Jonge kinderen zijn vaak nieuwsgierig en stellen

Transcriptie

1 natuur & techniek Onderzoekend leren bij kleuters Laat kleuters erop los experimenteren De wereld al onderzoekend ontdekken, dat is een natuurlijke houding bij kleuters. Vanwege deze natuurlijke drijfveer is de kleuterleeftijd ideaal om aandacht te besteden aan onderzoekend leren. Hierbij is wel ondersteuning van de leerkracht nodig. Hoe dat eruit kan zien, beschrijven we aan de hand van onderzoek naar het wetenschappelijk denken van kleuters. Jacqueline Goedhart is projectleider van het Kenniscentrum Wetenschap & Techniek Gelderland (KWTG) Joep van der Graaf is onderzoeker bij het Behavioural Science Institute van de Radboud Universiteit Nijmegen Eliane Segers is als universitair hoofddocent verbonden aan de afdeling Pedagogische Wetenschappen en Onderwijskunde en het Behavioural Science Institute van de Radboud Universiteit Nijmegen Cindy Teunissen werkte tot 1 december 2014 voor het Expertisecentrum Nederlands en is momenteel werkzaam voor het ixperium/centre of Expertise leren met ICT Jonge kinderen zijn vaak nieuwsgierig en stellen vragen als: Waarom gaat de zon onder? of Hoe komt het dat de blaadjes aan de boom veranderen van kleur? Ook proberen ze zelf al dingen uit om de wereld om hen heen te ontdekken. Zo kunnen kinderen al onderzoekend kennis opdoen. Onderzoekend leren is leren door onderzoek uit te voeren: onderzoeksvragen stellen, experimenten opzetten en conclusies trekken. Lang werd gedacht dat kleuters niet in staat zouden zijn tot onderzoek doen, omdat ze nog niet voldoende logisch zouden kunnen redeneren. Inderdaad vinden kleuters het moeilijk om zelf een onderzoeksvraag te bedenken, maar ze kunnen wel conclusies trekken (Piekny & Maehler, 2013). En in ons eigen onderzoek laten we zien dat ze wel degelijk kunnen experimenteren. Vroeg in de basisschoolperiode zou dus al een start met onderzoekend leren gemaakt kunnen worden. Dit is een goed idee, want het stimuleert wetenschappelijk redeneren en dat helpt kinderen om kritisch en autonoom te leren denken. Dit zijn belangrijke eenentwintigste-eeuwse vaardigheden. 1 Experimenten opzetten en uitvoeren Ons eerste onderzoek voerden we uit op één basisschool, bij 45 kleuters uit 3 groepen met kinderen van 4 tot 6 jaar oud die gingen experimenteren met een knikkerbaan. We hadden twee grote houten knikkerbanen, waarbij verschillende instellingen (variabelen) mogelijk waren. Op die Control of Variables Strategy De Control of Variables Strategy (CVS) houdt in dat je alleen varieert met de variabele waarin je geïnteresseerd bent. Alle andere variabelen blijven gelijk. Stel, je wilt weten of het gewicht van de bal invloed heeft op hoe ver de bal van de knikkerbaan rolt. Dan gebruik je bij de ene knikkerbaan een lichte en bij de andere een zware bal. De hellingshoek, het punt waarop je de bal loslaat en de ondergrond van de helling zijn gelijk bij beide knikkerbanen. manier kan een vergelijking gemaakt worden. Rolt de bal verder als: de bal zwaar of licht is? de helling steil of minder steil is? de bal bovenaan de helling wordt losgelaten of net wat lager? de ondergrond van de helling stroef of glad is? We introduceerden de variabelen één voor één bij de kinderen, die ze vervolgens meenamen in het experiment. Om het effect van één variabele te onderzoeken, terwijl er meerdere variabelen betrokken zijn, moeten kinderen de zogenoemde Control of Variables Strategy (CVS) gebruiken (zie kader). Als introductie op het experimenteren met de knikkerbanen kregen de kleuters een voorbeeld van een ander experiment te zien. Het voorbeeld ging over twee schoenen, waarvan één met en één zonder hak. De onderzoeker liet zien hoe je kunt onderzoeken of je sneller rent met hak of zonder hak. Daarna gingen de kleuters aan de slag met de knikkerbaan, volgens een stapsgewijze opbouw in vier niveaus. Op het eerste niveau mochten de kinderen één variabele aanpassen, bijvoorbeeld het gewicht van de bal. Op elk volgend niveau mochten de kinderen een extra variabele meenemen. Op niveau vier mochten ze dus vier variabelen aanpassen. Per experiment kregen de kinderen maximaal twee kansen om het goed op te zetten. Daarbij werd dynamische, op het kind afgestemde, feedback gegeven. Als de eerste en tweede poging fout waren, legde de onderzoeker uit hoe het experiment opgezet had moeten worden; tegelijkertijd deed hij dit voor. Was het experiment gelukt, dan gaf de onderzoeker aan dat het goed was en waarom. Het bleek dat alle kinderen niveau twee haalden, en dus al lieten zien dat ze het opzetten van een experiment tot op zekere hoogte beheersten. Het grootste deel van de kinderen haalde zelfs niveau drie en kon dus een goed experiment opzetten met 22 HJK november 2015

2 Jacqueline Goedhart Kleuters zijn nieuwsgierig en gaan van nature experimenteren meerdere variabelen. Dit waren vooral kinderen uit groep 2. De kinderen vonden het makkelijker om met de bal te experimenteren dan bijvoorbeeld met de hellingshoek. 2 Conclusies trekken In een tweede onderzoek wilden we te weten komen of kleuters ook conclusies kunnen trekken uit een experiment. Deze keer deden honderd kleuters uit acht groepen van vier basisscholen onderzoek met de houten knikkerbanen. Alles ging hetzelfde als bij het vorige onderzoek, alleen kregen de kinderen deze keer geen feedback. Daardoor kwamen ze natuurlijk wat minder ver in het opzetten van experimenten. Relatief minder kinderen haalden nu het derde niveau, maar nog steeds kwam ongeveer de helft tot dit derde niveau. We keken nu ook of kinderen het bewijs konden evalueren. Met andere woorden, of ze conclusies konden trekken op basis van het bewijs. Bewijs kan conclusief zijn als al het bewijs één richting op wijst. Bewijs kan ook suggestief zijn als het meeste bewijs één richting op wijst, maar je het antwoord dus niet zeker weet. Ten slotte kan bewijs inconclusief zijn als een deel van het bewijs in tegenspraak is met een ander deel. Hierbij moet het kind dan het antwoord ik weet het niet / dat kun je niet weten geven. Dit laatste bleek te moeilijk te zijn, maar wat betreft conclusief en suggestief bewijs hadden de kleuters geen probleem om de juiste conclusie te trekken. Wat kun je met dit onderzoek in de klas? Uit de onderzoeken is een aantal praktische suggesties voor het onderwijs in onderzoekend leren te halen. De belangrijkste boodschap is dat kleuters, ondanks hun jonge leeftijd, in staat zijn om zelf een eenvoudig experiment met meerdere variabelen op te zetten. Hoe kun je deze bevinding vertalen naar onderwijs in onderzoekend leren? Aan de hand van de cyclus voor Leren Onderzoekend en Ontwerpend Leren (LOOL) van Van Graft & Kemmers (2007 zie kader) geven we hiervoor een aantal suggesties. Fase 1: Confrontatie In deze fase introduceer je het onderwerp, bijvoorbeeld de knikkerbaan. Hierbij kunnen de kinderen hun eigen ervaringen met hellingen delen, zoals de glijbaan in de speeltuin. Nieuwsgierigheid kun je stimuleren door een verhaal met een probleemstelling te vertellen (zie kader Nieuwe glijbaan ). Fase 2: Verkennen Wanneer de kinderen geïnteresseerd zijn geraakt in het onderwerp, start het verkennen (in dit geval met de knikkerbaan en de bijbehorende materialen). Ze mogen vrij exploreren met het materiaal. Uit deze verkenning ontstaan vragen waar de kinderen een antwoord op willen krijgen. Bijvoorbeeld: Waarom gaat de ene bal sneller dan de andere bal? Dergelijke vragen moeten omgezet worden in onderzoekbare vragen. Zoals eerder aangegeven, zijn kleuters nog niet in staat >> Fase Confrontatie Verkennen Experiment opzetten Experiment uitvoeren Concluderen Presenteren en communiceren Verdiepen en verbreden Doel stimuleren van nieuwsgierigheid door confrontatie met een probleem of verschijnsel vrije exploratie met concreet materiaal, zodat het probleem of verschijnsel breed verkend wordt onderzoeksvragen omzetten in een plan voor een uitvoerbaar experiment uitvoeren van het experiment volgens het gemaakte plan conclusie trekken op basis van de resultaten presenteren van de opzet, resultaten en conclusies van het experiment opgedane kennis en vaardigheden verbreden en verdiepen door een link te leggen met andere contexten of concepten HJK november

3 zelfstandig een onderzoeksvraag op te stellen. Die moet je als leerkracht formuleren. Je kunt de kinderen wel helpen door alle variabelen aan te wijzen en te benoemen. Vraag bijvoorbeeld: Wat heeft die ene bal waardoor hij sneller gaat dan de andere bal? Als die eigenschap is aangewezen, kan er een vraag over gesteld worden. Fase 3: Experiment opzetten In fase 3 laat je de kinderen een plan bedenken voor een experiment om de onderzoeksvraag te beantwoorden. De eerder beschreven onderzoeken hebben laten zien dat kleuters dit zelfstandig kunnen, mits er sprake is van een stapsgewijze opbouw. Als leerkracht laat je hier de kinderen dus zelfstandig aan de slag gaan. Laat de leerlingen starten met één variabele die aangepast mag worden en zorg dat die variabele bekend is; bijvoorbeeld, het balletje van de knikkerbaan. Met balletjes hebben kleuters namelijk al in allerlei contexten te maken gehad, dus ze kennen de eigenschappen van een bal. Met de variabele hellingshoek hebben ze minder ervaring, dus dit is een lastigere variabele. Voeg vervolgens telkens één variabele toe die ze mogen aanpassen. Zorg dat ze hierin pas een stap verdergaan, als ze het voorgaande niveau (dus het aanpassen van slechts één variabele) beheersen. Fase 4: Experiment uitvoeren Tijdens deze fase voeren de kinderen het experiment uit. Daarbij is een belangrijke rol voor de leerkracht weggelegd in het geven van feedback. De onderzoeken hebben laten zien dat het belangrijk is het te benoemen als een kind een experiment goed uitvoert. Als een kind het experiment verkeerd uitvoert, werken uitleg geven en tegelijkertijd voordoen goed. Dit betekent dat je als leerkracht dus niet al vooraf uitleg geeft en voordoet: je laat de kinderen zelfstandig experimenteren en reageert op foute antwoorden met uitleg en voordoen. In de klassenpraktijk is het niet altijd mogelijk om kleuters op deze intensieve manier individueel te begeleiden. De onderzoeksresultaten van het tweede onderzoek laten zien dat kinderen ook zonder deze feedback kunnen experimenteren, maar met feedback presteren ze simpelweg beter. Een middenweg kan zijn dat oudere leerlingen (bijvoorbeeld uit groep 7/8), die al wat meer ervaring met experimenteren hebben, de kleuters begeleiden en feedback geven. Zij kunnen dan ook de resultaten bijhouden door deze op te schrijven of te tekenen. Fase 5: Concluderen Na het uitvoeren van het experiment volgt de fase van conclusies trekken. Wanneer de gevonden bewijzen conclusief of suggestief zijn, kunnen kinderen zelfstandig conclusies trekken. Bewijzen die elkaar tegenspreken kun je binnen het Wilbert van Woensel onderzoekend leren met kleuters beter vermijden. Kleuters hebben moeite om dan tot juiste conclusies te komen; dit leren ze op latere leeftijd. Fase 6: Presenteren en communiceren Bij deze stap kunnen de kinderen de gevonden resultaten met elkaar delen. Het kan voorkomen dat sommige onderzoeksvragen niet (voldoende) beantwoord zijn of dat er nieuwe vragen opgekomen zijn. Vraag de kinderen hiernaar en gebruik de vragen voor het verdiepen en verbreden in fase 7. Fase 7: Verdiepen en verbreden In deze fase laat je de kinderen de opgedane kennis toepassen binnen een andere context. Je kunt 24 HJK november 2015

4 Nieuwe glijbaan Er komt een nieuwe speeltuin. En daar willen ze een glijbaan neerzetten, want kinderen vinden het heel leuk om van de glijbaan te glijden. Jullie vinden dat ook altijd erg leuk toch, op het schoolplein? Maar nu is er een probleem. De fabriek die de glijbanen maakt, is gesloten. Dus nu moet de baas van de speeltuin zelf een glijbaan maken. Maar hij heeft geen idee hoe hij een glijbaan kan maken waarvan de kinderen niet te snel, maar ook niet te langzaam naar beneden glijden. Als het te snel gaat, vindt iedereen het eng, maar als het te langzaam gaat, is het ook niet leuk. Wij gaan hem helpen om dit probleem op te lossen. Bijvoorbeeld: veranderen bladeren sneller van kleur als ze aan een levende plant zitten of als ze afgeknipt zijn? Conclusie Kleuters zijn in staat eenvoudige experimenten op te zetten en goede conclusies te trekken, tenzij bewijzen elkaar tegenspreken. De onderzoeksvraag moet je als leerkracht formuleren. Daarna kunnen kleuters zelfstandig een experiment opzetten. Van belang is dat je de uitvoering van het experiment stapsgewijs laat verlopen en feedback geeft op het niveau van het kind. Hoe maak je een goede, nieuwe glijbaan? de gevonden resultaten bijvoorbeeld koppelen aan het aanleren van begrippen als stroef en glad. Verbreden kan ook, door de kinderen te laten nadenken over een bal die niet van een helling rolt, maar over iets anders, zoals ijs of zand. Ook kunnen de onbeantwoorde vragen van de kinderen aan bod komen als verdieping. Tot slot kun je de methode van het onderzoek verdiepen en verbreden, bijvoorbeeld door de kinderen te laten onderzoeken hoe de vier variabelen van de knikkerbaan zó ingesteld kunnen worden, dat de bal zo ver mogelijk rolt. Je kunt ook verbreden door de kinderen te vragen de opgedane kennis over het opzetten en uitvoeren van experimenten toe te passen bij andere onderwerpen en situaties. Meer weten? Ben je nieuwsgierig geworden en wil je als leerkracht zelf aan de slag met onderzoekend leren? Je kunt in je eigen groep met experimenteren beginnen, maar je kunt voor ondersteuning ook terecht bij een van de regionale wetenschap & techniek-netwerken en wetenschapsknooppunten. Deze streven ernaar interesse in wetenschap en technologie op basisscholen te stimuleren. Dit doen zij door onder andere aandacht te besteden aan de onderzoekende houding en door ondersteuning te bieden bij het vormgeven en uitvoeren van het onderwijs. Meestal wordt samengewerkt met diverse partners vanuit onderzoek, opleiding en onderwijs, waaronder ook de vindplaatsscholen. In de regio Gelderland is er bijvoorbeeld het Kenniscentrum Wetenschap & Techniek Gelderland ( Op is meer informatie over het onderzoek uit dit artikel te vinden, met uitgewerkte praktijkvoorbeelden. Literatuur Graft, M. van, & Kemmers, P. (2007). Leren onderzoekend en ontwerpend leren. Basisdocument over de didactiek voor onderzoekend en ontwerpend leren in het primair onderwijs. Enschede: SLO. Piekny, J., & Maehler, C. (2013). Scientific reasoning in early and middle childhood: the development of domain-general evidence evaluation, experimentation, and hypothesis generation skills. British Journal of Developmental Psychology, 31(2), HJK november

5 Wil jij op de hoogte blijven van de ontwikkelingen in het basisonderwijs? Neem nu een abonnement op JSW Wil je niets missen, neem dan een abonnement op HJK én JSW en betaal slechts 117,50 per jaar Ontvang 10 x JSW JSW lezen op tablet en pc via Schooltas Krijg toegang tot het digitaal archief Studenten ontvangen 40% korting Samen voor 75,- per jaar Meer weten? Ga naar of bel