sverige. Detta är i sin tur en grund för att utveckla begreppet STEM literacy och kompetenser som ofta är förknippade med innovations- och problemlösningsförmåga.
Inom ramen för denna vision har forskningsprojektet tre mål, för genomförande inom svensk gymnasieskola:
- Att få fram en litteratur- och expertbaserad definition av autentiskt lärande genom modeller och modellering i en integrering av teknik- och naturvetenskapsundervisning som två komponenter av STEM
- Att utforma en integrerad, autentisk intervention kring modeller och modellering inom teknik- och naturvetenskapsundervisning, och undersöka det lärande som uppstår
- Att undersöka vilka genusskillnader och -likheter som kan urskiljas avseende mål 1 och 2
