Op welke manier sluit de context aan bij de belevingswereld van de leerlingen?
STEM Concretisering
Sneeuw op de speelplaats
Sneeuw op de speelplaats
Situatieschets
Het had gesneeuwd, veel gesneeuwd. Op de speelplaats van ‘De Toverdoos’ lag wel 15 cm sneeuw. Het was speeltijd en de kinderen beleefden de tijd van hun leven. Meester Bert, de turnleraar, was samen met verschillende leerlingen van 5b, druk in de weer met het creëren van een sneeuwman. De leerlingen hadden snel afgesproken wie de grootste, de grote en de kleine bal zou rollen. Bij het op elkaar zetten nam de sneeuwman steeds grotere en grotere proporties aan. Uiteindelijk torende hij boven de fietsenstalling uit. Meester Bert had het onmiddellijk gezien, het was ideale sneeuw, hij plakte goed.
Toen het belsignaal ging, hoorde juf Inge, de klastitularis van 5b, Fien zeggen: “Meester, hoe moet dat nu? We willen onze sneeuwman houden en morgen gaat het dooien, zeggen ze op de radio.” Sam, die naast Fien stond, ging er op in en opperde het idee om hem een wollen sjaal te geven. “Maar nee, hé meester,” antwoordde Fien, “ dan smelt hij nog sneller, veel te warm”.
“Ideaal,” dacht juf Inge en ze …
(Keogh, B. & Naylor, S. (2002). Concept Cartoons In Science Education : the ConCISE Project. Sandbach, Cheshire: Millgate House.
De Lange, J. (2009). Case study, the use of concept cartoons in the Flemish science education: Improvement of the tools and supporting learners' language skills through a design based research. ESERA proceedings 2009, Istanbul, Turkey)
De context geschetst in de situatie sluit aan bij de belevingswereld van de leerlingen. De leerlingen hebben immers zelf meegewerkt aan het maken van de sneeuwman. De vragen waar de leraar mee verder gaat, komen van de leerlingen zelf. Op die manier kunnen de leerlingen meer gemotiveerd, geïnteresseerd en betrokken zijn bij het lesgebeuren en dit biedt grotere kansen tot leerbereidheid.
Hefbomen
Fleur en Marie spelen op de wip in de speeltuin. Ze spelen een spelletje: Hoe krijgen we de wip mooi in evenwicht. Niet zo gemakkelijk, want Fleur weegt meer dan Marie. Het wordt nog moeilijker als Soetkin erbij komt. De juf beslist om daar in de klas dieper op in te gaan.
Materiaal:
- wip, bv. gemaakt met k’nex.
- 3 voorwerpen die Soetkin, Fleur en Marie voorstellen vb. Marie (50g) / Fleur (100g) / Soetkin (50g)
- weegschaal
Hoe krijgen Fleur en Marie de wip mooi in evenwicht?
Onderzoeksvraag 1. Hoe moeten de 2 kinderen nu op de wip gaan zitten? Gebruik het materiaal om jullie antwoord te bewijzen.
Soetkin komt erbij. Zij wil ook mee spelen. Kom maar bij mij zitten, zegt Marie. Maar als Soetkin erbij komt zitten, is de wip helemaal niet meer in evenwicht. Hoe krijgen Soetkin, Fleur en Marie die wip nu terug in evenwicht?
Onderzoeksvraag 2. Hoe moeten de 3 kinderen op de wip zitten opdat hij in evenwicht is? Gebruik het materiaal om jullie antwoord te bewijzen.
Leerkansen:
- Vanuit het intuïtief ervaren kan er gewerkt worden aan het begrijpen van fysische concepten.
- ontdekken van het concept hefbomen (met een langere machtarm is er winst aan macht)
- Vanuit deze context, kunnen verbanden gelegd worden met andere contexten waarin het principe van hefbomen van toepassing is. (vb. kruiwagen in de tuin, schaar en hamer bij techniekactiviteiten,…)
Zwaartekracht en wrijvingskracht
Het heeft hard gesneeuwd! Om het eerst naar beneden met de slee! De slee van Papa en Piet is dezelfde, en ze vertrekken allebei vanaf de startlijn bovenaan de helling. Wie is het eerst beneden? Wat denken jullie? Hoe gaan jullie met het materiaal jullie idee bewijzen?
Materiaal:
- Planken waar een bal van kan rollen
- verschillende ondergrond zoals papier, kunstgras, …
- verschillende voorwerpen zoals speelgoedautootjes, ballen, knikkers van verschillende grootte en gewicht
Leerkansen:
- Vanuit ervaring hebben kinderen misschien al enige voorkennis (preconcepten – misconcepten) dat als startpunt gebruikt kan worden.
- Het logisch redeneren rond variabelen (welke variabele moet in het proefopzet gevarieerd worden, welke moeten constant gehouden worden)
- Kansen voor een open onderzoek waarbij kinderen kunnen voorspellen, hypothesen formuleren, data verzamelen en voorstellen.
Slinger
Vader maakt voor Jens een schommel. Hij gebruikt hiervoor een touw en een autoband. Het touw knoopt hij vast aan een tak van een boom die verderop in de tuin staat. Vader vraagt aan Jens of hij een hoge tak met een lang touw of een lage tak met een kort touw moet nemen. Jens wil eigenlijk maar één ding: met de schommel moet hij snel heen en weer kunnen schommelen. Aan welke tak zou vader het touw dan moeten vastknopen? Kunnen jullie met het materiaal jullie idee bewijzen?
Materiaal:
- Slinger (bv. gemaakt met hout of k’nex).
- Touw
- 2 voorwerpen (vb. licht en zwaar voorwerp dat aan de schommel kan gehangen worden)
- Weegschaal
- chronometer
Leerkansen:
- Vanuit ervaring hebben kinderen misschien al enige voorkennis (preconcepten – misconcepten) waarvan gestart kan worden.
- Het logisch redeneren rond variabelen (welke variabele moet in het proefopzet gevarieerd worden, welke moeten constant gehouden worden)
- Kansen voor een open onderzoek waarbij kinderen kunnen voorspellen, hypothesen formuleren, data verzamelen en voorstellen.
Verhalen over helden
De leraar vertelt een verhaal, een verhaal waarin de ‘held’ in situaties komt waarbij hij een oplossing moet zoeken om uit de benarde toestand te geraken. De leraar vertelt niet het volledige verhaal, hij/zij stopt juist vooraleer de held weet hoe hij verder moet. De leraar laat de oplossing echter zoeken door de leerlingen.
Voorbeelden van verhalen die aanleiding kunnen geven tot ontwerp:
- Gullivers reizen,
- Jaap en de bonenstaak,
- Jip en Janneke verhalen
- De uitvinders – de verdronken rivier
- De uitvinders - het verborgen oog
- Het huisje dat verhuisde
- Kleine bever en de echo
- Woeste Willem
- Mie Piraat
- Wardje
- Watson
Voorbeeld uit Canada basisonderwijs
Uit de review 'Goesting in STEM'
Het doel van het technisch proces is problemen oplossen door het ontwerpen en de creatie van succesvolle producten, systemen en omgevingen die voldoen aan specifieke behoeften. Techniek kan dus niet bestaan zonder context. Dit creëert de ideale setting voor projectonderwijs.
Een Canadees voorbeeld van projectonderwijs in het eerste leerjaar:
Poppenspel. De leerlingen schrijven samen een scenario voor een poppenspel. De poppen laten ze bewegen door gebruik te maken van hydraulische principes: door middel van plastic buizen en spuiten laten de kinderen de ledematen van de poppen bewegen. Andere leerlingen filmen het poppenspel. Op het einde reflecteren de kinderen over wat ze gedaan hebben en hoe alles anders zou verlopen zou zijn indien ze dit materiaal niet hadden. Hoe zouden ze het anders opgelost hebben?