Big Ideas Great STEM. Katrien Strubbe

+ Big Ideas Great STEM

Katrien Strubbe

(Natuur)wetenschappen: doelen Natuurwetenschappen geven leerlingen een fundamenteel en duurzaam inzicht

• •

in de structuren en processen die de mens, de natuur en de techniek beschrijven; én in de manier waarop wetenschappers deze kennis opbouwen.

• Doel van het vak natuurwetenschappen • basisvorming voor iedereen, het streefdoel is wetenschappelijke geletterdheid

Big Ideas - great STEM

2

(Natuur)wetenschappen : doelen

• Wetenschappelijke geletterdheid (PISA)

• wetenschap kunnen gebruiken • begrijpen hoe wetenschap werkt • inzien hoe wetenschap en techniek ons •

leven en het milieu beïnvloeden als denkende burger verbonden zijn met wetenschappen

• Voorbereiden wetenschappelijke studies

• Uitbreiding inhouden en competenties


3

4

Duurzaamheid

• Peiling instroom bacheloropleidingen lerarenopleiding • HOGent 2014, • 35 vragen Veel elementaire inzichten zijn niet meer aanwezig bij start hoger ondewijs.


24/04/2015

Wat weten studenten nog van planten na zes jaar secundair onderwijs?

• Een boom groeit van een klein zaadje uit tot een metershoge plant. Waar komt al die materie hoofdzakelijk vandaan?

• Uit mineralen in de grond? • Uit vetten en suikers in de grond? • Uit zonne-energie? • Uit de lucht?


5

Slechts 7% weet het juiste antwoord 54% is ervan overtuigd dat een plant haar voedsel haalt uit de grond

24/04/2015

En er is meer…

6

• Slechts 1 op 3 beheerst de derde wet van • • • • •

Newton De helft van de studenten denkt dat de massa of de afmeting van de deeltjes wijzigt bij een faseovergang. Maar 53% weet dat een neutraal atoom evenveel protonen als elektronen bevat. Meer dan de helft (52%) denkt dat er bij oplossen van suiker in water massa verloren gaat. 44% denkt dat er bij koken van water waterstofgas en zuurstofgas wordt gevormd. Nog geen 10% weet dat de hitte in de aardkern afkomstig is van radioactiviteit.


24/04/2015

7

Duurzaamheid

• Peiling instroom bacheloropleidingen 0,4

2014, UGent

Geneeskunde BCBT Chemie

• Zelfde 35 vragen 0,35

Geologie Fysica & sterrenkunde

0,3

0,25

ASO4N

Biomedische wet

ASO_4N

LOBW

TSO4N

1200 studenten

0,2

TSO_4N

0,15

0,1

0,05

0 0


20

40

60

80

100

120

24/04/2015

8

Waarom zijn de resultaten van wetenschapsonderwijs zo weinig duurzaam??? Big Ideas - great STEM

24/04/2015

9

En nog... Leerlingen ervaren STEM-onderwijs als abstract en irrelevant

- Theoretisch en abstract: geen/weinig experimenten, observaties en/of interpretaties, kennis overheerst

- Irrelevant, niet van toepassing op dagelijkse leven


“Zin in wetenschappen, wiskunde en techniek”, H. Van Houte et.al, 2013)

24/04/2015

Mogelijke oorzaken?

10

• Focus op kennis, minder op inzichten • Overload aan informatie: verlies aan samenhang binnen één vak en tussen verschillende vakken

• Overladen leerplan • Geen samenhang over verschillende jaren (leerlijn)


24/04/2015

11

Onderwijs wetenschappen heeft een probleem Big Ideas - great STEM

24/04/2015

Gevolgen

12

• Wetenschappelijke geletterdheid • Instroom jongeren in STEM-richtingen: • Knelpuntberoepen • Innovatief vermogen Vlaanderen • Economie • Problemen 21ste eeuw • • • • •

Klimaat Gezondheid Milieu Energie ….


24/04/2015

STEM actieplan •

13

http://www.stemopschool.be/stem-actieplan

https://www.vlaanderen.be/nl/publicaties/detail/kiezen-voorstem

2012: vrwi-rapport Kiezen voor STEM


24/04/2015

+ Big Ideas Great STEM

Big Ideas in Science: een nieuwe kijk op wetenschapsonderwijs

Big Ideas en onderzoekend leren

Uitgedaagd door natuurwetenschappen

15

‘Less is more’ Samenhang – Waarover gaat het hier? Big Ideas - great STEM

24/04/2015

Fysische wereld

Ideeën Perspectieven

Systemen

Patronen

Denk- en werkwijzen

Schaal en verhouding Modellen maken Vragen stellen, problemen definiëren en gebruiken

Onderzoek plannen Data analyseren en interpreteren en uitvoeren

Oorzaken Stromen, cycli en behoud

Stabiliteit en verandering

Structuur en functie Modellen

Wiskunde en ICT gebruiken

Verklaringen en oplossingen formuleren

Argumenteren Informatie bekomen, evalueren en op basis van data communiceren

De fysische wereld?

• De fysische wereld bevat de levende natuur, de nietlevende natuur en alle technische realisaties

• Rechtstreeks te ervaren via de zintuigen • Of onrechtstreeks via technische toestellen

Ideeën? Denk- heeft en werkwijzen • Iedereen ideeën of denkbeelden over de fysische wereld

• Deze ideeën kunnen heel verschillend zijn

•

Tijdens een leerproces worden de verschillende ideeën met elkaar geconfronteerd.

• Denkkader verruimen • Wie leert van wie?

Perspectieven? Hoe kijken we naar het fenomeen?

• Kernideeën Invalshoeken van waaruit we de fysische •

wereld doorgronden Een denkkader dat relevante vragen stelt:

• • • • • • • • • •

Wat zijn de grenzen van een fenomeen? Vind je een patroon? Wat is essentieel, wat is overbodig? Zijn er duidelijke oorzaken? Hoe loopt de energie, materie doorheen het systeem? Kan het gedrag worden verklaard door het systeem op te splitsen in kleinere delen? Heeft de structuur een invloed op het gedrag Wanneer is een systeem stabiel en wanneer is er verandering? …

Meta ‘big ideas’: vakoverschrijdend

Denk- en werkwijzen?

Denk- en werkwijzen

• Beschrijven hoe een wetenschapper de fysische wereld onderzoekt

• Wat doet hij/zij? • Hoe denkt hij/zij?

Vragen stellen, problemen definiëren

Modellen maken en gebruiken

• Komen overeen met de onderzoeksvaardigheden

Onderzoek plannen en uitvoeren

• Zijn geen vast stappenplan…

Data analyseren en interpreteren

maar zetten aan

• om zelf te onderzoeken en • om kritisch met andere denkbeelden om te



gaan. Argumenteren op basis van data

Informatie bekomen, evalueren en communiceren

+ 3D didactiek

Invulling in SO (Natuur)wetenschappen

Kernideeën

Fysische wereld

Materie bestaat uit deeltjes

Denk- en werkwijzen Straling is overal

Kernideeën

Levende wezens bestaan uit cellen met een gelijkaardige structuur Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een andere Wijziging van beweging vereist interactie met een ander object Organismen passen zich aan door overerving, variatie en selectie van kenmerken Organismen concurreren om materie en energie Organismen beïnvloeden de omgeving en vice versa

Perspectieven

Systemen

Patronen

Denk- en werkwijzen

Schaal en verhouding Modellen maken Vragen stellen, problemen definiëren en gebruiken

Oorzaken


Onderzoek plannen Data analyseren en interpreteren en uitvoeren

Stromen, cycli en behoud

Structuur en functie Modellen



Argumenteren Informatie bekomen, evalueren en op basis van data communiceren

Kernideeën? en werkwijzen • De Denkkernideeën zijn de ‘Big Ideas’ van de natuurwetenschappen • Vatten de essentie samen in krachtige ideeën

• •

Zorgen voor samenhang ‘Less is more’: meer ruimte voor onderzoekend leren

• De natuurwetenschappen worden samengevat in 8 overkoepelende kernideeën

•

Heel algemeen, geven een referentiekader

• Mogelijkheid tot uitdieping in leerlijnen

Materie bestaat uit deeltjes Straling is overal Levende wezens bestaan uit cellen met een gelijkaardige structuur. Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een andere. Wijziging van beweging vereist interactie met een ander object. Organismen passen zich aan door overerving, variatie en selectie van kenmerken. Organismen concurreren om materie en energie. Organismen beïnvloeden de omgeving en vice versa.

Systemen


Marcel Informatie bekomen, evalueren en communiceren

Patronen Modellen

http://www.klimaat.be/nl-be/klimaatverandering/het-klimaat/de-invloed-van-de-

Systemen


Onderzoek plannen en uitvoeren

Oorzaken

?



Modellen


Patronen


http://www.klimaat.be/nl-be/klimaatverandering/het-klimaat/de-invloed-van-de Oorzaken

Schaal en verhouding

Patronen





Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een andere

Modellen

Systemen Systemen

Systemen


Patronen Onderzoek plannen en uitvoeren

Data analyseren en interpreteren




Systemen Vragen stellen, problemen definiëren

Patronen


Systemen



Systemen

Modellen



Systemen

Modellen

33


24/04/2015

34

Waarover gaat het? Wat wil ik aanleren?


24/04/2015

STEM actieplan : gevolgen

• http://stemacademie.be/drupal/activiteiten

36


24/04/2015

37



24/04/2015

38

Waarover gaat het? Big Ideas - great STEM

24/04/2015

39

Dank u voor uw aandacht


24/04/2015

Big Ideas Great STEM. Katrien Strubbe

Recommend Documents