Over het project.
PWO Actief leren in wetenschapsonderwijs voor 10- tot 14-jarigen.
Contact
Beschrijving onderzoeksproject
1. Probleemstelling
Studies van de Europese Commissie (o.a. Rocard et al., 2007) en uit Vlaanderen (o.a. Bossuyt & Vandamme, 2017, in press) tonen aan dat wetenschappen in verschillende Europese landen te abstract en te theoretisch worden onderwezen (Rocard, et al., 2007). Hierdoor beschouwen jongeren wetenschapsonderwijs en daarmee ook de wetenschap als dusdanig als irrelevant, moeilijk en niet toepasbaar (Freeman, et al., 2014). Hierdoor verliezen leerlingen vaak reeds in de lagere school hun interesse voor deze disciplines en/of worden ze niet uitgedaagd om zich te verdiepen in de wetenschappelijke vragen en fenomenen. Voor burgers van de 21e eeuw - waarin technologie en wetenschap een prominente rol vervullen - is het echter essentieel om minstens een basisgeletterdheid hierin te bereiken, om een eigen visie te kunnen ontwikkelen, en bij uitbreiding om voldoende specialisten op te leiden om een actieve rol te spelen in het oplossen van de wetenschappelijke en technologische problemen van de huidige maatschappij.
In de literatuur (Freeman, et al., 2014) (Waldrop, 2015) (Van Damme, 2017) wordt herhaaldelijk aangehaald dat actief leren (i.e. leren dat van de leerling zelf uitgaat en spontaan als betekenisvol wordt ervaren, bijvoorbeeld probleemoplossend denken) in wetenschaps- en techniekonderwijs enerzijds een belangrijke methodiek is om leerlingen te motiveren en anderzijds ook leidt tot een dieper conceptueel inzicht bij de leerlingen. Voor leraren is de concrete implementatie van actief leren in hun lespraktijk echter niet evident omdat leerkrachten nog veel te weinig een juiste invulling aan actief leren kunnen geven én omdat het generaliseren vanuit reeds aanwezige concreet uitgewerkte good practices moeilijk verloopt (Bossuyt & Vandamme, 2017).
2. Huidige stand van zaken
Maatschappij en werkveld
In de huidige complexe maatschappij hebben wetenschap en techniek een prominente plaats. Er is zowel een zoektocht naar vernieuwende technologieën die inspelen op vragen vanuit diverse sectoren (vb. digitalisering, innovatieve energiewinning, …) als de uitdaging om hedendaagse problematieken (zoals vb. de klimaatverandering, voedseltekorten, …) het hoofd te bieden. Het is bijgevolg cruciaal dat elke burger voldoende STEM-geletterd[1] is om een eigen visie te ontwikkelen op deze wetenschappelijke en technologische evolutie en dat een aanzienlijke groep jongeren doorgroeit tot competente STEM-geschoolden die hun bijdrage kunnen leveren aan de oplossing op deze vragen.
In de opeenvolgende PISA[2]-onderzoeken 2006 - 2015 werd duidelijk dat Vlaamse jongeren (vergeleken met jongeren uit andere OESO landen) sterk scoren in wiskunde en wetenschappen, maar slechts een kleine minderheid geeft aan zich later met wetenschappen en techniek te willen bezig houden, de gemiddelde score voor wetenschappelijke geletterdheid daalt significant en het aantal laagpresteerders neemt zorgwekkend toe (PISA, 2016) (De Standaard, 2016). Voor leerlingen van de lagere school (10-jarigen) toont TIMSS[3] 2015 een goed resultaat voor wiskunde, maar slechts een middelmatig resultaat voor wetenschap (TIMMS 2015, 2016).
Vanuit de Vlaamse overheid werden tal van maatregelen genomen opdat enerzijds alle jongeren STEM-geletterd zouden worden en anderzijds er voldoende STEM-geschoolden zouden zijn om deel te nemen aan de onophoudelijke wetenschappelijke en technologische vernieuwingen en uitdagingen in de hedendaagse maatschappij:
Dit project zet in op de uitwerking van methodieken om huidige en toekomstige leraren in staat te stellen actief leren (i.e. leren dat van de leerling zelf uitgaat en spontaan als betekenisvol wordt ervaren) te implementeren in de lessen wetenschappen en techniek. Hiermee draagt het bij tot de realisatie van de eerste 2 doelstellingen van het STEM-actieplan (STEM-actieplan van Vlaamse Overheid, 2012):
Wetenschap
Een studie van de Europese Commissie toont aan dat wetenschappen in verschillende Europese landen te abstract en te theoretisch worden onderwezen (Rocard, et al., 2007). Dit wordt op Vlaams niveau bevestigd door een bevraging in het kader van een OOF-project (samenwerking UC Leuven – KULeuven) bij zowel ervaringsdeskundigen als aspirant leraren die aantoont dat het huidige STEM-onderwijs focust op kennisoverdracht en het uitvoeren van oplossingsmodellen, terwijl actief leren, bedenken van oplossingsstrategieën en conceptueel inzicht beperkt aanwezig zijn (Bossuyt & Vandamme, 2017). Hierdoor beschouwen jongeren wetenschapsonderwijs en daarmee ook de wetenschap als dusdanig als irrelevant, moeilijk en niet toepasbaar (Freeman, et al., 2014). De uitdaging ligt er dus in om met goed onderwijs de interesse in techniek- en wetenschap(sonderwijs) te verhogen zodat jongeren zich openstellen voor de aangeboden leerinhouden en een natuurlijke nieuwsgierigheid voelen om onbekende thema’s aan te snijden en uiteindelijk zich erin te verdiepen. Vanuit deze onderzoekende grondhouding kunnen de algemene 21-eeuwse competenties (21st Century Community Learning Centers, 2016) en de specifieke STEM-geletterdheid verder ontwikkelen.
In de literatuur wordt herhaaldelijk aangehaald dat actief leren in wetenschap en techniekonderwijs cruciaal is voor een dieper conceptueel inzicht (Freeman, et al., 2014). In een Nature-publicatie wordt op basis van de 225 studies over actief leren in STEM-onderwijs zelfs het volgende gesteld: “At this point it is unethical to teach any other way” (Waldrop, 2015).
Er is reeds een ruim vakdidactisch aanbod (zowel abstracte literatuur als nascholingen toegespitst op specifieke leerinhouden zonder verdere generalisatie) om actief leren tijdens de wetenschapslessen te integreren (Van Houte, Merckx, De Lange, & De Bruyker, 2013) (European Schoolnet Academy, 2014) (Clijmans, et al., 2012) (van den Bergh & Ros, 2015) (Tseng, Chang, Lou, & Chen, 2013), alsook om de eigen STEM-lespraktijk te bevragen (VLOR, 2015). De disseminatie naar en implementatie door leraren in de volledig lespraktijk schiet echter te kort (Bossuyt & Vandamme, 2017).
Een belangrijke stap in de zelfreflectie om goed wetenschapsonderwijs te ontwikkelen is metacognitie omtrent didactische keuzes (Crauwels, 2016) (Hartman, 2001). Als (toekomstige) leraar is het moeilijk om de didactische keuzes en het eigen leerproces van deze keuzes accuraat te beoordelen. Hierdoor is de extrapolatie van goede voorbeelden en ervaringen naar nieuwe contexten niet evident. Door het opstellen van metacognitieve vragen worden deelnemers bewust van de denkprocessen achter hun gemaakte keuzes en op die manier wordt hun PCK versterkt (DeLuca & Lari, 2013).
Dit project wil hier een antwoord op bieden door een reflectie-instrument afgestemd op wetenschapsonderwijs voor 10- tot 14-jarigen te ontwikkelen waarbij de huidige of toekomstige leraar zijn vakdidactische expertise (PCK[4] (Shulman, 1986)) omtrent actief leren duurzaam versterkt. Hierin zullen correcte begripsinvulling, confrontatie met goede voorbeelden en zelfreflectie omtrent didactische keuzes ingezet worden om leraren te begeleiden in de implementatie van actief leren in een verscheidenheid van contexten (verschillende doelgroepen, leerinhouden, leerniveaus).
3. Doelgroep en doelstelling
In de 3e graad van het lager onderwijs krijgen leerlingen wetenschap en techniek binnen het vak wereldoriëntatie. In de 1e graad van het secundair onderwijs wordt dit zowel aangeboden binnen het vak techniek, natuurwetenschappen, wetenschappelijk werk als (recentelijk in sommige scholen) ook binnen een geïntegreerd STEM-vak. Binnen dit project willen we onderzoeken welke leermaterialen en ondersteunende lerarenbegeleiding noodzakelijk zijn om actief leren te implementeren in deze techniek- en wetenschapsvakken voor 10-tot 14-jarigen.
4. Activiteiten
Er wordt onderzocht hoe leermaterialen voor leerlingen die inzetten op relevante, toepasbare en uitdagende wetenschappelijke vragen leerlingen via actief leren kunnen begeleiden in het verwerven van inzicht in de bijhorende fenomenen. Aanvullend wordt nagegaan in welke mate een reflectie-instrument voor leraren ontwikkeld kan worden dat (toekomstige) leraren begeleidt bij de implementatie van deze leermiddelen in hun lessen. Hierbij worden (toekomstige) leraren bewust gemaakt van de algemene en hun persoonlijke visie rond actief leren en uitgedaagd om hun lessen meer leerlingengericht te maken (i.e. actief leren te stimuleren).
5. Verwachte projectresultaten
Bibliografie
21st Century Community Learning Centers. (2016, mei). Online Professional Learning and Technical Assistance for 21st CCLCs. Retrieved from www.y4y.ed.gov
Berge, Z. (2013). Retrieved from e-Moderating: the key to teaching and learning online, distance Education: http://dx.doi.org/10.1080/01587919.2013.835769
Bossuyt, H., & Vandamme, N. (2017). Wetenschaps- wiskunde- informatica- en techniekleraren begeleiden tot STEM-leraren. Tijdschrift voor Lerarenopleiders, aanvaard voor publicatie.
Clijmans, L., De Smet, E., Frans, R., Poncelet, F., Tamassia, L., & Vyvey, K. (2012). Inspiratiegids voor een kwaliteitsvolle vakdidactiek Natuurwetenschappen in de Lerarenopleiding secundair onderwijs. Leuven: School of Education.
Crauwels, M. (2016). Metacognitie in Wetenschappen. Retrieved from https://bio.kuleuven.be/Metacongition/Metacognitie_in_Wetenschappen
Crevits, H. (2014). Beleidsnota Onderwijs 2014 - 2019 - onderwijs . Brussel: Vlaamse Overheid.
De Standaard. (2016, 12 6). Retrieved from Zorgwekkende toename van laagpresteerders in Vlaams onderwijs: http://www.standaard.be/cnt/dmf20161206_02610875
DeLuca, W. V., & Lari, N. (2013). Developing students’ metacognitive skills in a data-rich environment. Journal of STEM education 14(1), 45-55.
European Schoolnet Academy. (2014). Innovative Practices for Engaging STEM Teaching (online course European Schoolnet Academy). Retrieved from http://www.europeanschoolnetacademy.eu: http://www.europeanschoolnetacademy.eu/web/innovative-practices-for-engaging-stem-teaching
Freeman, S., Eddy, S. L., McDonough, M., K., S. M., Okoroafor, N., Jordt, H., & Wenderoth, M. P. (2014). Active learning increases student performance in science, engineering, and mathematics. PNAS 111(23), 8410-8415.
Hartman, H. J. (2001). Metacognition in science teaching and learning. . In Metacognition in learning and instruction. (pp. 173-201). New York: Kluwer Academic Publishers.
Honey, M., Pearson, G., & Schweingruber, H. (2014). STEM Integration in K-12 Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research. Washington, D.C.: THE NATIONAL ACADEMIES PRESS. Retrieved from National Academy of Engineering; National Research Council. Washington, DC: The National Academies Press.: http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=18612&page=5
Masterplan Vlaams Secundair onderwijs. (2013). Retrieved from Masterplan Vlaams Secundair onderwijs: https://onderwijs.vlaanderen.be/sites/default/files/atoms/files/Masterplan-hervorming-secundair.pdf
Mededeling Europese Commissie. (2012). Retrieved from Een andere kijk op onderwijs: investeren in vaardigheden voor betere sociaal-economische resultaten: http://eur-lex.europa.eu/legal-content/NL/TXT/PDF/?uri=CELEX:52012DC0669&from=EN
Omzendbrief Basis Onderwijs. (2014). Retrieved from http://data-onderwijs.vlaanderen.be/edulex/document.aspx?docid=14692
PISA. (2016). Retrieved from http://www.pisa.ugent.be/nl/resultaten/vlaamse-publicaties: http://www.pisa.ugent.be/uploads/assets/135/1480689744246-Finale%20versie.pdf
Rocard, M., Csermely, P., Jorde, D., Lenzen, D., Walberg-Henriksson, H., & Hemmo, V. (2007). Science Education Now: A Renewed Pedagogy for the Future of Europe. Retrieved from http://ec.europa.eu/research/science-society/document_library/pdf_06/report-rocard-on-science-education_en.pdf
Shulman, L. S. (1986). Those Who Understand: Knowledge Growth in Teaching. Educational Researcher 15(2), 4-14.
Spanjers, L., De Sadeleer, R., Pluym, H., Ramaekers, C. R., & Vandamme, N. (2015). Onderzoeksgeïnformeerd studiemateriaal. Tijdschrift voor Lerarenopleiders, 36(2).
STEM voor de basis. (2016). Retrieved from http://www.arteveldehogeschool.be/stemvoordebasis/model
STEM-actieplan van Vlaamse Overheid. (2012). Retrieved from STEM op school: http://www.stemopschool.be/stem-actieplan
STEM-kader voor het Vlaamse onderwijs. (2015). Retrieved from www.onderwijskiezer.be: http://www.onderwijskiezer.be/v2/download/STEM-kader-voor-het-Vlaamse-onderwijs.pdf
TIMMS 2015. (2016). Retrieved from http://timss2015.org/#/?playlistId=0&videoId=0
Tseng, K.-H., Chang, C.-C., Lou, S.-J., & Chen, W.-P. (2013). Attitudes towards science, technology, engineering and mathematics (STEM) in a project-based learning (PjBL) environment. International Journal of Technology and Design Education, 87-102.
Van Damme, D. (2017, april 11). Does the world need people who understand problems, or who can solve them? Retrieved from OECD Education Today: http://oecdeducationtoday.blogspot.be/2017/04/does-world-need-people-who-understand.html
van den Bergh, L., & Ros, A. (2015). Begeleiden van actief leren. Bussum: Coutinho.
Van Houte, H., Merckx, B., De Lange, J., & De Bruyker, M. (2013). Zin in wetenschappen, wiskunde en techniek. Leuven: Acco.
VLOR. (2015). Reflectie-instrument STEM. Retrieved from www.STEMopschool.be
Vormen van blended leren. (2013). Retrieved from Werkgroep Blended Leren KHLeuven: https://p.cygnus.cc.kuleuven.be/bbcswebdav/pid-12890359-dt-content-rid-18087937_3/orgs/C-5138532-K/Vormen_van_blended_leren_def_2013.pdf
Waldrop, M. (2015). The science of teaching science. Nature 523, 272-274.
[1] STEM-geletterdheid zou het volgende kunnen omvatten. 1) bewustzijn van de rollen die wetenschap, techniek, engineering en wiskunde vervullen in de moderne samenleving, 2) vertrouwdheid met ten minste een aantal van de fundamentele concepten van elke discipline, 3) beschikken over een basisniveau van toepassing, bijvoorbeeld in staat zijn om kritisch wetenschappelijke of engineeringsinhoud te evalueren in een nieuwsbericht of om wiskundige operaties uit te voeren die relevant zijn voor het dagelijkse leven (STEM voor de basis, 2016) (Honey, Pearson, & Schweingruber, 2014).
[2] PISA, Programme for International Student Assessment. Grootschalig internationaal onderzoek waarbij werd gepeild naar de vaardigheden en attitudes van 15-jarigen.
[3] TIMMS, Trends in International Mathematics and Science Study (2015). Grootschalig internationaal onderzoek dat om de vier jaar peilt naar de kennis van wiskunde en wetenschappen
[4] de kennis waarin de vakinhoudelijke en de pedagogisch didactische elementen elkaar ontmoeten en die de leraar in staat moet stellen om de vakinhoud zinvol en relevant te openen voor leerlingen.
Studies van de Europese Commissie (o.a. Rocard et al., 2007) en uit Vlaanderen (o.a. Bossuyt & Vandamme, 2017, in press) tonen aan dat wetenschappen in verschillende Europese landen te abstract en te theoretisch worden onderwezen (Rocard, et al., 2007). Hierdoor beschouwen jongeren wetenschapsonderwijs en daarmee ook de wetenschap als dusdanig als irrelevant, moeilijk en niet toepasbaar (Freeman, et al., 2014). Hierdoor verliezen leerlingen vaak reeds in de lagere school hun interesse voor deze disciplines en/of worden ze niet uitgedaagd om zich te verdiepen in de wetenschappelijke vragen en fenomenen. Voor burgers van de 21e eeuw - waarin technologie en wetenschap een prominente rol vervullen - is het echter essentieel om minstens een basisgeletterdheid hierin te bereiken, om een eigen visie te kunnen ontwikkelen, en bij uitbreiding om voldoende specialisten op te leiden om een actieve rol te spelen in het oplossen van de wetenschappelijke en technologische problemen van de huidige maatschappij.
In de literatuur (Freeman, et al., 2014) (Waldrop, 2015) (Van Damme, 2017) wordt herhaaldelijk aangehaald dat actief leren (i.e. leren dat van de leerling zelf uitgaat en spontaan als betekenisvol wordt ervaren, bijvoorbeeld probleemoplossend denken) in wetenschaps- en techniekonderwijs enerzijds een belangrijke methodiek is om leerlingen te motiveren en anderzijds ook leidt tot een dieper conceptueel inzicht bij de leerlingen. Voor leraren is de concrete implementatie van actief leren in hun lespraktijk echter niet evident omdat leerkrachten nog veel te weinig een juiste invulling aan actief leren kunnen geven én omdat het generaliseren vanuit reeds aanwezige concreet uitgewerkte good practices moeilijk verloopt (Bossuyt & Vandamme, 2017).
2. Huidige stand van zaken
Maatschappij en werkveld
In de huidige complexe maatschappij hebben wetenschap en techniek een prominente plaats. Er is zowel een zoektocht naar vernieuwende technologieën die inspelen op vragen vanuit diverse sectoren (vb. digitalisering, innovatieve energiewinning, …) als de uitdaging om hedendaagse problematieken (zoals vb. de klimaatverandering, voedseltekorten, …) het hoofd te bieden. Het is bijgevolg cruciaal dat elke burger voldoende STEM-geletterd[1] is om een eigen visie te ontwikkelen op deze wetenschappelijke en technologische evolutie en dat een aanzienlijke groep jongeren doorgroeit tot competente STEM-geschoolden die hun bijdrage kunnen leveren aan de oplossing op deze vragen.
In de opeenvolgende PISA[2]-onderzoeken 2006 - 2015 werd duidelijk dat Vlaamse jongeren (vergeleken met jongeren uit andere OESO landen) sterk scoren in wiskunde en wetenschappen, maar slechts een kleine minderheid geeft aan zich later met wetenschappen en techniek te willen bezig houden, de gemiddelde score voor wetenschappelijke geletterdheid daalt significant en het aantal laagpresteerders neemt zorgwekkend toe (PISA, 2016) (De Standaard, 2016). Voor leerlingen van de lagere school (10-jarigen) toont TIMSS[3] 2015 een goed resultaat voor wiskunde, maar slechts een middelmatig resultaat voor wetenschap (TIMMS 2015, 2016).
Vanuit de Vlaamse overheid werden tal van maatregelen genomen opdat enerzijds alle jongeren STEM-geletterd zouden worden en anderzijds er voldoende STEM-geschoolden zouden zijn om deel te nemen aan de onophoudelijke wetenschappelijke en technologische vernieuwingen en uitdagingen in de hedendaagse maatschappij:
- het specifieke STEM-actieplan formuleert STEM-doelen voor onderwijs en maatschappij (STEM-actieplan van Vlaamse Overheid, 2012);
- het Masterplan voor de hervorming van het secundair onderwijs schuift STEM als belangrijk domein naar voor (Masterplan Vlaams Secundair onderwijs, 2013);
- de splitsing van het leergebied wereldoriëntatie over de twee nieuwe leergebieden ‘wetenschappen en techniek’ en ‘mens en maatschappij’ geeft meer specifieke aandacht voor STEM in het lager onderwijs (Omzendbrief Basis Onderwijs, 2014).
Dit project zet in op de uitwerking van methodieken om huidige en toekomstige leraren in staat te stellen actief leren (i.e. leren dat van de leerling zelf uitgaat en spontaan als betekenisvol wordt ervaren) te implementeren in de lessen wetenschappen en techniek. Hiermee draagt het bij tot de realisatie van de eerste 2 doelstellingen van het STEM-actieplan (STEM-actieplan van Vlaamse Overheid, 2012):
- Aanbieden van aantrekkelijk STEM-onderwijs
- Versterken van leraren, opleiders en begeleiders
Wetenschap
Een studie van de Europese Commissie toont aan dat wetenschappen in verschillende Europese landen te abstract en te theoretisch worden onderwezen (Rocard, et al., 2007). Dit wordt op Vlaams niveau bevestigd door een bevraging in het kader van een OOF-project (samenwerking UC Leuven – KULeuven) bij zowel ervaringsdeskundigen als aspirant leraren die aantoont dat het huidige STEM-onderwijs focust op kennisoverdracht en het uitvoeren van oplossingsmodellen, terwijl actief leren, bedenken van oplossingsstrategieën en conceptueel inzicht beperkt aanwezig zijn (Bossuyt & Vandamme, 2017). Hierdoor beschouwen jongeren wetenschapsonderwijs en daarmee ook de wetenschap als dusdanig als irrelevant, moeilijk en niet toepasbaar (Freeman, et al., 2014). De uitdaging ligt er dus in om met goed onderwijs de interesse in techniek- en wetenschap(sonderwijs) te verhogen zodat jongeren zich openstellen voor de aangeboden leerinhouden en een natuurlijke nieuwsgierigheid voelen om onbekende thema’s aan te snijden en uiteindelijk zich erin te verdiepen. Vanuit deze onderzoekende grondhouding kunnen de algemene 21-eeuwse competenties (21st Century Community Learning Centers, 2016) en de specifieke STEM-geletterdheid verder ontwikkelen.
In de literatuur wordt herhaaldelijk aangehaald dat actief leren in wetenschap en techniekonderwijs cruciaal is voor een dieper conceptueel inzicht (Freeman, et al., 2014). In een Nature-publicatie wordt op basis van de 225 studies over actief leren in STEM-onderwijs zelfs het volgende gesteld: “At this point it is unethical to teach any other way” (Waldrop, 2015).
Er is reeds een ruim vakdidactisch aanbod (zowel abstracte literatuur als nascholingen toegespitst op specifieke leerinhouden zonder verdere generalisatie) om actief leren tijdens de wetenschapslessen te integreren (Van Houte, Merckx, De Lange, & De Bruyker, 2013) (European Schoolnet Academy, 2014) (Clijmans, et al., 2012) (van den Bergh & Ros, 2015) (Tseng, Chang, Lou, & Chen, 2013), alsook om de eigen STEM-lespraktijk te bevragen (VLOR, 2015). De disseminatie naar en implementatie door leraren in de volledig lespraktijk schiet echter te kort (Bossuyt & Vandamme, 2017).
Een belangrijke stap in de zelfreflectie om goed wetenschapsonderwijs te ontwikkelen is metacognitie omtrent didactische keuzes (Crauwels, 2016) (Hartman, 2001). Als (toekomstige) leraar is het moeilijk om de didactische keuzes en het eigen leerproces van deze keuzes accuraat te beoordelen. Hierdoor is de extrapolatie van goede voorbeelden en ervaringen naar nieuwe contexten niet evident. Door het opstellen van metacognitieve vragen worden deelnemers bewust van de denkprocessen achter hun gemaakte keuzes en op die manier wordt hun PCK versterkt (DeLuca & Lari, 2013).
Dit project wil hier een antwoord op bieden door een reflectie-instrument afgestemd op wetenschapsonderwijs voor 10- tot 14-jarigen te ontwikkelen waarbij de huidige of toekomstige leraar zijn vakdidactische expertise (PCK[4] (Shulman, 1986)) omtrent actief leren duurzaam versterkt. Hierin zullen correcte begripsinvulling, confrontatie met goede voorbeelden en zelfreflectie omtrent didactische keuzes ingezet worden om leraren te begeleiden in de implementatie van actief leren in een verscheidenheid van contexten (verschillende doelgroepen, leerinhouden, leerniveaus).
3. Doelgroep en doelstelling
In de 3e graad van het lager onderwijs krijgen leerlingen wetenschap en techniek binnen het vak wereldoriëntatie. In de 1e graad van het secundair onderwijs wordt dit zowel aangeboden binnen het vak techniek, natuurwetenschappen, wetenschappelijk werk als (recentelijk in sommige scholen) ook binnen een geïntegreerd STEM-vak. Binnen dit project willen we onderzoeken welke leermaterialen en ondersteunende lerarenbegeleiding noodzakelijk zijn om actief leren te implementeren in deze techniek- en wetenschapsvakken voor 10-tot 14-jarigen.
4. Activiteiten
Er wordt onderzocht hoe leermaterialen voor leerlingen die inzetten op relevante, toepasbare en uitdagende wetenschappelijke vragen leerlingen via actief leren kunnen begeleiden in het verwerven van inzicht in de bijhorende fenomenen. Aanvullend wordt nagegaan in welke mate een reflectie-instrument voor leraren ontwikkeld kan worden dat (toekomstige) leraren begeleidt bij de implementatie van deze leermiddelen in hun lessen. Hierbij worden (toekomstige) leraren bewust gemaakt van de algemene en hun persoonlijke visie rond actief leren en uitgedaagd om hun lessen meer leerlingengericht te maken (i.e. actief leren te stimuleren).
5. Verwachte projectresultaten
- Leermaterialen die (toekomstige) leraren in staat stelt om actief leren in te zetten in de lessen wetenschappelijk werk en wereldoriëntatie;
- Reflectie-instrument om de leermaterialen optimaal te implementeren met inbegrip van een criterialijst ‘actief leren’ opdat een duurzame extrapolatie naar de volledige lespraktijk zou mogelijk zijn;
- Aanzet tot een mind shift bij (toekomstige) leraren omtrent wetenschapsonderwijs die vertrekt vanuit de lerende i.p.v. de leraar.
Bibliografie
21st Century Community Learning Centers. (2016, mei). Online Professional Learning and Technical Assistance for 21st CCLCs. Retrieved from www.y4y.ed.gov
Berge, Z. (2013). Retrieved from e-Moderating: the key to teaching and learning online, distance Education: http://dx.doi.org/10.1080/01587919.2013.835769
Bossuyt, H., & Vandamme, N. (2017). Wetenschaps- wiskunde- informatica- en techniekleraren begeleiden tot STEM-leraren. Tijdschrift voor Lerarenopleiders, aanvaard voor publicatie.
Clijmans, L., De Smet, E., Frans, R., Poncelet, F., Tamassia, L., & Vyvey, K. (2012). Inspiratiegids voor een kwaliteitsvolle vakdidactiek Natuurwetenschappen in de Lerarenopleiding secundair onderwijs. Leuven: School of Education.
Crauwels, M. (2016). Metacognitie in Wetenschappen. Retrieved from https://bio.kuleuven.be/Metacongition/Metacognitie_in_Wetenschappen
Crevits, H. (2014). Beleidsnota Onderwijs 2014 - 2019 - onderwijs . Brussel: Vlaamse Overheid.
De Standaard. (2016, 12 6). Retrieved from Zorgwekkende toename van laagpresteerders in Vlaams onderwijs: http://www.standaard.be/cnt/dmf20161206_02610875
DeLuca, W. V., & Lari, N. (2013). Developing students’ metacognitive skills in a data-rich environment. Journal of STEM education 14(1), 45-55.
European Schoolnet Academy. (2014). Innovative Practices for Engaging STEM Teaching (online course European Schoolnet Academy). Retrieved from http://www.europeanschoolnetacademy.eu: http://www.europeanschoolnetacademy.eu/web/innovative-practices-for-engaging-stem-teaching
Freeman, S., Eddy, S. L., McDonough, M., K., S. M., Okoroafor, N., Jordt, H., & Wenderoth, M. P. (2014). Active learning increases student performance in science, engineering, and mathematics. PNAS 111(23), 8410-8415.
Hartman, H. J. (2001). Metacognition in science teaching and learning. . In Metacognition in learning and instruction. (pp. 173-201). New York: Kluwer Academic Publishers.
Honey, M., Pearson, G., & Schweingruber, H. (2014). STEM Integration in K-12 Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research. Washington, D.C.: THE NATIONAL ACADEMIES PRESS. Retrieved from National Academy of Engineering; National Research Council. Washington, DC: The National Academies Press.: http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=18612&page=5
Masterplan Vlaams Secundair onderwijs. (2013). Retrieved from Masterplan Vlaams Secundair onderwijs: https://onderwijs.vlaanderen.be/sites/default/files/atoms/files/Masterplan-hervorming-secundair.pdf
Mededeling Europese Commissie. (2012). Retrieved from Een andere kijk op onderwijs: investeren in vaardigheden voor betere sociaal-economische resultaten: http://eur-lex.europa.eu/legal-content/NL/TXT/PDF/?uri=CELEX:52012DC0669&from=EN
Omzendbrief Basis Onderwijs. (2014). Retrieved from http://data-onderwijs.vlaanderen.be/edulex/document.aspx?docid=14692
PISA. (2016). Retrieved from http://www.pisa.ugent.be/nl/resultaten/vlaamse-publicaties: http://www.pisa.ugent.be/uploads/assets/135/1480689744246-Finale%20versie.pdf
Rocard, M., Csermely, P., Jorde, D., Lenzen, D., Walberg-Henriksson, H., & Hemmo, V. (2007). Science Education Now: A Renewed Pedagogy for the Future of Europe. Retrieved from http://ec.europa.eu/research/science-society/document_library/pdf_06/report-rocard-on-science-education_en.pdf
Shulman, L. S. (1986). Those Who Understand: Knowledge Growth in Teaching. Educational Researcher 15(2), 4-14.
Spanjers, L., De Sadeleer, R., Pluym, H., Ramaekers, C. R., & Vandamme, N. (2015). Onderzoeksgeïnformeerd studiemateriaal. Tijdschrift voor Lerarenopleiders, 36(2).
STEM voor de basis. (2016). Retrieved from http://www.arteveldehogeschool.be/stemvoordebasis/model
STEM-actieplan van Vlaamse Overheid. (2012). Retrieved from STEM op school: http://www.stemopschool.be/stem-actieplan
STEM-kader voor het Vlaamse onderwijs. (2015). Retrieved from www.onderwijskiezer.be: http://www.onderwijskiezer.be/v2/download/STEM-kader-voor-het-Vlaamse-onderwijs.pdf
TIMMS 2015. (2016). Retrieved from http://timss2015.org/#/?playlistId=0&videoId=0
Tseng, K.-H., Chang, C.-C., Lou, S.-J., & Chen, W.-P. (2013). Attitudes towards science, technology, engineering and mathematics (STEM) in a project-based learning (PjBL) environment. International Journal of Technology and Design Education, 87-102.
Van Damme, D. (2017, april 11). Does the world need people who understand problems, or who can solve them? Retrieved from OECD Education Today: http://oecdeducationtoday.blogspot.be/2017/04/does-world-need-people-who-understand.html
van den Bergh, L., & Ros, A. (2015). Begeleiden van actief leren. Bussum: Coutinho.
Van Houte, H., Merckx, B., De Lange, J., & De Bruyker, M. (2013). Zin in wetenschappen, wiskunde en techniek. Leuven: Acco.
VLOR. (2015). Reflectie-instrument STEM. Retrieved from www.STEMopschool.be
Vormen van blended leren. (2013). Retrieved from Werkgroep Blended Leren KHLeuven: https://p.cygnus.cc.kuleuven.be/bbcswebdav/pid-12890359-dt-content-rid-18087937_3/orgs/C-5138532-K/Vormen_van_blended_leren_def_2013.pdf
Waldrop, M. (2015). The science of teaching science. Nature 523, 272-274.
[1] STEM-geletterdheid zou het volgende kunnen omvatten. 1) bewustzijn van de rollen die wetenschap, techniek, engineering en wiskunde vervullen in de moderne samenleving, 2) vertrouwdheid met ten minste een aantal van de fundamentele concepten van elke discipline, 3) beschikken over een basisniveau van toepassing, bijvoorbeeld in staat zijn om kritisch wetenschappelijke of engineeringsinhoud te evalueren in een nieuwsbericht of om wiskundige operaties uit te voeren die relevant zijn voor het dagelijkse leven (STEM voor de basis, 2016) (Honey, Pearson, & Schweingruber, 2014).
[2] PISA, Programme for International Student Assessment. Grootschalig internationaal onderzoek waarbij werd gepeild naar de vaardigheden en attitudes van 15-jarigen.
[3] TIMMS, Trends in International Mathematics and Science Study (2015). Grootschalig internationaal onderzoek dat om de vier jaar peilt naar de kennis van wiskunde en wetenschappen
[4] de kennis waarin de vakinhoudelijke en de pedagogisch didactische elementen elkaar ontmoeten en die de leraar in staat moet stellen om de vakinhoud zinvol en relevant te openen voor leerlingen.