Waarom?

Kinderen kijken vol verwondering naar de fysieke wereld om zich heen. In die verwondering liggen de kansen voor hun verdere ontwikkeling. Het is dan ook hun basisrecht en essentieel om een omgeving te hebben die hen stimuleert in hun natuurlijke drang tot exploreren, onderzoeken en ontdekken.

Hun ervaringen, interesses en leefwereld zijn activerende elementen, om vanuit hun natuurlijke nieuwsgierigheid een basis te leggen voor een kritische, constructieve en probleemoplossende houding nu en in de toekomst. Kortom, hun basishouding van nieuwsgierigheid verder ontplooien is belangrijk om tot fundamenteel leren te komen (Devlieger, Van Houte & Schaffler, 2013).  

Hierbij is de rol van de leerkracht als inspirerende, richtinggevende en onderzoekende coach cruciaal. Stimuleer en ontwikkel je de onderzoekende houding bij kinderen, dan zul je ook hun creativiteit en ondernemendheid bevorderen (Devlieger, Van Houte & Schaffler, 2013).  

De leraar speelt dus een essentiële rol in het stimuleren en ontwikkelen van een onderzoekende houding bij de kinderen. De rol die hij opneemt is er een van inspireren en coachen, van evenwicht zoeken tussen loslaten en sturen (Van Houte, Devlieger, Schaffler, 2012). Ook al zijn kinderen ontdekkers van nature, de leraar doet er toe! Hieronder  geven we kernachtig 7 concrete kenmerken weer waar een leraar mee aan de slag kan gaan.

1. Echt kijken naar kinderen
2. Echt luisteren naar kinderen
3. Kinderen de tijd en ruimte geven om te ervaren, te onderzoeken en te denken
4. Inspelen op situaties en op vragen: verbreden en verdiepen
5. Een uitdagende omgeving of context kiezen of creëren
6. Kinderen stimuleren om ervaringen, ideeën, theorieën vast te zetten op elk moment
7. Een onderzoekende houding hebben

De rol van de leerkracht bestaat er dus in om de natuurlijke drang van ontdekken bij kinderen niet alleen te stimuleren, maar ook te gebruiken in het leerproces (Devlieger, Van Houte & Schaffler, 2013).  Dit als hefboom binnen diverse ontwikkelingsdomeinen, om hen aan te sporen om een stap verder te gaan in hun onderzoekende aanpak en hen op die manier tot een hoger niveau van leren brengen. Daarnaast zal dit ook hun zelfvertrouwen aanwakkeren, waardoor de durf toeneemt om te exploreren in de toekomst. Dit betekent dat kijken naar kinderen met de bril van de ontdekker en zo zien hoe het kind werkelijk is, centraal staat doorheen je onderwijsorganisatie (Devlieger, Van Houte & Schaffler, 2013).  

Wanneer we naar STEM kijken vanuit een blik op het verder uitbouwen van de onderzoekende houding van kinderen, dan ontstaan er kansen om diepgang te creëren in rijke onderwijsactiviteiten.

STEM-onderwijs (Science, Technology, Engineering and Mathematics) omvat de processen van kritisch denken, analyseren en samenwerken. Het bestaat uit een interdisciplinaire aanpak waarbij vanuit betekenisvolle situaties vertrokken wordt om problemen op te lossen via een proces waarbinnen onderzoeken, ontwerpen en optimaliseren centraal staat, en waarbij STEM-concepten gebruikt worden om tot een oplossing te komen. (Van De Keere & Vervaet, 2018) De essentie ligt dus in de eerste plaats in het zoeken naar betekenisvolle contexten waar kinderen waardevolle en leerrijke STEM-ervaringen kunnen opdoen. Als leraar komt het er dus op neer om kansen te zien in de directe omgeving van de kinderen. Vandaaruit ga je hen ondersteunen om onderzoekend en ontwerpend aan de slag te gaan. STEM-geletterdheid bij jonge kinderen gaat daarbij dan in essentie om het ontwikkelen van competenties zoals observeren, exploreren, redeneren, voorspellen, hypotheses formuleren, probleemoplossend, kritisch en creatief denken, reflecteren, vastzetten, communiceren, samenwerken… (Tallir, Devlieger, Remerie, Vandorpe & Gentier, 2018) STEM binnen brengen in het onderwijs vraagt dus een open blik naar de eigen klaspraktijk. De krachtigste manier om duurzame implementatie in het dagelijkse gebeuren van een klas te bewerkstelligen is bouwen vanuit inspiratie aangereikt door de kinderen. Samen met de leraar zoeken en verder bouwen op aanknopingspunten die reeds aanwezig zijn, draagt de kracht in zich om te komen tot realistisch en doordacht STEM-onderwijs (Vervaet, 2020).

De betekenisvolle contexten die essentieel zijn bij het werken aan STEM-geletterdheid zijn ook het centrale gegeven waarmee kinderen aan de slag gaan en zo steeds nieuwe ervaringen opdoen. Hierdoor gaat het dus in essentie over aspecten zoals probleemoplossend denken, durf, zelfbeeld, zelfvertrouwen, doorzettingsvermogen, ondernemingszin…(STEMbasis.be, 2016 ; Tallir, Devlieger, Remerie, Vandorpe & Gentier, 2018) Wanneer we hier gericht en doordacht mee aan de slag gaan kunnen verschillende wegen bewandeld worden. Je kunt vertrekken vanuit gesloten activiteiten of gericht vorm geven aan projecten. STEM vertrekt vanuit contexten die aansluiten bij de leefwereld van de kinderen, en bij voorkeur vanuit reële situaties die zich voordoen in de klaspraktijk. Het hoeft ook niet altijd ‘projectwerk’ te zijn, maar kan ook aangepakt worden via kortere activiteiten (vbn. op ‘onderzoekendleren.be’, ‘stem4math.eu’, jongeontdekkers.be, stemcomputer.be, ...) of via tussenvormen van open of gesloten aanbod, waarbij probleemoplossend denken vaak de dominante component is. De rijkheid van STEM-activiteiten zit hem ook in de variëteit aan mogelijkheden binnen de fysische wereld (stembasis, 2016) om leercontexten te gaan vorm geven. Zo kunnen de contexten van een park, een straat, een bakkerij, een containerpark, een textielbedrijf, een boerderij, een zwembad, een ophaalbrug, een restaurant, een bal op het dak van de school, een kapotte deur op school,… allen zeer veel mogelijkheden bevatten om insteken of aanknopingspunten te vinden voor STEM. Hoe je verder gaat bouwen op deze alledaagse situaties, kansen in bedrijven, kansen in de omgeving, is waar je als leraar door het maken van doordachte en doelgerichte keuzes het verschil kan maken.

Binnen STEM in het basisonderwijs willen we gaan voor een maximale integratie van de 4 disciplines, dus ook van het ‘onderzoeken’ en ‘ontwerpen’. STEM is een manier om naar onderwijs te kijken waarbij je focust op de rijkheid van leerkansen. Het feit dat STEM raakvlakken kent met verschillende leergebieden wil echter niet zeggen dat het er in alle leergebieden bovenop komt. De implementatie van STEM binnen onderwijs kan vooral een meerwaarde zijn om kinderen te bereiken vanuit de totale ontwikkeling. Dit kan omdat er bijkomende mogelijkheden zichtbaar worden om aan te sluiten bij hun leefwereld en omdat er wisselwerkingen kunnen ontstaan die diverse leergebieden kunnen versterken. STEM biedt dus vooral kansen voor kwaliteitsvol onderwijs met aandacht voor diverse leergebieden. (Schaffler 2018:235, in Tallir, Devlieger, Remerie, Vandorpe & Gentier, 2018).

Binnen het netwerk STEMBasis (www.stembasis.be) willen we vooral een verhaal brengen waarmee de leerkracht aan de slag kan in zijn dagdagelijkse klaspraktijk. We vertrekken hierbij wel vanuit het STEM-kader (Departement Onderwijs, 2012). Kort samengevat staat dit voor het volgende:

Binnen goed STEM-onderwijs worden de verschillende STEM-disciplines geïntegreerd aangewend vanuit probleemstellingen binnen relevante contexten. Om antwoorden en oplossingen te vinden voor die probleemstellingen zal het toepassen van STEM-concepten en - praktijken nodig zijn.

Dit gebeurt dan in een proces waarbij Onderzoeken, Ontwerpen en Optimaliseren (dé 3 O’s) centraal staan en waarbij toepassen en transfer maken zijn plaats krijgt. (vrij naar www.onderzoekendleren.be)

Hierbij is het wel heel belangrijk dat leerkrachten weten wat ‘onderzoeken’, ‘ontwerpen’, ‘optimaliseren’ exact inhouden en welke doelstellingen er daarmee precies nagestreefd worden, en hoe je deze dan kan nastreven met STEM-activiteiten. Bv. Hoe bouw je aantrekkelijke contexten en probleemstellingen op? Welke vragen stel je precies om het onderzoeken, ontwerpen en optimaliseren te stimuleren? …

Het is ook zo dat interactie en samenwerking een belangrijke plaats innemen binnen STEM-onderwijs, maar daarbij stopt het niet. Vanuit het vorm geven van STEM met een link naar onderzoekend leren kan je terugvallen op 4 didactische pijlers. Op niveau van de leerkracht focussen we op de volgende elementen/pijlers: ‘betekenisvolle contexten’, ‘coaching d.m.v. denken doe-vragen’, ‘systematisch onderzoek (waarbij het niet doelloos experimenteren centraal staat, dus het doordacht uitproberen en leren)’, ‘reflectie en interactie’. (meer op www.onderzoekendleren.be; Dejonckheere, Vervaet & Van De Keere, 2016).

Ongeacht het type technologie mag het gebruik ervan niet het “fantasierijk spel, buitenspelen en de natuur, creativiteit, nieuwsgierigheid en verwondering, individuele en gedeelde ervaringen, of het gebruik van gereedschap voor onderzoek, probleemoplossing en het verkennen van de wereld" vervangen of verdringen (Donohue & Schomburg, 2017). Daarnaast blijkt dat digitale tools belangrijke instrumenten zijn om het leren en lesgeven in verband met STEM te optimaliseren. Het biedt mogelijkheden om STEM-concepten geavanceerd te exploreren (Papadakis, Kalogiannaki & Zaranis, 2018).

Het gericht inzetten van digitale verrijking biedt de mogelijkheid om STEM-activiteiten nog krachtiger te maken. In het pilootproject ‘DigiSTEM’ werd een instrument ontwikkeld, onder de vorm van een 'kijkkader digitale verrijking', waar de leraar mee aan de slag kan gaan om zijn STEM-praktijk te optimaliseren. Dit kader focust op de kansen tot autonomie, verbondenheid, en groei van competentie van leerlingen door gericht keuzes te maken in de aangeboden digitale verrijkingen en tools binnen STEM. Zo kan een digitale tool gericht zijn op het ondersteunen van zelfregulerend leren door structuur aan te reiken tijdens het proces op een digitale manier (vb. Nearpod). Anderzijds kunnen digitale tools ervoor zorgen dat de kennis over een aantal wetenschappelijke principes zeer visueel voorgesteld kan worden aan kinderen (vb. schooltv, determinatieapps). Deze tools zijn bijkomend een meerwaarde voor het aanwakkeren van een betrokken houding ten opzichte van STEM-activiteiten door het creëren of versterken van een betekenisvolle context (vb. Chatterpix app). Bovendien opent dit geheel ook mogelijkheden tot metareflectie bij de lerende door de mogelijkheid tot het bijhouden van diverse data over het leerproces (vb. antwoorden uit quizes, onderzoeksboeken in bamboo paper,…).

Het kijkkader digitale verrijking is terug te vinden binnen het leerpad onder module 4: Mogelijkheden tot digitaal verrijken van STEM-onderwijs. (verloop A). Praktijkvoorbeelden waarin de digitale verrijking werd toegepast zijn terug te vinden bij 'met kinderen'. Deze praktijkvoorbeelden werden allemaal uitgetest in de praktijk en kunnen dus dienen als inspiratiebron om de eigen STEM-praktijk te verrijken.

Dit project gaat over het versterken van STEM onderwijs in het basisonderwijs door de integratie van digitale hulpmiddelen. In het project werd aangetoond dat deze digitale hulpmiddelen ingezet kunnen worden ter versterking van:

• Samenwerkend leren
• Doelgericht leren
• Zelfregulerend leren

In die zin wil het project vooral aanhaken bij leerplandoelstellingen met betrekking tot

• relationele vaardigheden (samenwerken met anderen en zo bijdragen aan het realiseren van een gemeenschappelijk doel)
• het ontwikkelen van het zelfregulerend vermogen (doelgericht en efficiënt handelen door taken te plannen, uit te voeren, erop te reflecteren en waar nodig bij te sturen in functie van zelfredzaam en zelfstandig functioneren)
• het stimuleren van de STEM competenties (exploreren en experimenteren in de wereld rondom zich; onderzoeksvragen formuleren en een antwoord zoeken en bevindingen formuleren, waarbij de stappen van het onderzoeksproces worden doorlopen; kritisch reflecteren op ervaringen en bevindingen en daaruit leren; vanuit een behoefte een technische oplossing bedenken voor een probleem en daarbij de verschillende stappen van het technisch proces doorlopen,…)

Door de implementatie van digitale hulpmiddelen wordt tevens aandacht besteed aan het efficiënt gebruik van mediamiddelen bij kinderen. Op die manier wordt bijgedragen aan doelstellingen omtrent het ontwikkelen van technische en instrumentele computervaardigheden en het ontwikkelen van digitale informatie- en communicatievaardigheden.

Verschillende voorbeelden zijn hiervan terug te vinden in de praktijkvoorbeelden op DIGISTEM.be. De uitwerkingen binnen dit project zijn dus steeds gelinkt aan de ontwikkelingsdoelen, eindtermen en de verschillende leerplandoelstellingen van de Vlaamse scholen. Afhankelijk van de doordachte keuzes die de leraar maakt kan deze vanuit het leerplan het accent leggen dat voor zijn klas op dat moment geschikt is.