Met dank aan de directeuren, leraren én leerlingen die hebben meegewerkt aan de totstandkoming van deze brochure

Colofon Tekst Jacqueline Kuijpers, MareCom, Breda CoGrdinatie Carlijn Schendstok, Platform Bèta Techniek Foto's DigiDaan, Amsterdam; Joris Hetsen, Amsterdam, Jacqueline Kuijpers, Breda Vormgeving Plan B Amsterdam, Bert van Zutphen

Met dank aan de directeuren, leraren én leerlingen die hebben meegewerkt aan de totstandkoming van deze brochure. 3

Inhoudsopgave Inleiding

Voorwoord In de meeste Engelstalige landen staan lessen in science op het rooster. Niet alleen in het voortgezet onderwijs maar juist ook op de basisschool. In Nederland ontbreekt een dergelijke traditie. Het Programma VTB (Verbreding Techniek Basisonderwijs) brengt met 'wetenschap en techniek' dit onderwerp binnen handbereik. Daarmee beschikt nog niet elke school over de benodigde materialen, en elke leerkracht over de gewenste vaardigheden.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Interview - Visie op wetenschap in de klas, OBS 't Panorama, Arnhem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1. Achtergrond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Interview - Visie op wetenschap in de klas, CBS Betrouwen, Bakkeveen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2. De drie pijlers van onderwijs in wetenschap en techniek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Interview - Visie op wetenschap in de klas, de Delftse Montessorischool, Delft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Deze brochure is bedoeld om u als leerkracht te inspireren en te helpen. Soms lijkt 'wetenschap' in de klas iets heel moeilijks, maar meestal is het verrassend eenvoudig. Wetenschap begint met een vraag en leidt tot een zoektocht naar een antwoord. Als u kinderen de ruimte geeft om hier

3. Uitgelicht: Pijler 1 - Kennis van wetenschappelijke en technische concepten (A) en vaardigheid in wetenschappelijk en technisch redeneren (B) . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

gestructureerd mee aan de slag te gaan, dan zult u verbaasd staan over de verrassende resultaten en de motivatie van uw leerlingen.

Interview - Visie op wetenschap in de klas, OBS De Starter, Groningen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Ik wens u plezier toe bij de spannende ontdekkingsreis die u zult gaan maken met uw leerlingen.

4. Uitgelicht: Pijler 2 - Houding ten opzichte van wetenschap en techniek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Interview - Visie op wetenschap in de klas, OBS De Vlieten, De Lier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Jan Noordam

5. Uitgelicht: Pijler 3 - Pedagogisch-didactische vaardigheden, met name op het gebied van onderzoekend en ontwerpend leren . . . . . . . . . . . . . . . 42 Interview - Visie op wetenschap in de klas, RKBS Titus Brandsma, Brunssum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 6. Op weg naar een eigen visie en inhoud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Programma VTB

Interview - Visie op wetenschap in de klas, SBO Westerhage, Breda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

Bijlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Literatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4

5

Inleiding Wetenschap in de klas? Meneer, hoe kan de zon in de zee zakken, want dan smelt hij toch? Hoe kan een spons water opzuigen? Juf, hoe slaapt een astronaut in een raket? Hoe werkt een videocamera? Kinderen borrelen over van nieuwsgierigheid. Ze willen de wereld om hen heen kennen en begrijpen. Het is deze onderzoekende houding die het onderwijs in wetenschap en techniek wil stimuleren. Met de invoering van de nieuwe kerndoelen staan wetenschap en techniek vanaf dit jaar op het rooster van iedere basisschool. Nu is techniek redelijk eenvoudig vorm te geven, dankzij het 'hands-on' karakter. Maar wat moet je in de klas met wetenschap? Of beter: wat kún je in de klas met wetenschap? Op zoek naar het antwoord op deze vraag hebben wij zeven basisscholen bezocht, die goed op weg zijn met de invoering van wetenschap. Verspreid in deze brochure vindt u interviews met leraren en directies van deze scholen. Daarin vertellen zij over hun ervaringen met onderwijs in wetenschap en techniek: wat werkt en wat niet. En: wat maakt een les wetenschap krachtig? De interviews geven de overkoepelende visie van de scholen weer. Hoe die visie in praktijk wordt gebracht kunt u lezen in de reportages, die een beeld schetsen van een les wetenschap op de scholen in kwestie. Deze lessen bestrijken het hele brede spectrum van natuurwetenschap en dienen tevens als inspiratiebron voor uw eigen lespraktijk. Het aardige is dat de kennis en ervaringen van deze zeven scholen samen een perfecte wegwijzer vormen door de theoretische achtergrond van onderwijs in wetenschap en techniek. Uit deze verzamelde good practices hebben wij dan ook een aantal handvatten gedestilleerd waarmee u op uw school een visie kunt ontwikkelen die bij uw school en uw leerlingen past. Wetenschap in de klas!!

6

Ruig. “Leraren moeten hun methode los durven laten. Dat is best een angstig gevoel in het begin. Als werkgroep kunnen wij hen steunen: we kunnen lesideeën aandragen, gastlessen verzorgen, de deuren open zetten. Je ziet dat leraren enthousiast worden van het enthousiasme van de kinderen.” “Je leert kinderen dat ze zichzelf heel veel kunnen aanleren. Dat geeft ze zelfvertrouwen.”

Sturen in onderzoekend leren Basisschool 't Panorama in Arnhem is een school met een duidelijke visie op leren. Het team heeft met elkaar de waarden

“Waar het om gaat is hoe je kinderen zelf aan het onderzoeken krijgt”, zegt Hullegien. “Daarom moet je je er in je lessen steeds van bewust

'verwondering, ruimte geven, integriteit, veiligheid en verantwoordelijkheid' benoemd als leidraad hoe zij onderwijs willen

zijn dat je de kinderen stuurt in het onderzoekend leren. Mijn standpunt is altijd: ik geef niet zomaar een antwoord als kinderen mij iets vra-

geven. Dat geeft ook richting aan hun visie op wetenschap en techniek.

gen. Zoek het eerst zelf maar eens uit.” Een andere belangrijke voorwaarde voor succes is vertrouwen geven. Dat begint al bij de kleuters.

Het afgelopen jaar heeft het hele team van 't Panorama het nascholingstraject van VTB-Pro gedaan. “Daarin staat zelf experimenteren centraal”,

jouw vertrouwen. Ik heb bijvoorbeeld een timmertafel met hamers en zagen. Ouders zijn daar heel bezorgd over. Ten onrechte. Kinderen kunnen

Annette de Ruig: “Kleuters hebben nog een onbevangen verwondering. Juist een kleuter wil experimenteren. Wat zij daarbij nodig hebben is vertelt Jolijn Hullegien, leraar groep 7 en 8 en lid van de werkgroep wetenschap en techniek. “Ons doel was vooral het team te enthousias-

meer dan je denkt. Ik geef mijn kleuters het vertrouwen dat ze daarmee goed om gaan. En die verantwoording kunnen ze - op een uitzondering

meren. En dat is gelukt. Het was een heel zinvolle nascholing. Veel collega´s dachten te groot. En te eenzijdig. VTB-Pro heeft ons echt de

na - aan.”

ogen geopend. Wetenschap en techniek is niet alleen stroomkringen maken. Door dit nascholingstraject zijn we gaan inzien dat alleen al de manier van vragen stellen een onderzoekende houding kan stimuleren.”

Wat maakt een les wetenschap krachtig?

“Je leert de kinderen dat ze zichzelf heel veel kunnen aanleren”, zegt Annette de Ruig. “Zo leren ze dat ze de juf niet voor

Werkgroep

alles nodig hebben. Daar worden ze zelfstandig van én ze krijgen meer zelfvertrouwen. Ook de kinderen die cognitief niet

Jolijn Hullegien vormt samen met collega Annette de Ruig (groep 1/2) de kern van de werkgroep wetenschap en techniek op school. Zij hebben

heel sterk zijn.” Jolijn Hullegien: “Kinderen leren vreselijk veel door ervaren. Ze krijgen op deze manier veel meer bagage mee

de visie van de school op wetenschap en techniek ontwikkeld:

dan uit de boeken.”

Kinderen leren vanuit verwondering en bewondering Kinderen ontwikkelen een onderzoekende houding Kinderen kunnen gericht en gedetailleerd waarnemen Kinderen kunnen een onderzoek opzetten, uitvoeren en verwerken Nu geven ze, samen met collega's uit de onder-, midden-, en bovenbouw handen en voeten aan de inhoudelijke invulling. 't Panorama werkt voor de zaakvakken in thema's. Deze manier van werken biedt volop kansen om met wetenschap en techniek aan de slag te gaan. Ieder jaar worden de thema's - per klas, bouw en schoolbreed - vastgelegd. Jolijn Hullegien: “Als werkgroep bereiden wij een thema voor en geven suggesties hoe je er wetenschap en techniek in kunt verweven op een manier waarbij de kerndoelen aan bod komen. Omdat we met combinatiegroepen werken bieden we per twee jaar alle kerndoelen natuur en techniek aan. Daarbij hebben we veel steun aan de leerlijnen van Tule van het SLO (zoek op Tule op www.wtwijzer.nl). Zo bouwen we stukje bij beetje een databank van lesideeën op.”

Team meekrijgen De werkgroep wetenschap en techniek is nu vier jaar bezig. “Zo'n werkgroep is heel belangrijk om het team mee te krijgen”, zegt Annette de 8

9

1 . Achtergrond Kinderen worden nieuwsgierig geboren. Ze willen weten hoe de wereld om hen heen in elkaar steekt. Hoe vliegen vliegtuigen? Waarom loopt je schaduw met je mee? Hoe bouw je een sterke brug? Jonge kinderen stellen vragen, proberen dingen uit en bedenken verklaringen voor wat ze zien en beleven. Het zijn onderzoekers in de dop. Ze sprankelen. Waar het om gaat is die sprankeling te behouden. Ook als kinderen ouder worden en ze hun onbevangenheid langzaamaan kwijt raken. Goed onderwijs in wetenschap en techniek kan hierin een belangrijke rol spelen. Want dit stimuleert kinderen hun eigen vragen te formuleren en zélf op onderzoek te gaan naar de antwoorden. Zo sluit onderwijs in w&t aan bij die sprankeling van kinderen en kan het een belangrijke bijdrage leveren aan talentontwikkeling. Goed voor het kind. En goed voor onze kenniseconomie. In 2004 heeft de overheid het Programma VTB gelanceerd: Verbreding Techniek Basisonderwijs. Dit maakte het scholen mogelijk om met een stimuleringsbijdrage van €12.000 wetenschap en techniek op een hoger plan te brengen. Er zijn nu 2.500 VTB-scholen, dat is een derde van het totaal aantal basisscholen. In 2007 is de aandacht van sec techniek komen te liggen op wetenschap en techniek. Om leraren (en pabo-studenten) de kans te geven zich op dit terrein te specialiseren is met succes het Programma VTB-Pro gelanceerd. Dit programma voorziet in de bijscholing van 5.000 leerkrachten en 5.000 pabo-studenten. Zij dienen als vliegwiel en kunnen met hun kennis en enthousiasme kinderen, maar zeker ook collega's, inspireren. Om dit te alles realiseren zijn verspreid over het land Kenniscentra Wetenschap & Techniek (KWT's) opgericht. Hierin werken pabo's en universiteiten nauw samen met Regionale Steunpunten VTB, science centra en regionale bedrijven. De KWT's ontwikkelen scholingstrajecten maar coördineren ook wetenschappelijk onderzoek naar onderwijs in w&t. Sinds dit schooljaar zijn de nieuwe kerndoelen natuur en techniek verplicht op alle basisscholen. Zij vormen het kader van wetenschap en techniek op school. Met VTB en VTB-Pro als ondersteuning zullen beide dan ook een prominentere plaats gaan innemen in alle schoolcurricula. Zodat talent voor wetenschap en techniek kan (op)bloeien!!

10

De doorgaande leerlijn 'science' van OBS De Starter

Leren door doen

Groep 0

Groep 1/2/3

Groep 4/5

Groep 6/7

Groep 8

VO klas 1/2/3

Ervaren

Verwachten

Verklaren

'De eerlijke proef'

Eigen onderzoek

Abstraheren Experimenten

Met een uitgebreid en divers netwerk heeft OBS De Starter een keur aan initiatieven opgezet om wetenschap en techniek op

Ontwerpen

school handen en voeten te geven. De doorlopende leerlijn voor 'science' loopt hier van de peuterspeelzaal tot en met de

Onderzoeken

derde klas van het voortgezet onderwijs.

OBS De Starter is een Daltonschool in hartje Groningen. Het is een zogenoemde vensterschool, de wegbereiders in Nederland voor de brede school.

Leerrendement

De school neemt het woord 'venster' letterlijk: met de blik naar buiten gericht heeft de school relaties aangeknoopt met talrijke organisaties, be-

Folkert Oldersma is al jarenlang bezig met de invoering van wetenschap en techniek op school. “Wij zijn gestart met wetenschap, omdat wij

drijven en (onderwijs)instellingen in en buiten de regio. Juist ook op het gebied van wetenschap.

van mening zijn dat het leerrendement veel hoger is wanneer je kinderen dingen zélf laat ontdekken en hen die kennis laat delen, dan wanneer je als leraar sec de methode aanhoudt en het onderwerp als leesles presenteert.” Het theoretisch fundament hiervoor zijn de onderzoeken van

SOS

de Amerikaan David Sousa. Hij vond dat het hoogste rendement behaald wordt door 'leren van elkaar': 95% leer je door uitleg van anderen.

'SOS' verschijnt er in rode letters op de labtop van Folkert Oldersma, projectleider innovatie, als hij deze opstart. Een woordgrapje: SOS staat voor Science Op School. Maar de noodkreet is gemeend: het is slecht gesteld met wetenschap en techniek op school, vindt Oldersma. Daarin

Van leskist tot 'mobile learning'

staat hij niet alleen. Tijdens een studiereis naar Groot-Brittannië ontmoette hij natuurkundeleraar Henk de Vries van het naburige Zernike College.

Oldersma begon heel klein met het maken van leskisten bij onderwerpen als 'het weer'. Die leskisten vervangen inmiddels structureel de les-

Samen hebben ze het initiatief genomen voor SOS, een concentrische leerlijn rond thema's voor 3-jarigen tot en met 15-jarigen. Recent richtten

sen in de methode. Voor het samenstellen van die leskisten maakt hij gebruik van pabo-studenten. Maar natuurlijk kun je niet ieder proefje in

ze het Kenniscentrum Groningen Zuid op waarin basisscholen samenwerken met scholen voor voortgezet onderwijs. “Een van de problemen

het klaslokaal doen. Dus heeft Oldersma contact gelegd met de Hanzehogeschool, waar studenten computergames ontwikkelen waarmee

waar we tegenaan lopen bij de invoering van science op de basisschool is het kennishiaat van de leraren basisonderwijs”, zegt Folkert

leerlingen proeven virtueel kunnen doen. Ook worden tests gedaan met 'mobile learning', waarbij een deel van de leerlingen op locatie on-

Oldersma. “Het middelbaar onderwijs beschikt wél over die kennis.”

derzoek doet (met laptop met opnamemogelijkheden) en via een rechtstreekse verbinding met de klas de rest van de leerlingen laat meekijken en meedenken.

Doorgaande leerlijn

Zo werkt de school op diverse fronten aan een onderzoekende houding. Uitgangspunt is daarbij dat taal nooit een barrière mag zijn.

Oldersma en De Vries hebben samen een doorgaande leerlijn voor science ontwikkeld. Deze begint op de peuterspeelzaal, die ook in het ge-

Oldersma: “Daarom werken we bijvoorbeeld bij de leskisten met stuurkaarten met instructiefoto's, zodat ook taalzwakke leerlingen in een

bouw van De Starter gehuisvest is, en loopt door tot en met derde klas van het middelbaar onderwijs. Op de peuterspeelzaal - die werkt volgens

oogopslag kunnen zien wat er van hen verlangd wordt. Wat betreft de verwerking van de stof zijn kinderen vrij om een vorm te kiezen die

de principes van Reggio Emilia - staat 'ervaren' centraal. Dit krijgt een vervolg bij de kleuters, waar de term 'verwachting' wordt geïntrodu-

hen aanspreekt. Dat kan een presentatie zijn met powerpoint, maar ook een tekening, een foto of een toneelstuk.”

ceerd, als onderdeel van de onderzoekende houding. In de middenbouw komt daar het 'verklaren' bij. In de bovenbouw maken de leerlingen kennis met 'de eerlijke proef', waarbij ze leren dat ze altijd maar één variabele mogen veranderen. In groep 8 doen de kinderen een eigen


onderzoek. Na de overstap naar de middelbare school leren de kinderen abstraheren, experimenteren, ontwerpen en onderzoeken in het vak

“Een les wetenschap wordt krachtig door de betrokkenheid van de kinderen”, zegt Folkert Oldersma. “Je moet hun nieuwsgierig-

science. Daarin zijn (in de eerste drie jaar van het Zernike) de exacte vakken samengevoegd. Pas bij de profielkeuze worden de vakken uit

heid aanwakkeren door spannende vragen te bedenken en het onderzoek spannend te maken. Bijvoorbeeld door de buiten-

elkaar gehaald.

wereld de school in te halen - en vice versa. De kracht schuilt hem ook in het karakter van wetenschap en techniek (science): leren door doen. Daarom willen we dit zoveel mogelijk integreren in andere vakken.”

12

13

2 . De drie pijlers van onderwijs in wetenschap en techniek Welke kennis en vaardigheden hebben leraren nodig om goed onderwijs in wetenschap en techniek te kunnen verzorgen? Over deze vraag heeft een groep wetenschappers zich gebogen bij de ontwikkeling van de scholingsarrangementen van VTB-Pro. Omdat Nederland geen traditie kent op het gebied van onderwijs in wetenschap en techniek hebben zij zich onder meer laten inspireren door succesvolle initiatieven in landen als Frankrijk, de Verenigde Staten en Groot-Brittannië. Op basis hiervan hebben zij drie pijlers geformuleerd waarop onderwijs in w&t steunt: 1. Kennis van wetenschappelijke en technische concepten en vaardigheid in het wetenschappelijk en technisch redeneren 2. Houding ten opzichte van wetenschap en techniek 3. Pedagogisch-didactische vaardigheden, met name op het gebied van onderzoekend en ontwerpend leren. Om goed onderwijs in wetenschap en techniek te kunnen geven, moet u, als leraar, dus beschikken over de nodige vakkennis én over de pedagogisch didactische vaardigheden om kinderen onderzoekend te laten leren. Want beide delen, het wat en het hoe, moeten kinderen bij wetenschap en techniek in samenhang leren. Met als startpunt de eigen verwondering (de zelfbedachte onderzoeksvraag) gaan kinderen op zoek naar het antwoord. Niet alleen de bestemming telt dus, het gaat ook om de reis ernaartoe. Leraren hebben hierin een sturende en stimulerende rol. Nu denkt u wellicht 'maar ik weet niets van kansberekening of van biosfeer'. Dat is niet erg. U moet het idee durven loslaten dat u als leraar op álles het antwoord moet weten. Ga samen met de leerlingen op onderzoek uit! Maar bereid die ontdekkingstocht wel goed voor: weet waar u informatie kunt vinden, en lees u goed in, zodat u uw leerlingen de weg kunt wijzen. Tot slot: in dit hele proces is uw houding cruciaal. Alleen een enthousiaste leraar kan zijn leerlingen enthousiasmeren! In de navolgende drie hoofdstukken werken we de pijlers uit.

14

Ontdekdozen Zelf ontdekken en onderzoeken vind je in de hele school terug - van de schooltuin tot het planetenstelsel dat op kleine schaal aan het plafond van de hal hangt. Wim van Schie en zijn collega Marg Paulussen hebben een aantal ontdekdozen ontwikkeld gëinspireerd op beroemde we'Het allerbelangrijkste is kinderen nieuwsgierig maken, ze prikkelen.'

tenschappers. Daarmee kunnen de kinderen - met huis-, tuin- en keukenmaterialen - zelfstandig proeven doen. Dit kan een onderdeel zijn van een klassikale les, of een vorm van zelfstandig werken. Bijvoorbeeld als de kinderen werken met de recent ontwikkelde digitale tijdlijn van de

Wetenschap en techniek valt in het Montessori onderwijs onder 'kosmisch onderwijs'. Dit vak is ontwikkeld om de samenhang

beschaving. Het aardige is dat op één tijdpagina meerdere uitvinders, uitvindingen, ontdekkingen, kunstenaars en politici staan, zodat de kin-

tussen vakgebieden als wereldverkenning en natuur te laten zien. Bruggen bouwen dus. Dat vraagt een onderzoekende houding

deren een besef krijgen van hoe ontwikkelingen samenhangen in de tijd. Als zij op de computer de afbeelding van Newton aanklikken krijgen

van de kinderen.

ze informatie over zijn uitvindingen, soms met filmpjes van proeven. Bij ieder aan te klikken onderwerp horen werkbladen met opdrachten die de kinderen zelf kunnen uitvoeren.

Met in de ene hand een golfbal en in de andere een pingpongballetje demonstreert vakdocent kosmisch onderwijs Wim van Schie de werking van de zwaartekracht. “Ik laat beide balletjes tegelijkertijd in een plak klei vallen. Dan zie je twee verschillende afdrukken. Hoe komt dat? Ga


het maar bedenken!” Dit is een voorbeeld van een prikkelende inleiding van een les kosmisch onderwijs. Een inleiding die de kinderen aan

“Je maakt kinderen bewust van waar ze mee bezig zijn”, zegt Marg Paulussen. “Als ik zie dat leerlingen een proef uitvoeren,

het denken moet zetten, waarna ze vervolgens zélf aan de slag gaan met verschillende onderzoekjes.

vraag ik ze of het zin heeft om de proef te herhalen. En waarom dan wel of niet? Hoe nauwkeurig meet je nu eigenlijk met die stopwatch? Weet je zeker dat je iedere keer op hetzelfde moment indrukt? Zo wil ik leerlingen confronteren met het waarom

De voorbereide omgeving

achter de vragen die ten grondslag liggen aan ieder onderzoek: 'Wat wil ik onderzoeken?' 'Wat heb ik daarvoor nodig?' 'Wat

Deze manier van lesgeven staat of valt met een uitdagende leeromgeving. Op de Montessorischool heet dat 'de voorbereide omgeving'. Het

verwacht ik dat er uit komt?' 'Wat zie ik dat er uit komt?' 'Wat zijn mijn conclusies?' Zo leer je kinderen kritisch te kijken.”

is één van de kurken waarop kosmisch onderwijs drijft: de nieuwsgierigheid van kinderen prikkelen en ze vervolgens op ontdekkingstocht laten gaan in een lesruimte waarin ze verschillende dingen kunnen uitproberen. Van leraren wordt verwacht dat zij leerlingen begeleiden en op weg helpen als ze vastzitten. Aan het einde van de les - of in een vervolg - demonstreren de kinderen de proefjes aan elkaar. “Zo leren de kinderen van elkaar”, zegt Wim van Schie.

Loslaten Het gevaar dat in deze aanpak schuilt is dat kinderen elkaar verkeerde dingen vertellen. Dat is iets wat leerkracht Tessa Wessels zondermeer beaamt. “Je hebt nooit echt de tijd om de diepte in te gaan. Kinderen werken individueel thuis of op school. Dan kunnen ze inderdaad verkeerde informatie vinden en gebruiken. Die angst daarvoor moet je als leerkracht direct loslaten. Want het allerbelangrijkste van deze lessen is kinderen nieuwsgierig maken, ze prikkelen. Je wilt dat ze vragen gaan stellen. De goede antwoorden komen later wel.”

Van ontdekken tot onderzoeken Kosmisch onderwijs rust op vier pijlers: het universum, het ontstaan van de aarde, van het leven/de mens en de beschaving. Met deze vier pijlers maken de kinderen op steeds diepgaandere wijze kennis. In de onderbouw begint dat met ontdekken en ervaren. In de middenbouw draait het om de vraag 'wat is dit wat ik zie/voel/ruik/hoor/proef?' En in de bovenbouw leren de kinderen als wetenschappers te kijken: 'We veronderstellen dit, maar is dat ook zo?' Een koppeling naar de 'echte' wetenschap ontbreekt overwegend, vertelt Wim van Schie . “Sommige kinderen vragen wel 'hoe zit dat nou echt?', maar veelal blijft het bij zelf onderzoek doen. Dat is ook ons doel met dit vak.” 16

17

3 . Uitgelicht: Pijler 1 Kennis van wetenschappelijke en technische concepten (A) en vaardigheid in het wetenschappelijk en technisch redeneren (B)

I -Natuurkundige systemen (a) eigenschappen en kenmerken van objecten (hetzij natuurlijke, dan wel geconstrueerde); (b) plaats en beweging van een object in ruimte en tijd;

A) De kennis - in vijf systemen

(c) kracht en beweging;

Met ingang van schooljaar 2009/2010 zijn de kerndoelen voor Natuur en Techniek (40 tot en met 46) verplicht op alle basisscholen. De kern-

(d) energie: het vermogen om verandering te veroorzaken;

doelen zijn onderdeel van 'Oriëntatie op jezelf en de wereld':

(e) omzetting van energie: zwaartekracht veroorzaakt bewegingsenergie, warmte beïnvloedt aggregatietoestand; (f) straling: licht, warmte, geluid, radiostraling, röntgenstraling;

•

De leerlingen leren in de eigen omgeving veel voorkomende planten en dieren onderscheiden en benoemen en leren hoe ze

(g) elektriciteit en magnetisme.

functioneren in hun leefomgeving. •

De leerlingen leren over de bouw van planten, dieren en mensen en over de vorm en functie van hun onderdelen.

•

De leerlingen leren onderzoek doen aan materialen en natuurkundige verschijnselen, zoals licht, geluid, elektriciteit, kracht,

•

De leerlingen leren hoe je weer en klimaat kunt beschrijven met behulp van temperatuur, neerslag en wind.

magnetisme en temperatuur. •

De leerlingen leren bij producten uit hun eigen omgeving relaties te leggen tussen de werking, de vorm en het materiaalgebruik.

•

De leerlingen leren oplossingen voor technische problemen te ontwerpen, deze uit te voeren en te evalueren.

Drijven of zinken?

•

De leerlingen leren dat de positie van de aarde ten opzichte van de zon, seizoenen en dag en nacht veroorzaakt.

Willen jullie vandaag weer professor worden? vraagt vakdocent wetenschap en techniek Hans Hollander aan de leerlingen van groep 3/4. “Ja!” joelt de klas. “Vandaag gaan jullie waterprofessor worden”, vervolgt hij zijn verhaal. “We gaan het heb-

De kerndoelen vormen het kader van de kennis van natuurwetenschap die leerlingen moeten opbouwen op de basisschool. Nu is

ben over drijven en zinken. Jullie krijgen een bakje met spulletjes waarvan jullie moeten raden wat er zal blijven drijven en

natuurwetenschap een erg breed terrein. Daarom is in het kader van VTB-Pro een indeling in vijf systemen ontwikkeld:

wat er zal zinken. Dan gaan we daarna onderzoeken of jullie het goed hadden.”

De les 'drijven en zinken' is opgebouwd als een ontwerpcyclus: onderzoeken, ontwerpen, maken, gebruiken / analyseren, verbeteren, presenteren.

Natuurkundige systemen Levende systemen

De kinderen werken in tweetallen of in groepjes van vier. Hollander, de leraar, klasse-assistent en stagiaire lopen rond om kinderen te coachen.

Aarde- en ruimtesystemen

Met een bakje met diverse voorwerpen (lepel, spijkers, kurk, elastiek, textiel) gaan de groepjes aan de slag. Als alles is onderzocht vraagt

Technieksystemen

Hollander hoe het ging. Met de woorden “wij hadden twee dingen hartstikke fout” luiden Jasper en Bas hun bevindingen in. Maar nog voor

Mathematische systemen

de klas hoort wat er dan 'hartstikke fout' ging, verbetert Hollander het tweetal. “Als je iets onderzoekt gaat het er niet om of je het goed of fout had. Je denkt iets en gaat onderzoeken of dat klopt. Dat betekent dus niet dat je het fout gedacht had.”

Binnen ieder systeem is een aantal concepten benoemd. De systemen en hun concepten vormen de kapstok waaraan u in de klas alle informatie

Ontwerpen en maken

kunt ophangen. Zo kunt u ook dwarsverbanden tussen systemen laten zien. Op deze manier komen alle kerndoelen van natuur en techniek

Het tweede onderdeel van de les bestaat uit het ontwerpen en maken van een bootje van aluminiumfolie dat knikkers moet kunnen dragen.

aan bod. In de hierna volgende paragrafen werken we de vijf systemen verder uit. Dit doen we aan de hand van praktijkvoorbeelden. U zult

Alle kinderen maken in tweetallen een ontwerptekening. Arne en Rick gaan in vliegende vaart aan de slag met pen en papier. Samen bedenken

zien dat in één les meerdere systemen aan bod kunnen komen. Zo bevat de les uit de reportage 'Suiker onder de loep' (pagina 29) elementen

ze dat de boot een beetje hoog moet zijn om de vracht te kunnen dragen. “Ik hoop dat 'ie blijft drijven”, verzucht Arne als het bootje te

uit de mathematische én levende systemen.

water wordt gelaten. “Hij drijft!” juicht hij vervolgens, maar als de lading knikkers naar één kant rolt gaat het bootje roemloos ten onder. 18

19

“Hmm,” zegt Rick. “Wij hebben wat geleerd: evenwicht is ook belangrijk.” En ze gaan met een nieuw vel aluminiumfolie aan de slag.

Verwachting Bij het sciencespel moeten de kinderen - in tweetallen - van een aantal voorwerpen inschatten of ze blijven plakken aan de grote magneet of

Analyseren en presenteren

niet, en hun verwachting vervolgens uittesten. Dat woord - verwachting - wordt actief gebruikt door juf Francisca als ze het spel in de kring

Zo leert ieder groepje zijn eigen les. En uiteindelijk leren alle groepjes van elkaar. Want Hollander eindigt centraal. Hij laat alle groepjes hun

uitlegt. Het is de eerste stap op weg naar een onderzoekende houding. “Wat verwachten jullie dat er zal gebeuren? Blijft het muntje plakken

ontwerp en hun bevindingen presenteren. Diverse ontwerpen passeren de revue: ronde boten, boten met een scherpe punt, vierkante bak-

aan de magneet? Klopt het? Dan had je een goede verwachting.”

ken. Kinderen merken op dat een boot direct zinkt als er een gat in zit, of te zwaar beladen wordt. Geconcludeerd wordt dat de vorm belangrijk is, het gewicht én evenwicht. Als een kind een opening maakt naar de echte wereld, grijpt Hans Hollander die kans direct aan. Zo vraagt

Combinatievermogen

Henrieke zich af hoe je dat in het echt moet doen, een boot beladen, als er ook nog eens bedden en een 'stuur' zijn. Hollander: “Je hebt een

Het sciencespel magneten bestaat uit een grote magneet en een verzameling voorwerpen waarmee de kleuters experimenteren: een muntje,

moeilijk probleem aangeroerd, waar echte ingenieurs ook mee zitten als ze een schip ontwerpen. Want hoe verdeel je alles om goed even-

een kurk, een blokje hout, een paperclip, een wasknijper, een waxinelichtje. Het spel is ontwikkeld door leraren. Er is er ook een voor

wicht te krijgen tussen de zware en de lichte dingen? Oftewel: hoe voorkom je dat een schip zinkt?”

drijven/zinken en een voor statische elektriciteit. Erbij hoort een kaart waarop de kleuters bij ieder voorwerp (waar een afbeelding van is opgenomen) door middel van een smiley kunnen aangeven wat hun verwachting is. Denken ze dat het voorwerp blijft plakken aan de magneet

En reflecteren

dan leggen ze een gele fiche bij het lachende gezichtje, verwachten ze van niet dan leggen ze hun fiche bij het sombere gezichtje. Na de

Na afloop van de les willen de kinderen nog graag even kwijt dat ze de wetenschaps- en technieklessen héél leuk vinden. En dat je er veel

proef leggen ze een rode fiche bij de werkelijke uitkomst.

van leert. “Je leert samen dingen ontdekken”, vat Arne in een notendop samen. En zo is het. Hans Hollander: “Het grappige is dat kinderen

Julia en Audrey gaan helemaal in het spel op. En overleggen met elkaar. Na het muntje, de kurk en de paperclip moeten ze inschatten of de

als ze voor het eerst hiermee aan de gang gaan angstvallig beide armen rond hun ontwerp slaan, zo van: jij mag niet afkijken. Gaandeweg

wasknijper blijft plakken. Dan blijkt hun combinatievermogen. Julia: “Ik denk dat-ie blijft plakken, want dit” - ze wijst naar het ijzertje dat

leren ze het anders zien. Dat het geen afkijken is, maar van elkaar leren.”

beide houten helften bijeen houdt - “is het zelfde als dit” - nu wijst ze naar de paperclip. En de verwachting klopt: de wasknijper plakt. Tevreden leggen de meisjes de rode fiche naast de gele.

Zelfstandig werken Intussen zijn hun klasgenootjes in verschillende hoeken aan het werk met uiteenlopende activiteiten. Een groepje onderzoekt met een loep kastanjes, bladeren, een boomstam én een slak die ze diezelfde week uit het nabijgelegen park hebben meegenomen. Anderen bouwen met grote blokken een kasteel na van foto's die als bouwtekening dienen. Maar de magneten hebben een onweerstaanbare aantrekkingskracht.

Hé, hij plakt!

Julia en Audrey hebben geregeld pottenkijkers. Vooral hun onderzoekje of een lange ketting van paperclips blijft plakken wekt veel belang-

Het lijkt wel of er storm op komst is: de kleuters van juf Francisca Slagman buitelen over elkaar heen in een zee van gewoel.

stelling.

Er zijn twee eilanden van rust: juf Francisca zelf, die onverstoorbaar ieder kind steeds weer aan het werk zet. En Julia en

Het aardige van het sciencespel is dat leerlingen er zelfstandig mee kunnen werken. Dat geeft juf Francisca wat lucht. Maar het blijven kleuters.

Audrey. Beide vijfjarigen staan met hun rug naar de rest van de klas en spelen geconcentreerd het 'sciencespel' met magneten.

Dus als Audrey aan Rob moet uitleggen wat de bedoeling van het spel is, doet ze dat braaf. Maar als ze vindt dat Rob er toch wel erg lang

Blijft het plakken of niet? Dat is de vraag waar het hier om draait.

over moet nadenken of die paperclip nu wel of niet zal blijven plakken grist ze hem uit zijn handen en plakt hem vliegensvlug op de magneet. “Ja Audrey, nou weet ik het al!” roept Rob verongelijkt. Mokkend pulkt hij de paperclip los. Weg is zijn onderzoek.

Vanochtend heeft juf Francisca het onderwerp 'magneten' in de groep geïntroduceerd. Net na de middagpauze grijpt ze daar in de kring even op terug: wat hadden wij ontdekt? “Dat er dingen aan blijven plakken”, zegt Audrey. “Zit er dan lijm aan?” vraagt de juf verbaasd. “Nee, dat is een magneet”, weet Riemer. Als de juf de magneet - in de vorm van een groot rood hoefijzer - boven het hoofd van haar buurvrouw houdt rollen de kleuters haast van hun stoel van het lachen. Die juf. Dat gaat niet: probeer het maar eens aan de tafelpoten. En ja: het 'plakt' inderdaad. “Weet je waarom het een magneet is?” vraagt Riemer (5 jaar) aan de juf. “Omdat-ie aan de tafelpoot plakt.” En daar is geen speld tussen te krijgen. 20

21

tekening erboven houden gaat het citroensap verkleuren. Hoe zou dat komen?” “Het is brandbaar”, zegt Samantha. “Papier is brandbaar, maar dat bedoel ik niet. Hou je hand eens boven de vlam, Samantha. Wat voel je?” “Het is warm.” “Juist. Door de warmte gaat het citroensap verkleuren en de rest van het papier niet. Daardoor kunnen we straks zien wat jullie getekend hebben.” Meneer Mart houdt het papier van Cheyondre een tijdje boven de vlam, maar er gebeurt niets. “Niks”, zeggen de kinderen. “Niks, niks, niks.”

Geheimschrift en stroomkringen

“Je moet het lager houden”, zegt Lorenzo. “Nee, want dan vliegt ie in brand”, zegt meneer Mart. “Dat willen we ook”, joelt Lorenzo. Maar

Zodra meester Mart van Poppel aan Cheyondre vraagt of hij een emmer water wil pakken, “omdat het wel eens gevaarlijk

intussen blijven de neuzen van de kinderen verwachtingsvol boven het papier hangen. “Ja, ik zie iets”, zegt Lorenzo dan. Heel vaag begint er

kan worden”, is hij verzekerd van ieders aandacht. Het gonst door de klas: wat gaan we doen?

een streepje geel te kleuren. Ook Van Poppel vindt het te lang duren en stuurt de jongens om een strijkijzer. Om beurten mogen ze hun tekening strijken. Ondertussen

Mart van Poppel is leraar van een groep van veertien kinderen in de bovenbouw van Westerhage, een school voor speciaal onderwijs in

blijft Van Poppel vragen. “Smelt het papier niet? Waarom niet? Als je het strijkijzer laat staan gaat het dan sneller?” “Nee, zegt Lorenzo. “

Breda. Een zeer gemengd clubje jongens en meisjes van tien en elf jaar. Vanmiddag hebben ze een les wetenschappelijke techniek.

Als je hem te lang laat staan krijg je een afdruk van het strijkijzer. En als je hem nog langer laat staan vliegt het in brand.” Intussen staat de

Onderwijsassistent Brenda Nuitermans heeft alles van tevoren klaargezet, zodat de leerlingen - in groepjes - direct aan de slag kunnen.

emmer water nog onaangeroerd te wachten op tafel.

Twee groepjes kinderen gaan zelfstandig aan de slag met Kapla en het constructiemateriaal Clics. Meneer Mart en juf Brenda begeleiden ieder een groepje dat gaat experimenteren. De groep van juf Brenda buigt zich vandaag over een stroomcircuit: de kinderen moeten een of

II - Levende systemen

meer lampjes laten branden. Meneer Mart en zijn vier kinderen gaan zich oefenen in geheimschrift. En daar is die emmer water bij nodig. “Want in de vorige groep vloog het papier in de fik”, zegt hij. Samantha zet grote ogen op. “Hoezo dan, meneer?” Hij lacht. “Let maar eens

(a) cel, orgaan en organisme;

op. Wat gaan we doen? Iedereen krijg een vel papier en een ouderwetse kroontjespen. Die pen doopten ze vroeger in de inkt en dan konden

(b) mens, plant en dier;

ze zo schrijven. Maar wij gaan niet schrijven met inkt, maar met citroensap. Onzichtbare inkt, eigenlijk. Je mag een tekening maken, of iets

(c) ademhaling, bloedsomloop en spijsvertering;

opschrijven.” Samantha en haar groepsgenootjes gaan druk aan de slag. “Hij doet het niet”, zegt Lorenzo. “Hij doet het wel, maar je kunt

(d) levenscyclus en voortplanting;

het niet zien”, zegt meneer Mart. “Het is geheimschrift.”

(e) populatie: soorten, diversiteit en uitsterven; (f) ecosysteem, voedselketen, landbouw;

Concentratie

(g) biosfeer: duurzame ontwikkeling.

Even verderop bouwen twee jongens naar eigen ontwerp een Kapla toren. Alleen als er blokken door het technieklokaal vliegen grijpt Van Poppel in. En als ze roepen: “Meester kom eens kijken hoe mooi we het hebben gemaakt”, gaat-ie kijken en deelt complimenten uit. Bij het raam bouwen drie meisjes rustig een flat van Clics. Ook de groep van juf Brenda werkt door. Met het puntje van zijn tong buitenboord prutst Robin geconcentreerd met draadjes, batterij, lampjes en schakelaars. Voor hem heeft de stroomkring geen geheimen meer: “Ik heb thuis mijn eigen robot gemaakt”, vertelt hij. “Dit is simpel. Maar wel super leuk.” De stroomkring die ze, met symbolen, op papier moeten tekenen levert de ene jongen meer problemen op dan de andere. Robin is als eerste klaar. Hij mag de geleiding van verschillende materialen testen. Bij de materialen die geleiden gaat het lampje branden. Vliegensvlug test

De evolutie van de tuinslak

Robin een spijker uit, een blokje hout, een stukje touw en een knikker. Alles naar verwachting. Dan pakt hij een staafje houtskool. “Hé, het

In de klassen van Conny Laan en Liesbeth Pranger, leraren in de bovenbouw, staan deze ochtend twee grote aquaria klaar.

lampje brandt wel”, zegt hij verbaasd. “Dat had ik niet gedacht.”

Zonder vissen, maar met blaadjes en … slakken. Dat trekt de aandacht van de kinderen die binnenlopen.

Vragen

Vandaag onderzoeken de leerlingen de evolutie van de tuinslak. De les maakt onderdeel uit van het lespakket Beagle Special, ontwikkeld

Als de geheime tekeningen en teksten klaar zijn pakt meneer Mart zijn aansteker en steekt een waxinelichtje aan. “Als we het papier met jullie

door het Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI). Hierin staan natuur, wetenschap en techniek rondom de reis van Darwin centraal. De juffen

22

23

leggen uit wat de bedoeling is: goed kijken naar de slakken, ze natekenen, de lichaamsdelen benoemen en de vragen op het opdrachtenfor-

III - Aarde- en ruimtesystemen

mulier beantwoorden. Daarop staat ook een aantal websites vermeld waar de kinderen meer informatie kunnen zoeken. (a) de structuur van lithosfeer (gesteenten, zand en modder), hydrosfeer (water) en atmosfeer (lucht, dampkring);

Goed kijken: binnen …

(b) gesteenten: bodem, gebergten, gelaagdheid, verandering (verwering) en tektoniek;

De leerlingen van juf Conny worden verdeeld in twee groepen. Eén groep gaat de slakken in het aquarium onderzoeken. De juf geeft ze aan-

(c) water: oceaan, zee, meren, rivieren, kanalen, getijde;

wijzingen: “Kijk goed naar de slakken! Ziet iedere slak er hetzelfde uit? Welke verschillen zie je? En waarom zou dit zo zijn? Hoe denk je dat slakken

(d) lucht: atmosfeer, stratosfeer;

ademen? Waar zit de mond van een slak?” Met die informatie moeten de kinderen de vragen op het opdrachtenformulier zien te beantwoorden.

(e) klimaat en weer: ook als interactie tussen gesteenten, water en atmosfeer; (f) geschiedenis: fossielen;

… en buiten

(g) aarde in de ruimte: structuur ruimte, met name aarde, maan, zon, sterren;

De andere groep mag in de schooltuin op zoek naar nog meer slakken. Zij krijgen als opdracht mee om van de slakken die ze vinden op te

(h) zwaartekracht.

schrijven wat de vindplaats is. Ze moeten de ondergrond beschrijven waar ze slak hebben gevonden (soort en kleur). En ze moeten de slak zelf omschrijven: de kleur van de slak en of het slakkenhuisje strepen heeft of niet. Heeft de slak eigenlijk wel een huisje? En wat zijn de verschillen tussen de gevonden slakken? De kinderen gaan direct naar buiten om daar ijverig aan de slag te gaan. Stenen, balken en bladeren worden enthousiast opgetild om maar zoveel mogelijk slakken te vinden. “Ja, hier zit er één!” In plastic bakjes nemen de kinderen ze mee naar binnen. En de enkeling die het eerst toch wel 'eng' en 'vies' vindt om slakken aan te raken pakt ze na een tijdje net zo gemakkelijk op als ieder ander.

Countdown Ontdekken

“So, hé, nou zie je de wereld”, roept Brandon door de klas. Hij kijkt samen met zijn klasgenootjes uit groep 4/5/6 naar een

Intussen is in de klas een jongetje heel serieus bezig is met zijn onderzoek. Aandachtig bekijkt hij zijn slak en bij iedere vraag op het opdrachten-

filmpje over de crash van LCROSS-ruimtemissie van 9 oktober 2009. De kinderen kijken ademloos toe hoe de raket pijlsnel de

formulier probeert hij het hoe en waarom te beantwoorden. 'Wat zijn de sprietjes op zijn hoofd?', 'Wat gebeurt er als je de sprietjes aanraakt?',

lucht in gaat en op de achtergrond de contouren van de aarde verschijnen.

'Hoe beweegt een slak zich voort?' 'Waar leven huisjesslakken en kunnen ze overal leven?' 'Hoe planten slakken zich voort en in welke jaargetijden zie je dat het meest?' 'Hoe overleven slakken in de winter?'

Meneer Ludo Romijn geeft deze les over de ruimtevaart in het kader van het schoolbrede thema 'wonen'. Aanleiding is de zoektocht naar

Na een en ander zelf bedacht te hebben, duikt hij achter de computer om nog meer antwoorden te zoeken. Tegen de tijd dat er geroepen

water op de maan. De kinderen uit thuisgroep 4/5/6 hebben er wel iets over gehoord. Meneer Ludo vraagt ze het hemd van het lijf: “Waar

wordt dat de tijd er echt op zit, is de jonge onderzoeker nog druk in de weer. “Dat is ook supersnel!”, roept hij teleurgesteld.

was die raket neergestort? Wat was de bedoeling van die raket?” Als de antwoorden stagneren laat meneer Ludo de kinderen rondlopen en

Gelukkig voor hem blijven de slakken, de opdrachtkaarten en informatieboekjes nog een hele week in de klas staan. Op deze manier wil juf

er met 'een maatje' over praten. “Ze kijken of er mensen op de maan kunnen gaan wonen”, weet Myrthe te vertellen.

Conny de nieuwsgierigheid van de leerlingen levend houden. Aan de hand van wat de kinderen vandaag geleerd hebben kunnen zij de slakken

Computer en boeken

verder bestuderen. Zo blijven zij ontdekkingen doen.

Na afloop gaan de kinderen in groepjes vragen bedenken over wat ze hebben gezien. Mikayla (7), Brandon (9) en Rayenne (8) kauwen peinzend op hun pen. 'Wat is er mis gegaan?' hebben ze opgeschreven. En: 'Zaten er mensen op?' Een eindje verderop zitten Rachel (7) en Robin (8) ijverig te schrijven. Wie de bestuurder was, willen ze weten. Hoe je een raket bouwt en waar en waarom er vuur onder een raket brandt. Op de vraag wat ze van het onderwerp 'raketten' vinden hoeven ze niet lang na te denken. “Ik praat er niet elke dag over”, zegt Rachel, “maar het is best leuk.” Robin knikt. “Het is niet stom en ook niet leuk.” Best leuk, dus. En de antwoorden op hun vragen? Die gaan ze straks opzoeken op de computer. “En in boeken”, vult Rachel aan. 24

25

Raket bouwen

De groep van Tessa Wessels (bovenbouw 6/7/8) heeft vanmiddag een les over Galileo Galilei op het programma staan. Of, beter gezegd:

Maar dat komt later. Want eerst beginnen de leerlingen met het praktische deel van de les: zelf een raket bouwen. Dat gaan de kinderen doen

gééft vandaag een les over deze Italiaanse wetenschapper. Want verdeeld in groepjes presenteren de kinderen vanmiddag hun bevindingen

met een voorbeeld van eXplorion, science center en sterrenwacht aan de rand van de Brunssumerheide. Ieder kind krijgt een oranje karton

rondom zijn leven en werk. De aanleiding hiervoor is de naderende werkweek naar Drenthe, waarin de leerlingen een bezoek zullen brengen

waarop de verschillende onderdelen van de raket getekend staan: de neuskegel, het middendeel en de vinnen. Die moeten de kinderen uit-

aan de sterrenwacht in Westerbork. Dat maakt Galileo Galilei als 'vader van de moderne astronomie' tot een prima vertegenwoordiger om

knippen, goed vouwen en vastlijmen. Dat blijkt nog niet zo eenvoudig. Sommige kinderen zijn motorisch niet zo sterk, anderen begrijpen niet

deze tak van wetenschap de klas in te brengen.

wat ze nu wel wat niet moeten afknippen. Maar de kinderen helpen elkaar wel.

Juf Tessa heeft een week eerder een inleidende les gegeven, waarin ze aan de hand van afbeeldingen verschillende aspecten uit het leven van

“Lukt het Melvin?”vraagt Benié (8) aan haar twee jaar jongere klasgenootje, die met de schaar in de hand moedeloos voor zich uitstaart. Hij

Galileo Galilei (1564 - 1642) kort heeft belicht. Deze zijn vervolgens - op school en thuis - door de kinderen uitgewerkt: sommigen hebben op

schudt zijn hoofd. “Nee”, zegt hij met een diepe zucht. Benié helpt hem weer op weg. Maar de spanningsboog die zo mooi strak stond eerder

Google informatie gezocht. Twee jongens vertellen over de toren van Galileo's geboorteplaats, Pisa, die ook in zijn tijd al scheef stond en

die middag is verbroken. Raketten bouwen is ingewikkeld en duurt toch wel erg lang. Ook meneer Ludo moppert. “Dit zie ik vaker. Ik heb

waarop hij experimenten met de zwaartekracht uitvoerde. Anderen vertellen aan de hand van foto's over de astronomische ontdekkingen van

mappen vol prachtige opdrachten voor techniek & wetenschap. Maar die kan ik allemaal niet doen. Ze zijn te ingewikkeld of kosten teveel

Galileo, die als eerste heuvels op de maan waarnam.

tijd. Als je maar alleen voor de klas staat heb je eenvoudig te weinig handen voor zulke opdrachten.” Hij heeft thuis zijn raket voorbereid, zodat er aan het einde van de les toch een lancering kan plaatsvinden. Want dat is waar het allemaal om te doen is.

Experimenten

Missie geslaagd

Of is het voor de kinderen veelzeggender. Zo blijft de uitkomst van de proef van Tijn en Frerik nogal in het ongewisse. Zij staan op het school-

Andere leerlingen doen in de klas en op het schoolplein experimenten van Galileo na. Natuurlijk lukt het ene experiment beter dan het andere. Opgewonden pakken alle kinderen hun jas en rennen naar buiten. De juf uit de buurklas gaat mee, want zij rookt en kan de motor van de

plein klaar met een plank op wieltjes, een fiets en een gum. “Wat willen jullie precies bewijzen?” vraagt juf Tessa de jongens. Tijn perst zijn

raket (een soort vuurwerk) aansteken. Meneer Ludo plaatst de raket op een geïmproviseerde lanceerinrichting (een ijzeren staaf op een houten

lippen op elkaar en denkt na. Vragend kijkt hij naar Frerik. Die antwoordt: “Als je zelf beweegt en je laat iets vallen, valt het altijd naast je

plateautje) en maant alle kinderen om afstand te nemen. De juf steekt de lont aan en vijf tellen later: zzzoefff! Als een pijl schiet de raket de

neer en niet achter je zoals je zou verwachten.”

lucht in, in een kaarsrechte lijn, wel twintig meter hoog. “Wow!” roepen alle kinderen in koor. Ook meneer Ludo is verrast en trots. En vooral

De twee voeren een vereenvoudigde versie uit van Galileo's experiment op zee, waarbij hij ontdekte dat een bal die van de mast van een varend

blij: “Mensen!”, roept hij over het schoolplein, “missie geslaagd! Als jullie je raketten snel afmaken kunnen we er nog een paar de lucht in laten

schip naar beneden werd gegooid, precies naast de mast terechtkwam, en niet er ver achter, wat je op grond van de beweging van het schip

gaan.” Dat laten de kinderen zich geen twee keer zeggen. Als één man rennen ze de school weer in. Het enthousiasme is weer helemaal terug.

zou verwachten. Frerik en Tijn vertellen dat ze - bij gebrek aan een schip - van alles hebben geprobeerd om deze proef na te doen: lopend op het fietsenhok, rennend op het schoolplein, fietsend. Nu is het moment van de waarheid: zittend op de plank met wieltjes laat Tijn, precies voor de voeten van juf Tessa, een gum vallen. De gum ploft neer, maar stuitert - helaas voor de onderzoekers - weg en Tijn rolt door. Even later herhaalt Frerik de proef op zijn fiets, maar opnieuw wordt niet zichtbaar wat de twee willen bewijzen. Maar dat geeft niets, vindt juf Tessa. “Het belangrijkste vind ik dat de kinderen geprikkeld worden door dit soort lessen.”

Toneel In de schijnwerpers: Galileo Galilei

Galileo Galilei was ook degene die - in navolging van Copernicus - en tegen de theorie van Aristoteles in beweerde dat niet de aarde maar

Vier bungelende benen op een muurtje. In de hal van de Delftse Montessorischool voeren Zarah (10) en Nicky (10) een expe-

de zon het middelpunt van het universum was. Zijn bewijzen voor deze heliocentrische theorie werden bestempeld als ketterij en deden hem

riment uit rondom zwaartekracht. Vanaf de grond geeft teamgenoot Lise (9) het tweetal een bal aan en een badmintonshutt-

uiteindelijk in het gevang belanden, met een verbod op verdere publicaties. Al met al een dramatisch leven. Niet voor niets hebben Astrid,

le. “De bal weegt 300 gram en de shuttle 1 gram”, vertelt ze de groep, die rondom de meiden gegroepeerd staat. Zarah en

Jitske en Veerle ervoor gekozen om dat in een toneelstuk weer te geven. Een toneelstuk dat begint als een komedie, met Astrid als de jonge

Nicky laten tegelijk beide voorwerpen los. Om ze vervolgens tegelijk op de grond te zien stuiteren. “Wat willen jullie precies

Galileo die een rondedansje maakt terwijl hij 'Aristoteles is gek, Aristoteles is gek' roept en dat eindigt als een tranentrekker als de oude, blind

bewijzen?” vraagt juf Tessa Wessels. “Dat alles tegelijk op de grond valt, het maakt niet uit hoe zwaar iets is.”, zegt Nicky.

geworden Galileo in de gevangenis zijn door een vriend meegesmokkelde verboden laatste boek mag betasten. Een mooiere samenvatting bestaat niet.

26

27

IV - Technieksystemen

Verkeer en astma Ondertussen werken Sem en Coen verder aan de robot. Het prototype, dat ze gebouwd hadden volgens de werktekening, voldeed niet. Nu

(a) de rol van techniek (ontwerpen, construeren, faciliteren van vooruitgang);

passen de jongens het ontwerp aan. Etienne Cosijn kijkt met hen mee. Hij is de technische vader die het team elke vrijdagmiddag komt helpen.

(b) ontwerpen: criteria, beperkingen, innovatie, uitvinding, probleemoplossend;

Zo heeft leraar Dan van der Lingen van groep 7 en 8 zijn handen vrij voor de rest van de groep. Zij zijn in het aangrenzende lokaal bezig met

(c) construeren: bewerken, energieomzetting, functie, materiaal, systeem, vormgeving;

de onderzoeksvraag, die ook onderdeel is van de wedstrijd. Omdat er in de klas een aantal kinderen met astma zit heeft de groep een relevante

(d) faciliteren van een 'beter leven' en vooruitgang der wetenschap: informatietechnologie, mobiele telefoons, games,

onderzoeksvraag bedacht: 'Is er een verband tussen astma en verkeer? En wat kun je er aan doen?' De uitkomsten van dit onderzoek moeten

medische systemen, verkeersveiligheidssystemen, navigatie-instrumenten en tools, etc.

samen met de verrichtingen van de robot gepresenteerd worden aan een regionale jury. Een uur later hebben John en Christiaan het nog steeds niet voor elkaar om de robot op tijd te laten stoppen. Bart helpt ze weer op weg: zou de sensor goed ingesteld zijn? Met de handleiding in de hand ontdekken de jongens dat iedere kleur een bepaald percentage representeert en dat ze dus het percentage van 'zwart' moeten instellen wil de robot de zwarte streep 'zien'. Na nog wat geëxperimenteer lukt het de jongens: de robot rijdt keurig rechtdoor en stopt zodra hij de zwarte lijn ziet. “Yes!”

V - Mathematische systemen First Lego League Iedere vrijdagmiddag wordt de hal van De Vlieten omgetoverd tot een high tech lab. Vier kinderen rijden een grote zwartomrande

(a) hoeveelheid: numerieke verschijnselen, kwantitatieve relaties en patronen, 'number sense', en logische operaties;

bak naar binnen, twee anderen dragen dozen met Lego Mindstorms aan en weer anderen zetten de computers aan. Sem (11) drukt

(b) vorm en ruimte: ruimtelijke oriëntatie, navigatie, representatie, vormen en figuren;

zijn bril stevig op zijn neus. John (11) stroopt zijn mouwen op. Zij zijn er klaar voor: de First Lego League Smart Move kan beginnen.

(c) veranderingen en relaties: verbanden, grafieken, tabellen, soorten verandering (b.v. lineair of constant); (d) onzekerheid: data en kans.

Aan een tafel pakken Sem en Coen direct de robot in wording op: dat is waar het om draait. Het team moet een legorobotje ontwerpen dat zo goed mogelijk het parcours binnen de zwarte bak kan afleggen. Daarvoor moet het team een computerprogramma schrijven. De basis daarvoor - in de vorm van icoontjes - wordt geleverd door de First Lego League. Er zijn icoontjes voor de sensor waarmee de robot kan 'zien' waar hij rijdt, voor de snelheid, de richting. En ieder icoontje heeft een aantal instellingen die aangepast kunnen worden. Het is aan elk team om daarmee een geavanceerd programma te maken. John en Christiaan gaan ermee aan de slag. Vandaag willen ze het eerste deel van het traject afkrijgen: een bocht van negentig graden. Vol goede moed klikken en slepen ze met een aantal icoontjes. Ze downloaden het programma in de robot en gaan vervolgens testen. Maar de robot rijdt te lang door en stoot een deel van een brug om. Zo proberen de jongens een paar veranderingen uit, maar

Suiker onder de loep

tevergeefs: de robot wil niet afbuigen. Met een diepe rimpel in zijn voorhoofd staat John bij de bak. Je ziet hem denken: hoe kan dit?

Nieuwsgierig drommen de leerlingen van groep 7/8 van OBS 't Panorama in Arnhem samen rondom een grote suikerbiet die op tafel ligt. Ze voelen eens aan de microscopen die klaarstaan en ruiken aan de pot pindakaas die ernaast staat. “Wat gaan we doen, juf?”

Stap voor stap Dat ziet ook Bart van der Valk. Hij is in het dagelijks leven quality officer bij het bedrijf Priva dat in De Lier de First Lego League sponsort. Elke

“Vandaag”, zegt leraar Jolijn Hullegien, “gaan we het over suiker hebben.” Ze zet het Aktiveboard aan en er verschijnt een foto van een

vrijdag komt hij het legoteam een uurtje helpen. Hij kijkt met de jongens mee op de computer. “Weet je”, zegt hij dan. “Jullie willen teveel

stokje kandijsuiker.“Daarvoor gaan we eerst eens kijken wat jullie allemaal al weten over suiker. Alles wat je weet mag je opschrijven.” Een

ineens. Probeer stap voor stap te werken. Schrijf eerst eens een programma waarmee de robot doorrijdt tot aan de zwarte streep en precies

voor een komen de leerlingen naar het bord. 'Zoet', schrijft iemand op. 'Slecht voor je tanden.' 'Veel soorten.' 'Suiker heb je nodig.' En: 'Van

daar stopt. Dat hij vervolgens de bocht om moet is stap twee, dat komt later.” John knikt enthousiast. Hij werkt vaker dan de rest aan de

teveel suiker krijg je suikerziekte.' “Hè”, zegt een meisje. “Heb je nou teveel of te weinig suiker als je suikerziekte hebt?” “Interessante

robot, vertelt hij. “Ik heb moeilijker rekenen dan de rest van de klas en als ik klaar ben mag ik met de legorobot verder.”

vraag”, zegt juf Jolijn. “Dat kunnen we misschien straks wel onderzoeken.”

28

29

Op de tweede pagina van de flipchart inventariseert ze welke soorten suiker de kinderen kennen en welke kenmerken daar bij horen. “Wie

gram, wat is 50, enzovoort. Dan rijst het probleem van het beleg. Want hoeveel pindakaas uit die hele pot doe je op één broodje? En hoeveel

kan uitleggen wat ik met kenmerken bedoel?” “De smaak”, zegt Kiki. “De kleur en de vorm.” “En hoe het in je mond voelt”, vult haar buur-

suiker zit daar dan in? Dat is lastig. Daarom kiest de groep maar voor hagelslag - dat kun je gewoon in het bakje van de weegschaal strooien.

vrouw aan. “Heel goed. De structuur noemen we dat”, zegt juf Jolijn. Al snel verschijnt er een heel rijtje suikers op het bord, van poedersuiker

Evaluatie

tot basterdsuiker en perensuiker.

Na afloop van de les, als de microscopen weer in de vensterbank staan en de hagelslag van de vloer is opgeveegd, bespreekt juf Jolijn kort

Analyseren

na in de kring. De muurkrant-groep heeft nog niet gevonden hoe suikerziekte ontstaat. “Daar kan de andere groep volgende week mee aan

Dan pakt Jolijn Hullegien de suikerbiet erbij. Ze laat de biet rondgaan, zodat de kinderen eraan kunnen ruiken. Ondertussen vuurt ze haar

de slag”, zegt juf Jolijn. Ze vraagt naar de samenwerking binnen de groepen en hoe iedereen het vond. Jesse uit de ontbijtgroep was wel te

vragen af: wat is het? Waar groeit het? Hoe wordt het verwerkt? En: wie durft ervan te proeven? Met een aardappelschilmesje snijdt ze plakjes

spreken over zijn opdracht, zegt hij. “Wegen en rekenen is leuk.”

suikerbiet af. Bijna iedereen proeft ervan. Al analyserend lopen een paar meisjes naar de prullenbak: eerst was het zoet maar nu smaakt het naar aarde. Of modder. Getver! Als alles is doorgeslikt of uitgespuugd start juf Jolijn een kort filmpje van schooltv over de verwerking van suikerbieten. En dan is het tijd voor

B. De vaardigheden - onderzoekend leren

de leerlingen om zelf aan de slag te gaan. De klas wordt verdeeld in drie groepen. Elke groep krijgt een andere opdracht. Er wordt gewerkt in

In bovenstaande paragrafen heeft u kunnen lezen wat de inhoud is van de vijf systemen van natuurwetenschap en hoe scholen daar op hun

circuitvorm: de aankomende twee weken rouleren de groepen, waarna de cyclus wordt afgesloten met een presentatiemiddag.

manier invulling aan geven. Deze reportages bieden tegelijkertijd zicht op de pedagogisch-didactische vaardigheden die nodig zijn om kinderen onderzoekend te laten leren Dat is immers de tweede belangrijke component van pijler 1: het hoe.

Onderzoeksopdrachten De drie opdrachten die Jolijn Hullegien heeft bedacht hebben elk een totaal ander karakter. En doen elk een beroep op totaal andere vaardig-

Al doende leren de kinderen de (basale) vaardigheden van wetenschappelijk onderzoek: goed kijken naar basterdsuiker onder een microscoop

heden. De eerste opdracht is observeren. Onder een microscoop moeten de kinderen basterdsuiker en kandijsuiker bekijken en natekenen. De

en tekenen wat je ziet is leren observeren. Blijft een paperclip plakken aan een magneet of niet? Dat leert kinderen wat 'voorspellen' is. Hoe vouw

weken erop zullen kinderen vier andere soorten suiker bekijken, zodat er in totaal van zes soorten suiker een analyse zal zijn.

je een bootje dat blijft drijven? Kinderen leren experimenteren en daaraan conclusies te verbinden. Hetzelfde geldt voor technische proces-

De tweede opdracht gaat over suikerziekte. De leerlingen mogen in de mediatheek informatie opzoeken over suikerziekte en met die informatie

vaardigheden: praktisch redeneren, ontwerpen, visualiseren. Zo leren de kinderen hoe ze zélf op zoek kunnen gaan naar antwoorden op hun

een muurkrant maken. De onderzoeksvragen die ze zelf hebben bedacht zijn: 'hoe krijg je suikerziekte en hoe is het om deze ziekte te hebben?'

vragen. Dat is tevens de onderliggende meerwaarde van onderzoekend leren.

De derde opdracht is een rekenopdracht. De kinderen moeten uitrekenen hoeveel suiker ze op een dag eten. Daarvoor rekent de groep van vandaag uit wat er in een gemiddeld ontbijt zit en gaan de komende weken groepen aan de slag met de lunch en het avondeten. Hiervoor staat al van alles klaar: brood en peperkoek, pindakaas en hagelslag, melk en yoghurtdrink, twee soorten ontbijtgranen. En een weegschaaltje.

Zelfstandigheid en zelfvertrouwen “Je leert de kinderen dat ze zichzelf heel veel kunnen aanleren”, zegt Annette de Ruig, lid van de werkgroep wetenschap en techniek

Aan de slag

van OBS 't Panorama in Arnhem. “Zo leren ze dat ze de juf niet voor alles nodig hebben. Daar worden ze zelfstandig van en ze krijgen

Enthousiast gaan de kinderen aan de slag. Sofie (11) kijkt geconcentreerd naar de witte basterdsuiker onder de microscoop. Op haar tekening

meer zelfvertrouwen.” Dat is wat voor haar een les wetenschap krachtig maakt. (Lees het hele interview op pagina 8)

verschijnt een web van kleine vierkantjes. “Dat had ik niet gedacht”, zegt ze. “Ik had verwacht dat het gewoon ronde korreltjes zouden zijn. Misschien gaat het daarom wel zo klonteren als het een poosje staat.” Tegenover haar tekent Robbert een stokje met kandijsuiker. In zijn geheel. “Kun je dat stokje ook zien door de microscoop”, vraagt juf Jolijn als ze langs loopt. Jesse kijkt wat verstoord op. “Nee, dus kijk nog

(zie voor een volledig overzicht van wetenschappelijke en technische (proces)vaardigheden bijlage I)

eens goed en teken precies na wat je door de microscoop ziet.” Bij het ontbijtgroepje verloopt het proces wat moeizamer. Natuurlijk moet de groep het eerst eens worden over welk ontbijt ze kiezen. Maar vervolgens vraagt deze opdracht ook heel wat ingewikkeld rekenwerk. Want reken maar eens uit hoeveel suiker één broodje bevat als het hele pakje van vier 300 gram suiker bevat. Als juf Jolijn ziet dat de kinderen vastlopen helpt ze hen verder: maak eens een verhoudingstabel, wat is 100 30

31

32

op wat ze geleerd hebben. Onze lesmethode leent zich daar bij uitstek voor, maar het is inmiddels ook gewoon 'onze' manier van werken geworden. Dat hebben we opgenomen in onze visie: 'Door het gebruik van de ontwerpcyclus ontwerpen - maken - gebruiken / analyseren - verbeteren, wordt een wetenschappelijke houding gestimuleerd. Door alle techniekopdrachten heen worden kinderen gestimuleerd een onder'Wetenschap maakt de eigenheid van kinderen zichtbaar.' CBS Betrouwen is een kleine dorpsschool in Friesland. Een dorpsschool met een directeur die de drijvende kracht is achter het

zoekende houding aan te nemen. Daarmee wordt Techniek tot Wetenschap en Techniek.'

Eigenheid

aanbod op het gebied van wetenschap en techniek. Directeur Janka de Haan: “Wij willen ook het talent van kinderen op deze

Vakdocent techniek Hans Hollander knikt instemmend. “Wat mij opvalt is dat de leraren het meest enthousiast zijn bij de lessen die over weten-

gebieden naar boven halen. Bij wetenschap en techniek gaat het om hart, hoofd en handen.”

schap gaan. Zo hebben we bijvoorbeeld voor groep 7 / 8 een lessencyclus gemaakt over waterbeheer op het platteland, waarbij de kinderen samen het polderbestuur vormden en daarin verschillende belangen vertegenwoordigden. Ze moesten onderzoek doen naar het beste water-

Het begon allemaal in 2007, toen Janka de Haan op een buurschool een prachtles techniek bijwoonde. Ze zag freelance vakdocent techniek

peil voor een polder. Die creativiteit, dat samen nadenken en overleggen over een probleem, dat probeer ik in zo'n lessenserie te stimuleren.

Hans Hollander enthousiast aan het werk en wilde dat vuur ook naar haar school brengen. Maar zoals vuur zuurstof nodig heeft, zo heeft

Dat maakt de eigenheid van kinderen zichtbaar. En dat is wat iedere leraar fascineert. Toch?”

een nieuw project een enthousiast team nodig. Dus begon Hollander met een workshop voor de leraren. Met succes. “Als je ziet hoe leuk techniek kan zijn word je erdoor gegrepen”, zegt Aafke Herder, leraar groep 3-4 en inmiddels techniekcoördinator.


Het begint met het enthousiasmeren van de kinderen voor een onderwerp, zegt Hans Hollander. “Je moet hen de mogelijkheden

VTB-school

bieden er samen over te praten (onderzoeken) en hen de ruimte bieden op ontdekking te gaan (ontwerpen/maken). Tot slot

Het vuurtje greep vervolgens snel om zich heen: techniek werd een vast onderdeel op de crea-middagen, leraren begonnen met incidentele

moet je tijd inruimen voor reflectie. Cruciaal is dat je het creatieve proces niet inperkt, maar door goede vragen juist vergroot.”

technieklessen. Een jaar later zette De Haan de stap om VTB-school te worden. Dit heeft de school een flinke stimulans gegeven. Zo is Hans

Maar hoe leer je, als leraar, goede vragen te stellen? Aafke Herder: “Dat leer je door ervaring. Je ziet direct het resultaat van

Hollander officieel aangesteld als vakdocent techniek en zijn uitstapjes naar bijvoorbeeld NEMO structureel opgenomen in het rooster. Ook is

wat je doet, dus je denkt: dat doe ik volgende keer anders.” Hollander knikt. “Je moet sleutelvragen leren stellen. Daarvoor

een andere lesmethode aangeschaft voor 'Oriëntatie op jezelf en de wereld': Topondernemers . Deze methode omvat de kerndoelen 'Mens en

moet je je bewust zijn welke vragen kinderen aan de gang helpen. Dat leer je door te doen en te kijken wat het effect is. Als je

Samenleving', 'Natuur en Techniek', 'Ruimte' en 'Tijd'. Kenmerkend zijn de opdrachtenkaarten, waarin zelf op onderzoek uitgaan centraal

het goed doet zie je kinderen opbloeien en is het resultaat beter. Eigenlijk leer je het dus van de kinderen zelf.”

staat. Bij de methode hoort ook de module Toptechneut, gericht op technieklessen. Deze methode biedt de leraren ruimschoots aanknopingspunten voor lessen in wetenschap en techniek. Op de verlanglijst staat nu nog de bouw van een heus technieklokaal.

Visie Onderdeel van de professionalisering is de ontwikkeling van een visie op een doorlopende leerlijn wetenschap en techniek. Het uitgangspunt hierbij is dat wetenschap en techniek evenveel inhoud en tijd krijgen als rekenen en taal. “Wetenschap en techniek horen net zo goed bij ons als deze vakken”, verduidelijkt Janka de Haan. Zij merkt in de aanmelding van nieuwe leerlingen dat deze bewuste keuze van de school ook bewuste ouders trekt.

Wetenschap in de klas Wat doet de school met de verschuiving van techniek naar wetenschap en techniek? Janka de Haan: “Aanvankelijk schrik je als je die term hoort: wetenschap. Dat klinkt zo zwaar. Maar toen wij eens goed gingen nadenken, beseften we dat we eigenlijk al heel lang bezig zijn met wetenschap, alleen zonder het die naam te geven. Onze kinderen zijn gewend ontdekkend bezig te zijn, hun conclusies te beschrijven, te reflecteren 34

35

4 . Uitgelicht: Pijler 2 Houding ten opzichte van wetenschap en techniek

ook muziek of biologie. Een deel van deze workshops is verplicht voor de leerlingen, maar er zijn er ook waar de kinderen zich voor kunnen inschrijven. Zo benut de school de competenties van de leraren. Zij kunnen op hun beurt hun passie overbrengen op hun leerlingen. (Lees het hele interview met de Titus Brandsmaschool op pagina 48)

De meeste leraren zijn alfa's en hebben in eerste instantie weinig met wetenschap en techniek. Maar zij zijn wel een voorbeeld voor hun leerlingen, die vaak al op de basisschool een voorkeur ontwikkelen voor een richting. Dat maakt de houding van de leraar tot een belangrijk

• Speciale aandacht voor meisjes Vrouwen zijn sterk ondervertegenwoordigd in technische opleidingen en be-

instrument. Hoe verbeter je die attitude?

roepen. Daar liggen verschillende oorzaken aan ten grondslag. Gebrek aan • De school uit

rolmodellen bijvoorbeeld. Maar ook gebrek aan zelfvertrouwen. Dat begint

Onbekend maakt onbemind. Bekend raken met wetenschap en techniek is dan ook een eerste stap. Wat doe je nou eigenlijk als je 'in de

al op school. Maakt u onderscheid tussen jongens en meiden? U zegt waar-

metaal' zit? VTB stimuleert scholen om netwerken op te zetten met bedrijven en instellingen in de regio.

schijnlijk van niet. Toch blijkt uit onderzoek dat:

OBS De Starter in Groningen besteedt veel tijd en aandacht aan het opbouwen van een netwerk in de regio. Projectleider

• jongens in de klas meer beurten krijgen dan meiden;

Innovatie, Folkert Oldersma, is hier een groot deel van zijn tijd mee kwijt. Hij heeft contacten opgebouwd met bedrijven en

• jongens meer gestimuleerd worden om langer na te denken dan meiden;

onderwijsinstellingen in en buiten de regio, uiteenlopend van het voortgezet onderwijs tot de Rijksuniversiteit Groningen en

• jongens vaker een correctiebeurt krijgen dan meiden (een tweede kans)

ESA in Noordwijk. Het levert de school op diverse gebieden een goede wisselwerking op. (Lees het hele interview met Folkert Oldersma op pagina 34)

Bewustwording van deze mechanismen is belangrijk. Ook al is de praktijk weerbarstig, zoals blijkt uit onderstaand voorbeeld. • Elkaar enthousiasmeren Het is de taak van de 'kartrekkers' op school om hun collega's te enthousiasmeren voor wetenschap en techniek. Want alleen een enthou-

In het legolab voor de First Lego League van OBS De Vlieten zijn het de jongens die de legorobot programmeren en bouwen.

siaste leraar kan zijn leerlingen enthousiasmeren en inspireren.

De meiden van het team - en een van de jongens - houden zich liever bezig met het componeren van het teamlied, het verzinnen van een pakkende naam voor het team en het zoeken naar een hippe mascotte. Is robotica een jongensding? Etienne Cosijn,

Op OBS 't Panorama is een werkgroep wetenschap en techniek opgericht. “Zo'n werkgroep is heel belangrijk om het team

de technische hulpvader, die het team elke week een middag begeleidt kan niet anders dan dat beamen. “Ik probeer die meiden

mee te krijgen. Als werkgroep kunnen wij de leraren steunen: we kunnen lesideeën aandragen, gastlessen verzorgen, de deuren

er wel bij te betrekken, maar ze doen liever andere dingen.” En dwingen is lastig. Hier laat ook de groepsdruk zich zien. Als

open zetten. Je ziet dat leraren enthousiast worden van het enthousiasme van de kinderen.”

alle meiden de legostenen overlaten aan de jongens moet je als meisje wel sterk in je schoenen staan om tóch te gaan bouwen.

Annette de Ruig, werkgroep Wetenschap en Techniek op OBS 't Panorama, Arnhem.

Etienne Cosijn vindt het jammer dat het zo werkt: “Sommigen hebben wel een heel goed inzicht en kunnen creatief denken. Heel anders dan de jongens, dat zie je.” Hij wijst naar een rustig meisje verderop. “Zij heeft een beugel ontworpen die pylonen

• Competenties benutten

kan verzamelen. Daarmee kunnen we veel punten verdienen.” Ibtesame heet het meisje in kwestie. Ze vindt het “wel leuk” om

Voorkom dat leraren met tegenzin les geven in wetenschap en techniek door de competenties van leraren beter te benutten. Benoem vak-

“af en toe” mee te bouwen. Maar ze vindt het niet leuk om altijd bij de jongens te zitten. Tja.

specialisten in het team en laat hen lesgeven in het vak waar zij liefhebberij in hebben. De Titus Brandsma school in Brunssum is afgestapt van de traditionele rol van de groepsleerkracht. De juf of meester fungeert als mentor voor zijn of haar eigen thuisgroep en geeft daar 's ochtends taal en rekenen. Maar 's middags, tijdens het themawerken, geven de leraren workshops in hun eigen specialisatie. Dat kan techniek zijn, maar 36

37

38

Het lerarenteam gaat zelf ook geregeld op pad om via veldwerk nieuwe inspiratie op te doen en om te leren met andere ogen te kijken. Die inspiratie is een cruciaal punt, legt Maurice Schaepkens uit. “Wij vinden dat het uit de leraar zelf moet komen. Anders werkt het niet.” Dus wordt er niets opgelegd, alleen aangeboden in de vorm van ondersteunend materiaal. Er zijn koffertjes voor vogellessen, voor bomen, sporen, water en strand. Ook is er een groot natuurdocumentatiecentrum opgebouwd. Hier kunnen kinderen uiteenlopende informatie vinden en het

Enthousiasme staat voorop

materiaal verwerken dat ze tijdens veldwerk hebben verzameld. Basisschool De Vlieten staat bekend als een 'groene' school. Natuuronderwijs spreekt de kinderen aan: het nodigt uit tot onderzoeken. Kinderen leren goed te kijken. En daardoor verandert hun blik op hun omgeving.

Natuurprojecten Met name in groep 8, na de cito, worden grootse natuurprojecten opgepakt. “Dan hebben we daarvoor meer tijd en rust”, zegt Dan van der

Drie jaar won basisschool De Vlieten de nominatie 'Groenste school van Nederland' uitgereikt door Stichting Veldwerk Nederland. Dat veld-

Lingen. Hij bedenkt ieder jaar iets anders. Zoals het natuurlab in en rond de school, waarbij leerlingen bijvoorbeeld in kaart brengen welke

werk vindt vooral in het voorjaar plaats, maar ook in de school is het groene karakter zichtbaar. De klas van Dan van der Lingen, leerkracht

dieren er in de insectentuin leven. Hiervoor formuleren ze zelf onderzoeksvragen, bekijken ze wat ze nodig hebben om de vraag te beantwoorden,

groep 7 en 8 spant de kroon. Met uitzicht op de door leerlingen aangelegde insectentuin hangen er nestkasten, vleermuizenkasten en een

verdelen ze de taken binnen hun onderzoeksgroep en presenteren ze de resultaten aan elkaar. Ook leuk is het project 'Nieuwe Natuur', waarbij

grote maquette van een zelf ontworpen stuk natuur. Dan van der Lingen is degene die op De Vlieten, zoals ze het zelf noemen, 'de groene

groep 8 een eigen natuurgebied heeft ontwikkeld. “We hebben eerst een aantal excursies gedaan naar verschillende natuurgebieden in de

sneeuwbal' aan het rollen heeft gebracht. “Ik ben al dertig jaar met natuuronderwijs bezig. De laatste tien jaar begint dat echt zijn vruchten

buurt. Vervolgens zijn de kinderen gaan nadenken over hoe zij hun gebied zouden willen inrichten. Daar hebben ze een maquette van gemaakt.

af te werpen en hebben we het hele team meegekregen.”

Via powerpoint hebben ze vervolgens een virtuele rondleiding samengesteld door hun natuurgebied. Uiteindelijk hebben ze een mooie presentatie gehouden voor ouders en alle kinderen. Inclusief folders en rondleidingen door het bezoekerscentrum.”

Enthousiasme Het karakter van het natuuronderwijs spreekt automatisch de onderzoekende houding van kinderen aan, legt Dan van der Lingen uit: “Ik leer de


kinderen om goed te kijken. Breng maar eens een schep slootwater de klas in en kijk wat voor beestjes er in zitten. Teken wat je ziet. Hoe zou je

“Wat een les wetenschap krachtig maakt is het gevoel van de kinderen dat ze met iets serieus bezig zijn”, zegt Dan van der Lingen.

zo'n dier noemen? En ga dan maar eens uitzoeken hoe hij werkelijk heet. Wat voor ons voorop staat is enthousiasme. Kinderen worden niet enthou-

“Iets dat er toe doet. En ze leren en passent dat er heel veel dingen zijn die je zelf kunt doen. Dat je een verschil kunt maken.”

siast voor het leven in het bos door een les begrijpend lezen. Nee, je moet er naar toe: kijken, ruiken, voelen. Dan zie je de kinderen erdoor veranderen. In het begin zeggen ze 'getver' en stamp - Dan van der Linden trapt een denkbeeldige kever dood -, maar als ze zo'n dier hebben onderzocht dan zetten ze het voorzichtig buiten terug. Die kever wordt ineens een heel ander beest. Zo krijgen ze besef van en respect voor de natuur.” De Vlieten is een VTB-school. Voor de school liggen wetenschap en techniek in het verlengde van de onderzoekende houding die de kinderen al vanaf groep 1 ontwikkelen in het natuuronderwijs. Het team streeft waar mogelijk naar een koppeling van natuur en wetenschap en techniek. Of het nu gaat om het vervaardigen van eendentrapjes of uilenkasten of de keuze een milieu & gezondheidsvraagstuk te gaan onderzoeken als onderdeel van de high tech wedstrijd First Lego League.

Inspiratie Het natuuronderwijs begint op De Vlieten al in groep 1, vertelt directeur Maurice Schaepkens. “Met de kleuters die met een loep het schoolplein afstruinen op zoek naar kriebelbeestjes. Binnen de doorgaande leerlijn staat 'ervaren' centraal, het ervaren van de wereld om je heen. Gaandeweg vindt er verdieping plaats en maken kinderen kennis met steeds meer wetenschappelijke vaardigheden. In de bovenbouw gaan ze zelf onderzoekjes opzetten.” 40

41

5 . Uitgelicht - Pijler 3 Pedagogisch- didactische vaardigheden, met name op het gebied van onderzoekend en ontwerpend leren.

• Durven loslaten Les in onderwijs en wetenschap vergt van leraren dat ze van de gebaande paden afwijken. Veelal moet u de methode loslaten. U moet de kinderen loslaten, zij moeten immers zelf aan de slag. U moet het idee loslaten dat u op alle vragen een antwoord moet hebben.

De vonk. Dat is waar het om draait in de klas. Hoe breng je bij kinderen dat vonkje over waardoor ze wezenlijk geïnteresseerd raken in wetenschap

“Leraren moeten hun methode los durven laten. Dat is best een angstig gevoel in het begin. Als werkgroep wetenschap en

en techniek? Het antwoord ligt op straat, ofwel: in de belevingswereld van het kind. Ieder kind is geïnteresseerd in de wereld om hem heen.

techniek kunnen wij hen steunen: we kunnen lesideeën aandragen, gastlessen verzorgen, de deuren open zetten.”

Ieder kind is nieuwsgierig. Daarom begint onderwijs in wetenschap en techniek altijd bij de verwondering van het kind. Verwondering over

Annette de Ruig, OBS 't Panorama, Arnhem.

alledaagse en minder alledaagse verschijnselen 'hoe krijg je koorts?', 'wie heeft alle woorden bedacht?' 'hoe kun je van wind elektriciteit maken?', 'waarom doen bij sommige mensen de ogen het minder goed?'

“Als je iets niet weet moet je dat als leraar durven zeggen en er samen met je leerling(en) naar op zoek gaan. Dat maakt je sterker in je groep.” Wim van Schie, vakdocent kosmisch onderwijs op de Delftse Montessorischool.

Het is aan u, als leraar, om die nieuwsgierigheid (verder) aan te wakkeren. Daarvoor heeft u een aantal instrumenten ter beschikking • Een rijke leeromgeving

(Lees het hele interview op pagina 16)

• Vertrouwen geven

Een rijke leeromgeving inspireert en daagt kinderen uit om zelf op onderzoek uit te gaan.

Loslaten is moeilijk. Het hangt rechtstreeks samen met vertrouwen. Bij onderzoekend en ontwerpend leren moeten de kinderen zelfstandig aan de slag. Geef ze het vertrouwen dat ze dat aankunnen.

“Als het herfst is leg ik zomaar wat bijzondere herfstspullen in de klas. Zonder er iets bij te vertellen. Dan komen de kinderen vanzelf naar je toe: wat is dat meester? Het materiaal daagt ze uit. De meeste kinderen hier zijn impulsief: als er iets in ze opkomt

“Kleuters hebben nog een onbevangen verwondering. Juist een kleuter wil experimenteren. Wat zij daarbij nodig hebben is

komen ze meteen naar me toe. Door ze veel vragen te stellen wil ik ze aan het denken zetten. Zo probeer ik een onderzoekende

jouw vertrouwen. Ik heb bijvoorbeeld een timmertafel met hamers en zagen. Ouders zijn daar heel bezorgd over. Ten onrechte.

houding te stimuleren.” Mart van Poppel, leraar sbo Westerhage, Breda. (lees het hele interview met SBO Westerhage op pagina 54)

Kinderen kunnen meer dan je denkt. Ik geef mijn kleuters het vertrouwen dat ze daarmee goed om gaan. En die verantwoording kunnen ze - op een uitzondering na - aan.” Annette de Ruig, OBS 't Panorama, Arnhem.

• Het stellen van prikkelende, motiverende vragen Als leraar bent u gewend antwoorden te geven op vragen die de kinderen stellen. Probeer eens met wedervragen te antwoorden als kinderen

De instrumenten die leraren tot hun beschikking hebben zijn onderzoekend en ontwerpend leren.

vastzitten. Door de juiste vragen te stellen kunt u ze weer op weg helpen als ze vastzitten met hun onderzoek. • De school uit, en de buitenwereld de school in “Waar het om gaat is hoe je kinderen zelf aan het onderzoeken krijgt. Daarom moet je er in je lessen steeds van bewust zijn

Gebruik de kennis die binnen en buiten de school aanwezig is. Juist wetenschap en techniek bieden mogelijkheden tot samenwerking met

dat je de kinderen stuurt in het onderzoekend leren. Mijn standpunt is altijd: ik geef niet zomaar een antwoord als kinderen

andere klassen, met andere scholen, bedrijven, et cetera.

mij iets vragen. Zoek het eerst zelf maar eens uit.” Jolijn Hullegien, leraar OBS 't Panorama, Arnhem. (Lees het hele interview met OBS 't Panorama op pagina 8)

OBS De Starter in Groningen heeft samen met het Zernike College het Kenniscentrum Groningen Zuid opgericht.

“Je moet sleutelvragen leren stellen. Daarvoor moet je je bewust zijn welke vragen kinderen aan de gang helpen. Dat leer je

zoek naar de antwoorden en mailen ze, nadat ze zijn nagekeken door hun leraar, terug. Zo moet een lijst van FAQ's ontstaan,

door te doen en te kijken wat het effect is. Als je het goed doet zie je kinderen opbloeien en is het resultaat beter. Eigenlijk

als een kennisdatabase waar de deelnemende basisscholen over kunnen beschikken.

Basisschoolleerlingen kunnen per email vragen over science voorleggen aan leerlingen van het Zernike College. Zij gaan op

leer je het dus van de kinderen zelf.” Hans Hollander, vakdocent wetenschap en techniek, CBS Betrouwen, Bakkeveen. (lees het hele interview met CBS Betrouwen op pagina 12)

KBS Titus Brandsma in Brunssum werkt thematisch. Aan het begin van het schooljaar worden alle thema's (schoolbreed) vast42

43

gesteld. De ouders worden hierover geïnformeerd en tegelijk gevraagd of zij voeling hebben met deze thema's. Dat kan het beroep van vader of moeder zijn, maar ook een hobby. Ouders die interesse hebben worden uitgenodigd een workshop te geven.

• Differentiatie Onderzoekend leren biedt volop mogelijkheden voor differentiatie. Sommige activiteiten zijn wellicht niet uitvoerbaar in alle groepen en niet haalbaar voor alle leerlingen. Houd daarom bij onderzoekend leren rekening houden met de intellectuele ontwikkeling van het kind.

Toen op SBO Westerhage het technieklokaal werd gemoderniseerd heeft de school de schilder en de elektricien uitgenodigd

Elk kind is hierin uniek.

om in verschillende groepen een les te geven over hun vak. Zo leerden de kinderen uit eerste hand dat er heel wat komt kijken bij deze beroepen.

Wetenschap en techniek bieden scholen volop mogelijkheden voor verdieping en verbreding en zijn dan ook bij uitstek geschikt om excellentie bij kinderen te stimuleren. Op CBS Betrouwen hebben vijf (hoog)begaafde leerlingen uit groep 4 / 5 een ontwerp-

OBS De Vlieten participeert in verschillende langlopende natuurprojecten, zoals nestkasten- en uilenkastenprojecten. Dit behelst

bureau voor meubels opgezet. Hun eerste opdracht - een stoel ontwerpen - leverde de meest futuristische en originele ontwerpen

het onderhoud aan kasten, nieuwe kasten maken en onderzoek doen naar het gebruik: hebben er vogels gebroed? Een deel

op, die allemaal (op kleine schaal) zijn uitgevoerd. Hierbij werd de hele ontwerpcyclus doorlopen: ontwerpen, maken, gebruiken/-

van de gegevens wordt doorgegeven aan een lokale vogelwerkgroep. “Dit geeft de kinderen een gevoel van verantwoordelijk-

analyseren, verbeteren. Het project eindigde met een presentatie voor de hele school.

heid”, zegt leraar Dan van der Lingen. “En het geeft ze het gevoel dat ze met iets serieus bezig zijn.” (lees het hele interview op pagina 40)

• Werk volgens het Zeven Stappen Plan Hoe bouw je een les wetenschap en techniek op? Een handige wegwijzer hiervoor is het Zeven Stappen Plan, zoals dat bijvoorbeeld op OBS 't Panorama gebruikt wordt. Dit beschrijft stap voor stap de verschillende stappen die je moet zetten in ieder wetenschappelijk onderzoek. Stap 1 - Confrontatie: de introductie van een probleem Stap 2 - Verkennen: brainstormen, onderzoeksvragen bedenken Stap 3 - Opzetten experiment: onderzoeksvragen vertalen naar een uitvoerbaar experiment. Stap 4 - Uitvoeren experiment Stap 5 - Conclusies trekken Stap 6 - Presenteren van de resultaten Stap 7 - Verdiepen en verbreden: met als uitgangspunt de resultaten van de leerlingen brengt de leraar verdieping en verbreding aan. (zie voor een uitwerking van het Zeven Stappen Plan en de leerlingactiviteiten bijlage II)

44

45

46

Van starter tot expert “In het Natuurlijk Leren vullen de kinderen hun rugzak met inhoudelijke kennis (ondergebracht in de kerndoelen) en met competenties (vaardigheden op het gebied van het eigen functioneren)”, vertelt directeur Wouter Wetzelaer. “Voor beide hebben we leerlijnen ontwikkeld, waarin “We leren kinderen te formuleren wat ze precíes willen weten.”

het kind zich ontwikkelt van 'starter' tot 'expert'. De leerlijn techniek & wetenschap voor de onderbouw omvat bijvoorbeeld voor 'constructieprincipes' de omschrijving dat een kleuter begint met het uitproberen van materiaal (starter) en zich in drie jaar ontwikkelt tot expert: 'ik haal

De Titus Brandsma school heeft dit jaar de ommezwaai gemaakt naar het 'Natuurlijk Leren' concept. Daarbinnen staat 'zelf

dingen uit elkaar om te zien hoe ze werken en ik vertel hierover', 'ik kan metselen' en 'ik kan vouwen, knippen en plakken'.” Zo doorloopt

onderzoek doen vanuit een intrinsieke interesse' centraal. Deze vorm van vraaggestuurd onderwijs sluit naadloos aan bij de

iedere leerling drie leerlijnen techniek & wetenschap (in de onder-, midden en bovenbouw).

doelen van wetenschap en techniek.

De competenties waarvoor leerlijnen zijn opgesteld zijn: 'onderzoeksvragen maken', 'informatie kunnen verwerken', 'sociale houding' (bijvoorbeeld De Titus Brandsma school staat in het meest vergrijsde deel van Nederland, vertelt directeur Wouter Wetzelaer. De Zuid-Limburgse school

samen kunnen werken en eigen keuzes kunnen maken), 'zelfstandigheid' (bijvoorbeeld plannen) en 'presenteren'. “Zo moeten kinderen die altijd

heeft dan ook te maken met een sterke krimp. “Om toch goed onderwijs te kunnen blijven geven hebben we gekozen voor een nieuwe visie

hun vriendje 'na-apen' aantonen dat ze zélf keuzes hebben gemaakt - bijvoorbeeld door een ander onderzoek te doen”, verduidelijkt Wetzelaer.

en een bijbehorend concept, het Natuurlijk Leren. Daarbinnen werken kinderen van drie groepen samen in zogenaamde 'thuisgroepen'. Taal

Deze 'bewijzen' verzamelen de kinderen in hun portfolio. Het aardige is dat de kinderen hierover om de paar weken een gesprek hebben met

en rekenen volgen ze op hun eigen niveau, maar voor de zaakvakken werken ze samen. Dat doen ze in thema's.”

hun leraar. Ieder kind leert dus over zijn eigen ontwikkeling na te denken en te praten. Het weet wat er goed gaat en wat er nog verbeterd kan worden. En over die verbeterpunten gaat het eerstvolgende portfoliogesprek.

Vier bouwstenen Hebben in het traditioneel onderwijs (het schoolse leren) de leraar en de methode de hoofdrol, in het concept van het Natuurlijk Leren van de


Titus Brandsma school zijn alle vier de bouwstenen van het onderwijs even belangrijk: de leraar, de methode, de leerlingen en de leeromgeving.

“Nieuwsgierigheid. Dat is de bron van al het leren. Vanuit hun nieuwsgierigheid gaan kinderen op onderzoek uit. Het is de

Dat betekent dus dat er meer 'actie' van de leerlingen wordt verwacht: zelf uitzoeken wát je wilt leren, zelf op zoek gaan naar de antwoorden.

taak van de leraar om de kinderen te prikkelen om niet te snel tevreden te zijn over hun onderzoeksvraag. Een vraag als 'hoe

Werken in thema's biedt die mogelijkheid. Aan het begin van het jaar wordt een lijst van thema's opgesteld en uitgewerkt. Schoolbreed gaan

werkt een raket' is te breed. Te gemakkelijk. Wij willen de kinderen leren nadenken over wat ze precies willen weten en dat

alle groepen daarmee een aantal weken aan de gang. Enerzijds hebben de leraren hun eigen agenda van wat ze willen dat er aan de orde

heel exact te formuleren. We leren ze om verder te denken. Creatief te denken ook. Zo gaan ze inzien dat de oplossing voor

komt, anderzijds is er 'vrije ruimte' die de kinderen zelf invullen.

een probleem niet eenvoudig oorzaak-gevolg is, maar dat de meeste zaken veel complexer zijn.”

Mindmaps De start van ieder thema is de inventarisatie van wat de kinderen al weten (het aanspreken van de eigen concepten) en wat ze zouden willen leren over het onderwerp. Via 'mindmaps', vullen de kinderen al brainstormend een heel spinnenweb met associaties. Hieruit komen de onderzoeksvragen voort waarmee de leerlingen in groepjes aan de slag gaan. Zo kan een thema 'wonen' gaan over de huizen van de Romeinen, over een hedendaagse verbouwing of over de mogelijkheid van wonen op de maan. De kinderen doorlopen vier fasen in hun onderzoek: 1. Ontwerpen - op zoek naar de vraag 'wat wil ik doen?' 2. Plannen - 'hoe ga ik dat aanpakken?' 3. Doen - werken aan de onderzoeksvraag 4. Presentatie en evaluatie - de kinderen presenteren hun resultaten aan elkaar en evalueren deze. De vorm kan uiteenlopen van een muurkrant tot een filmpje of een toneelstuk. 48

49

6 . Op weg naar een eigen visie en inhoud

• Neem in de leerlijnen zowel de kennis op (de vijf systemen van natuurwetenschap) als de manieren van kennis vergaren (onderzoekend leren). Zij vormen samen het geheel van kennis en vaardigheden op het gebied van natuurwetenschap en techniek. Beide moeten

In de afgelopen hoofdstukken heeft u een beeld gekregen van hoe zeven heel verschillende scholen onderwijs in wetenschap en techniek

in samenhang aan de orde komen.

hebben vormgegeven. Ze hebben verteld wat hun visie is en hoe ze die visie vertalen naar de praktijk.

Inhoud: Hoe vormt u nu uw eigen visie op basis van de ervaringen van anderen?

• Start bij de verwondering van het kind. Vanuit hun eigen (zelfbedachte) onderzoeksvraag gaan de kinderen op onderzoek uit. • Stimuleer onderzoekend (en ontwerpend) leren door:

Om te beginnen is het belangrijk goed te kijken naar de huidige praktijk op uw school. Wat gebeurt er al? Wat past bij onze school?

• een rijke, uitdagende leeromgeving te bieden • het stellen van prikkelende, motiverende vragen (sleutelvragen)

“Aanvankelijk schrik je als je die term hoort: wetenschap. Het klinkt zo zwaar. Maar toen wij eens goed gingen nadenken be-

• het leren van kinderen te durven loslaten

seften we dat we eigenlijk al heel lang bezig zijn met wetenschap, alleen zonder het die naam te geven.”

• het durven loslaten van het idee dat je als leraar op iedere vraag een antwoord moet hebben

Janka de Haan, directeur van de Friese basisschool Betrouwen.

• kinderen vertrouwen te geven • kinderen te confronteren met het echte leven (de school uit, de buitenwereld de school in)

Het tweede belangrijke punt bij de ontwikkeling van een eigen visie, is te beseffen waar het bij wetenschap in de klas om draait. Natuurlijk is

• te werken volgens het Zeven Stappen Plan (zie bijlage II)

kennis van (natuur)wetenschap belangrijk, maar waar het werkelijk om gaat is het stimuleren van de onderzoekende houding van kinderen. Onderwijs in wetenschap en techniek moet de natuurlijke nieuwsgierigheid van kinderen (de sprankeling) aanwakkeren. Zo kan het een be-

Faciliterend:

langrijke bijdrage leveren aan talentontwikkeling.

• Bouw een netwerk op met onderwijsinstellingen en bedrijven in de regio

Goed onderwijs in w&t leert kinderen onderzoekend te leren. Dat vereist (vak)kennis van de leraren. Maar het vereist bovenal een andere

• Werk aan een positieve attitude ten opzichte van wetenschap en techniek. Dat geldt zowel voor leraren (voorbeeldfunctie) als voor

houding. In plaats van de vragen van kinderen te beantwoorden moet de leraar de kinderen zelf aan het onderzoeken krijgen. En ze met mo-

leerlingen (die al op de basisschool een keuze maken voor een bepaalde richting). Speciaal aandachtspunt: meisjes en wetenschap en techniek.

tiverende en prikkelende vragen verder helpen. In wezen is dit een cultuuromslag. Daarom is de ontwikkeling en invoering van 'wetenschap in de • Volg scholing over (uw houding ten opzichte van) wetenschap en techniek.

klas' een langlopend traject. Uit de ervaringen van de leraren die in deze brochure aan het woord komen, hebben wij een aantal handvatten gedestilleerd die u tijdens dit

“Veel collega´s dachten te groot over wetenschap en techniek. En te eenzijdig. Het nascholingstraject VTB-Pro heeft ze echt de

traject kunnen helpen.

ogen geopend. Wetenschap en techniek is niet alleen stroomkringen maken. Door de nascholing zijn ze gaan inzien dat alleen al de manier van vragen stellen een onderzoekende houding kan stimuleren.”

Visie:

Jolijn Hullegien, lid van de werkgroep wetenschap en techniek op OBS 't Panorama in Arnhem.

• Hoe verleidelijk het ook is om mooie techniektorens en experimenteerkoffers te kopen: begin éérst met het ontwikkelen van een visie. Het draait niet om het materiaal, maar om de gedachten erachter. Benoem de algemene waarden voor onderwijs in w&t en ga van daaruit de visie specificeren. • Ontwikkel een doorgaande leerlijn wetenschap en techniek voor de onder-, midden en bovenbouw. Voorbeelden van leerlijnen vindt u op de wt-wijzer, onder meer bij de portretten van de zeven scholen uit deze brochure. 50

51

52

Het lastige daarvan is dat de kinderen overwegend niet graag lezen en dus moeite hebben om de opdrachtkaart zelfstandig te doorlopen. Daarom heeft de leraar in de lessen een sterk sturende rol. Hij of zij loodst de kinderen stap voor stap door de opdrachten heen. Om zich beter toe te rusten voor die rol heeft een groot deel van de leraren de cursus VTB-Pro gevolgd. Daar hebben ze bijvoorbeeld geleerd om “Als je verbazing kunt losmaken zet je een stap in de goede richting. Want dan blijft er wat hangen.”

voortdurend vragen te blijven stellen, om de kinderen aan het denken te zetten. En om met ander ogen naar de kinderen te kijken. Jan Marcelissen: “Kinderen leren het meeste van elkaar: door naar elkaar te kijken en dingen aan elkaar te vragen. Dat moet je laten gebeuren.”

Westerhage is een school voor speciaal basisonderwijs in Breda. Ervaren en ontdekken staan centraal. Maar altijd proberen de leraren hun leerlingen te prikkelen een stapje verder te gaan: 'waarom werkt dat zo?'

Zien en doen In het sbo heeft techniek - meer dan in het regulier onderwijs - duidelijke nevendoelen. Leren koken is een stap richting zelfredzaamheid.

Techniek is een geliefd vak bij de leerlingen van Westerhage. Gewoon omdat het fijn is met je handen te werken, zegt Jan Marcelissen daarover.

Timmeren is een stap richting de arbeidsmarkt. Wetenschappelijke techniek gaat vooral om het ervaren van wetenschappelijke fenomenen in

“Maar dat niet alleen. Kijk, een boek is maar een boek. Voor onze leerlingen is het heel belangrijk dat ze concreet dingen zien en daarmee

de belevingswereld van kinderen.“Wij proberen onze leerlingen zoveel mogelijk zelf te laten ontdekken”, zegt Jan Marcelissen. “Het is geen

iets doen. Die mogelijkheid biedt techniek.”

must dat ze wetenschappelijke dingen gaan verklaren. Komen ze er wel achter, dan is dat mooi meegenomen. Bij ons gaat het om ervaren en

Marcelissen is één van de drie leraren die zich - in de werkgroep techniek - de afgelopen drie jaren intensief heeft beziggehouden met de

onderzoeken, het zien en het doen.”

hervorming van het techniekonderwijs op school. De werkgroep heeft techniek onderverdeeld in vier vakken: ambachtelijke techniek (timmeren), creatieve techniek (handarbeid en tekenen), consumptieve techniek (koken) en wetenschappelijke techniek. Voor alle vier de onderdelen zijn doorgaande leerlijnen opgesteld, met de onderwerpen (te maken werkstukken) en er mee samenhangende doelen.


“We willen onze leerlingen zich laten verwonderen over wat ze zien gebeuren”, zegt Jan Marcelissen. Als je verbazing kunt losmaken dat zet je al een hele stap in de goede richting. Want dan blijft er wat hangen.”

Het Smaak- en Maaklokaal Met de stimuleringsbijdrage van VTB heeft de werkgroep onder meer het technieklokaal omgevormd tot 'Smaak- en Maaklokaal': een overzichtelijk, ruim en licht lokaal met dozen en kratten techniekspullen, een aanrechtje en een kookeiland. Het opruimen van het lokaal en het op orde houden van de techniekdozen is de taak van de onderwijsassistent techniek. In het 'Smaak- en Maaklokaal' vinden de lessen wetenschappelijke techniek en consumptieve techniek plaats. Voor ambachtelijke techniek en creatieve techniek zijn er andere lokalen. Het vak 'wetenschappelijke techniek' sluit aan bij de kerndoelen voor 'natuur en techniek'. Hier worden onderwerpen behandeld als magnetisme en elektriciteit. Wetenschappelijke techniek staat nu nog alleen in de bovenbouw elke week op het rooster, maar het streven is dat uit te breiden naar de onder- en middenbouw. De lessen worden gegeven in circuitvorm: alle kinderen komen in een aantal weken met alle activiteiten in aanraking. Iedere lesperiode van zes weken wordt gevolgd door twee lessen consumptieve techniek.

Kleine stapjes “We werken met kleine stapjes”, vertelt Jan Marcelissen over de aanpak van de lessen. Ter illustratie laat hij een kookboekje zien waarin door middel van grote foto's en weinig tekst stap voor stap wordt voorgedaan hoe de kinderen een appelflapje kunnen bakken. Hetzelfde geldt voor de lessen wetenschappelijke techniek. In de kast staan diverse ontdekdozen. Zelf gemaakt door de leraren en kant en klaar ingekocht (CVK koffers). Daarin komen verschillende onderwerpen aan de orde, van windmeters tot balansen en het bouwen van een raket. Het materiaal moet de kinderen nieuwsgierig maken en aanzetten tot ontdekken. Bij iedere leskist zijn opdrachtkaarten gemaakt op het niveau van de kinderen. 54

55

Bijlagen I. Overzicht en definitie van wetenschappelijke en technische (proces)vaardigheden Wetenschappelijke vaardigheden: • Observeren: Een fundamentele vaardigheid waarbij mensen informatie selecteren door gebruik te maken van alle zintuigen • Ruimte-tijd relaties leggen: Leren beoordelen hoeveel tijd een gebeurtenis in beslag neemt en welk volume een object of gebied in beslag neemt • Classificeren: Het herkennen, sorteren en rangschikken naar gelijkenis of verschil • Hypothesevorming: Op basis van consistente, algemene informatie uit observaties en andere gegevens de aannames expliciteren die een bepaalde gebeurtenis of observatie zouden kunnen verklaren • Voorspellen: Het vooruit formuleren van de resultaten van een onderzoek gegeven de hypothesen • Experimenteren: Het testen van hypothesen door praktisch onderzoek op een zorgvuldige en gecontroleerde manier uit te voeren • Manipuleren en controleren: Systematisch condities aanbrengen en nagaan of dat het beoogde effect oplevert • Meten: Het vaststellen van afmetingen, tijd, gebieden, snelheid, gewicht, temperaturen en volume, en dergelijke. • Analyseren: Het onderscheiden van betekenisvolle informatie (systematiek) tegenover ruis en onbeduidende artefacten (uit de onderzoeksopzet zelf voortkomende resultaten) • Concluderen: Gevolgtrekkingen maken op grond van alle observaties en verzamelde gegevens om daarmee de hypothesen te confronteren • Interpreteren: Verzamelde informatie begrijpen en conclusies in verband brengen met andere gegevens en ideeën • Communiceren: Het in staat zijn om op een krachtige manier duidelijk te maken wat er is geobserveerd of ontdekt met gebruikmaking van verschillende media Technische procesvaardigheden: • Praktisch redeneren: Het kunnen beredeneren van doel-middel relaties en van relaties tussen functies van een artefact en zijn fysieke realisering of structuur. • Ontwerpen: Het kunnen bedenken en uitwerken van een oplossing voor een praktische behoefte (ontwerpprobleem). • Visualiseren: Het laten zien van een ontwerp in de vorm van schetsen en verschillende soorten technische tekeningen (als middel om over het ontwerp van gedachten te kunnen wisselen). • Modelleren van de werkelijkheid: Het kunnen representeren van het ontwerp in een vereenvoudigde vorm, zodat het manipuleerbaar wordt of er gemakkelijker berekeningen aan uitgevoerd kunnen worden. (Bron: Marja van Graft, Onderzoekend en Ontwerpend leren bij Natuur en Techniek)

II - Het Zeven Stappen Plan Onderzoekend leren in zeven stappen: 1. Confrontatie; de start van ieder onderzoek is de introductie van of confrontatie met een probleem, verschijnsel of object/organisme dat nieuw is, maar aansluit bij de wereld van de kinderen. Verwondering en nieuwsgierigheid worden gestimuleerd door objecten en verschijnselen aan te bieden die net boven het kennisniveau van het kind zitten (zone van de naaste ontwikkeling, Vygotsky) en die ze daarmee uitdagen en motiveren om 'op onderzoek uit te gaan'. 2. Verkennen; ofwel: de aanrommel-fase. Hierin wordt het probleem zo breed mogelijk verkend. Niet alle vragen die opkomen lenen zich voor eigen onderzoek. Wellicht kan een deskundige het antwoord geven. 56

3. Opzetten experiment; de onderzoekbare vragen worden vertaald in een naar een uitvoerbaar experiment. Wat gaan wordt er gemeten of bekeken en hoe? 4. Uitvoeren experiment; het experiment wordt uitgevoerd zoals tevoren bedacht. Waarnemingen worden vastgelegd in een logboek en de betekenis ervan wordt besproken. Dit leidt tot resultaten. 5. Conclusies trekken; op basis van de resultaten trekken leerlingen conclusies. Die leiden tot oplossingen of tot vervolgvragen, waarna de stappen 1 tot en met 4 kunnen worden herhaald. 6. Presenteren; het presenteren van de resultaten aan elkaar kan in verschillende vormen gebeuren. Sowieso is deze fase belangrijk voor de ontwikkeling van eigen en andermans kennis. 7. Verdiepen en verbreden; Uit de gesprekken en presentaties heeft de leraar een beeld gekregen van het begripsniveau van de leerlingen. In deze fase verzilvert de leraar deze opbrengst door de begrippen verder te conceptualiseren; door het breder te trekken, andere contexten aan te halen en verband te leggen met andere concepten. Leerlingactiviteiten per onderzoeksfase: Fase 1. Confrontatie

Activiteiten Waarnemen (H)erkennen Vergelijken 2. Verkennen Aanrommelen Gegevens verzamelen Vragen stellen Ideeën opperen Voorspellingen doen 3 Opzetten experiment Ontwerpen experiment: materiaal en meetinstrumenten / gereedschap bijeenzoeken Eerlijk meten Plannen 4. Uitvoeren experiment Waarnemen: kijken, luisteren, ruiken, voelen, proeven Metingen uitvoeren Noteren uitkomsten (in labjournaal / logboek) Ordenen Vergelijken Data verwerken Constateren 5. Concluderen Argumenteren Conclusies formuleren 6. Presenteren resultaten Ve rslag maken Presenteren Uitleggen Portfolio aanleggen 7. Verdiepen/verbreden Reflecteren Discussiëren Vergelijken (experiment anderen, bijv. klasgenoten) 57

Ontwerpend leren in zeven stappen 1. Probleem constateren; het probleem wordt afgebakend en de eisen worden geformuleerd waaraan het ontwerp moet voldoen 2. Verkennen; creatieve fase, waarin naar oplossingen wordt gezocht 3. Ontwerpen; het beste idee wordt uitgewerkt in een ontwerpschets 4. Uitvoeren ontwerp; het ontwerp wordt (op schaal) tot een prototype uitgevoerd 5. Testen / evalueren; het prototype wordt getest om te zien of het aan de gestelde eisen voldoet. Zo niet dan worden de fasen 1 tot en met 4 herhaald. 6. Presenteren; het ontwerp wordt in de groep gepresenteerd 7. Verdiepen; de leraar kan hier dieper ingaan op de diverse ontwerpen en het ontwikkelingsproces. Ook kan hier een brug geslagen worden naar de echte wereld: hoe hebben echte technici dit probleem aangepakt? Leerlingactiviteiten per onderzoeksfase: Fase Activiteiten 1. Probleem constateren (H)erkennen probleem/behoefte Probleem verwoorden en verhelderen Eisen formuleren 2. Verkennen Gegevens verzamelen Oplossingsmogelijkheden overdenken Vragen stellen Voorspellingen doen Oplossingen formuleren 3. Ontwerpvoorstel maken Geschikt materiaal en gereedschappen kiezen Herkennen constructie- en bewegingsprincipes Plannen Schematisch uitwerken 4. Uitvoeren Gereedschappen gebruiken Materialen bewerken Volgens plan werken 5. Testen en evalueren Testen prototype aan de hand van eisen Relatie leggen tussen oplossing en gestelde eisen (vormfunctie) Onvolkomenheden herkennen 6. Presenteren Verslag maken Presenteren Demonstreren / uitleggen Portfolio aanleggen Oplossing / product van anderen beoordelen 7. Verdiepen/verbreden Reflecteren Discussiëren Vergelijken (met echte apparaten of producten van klasgenoten) IJken (Bron: Marja van Graft, Onderzoekend en Ontwerpend leren bij Natuur en Techniek) 58

Literatuur - Benthem, J. van, Dijkgraaf, R. & Lange, J. de (2006) TalentenKracht. Amsterdam/Utrecht - Graft, M. van & Kemmers, P. (2007). Onderzoekend en Ontwerpend Leren bij Natuur en Techniek. Basisdocument over de didactiek voor onderzoekend en ontwerpend leren in het primair onderwijs. Den Haag: Stichting Platform Bèta Techniek. - Kuijpers, J. & Walma van der Molen, J. (2007). Wetenschap & techniek: Een rijke leeromgeving. Den Haag: Programma VTB-Pro

Met dank aan de directeuren, leraren én leerlingen die hebben meegewerkt aan de totstandkoming van deze brochure

Recommend Documents