SCIENCE LEREN Kinderen denken na over de aarde en het heelal. Over baby’s in de buik en over dinosauriërs. Ze stellen vragen zoals: • • • • •
Waarom is de lucht blauw? Waarom is de zee zout? Hoe werkt een auto? Waarom zijn er geen mammoeten meer? Hoe komt het dat satellieten om de aarde kunnen draaien?
Allemaal vragen over de wereld om ons heen. Die gaan over verschijnselen in de natuur. Maar ook over hoe dingen gemaakt worden. Vragen over wetenschap en techniek onderwerpen. Bijna iedereen, groot en klein, weet of denkt wel iets over deze onderwerpen. Soms zijn het wat losse feitjes en soms zijn het heel geavanceerde ideeën over hoe dingen in elkaar steken. Wat iemand weet verschilt van persoon tot persoon. Iemand die zich jaren verdiept heeft in de “ blauwe muntgoudhaan” , me dunkt dat die meer weet over deze zeldzame kever dan iemand die het beestje nog nooit is tegengekomen. En zo kan ook prima voorkomen dat een kind van zeven jaar met een fascinatie voor dinosauriërs, hier veel meer over vertellen kan, dan z’n vader of oma. Hoe kom je aan kennis? En hoe weet je die kennis te gebruiken? Heel simpel gezegd gaat het als volgt: • • • •
er gaat wat in, er gebeurt wat, en er komt wat uit waaruit je kunt opmaken (door wat iemand zegt of hoe iemand zich gedraagt) dat hij kennis heeft vergaard.
1. Er gaat wat in: bronnen van informatie Er zijn soorten bronnen van informatie namelijk theoretische informatie + ervaringen Theoretische informatie Dat is bijvoorbeeld informatie die je als leerling op school krijgt aangereikt, de leerkracht die je vertelt dat de aarde om de zon heen draait en niet de zon om de aarde. Of informatie die je leest, in een tijdschrift zoals de Kijk of wetenschapsbijlage van de krant. Of de informatie die krijgt doordat je een programma op tv kijkt, zoals de prachtige documentaires van David Attenborough als Frozen Planet of Planet Earth.
FEAST workshop – Talking about science -‐ science center NEMO – 6 November 2012
1
Ervaringen Een andere hele belangrijke bron is ervaring. Al van jongs af aan doe je ervaring op door je omgeving waar te nemen. Als een dreumes keer op keer voorwerpen van tafel maait en ziet dat ze op de grond vallen dan levert dat informatie op over zwaartekracht. Wanneer je op de fiets lekker schuin de bocht door crosst dan geeft dat je informatie over middelpuntzoekende kracht. Verschil? Een belangrijk verschil tussen deze twee bronnen is dat theoretisch informatie verbaal of visueel is. Deze informatie bestaat in woorden of in beeld (bijvoorbeeld diagrammen of tabelletjes). Je gebruikt woorden om de informatie uit te wisselen. Ervaringen zijn non-verbaal.
2. Er gebeurt wat: van informatie naar kennis Je krijgt dus via verschillende bronnen informatie binnen. En dan? Wat doe je daar dan vervolgens mee? In je hoofd zijn er twee verschillende verwerkingsprocessen. Het impliciete leerproces en het expliciete leerproces. Impliciet leerproces Met een impliciet leerproces wordt bedoeld dat informatie min of meer automatisch verwerkt wordt. Je hoeft er geen moeite voor te doen. Je hoeft er niet actief iets voor te doen. Uit de ervaringen die je opdoet, destilleer je vanzelf regelmatigheden. Door heel vaak dingen heel veel verschillende soorten dingen te laten vallen, heb je op een gegeven moment impliciete kennis over hoe dingen vallen. Die impliciete kennis maakt dat als een kopje van tafel stoot, je het weet op te vangen. Deze impliciete kennis is bijna niet in woorden te vatten. Je maakt niet eerst een berekening in je hoofd van welke krachten er allemaal een rol spelen en welke richting die krachten hebben. Ook kan je niet verwoorden welke spieren je allemaal aanspant om uit te reiken om dat kopje op te vangen. Maar je kan het wel, dat kopje opvangen! Dat komt doordat de ervaring die je opgedaan hebt, is omgezet in impliciete kennis. Impliciete kennis is over het algemeen een hele goede voorspeller voor nieuwe situaties. Impliciete kennis is daarom heel erg belangrijk om te kunnen overleven als mens. Maar het heeft ook zijn beperkingen. Vaak gaat de kennis maar in bepaalde specifieke gevallen op. Het klopt dus wel, maar het generaliseert slecht. Expliciet leerproces Een andere manier om informatie te verwerken is via een expliciete leerproces. Dan verwerk je de theoretische informatie door na te denken, door te redeneren. Je combineert nieuwe informatie met kennis die je al hebt, je gaat relaties leggen, conclusies trekken. Dat doe je niet met alle theoretische informatie die je binnen krijgt hoor. Sommige informatie sla je gewoon op als losse feitjes. En een groot deel van de informatie vergeet je gewoon weer.
FEAST workshop – Talking about science -‐ science center NEMO – 6 November 2012
2
3. Er gaat wat uit: De kennis die je vergaard hebt, zet je vervolgens in om te kunnen overleven, om te kunnen functioneren. Dat doe je door ofwel: • •
door te communiceren ( je kind waarschuwen dat de kat kan bijten als hij aan de staart wordt opgetild) door gedrag te vertonen (in de schaduw gaan lopen om zo te voorkomen dat je verbrandt)
INTEGREREN VAN KENNIS Over dat integreren van kennis, dat expliciete leerproces, daar wil ik nog iets dieper op in gaan. Om werkelijk te doorgronden en te begrijpen hoe iets in elkaar steekt, is het de kunst om nieuwe informatie en bestaande kennis te integreren.
Dat leerproces lijkt wel wat op de wijze waarop wetenschappers te werk gaan. Ook zij proberen nieuwe kennis, die ze vergaren middels het experimenteren, te verklaren en in verband te brengen met de theoretische informatie die er al is. Om zo tot nieuw inzicht te komen.
De beroemde natuurkundige Newton bijvoorbeeld was op zoek naar een natuurwet waarmee hij zwaartekracht kon beschrijven. En wel op zo’n manier dat het algemene geldigheid had. Hij zocht een verklaring die verder gaat dan de constatering “dingen vallen naar beneden als ze niet ondersteunt worden”. Wat op zich een prima omschrijving is. En ook een hele functionele, voor gebruik in het dagelijks leven. Maar het is er niet een met een algemene geldigheid.
De gravitatie wet van Newton (F = G(m x M) /r2) is dat wel. Daarmee kun je niet alleen de zwaartekracht op aarde voorspellen. Maar je kunt er ook mee verklaren waarom Andre Kuipers geen zwaartekracht ondervond toen hij in het ISS verbleef.
Om werkelijk te doorgronden en te begrijpen hoe het zit, is het de kunst om nieuwe informatie en bestaande kennis te integreren. En dat is een SUPERLASTIG proces! Waar je moeite voor moet doen. Dat gaat niet vanzelf. Het kan heel goed zijn dat de impliciete en expliciete kennis die je op een gegeven moment hebt over een onderwerp niet overeenkomt. Soms kan het zelfs tegenover elkaar lijken staan. Of naast elkaar te bestaan.
Een mooi voorbeeld hiervan is als je kijkt naar hoe mensen denken over de massa van een boomstam. Stel je hebt een zaadje en een stronk hout. Die stronk hout is vele en vele malen zwaarder dan het zaadje. Waar komt die massa vandaan? Hebben jullie een idee? FEAST workshop – Talking about science -‐ science center NEMO – 6 November 2012
3
Hier volgt interactief gesprek. Hoe dit verloopt hangt af van de antwoorden die de deelnemers geven. Als presentator is het belangrijk om goed door te vragen als een deelnemer met een antwoord komt. Als iemand inbrengt dat de massa van water komt, vraag dan door “ Maar hoe wordt water dan hout?”. Als iemand opmerkt “dat komt van de zon” vraag dan door “Maar zonlicht weegt toch niets? Hoe kan dat dan?”. Zorg er wel voor dat de deelnemers zich te allen tijde veilig voelen. Het gaat niet of goed of fout of slim of dom. Maar de deelnemers na te laten denken wat ze over het onderwerp weten en of ze echt een duidelijk beeld hebben van hoe het werkt of wat gewoon losse feitjes weten. Een boom, hout bestaat voor een groot deel uit cellulose. Cellulose is een soort van lange ketting van suikermoleculen. Een plant haalt CO2 uit de lucht en water uit de grond en zet dit onder invloed van zonlicht om in suiker en zuurstof. En daarna de suikers om in cellulose. De natuurwetenschappelijke verklaring is dus dat de massa van een boom uit de lucht komt. Dat is intuïtief een heel raar gegeven. Wij ervaren de lucht om ons heen niet als zwaar. Ook kun je het proces waarmee CO2 wordt omgezet in suikers niet waar nemen. Wat je wel ziet is dat bomen en planten in de aarde staan. En dat planten water nodig hebben. En misschien ook wat extra voeding, een beetje Pokon op z’n tijd. Het is dan ook niet zo vreemd dat veel mensen antwoorden: de massa komt uit de grond. Dat geldt zelfs studenten met een technische opleiding. Ik heb een stukje film uit een BBC documentaire die ik jullie wil laten zien. Een interviewer gaat met cameraman langs op MIT, een universiteit in de VS. De studenten hebben net hun diploma ontvangen. De interviewer stelt de studenten een aantal vragen.
GEEF WOORDEN AAN WAT JE DENKT De kunst bij het science leren is om nieuwe informatie en bestaande kennis te verbinden. Dat gaat niet vanzelf, je moet er een moeite voor doen. • •
kinderen hebben hierbij hulp nodig van hun ouders of leerkracht volwassenen zijn gebaat bij een sparring partner
Iedereen moet er moeite voor doen. Maar het levert ook heel erg veel plezier op als je uiteindelijk begrijpt hoe iets in elkaar steekt, als je een moment van inzicht ervaart. Wat helpt in dit leerproces is om je ervaringskennis, dat is non-verbale kennis, eerst in woorden uit te drukken. Dus dat je dat wat je denkt expliciet maakt. Expliciete kennis is namelijk makkelijker aan te passen dan impliciete kennis. Als je dat doet dan kun je op een punt komen dat je denkt, hè getverderrie nou snap ik het niet meer. Ik dacht dat ik het begreep, maar nu lijkt het niet meer te kloppen. Dat moment is een heel waardevol moment. Dat betekent dat je wat in gang gezet hebt. Het heeft je misschien wel nieuwsgierig gemaakt. Het is een uitstekend begin om te gaan experimenteren.
FEAST workshop – Talking about science -‐ science center NEMO – 6 November 2012
4
DE WORKSHOP Jullie gaan zo direct samen met je kind een fenomeen nader onderzoeken. Dat gaat als volgt: Stap 1 Voorspellen We starten de workshop met een science quiz. Deze quiz bestaat uit tien. Per vraag krijg je een situatie voorgeschoteld en moet je een voorspelling doen. Kinderen noteren de antwoorden in een werkboekje. Ouders op een quiz- formulier. Het is de bedoeling dat iedereen zijn eigen antwoord noteert. Kinderen en ouders zitten gescheiden van elkaar. Doel:
aanspreken van de intuïtieve kennis
Stap 2 Verklaren Ouder en kind vormen nu een team. Neem samen de antwoorden door die jouw kind heeft gegeven op de quizvragen. Jij stelt de vragen en je kind vertelt wat hij denkt. De ouder:
- stelt vragen en schrijf op wat het kind zegt - legt niet uit - maakt het kind opmerkzaam op eventuele tegenstrijdigheden
Doel:
Kind maakt zijn kennis expliciet. Ouder krijgt inzicht in wat kind al weet.
Stap 3 Experimenteren Bij iedere quizvraag hoort een proefje. Jullie mogen zelf uitkiezen welke proefjes jullie gaan doen. Het experimenteren doen jullie samen. Probeer alle twee hardop te benoemen wat je waarneemt. Vergelijk aan het eind van het proefje het resultaat met de voorspelling die het kind had gemaakt. En bedenk een zo nodig nieuwe verklaring. De ouder:
helpt bij het trekken van een conclusie, door samen te vatten wat jullie hebben waargenomen
Doel:
Nieuwe kennis verwerven
Stap 4 Reflecteren Door te voorspellen, te verklaren en te experimenteren is er een denkproces op gang gebracht. Verwacht niet dat je kind (of jijzelf) nu alles begrijpt over het fenomeen, dat zou niet realistisch zijn.
Loop samen even alle experimentjes in je hoofd na. Wat vonden jullie het meest verrassend vandaag? Waarom was het zo verrassend was? Schrijf het op, zodat je er straks thuis weer op terug kunt komen. Demonstratie We geven nog een korte demonstratie, waarin we ook wat uitleggen over het fenomeen. Er is gelegenheid tot het stellen van vragen. FEAST workshop – Talking about science -‐ science center NEMO – 6 November 2012
5
