Het formuleren van een besluit is een belangrijke, maar moeilijke vaardigheid voor veel leerlingen. Het is in het begin belangrijk om voldoende taalsteun en inhoudelijke steun voor de leerlingen te voorzien. Later formuleren de leerlingen dan het besluit volledig zelf.
De voorbeelden hieronder illustreren de leerlijn.

Starter: sterk ondersteund

Vul het volgende besluit aan.

Besluit: Wat is nodig om ijzer te doen roesten?

Ijzer roest in de aanwezigheid van ……………………….
In water is er ook ………………… aanwezig waardoor ook daar het ijzer kan roesten.
Door water te …………………… verdwijnt het meeste …………………. Het ijzer in die beker zal bijna niet roesten.
In ………………………….. is er geen zuurstof aanwezig waardoor het ijzer niet roest.
(Antwoorden: zuurstof - zuurstof - koken - zuurstof - olie)

Gevorderde: gedeeltelijk ondersteund

Formuleer een besluit die alle onderstaande woorden bevat.

Besluit: De invloed van suiker op het rijzen van brood

kristalsuiker – honing – poedersuiker – gasvorming – meer/minder – meer/minder - volume – gas - rijzen

………………………………………………………………………………………………………………………………………

(Antwoord: Het volume gas was het grootste (en snelste) bij kristalsuiker.
Bij honing en poedersuiker was er minder (snel) gasvorming.
Er moet dus minder kristalsuiker dan poedersuiker of honing gebruikt worden om het brood te laten rijzen.)

- Vaak krijgen leerlingen een te volgen stappenplan bij het ontwerpen of bouwen. Ze volgen dan dit ‘kookboek’.
De kunst is om de leerlingen meer te laten nadenken over het ontwerp en de realisatie ervan.
- De voorbeelden hieronder illustreren mogelijkheden voor de leraar om daarin een leerlijn aan te brengen van een bijna volledig recept over sterk ondersteund en deels ondersteund naar zelfstandig.
- Het praktijkvoorbeeld focust op de stap ‘uitvoeren’ bij het ontwerp en de bouw van een telescoop.
In eerdere lesfasen hebben ze al nagedacht over de werking van een telescoop, de verschillende types telescopen en de voor- en nadelen ervan. Ze kunnen argumenteren waarom ze voor een spiegeltelescoop kiezen (en niet voor een lenzentelescoop).

Starter: een bijna volledig recept

De stap ‘uitvoeren’ bij het ontwerp en de bouw van een telescoop

Voor de bouw van een telescoop krijgen de leerlingen een doos met alle nodige materiaal.

De starter krijgt volgende ondersteuning bij de bouw van een telescoop:

• Een handleiding van de UGent Volkssterrenwacht Armand Pien
• Een filmpje

De telescoop bevat schroefjes die je toelaten om spiegels goed op elkaar af te stemmen. Leerlingen stellen zelf de spiegels goed af.

Hoe bouw je de spiegeltelescoop?

1. Neem de doos met alle nodige materiaal voor de bouw van je telescoop.

2. Neem de handleiding van de UGent Volkssterrenwacht Armand Pien.
Vind je de uitleg in de handleiding moeilijk, bekijk dan eerst onderstaand filmpje. Daarin wordt stap voor stap getoond hoe je de telescoop moet bouwen.

3.Bouw de spiegeltelescoop volgens de handleiding.

4. De telescoop bevat schroefjes om de spiegels goed op elkaar af te stemmen. Stel de spiegels goed af volgens de richtlijnen van de handleiding.

Naargelang de mogelijkheden van de leerlingen is het uiteraard ook mogelijk om hen enkel de handleiding als ondersteuning te geven, of enkel het filmpje.

---

Gevorderd: gedeeltelijk ondersteund

De stap ‘uitvoeren’ bij het ontwerp en de bouw van een telescoop

Voor de bouw van een telescoop krijgen de leerlingen een doos met alle nodige materiaal.

In het onderstaande voorbeeld plaatsen de leerlingen eerst de kaartjes met de verschillende onderdelen in de juiste volgorde. Ze bouwen daarna de telescoop.

Hoe bouw je de spiegeltelescoop?

Op onderstaande afbeeldingen staat in verschillende stappen getoond hoe we een spiegeltelescoop moeten bouwen. Er is één probleem: de afbeeldingen zijn door elkaar geschud en moeten terug in de juiste volgorde gerangschikt worden. Help jij de telescoop op de juiste manier te bouwen?

Opdracht 1:

• Knip de acht afbeeldingen op pagina 28 & 30 langs de stippellijnen uit.
• Rangschik ze in de juiste volgorde.
• Plak vervolgens de afbeeldingen in de witte vakjes op pagina 32 & 33.

---

Opdracht 2:

Neem de doos met alle nodige materiaal en bouw de spiegeltelescoop.

---

Opdracht 3:

• De telescoop bevat schroefjes om de spiegels goed op elkaar af te stemmen.
• Stel de spiegels goed af volgens de richtlijnen van de handleiding.

---

Expert: zelfstandig

De stap ‘uitvoeren’ bij het ontwerp en de bouw van een telescoop

Voor de bouw van een telescoop krijgen de leerlingen een doos met alle nodige materiaal.

De expert doorloopt het hele bouwproces zelfstandig.

Hoe bouw je de spiegeltelescoop?

• Neem de doos met alle nodige materiaal en bouw de spiegeltelescoop.
• Zorg dat je alles in de juiste volgorde en op de juiste manier monteert!

Om het nog uitdagender te maken voor de leerlingen, kan je de foto met het eindresultaat ook weglaten.

De conceptmap laat toe om de onderwerpen van het STEM-thema te verbinden met de STEM-disciplines en de eindtermen of leerplandoelen. Het opstellen van de conceptmap is een mooie denkoefening die het STEM-team tot diepere inzichten zal brengen. Het eindresultaat is verhelderend en blijvend bruikbaar.

Kom je er als STEM-team niet toe om een conceptmap te maken van je STEM-thema, kleur dan minstens het Inkleurmodel in. Dat gaat snel en eenvoudig en visualiseert welke disciplines binnen een bepaalde STEM-les of een bepaald STEM-thema aan bod komen. Doe je dit systematisch voor elk STEM-thema, dan kan je erover waken dat de S, T, E en M over alle STEM-thema’s heen evenwichtig aan bod komen.

Je kan het Inkleurmodel ook door de leerlingen laten inkleuren. Naar oriëntering toe kan het belangrijk zijn dat ze zich bewust zijn welke disciplinespecifieke kunde nodig is om een bepaalde uitdaging aan te pakken of verwonderingsvraag te beantwoorden.

Conceptmap

Deze conceptmap verbindt disciplines, concepten, leerplandoelen en begrippen.

Inkleurmodel

Door bij elk hoofdstuk het inkleurmodel in te kleuren worden leerlingen zich bewust van de achterliggende disciplines.

Conceptmap

Deze conceptmap verbindt een aantal STEM-doelen met concepten uit Biologie, Fysica en Techniek

Inkleurmodel

Het inkleurmodel ingekleurd per hoofdstuk.

STEM-kunde draait ook rond STEM-attitude.

Student-leraren en startende leraren hebben soms nog, onterecht, de neiging te denken dat ze expert in ‘alles’ moeten zijn en dat leidt soms tot STEM-stress of STEM-angst. Die wordt soms onbewust op de leerlingen geprojecteerd of helpt misconcepties rond STEM in stand houden. STEM draait nu eenmaal ook en vooral om durven, proberen, falen en zoeken.

Samenwerken en zoeken naar oplossingen zijn cruciale STEM-vaardigheden. Niemand kan expert zijn in alles, leerlingen niet en leraren al evenmin, maar de kracht van STEM zit in het samen nadenken, zoeken en samenleggen van expertise en uitproberen. Dit expliciteren en modelleren naar leerlingen draagt bij aan een echte STEM-attitude en het prikkelen en ontwaken van hun STEM-nieuwsgierigheid. Het maakt integraal deel uit van een STEM-leerlijn.

Ter illustratie:
Onderstaande “STEM-poll” werd afgenomen in een klas van 25 leerlingen uit het 4e jaar Doorstroom STEM-Wetenschappen en toont aan dat de verwachtingen van deze leerlingen rond STEM ver weg liggen van de realiteit van STEM. Uitleggen en tonen hoe STEM ‘werkt’ is ook een wezenlijk onderdeel van het STEM-onderwijs.

Verwondering en nieuwsgierigheid zijn belangrijke motivators voor leerlingen om te leren.

In de literatuur vind je een aantal tentatieve methodische aanbevelingen om verwondering bij leerlingen te bevorderen [1,2]. Tentatief omdat er nog maar weinig experimentele ondersteuning voor bestaat.

Hieronder vind je 8 onderwijsstrategieën uit de literatuur die leerkrachten kunnen toepassen om verwondering te bevorderen [2]:

1. Je eigen verwondering als leerkracht tonen en verwoorden.
   
   Je verwoordt je eigen fascinatie en verbazing m.b.t. de leerstof.
2. Inhaken op vragen, ervaringen en verwondering van leerlingen.
   
   Als leerlingen onverwachte mogelijkheden of verbanden zien, haak je daarop in.
3. Tijd en ruimte maken voor onderzoeken en experimenteren.
   
   Je stimuleert leerlingen om nieuwe thema’s of objecten zelf te onderzoeken.
4. Het vertrouwde onvertrouwd maken.
   
   Je probeert leerlingen het vertrouwde in een nieuw daglicht te laten zien.
5. Betekenisgeving bevorderen.
   
   Je vraagt leerlingen wat de thema’s in de leerstof voor hen betekenen.
6. Verbeelding stimuleren.
   
   Je laat de leerlingen zich inleven in gebeurtenissen die ver van hen afstaan (bv. het leven van een wetenschapper of een ingenieur uit het verleden of het heden).
7. Contemplatie aanmoedigen.
   
   Je stimuleert leerlingen om aandachtig te zijn voor wat in hen of rondom hen gebeurt.
8. Verrijkte omgeving creëren.
   
   Je laat leerlingen binnen de directe schoolomgeving kennis maken met de natuur, de kunst, fascinerende filmpjes, simulaties…

Onderstaand praktijkvoorbeeld zet in op de onderwijsstrategieën 1,2,4,7 en 8 om de verwondering van de leerlingen te wekken.

De sterrenhemel

1. Hoe zou jij de sterren omschrijven?

Waaraan denk jij als je het woord ‘sterren’ hoort? Overleg met je buur en schrijf jullie gedachten en vragen op in onderstaande tekstballonnen.

2. Bekijk aandachtig een stukje van de sterrenhemel

• Zet het geluid van je computer of mobiele telefoon af.
  Bekijk het filmpje hiernaast.
• Het toont een stukje van de sterrenhemel, meer bepaald een deeltje van onze melkweg.
• Om je te helpen met kijken zijn er een aantal sterren aangeduid met een cirkeltje.

Deze video werd gemaakt op basis van observaties van de VISTA infraroodtelescoop
(Bron: European Southern Laboratory)

Wat valt je op als je naar de sterren op de video kijkt?
Schrijf minstens twee waarnemingen op.

Welke vragen roept dit bij je op?
Schrijf minstens twee vragen hieronder.

3. Besluit

De lichtsterkte van sterren verandert. De sterren trillen.

4. Ruimer kijken

Wil je graag antwoorden op de vragen die je gesteld hebt? Je kan ze vinden door op onderzoek te gaan in de volgende hoofdstukken van deze STEM-bundel.

Bron: UCLL lerarenopleiding juni 2023