STEM-uitdagingen
Om zelf een uitdagend probleem op te lossen zijn er heel wat kennis en vaardigheden nodig. Het is niet evident dat een iemand al deze kennis en vaardigheden bevat. Wetenschappers en ingenieurs werken vaak samen met andere mensen die expertise hebben in bepaalde vakgebieden. Ze moeten zelf nog op zoek gaan naar de noodzakelijke kennis, moeten nieuwe dingen leren, nieuwe technieken beheersen en toepassen, samenwerken met andere teams, … Deze werkelijkheid geldt ook voor het oplossen van een probleem in STEM context. Het is belangrijk dat leerlingen zich bewust worden van wat ze (niet) weten, wat ze kunnen, … vooraleer ze echt aan de slag gaan om het probleem praktisch op te lossen.
Een belangrijke stap hierbij is het exploreren van eigen ideeën, kennis, twijfel, … en daarover in dialoog gaan met de teamgenoten en de leerkracht. Pas als er (wetenschappelijke) kennis is opgedaan kan die ingezet worden om slim te ontwerpen. Om echt aan STEM te doen volstaat het dus niet om een stappenplan uit te voeren, maar moet het denken worden gestimuleerd voor er aan de slag wordt gegaan.
STEM 3D-aanpak
De STEM3D-aanpak is als volgt opgebouwd (zie ook figuur hiernaast):
- We vertrekken van een open vraag die toelaat om vrij na te denken.
- De tweede stap is een stuk vrij onderzoek. Leerlingen krijgen de kans om met geselecteerd materiaal een eigen vraag te stellen en te onderzoeken. Hiermee worden hun eigen ideeën wakker gemaakt, aansluitende ideeën verkend en wordt het duidelijk wat ze nog te weten willen komen, wat ze willen maken, wat ze willen onderzoeken, ... Een ideale plaats om de wetenschappelijke methode toe te passen.
- In de derde fase wordt de reeds gekende kennis aangevuld. Dit kan op verschillende manieren. De leerkracht kan dit kort en bondig doceren (rapporteren), de leerlingen kunnen een aantal hoeken bezoeken waar ze meer uitleg krijgen (al dan niet aan de hand van een fiche), de leerlingen kunnen gericht online info zoeken,...
- Daarna komt een fase waarin de leerlingen een concrete opdracht voorgeschoteld krijgen. Ze kunnen dan aan de slag met geselecteerd materiaal om een prototype van een oplossing te ontwerpen. Hierbij gebruiken ze kennis en vaardigheden die ze opdeden in de vorige fase/lessen. Een ideale plaats om het technisch proces toe te passen.
- Tenslotte worden leerlingen nog een laatste keer uitgedaagd door het concept te bevragen in een brede maatschappelijke context. Waar zien we dit probleem in onze maatschappij? Welke bedachte oplossing is duurzaam? Wat is het prijskaartje van de oplossing? ...
Op deze manier krijgen leerlingen de kans om voor een bepaald concept zelf onderzoek te doen, zelf een prototype te ontwerpen en tenslotte om het te plaatsen in een bredere toepassing. Het nut van deze aanpak ligt er hem dus vooral in dat leerlingen eerst hun eigen ideeën exploreren en noodzakelijke kennis verwerven die ze daarna kunnen inzetten om sneller tot een meer doordacht ontwerp te komen.
De rol van de leerkracht
De leerkracht treedt voornamelijk op als coach. De leerkracht stelt hierbij open vragen, denkvragen, associatie vragen,... Hij/zij daagt de leerlingen uit om verder en dieper na te denken. In de derde fase neemt de leerkracht vooral de rol van expert op en brengt de leerlingen in contact met noodzakelijke leerstof/inhouden/concepten. In STEM3D stellen we voor om de wetenschappelijke invulling van concepten over te brengen als een vertaler (zie ook ideeënfabriek). De leerkracht vertaalt de STEM-inhouden naar de leerlingen toe. Deze extra stap geeft leerlingen in de klas de mentale vrijheid om de inhouden te bevragen en grondiger te begrijpen.
Dit kan de leerkracht doen door te zeggen "De wetenschapper zegt ..."
Voor meer informatie over de rol van de leerkracht klik hier.