Big Ideas Great STEM. Katrien Strubbe

Transcriptie

1 + Big Ideas Great STEM Katrien Strubbe

2 (Natuur)wetenschappen: doelen 2 Natuurwetenschappen geven leerlingen een fundamenteel en duurzaam inzicht in de structuren en processen die de mens, de natuur en de techniek beschrijven; én in de manier waarop wetenschappers deze kennis opbouwen. Doel van het vak natuurwetenschappen basisvorming voor iedereen, het streefdoel is wetenschappelijke geletterdheid Big Ideas - great STEM

3 (Natuur)wetenschappen : doelen 3 Wetenschappelijke geletterdheid (PISA) wetenschap kunnen gebruiken begrijpen hoe wetenschap werkt inzien hoe wetenschap en techniek ons leven en het milieu beïnvloeden als denkende burger verbonden zijn met wetenschappen Voorbereiden wetenschappelijke studies Uitbreiding inhouden en competenties Big Ideas - great STEM

4 Duurzaamheid 4 Peiling instroom bacheloropleidingen lerarenopleiding HOGent 2014, 35 vragen Veel elementaire inzichten zijn niet meer aanwezig bij start hoger ondewijs. Big Ideas - great STEM 24/04/2015

5 Wat weten studenten nog van planten na zes jaar secundair onderwijs? 5 Een boom groeit van een klein zaadje uit tot een metershoge plant. Waar komt al die materie hoofdzakelijk vandaan? Uit mineralen in de grond? Uit vetten en suikers in de grond? Uit zonne-energie? Uit de lucht? Slechts 7% weet het juiste antwoord 54% is ervan overtuigd dat een plant haar voedsel haalt uit de grond Big Ideas - great STEM 24/04/2015

6 En er is meer 6 Slechts 1 op 3 beheerst de derde wet van Newton De helft van de studenten denkt dat de massa of de afmeting van de deeltjes wijzigt bij een faseovergang. Maar 53% weet dat een neutraal atoom evenveel protonen als elektronen bevat. Meer dan de helft (52%) denkt dat er bij oplossen van suiker in water massa verloren gaat. 44% denkt dat er bij koken van water waterstofgas en zuurstofgas wordt gevormd. Nog geen 10% weet dat de hitte in de aardkern afkomstig is van radioactiviteit. Big Ideas - great STEM 24/04/2015

7 Duurzaamheid 7 Peiling instroom bacheloropleidingen 0,4 2014, UGent 0,35 Zelfde 35 vragen 0,3 ASO4N 0,25 ASO_4N 0,2 TSO4N Geneeskunde BCBT Chemie Geologie Fysica & sterrenkunde Biomedische wet LOBW 1200 studenten 0,15 TSO_4N 0,1 0, Big Ideas - great STEM 24/04/2015

8 8 Waarom zijn de resultaten van wetenschapsonderwijs zo weinig duurzaam??? Big Ideas - great STEM 24/04/2015

9 En nog... 9 Leerlingen ervaren STEM-onderwijs als abstract en irrelevant - Theoretisch en abstract: geen/weinig experimenten, observaties en/of interpretaties, kennis overheerst - Irrelevant, niet van toepassing op dagelijkse leven Big Ideas - great STEM Zin in wetenschappen, wiskunde en techniek, H. Van Houte et.al, 2013) 24/04/2015

10 Mogelijke oorzaken? 10 Focus op kennis, minder op inzichten Overload aan informatie: verlies aan samenhang binnen één vak en tussen verschillende vakken Overladen leerplan Geen samenhang over verschillende jaren (leerlijn) Big Ideas - great STEM 24/04/2015

11 11 Onderwijs wetenschappen heeft een probleem Big Ideas - great STEM 24/04/2015

12 Gevolgen 12 Wetenschappelijke geletterdheid Instroom jongeren in STEM-richtingen: Knelpuntberoepen Innovatief vermogen Vlaanderen Economie Problemen 21 ste eeuw Klimaat Gezondheid Milieu Energie. Big Ideas - great STEM 24/04/2015

13 STEM actieplan : vrwi-rapport Kiezen voor STEM Big Ideas - great STEM 24/04/2015

14 + Big Ideas Great STEM Big Ideas in Science: een nieuwe kijk op wetenschapsonderwijs Big Ideas en onderzoekend leren Uitgedaagd door natuurwetenschappen

15 15 Less is more Samenhang Waarover gaat het hier? Big Ideas - great STEM 24/04/2015

16 Fysische wereld Ideeën Perspectieven Denk- en werkwijzen Systemen Patronen Schaal en verhouding Vragen stellen, Modellen maken problemen definiëren en gebruiken Onderzoek plannen en uitvoeren Data analyseren en interpreteren Oorzaken Stromen, cycli en behoud Stabiliteit en verandering Modellen Structuur en functie Wiskunde en ICT gebruiken Verklaringen en oplossingen formuleren Argumenteren Informatie bekomen, op basis van data evalueren en communiceren

17 De fysische wereld? De fysische wereld bevat de levende natuur, de nietlevende natuur en alle technische realisaties Rechtstreeks te ervaren via de zintuigen Of onrechtstreeks via technische toestellen

18 Ideeën? Iedereen Denk-heeft werkwijzen ideeën of denkbeelden over de fysische wereld Deze ideeën kunnen heel verschillend zijn Tijdens een leerproces worden de verschillende ideeën met elkaar geconfronteerd. Denkkader verruimen Wie leert van wie?

19 Perspectieven? Hoe kijken we naar het fenomeen? Kernideeën Invalshoeken van waaruit we de fysische wereld doorgronden Een denkkader dat relevante vragen stelt: Wat zijn de grenzen van een fenomeen? Vind je een patroon? Wat is essentieel, wat is overbodig? Zijn er duidelijke oorzaken? Hoe loopt de energie, materie doorheen het systeem? Kan het gedrag worden verklaard door het systeem op te splitsen in kleinere delen? Heeft de structuur een invloed op het gedrag Wanneer is een systeem stabiel en wanneer is er verandering? Meta big ideas : vakoverschrijdend

20 Denk- en werkwijzen? Denk- en werkwijzen Beschrijven hoe een wetenschapper de fysische wereld onderzoekt Wat doet hij/zij? Hoe denkt hij/zij? Komen overeen met de onderzoeksvaardigheden Zijn geen vast stappenplan maar zetten aan om zelf te onderzoeken en om kritisch met andere denkbeelden om te gaan. Vragen stellen, problemen definiëren Onderzoek plannen en uitvoeren Wiskunde en ICT gebruiken Modellen maken en gebruiken Data analyseren en interpreteren Verklaringen en oplossingen formuleren Argumenteren op basis van data Informatie bekomen, evalueren en communiceren

21 + 3D didactiek Invulling in SO (Natuur)wetenschappen

22 Fysische wereld Kernideeën Perspectieven Kernideeën Materie bestaat uit deeltjes Denk- en werkwijzen Straling is overal Levende wezens bestaan uit cellen met een gelijkaardige structuur Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een andere Wijziging van beweging vereist interactie met een ander object Organismen passen zich aan door overerving, variatie en selectie van kenmerken Organismen concurreren om materie en energie Organismen beïnvloeden de omgeving en vice versa Denk- en werkwijzen Systemen Patronen Schaal en verhouding Vragen stellen, Modellen maken problemen definiëren en gebruiken Onderzoek plannen en uitvoeren Data analyseren en interpreteren Oorzaken Stromen, cycli en behoud Stabiliteit en verandering Modellen Structuur en functie Wiskunde en ICT gebruiken Verklaringen en oplossingen formuleren Argumenteren Informatie bekomen, op basis van data evalueren en communiceren

23 Kernideeën? De Denk- kernideeën en werkwijzen zijn de Big Ideas van de natuurwetenschappen Vatten de essentie samen in krachtige ideeën Zorgen voor samenhang Less is more : meer ruimte voor onderzoekend leren De natuurwetenschappen worden samengevat in 8 overkoepelende kernideeën Heel algemeen, geven een referentiekader Mogelijkheid tot uitdieping in leerlijnen

24 Materie bestaat uit deeltjes Straling is overal Levende wezens bestaan uit cellen met een gelijkaardige structuur. Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een andere. Wijziging van beweging vereist interactie met een ander object. Organismen passen zich aan door overerving, variatie en selectie van kenmerken. Organismen concurreren om materie en energie. Organismen beïnvloeden de omgeving en vice versa.

25 Systemen Vragen stellen, problemen definiëren Marcel Patronen Modellen Informatie bekomen, evalueren en communiceren

26 Systemen Vragen stellen, problemen definiëren Onderzoek plannen en uitvoeren Oorzaken?

27 Modellen maken en gebruiken Modellen Vragen stellen, problemen definiëren Patronen Informatie bekomen, evalueren en communiceren Oorzaken

28 Schaal en verhouding Patronen Stabiliteit en verandering Informatie bekomen, evalueren en communiceren Vragen stellen, problemen definiëren

29 Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een andere Modellen Systemen Systemen Systemen Vragen stellen, problemen definiëren Onderzoek plannen en uitvoeren Patronen Data analyseren en interpreteren Modellen maken en gebruiken Vragen stellen, problemen definiëren

30 Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een andere Vragen stellen, problemen definiëren Systemen Patronen Modellen maken en gebruiken Systemen

31 Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een andere Modellen maken en gebruiken Systemen Modellen

32 Materie bestaat uit deeltjes Modellen maken en gebruiken Systemen Modellen

33 33 Big Ideas - great STEM 24/04/2015

34 34 Waarover gaat het? Wat wil ik aanleren? Big Ideas - great STEM 24/04/2015

35 STEM actieplan : gevolgen

36 36 Big Ideas - great STEM 24/04/2015

37 Materie bestaat uit deeltjes 37 Big Ideas - great STEM 24/04/2015

38 38 Waarover gaat het? Big Ideas - great STEM 24/04/2015

39 39 Dank u voor uw aandacht Big Ideas - great STEM 24/04/2015