STEM* onderwijs Rotary & toekomst, wetenschap & techniek

STEM* onderwijs Rotary & toekomst, wetenschap & techniek
* STEM = Science, Technology, Engineering, Mathematics Rotary & toekomst, wetenschap & techniek Bedrijf+school spreken dezelfde taal STEM-onderwijs via authentieke contexten van bedrijven Kader voor de leerkracht Bronvermelding: Vervaet, S., Meys, R., Van De Keere, K., Dejonckheere, P., Deleu, A., Frans, R., Verhaegen, V., Vyvey, K. (2015) Onderzoekend leren en STEM-onderwijs. Een didactisch kader. © EC Onderwijsinnovatie, Wetenschappelijk Denken

STEM-onderwijs via authentieke context van bedrijven
Dit is een didactisch kader dat kan ingezet worden voor de voorbereiding van een bedrijfsbezoek binnen een geïntegreerd STEM-project op school. Het kader is opgebouwd als een interactieve voorstelling waarin u begeleiden. Met de knop keert u terug naar het hoofdmenu. drukknoppen Waarom dit project? En dit kader?

Waarom het project “Rotary & toekomst, wetenschap & techniek”? Jonge kinderen tonen een grote interesse voor techniek en wetenschappen, maar deze interesse gaat doorheen de basisschool verloren, in het bijzonder tussen de leeftijd van acht en elf jaar.  Nood aan het stimuleren van een positieve attitude voor wetenschappen en techniek  burger van morgen & instroom in STEM-opleidingen verhogen ? Nood aan aandacht voor wetenschap en techniek  te lage instroom in STEM richtingen. Die opleidingen worden blijkbaar onvoldoende gesmaakt door jongeren. Onbekend is onbemind. Een betere afstemming tussen onderwijs en arbeidsmarkt wordt voorgedragen als oplossing voor dit vraagstuk. Als we meer aandacht hebben voor wetenschap en techniek in het basisonderwijs, worden misschien wel de kiemen gelegd voor een STEM beroep later. Maar ook dat mag niet enkel de betrachting zijn … We moeten bij elk kind een soort van STEM geletterdheid aankweken… Ga verder (Secure, 2013) en (Vervaet, 2013)

Waarom een didactisch kader voor het project “Rotary & toekomst, wetenschap & techniek”? Nood aan het stimuleren van een positieve attitude voor wetenschappen en techniek, houdt in dat we moeten inzetten op de ontwikkeling van lange termijn interesse bij kinderen.  Een bedrijfsbezoek mag geen geïsoleerd event zijn. STEM moet een verhaal zijn voor de volledige basisschool. Didactische aanpak is van groot belang! Waar mogelijk, geïntegreerd werken (= STEM) Ingebed in betekenisvolle contexten Focussen op ‘onderzoekend leren’ Aandacht voor inzicht in de processen van ‘onderzoeken’ en ‘ontwerpen’ Creativiteit in ontwerp en onderzoek stimuleren In het hoofdmenu vindt u achtergrondinformatie over de didactische aanpak: wat is STEM, onderzoekend leren, … Onderzoek toont aan dat dit reeds op jonge leeftijd moet gebeuren! Ga verder Terug (Van Houte, et al., 2013)

Drie activiteiten staan centraal bij de voorbereiding van een bedrijfsbezoek binnen een geïntegreerd STEM-project: 1. Starten met een STEM-activiteit De kinderen gaan in de klas aan de slag met een probleemstelling. De processen van ‘ontwerpen’ en ‘onderzoeken’ staan centraal. Samen met de kinderen wordt het bijhorend begrippenkader opgebouwd. 2. Het productieproces in de klas Bij een tweede activiteit in de klas wordt gefocust op het productieproces. De kinderen leren vanuit ervaringen de voornaamste eigenschappen hiervan kennen. 3. Het bedrijfsbezoek en de naverwerking in de klas Hierbij wordt de transfer gemaakt van hetgeen in de klas werd geleerd, naar de reële bedrijfscontext. Uiteraard is hierbij het voorbezoek van groot belang om af te stemmen. Zelf iets maken vanuit de klas – op school … In het hoofdmenu zijn deze drie activiteiten meteen terug te vinden bij: Hoe STEM in de klas brengen toegepast op de authentieke context van een bedrijf? Terug

STEM onderwijs via authentieke context van bedrijven
HOOFDMENU STEM onderwijs via authentieke context van bedrijven Wat is STEM? En onderzoeken en ontwerpen? Hoe STEM in de klas brengen toegepast op de authentieke context van een bedrijf? Waarom STEM-onderwijs? En onderzoekend leren? Starten met een STEM-activiteit Het productieproces in de klas Wat is onderzoekend leren? Op bedrijfsbezoek en naverwerking Hoe ga je aan de slag met onderzoekend leren?

Wat is ? TECHNIQUE SCIENCE ENGINEERING MATHEMATICS Engineering
Ontwerpen Optimalisatie van ontwerp Optimalisatie van processen MATHEMATICS Een STEM-activiteit (Merckx, 2014)

Wat is STEM? En onderzoeken en ontwerpen?
We verduidelijken deze termen met een voorbeeld waarin techniek centraal staat. Probleemstelling: de kinderen worden uitgedaagd om een parachute te maken die zo lang mogelijk zweeft. Techniek (T): de kinderen bedenken ideeën om de parachute vorm te geven en maken een ontwerp van de parachute. Het ontwerp wordt getest en geëvalueerd o.b.v. de vooropgestelde criteria (zo lang mogelijk zweven) = ontwerpen Wetenschappen (S): de kinderen hebben wetenschappelijke inzichten nodig, zgn. concepten, zodat hun ontwerp kan voldoen aan de vooropgestelde criteria (zo lang mogelijk zweven). Allerlei vragen dringen zich op: Hoe groot moet het oppervlak van de parachute zijn? Welk materiaal gebruiken de kinderen het best? Speelt het gewicht aan de parachute een rol? Moeten de touwtjes lang zijn? … Om een antwoord te krijgen op deze vragen, gaan de kinderen zelf op onderzoek uit, bv. i.v.m. luchtweerstand: Zweeft de parachute langer bij een groot oppervlak of kiezen de kinderen beter voor een klein oppervlak? = onderzoeken Wiskunde (M): de kinderen hebben wiskunde (meten, relaties leggen …) nodig bij het ontwerpen en onderzoeken, bv.: Meten en berekenen van het oppervlak van de parachute, meten van de tijd tijdens het testen van de parachute waarbij de kinderen het gemiddelde berekenen van de verschillende pogingen. Engineering (E): de kinderen sturen hun ontwerp telkens bij o.b.v. hun bevindingen vanuit de onderzoekjes. Zo verbeteren ze hun ontwerp, zodat het voldoet aan de vooropgestelde criteria. Nog een voorbeeld Terug naar overzicht STEM

Wat betekenen ‘onderzoeken’ en ‘ontwerpen’?
We verduidelijken deze termen met een voorbeeld waarin wetenschappen centraal staat. Probleemstelling: de kinderen worden uitgedaagd om na te gaan of je moet blijven duwen om iets in beweging te houden. Onderzoeken: vanuit de context (zie concept cartoon) denken de kinderen na over de probleemstelling en bakenen ze een onderzoeks-vraag af, bv.: “Heeft de ondergrond een invloed op de voortbeweging van een voorwerp?” De kinderen bedenken manieren om een antwoord te vinden op de vraag. Ze kiezen voor een oplossingsmethode, maken voorspellingen en voeren het eigenlijke onderzoek uit. Vanuit hun observaties proberen ze de vraag te beantwoorden. Doorheen het onderzoeksproces reflecteren ze over hun aanpak en bevindingen. Ontwerpen: om een antwoord te vinden op de onderzoeksvraag moeten de kinderen zoeken naar manieren om hun onderzoek vorm te geven, bv. in de vorm van een onderzoeksopstelling. Zo’n onderzoeksopstelling kan een ontwerp vereisen, bv.: Bijvoorbeeld: vanuit een concept cartoon Ruwe ondergrond Minder ruwe ondergrond Gladde ondergrond Terug naar voorbeeld vanuit techniek Terug naar overzicht STEM

Doel van STEM-onderwijs
DOELEN Het doel van STEM-onderwijs is STEM-geletterdheid: een dynamische interactie van Domeinspecifieke kennis Kennis hebben van … Wetenschappelijke concepten (bv. inzichten i.v.m. wetenschappelijke verschijnselen zoals voedselketen, licht, stoffen, …) Procedures (bv. wiskundige oplossingsmethodes, controleren van variabelen (o.a. als-dan relaties), …) Kerncomponenten van techniek (bv. systemen, processen, hulpmiddelen, normen en criteria, keuzes, optimalisatie, …) Domeinoverstijgende strategieën Vaardigheden Problemen herkennen en vragen stellen Verwachtingen formuleren (voorspellen, toetsbare hypotheses opstellen) Bedenken en plannen van oplossingen in de vorm van een onderzoek of een ontwerp Uitvoeren van een onderzoek of een ontwerp Uittesten en evalueren van een ontwerp Gegevens verzamelen en vastleggen Analyseren en interpreteren (verwerken) van gegevens Conclusies formuleren (logisch verhaal op basis van de vraag en de bevindingen) Zoeken naar (alternatieve) verklaringen Bijsturen en verbeteren van een ontwerp (optimaliseren) Reflecteren op de aanpak van een onderzoek of een ontwerp Rapporteren en presenteren van bevindingen en aanpak STEM en onderzoekend leren ONDERZOEKEND LEREN is een mogelijke DIDACTISCHE AANPAK voor het doel van STEM-GELETTERDHEID

STEM-onderwijs en onderzoekend leren
ONDERZOEKEND LEREN is een mogelijke DIDACTISCHE AANPAK voor het doel van STEM-GELETTERDHEID. Onderzoekend leren maakt het mogelijk om: de vragende en kritische ingesteldheid van kinderen te stimuleren: Kinderen leren om hun eigen mening in vraag te stellen en te herzien, leren om informatie niet meteen als juist te bestempelen, maar zich hierbij vragen te stellen zoals "Hoe komt dat?", "Waarom is dat zo?", "Hoe kan ik daar meer over te weten komen?”, … kinderen te stimuleren tot actief onderzoeken en ontwerpen: Kinderen leren gericht waarnemen met al hun zintuigen, leren verbanden leggen tussen variabelen, leren een onderzoek plannen en uitvoeren, leren oplossingen bedenken voor een probleem … Bij onderzoekend leren gaat het dus om de stimulering van onderzoeks- en ontwerpvaardigheden die leiden tot een onderzoekende houding en niet om het aanbrengen van encyclopedische kennis of louter leuke proefjes doen. Terug naar doel STEM

Onderzoekend leren en het perspectief van de leerling
Voor de leerling is onderzoekend leren een veelzijdig leerproces. Op basis van vragen vindt exploratie en onderzoek plaats en worden kennis, vaardigheden en attitudes door de leerling zelf actief opgebouwd. Centrale leervisie is het (sociaal-)constructivisme. Deze visie veronderstelt dat leerlingen leren door actief na te denken en nieuwe informatie te organiseren en integreren in reeds bestaande kennispatronen, waarbij sociale interactie een belangrijke rol speelt. Kernidee hierbij is: Kennis wordt door de leerling zelf actief opgebouwd vanuit eigen ervaringen door mentale activiteit. Leerprincipes sociaal-constructivisme En de leerkracht? (De Groof, Donche, & Van Petegem, 2012)

Leren Zelf actief kennis verwerven vanuit eigen ervaringen
Is een actief proces Is experimenteren Leren Is een sociaal proces Is in/over authentieke situaties Is voortbouwen op de aanwezige (voor)kennis Is de zaak van de lerende Terug naar zelf actief kennis verwerven (De Groof, Donche, & Van Petegem, 2012)

Onderzoekend leren en het perspectief van de leerkracht
Voor de leerkracht is onderzoekend leren een rijke onderwijsaanpak. De leerkracht creëert een leeromgeving die niet-vastomlijnde, leerlinggerichte activiteiten toelaat die leerlingen stimuleren tot actief denken, doen en overleggen. Centrale opvoedingsvisie is de pedagogiek van het meesterschap. Deze visie veronderstelt dat een sterke pedagogische kracht uitgaat van de liefde van de leerkracht voor de wereld. Kernidee hierbij is: De houdingen van de leerkracht (toewijding, aanvaarding, nauwgezetheid, geduld …) zetten de leerlingen aan tot denken en handelen. Hierbij wordt ruimte en tijd gecreëerd om te leren door te exploreren en te onderzoeken. Terug naar perspectief leerling (De Groof, Donche, & Van Petegem, 2012) en (Ardui, et al., 2012)

Pijlers voor onderzoekend leren:
Hoe ga je aan de slag met onderzoekend leren? Pijlers voor onderzoekend leren: Betekenisvolle contexten Denk- & doevragen Systematisch onderzoeken Reflectie & interactie Klik op de pictogrammen Voorbeelden van ‘onderzoekend leren’ zijn terug te vinden op

Betekenisvolle contexten stimuleren verwondering over de wereld en zetten aan tot onderzoeken en ontwerpen Kern: Kansen creëren voor leerlingen om zich te verwonderen over de wereld om hen heen vanuit contexten die hen aanspreken en aanzetten tot greep willen krijgen op die wereld. Enkele richtvragen voor analyse van het filmpje: Hoe zorgt de leraar ervoor dat de leerinhoud geen losstaand, contextvrij feit is? Welke concepten worden behandeld? Op welke manieren worden de leerlingen geprikkeld? Contextuele ondersteuning helpt de brug slaan tussen het abstracte en het concrete. (Van Houte, et al., 2013) Onderzoekend leren is meer dan kinderen maar wat laten ontdekken! (Velthorst, Oosterheert, & Brouwer, 2011) Klik op de foto om het filmpje te starten. Terug naar overzicht pijlers Theoretische achtergrond

Context-concept benadering?
Betekenisvolle contexten stimuleren verwondering over de wereld en zetten aan tot onderzoeken en ontwerpen Zorg voor een verwondering oproepende, uitdagende leeromgeving die leidt tot een hoge betrokkenheid. Door de verwondering en nieuwsgierigheid van de leerlingen te prikkelen ontstaat bij hen een verlangen naar greep krijgen op de wereld. Hun onderzoekende houding wordt gestimuleerd. Breng authentiek (echt) materiaal mee naar de klas, trek erop uit of vertrek vanuit een verwonderingsproef (zie voorbeelden op een verhaal, een alledaagse, herkenbare gebeurtenis, de actualiteit ... Laat de leerlingen hun verwondering en nieuwsgierigheid uitspreken zodat ze zich hiervan bewust zijn/worden. Belangrijk: verwondering is niet het begin- én eindpunt. Het leeft doorheen het onderzoeken ontwerpproces. Zorg dan ook doorheen een activiteit dat leerlingen in aanraking komen met andere contexten m.b.t. dezelfde leerinhouden (= transfer). Een betekenisvolle leeromgeving nodigt de leerlingen uit om de wereld om hen heen in vraag te stellen, erover na te denken, deze te onderzoeken … Als leerkracht is het belangrijk om binnen contexten de leerinhouden m.b.t. STEM, o.a. concepten, te herkennen en bloot te leggen. Zo komen de leerlingen in aanraking met de abstracte concepten via concrete contexten. Context-concept benadering? Terug naar filmpje

Terug naar theoretische achtergrond
Betekenisvolle contexten stimuleren verwondering over de wereld en zetten aan tot onderzoeken en ontwerpen Context-concept benadering? De context is de totale omgeving waarin iets zijn betekenis krijgt. Binnen een context zijn verschillende leerinhouden, o.a. concepten, te onderscheiden. Concepten zijn abstracte begrippen en inzichten. In het voorbeeld komt het wetenschappelijke concept van drijven/zinken aan bod als leerinhoud, vanuit een prentenboek waarin een probleem zich stelt (= context). In het filmpje wordt binnen de context van het ontwerpen van een ballonwagen het concept van wrijving behandeld en ook het principe van actie = reactie komt aan bod. Leerlingen bezitten over zo’n concepten vaak al enige kennis. Het kan gaan om foutieve voorkennis, zgn. misconcepties. Deze kunnen hardnekkig zijn. Het is belangrijk om als leerkracht te zorgen voor confrontatie tussen oude en nieuwe kennis, zodat leerlingen tot juiste inzichten kunnen komen (= conceptual change) (zie pijler reflectie en interactie). Prenten uit: Schröder, R., Busser, M., & Kool, G. (1998). Het balletje van de familie Muis. Tilburg: Zwijsen. Terug naar filmpje Terug naar theoretische achtergrond (Van Houte, et al., 2013) en (Van de Keere, & Vervaet, 2013)

Denk- en doevragen dagen uit tot onderzoeken en ontwerpen
en het zoeken naar een manier om het onderzoek/ontwerp uit te voeren Kern: Leerlingen uitdagen om aan te geven wat er onderzocht of ontworpen moet worden en een geschikte oplossingsmethode te kiezen en toe te passen in functie van het oplossen van de probleemstelling. Ze gebruiken hierbij eerder opgedane kennis. Enkele richtvragen voor analyse van het filmpje: Op welke manier worden de leerlingen uitgedaagd om te onderzoeken/ontwerpen? Hoe stimuleert de leraar de leerlingen om te redeneren en/of fantaseren vanuit bij hen al bestaande kennis? Hoe houdt de leraar rekening met de creativiteit van de leerlingen? Niettegenstaande kinderen begeleiding nodig hebben tijdens activiteiten, zijn autonomie en verantwoordelijkheid van belang. (Van de Keere, & Vervaet, 2013) Onderzoekend leren is niet het slaafs volgen van een stappenplan! (Velthorst, Oosterheert, & Brouwer, 2011) Klik op de foto om het filmpje te starten. Terug naar overzicht pijlers Theoretische achtergrond

Denk- en doevragen dagen uit tot onderzoeken en ontwerpen
en het zoeken naar een manier om het onderzoek/ontwerp uit te voeren Vertrek vanuit herkenbare, concrete situaties/probleemstellingen (zie pijler betekenisvolle contexten) en zet leerlingen aan om hier actief over na te denken. Stimuleer hen tot het gebruiken van hun voorkennis. Door onderzoeksvragen te formuleren richt je de aandacht op de probleemstelling en breng je een actief denken doeproces op gang bij de leerlingen, bijvoorbeeld: “Hoe kunnen we die schommel sneller laten schommelen?”, “Hoe kunnen we het ei beschermen zodat het niet breekt als het valt?” … Belangrijk: (Onderzoeks)vragen kunnen ook vanuit de leerlingen komen! Ga hier niet aan voorbij. Stel denken doevragen zodat leerlingen worden aangezet tot: nadenken over een manier (methode) om tot een oplossing te komen: bv. “Hoe kunnen we deze vraag oplossen?” voorspellen: bv. “Wat zijn mogelijke oplossingen?”, “Wat zal er gebeuren?” handelen én nadenken over hun aanpak en bevindingen: “Wat doen jullie?”, “Waarom doen jullie dit zo?”, “Wat gebeurt er?”, “Hoe komt dit?”, “Kunnen jullie dit nog op een andere manier?” … (zie pijler reflectie en interactie) Onderzoekend leren creëert ruimte voor de natuurlijke exploratiedrang van leerlingen, maar: zorg hierbij voor een begeleidende vraagstelling die ruimte laat voor een creatieve houding van de leerlingen. De leerkracht stelt zich steeds de volgende vragen zowel m.b.t. kennis als het onderzoek/ontwerpproces dat de leerling doorlopen : “Wat kan ik de leerlingen al vertellen?” en “Wat moeten ze zelf ontdekken?” Terug naar filmpje

Gegevens worden systematisch verzameld, geanalyseerd en geëvalueerd
Kern: Leerlingen stimuleren tot het verzamelen van gegevens op basis van de gekozen oplossingsmethode. Vanuit deze gegevens trachten ze door middel van analyse en evaluatie dan een antwoord te vinden. Dit vraagt wel een systematische aanpak. Enkele richtvragen voor analyse van het filmpje: Hoe stimuleert de leraar de leerlingen om systematisch te werken? Hoe houdt de leraar rekening met het uitvoeren van een eerlijk experiment? Hoe zet de leraar de leerlingen aan tot het analyseren en evalueren van hun verzamelde gegevens? Het is voor leerlingen niet eenvoudig om vanuit een onderzoeksvraag te komen tot een goed uitgevoerd onderzoek dat hen in staat stelt om die specifieke onderzoeksvraag te beantwoorden. (Van de Keere, & Vervaet, 2013) Klik op de foto om het filmpje te starten. Onderzoekend leren moet gezien worden als een beredeneerde speelruimte waarbij de leerkracht zich voortdurend moet afvragen : wat geef ik prijs en wat nog niet? (Velthorst, Oosterheert, & Brouwer, 2011) Terug naar overzicht pijlers Theoretische achtergrond

Gegevens worden systematisch verzameld, geanalyseerd en geëvalueerd
Eens de onderzoeksvraag er is en de leerlingen begrijpen wat de bedoeling is, dan gaan ze aan de slag met het uitvoeren van het onderzoek/ontwerp om de probleemstelling op te lossen. Zet de leerlingen aan tot het nadenken over en bespreken van hun aanpak (zie pijler denken doevragen) en stimuleer hen om systematisch te werk te gaan bij: het verzamelen van gegevens bv. nauwkeurig waarnemen, meten … met behulp van microscoop, meetinstrument, notitieblok … het analyseren en evalueren van de verzamelde gegevens bv. zoeken naar patronen, verklaringen … door middel van het opstellen van tabellen, grafieken, schema’s … De leerlingen trachten o.b.v. de gegevens tot een antwoord te komen op de gestelde vraag Dit loopt niet onmiddellijk vanzelf! De kans dat leerlingen niet systematisch te werk gaan is zeer groot.  Het belang van de leerkracht als begeleider! Het belang van strategie: Zorg er steeds voor dat de leerlingen bij het experimenteren slechts 1 onderzoeksvariabele veranderen = een eerlijk onderzoek bedenken en uitvoeren! Onderzoeks-variabele? Terug naar filmpje

Terug naar theoretische achtergrond
Gegevens worden systematisch verzameld, geanalyseerd en geëvalueerd Wat is een onderzoeksvariabele? En eerlijk onderzoeken? Voorbeeld van onderzoeksvariabelen: Het drijven/zinken van een voorwerp (= afhankelijke variabele) is afhankelijk van/wordt beïnvloedt door de hoeveelheid zout in water, de massadichtheid van een voorwerp … (= onafhankelijke variabelen) Probleemstelling: Heeft de hoeveelheid zout in kraantjeswater een invloed op drijven en zinken? Hoeveelheid zout Constante variabelen Bij een eerlijk onderzoek mag men slechts 1 onafhankelijke variabele (in het voorbeeld de hoeveelheid zout) aanpassen en de rest moet men constant houden (in het voorbeeld bv. het type voedsel). Zo kan men het effect op de afhankelijke variabele observeren wanneer deze ene onafhankelijke variabele aangepast wordt. Indien meerdere variabelen aangepast zouden worden op hetzelfde moment kan men onmogelijk met zekerheid bepalen welke variabele nu eigenlijk de uitkomst van het onderzoek beïnvloedt. (= controleren van variabelen) Terug naar filmpje Terug naar theoretische achtergrond (Van de Keere, & Vervaet, 2013)

Reflectie en interactie vinden voortdurend plaats
Kern: Leerlingen aanzetten tot dialogeren voor, tijdens en na het onderzoek/ontwerpproces. Hierbij gaat de aandacht naar reflecteren op wat ze doen en denken alsook naar het evalueren van hun bevindingen. Enkele richtvragen voor analyse van het filmpje: Hoe stimuleert de leraar de leerlingen om als kritische onderzoekers na te denken over hun denken en handelen? Waaraan merk je dat de leraar bij de leerlingen uitspraken wil ontlokken? Op welke manier zorgt de leraar voor het samen opbouwen van kennis? Doordat kinderen hun ideeën en handelingen onder woorden brengen worden ze zich bewust van hun eigen denken en handelen. De confrontatie met de ideeën en handelingen van anderen versterkt dit proces. (Van de Keere, & Vervaet, 2013) Klik op de foto om het filmpje te starten. Door te dialogeren ontdekt de leerkracht wat de leerlingen denken. (Van de Keere, & Vervaet, 2013) Terug naar overzicht pijlers Theoretische achtergrond

Reflectie en interactie vinden voortdurend plaats
Dialoog over bevindingen en aanpak mag zich niet beperken tot een laatste stap in het onderzoek/ontwerpproces: stimuleer overleg doorheen de gehele activiteit, zodat kinderen: hun voorkennis aanspreken “Wat denken jullie dat er zal gebeuren?”, “Waarom?”, … aangezet worden om te verwoorden wat ze denken en doen en waarom (= reflectie) “Wat doen jullie nu?”, “Waarom denk je dat?”, … hun bevindingen evalueren “Kunnen we de onderzoeksvraag beantwoorden o.b.v. onze gegevens?”, “Was dit een eerlijk experiment?”, … geconfronteerd worden met de ideeën van anderen “Kan het ook anders?”, “Wat denken de anderen?”, … samen bouwen aan het onderzoek/ontwerpproces en kennis “Wat weten we nu al allemaal?”, “Hoe kunnen we het nu onderzoeken/ontwerpen?”, … Dit alles vereist een kritische houding van de leerlingen maar tegelijkertijd wordt deze ontwikkeld. Stel dat het onderzoek andere resultaten oplevert dan men had verwacht of stel dat andere leerlingen een andere mening hebben, wat betekent dit dan voor een leerling? Als leerkracht dien je constant vragen te stellen om te peilen of de leerlingen begrijpen wat ze denken en doen. Terug naar filmpje

Starten met een activiteit
Vooraleer we het hebben over het bedrijfsbezoek, gaan we eerst aan de slag met een STEM-activiteit. De leerlingen vertrekken vanuit een ‘uitdaging’ die de kinderen ontwerpend en onderzoekend aangaan, terwijl de leerkracht optreedt als begeleider. De focus ligt op ‘optimalisatie van product en proces’ = ENGINEERING We hebben hierbij oog voor de processen die TECHNIEK (ontwerpen) en WETENSCHAP (onderzoeken) kenmerken. STEM? Ontwerpen? Onderzoeken? De leerlingen gaan in groepjes van 3 à 4 leerlingen één van de onderstaande uitdagingen aan: Bouw een boot die voortgestuwd kan worden door de wind! Ontwerp een zelf-bewegende auto die op de kracht van lucht kan rijden! Ontwerp een raketinstallatie waarbij de raket zo hoog mogelijk kan vliegen. Verpak een chocolade ei zodat dat het niet breekt bij transport naar bv. China. Test de verpakking door het ei vanop het 2de verdiep naar beneden te gooien. Klik op de foto’s om de filmpjes te starten Ga verder Nog uitdagingen?

Probleemstelling: de kinderen worden uitgedaagd om een parachute te maken die zo lang mogelijk zweeft. Techniek (T): de kinderen bedenken ideeën om de parachute vorm te geven en maken een ontwerp van de parachute. Het ontwerp wordt getest en geëvalueerd o.b.v. de vooropgestelde criteria (zo lang mogelijk zweven) = ontwerpen Wetenschappen (S): de kinderen hebben wetenschappelijke inzichten nodig, zgn. concepten, zodat hun ontwerp kan voldoen aan de vooropgestelde criteria (zo lang mogelijk zweven). Allerlei vragen dringen zich op: Hoe groot moet het oppervlak van de parachute zijn? Welk materiaal gebruiken de kinderen het best? Speelt het gewicht aan de parachute een rol? Moeten de touwtjes lang zijn? … Om een antwoord te krijgen op deze vragen, gaan de kinderen zelf op onderzoek uit, bv. i.v.m. luchtweerstand: Zweeft de parachute langer bij een groot oppervlak of kiezen de kinderen beter voor een klein oppervlak? = onderzoeken Wiskunde (M): de kinderen hebben wiskunde (meten, relaties leggen …) nodig bij het ontwerpen en onderzoeken, bv.: Meten en berekenen van het oppervlak van de parachute, meten van de tijd tijdens het testen van de parachute waarbij de kinderen het gemiddelde berekenen van de verschillende pogingen. Engineering (E): de kinderen sturen hun ontwerp telkens bij o.b.v. hun bevindingen vanuit de onderzoekjes. Zo verbeteren ze hun ontwerp, zodat het voldoet aan de vooropgestelde criteria. Terug

De opdrachten op de website van het techniektoernooi zijn inspirerend! Enkele voorbeelden: Maak een parachute die zolang mogelijk kan zweven (1e graad LO) Probeer een voertuig zover mogelijk te laten komen wanneer hij een helling af rolt (2e graad LO) Met bakpoeder en azijn kun je een raket lanceren. Maak hem zo doeltreffend mogelijk (3e graad LO) Verpak een voorwerp en zorg dat het niet kapot gaat wanneer hij door de brievenbus valt (1e graad LO) Programmeer een robot die de weg kan vinden door een doolhof Ontwerp en bouw een installatie waarmee in één minuut zoveel mogelijk water wordt afgevoerd naar een hoger gelegen niveau. Parachute die zolang mogelijk kan zweven: techniek: ontwerpen Wetenschap: gebruik van wetenschappelijke concepten: hoe groter mijn oppervlakte, hoe meer luchtweerstand Wiskunde: meten van parachute, oppervlakte berekenen, tijd meten, meerdere keren parachute testen = gemiddelde berekenen Komt allemaal geïntegreerd aan bod Terug

Binnen de groep is er sprake van een taakverdeling op basis van verantwoordelijkheid gekoppeld aan een beroepsprofiel: De ontwerper is verantwoordelijk voor het bedenken van het ontwerp. Hij/zij zorgt ervoor dat de groep nadenkt en overlegt over hoe het probleem kan opgelost worden. Hij/zij zorgt voor bv. een schets van het bedachte ontwerp. De productieoperator is verantwoordelijk voor het maken van het ontwerp. Hij/zij zorgt ervoor dat de groep het ontwerp maakt zoals werd afgesproken. Hij/zij zorgt voor bv. een foto van het productieproces. De kwaliteitsverantwoordelijke is verantwoordelijk voor het testen en het analyseren. Hij/zij zorgt ervoor dat de groep het ontwerp test en nagaat of het beantwoordt aan de criteria. Hij/zij zorgt bv. voor een checklist waaraan het ontwerp werd afgetoetst. De onderzoeker is verantwoordelijk het zoeken naar verklaringen. Hij/zij zorgt ervoor dat de groep overlegt over de testresultaten en zoekt naar verklaringen waarom het ontwerp goed werkt of niet. Hij/zij zorgt voor bv. een filmpje waarin de groep uitlegt wat er volgens hen fout/goed loopt. De ingenieur is verantwoordelijk voor het bijsturen van het ontwerp. Hij/zij zorgt ervoor dat de groep nadenkt en overlegt over hoe het ontwerp beter kan gemaakt worden. Hij/zij zorgt voor bv. een overzicht van wijzigingen aan het ontwerp. De magazijnier is verantwoordelijk voor de grondstoffen en hulpmiddelen. Hij/zij zorgt ervoor dat de groep over alle nodige materialen beschikt en geen materialen verspilt. Hij/zij zorgt voor bv. een overzicht van de grondstoffen en hulpmiddelen die de groep gebruikt. De manager is verantwoordelijk voor de groep en het werk dat de groep levert. Hij/zij zorgt ervoor dat de groep goed samenwerkt, zich organiseert, resultaat levert ... Hij/zij zorgt voor bv. een overzicht van de taakverdeling. Ga verder Terug

Ieder groepje krijgt een overzicht van de uitdaging: voorwaarden, materiaal en een leidraad op basis van onderstaande staakwoorden met bijhorende vraagstelling. (zie begeleidende syllabus, vanaf p.4) TIP: Pak deze activiteit gefaseerd aan. Staakwoord Vraagstelling HET PROBLEEM Wat is het probleem? ONTWERP BEDENKEN We bedenken een ontwerp. Hoe kunnen we het probleem oplossen? Aan welke voorwaarden moet ons ontwerp voldoen? GRONDSTOFFEN Welke grondstoffen (materialen) hebben we nodig om ons ontwerp te maken? HULPMIDDELEN Welke hulpmiddelen (gereedschap) hebben we nodig om ons ontwerp te maken? ONTWERP MAKEN We maken het ontwerp. Hoe doen we dat? GEBRUIKEN/TESTEN We nemen het ontwerp in gebruik en testen het uit. ANALYSEREN We analyseren de resultaten uit de test. Is het probleem opgelost? Voldoet het ontwerp aan de voorwaarden? VERKLARINGEN ZOEKEN We zoeken verklaringen. Waarom werkt het ontwerp niet goed? Hoe kunnen we dit verklaren? BIJSTUREN We sturen het ontwerp bij. Hoe kan het ontwerp beter? Wat gaan we anders doen? Ontwerp tekenen + kringgesprek Welke concrete instructies geven we hier mee aan de kinderen? Bij het oplossen van jullie probleem, moet je met deze staakwoorden rekening houden – Tijdens de nabespreking zullen we de vragen stellen die bij de staakwoorden staan – zorg ervoor dat je ze zal kunnen beantwoorden. Leg hiervoor portfolio aan… Ideeën delen! Ga verder Terug

Enkele voorbeelden van getekende ontwerpen: Dit laat de leerkracht toe om deze te bespreken in de groep of klassikaal. Interessante ideeën kunnen op die manier gedeeld worden en vormen terug een trigger om gericht verder aan de slag te gaan met het ontwerp. Terug

Gebruiken/testen, analyseren en verklaringen zoeken kan klassikaal verlopen. Ideeën worden gedeeld en op basis daarvan kunnen de ontwerpen worden bijgestuurd. Verklaringen zoeken… Kijk nog eens naar het filmpje en ga na hoe het gebruiken/testen, analyseren en verklaringen zoeken verlopen in deze activiteit. Klik op de foto om het filmpje te starten. Terug

ANALYSEREN VAN RESULTATEN ZOEKEN VAN VERKLARINGEN
Probleem, Behoefte ONTWERP BEDENKEN ONTWERP MAKEN GEBRUIKEN / TESTEN ANALYSEREN VAN RESULTATEN ZOEKEN VAN VERKLARINGEN BIJSTUREN = INTEGRATIE Grondstoffen, (materialen) producten WETENSCHAP ‘ONDERZOEKEN’ TECHNIEK ‘ONTWERPEN’ Hulpmiddelen (gereedschap, machines) = Verbinden aan theorieën / concepten Productie- proces Hoe bouwen we dit op? Plakband? DIT STEM Schema = houvast voor de leerkracht = met dit schema kan reeds gewerkt worden in 2e graad (zie triggers vanuit techniektoernooi) = schema waarin “onderzoeken” en “ontwerpen” samen voorkomen. Ook het productieproces herkennen we hierin. Probleem / Behoefte: een ei laten vallen vanop zekere hoogte zonder dat het breekt: Ontwerp: De oplossing bedenken met iets onderleggen  water Maken: Hoe simpel ook: de emmer (+ spons)  grondstoffen Gebruiken: Uitproberen Evalueren: Ei is nog gebarsten  zoeken naar verklaringen: botst tegen de bodem – Hoe kunnen we dat nu oplossen? = verbinden aan theorieën / concepten (moet zachter – we komen bij de spons – wat doet die spons) Testen: Ontwerp met spons Analyseren van resultaten: Ruth geeft uitleg over lucht in de spons = verbinden aan theorieën / concepten De cirkel begint opnieuw bij… Probleem / behoefte wordt groter: vanaf 2e verdiep mag ei niet breken… Bij het ontwerp worden nu de dingen die geleerd zijn voorheen, meegenomen. Nl. inwikkelen in iets zachts – oppervlakte vergroten (ei ‘groter’ maken) parachute In gebruik nemen Ga verder Terug

Tijdens de nabespreking van de activiteit wordt samen met de kinderen het proces van ontwerpen en onderzoeken gereconstrueerd. Op die manier wordt gewerkt aan het inzicht krijgen in de processen van wetenschap en techniek. Hoe bouwen we dit op? Plakband? DIT STEM Schema = houvast voor de leerkracht = met dit schema kan reeds gewerkt worden in 2e graad (zie triggers vanuit techniektoernooi) = schema waarin “onderzoeken” en “ontwerpen” samen voorkomen. Ook het productieproces herkennen we hierin. Probleem / Behoefte: een ei laten vallen vanop zekere hoogte zonder dat het breekt: Ontwerp: De oplossing bedenken met iets onderleggen  water Maken: Hoe simpel ook: de emmer (+ spons)  grondstoffen Gebruiken: Uitproberen Evalueren: Ei is nog gebarsten  zoeken naar verklaringen: botst tegen de bodem – Hoe kunnen we dat nu oplossen? = verbinden aan theorieën / concepten (moet zachter – we komen bij de spons – wat doet die spons) Testen: Ontwerp met spons Analyseren van resultaten: Ruth geeft uitleg over lucht in de spons = verbinden aan theorieën / concepten De cirkel begint opnieuw bij… Probleem / behoefte wordt groter: vanaf 2e verdiep mag ei niet breken… Bij het ontwerp worden nu de dingen die geleerd zijn voorheen, meegenomen. Nl. inwikkelen in iets zachts – oppervlakte vergroten (ei ‘groter’ maken) parachute Ga verder Terug

Centraal in deze activiteit staat dat de leerlingen: een vragende, kritische en creatieve ingesteldheid verwerven gestimuleerd worden om te ontwerpen en te onderzoeken om een probleem op te lossen. zich bewust worden dat ze het ontwerp telkens moeten uittesten, evalueren, bijsturen = optimaliseren van het ontwerp (= engineering) het noodzakelijk begrippenkader m.b.t. STEM opbouwen inzicht verwerven in de processen van wetenschap en techniek en dit kunnen expliciteren. beseffen dat verschillende beroepen verschillende vaardigheden vereisen en onderling afhankelijk zijn van elkaar, wat evenwaardigheid impliceert. Hoe doen we de nabespreking concreet met de cursisten? Net zoals met de kinderen Bewijsmateriaal uit portfolio koppelen aan de staakwoorden (staakwoorden op ppt – foto’s invoegen en dan afprinten???) Kan je het proces dat jullie doorlopen hebben met de groep uitleggen aan de klas gebruik makend van de staakwoorden en de portfolio? Het gaat dus over de stimulering van onderzoeks- en ontwerpvaardigheden, en niet zozeer over het aanbrengen van encyclopedische kennis, of louter leuke proefjes of knutselactiviteiten doen. Terug

Het productieproces in de klas
Productieprocessen worden pas duidelijk als we ze zelf gezien en ervaren hebben. Het gaat om de transfer van zaken zoals: automatisering, massaproductie, arbeidsdeling, arbeidsomstandigheden, grondstoffenaanvoer, … Als voorbereiding op een bedrijfsbezoek, kan in de klas een productieproces duidelijk gemaakt worden! Dit kan met heel eenvoudige materialen! We tonen 3 soorten activiteiten: Assemblage activiteit Verwerking van grondstoffen Herstelactiviteit Afhankelijk van het soort bedrijf dat je bezoekt, kan je de activiteit kiezen die het beste past. Assemblage Verwerking Herstelling

Assemblage: hierbij vertrek je van reeds bestaande ‘producten’ of ‘technische realisaties’ die geassembleerd moeten worden (vb. samenstelling van een auto op basis van verschillende onderdelen) Mogelijke activiteiten in de klas: assembleren van balpennen, fietsbellen, wasknijpers, lego, … Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Voorbeeld activiteit Terug

Verwerking van grondstoffen: hierbij vertrek je vanuit grondstoffen die verwerkt worden tot een nieuw product (vb. van suikerbiet tot suiker) Mogelijke activiteiten in de klas: een kookactiviteit, brooddeeg maken, … Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Voorbeeld activiteit Terug

Herstellingsactiviteit: herstelling van bestaande technische realisaties Mogelijke activiteiten in de klas: fietsherstellingen zoals een band stoppen, een lamp herstellen, … Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Voorbeeld activiteit Terug

Assemblage van onderdelen: de balpennenfabriek (alternatief: wasknijper, legobouwsel, fietsbel…) (zie ook begeleidende syllabus, p.12) We maken groepjes van 4 à 6 leerlingen en laten eerst elke leerling een balpen uit elkaar halen en weer in elkaar zetten. Dit doen we voor alle leerlingen. Vervolgens gaat 1 leerling de handeling nog eens herhalen en gaat één groepslid de tijd berekenen. De gemiddelde tijd wordt dan berekend voor de volledige klas. Geef dan de groepjes de opdracht om na te denken en te overleggen hoe ze met z’n allen een pen in elkaar kunnen zetten, waarbij elke leerling een bepaalde handeling verricht, zodanig dat dit het snelst gaat. Taakverdeling met Productieoperator (= verloop van productieproces controleren) Kwaliteitsverantwoordelijke (= waakt over de kwaliteit van het geproduceerde product) Nadat ze alles eerst eens uitgeprobeerd hebben, gaan ze samen een aantal identieke pennen assembleren (vb. 10 stuks). De tijd wordt opgenomen door de productieoperator. Ga verder Terug

Het groepje met de snelste tijd demonstreert zijn assemblageproces klassikaal. De andere kinderen nemen er volgende checklist bij (zie ook begeleidende syllabus). Op basis van de checklist en de eigen ervaringen van ieder groepje volgt een klassikale bespreking. KIJK-WIJZER Welke taakverdeling wordt toegepast? Wie doet wat? Zijn er opstoppingen in het productieproces? Welke? Kan het productieproces nog sneller? Hoe kunnen we het bijsturen? Wordt er getest? Hoe gebeurt dit? Is elk eindproduct hetzelfde? Hoe wordt ervoor gezorgd dat elk eindproduct hetzelfde is? Reflecteer even met deze kijkwijzer over jullie proces dat doorlopen werd – wat was goed / wat kon beter. Straks voert het groepje met de beste tijd dit nog eens uit en kijken we met deze kijk-wijzer Ga verder Terug

Gelinkt aan de checklist en de eigen ervaringen van de kinderen worden tijdens de klassikale bespreking volgende begrippen m.b.t. “eigenschappen van het productieproces” behandeld. Deze begrippen komen ook aan bod tijdens het bedrijfsbezoek. KIJK-WIJZER Eigenschappen van het productieproces Welke taakverdeling wordt toegepast? Wie doet wat? Verdelen van de arbeid Zijn er opstoppingen in het productieproces? Welke? Kan het productieproces nog sneller? Hoe kunnen we het bijsturen? Verbeteringen aanbrengen (optimaliseren) Wordt er getest? Hoe gebeurt dit? Kwaliteitsbewaking Is elk eindproduct hetzelfde? Hoe wordt ervoor gezorgd dat elk eindproduct hetzelfde is? Massaproductie! Ga verder Terug

Hieronder en op de volgende bladzijde vind je een aantal richtvragen die gesteld kunnen worden tijdens de klassikale bespreking: Wat hebben jullie gebruikt? Grondstoffen? Producten? Welke taakverdeling hebben jullie toegepast? Had elke medewerker een duidelijke taak? Was deze taakverdeling anders in de andere groepjes? Hoe kwam de taakverdeling tot stand? Was iedereen tevreden met zijn taak? Waarom werkten jullie op die manier? Waren er opstoppingen in het productieproces? Welke? Was dit het geval bij de andere groepjes? Hoe komt dat? Werd er getest? Hoe gebeurde dit? Hebben de andere groepjes de balpennen getest? Wie deed dit testen? Waarom testen we? Welke criteria zijn er voor de balpennen? Ga verder Terug

Hieronder vind je nog een aantal richtvragen die gesteld kunnen worden tijdens de klassikale bespreking: Wat vond je goed/minder goed aan het productieproces? En bij de andere groepjes? Wat was de taak van de productieoperator? Waarom ging het bij dit groepje snel? Kan het productieproces nog sneller? Hoe kunnen we het bijsturen? Kan het productieproces van de andere groepjes sneller? Ging dit nu sneller in groep dan alleen? Hoe komt het dat het in elkaar zetten van de producten nu sneller gaat? (productietijd per product, kan zelfs zakken met meer dan de helft) Wat is er belangrijk voor het productieproces? Willen we veel balpennen? Balpennen die schrijven? Wat is de taak van de productieoperator? En de kwaliteitsverantwoordelijke? En de anderen? Ga verder Terug

Ook hier kan het begrippenkader uit de eerste activiteit (de ballonwagen) gebruikt worden (transfer). Opnieuw wordt vertrokken vanuit een probleem. Dit keer ligt het ontwerp (de balpen) min of meer vast, maar de kinderen moeten wel eerst nadenken en overleggen over hoe ze het ontwerp zullen maken. Het ‘maken van het ontwerp’ staat hier centraal, waarbij grondstoffen, producten en hulpmiddelen aan bod komen. Ook het gebruiken en testen is opnieuw aan de orde. Dit keer komt de klemtoon echter te liggen op het optimaliseren van het productieproces veeleer dan het ontwerp. Het ontwerp staat al op punt, maar het maken van het ontwerp kan misschien wel anders, beter, sneller ... Hoe kan dit? Hoe kunnen we het productieproces bijsturen? Dit betekent dat ook hier verwezen wordt naar het STEM-schema in de klas. De vraagstelling m.b.t. de staakwoorden wordt toegepast door de leerkracht tijdens de begeleiding en nabespreking. Het schema wordt aangevuld met het staakwoord ‘productieproces’ (zie op de volgende bladzijde). Ga verder Terug

Volgende elementen staan centraal in deze activiteiten: Kinderen krijgen inzicht in productieprocessen en de kenmerken ervan. Kinderen komen tot het besef dat productieprocessen worden ‘geoptimaliseerd’ op basis van criteria (= engineering). Kinderen komen tot het besef dat verschillende beroepen verschillende vaardigheden vereisen en onderling afhankelijk zijn van elkaar, wat evenwaardigheid impliceert. Dit betekent voor de leerkracht dat hij/zij samen met de leerlingen: het noodzakelijke begrippenkader m.b.t. STEM, hier het productieproces, opbouwt; de systematiek/het proces, hier het productieproces, dat doorlopen wordt in de activiteit expliciteert. Terug Terug naar overzicht activiteiten

Verwerking van grondstoffen: de drankjesfabriek (alternatieven: kookactiviteit, brooddeeg maken, …) De leerlingen werken in kleine groepjes en krijgen de opdracht om een drankje te maken. De ingrediënten en het recept zijn gegeven. (zie ook begeleidende syllabus, p.14) Elk groepje maakt een eerste drankje. De groepjes krijgen de opdracht om na te denken hoe ze zo snel mogelijk 6 drankjes kunnen maken. VOORWAARDE: de drankjes moeten zo identiek mogelijk zijn én uiteraard lekker. Taakverdeling met Productieoperator (= verloop van productieproces controleren) Kwaliteitsverantwoordelijke (= waakt over de kwaliteit van het geproduceerde product) Nadat de leerlingen de aanpak hebben bedacht, gaat ieder groepje aan de slag. Ga verder Terug

De leerlingen krijgen de volgende opdracht “drankjesfabriek”: CRANBERRY BUBBLES Wat heb je nodig per drankje? 10 cl veenbessensap, 5 eetlepels sinaasappelsap en spuitwater. Je neemt voor dit drankje een glas waarin je om te beginnen het veenbessensap en sinaasappelsap giet. Vervolgens vul je het glas verder met spuitwater totdat je een lekker drankje hebt. Je maakt dus een eerste drankje op basis van het recept en hou dit drankje ter controle. Maak vervolgens 6 drankjes in een zo kort mogelijke tijd. Ga verder Terug

Het groepje met de snelste tijd legt zijn werkwijze klassikaal uit. De andere kinderen nemen er volgende checklist bij (zie ook begeleidende syllabus). Op basis van de checklist en de eigen ervaringen van ieder groepje volgt een klassikale bespreking. KIJK-WIJZER Welke taakverdeling wordt toegepast? Wie doet wat? Zijn er opstoppingen in het productieproces? Welke? Kan het productieproces nog sneller? Hoe kunnen we het bijsturen? Wordt er getest? Hoe gebeurt dit? Is elk eindproduct hetzelfde? Hoe wordt ervoor gezorgd dat elk eindproduct hetzelfde is? Reflecteer even met deze kijkwijzer over jullie proces dat doorlopen werd – wat was goed / wat kon beter. Straks voert het groepje met de beste tijd dit nog eens uit en kijken we met deze kijk-wijzer Ga verder Terug

Gelinkt aan de checklist en de eigen ervaringen van de kinderen worden tijdens de klassikale bespreking volgende begrippen m.b.t. “eigenschappen van het productieproces” behandeld. Deze begrippen komen ook aan bod tijdens het bedrijfsbezoek. KIJK-WIJZER Eigenschappen van het productieproces Welke taakverdeling wordt toegepast? Wie doet wat? Verdelen van de arbeid Zijn er opstoppingen in het productieproces? Welke? Kan het productieproces nog sneller? Hoe kunnen we het bijsturen? Verbeteringen aanbrengen (optimaliseren) Wordt er getest? Hoe gebeurt dit? Kwaliteitsbewaking Is elk eindproduct hetzelfde? Hoe wordt ervoor gezorgd dat elk eindproduct hetzelfde is? Massaproductie! Ga verder Terug

Hieronder en op de volgende bladzijde vind je een aantal richtvragen die gesteld kunnen worden tijdens de klassikale bespreking: Wat hebben jullie gebruikt? Grondstoffen? Producten? Welke taakverdeling hebben jullie toegepast? Had elke medewerker een duidelijke taak? Hoe kwam de taakverdeling tot stand? Is deze verschillend bij de verschillende groepjes? Was iedereen tevreden met zijn taak? Waarom werkten jullie op die manier? Welke technieken en hulpmiddelen hebben jullie gebruikt? Hoe hebben jullie gezorgd voor identieke, lekkere drankjes? Hoe hebben jullie ervoor gezorgd dat jullie snel konden werken? Werd er getest? Hoe gebeurde dit? Hebben jullie alle cocktails getest? Waarom testen we? Welke criteria zijn er? Wie deed dit testen? Ga verder Terug

Hieronder vind je nog een aantal richtvragen die gesteld kunnen worden tijdens de klassikale bespreking: Wat vond je goed/minder goed aan het productieproces? Kan het productieproces nog sneller? Hoe kunnen we het bijsturen? Wat is er belangrijk voor het productieproces? Wat is de taak van de productieoperator? En de kwaliteitsverantwoordelijke? En de anderen? Hoe zorgen we ervoor dat we snel identieke, lekkere drankjes kunnen maken? Ieder groepje kan nu gevraagd worden om na te denken hoe ze hun drankje op de markt kunnen brengen. Wat maakt hun drankje bijzonder? Waarom zou je het moeten kopen? Hoe kunnen ze hun drankje tot bij de consumenten brengen? Hoe kunnen ze consumenten overtuigen om hun drankje te kopen? Ga verder Terug

Ook hier kan het begrippenkader uit de eerste activiteit (de ballonwagen) gebruikt worden (transfer). Opnieuw wordt vertrokken vanuit een probleem. Dit keer ligt het ontwerp (het drankje) min of meer vast, maar de kinderen moeten wel eerst nadenken en overleggen over hoe ze het ontwerp zullen maken. Het ‘maken van het ontwerp’ staat hier centraal, waarbij grondstoffen, producten en hulpmiddelen aan bod komen. Ook het gebruiken en testen is opnieuw aan de orde. Dit keer komt de klemtoon echter te liggen op het optimaliseren van het productieproces veeleer dan het ontwerp. Het ontwerp staat al op punt, maar het maken van het ontwerp kan misschien wel anders, beter, sneller ... Hoe kan dit? Hoe kunnen we het productieproces bijsturen? Dit betekent dat ook hier verwezen wordt naar het schema met het begrippenkader in de klas. De vraagstelling m.b.t. de staakwoorden wordt toegepast door de leerkracht tijdens de begeleiding en nabespreking. Het schema wordt aangevuld met het staakwoord ‘productieproces’ (zie op de volgende bladzijde). Ga verder Terug

Volgende elementen staan centraal in deze activiteiten: Kinderen krijgen inzicht in productieprocessen en de kenmerken ervan. Kinderen komen tot het besef dat productieprocessen worden ‘geoptimaliseerd’ op basis van criteria (= engineering). Kinderen komen tot het besef dat verschillende beroepen verschillende vaardigheden vereisen en onderling afhankelijk zijn van elkaar, wat evenwaardigheid impliceert. Dit betekent voor de leerkracht dat hij/zij samen met de leerlingen: het noodzakelijke begrippenkader m.b.t. STEM, hier het productieproces, opbouwt; de systematiek/het proces, hier het productieproces, dat doorlopen wordt in de activiteit expliciteert. Terug Terug naar overzicht activiteiten

Herstellingsactiviteit: Vb. fietsherstellingsactiviteit => band stoppen: Download hier de fiche! Er valt heel wat te zeggen over deze activiteit. Laten we deze eens analyseren op basis van het STEM reflectie-instrument. Zie De analyse kan u bekijken in de begeleidende syllabus (zie p.19) Download deze hier Terug naar overzicht activiteiten

Op voorbezoek, bedrijfsbezoek en naverwerking
STEM toegepast op een bedrijfscontext Vb. Maken van verpakkingen Proces tijdens voorbereiding De uitdaging bij het bedrijfsbezoek is dat de leerlingen dit proces ook in een bedrijf kunnen zien. Tijdens het voorbezoek moet hier aandacht voor zijn, zodat dit mogelijk is tijdens het bedrijfsbezoek! Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Ga verder

Probleem, Behoefte ONTWERP BEDENKEN ONTWERP MAKEN GEBRUIKEN / TESTEN ANALYSEREN VAN RESULTATEN ZOEKEN VAN VERKLARINGEN BIJSTUREN = INTEGRATIE Grondstoffen, (materialen) producten WETENSCHAP ‘ONDERZOEKEN’ TECHNIEK ‘ONTWERPEN’ Hulpmiddelen (gereedschap, machines) = Verbinden aan theorieën / concepten Productie- proces Hoe bouwen we dit op? Plakband? DIT STEM Schema = houvast voor de leerkracht = met dit schema kan reeds gewerkt worden in 2e graad (zie triggers vanuit techniektoernooi) = schema waarin “onderzoeken” en “ontwerpen” samen voorkomen. Ook het productieproces herkennen we hierin. Probleem / Behoefte: een ei laten vallen vanop zekere hoogte zonder dat het breekt: Ontwerp: De oplossing bedenken met iets onderleggen  water Maken: Hoe simpel ook: de emmer (+ spons)  grondstoffen Gebruiken: Uitproberen Evalueren: Ei is nog gebarsten  zoeken naar verklaringen: botst tegen de bodem – Hoe kunnen we dat nu oplossen? = verbinden aan theorieën / concepten (moet zachter – we komen bij de spons – wat doet die spons) Testen: Ontwerp met spons Analyseren van resultaten: Ruth geeft uitleg over lucht in de spons = verbinden aan theorieën / concepten De cirkel begint opnieuw bij… Probleem / behoefte wordt groter: vanaf 2e verdiep mag ei niet breken… Bij het ontwerp worden nu de dingen die geleerd zijn voorheen, meegenomen. Nl. inwikkelen in iets zachts – oppervlakte vergroten (ei ‘groter’ maken) parachute In gebruik nemen Terug

Op voorbezoek, bedrijfsbezoek en naverwerking!
Over de technieksector leven er heel wat stereotiepe beelden die zeer hardnekkig zijn. Het is een hele uitdaging om deze te doorbreken, en vele initiatieven zijn daarbij nodig, zowel in de klas als buiten de klas. Het bedrijfsbezoek kan hier een bijdrage toe leveren! Maar dan is het belangrijk om er goed voor op te letten dat deze stereotiepe beelden die leven net niet bevestigd worden met dit bedrijfsbezoek. Daarom zal het nodig zijn dat de begeleider van dit bedrijfsbezoek optreedt als rolmodel die een aantal misconcepties (= foute beelden) rond de technieksector weet te doorbreken. Ook de betrokkenheid van de leerkracht tijdens het bedrijfsbezoek is belangrijk. Hierna volgen de tips voor de ondernemer voor tijdens het bedrijfsbezoek (zie ook het document: tips&tricks). Als leerkracht is het belangrijk deze tips samen met de begeleider van het bedrijfsbezoek tijdens het voorbezoek door te nemen. Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Ga verder Terug

OP BEDRIJFSBEZOEK Voor de rondleiding Stel uzelf kort voor en vertel wat uw functie is binnen het bedrijf. Vermits jij als ‘rolmodel’ fungeert, is het ook belangrijk hier een ‘persoonlijke touch’ aan te geven, namelijk: Hoe ben je in het bedrijf terecht gekomen? Wat fascineert je in jouw job? … Maak met de kinderen de nodige afspraken i.v.m. veiligheid, hygiëne, … en wijs hen op het belang ervan. Laat de leerlingen weten wanneer ze vragen zullen kunnen stellen. Mag dit tijdens de rondleiding of krijgen ze hier achteraf tijd voor? Vertel hoe lang de rondleiding ongeveer zal duren. Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Ga verder Terug

Tijdens de rondleiding Plaats de activiteiten in het bedrijf binnen het ‘bredere’ productieproces (= schema met begrippenkader). Leg de nadruk op de begrippen uit het schema. Expliciteer de variatie aan taken, talenten en beroepen die dit met zich meebrengt. Geef aan dat in een bedrijf heel wat mensen met verschillende talenten samenwerken met elkaar. Praat tijdens de volledige rondleiding over de beroepen die er zijn en de talenten waarover de werknemers beschikken (geduldig, nauwkeurig, handig, creatief, sociaal, spreekvaardig, luisterbereid, …) en hoe dit dan gelinkt is aan de ‘verdeling van de arbeid’. Het is belangrijk om niet enkel de fabriekshal te tonen, maar ook de nadruk te leggen op de creatieve, ontwerp-technische kant van techniek (vb. ergonomie, grafische vormgeving, robotica, integratie van computertechnieken, biochemische technologie etc.). Wijs ook op de aanwezigheid van vrouwen binnen het bedrijf. Het is zelfs een goed idee om een vrouwelijk personeelslid de rondleiding te laten geven of tijdens de rondleiding een vrouwelijke werknemer even aan het woord te laten. Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Ga verder Terug

Tijdens de rondleiding Bespreek op welk soort activiteiten het bedrijf zich focust? Hoe wordt er gewerkt in het bedrijf: Wordt het volledig productieproces doorlopen of slechts een gedeelte ervan? Focussen de activiteiten zich eerder op assemblage of herstelactiviteiten? … (Informeer bij de leerkracht welke activiteiten reeds in de klas gebeurden hieromtrent). Focus vooral op volgende eigenschappen van het productieproces: Hoe gebeurt de verdeling van de arbeid tijdens het productieproces? Welke beroepen komen aan bod? Wie doet wat? Welke talenten zijn hierbij nodig? Hoe worden verbeteringen aangebracht in het productieproces? Hoe gebeurt de optimalisatie van het productieproces? Hoe gebeurt de kwaliteitsbewaking in het bedrijf? Is elk eindproduct hetzelfde? Hoe wordt ervoor gezorgd dat elk eindproduct hetzelfde is? Is er sprake van massa productie? Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Ga verder Terug

Tijdens de rondleiding Expliciteer bij het productieproces duidelijk de basisgrondstoffen, hoe deze in het bedrijf geleverd worden en vanwaar ze komen, hoe deze verwerkt worden tijdens het productieproces en hoe de levering van afgewerkte producten gebeurt. Onderstaande vragen kunnen hierbij richtinggevend zijn: De aanvoer van grondstoffen: Waar komen de grondstoffen vandaan? Zijn deze grondstoffen oneindige bronnen? Hoe worden ze tot bij het bedrijf gebracht? Hoe lang duurt dit? Welke jobs worden hierdoor gecreëerd? Het productieproces: Is er veel personeel nodig voor dit proces? Welke jobs worden hierdoor gecreëerd? Welke talenten zijn hiervoor nodig? Welke technologie komt hieraan te pas? Wordt er gewerkt met robotica? Wat is speciaal aan dit proces?... Werkt het bedrijf ecologisch? De levering van afgewerkte producten: Hoe worden de afgewerkte producten van het bedrijf naar hun bestemming gebracht? Duurt dit lang? Welke jobs worden hierdoor gecreëerd? Wat wordt er gedaan op vlak van marketing voor de producten? (reclame) Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Ga verder Terug

Tijdens de rondleiding Laat de leerlingen ook zelf ontdekken! Laat ze iets uitproberen, maken, monteren, … waar mogelijk. Maar hou het in ieder geval interactief. Dit is de beste manier om leerlingen te activeren voor techniek en wetenschap. Dit vinden ze ook veel boeiender dan de hele tijd luisteren. Probeer om de rondleiding zo kindnabij mogelijk te houden door geen ingewikkelde chemische bewerkingen, formules, bedragen, gewichten, afmetingen, … op hen af te vuren. Dit kunnen ze nog niet voldoende inschatten. Hou het bij de essentie. Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Ga verder Terug

Aan het einde van de rondleiding Geef de kinderen de kans om vragen te stellen. Kinderen uit de 3e graad lager onderwijs hebben vaak al volgroeide beelden en attitudes in relatie tot techniek. Het is dus ook belangrijk hen hierop aan te spreken en hierover een gesprek te hebben met hen. Wat is hun beeld over techniek? Hun houding m.b.t. de technische sector? Wat is hun beeld van technische beroepen? Het is belangrijk om dit op het einde van het bedrijfsbezoek even bespreekbaar te maken met als doel eventuele misconcepties weg te nemen. De leerkracht kan dit dan ook aangrijpen en verderzetten in de klas. Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Ga verder Terug

In de klas vindt dan de verdere naverwerking plaats: Aan de hand van het schema met begrippenkader wordt het bezochte bedrijf besproken en worden linken gelegd met de activiteiten uit de voorbereiding. Er gaat ook opnieuw aandacht naar het beeld van de leerlingen van techniek en wetenschappen, technische beroepen, … Maar misschien smaakt dit project naar meer! Laat de leerlingen zelf op zoek gaan naar een probleem op school, in de klas, de actualiteit, … waar ze zelf een oplossing voor moeten zoeken en wat resulteert in ontwerpen en onderzoeken … (bv. hoe kunnen we de bijen helpen?, hoe kunnen we ervoor zorgen dat er minder lawaai is in de eetzaal?, …) Probleem: inpakken van flessen wijn: Ontwerp: (creativiteit!!!) Esthetisch Niet breken Compact Niet te duur in productie … Welke grondstoffen? – Maken – Gebruiken/uitproberen – evalueren (indien OK  in gebruik nemen) : kan bv. zijn dat de doos niet stevig genoeg is – hoe kunnen we de doos verstevigen: Vb. door creëren van driehoekstructuren aan de hoeken, lijm, sterker karton, … Bij het ontwerp moet er ook sowieso rekening gehouden worden met wetenschappelijke concepten, nl. dezelfde als deze met het ei: verlengen van de remafstand en contactoppervlak vergroten Terug

STEM-onderwijs aan de hand van onderzoekend leren: bronnen
Ardui J., Cornelissen G., Decuypere M., De Meyere J., Frans R., Geerinck I., Masschelein J., Simons M., Verellen M. (2012). De liefde voor het vak: op zoek naar een pedagogiek van meesterschap. Impuls voor Onderwijsbegeleiding, 42(4), De Groof, J., Donche, V., & Van Petegem, P. (2012). Onderzoekend leren stimuleren: effecten, maatregelen en principes. Leuven: Acco. Merckx, B. (2014). Engineering. Kick-off STEM voor de BASIS, Gent, 27 mei. Secure (2013). Op zoek naar evenwicht in het STEM-onderwijs voor toekomstige burgers en wetenschappers. Aanbevelingen voor STEM-curricula in Europa. Beschikbaar op Van de Keere, K., & Vervaet, S. (2013). Leren is onderzoeken. Aan de slag met wetenschap in de klas. Leuven: LannooCampus. Van Houte, H., Merckx, B., De Lange, J., De Bruycker, M. (2013) Zin in wetenschappen, wiskunde en techniek: leerlingen motiveren voor STEM. Leuven: Acco. Velthorst, G., Oosterheert, I., & Brouwer, N. (2011). Onderzoekend leren: de nieuwsgierigheid voorbij. Tijdschrift voor Lerarenopleiders (VELON/VELOV), 32 (3), Vervaet, S. (2013). Aandacht voor wetenschapsonderwijs in de basisschool. School- en klaspraktijk. 55 (220).

STEM* onderwijs Rotary & toekomst, wetenschap & techniek

Verwante presentaties

Presentatie over: "STEM* onderwijs Rotary & toekomst, wetenschap & techniek"— Transcript van de presentatie:

Verwante presentaties

Over het project

Feedback

Inloggen

Inloggen via een sociaal netwerk:

STEM* onderwijs Rotary & toekomst, wetenschap & techniek

Verwante presentaties

Presentatie over: "STEM* onderwijs Rotary & toekomst, wetenschap & techniek"— Transcript van de presentatie:

Verwante presentaties

Over het project

Feedback