Van proefjes naar wetenschappelijk redeneren

Proefjes doen in de klas is een voltreffer. Maar hoe bouw je hoger en leer je leerlingen wetenschappelijk redeneren? Leraar Heleen en Hogeschool VIVES slaan de handen in elkaar en verleggen de focus: van nadoen naar nadenken.

In de zesde klas van Heleen De Maré van Sint-Amandusschool in Meulebeke draait STEM-onderwijs om meer dan een proefje uitvoeren of een technisch stappenplan volgen. Deze leerlingen derde graad lager leren nu al als een echte wetenschapper denken. Ze stellen een onderzoeksvraag, voorspellen wat er zal gebeuren, testen hun idee en trekken conclusies. En minstens even belangrijk: ze begrijpen waarom iets niet lukt.

Leerlingen doen proefjes naar wetenschappelijk redeneren — **Heleen De Maré:** “Je hebt vaak de neiging om te veel te sturen en voor te kauwen.”

Eerst theorie dan praktijk

Heleen laat de leerlingen ijverig in duo uitzoeken hoe een zekering, zoemer of zonnepaneel werkt. Hun missie: een bewegende pretparkattractie bouwen met de onderdelen uit de STEM-box rond elektriciteit van Hogeschool VIVES en VTI Tielt.

Voor ze aan de slag gaan, verdiepen de leerlingen zich in de termen en wetenschappelijke begrippen. “Want terwijl ze de onderzoeksvraag opstellen en uitvoeren, moeten ze de juiste woordenschat gebruiken en voortdurend inoefenen”, verduidelijkt Ward Seynaeve van Hogeschool VIVES. “Het is belangrijk dat ze van elk onderdeel weten waarvoor het dient, wat het is en hoe het werkt. Anders bouwen ze volgzaam iets zonder te begrijpen waarom.”

Onderzoekscyclus

Na de pauze volgt een nieuwe stap: de onderzoekscyclus. Wat wil je onderzoeken? Wat is je voorspelling, wat denk je dat er gaat gebeuren? En de hypothese: waarom denk je dat dit gaat gebeuren? Na de proef volgt uiteraard de conclusie en de rapportage.

Juf Heleen speelt proefkonijn: haar school is pilootschool voor deze STEM-box. Ze spiekt nog even snel in de handleiding naar de criteria van een goede onderzoeksvraag: geen ja-nee-vraag, 1 variabele bestuderen en leerlingen moeten iets nieuws leren.

Sommige leerlingen staan al te popelen om hun droompretpark te bouwen, maar dat is voor later. Eerst legt Heleen de focus op de wetenschappelijke onderliggende principes van elektriciteit en hoe je een onderzoek uitvoert.

Eerlijk onderzoek

Ward: “Waarom wetenschappelijk redeneren al op jonge leeftijd belangrijk is? Onze maatschappij wordt steeds ingewikkelder en hoogtechnologisch. In zo’n wereld hebben we volwassenen en jongeren nodig met wetenschappelijke en technische kennis, maar ook met onderzoeksvaardigheden zoals probleemoplossend en kritisch denken.”

“Uit internationale onderzoeken zoals TIMSS blijkt ook dat we daar in Vlaanderen niet zo goed op scoren. Dus moeten we er op tijd mee starten: dat kan al in de kleuterklas.”

Heleen: “Leerlingen krijgen bij wetenschappelijk redeneren de principes van eerlijk onderzoek mee. Zo mag je bij een onderzoek telkens maar 1 variabele veranderen. Als je de ene pot tuinkers in een donkere én koude koelkast laat groeien en een andere pot in een lichte én warme kamer, weet je niet welke variabele de plant goed laat groeien. Idealiter heb je ook een controlegroep: een pot tuinkers die je in gewone omstandigheden laat groeien. Je voert een proef ook best verschillende keren uit om zeker te zijn van je resultaat. En je leert dat nauwkeurig werken belangrijk is.”

Ward: “Hun proefje is maar een onderdeel van de onderzoekscyclus. Ze leren op het einde ook een conclusie opstellen en rapporteren, meestal in de vorm van een presentatie voor de klas. Ideaal om de opgedane kennis te verankeren.”

“Je krijgt alle leerlingen mee om proefjes te doen, maar je kan er zoveel meer mee door de extra laag van wetenschappelijk redeneren erop te leggen. Dat maakt deel uit van onderzoekend leren of inquiry based learning en gaat verder dan ontdekkend leren. Je leert kinderen denken en werken als een onderzoeker.”

**Ward Seynaeve:** “Zonder wetenschappelijke vooropleiding voelen leraren zich onzeker om wetenschappelijke besiskennis over te brengen.”

Begrijpen waarom

Ward: “De meeste leraren volgden geen wetenschappelijke of technische opleiding in het secundair. Dat maakt je onzeker over wetenschappelijke basiskennis bij termen zoals stroom, spanning of massa. In de lerarenopleiding leer je ook niet per se denken als een wetenschapper.”

Leraar Heleen bevestigt volmondig: “Een typisch stappenplan volgen, voelt veilig en comfortabel. Dan weet je als leraar waar je naartoe gaat. En moet je de klok minder in het oog houden: geraak ik er op het einde van dit lesuur of deze projectdag?”

“Met de onderzoekscyclus moet je veel meer loslaten en vanuit de leerlingen laten komen. Als iets niet lukt, is de verleiding groot om even te tonen of uit te leggen hoe het wel moet. Als ze iets niet weten, mag je niet meteen het juiste antwoord voorschotelen. Maar de leerlingen meer aan het roer zetten, betekent niet hen aan hun lot overlaten.”

“Wat is het probleem? Waarom is dit een probleem? Waarom lukt het niet? Wat kan je aanpassen om dat te bereiken? Met deze methode begeleid je je leerlingen door de juiste onderzoekende vragen te stellen. Zij moeten zelf het antwoord vinden. Om zo te komen tot de verklaring dat bijvoorbeeld het stukje plastic in het ontwerp niet geleidt bij het solderen. Het is niet erg dat iets niet werkt, maar ze moeten wel begrijpen waarom. Belangrijk: geen enkel antwoord is fout en fouten maken mag.”

Juf Heleen aan het bord — **Heleen De Maré:** “Je mag niet meteen het juiste antwoord voorschotelen.”

Vaardigheden laten blinken

Heleen: “STEM-projecten deed ik al vaker met mijn leerlingen, maar deze aanpak is nog wennen. Zonder wetenschappelijke of technische vooropleiding, voel ik me samen met mijn leerlingen op ontdekking in de wereld van elektriciteit. Gelukkig biedt een goede handleiding me dan houvast. Ook evaluatie is een zoektocht: hoe geef je een groeicijfer voor samenwerking, initiatief of proactieve houding?”

“Ik zie mijn leerlingen leren denken als wetenschappers in spe. Alle talenten komen aan bod en versterken elkaar. Cognitief sterke leerlingen redeneren snel, maar missen soms inzicht in de praktische toepassing. Een mooie gelegenheid voor handige leerlingen om te tonen wat ze in hun mars hebben. Dit project is een unieke kans om elk talent te laten blinken.”

De ‘Leidraad wetenschappen secundair’ van Leerpunt en het lerend netwerk stembasisnet.be geven je extra inspiratie, onderzoek en opleiding.

Sara Frederix