GOUDEN LESSEN 5. IN 2. SCIENCE PRIJZENFESTIVAL DE bASISSChOOL Onderzoek doen Tabellen en grafieken Vincent Klabbers
de
kun
wis en-
en
Natuur Techniek
Rek
Kinderen doen onderzoek
De Theo Thijssenschool kiest voor Science. Vivian Klassens vertelt waarom. Onze overheid wil de interesse van kinderen voor exacte beroepen vergroten. De teamleden van de Theo Thijssenschool in Borgum zijn het hier volledig mee eens. Ook wil de overheid dat kinderen leren hoe je zelf onderzoek kunt doen. En ook daarvan wil de Theo Thijssenschool serieus werk gaan maken. Vivian Klassens is een van de teamleden. Zij heeft het afgelopen jaar van haar directeur tijd gekregen om zich te oriënteren op mogelijkheden om het onderwijs in natuur en techniek te vernieuwen. Dit schooljaar zijn enkele teambijeenkomsten gepland waarin Vivian Klassens haar collega’s mag vertellen over haar bevindingen. Vivian weet waarmee ze haar teamleden enthousiast gaat maken. Het concept dat zij gaat introduceren heet Science in de basisschool.
2
Gouden Lessen
Woord vooraf Op de Theo Thijssenschool gaat dit jaar veel veranderen in het onderwijs over natuur en techniek. De voortrekker van deze schoolontwikkeling heet Vivian Klassens. Zij vertelt tijdens een teambijeenkomst over de kracht van een nieuw concept. Het heet Science in de basisschool. Het is een onderwijsconcept waarin kinderen leren om onderzoek te doen naar onderwerpen op het gebied van natuur en techniek. De verstrengeling met rekenen-wiskunde ligt hierbij voor de hand. Science in de basisschool is een krachtig concept voor zowel het jonge als het oudere kind. In deze Gouden Les lees je hoe je dit praktisch vorm kunt geven. Mede namens het team en de auteur, Nicola Brijde Uitgever
GOUDEN LESSEN 5. IN 2. SCIENCE PRIJZENFESTIVAL DE bASISSChOOL Onderzoek doen Tabellen en grafieken Vincent Klabbers
3
Science in de basisschool
Inhoud 4
Science in de basisschool
8
Lesidee 1 Tuinkers
9
Lesidee 2 Isolatie
10
Lesidee 3 Limonadesiroop
11
Lesidee 4 Zonnecel
12
Niveaubepalers
13
Grafieken
14
Planning en materialen Science in de basisschool
4
Gouden Lessen
science I� �� ba�i��ho��
Schoolontwikkeling
Snoepdoosje
De teamvergaderingen op de Theo Thijssenschool beginnen altijd stipt op tijd. Dit is de verdienste van meneer Geert, de teamleider. Hij houdt van structuur. Na het openen van de vergadering vertelt hij dat Vivian zich heeft verdiept in mogelijkheden voor vernieuwing van het onderwijs in natuur en techniek. ‘Vivian heeft mij’, zo vertelt Geert, ‘al het een en ander verteld. Wat zij voor vandaag heeft voorbereid, vind ik zeer de moeite waard. Verspreid over enkele maanden zal Vivian op vier momenten laten zien hoe we ons onderwijs kunnen vernieuwen door kinderen te leren hoe je onderzoek kunt doen. Het doen van onderzoek is bij Science in de basisschool een rode draad waarbij we een sterke koppeling kunnen maken met rekenenwiskunde. Vivian zal dit zelf wel verder toelichten. Tussen de bijeenkomsten probeer je het een en ander uit in je eigen groep en na de vierde bijeenkomst spreken we met elkaar over de voortgang.’ De teamleden knikken en Geert geeft Vivian het woord.
Vivian heeft een PowerPointpresentatie geopend. De teamleden zien de openingsdia met daarop het logo van Science in de basisschool. Daarna vervolgt Vivian de bijeenkomst verrassend anders dan de teamleden verwachtten. Ze laat een doosje zien met mini-Smarties. ‘De rest van de PowerPointpresentatie komt straks aan de beurt,’ zegt ze. ‘Science gaat over onderzoek doen. Daarbij moeten kinderen meten en rekenen. Kinderen kunnen dat allemaal niet vanzelf. We moeten het aanleren zoals we kinderen ook leren lezen. Dat begint met kleine stappen.’ Dan schudt Vivian met het snoepdoosje en de snoepjes maken geluid. ‘Weet een van jullie hoeveel snoepjes er in één doosje zitten?’ vraagt Vivian. Er volgen schattingen en Vivian stelt de tweede vraag. ‘In de zak Smarties die ik heb gekocht zitten 15 doosjes. Ik heb ze geteld. Mijn vraag aan jullie is of je denkt dat ieder doosje gevuld is met hetzelfde aantal snoepjes?’ Vivian laat een stilte vallen. ‘Kijk,’ zegt Vivian, ‘dit kan zo maar een onderzoeksvraag zijn voor kinderen. Ook voor jonge kinderen.’ Vivian opent een doosje en de snoepjes liggen in feestelijke kleuren midden op de vergadertafel van de Theo Thijssenschool. ‘Zeg maar waar je aan denkt’, zegt Vivian uitnodigend en de teamleden noemen op een associërende wijze allerlei vragen en opmerkingen. ‘Ik zal het eerst noteren en er daarna in samenhang op reageren.’ Vivian maakt met een stift notities op een groot vel papier. Er groeit een interessant lijstje:
• • • • • • • • •
Een sterke combinatie met het resultatief tellen. Kleuters kunnen niet allemaal tellen tot 40. Er bestaan snoepdoosjes met minder snoepjes. Kunnen kinderen zelfstandig onderzoek doen? Voor de bovenbouw is dit te eenvoudig. De vijfstructuur en tienstructuur komen nu van pas. Wanneer spreek je van een onderzoek? Dit kun je ook door groepjes kinderen laten doen. Dit is een les met heel weinig materiaal.
5
Science in de basisschool
Onderzoek op niveau ‘Met het voorbeeld van het snoepdoosje wil ik jullie laten zien hoe je met dit idee een les kunt maken die past bij het niveau van iedere groep. Ik zal wat voorbeelden noemen’, zegt Vivian. ‘Wanneer je kleuters vraagt of er in ieder doosje even veel roze snoepjes zitten, heb je de onderzoeksvraag al op maat gemaakt. Het aantal snoepjes van dezelfde kleur blijft namelijk ruim onder de tien. Het tellen is nu geen probleem meer. Bij jonge kinderen kun je het onderzoek samen uitvoeren, met de hele groep in een kring. Je legt drie doosjes neer, maakt ze open en de kleuters tellen per doosje het aantal groene snoepjes. Je herhaalt de onderzoeksvraag en vraagt wat het antwoord is. Dit gaat zeker goed en je hebt toch een volwaardig onderzoek uitgevoerd. Drie doosjes en drie aantallen groene snoepjes kun je voor kleuters verwerken in een beelddiagram.’
Het leren lezen van een grafiek en het construeren van grafieken is een onderdeel van rekenen-wiskunde. Dit domein wordt onder de naam Verbanden genoemd in de kennisbasis voor rekenen-wiskunde.
‘Een vervolgstap kan zijn dat je de gehele inhoud van de drie doosjes vergelijkt. Het is dan handig om ieder doosje een nummer te geven en om de resultaten in een tabel of grafiek te verwerken. Voor jonge kinderen kan dit een beelddiagram zijn waarin de snoepjes stuk voor stuk getekend zijn. Oudere kinderen leren werken met een abstractere verwerkingsvorm. Een mooie gelegenheid om de wiskundetaal van kinderen uit te breiden met het woord tabel of de namen van diverse grafieken.’
‘Je kunt het hele onderzoek een bovenbouwniveau geven door de les meer leerlinggestuurd te maken. Het begin van het onderzoek doe je voor met één snoepdoosje en een door jou geformuleerde onderzoeksvraag. Daarna geef je het onderzoek uit handen en verander je van docent in gespreksleider. Je inventariseert de verschillende onderzoeksvragen, je informeert naar mogelijkheden om het onderzoek uit te voeren en je laat kinderen nadenken over vormen om gegevens te verwerken. Dan maak je groepen van drie leerlingen die als groep drie snoepdoosjes ontvangen. Wanneer het onderzoek is uitgevoerd en de gegevens zijn gepresenteerd, kan het onderzoeksmateriaal worden geconsumeerd.’ De teamleden knikken en zien hoe je met weinig materiaal krachtig onderwijs kunt maken, passend bij jouw eigen groep. Geert vraagt het woord en zegt: ‘Ik heb nog even nagedacht over het tellen van kleuters in relatie tot de onderzoeksvraag. Misschien kun je aan kleuters toch vragen of er in ieder doosje even veel snoepjes zitten. Stel nu eens dat je van drie doosjes alle snoepjes op een rij legt. Dan zie je vanzelf of er verschillen zijn.’ Vivian glundert, maar ook haar collega Alex. Hij is leerkracht in groep 1- 2 en tevens de rekencoördinator van de school. Alex vertelt dat Geert het bij het rechte eind heeft. ‘Dit heet vergelijken’, zegt hij. ‘Daarvoor hoef je niet te tellen of te kwantificeren. Het is zoiets als de lichaamslengte van twee kleuters met elkaar vergelijken door ze met de ruggen tegen elkaar te laten staan. En dat kwantificeren staat voor het toekennen van getallen met maateenheden aan mensen, dieren of dingen. Dat hoeven kleuters nog niet te beheersen. Zeker niet als het gaat om grotere meetgetallen.’
In dit voorbeeld werken de kleuters aan een eenvoudige onderzoeksvraag. De kinderen tellen daarvoor aantallen Smarties. De vraag hoelang het duurt voordat een Smartie smelt in de hand of op de tong, vraagt om het meten van tijdsduur. En dat is moeilijker.
6
Gouden Lessen
Onderzoekschema Dan opent Vivian een dia met daarop het onderzoekschema voor Science in de basisschool. ‘Dit schema kan de rode draad zijn voor science op onze school,’ zegt Vivian. ‘Je kunt het in elke groep gebruiken. Ik ga de betekenis van de fases dadelijk toelichten, maar ik kan het niet laten om nog iets te zeggen over ons gesprek rondom het vergelijken. Hieruit bleek dat het doen van onderzoek naar onderwerpen in natuur en techniek direct leidt tot rekenactiviteiten. En dat is een sterke kant van Science in de basisschool. Het gaat over natuur en techniek maar ook over vergelijken, ordenen, resultatief tellen, kommagetallen, schattend rekenen, meten en ten slotte ook over het grafisch verwerken van gegevens. En dan nu het onderzoekschema.’
1 Inspiratie opdoen Science in de basisisschool start voor kinderen bij een gevoel van verwondering en nieuwsgierigheid. Een verschijnsel in de natuur of de techniek kan je aandacht wekken waardoor kinderen zich uitgedaagd voelen. Het stellen van vragen volgt en dit is het begin van een nieuw onderzoek.
2 Onderzoeksvragen formuleren Bij Science in de basisschool is een onderzoeksvraag een vraag die je zelf of samen met klasgenoten kunt beantwoorden door de juiste dingen te doen. Kinderen leren om na te denken over de factoren die invloed hebben op hetgeen je wilt onderzoeken. Vragen die je het beste kunt beantwoorden door bronnenonderzoek uit te voeren, doen nu even niet mee. Niet omdat dit niet de moeite waard is, maar omdat Science in de basisschool kinderen wil leren om handelend met concreet materiaal antwoorden te vinden op zelf gestelde vragen. Dit is een kunst op zichzelf en het is de moeite waard om dit aan kinderen te leren.
4
1
De wijze waarop kinderen geïnspireerd raken, kan heel divers zijn en kan ontstaan op initiatief van zowel de leerkracht als een leerling. Een excursie, een experiment, een ontdektafel, een bericht uit de krant, nieuw speelgoed of zelfs een vraag bij een doosjes snoepjes kunnen aanleiding zijn voor het formuleren van een onderzoeksvraag.
A
Onderzoek doen
Inspiratie opdoen Onderzoeksvragen formuleren
A
Verzamelen
4
B
Verwerken
B
Onderzoek uitvoeren C
Presenteren
Attitude vormen A
Onderzoek doen
B
Bètawetenschappen
3
Bètawetenschappen
Attitude vormen
2
7
Science in de basisschool
Het is waardevol om kinderen te leren hoe je met boeken of het Internet informatie kunt vinden. Deze vaardigheid leer ik liever aan in combinatie met het vak geschiedenis. Bij Science in de basisschool kan bronnenonderzoek wel plaatsvinden maar dan als aanvulling op uitgevoerd onderzoek.
Wanneer je tijdens een onderzoekje met regenwormen tegen een leerling zegt: “Ik zie dat je er plezier in hebt,” maak je deze leerling bewust van de persoonlijke beleving bij het werken met levende natuur. Dit draagt bij aan het vormen van een positieve attitude voor het werken met levende natuur en voor bètawetenschappen.
Kinderen leren dat het onderzoek niet kostbaar mag zijn, niet onveilig en niet te complex. Het onderzoek moet uitvoerbaar zijn door kinderen van een basisschool. Een onderzoeksvraag zoals ‘Welke paddenstoelen zijn eetbaar’ valt om drie redenen af. Het is onveilig, de vraag is te groot en je kunt het antwoord beter googelen door gebruik te maken van bestaande bronnen.
Wanneer je na een onderzoek aan de groep vraagt met welke vraag het onderzoek is begonnen, kun je dit noteren op het digibord. Daarna informeer je naar de stappen die gevolgd zijn om antwoorden te vinden. Kinderen zien dat het uitvoeren van onderzoek leidt tot resultaten. Dit draagt bij aan het vormen van een positieve attitude voor het doen van onderzoek.
3 Onderzoek uitvoeren
De echte theedrinker s weten het. Een vers ingeschonken kopje thee is gloeiend heet. Veel te heet om te drinken en zelfs te heet om vast te pakken. Ons dit probleem lossen zijn theeglazen op ontworpen met een dubbele te Ik heb ze gezien in een wand. grote winkel met huishoudel artikelen. Nu geloof ijke ik onmiddellijk dat je minder snel je handen brandt aan een theeglas met een dubbele dan aan een glas met wand een enkele wand. Ik vraag me alleen ook voor zorgt dat de leen af of die dubbele dampende thee minder wand er snel afkoelt.. Het staat king dat dit zo is maar wel op de verpakklopt deze informatie? Het wordt voor vooronderzoek. oor een onderzoek mét een
en tuinkers kopen wilt een zakje verschillende gebeuren. Je kiezen uit twee Het zal je maar zie je dat je kunt welk zakje je moet kopen? in de winkel af tie maar . Je vraagt je bruikbare informa om gaat, verpakkingen op zoek naar het echt Je draait ze om kiezen. Waar in om goed st niet ja… Je kun nog die zijn verpak. Het is ongepa ien nog steeds en en het zou bovend gaat tenslotte niet zijn de zaadjes Het zakje te openen je beide de winkel een te kunnen kiezen. groeit. Uiteindelijk koop zijn om goed t een onderom hoe het onvoldoende staat. Je start er uit ziet, maar wat je te doen om hoe het zaad eenmaal thuis weet je s en Vivian zegt: zakjes tuinker n weinig ervaring Wanneer kindere veris het ver hebben met science eksvraag onderzo standig om de Houdt de zelf vast te stellen. daarmee het g en onderzoeksvraa n zodat kindere onderzoek klein zien tussen de kunnen de relaties s. onderzoeksfase verschillende
en
en Gege erk w orme
‘We moeten de tijd een beetje in de gaten houden’, geeft Geert aan. En daarin heeft hij gelijk. Vivian knikt en laat nog snel een volgende dia zien met daarop vier trefwoorden.
ude v tit
evens v er geg
4 Attitude vormen Bij Science in de basisschool betekent het vormen van attitude dat kinderen positiever gaan denken over zowel het doen van onderzoek als over kennis van bètawetenschappen. Dit is een streven dat aansluit bij het overheidsbeleid en bij de maatschappelijke noodzaak om meer jonge mensen te interesseren voor exacte vakken en beroepen. De verticale balk in het onderzoeksthema staat voor de aandacht voor attitudevorming die geïntegreerd in iedere onderzoeksfase terugkomt. Dit gebeurt meestal spontaan op basis van een observatie van kinderen door de leerkracht. De horizontale balk staat voor een terugblik op het hele onderzoek als proces. Dit vereist een apart lesmoment.
Onderzoeksvragen
Verzamelen van gegevens Onderzoek moet eerlijk worden uitgevoerd. Een vuistregel hierbij is dat herhaling van een onderzoek onderzo precies dezelfde gegevens oplevert. In dit geval gaat het om het meten en om de afname van temperatuur.van temperatuur Daarvoor heb je een thermometers nodig. Om er zeker van te zijn je de jeugdige snikhete zomerdag wil dat ze allebei op dezelfde kinderfeestje op een manier meten, Je hebt enkele Tijdens start jeeen een te drinken aanbieden. vooronderzoek. Je vult een ieder geval voldoende glas met hete gasten thee, in moet water worden toeje steekt twee thermometers gelijktijdig oop gekocht en daaraan een verhouin het glas flessen en je limonadesir wacht de siroopfles beveelt af wat er gebeurt. Om de zijn de productinformatie op twee minuten noteer je De wel? Hoe gemiddeld de van 1:5. Maar klopt dit temperatuur die beide thermometers voegen. doen. siroop en water aan aangeven. ding tussen ding op. Je gaat onderzoek Met een plakkertje noem je de feestje? Er zit maar een jouw thermometers thermometergasten op A en B zodat je ze niet met elkaar kunt verwarren. pl zorgt je ervoor dat de thermometers Met plakband niet uit het gglas kunnen vallen. Na dit vooronderzoek, kun je echt aan de slag. Doe onderzoek naar de verschillen tussen een theeglas met m en een zonder dubbele wand. Herhaal het onderzoek onder daarna met twee dezelfde glazen waarvan je er één hebt ingepakt met aluminiumfol ie. Waarschijnlijk ben je net zo verbaasd over de resultaten als ik was na uitvoering van het onderzoek. Hoe kun je een theeglas nog beter isoleren?
onon duidelijk wat de het de situatie is In de genoem tuinkers tuinker kun je is: Welk zakje derzoeksvraag vinden op deze te vinde Om antwoord op kleinere beste kopen? antwoorden vinden kun je aan kin kinvraag moet je ls zo is, dit dikwijls g uit zegt: eksvraa eksvr Vivian deelvragen. Dat samen een onderzo onderzoeksde deren leren door Noteer het digibord. r Je kunt kinderen al heel snel boomstructuur te werken op leren om de objecten bjecten waarnaar je onderzoek gen zodat een naam te geven, een letter doet een unieke vraag met deelvra of een nummer. Wanneer nneer je dit aanleert met kinderen dit ook met een dat je binnen twee objecten, kunnen ontstaat. veelvoud hiervan. orr het inzicht hierdoo lende krijgen n verschil ve Kindere kunt werken aan dezelfde context die meestal gesplitst kunnen en eksvrag onderzo gen. n zijn worden in deelvra omstandighede beste de De vraag wat , levert een andere laten groeien op. Hierin worden om tuinkers te aan deelvragen de boomstructuur hoeveelheid licht, genoemd, de lheid water grondsoorten uiteraard de hoevee temperatuur en egd. die wordt toegevo
Je bent op visite bij je buurvrouw en terwijl je in gesprek bent, wordt je aandacht getrokken door een bloem in de vensterbank. Het is een bloem die geluid maakt en ook nog eens beweegt. De bloem heeft een zonnecel en het gesprek verandert van onderwerp. Het was een soort bouwpakket, zegt je buurvrouw. De bloemsteel kan er van af. Misschien bewegen de bladeren dan nog sneller. Ik vraag me ondertussen af of hij ook beweegt wanneer je er een schemerlamp boven houdt. En zou het wat uit maken of de lamp hoger of lager hangt? De nieuwsgierigheid groeit. Het is tijd voor een onderzoek.
zonnecel
ns prese e v n
vens verzam ge el Ge
agen formule svr re k n oe z r eren At nt
iratie opdoe nO Insp nd e
Het doen van onderzoek is niets anders dan dat je iets uitprobeert om een vraag te beantwoorden. Je kijkt vervolgens wat er gebeurt, je ordent de waarnemingen en trekt een conclusie. Ten slotte stel je anderen in kennis van je bevindingen. Het onderzoek begint bij een onderzoeksvraag en de bevindingen zijn een antwoord op die vraag. De samenhang tussen de onderzoeksfases is bepalend voor de kwaliteit van het onderzoek. Door reflectie op het gehele onderzoek gaan kinderen de samenhang zien en een onderzoek ervaren als een stappenplan met een begin en een eind.
Presenteren Van het uitvoeren van onderzoek heb je veel geleerd. Je hebt kennis opgedaan als antwoord op de onderzoeksvraag. Ook heb je de fases in een onderzoek beter leren kennen. Presenteren is een van die onderzoeksfases. Kinderen leren mogelijkheden kennen om anderen te laten profiteren van jouw kennis over onderzoek doen en over het onderwerp waar je onderzoek naar hebt gedaan. Mondeling presenteren betekent dat je een minispreekbeurt houdt en dit kun je ondersteunen met foto’s of tekeningen. Ook kun je in een proefopstelling laten zien wat je hebt bedacht. Bij mondeling presenteren kan een gesprek ontstaan met de klasgenoten of ouders aan wie je presenteert. Schriftelijk presenteren heeft als voordeel dat je mensen kunt bereiken die zich op een andere plaats bevinden dan waar jij nu bent. Dat is een van de redenen waarom wetenschappers artikelen schrijven.
Gegevens verwerken basisje een proefpanel van 24 In een proefopstelling bied limonade glaasjes limonade aan. De schoolleerlingen ieder drie de aanwijzingen op de verpakking, in glas B is gemaakt volgens limonade en in glas C juist meer. De in glas B zit minder siroop richt zich meest zoet. Het onderzoek in glas C is uiteraard het aat. naar uit gaat. kinderen van voorkeur de met op de vraag waar is, proeven de kinderen Omdat er kleurverschil zichtbaar de limonade waarin volgorde de een blinddoek om en wordt schriftelijk Per proefpersoon wordt wordt geproefd gevarieerd. Deze gegeis. keus derde en tweede kan bijgehouden wat de eerste, in een totaaloverzicht. Daarna vens worden eerst verzameld beginnen. gevens het verwerken van de onderzoeksge Tabellen en grafieken op een grade gegevens kunt ordenen Eerst De kinderen leren dat je het trekken van een conclusie. fische manier. Dit helpt bij of tabel om daarna kies je een grafiek noteer je de ruwe data en te verwerken. de onderzoeksgegevens Vivian zegt:
cirkeltussen de tabel en de Ik bespreek de verschillen keer is mooi zien dat er 3 x 24 diagram. De tabel laat men zie je snel dat ligestemd. In de cirkeldiagram C de voorkeur hebben. limonade monade B en daarna van zoet! Kinderen houden blijkbaar
Onderzoeksverslag Hier zie je een basisformat voor een onderzoeksverslag. Bovenaan staat een naam die je hebt gegeven aan het onderzoek. Daarmee benoem je de kern van het onderzoek. Met tekeningen én een beschrijving vertel je hoe het onderzoek is verlopen. Je benoemt de conclusie en je geeft aan welk vervolgonderzoek denkbaar is.
Vivian zegt: De meeste kinderen tellen het aantal bewegingen per minuut. Daardoor ontwikkelen ze een goed begrip van de minuut als maat.
Viermaal instructie voor de leerkracht.
‘Kijk,’ zegt ze, ‘de komende weken, krijg ik van Geert vier keer een deel van de teamvergadering om jullie een voorbeeld te geven van sciencelessen. Het zijn ideeën die je zelf op maat kunt maken voor je eigen groep. Wordt dus vervolgd, zal ik maar zeggen.’ Normaal gebeurt dit niet op de Theo Thijssenschool, maar nu begint het team spontaan te klappen. Vivian krijgt een kleur. Fijn dat deze teambijeenkomst succesvol is verlopen. Gelukkig hoeven de lezers van deze Gouden Les niet te wachten op de volgende teamvergadering. Blader gewoon even verder in deze Gouden Les en je maakt nu al kennis met de vier lesontwerpen die Vivian binnenkort aan haar collega’s gaat presenteren.
8
Gouden Lessen
Lesidee
1
Tuinkers
Onderzoeksvragen formuleren Het zal je maar gebeuren. Je wilt een zakje tuinkers kopen en in de winkel zie je dat je kunt kiezen uit twee verschillende verpakkingen. Je vraagt je af welk zakje je moet kopen? Je draait ze om op zoek naar bruikbare informatie, maar ja… Je kunt nog niet goed kiezen. Waar het echt om gaat, zijn de zaadjes en die zijn verpakt. Het is ongepast om in de winkel een zakje te openen en het zou bovendien nog steeds onvoldoende zijn om goed te kunnen kiezen. Het gaat tenslotte niet om hoe het zaad eruitziet, maar om hoe het groeit. Uiteindelijk koop je beide zakjes tuinkers en eenmaal thuis weet je wat je te doen staat. Je start een onderzoek.
Prijs Gewicht
Verpakking
Welk zakje tuinkers is de beste koop?
Zaad
Kleur Grootte
Groei
Kiemen Tijd
Onderzoeksvragen
Bladgrootte Smaak
Resultaat
Wanneer kinderen weinig ervaring hebben met science is het verstandig om de onderzoeksvraag zelf vast te stellen. Houdt de onderzoeksvraag en daarmee het onderzoek klein, zodat kinderen de relaties kunnen zien tussen de fases in het onderzoek.
In de genoemde situatie is duidelijk wat de onderzoeksvraag is: ‘Welk zakje tuinkers kun je het beste kopen?’ Om antwoord te vinden op deze vraag moet je antwoorden vinden op deelvragen. Dat dit dikwijls zo is, kun je aan kinderen leren door samen een onderzoeksvraag uit te werken op het digibord. Noteer de onderzoeksvraag met deelvragen, zodat een boomstructuur ontstaat. Kinderen krijgen hierdoor het inzicht dat je met hetzelfde onderwerp kunt werken aan verschillende onderzoeksvragen en aan de deelvragen die hierop aansluiten. Als je wilt onderzoeken wat de beste omstandigheden zijn om tuinkers te laten groeien, levert dit een andere boomstructuur met deelvragen op. Hierin worden grondsoorten genoemd, de hoeveelheid licht, de temperatuur en uiteraard de hoeveelheid water die wordt toegevoegd.
ren
ule
orm nf
e
ag svr
ek
d
o erz
On
Tuinkers
oeksvraag dat een onderz Kinderen leren n ge ra elv de e er in bestaat uit kle
Science in de basisschool
9
Lesidee
2
Isolatie
Onderzoeksgegevens verzamelen De echte theedrinkers weten het. Een vers ingeschonken kopje thee is gloeiend heet. Veel te heet om te drinken en zelfs te heet om vast te pakken. Om dit probleem op te lossen zijn theeglazen ontworpen met een dubbele wand. Je kent ze wel. Nu geloof je onmiddellijk dat je minder snel je handen brandt aan een theeglas met een dubbele wand dan aan een glas met een enkele wand. Maar is het ook zo dat die dubbele wand ervoor zorgt dat de dampende thee minder snel afkoelt? Het wordt tijd voor een onderzoek mét een vooronderzoek.
Glas 1 Glas 2
Verzamelen van gegevens
Tijd in min.
0
2
4
6
8
10
Noteer per glas de temperatuur van de vloeistof. Herhaal dit meerdere keren. Tussen de meting en de daarop volgende meting zit steeds dezelfde tijdsperiode. Je verzamelt onderzoeksgegevens in dit overzicht. Later kun je de gegevens verwerken in een lijngrafiek.
Je kunt kinderen al heel snel leren om de objecten waarmee je onderzoek doet een unieke naam te geven met een letter of een nummer. Wanneer je dit aanleert met twee objecten, kunnen kinderen dit ook met een veelvoud hiervan.
Onderzoek moet eerlijk worden uitgevoerd. Een vuistregel hierbij is dat herhaling van een onderzoek precies dezelfde gegevens moet opleveren. In dit geval gaat het om het meten van temperatuur en om de afname van temperatuur. Daarvoor heb je minstens twee thermometers nodig. Om er zeker van te zijn dat ze allebei op dezelfde manier meten, start je een vooronderzoek. Je vult een glas met hete thee, je steekt twee thermometers gelijktijdig in hetzelfde glas en je wacht af wat er gebeurt. Om de twee minuten noteer je de temperatuur die beide thermometers aangeven. Met plakkertjes noem je de thermometers A en B, zodat je ze niet met elkaar kunt verwarren. Met plakband zorg je ervoor dat de thermometers niet uit het glas kunnen vallen. Na dit vooronderzoek, kun je echt aan de slag. Doe onderzoek naar de verschillen tussen een theeglas met en een zonder dubbele wand. Herhaal het onderzoek daarna met twee dezelfde glazen waarvan je er één hebt ingepakt met aluminiumfolie. Je bent waarschijnlijk verbaasd over de resultaten na uitvoering van het onderzoek. ‘Hoe kun je een theeglas nog beter isoleren?’ Dat is de vraag aan de kinderen in de groep. Werken met kokend water of het inschenken van hete thee kan allebei gevaarlijk zijn. Vertel de kinderen dat je bij een onderzoek altijd moet letten op de veiligheid.
n ve
ge
Ge
Isolatie
n
ele
am
erz sv
ns op een hoe je gegeve Kinderen leren amelen. rz ve nt ku jze betrouwbare wi
10
Gouden Lessen
Lesidee
3
Limonadesiroop
Onderzoeksgegevens verwerken Tijdens een kinderfeestje op een snikhete zomerdag wil je de jeugdige gasten in ieder geval voldoende te drinken aanbieden. Je hebt enkele flessen limonadesiroop gekocht en daaraan moet water worden toegevoegd. De productinformatie op de siroopfles beveelt een verhouding tussen siroop en water aan van 1:5. Maar klopt dit wel? Hoe gemiddeld zijn de gasten op jouw feestje? Er zit maar één ding op. Je gaat onderzoek doen.
Gegevens verwerken
Limonade
A
B
C
1e keus
3
15
6
24
2e keus
6
6
12
24
3e keus
15
3
6
24
24
24
24
In een proefopstelling bied je een proefpanel van 24 basisschoolleerlingen ieder drie glaasjes limonade aan. De limonade in glas B is gemaakt volgens de aanwijzingen op de verpakking, in glas A zit minder siroop en in glas C juist meer. De limonade in glas C is uiteraard heel zoet. Het onderzoek richt zich op de vraag waar de voorkeur van kinderen naar uit gaat. Omdat er kleurverschil zichtbaar is, proeven de kinderen met een blinddoek om en wordt de volgorde waarin de limonade wordt geproefd, gevarieerd. Per proefpersoon wordt schriftelijk bijgehouden wat de eerste, tweede en derde keus is. Deze gegevens worden eerst verzameld in een totaaloverzicht. Daarna kan het verwerken van de onderzoeksgegevens beginnen.
Tabellen en grafieken
Limonadesiroop 1e keus
De kinderen leren dat je de gegevens kunt ordenen op een grafische manier. Dit helpt bij het trekken van een conclusie. Eerst noteer je de ruwe data en daarna kies je een grafiek of tabel om de onderzoeksgegevens te verwerken.
Minder siroop Volgens verpakking Meer siroop
Ik bespreek de verschillen tussen de tabel en de cirkeldiagram. De tabel laat mooi zien dat er 3 × 24 keer is gestemd. In de cirkeldiagrammen zie je snel dat limonade B en daarna limonade C de voorkeur hebben. Kinderen houden blijkbaar van zoet!
Limonadesiroop 2e keus Minder siroop Volgens verpakking Meer siroop
en
n ve
ge
Ge
Limonade
erk erw sv
ksgegevens dat je onderzoe Kinderen leren afieken. gr met tabellen en kunt ordenen
Science in de basisschool
11
Lesidee
4
Zonnecel Onderzoek presenteren Je bent op visite bij je buurvrouw en terwijl je in gesprek bent, wordt je aandacht getrokken door een bloem in de vensterbank. Het is een bloem die geluid maakt en ook nog eens beweegt. De bloem heeft een zonnecel en het gesprek verandert van onderwerp. ‘Het was een soort bouwpakket’, zegt je buurvrouw. ‘De bloemsteel kan er van af. Misschien bewegen de bladeren dan nog sneller. Ik vraag me ondertussen af of hij ook beweegt wanneer je er een schemerlamp boven houdt. En zou het wat uit maken of de lamp hoger of lager hangt?’ De nieuwsgierigheid groeit. Het is tijd voor een onderzoek.
Onderzoeksverslag
Presenteren
Hier zie je een basisformat voor een onderzoeksverslag. Bovenaan staat een naam die je hebt gegeven aan het onderzoek. Daarmee benoem je de kern van het onderzoek. Met tekeningen én een beschrijving vertel je hoe het onderzoek is verlopen. Je benoemt de conclusie en je geeft aan welk vervolgonderzoek denkbaar is.
Van het uitvoeren van onderzoek heb je veel geleerd. Je hebt kennis opgedaan als antwoord op de onderzoeksvraag. Ook heb je de fases in een onderzoek beter leren kennen. Presenteren is een van die onderzoeksfases. Kinderen leren mogelijkheden kennen om anderen te laten profiteren van jouw kennis over onderzoek doen en over het onderwerp waar je onderzoek naar hebt gedaan. Mondeling presenteren betekent dat je een mini-spreekbeurt houdt en dit kun je ondersteunen met foto’s of tekeningen. Ook kun je in een proefopstelling laten zien wat je hebt bedacht. Bij mondeling presenteren kan een gesprek ontstaan met de klasgenoten of ouders aan wie je presenteert. Schriftelijk presenteren heeft als voordeel dat je mensen kunt bereiken die zich op een andere plaats bevinden dan waar jij nu bent. Dat is een van de redenen waarom wetenschappers artikelen schrijven.
Zonnebloem
Wat heeft mij geïnspireerd?
De meeste kinderen tellen het aantal bewegingen per minuut. Daardoor ontwikkelen ze een goed begrip van de minuut als maat.
Hoe is het onderzoek verlopen? Tekening Wat is de conclusie?
Welke mogelijkheden zie ik voor vervolgonderzoek?
en ter sen
n ve
ge
Ge
Zonnecel
re sp
ltaten van hoe je de resu Kinderen leren schriftelijk en g lin de on m k een onderzoe ren. kunt presente
12
Gouden Lessen
Niveaubepalers Tijdens sciencelessen werk je vrijwel altijd aan één of meer van de onderstaande doelen. Ze sluiten aan op het overheidsbeleid om onze kenniseconomie verder vorm te geven. De overheid wil de interesse van kinderen voor exacte beroepen en het doen van onderzoek versterken. Naast kennis hierover is een positieve attitude voor bètawetenschappen en onderzoek bij de jeugd wenselijk. Sciencedoelen: • Kinderen leren om zelfstandig onderzoek te doen. • Kinderen verwerven bètawetenschappelijke kennis. • Kinderen ontwikkelen een positieve attitude ten aanzien van de inhoud van bètawetenschappen. • Kinderen ontwikkelen een positieve attitude ten aanzien van het doen van onderzoek als middel voor kennisverwerving. Een lineaire leerlijn science voor de hele basisschool bestaat nog niet. Het is de vraag of zo’n leerlijn ooit ontwikkeld kan worden. Toch moet er in het aanbod science voor vier- tot twaalfjarigen een logische opbouw ontstaan. Om de sciencelessen geleidelijk aan moeilijker te maken, kun je gebruikmaken van de drie onderstaande niveaubepalers: ses
sfa
tal Aan
k zoe der
on
Het aantal ondersfases neemt toe en wordt een volledige onderzoekscyclus.
1
Niveaubepaler 1: Het aantal onderzoeksfases neemt toe. Je kunt science in de basisschool starten met lessen waarin slechts een of twee fases van de onderzoekcyclus aan de orde komen. Stel je de situatie voor dat je leerlingen in groepjes een grafiek geeft met de opdracht om hierover klassikaal iets te vertellen. Je stelt vragen. ‘Waar gaat de grafiek over en welke conclusies kun je trekken?’ De leerlingen maken nu gebruik van onderzoek dat anderen hebben uitgevoerd. Alleen het presenteren van onderzoeksgegevens wordt nu geoefend. Niveaubepaler 2: De onderzoeksvraag wordt complexer. Je kunt de onderzoeksvraag zo klein houden dat hij past bij een kleutergroep. Zo kun je bijvoorbeeld de vraag stellen welke huisdieren de kinderen hebben. In een beelddiagram maak je samen een overzicht van alle honden, katten en cavia’s. Dit is een piepklein onderzoek waaruit kleuters zelf conclusies kunnen trekken. Het onderzoeken van factoren die bepalen hoe lang een papieren vliegtuigje in de lucht kan blijven, is veel ingewikkelder. Deze vraag past bij een bovenbouw. Niveaubepaler 3: De inbreng van de leerlingen neemt toe. De inbreng of sturing van de leerkracht zal in eerste instantie groot zijn. De leerkracht is een rolmodel en de leerlingen volgen. Geleidelijk aan neemt de leerlingsturing toe. In een onderzoek naar het stuiten van een stuiterbal kan de leerkracht eerst zelf de onderzoeksvraag noemen. Die kan betrekking hebben op de vergelijking van stenen stoeptegels als ondergrond en een ondergrond van laminaat. Na dit onderzoek kunnen kinderen zelfstandig nieuwe onderzoeksvragen formuleren.
aag svr
oek erz
d On
2
De onderzoeksvraag wordt complexer.
van ng bre
gen
rlin
lee
In
3
De docentsturing neemt af en de leerlingsturing neemt toe.
Een geleidelijke invoering van Science in de basisschool is nodig om de kinderen hiermee vertrouwd te maken. Dit geldt ook voor de leerkrachten. Het begeleiden van onderzoek naar natuur en techniek is aantrekkelijk maar niet eenvoudig.
13
Science in de basisschool
Grafieken In de kennisbasis rekenen-wiskunde voor de lerarenopleiding basisschool is een kennisonderdeel opgenomen onder de naam Verbanden. Het is kennis waarover de leerkracht moet beschikken om leerlingen te ondersteunen bij het lezen en construeren van tabellen en grafieken. Een staafdiagram, een lijndiagram en een cirkeldiagram komen het meeste voor.
10 8 6 4 2 0 Dit kan een staafdiagram zijn met als titel ‘Hoe ga je naar school’. Ga hierover met kinderen in gesprek. Welke informatie moet worden toegevoegd onder iedere staaf? Kiezen kinderen voor een woord of een pictogram? Wanneer moeten de getallen op de y-as aangepast worden?
50 40 30 20 10 0 Dit kan een lijndiagram zijn met als titel ‘Temperatuur in het klaslokaal op een zomerdag’. Ga hierover met kinderen in gesprek. Welke schaalverdeling moet worden toegevoegd aan de x-as? Kiezen de kinderen voor een schaalverdeling van 24 uur of voor de duur van een schooldag? Hoe kun je de schaalverdeling op de y-as verbeteren?
Dit kan een cirkeldiagram zijn met als titel ‘Mijn gemiddelde dagbesteding’. Ga hierover met kinderen in gesprek. Een deel van de dag besteed je aan slapen en naar school gaan. Natuurlijk doe je meer op een dag. Welke namen kun je geven aan de verschillende delen van de cirkeldiagram? Hoeveel uur is een etmaal? Wat weet je over de duur van ieder deel van de cirkeldiagram?
Van verhoudingstabel naar cirkeldiagram Met de bovenstaande cirkeldiagram van de besteding van een etmaal kun je kinderen leren hoe een cirkeldiagram gemaakt wordt. Een verhoudingstabel is daar een handig hulpmiddel bij. In een cirkeldiagram van een etmaal verdeel je 24 uur over 360 graden. Verhoudingstabel; cirkel - etmaal 360 graden 24 uur
360
180
90
30
15
24
12
6
2
1
Je kunt de afname en toename van temperatuur in een lijndiagram plaatsen, maar het vervoer van en naar school niet. De keuze van de grafiek moet passen bij de aard van de gegevens. Daarover ga ik met de kinderen in gesprek.
14
Gouden Lessen
Planning en materialen Science in de basisschool Planning Teamvergadering
PowerPointpresentatie
45 minuten
De teambijeenkomsten met instructie voor de leerkracht
Viermaal instructie voor de leerkracht met de onderwerpen: - Tuinkers - Limonadesiroop - Isolatie - Zonnecel
30 minuten per onderwerp
De lessen voor de leerlingen
Onderwerpen: - Tuinkers - Limonadesiroop - Isolatie - Zonnecel
45 minuten per les
Materialen Teamvergadering
Enkele doosjes met daarin kleine snoepjes in verschillende kleuren
Tuinkers
- Zakjes tuinkers - Potjes - Potgrond
Limonadesiroop
- Een fles limonadesiroop - Doorzichtige plastic bekertjes
Isolatie
-
Zonnecel
Bloemen die bewegen op zonnecellen
Theeglazen met enkele wand Theeglazen met dubbele wand Vleesthermometers Aluminiumfolie
Science in de basisschool
Colofon Auteur: Vincent Klabbers Ontwerp en opmaak: Reaktorº mediaontwerpers, Zwolle Illustraties: Richard Flohr, De Meern Fotografie: Vincent Klabbers, Oirschot
ThiemeMeulenhoff ontwikkelt leermiddelen voor Primair Onderwijs, Voortgezet Onderwijs, Beroepsonderwijs en Volwasseneneducatie en Hoger Onderwijs. Meer informatie over ThiemeMeulenhoff en een overzicht van onze leermiddelen: www.thiememeulenhoff.nl of via onze klantenservice (088) 800 2017 ISBN 978 90 06 63574 4 Eerste druk, eerste oplage, 2013 ©ThiemeMeulenhoff, Amersfoort, 2013
Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door foto-kopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16 Auteurswet j° het Besluit van 23 augustus 1985, Stbl., dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Publicatie- en Reproductierechten Organisatie (PRO), Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp (www.stichting-pro.nl). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet) dient men zich tot de uitgever te wenden. Voor meer informatie over het gebruik van muziek, film en het maken van kopieën in het onderwijs zie www.auteursrechtenonderwijs.nl. De lesideeën behorende bij deze uitgave mogen vrij gekopieerd worden.
15
ThiemeMeulenhoff, meer dan een uitgeverij ThiemeMeulenhoff is één van de grootste educatieve uitgeverijen van Nederland en ontwikkelt lesmaterialen voor het Primair Onderwijs, Voortgezet Onderwijs, Beroepsonderwijs & volwasseneneducatie en Hoger Onderwijs. Een succesvolle uitgave van ThiemeMeulenhoff is de reken-wiskundemethode Alles telt voor het primair onderwijs. De kennis en ervaring op het gebied van het uitgeven van die methode wordt ingezet bij de ontwikkeling van de Gouden Lessen. Bij de ontwikkeling van nieuwe leermiddelen werken wij nauw samen met auteurs en specialisten uit de praktijk. Zo zijn wij in staat de laatste ontwikkelingen in het onderwijs te verwerken en innoverende materialen te ontwikkelen, passend bij het onderwijs van nu. Zo kunt u het beste uit uw leerlingen halen!
