En gruppe danske gymnasieelever er sat på en detektivopgave for at opklare et biologisk mysterium.

Et ukendt pattedyr er skyllet op på en strand i Cambodia, og nu skal eleverne finde ud af, hvad det er for et dyr, ved at opbygge en evolutionær stamtavle ud fra dna-prøver fra den mystiske skabning.

Det hele foregår i et virtuelt laboratorie. Derfor er det ikke afgørende, om eleverne i sidste ende opklarer mysteriet. Formålet med detektivarbejdet er derimod, at eleverne lærer så meget som overhovedet muligt om evolutionshistorie, naturlig selektion, dna og gener.

Og det gør eleverne i højere grad, når de udsættes for sådanne virtuelle simulationer, viser et nyt studie, hvor 128 danske gymnasieelever opdelt i to grupper dels har gennemført ovennævnte simulation og dels har fået en almindelig lektion i biologi.

Den øgede læring ved brug af virtual reality har tidligere studier også påvist. Men det bemærkelsesværdige i det nye studie er, at der også er tegn på, at simulationerne øger elevernes interesse og motivation for de naturvidenskabelige fag, forklarer forskeren bag, lektor i psykologi Guido Makransky fra Syddansk Universitet. Se figur 1.

”Både simulationen og den almindelige undervisning fik eleverne til at føle større selvtillid i biologi, men simulationen førte også til en øget interesse for faget hos eleverne. Det er forudsætninger for overhovedet at overveje en karriere i faget. Og samtidig kan virtual reality hjælpe med at give de studerende et mere realistisk indblik i, hvad en biolog rent faktisk laver, så det også bliver lettere at forestille sig, hvordan det efterfølgende er at arbejde i faget,” siger han.

Dermed er der potentiale for, at virtuelle simulationer i gymnasieundervisningen kan lokke langt flere elever til at vælge en naturvidenskabelig uddannelse, når studenterhuen er indkasseret. Studiet konkluderer nemlig, at ”virtuelle læringssimulationer kan være et nyttigt værktøj i gymnasiet til at forbedre elevernes interesse og målrettethed mod at forfølge en naturvidenskabelig karriere.”

”Der er et stort skridt mellem den måde, vi underviser på, og hvad vi forventer af de studerende, når de er færdige. Men hvis man kan designe noget virtual reality-indhold om, hvad man konkret skal arbejde med i et fag, når man er færdig, så tror jeg også, at det er et godt værktøj til at få flere til at vælge en karrierevej inden for de naturvidenskabelige og tekniske fag,” siger Guido Makransky.

Erhvervslivet hungrer

De konklusioner vækker begejstring hos erhvervsorganisationen Dansk Erhverv, hvor man i årevis har efterspurgt mere politisk handling for at få flere studerende til at læse en naturvidenskabelig eller teknisk uddannelse. Det er de kompetencer, mange danske virksomheder i stigende grad efterspørger.

”Man kan da kun blive begejstret. Jeg har selv prøvet de her simulationer, og det er fascinerende, at man med virtuelle briller f.eks. kan gå helt ind og se på opbygningen af en kræftcelle. Dermed kan man meget tydeligere se nogle klare anvendelsesmuligheder ved de naturvidenskabelige fag, som ellers godt kan blive abstrakte. Og det er da positivt, hvis det kan være med til at tænde den ild af begejstring, vi skal have optændt under de studerende i gymnasierne, så flere vælger at læse en STEM-uddannelse (Science, Technology, Engineering & Math, red.)”, siger Mette Fjord Sørensen, uddannelses- og forskningspolitisk chef i Dansk Erhverv.

Hun peger på, at Danmark stadig sakker langt efter vores nordiske nabolande, dels når det gælder andelen af studerende på de naturvidenskabelige og tekniske uddannelser, men også hvis man måler på optaget af nye studerende til uddannelserne.

Med en bestand på 20 pct. studerende på de naturvidenskabelige og tekniske studier, ligger Danmark 7 procentpoint lavere end EU-gennemsnittet, viser en rapport, Dansk Erhverv lancerede før sommerferien. Og en ny opgørelse fra OECD viser også, at optaget af nye studerende til uddannelserne ligger på det niveau.

Udviklingen er godt nok begyndt at vende så småt de seneste par år, idet optaget på en lang række tekniske og naturvidenskabelige videregående uddannelser er øget en smule.

Men der er stadig meget langt op til niveauerne i nabolande som Tyskland, hvor ca. 40 pct. af de studerende vælger en naturvidenskabelig eller teknisk uddannelse, eller Finland og Sverige, hvor tallet er omkring 30 pct. Se figur 2.

Da det er den slags job, der er stor efterspørgsel efter på arbejdsmarkedet både lige nu og formentlig endnu mere fremover, er der også behov for, at der fra politisk side i regeringen bliver sat et mere ambitiøst mål, mener Dansk Erhverv.

”Vi så rigtig gerne, at uddannelsesministeren satte en målsætning om, at 30 pct. af de studerende skal tage en STEM-uddannelse i 2025. Sådan en politisk målsætning virker, for så begynder uddannelsesinstitutionerne at indrette sig efter det, og så kommer der meget mere fokus på hele vejen ned i fødekæden i gymnasier og i folkeskolen, at det her er noget, der skal prioriteres,” siger Mette Fjord Sørensen.

Gør det abstrakte konkret

Virksomheden bag de virtuelle simuleringer, Labster, der netop har fået en kapitalindsprøjtning på 65 mio. kr. fra en international investorgruppe, forklarer, at den virtuelle simulationsundervisning kort sagt handler om at gøre det abstrakte og teoretiske stof mere konkret og anvendelsesorienteret ved at skabe (virtuel) adgang til højteknologisk udstyr, der ellers ikke er adgang til.

”Noget udstyr er så dyrt, at det slet ikke findes i Danmark. Virtuelle simuleringer tackler præcis dette problem. Her kan de studerende træne, hvor de vil, når de vil, i state-of-the-art-laboratorieudstyr. Det betyder, at teknologiudstyr, der tidligere ofte kun blev undervist i på teoretisk og abstrakt vis, nu bliver mere konkretiseret og anvendelsesorienteret," siger Mads Bonde, CEO og grundlægger af Labster.

Han bliver suppleret af sin kollega Mikkel Marfelt, der er forskningschef i virksomheden.

”Når man skal lære nye ting, virker det godt at gøre brug af flere forskellige læringsformer for at aktivere forskellige dele af hjernen. Her er virtuelle simuleringer et af flere redskaber, der kan hjælpe med at gøre et ellers abstrakt emne mere håndgribeligt,” siger Mikkel Marfelt. Han har selv en naturvidenskabelig uddannelsesbaggrund fra Københavns Universitet og oplevede der, hvordan fagområdet ofte var abstrakt og teoretisk.

Han nævner en række studier, der viser, at studerende til tider har svært ved se, hvad uddannelserne skal bruges til ude på arbejdsmarkedet. Og personligt skiftede han også til CBS efter sin naturvidenskabelige bachelor af de samme grunde.

”Jeg så gerne, at de naturvidenskabelige uddannelser fik mere af den praktiske hands-on-erfaring med laboratorier og maskiner, helt fra det første år på studiet. Det bliver jo vores arbejde, når vi er færdiguddannede. Men man har ikke særlig god adgang til at kunne træne og øve sig med det her udstyr, dels fordi det er så dyrt og der er begrænsede ressourcer, men også fordi det bliver slidt og kan gå i stykker, når uerfarne studerende bruger det. Sådanne problemer ser man ikke med simulationer,” siger Mikkel Marfelt.

Ingen trylleløsning

Labster startede med en simulation til studier i bioteknologi. Siden er der også udviklet simulationer til fysik, kemi og andre fag, og i dag eksisterer der i alt 64 forskellige Labster-simulationer til både gymnasie- og universitetsniveau.

Men virksomheden satser på at dække det meste af det naturvidenskabelige pensum og planlægger at komme op på 260 simulationer inden for de næste par år.

Guido Makransky understreger, at virtual reality ikke i sig selv er den gyldne løsning på problemerne med at få flere studerende til at vælge en naturvidenskabelig karrierevej. Det er én af flere metoder til at motivere det, man i forskningen kalder elevernes outcome-expectations – altså deres forventninger til, hvordan en karriere i et bestemt fag vil se ud.

”Mange studerende vælger jo bare samme karriere, som deres forældre. Det er noget, hvor de kan forholde sig til udfaldet af deres studier. Så nøglen er ikke bare at indføre virtual reality i undervisningen; man skal også bygge indhold, som kan give den virkelighedsoplevelse,” siger han.

Det kan man også ved at invitere færdiguddannede folk ind i undervisningen for at fortælle om deres virkelighed.

”Men det, man kan med virtual reality, er bare at gøre det meget mere virkelighedsnært og realistisk. Når man får de her briller på, så føler man, at man er til stede i en verden. Derfor er nøglen, at man opbygger en verden, hvor man kan se mulighederne ved at tage en naturvidenskabelig eller teknisk uddannelse. Så vil vi også være se flere, der vælger at gå den vej,” siger Guido Makransky.