Natuurlijk nieuwsgierig

Onderzoekend leren bij natuur, wetenschap en techniekLectorale rede, 2 september 2009

Maar…

waarom dan?

Van nature nieuwsgierig

Waarom? Hoe moet dat?

Hoe gaat dat?Hoe heet dat?

Wat is dit?

Van nature nieuwsgierig

� Jonge kinderen zijn van nature nieuwsgierig

� Uitvinden hoe de wereld in elkaar zit

� Verschijnselen uit natuur en techniek zijn interessant

� Uitstekende aangrijpingspunten voor natuur- en

techniekonderwijs:

het motiveert kinderen om samen bezig te zijn met

eigen vragen over een concreet onderwerp

� De kunst? Hou ze zo nieuwsgierig en gemotiveerd!

Verboden voor kinderen?

� Verboden voor kinderen…

� Niet doen, niet aankomen, pas op, kijk uit!

� Waarom? Daarom! Vraag toch niet zo veel!

� En natuur en techniek in de klas:

te lastig, te moeilijk, te veel voorbereiding

Toch moeten we iets

� Nederland: negatief imago ten aanzien van natuur, wetenschap en techniek

� Te moeilijk, te wetenschappelijk…of juist niet (vieze kleren, lopende band, …)

� Te weinig leerlingen vo kiezen voor technisch profiel

� Problemen op de arbeidsmarkt!

� De basishouding natuur en techniek wordt gelegd op de basisschool: een belangrijke rol voor school en leerkracht!

De (aanstaande) leerkracht

� Instroom 2008 op de pabo’s in Nederland:8822 studenten, waarvan

� 83% vrouw / 17% man

� 34% mbo / 42% havo / 6% vwo / 11 % ho / 7% overig

� havo/vwo profiel N&G: zeer laag (5 - 10%)

� havo/vwo profiel N&T nog veel lager (0,4 – 1%)

� Instroom 2008 HES:268 studenten, waarvan

� 77% vrouw / 23% man

� 12% N&G profiel

� 0,4 % N&T profiel

Hoe staan we er voor?

� TIMSS-project

� Internationaal vergelijkend onderzoek

� Elke 4 jaar

� 43 landen, 200.000 leerlingen uit groep 6

� Kennis van leerlingen in exacte vakken meten

� Nederland: 4300 leerlingen van ruim 140 basisscholen(Meelissen & Drent, 2008)

Hoe staan de NL-leerlingen er voor?

� Sinds 2007 niet (meer) tot de top tien

� Leerlingen doen minder proefjes en experimenten dan leeftijdsgenoten uit andere landen

� In Nederland zijn jongens beter dan meisjes, internationaal gezien zijn meisjes beter

� Nederlandse leerlingen hebben sinds 2003 minder plezier gekregen in natuur- en techniekonderwijs

� Nederlandse leerlingen hebben sinds 2003 minder zelfvertrouwen over hun vaardigheden in natuur- en techniekonderwijs

Hoe staan de leerkrachten er voor?

� Van alle landen besteedt Nederland de minste tijd per jaar aan natuur- en techniekonderwijs in groep 6!

� Het natuur- en techniekonderwijs in Nederland bestaat voor ongeveer 85% uit biologielessen en voor slechts 15%uit natuur- en scheikunde

� In de meeste andere landen ligt deze verhouding andersom

Hoe staan de leerkrachten er voor?

� Nederlandse leerkrachten voelen zich over het algemeen meer dan voldoende toegerust om les te geven in de leerstofgebieden biologie en fysische aardrijkskunde

� Voor onderwerpen uit het inhoudsdomein natuur- en scheikunde voelen leerkrachten zich minder goed toegerust

� Interessant is dat Nederlandse leerlingen ook de meeste moeite hebben met dit onderwerp…

Leerkrachten en leerlingen

� Maar de nieuwsgierige houding van kinderen blijft

de basis en kan ook als stimulans werken!

Recent onderzoek op de Hogeschool Edith Stein

� Onderzoek naar gevoel van bekwaamheid studenten

� 76 studenten (10% van het totaal)

Mens, plant, dier

Kracht, beweging, energie

Water, lucht, klimaat, weer

Construeren, faciliteren

Voorbeeld

48%

36%

29%

21%

Levende systemen

Natuurkundige systemen

Aarde en ruimte systemen

Techniek systemen

Gevoel van

bekwaamheid

Onderwerp

Recent onderzoek op de Hogeschool Edith Stein

� Onderzoek naar gevoel van bekwaamheid studenten

� 76 studenten (10% van het totaal)

Mens, plant, dier

Kracht, beweging, energie

Water, lucht, klimaat, weer

Construeren, faciliteren

Voorbeeld

48%

36%

29%

21%

Levende systemen

Natuurkundige systemen

Aarde en ruimte systemen

Techniek systemen

Gevoel van

bekwaamheid

Onderwerp

Recent onderzoek op de Hogeschool Edith Stein

� Onderzoek naar gevoel van bekwaamheid studenten

� 76 studenten (10% van het totaal)

Mens, plant, dier

Kracht, beweging, energie

Water, lucht, klimaat, weer

Construeren, faciliteren

Voorbeeld

48%

36%

29%

21%

Levende systemen

Natuurkundige systemen

Aarde en ruimte systemen

Techniek systemen

Gevoel van

bekwaamheid

Onderwerp

Jongens scoren hoger op natuurkundige systemen

Recent onderzoek op de Hogeschool Edith Stein

� Onderzoek naar gevoel van bekwaamheid studenten

� 76 studenten (10% van het totaal)

Mens, plant, dier

Kracht, beweging, energie

Water, lucht, klimaat, weer

Construeren, faciliteren

Voorbeeld

48%

36%

29%

21%

Levende systemen

Natuurkundige systemen

Aarde en ruimte systemen

Techniek systemen

Gevoel van

bekwaamheid

Onderwerp

Profielen N&T en N&G scoren hoger op natuurkundige en levende systemen

Recent onderzoek op de Hogeschool Edith Stein

� Onderzoek naar gevoel van bekwaamheid studenten

� 76 studenten (10% van het totaal)

Mens, plant, dier

Kracht, beweging, energie

Water, lucht, klimaat, weer

Construeren, faciliteren

Voorbeeld

48%

36%

29%

21%

Levende systemen

Natuurkundige systemen

Aarde en ruimte systemen

Techniek systemen

Gevoel van

bekwaamheid

Onderwerp

Wel stijgende lijn van leerjaar 1 naar leerjaar 3, maar niet significant

Gevoel van bekwaamheid

� Leerkrachten hebben een lastige taak: belangstelling

wekken voor een domein waarvan ze

� te weinig kennis en vaardigheden hebben

� te weinig kennis en vaardigheden denken te hebben

� Het gebrek aan een gevoel van bekwaamheid blijkt een

belangrijk aspect te zijn bij het niet verzorgen van natuur-

en techniekonderwijs

� Self-efficacy (Bandura, 1977)

Self-efficacy

� Het vertrouwen dat iemand heeft om bepaalde taken tot

een goed einde te brengen

� Oordeel over eigen capaciteiten

� Verwachtingen over de resultaten van bepaald gedrag

� Versterking door succes, verzwakt door falen

� Significante invloed op motivatie en functioneren

Verhogen van self-efficacy

� Eerst subvaardigheden

identificeren en die combineren

tot complexere vaardigheden

� Oefenen van de vaardigheden

onder begeleiding in een veilige

omgeving met feedback van

anderen

� Het geleerde in de praktijk

brengen waarbij gezorgd wordt

dat er succeservaringen zijn

� Werken met goede voorbeelden!

Kortom..

� We hebben te maken met een instroom die

� voornamelijk vrouwelijk/alfa is

� weinig affiniteit met natuur en techniek heeft

� te weinig kennis en vaardigheden op het gebied van

natuur en techniek heeft

� van zichzelf vindt dat ze over te weinig kennis en

vaardigheden beschikt

� weinig zelfvertrouwen en een laag gevoel van

bekwaamheid heeft

� (uitzonderingen daargelaten!)

Zoeken naar aansprekende mogelijkheden

� Duurzaamheid, kwaliteit, groen/eco?

� Textiel?

� Levensmiddelentechnologie?

� Kunst & techniek?

Vanaf 1990 is Theo Jansen druk bezig met het maken

van nieuwe vormen van leven: zijn strandbeesten.

Deze beesten zijn niet gemaakt van eiwit zoals de

bestaande vormen van leven, maar van een ander

oermateriaal: elektriciteitsbuizen van pvc. Skeletten

gemaakt van pvc-buizen zijn in staat te lopen. Ze

krijgen hun energie uit de wind en de strandbeesten

hoeven dus niet te eten zoals gewone beesten.

Theo Jansen, Strandbeesten

www.strandbeest.com

Er is dus nog wel wat te doen…

� Onderzoeksvraag van het lectoraat:

� Op welke manier kunnen scholen en (aanstaande)

leerkrachten ondersteund worden

� bij de invoering van natuur, wetenschap en techniek in

het basisonderwijs,

� waarbij leerkrachten een positieve attitude ten aanzien

van natuur, wetenschap en techniek ontwikkelen,

� zodat zij leerlingen kunnen stimuleren en

enthousiasmeren voor dit vakgebied?

Richting van het onderzoek

� Deelvragen bij dit onderzoek zijn gericht op

� De school als organisatie en de rol van de leerkracht

binnen die organisatie

� De professionalisering van leerkrachten

� De leerling als onderzoekende ontwerper

� Betrokkenheid van de omgeving van de school

� De rol van nieuwe media en het implementeren van

methodes als de onderzoekende ontwerper

Onderzoekskader

� Invoering van natuur- en techniekonderwijs is een

onderwijsinnovatie

� Onderwijsinnovaties zijn complexe processen

� De rol van de bekwame, betrokken leerkracht is cruciaal

� We moeten rekening houden met de zorgen van de

leerkracht

Onderzoekskader

� Concerns Based Adoption Model (CBAM)(Hord, Rutherford, Huling-Austin, & Hall, 1987)

� Betrokkenheidsmodel

� Elke zorg past in een bepaald stadium van

de onderwijsinnovatie

� Elke zorg is echt en daar moet aandacht aan

besteed worden

Betrokkenheidsmodel

� 3 stadia van betrokkenheid(Van den Berg & Vandenberghe, 1995)

1. Zelfbetrokkenheid

� Kan ik dit wel? � Hoeveel tijd gaat het me kosten?

2. Taakbetrokkenheid

� Hoe ga ik dit doen? � Hoe krijg ik alle materialen op orde?

3. Anderbetrokkenheid

� Welk effect heeft het op mijn leerlingen? � Hoe kan ik het optimaliseren?

Betrokkenheidsmodel

� Niet alle leerkrachten bevinden zich in hetzelfde stadium

van betrokkenheid

� Dat maakt de invoering van de onderwijsinnovatie lastig

� In kaart brengen waar een leerkracht (of een team!) zich

bevindt

� Nagaan welke interventies nodig zijn

� Een stap verder zetten

Een stap verder

� Maar hoe?

� Via goede voorbeelden en beschikbaar materiaal

� Via een aansprekende werkwijze:

Onderzoekend ontwerpen

� Combinatie van

onderzoekend leren

en ontwerpend leren

Onderzoekend en ontwerpend leren

� Start met een oriëntatiefase

� Onderzoekend leren:

via confrontatie naar verkennen en experimenteren

� Ontwerpend leren:

via probleemverkenning en ontwerp naar maken

� Afsluiting: verdiepingsfase waarin de resultaten

worden gecommuniceerd en verdieping plaatsvindt

Onderzoekend leren

� Waarom wel?

� Ontwikkelen kennis en vaardigheden

� Actieve leervorm, beïnvloedt attitude leerlingen positief

� Hogere prestatie van leerlingen

� Waarom niet?

� Leerlingen bezitten vaak nog niet de juiste voorkennis

� Opstellen van concrete leerdoelen moeilijk

� Leerdoelen sluiten niet aan bij de eigen ontwikkeling

Ontwerpend leren

� Waarom wel?

� Motiverend: leuk om iets te bedenken, maken, bouwen

� Leerling eigenaar van het uiteindelijke product

� Waarom niet?

� Vervalt vaak in handvaardigheid-achtige oefeningen en

het stapsgewijs maken van bouwpakketten

(techniekkisten…)

� Weinig reflectie op het nut van de oefening en de kennis

die daarover beschikbaar is

Een combinatie?

� Combinatie van onderzoekend en ontwerpend leren:

� Onderzoekend ontwerpen

� Oftewel: uitvinders in de klas

confrontatie

met het

probleem

ontwerp

evalueren

communiceren

en reflecteren

onderzoeks-

vragen

opstellen

ontwerp

maken

ontwerp

uitvoeren

verdiepen in

resultaten en

consequentie

oriënteren op

het probleem

en mogelijke

oplossingen

ontwerp bijstellen

Onderzoekend ontwerpen

� Behouden van het

motiverende van

ontwerpen

� Behouden van

begripvorming

en reflectie

� Verwachting:

innovatieve

oplossingen voor

alledaagse problemen

(Fisser, 2009)

Samengevat…

� We hebben nieuwsgierige kinderen

� We hebben enthousiaste leerkrachten nodig

� Leerkrachten en scholen die dat willen bereiken

kunnen ondersteund worden

� Via nascholing en maatwerktrajecten

� Met behulp van goede voorbeelden

� Met een aansprekende werkvorm

Mogelijkheden voor de toekomst

� Bijdrage aan curriculum pabo

� Van po naar vo: doorlopende leerlijnen

� Samenwerking met het bedrijfsleven

� Leerkracht in het lab

� Toppers voor de klas

� Het gebruik van ict/nieuwe media

� Samenwerking met andere kenniscentra

� Onderwijsinnovatie door curriculumontwerp!

Natuurlijk nieuwsgierig

Onderzoekend leren bij natuur, wetenschap en techniekLectorale rede, 2 september 2009