Onderzoekende leerling Ad Mooldijk, FIsme

Onderzoekende leerling Kerndoelen Onderzoeken / ontwerpen Stuiterles / eierrace Onderzoeken leren Onderzoekende houding bij kinderen Kenmerken Hoe zie je die houding Stimuleren Werkvormen / activiteiten Do’s en dont’s Waar meer te vinden

Kerndoelen basisonderwijs Onderwijs heeft drie belangrijke functies: draagt bij aan de persoonlijke ontwikkeling van kinderen, zorgt voor overdracht van maatschappelijke en culturele verworvenheden en het rust kinderen toe voor participatie in de samenleving. De belangrijkste dingen die kinderen moeten leren om actief deel te nemen aan de samenleving, staan vastgelegd in de zogenaamde kerndoelen.

Kerndoelen basisonderwijs Gezien het karakter van het basisonderwijs dienen leraren een beroep te doen op de natuurlijke nieuwsgierigheid en de behoefte aan ontwikkeling en communicatie van kinderen en deze te stimuleren. Door een gestructureerd en interactief onderwijsaanbod, vormen van ontdekkend onderwijs, interessante thema’s en activiteiten, worden kinderen uitgedaagd in hun ontwikkeling.

Professionaliseringstraject Wetenschap en Techniek Noord-Holland Stuiterles Professionaliseringstraject Wetenschap en Techniek Noord-Holland Professionaliseringstraject Wetenschap en Techniek Noord-Holland Training 1 Stuiteren Doelen leraren maken kennis met de didactiek van onderzoekend- en ontwerpend leren. leraren maken kennis met het operationaliseren van onderzoeksvragen, het opzetten van experimenten en het voorspellen van het resultaat ervan. leraren maken kennis met het probleemoplossend denken leraren zijn zich bewust van hun motieven, zelfbeeld, normen en waarden, overtuigingen en motieven t.a.v. W&T.

1. Confrontatie

2. Verkennen Hoe ‘goed’ stuitert een bal? Dit levert (hopelijk) onderzoeksvragen op, klassikaal inventariseren.

3. Opzetten experiment - Hoe meten? - Eerlijk meten - Voorspelling?

resultaten opschrijven. 4. Uitvoeren experiment Materiaal, logboek, resultaten opschrijven.

5. Concluderen Resultaat in overeenkomst met voorspelling? Wat is dan het antwoord op de onderzoeksvraag?

6. Presenteren Laat elk groepje nu de bevindingen presenteren aan de rest van de klas.

7. Verdiepen/Verbreden Verdiepen: wat is stuiteren? Verbreden: hoe passen we dit verschijnsel bijvoorbeeld toe? Proefjes techniek obs ;t Vrieske Honk Vriescheloo

onderzoeken / ontwerpen Onderzoekend leren A1. Confrontatie A2. Verkennen A3. Opzetten experiment A4. Uitvoeren experiment A5. Concluderen A6. Presenteren / Communiceren A7. Verdiepen Ontwerpend leren B1. Probleem constateren B2. Verkennen B3. Ontwerpvoorstel maken B4. Ontwerpvoorstel uitvoeren B5. Testen en bijstellen B6. Presenteren / Communiceren B7. Verdiepen M. van Graft en P. Kemmers (2007) M. van Graft en P. Kemmers (2007) Onderzoekend en ontwerpend leren, platform beta techniek, Den haag. De twee rijtjes met elkaar verbinden Duidelijke verschillen tussen onderzoeken en ontwerpen. Echter ook duidelijke parallellen. Onderzoek: je ziet een fenomeen of iets wat je verwondert, je nieuwsgierigheid wekt. Ook wel te vinden als de 5 E’s. Engage, waarbij de leerlingen bij het onderwerp betrokken worden en raken (A1, B1) Explore, waarbij het onderwerp verkend wordt. (A2, B2) Explain, waar aan nieuwe inzichten gewerkt wordt, (A3-4, B3-4) Elaborate, verbreden en verdiepen van de inzichten (A5-6-7, B5-6-7) Evaluate, zit als het goed is verstopt in de verschillende onderdelen. (A4-5-6-7, B4-5-6-7)

ontwerpend leren Probleem Verkennen Ontwerpvoorstel Voorstel uitvoeren Testen en bijstellen Presenteren verdiepen Ei valt van drie hoog en valt stuk Wat is probleem? Bedenk een mogelijke oplossing (parachute) Maak een prototype Uitproberen en verbeteren Presenteer oplossing Kan je dat ook met een vaas doen?

Onderzoeken leren instrumentele vaardigheden aanleren technische vaardigheden aanleren onderzoeksvaardigheden aanleren begripsontwikkeling stimuleren onderzoekende houding ontwikkelen Het leren onderzoeken vinden we belangrijk maar houdt verschillende onderdelen in. Instrumentele vaardigheden omgaan met apparaten en meetinstrumenten Technische vaardigheden opbouwen van opstellingen, kunnen kiezen van de juiste instrumenten onderzoeksvaardigheden kunnen meten, weten hoe veel metingen in de gegeven situatie van belang zijn. Weten welke variabelen van belang zijn om te meten. (Bij kiezen van bepalen temperatuurverschil kokpunt van 7up en cola ook de tijd meten…) Zaken die belangrijk zijn en ook heel goed ingezet kunnen worden op andere momenten zijn nu juist zaken als: stimuleren begripsontwikkeling en een onderzoekende houding ontwikkelen Vooral ga ik in op de onderzoekende houding ontwikelen, wat is dat en wat is daarvoor nodig?

houding wetenschappers (voorgezet) Onderwijs Willen weten Willen bekritiseren Willen delen Willen begrijpen Willen bereiken Willen innoveren (2009 R. van de Rijst) (voorgezet) Onderwijs Nieuwsgierigheid Kritisch Willen delen (2009 T. van der Valk) Roeland vban de rijst Ton vd Valk

Houding op de basisschool Nieuwsgierig Verwondering Waarnemen uitdaging Cognitief / kritisch Eigen inzicht Systematisch Nuanceren Feiten / meningen Sociaal-emotioneel Doorzetten Open houding Subjectief / objectief Delen Creatief Verrassend Vindingrijkheid Originaliteit Rijke leeromgeving is belangrijk. Interactie is bl;angrijk Ik focus hier even meer op een onderdel vragen stellen, Wat op veel momenten gebruikt kan wiorden in alle lessen. Van Graft, Kemmers (2007)

nieuwsgierigheid bewondering verwondering nieuwsgierig Attention not to know verwondering “nice to know” nieuwsgierig “desire to know” willen begrijpen Attention Interest Desire Action educational theory (2008) Frederick F. Schmitt, the epistemic value of curiosity (125-148) Nieuwsgierigheid is van belang voor een onderzoekende houding. Wat is nieuwsgierigheid? Je kunt nieuwsgierigheid in een rijtje van bewondering / verwondering en nieuwsgierigheid zetten. Bewondering is iets waarbij je ergens tegenop kijkt, vindt dat het erg mooi en ver weg voor jezelf is. Er is geen wens om er meer van te weten… Verwondering betekent al dat het dichterbij is, alleen is dit nog niet voldoende om iets te onderzoeken, de drive ontbreekt nog. Nieuwsgierigheid is dan meer, daar komt een innerlijke overtuiging bij kijken dat men er meer van wil weten, daarvoor ben je vasthoudend om meer te weten van een onderwerp. in het algemeen is wat je wilt weten qua onderwerp dichtbij, je weet er al iets van, op de een of andere manier is het bereikbaar (tegenstelling met bewondering)

kritisch zijn Wat doe ik? waarom zo? hoe kan het anders, misschien wel beter? onderzoekbaarheid opzet onderzoek herhaalbaarheid betrouwbaarheid zekerheid Dit is een lastig gedeelte van “de onderzoekende” houding, maar zeker wel belangrijk. In wetenschap heb je het dan over begrippen als betrouwbaarheid van je metingen (toevallige fouten en systematische…), de validiteit (heb je wel gemeten wat je wilde meten?) en nauwkeurigheid (grootte van de steekproef, zijn verschillen significant). Bij wiskunde spreek je dan eerder over de zekerheid waarmee je iets weet, of je een sluitende redenering kunt opzetten. Allemaal mooi en aardig, maar deze onderwerpen in een onderzoek betrekken verzekert je nog niet van een kritische houding. van Rens en Dekkers (2000) komen met de volgende vragen voor een goede reflectie bij onderzoeken: wat doe ik? Waarom doe ik het zo? Hoe zou het anders, beter kunnen? Smits ea komen voor onderbouwleerlingen (vo) op zaken als: een goede formulering van de onderzoeksvraag (is de vraag onderzoekbaar) wat varieer je aan variabelen, wat houd je constant zijn je metingen herhaalbaar trek je uit je onderzoek de goede conclusies? Hoe zeker is je antwoord op de onderzoeksvraag? Door dit soort vragen al te nadrukkelijk te stellen kan je de nieuwsgierigheid ook doodslaan. De literatuur levert ons tot nu toe geen antwoord op hoe je die balans moet vinden… warbij die balans mogelijk per individu verschilt!

delen Vanuit passie Ervaringen vertellen Presenteren Discussiëren verslaglegging

Vragen stellen Vorm Timing Handopsteken Denken, delen, uitwisselen Open – gesloten Persoongericht – onderwerpgericht Timing Wachten Herformuleren Handopsteken Denken, delen, uitwisselen Wat valt je op als?/ zie je de belletjes…? Wat denk jij wat dat voor belletjes zijn? – Wat zit er in de belletjes Vb Conceptcartoon Harlen blzd 50

Conceptcartoons

Vragen stellen ideeën verteld Delen en samen ontwikkelen Je meer leert over ideeën van leerlingen onderzoeksvaardigheden van leerling bij leerlingen ontwikkelen Ideeën Onderzoeksvaardigheden (observeren, voorspellen, onderzoeken en interpreteren) Delen en samen ontwikkelen aanmoedigen reflectie ideeen van leerlingen leren Hoe denk je dat schaduw ontstaat. Waarom denk je, maken deze voorwerpen zwartere schaduwen dan die? vaardigheden van leerlingen leren Wat zou je graag willen weten over schaduwen? (stellen van (onderzoeks)vragen? Wat denk je dat er gebeurt als we dit voorwerp die kant op schuiven? (voorspellen) Wat zou je kunnen doen om te onderzoeken waar de grootte van een schaduw van af hangt? (onderzoek doen) Wat heb je gevonden over een verband tussen de plaats van de lamp en de grootte van de schaduw (interpreteren van onderzoeksgegevens) ideeen van leerlingen ontwikkelen Hoe kun je met jouw idee van hoe schaduwen ontstaan verklaren dat de kleur van de schaduw van de verschillende voorwerpen hetzelfde is? Welk ander idee kan de vorm van schaduwen verklaren? vaardigheden van leerlingen ontwikkelen Als de schaduw groter wordt als je de lamp die kant op beweegt, wat denk je dat er dan gebeurt als je de lamp de andere kant op beweegt? (voorspellen) Hoe kan je zeker weten dat de plaats van de lamp en niet wat anders zorgt voor bverschillen in grootte van de schaduw?(onderzoek doen) delen en samen ontwikkelen Hoeveel verschillende ideeen kun je in je groep bedenken om te verklaren wat je hebt gevonden? Als iedereen zijn of haar idee heeft uitgelegd, kunnen jullie dan bedenken of eentje de beste is? Welk idee is het testen waard. Hoe denken jullie dat idee dan te testen? reflecteren Wat heb je nu geleerd wat je eerder nog niet wist? Denk je nu anders over…? Zijn er nu nog zaken die je graag wilt uitzoeken? Harlen (2006) blzd 63-64

Vragen krijgen Verwondering en interesse Informatie Vragen met moeilijke antwoorden Filosofisch onderzoekbaar Hoe komen rotsen aan hun kleur? Is goud ook rots? Waarom zijn veel rotsen hard? Waarom zijn er rotsen op aarde? Wat gebeurt er als je een boon omgekeerd in de grond plant? We stellen allemaal vragen als we iets niet weten of begrijpen en dat wel willen. We geven zo aan anderen aan hoe ze ons kunnen helpen. Als we vragen krijgen, kunnen we daar op verschillende manieren mee omgaan. Vragen die leerlingen stellen, geven aan waar zij op dat moment mee zitten en waar hun grenzen liggen. Als docenten kunnen we deze gebruiken om ze verder te helpen. De vragen die leerlingen stellen zeggen vaak iets over hun ideeën en over hun denkbeelden. Kennis daarvan geeft ons als docenten de gelegenheid om daarop in te gaan en te proberen hun denkbeelden dichter bij die beelden te krijgen die de wetenschap als betrouwbaar aanvaardt… Vragen kunnen voortkomen uit verwondering, of interesse. De vraag is dan vaak meer bedoeld om die verwondering te delen dan om beantwoord te worden. Vak is de exacte vraag niet eens wat de leerling bedoelt. Hoe komen rotsen aan hun vorm (kleur), kan ook gehoord worden als waarom hebben rotsen verschillende vormen (kleuren). Vaak geeft dat aan dat de leerling nu opeens inziet dat rotsen verschillende vormen hebben. Als dat erachter zit, is een direct antwoord niet opportuun, maar beter een erkennen van de verwondering en een vervolg als, laten we eens kijken hoeveel verschillende vormen (kleuren) rotsen hebben. Soms willen kinderen gewoon directe informatie: is goud ook rots? Dit zijn vaak feiten die direct aan de kennis bijdragen en ook gewoon beantwoord kunnen worden. Een vraag als “waarom zijn veel rotsen hard?” is moeilijk te beantwoorden en als de docent het antwoord weet, zal zij zich realiseren dat voor een goed antwoord de leerling de benodigde concepten niet beheerst. Beter is geen antwoord dan een poging dit wel te doen… De leerling afleiden met het stellen van andere vragen is misschien beter (hoe kom je er achter of de ene rots harder is dan de andere) Waarom zijn er rotsen op aarde, kan bekeken worden in de zin van wie heeft ze daar neergelegd (richting filosofisch) of hoe is de aarde ontstaan (complex). Filosofische vragen kun je meestal beschouwen als vragen uit interesse en delen van verwondering en ook als zodanig behandelen. Wellicht krijg je door erover te filosoferen en creatief mee om te gaan wel onderzoekbare vragen waar leerlingen mee aan de slag kunnen. Onderzoekbare vragen: wat gebeurt er als we een boon omgekeerd in de grond planten? Afhankelijk van de ruimte die je jezelf en de leerlingen geeft kun je hier goed mee aan de slag!

Ideeën uitbreiding verdieping Kringgesprek Antwoorden eerst in schrift, dan uitwisselen (DDU) Puppets Tekenen Logboek Denkwolkjes na onderzoekje Conceptcartoons of meerkeuzevragen Embedded assesment wordt dit ook wel genoemd. Klentschy (2008) Scaffolding science inquiry through lesson design, Denkwolkjes: groep ¾ na een onderzoek naar drijven en zinken leerlingen laten opschrijven in een denkwolkje wat ze nog graag willen weten. Bij tweede lessenserie gingen kinderen uit zichzelf al aangeven dat ze gingen onderzoeken of zaadjes beter groeiden als ze meer licht kregen!

Conceptcartoon 2

discussie Je moeder heeft het talloze malen herhaald ‘Doe je jas aan, dan krijg je het warm.’ Uiteindelijk smelt de sneeuwman toch. Het maakt geen verschil uit of je hem een jas aandoet of niet. We bekijken de sneeuwman eventjes.. Wanneer je stoffen koel wil houden stop je ze bijvoorbeeld in een koelbox. Je koelbox is dan als het ware de jas die je rond deze stoffen legt. Ons dagelijks taalgebruik suggereert dat: sommige stoffen/ materialen de eigenschap hebben om dingen warm te maken. Wanneer je de sneeuwman een jas aandoet , maak je hem warm en zal hij dus sneller smelten. Binnen dit leerlingenbeeld zijn ‘warmte’ en ‘koude’ soorten stoffen die tussen voorwerpen uitgewisseld kunnen worden en in voorwerpen opgeslagen zitten. Deze visie strookt met de visie binnen de vroege warmtetheorie. Resten van deze theorie zijn in ons taalgebruik verweven. Wanneer je een blok ijscrème koopt wikkelt men die in een laag papier om te voorkomen dat het ijs smelt. De waarneming is een momentopname en tijd nemen we niet spontaan waar Andere mogelijkheden……….

Kansen voor onderzoek Werkhypothese Heeft het een jas aandoen invloed op de tijd om de sneeuwman te smelten? Beschrijving en schets van het experiment We moeten identieke sneeuwmannetjes een jas aantrekken. Om te weten hoe snel de sneeuwman smelt, moeten we met een chronometer de tijd registreren. …. Materiaallijst 2.identieke sneeuwmannetjes: ijsblokken gemaakt door een bepaald volume water in plastic drinkbekertjes in te vriezen Chronometer … Te volgen werkwijze we bepalen de temperatuur van de kamer en de temperatuur in de diepvriezer (= de temperatuur van de sneeuwmannetjes) we nemen de sneeuwmannetjes uit de diepvriezer en wikkelen 1 mannetje in een laag fleecestof we bepalen de massa van de sneeuwmannetjes we plaatsen de sneeuwmannetjes op een schaaltje en starten de tijd na x minuten vergelijken we de volumes smeltwater of de eindmassa van de droge sneeuwmannetjes

26 regionale steunpunten lesmateriaal filmpjes over voorbeeldscholen

bronnen www.ecent.nl http://www.wtwijzer.nl/ www.vtbprogramma.nl M. van Graft en P. Kemmers (2007) Onderzoekend en ontwerpend leren, platform beta techniek, Den haag. Zie voor publicatie en lesmateriaal: http://www.slo.nl/primair/leergebieden/wereldorientatie/natuur/vtb/ W. Harlen (2006) teaching, learning & assessing science 5 – 12, Sage, London www.orionprogramma.nl