Hoe krijgt de school een STEM. Vernieuwde didactiek voor wiskunde, wetenschappen en techniek in het Vlaamse secundair onderwijs

Vergelijkbare documenten
STEM didactiek - een overzicht Vernieuwde didactiek voor wiskunde, wetenschappen en techniek in het Vlaamse secundair onderwijs

Hoe krijgt de school een STEM

Hoe krijgt de school een STEM

1. Aanleiding Kader voor een geïntegreerde STEM-didactiek: 4. Ontwikkelwerk

Een exploratieve studie naar de relatie tussen geïntegreerd STEM-onderwijs en STEM-vaardigheden op secundair niveau

Vragenlijst deelnemers Vlaams Lerend Netwerk STEM SO

STEM, een leerpad naar de toekomst

STEM. Visietekst van het GO! onderwijs van de. 28 november Vlaamse Gemeenschap

VERNIEUWD STUDIEAANBOD VAN HET 1 STE LEERJAAR A

Wetenschap: labo (campus De Toren) Technologie: workshops (campus. STEM-vakken

STEM INFO-AVOND

Sterktes en zwaktes uit de peilingen wiskunde - mogelijke verklaringen. Patricia De Grande AHOVOKS

Workshops. Wetenschappen: labo (EDUGO campus De Toren) Technologie: workshops (EDUGO campus Glorieux)

Enquête noden van de scholen. Eerste verwerking

Instumenten voor procesevaluatie in geïntegreerd STEMonderwijs. 8 februari 2017 Leen Goovaerts, Mieke De Cock, Wim Dehaene

TA3D Hoe maak ik 12 jarigen warm om te kiezen voor TSO?

EDUGO campus De Brug

STEM omvat alle vakken, opleidingen en projecten waarin wetenschappen, wiskunde en technologie sterk aanwezig zijn.

Eindstudiedag. Vlaams Lerend Netwerk STEM SO 25/10/2017

Modernisering secundair onderwijs

Lerarenopleiding Wiskunde, Natuurwetenschappen en Engineering & Technologie. Masterbeurs Fac. Wetenschappen 19/3/18

Iedereen STEM ook in buitengewoon onderwijs. 21/03/2018 Boeverbos

Talen en wetenschappen

Profilering derde graad

Een nieuwe didactiek, richting abstract, geïntegreerd STEM-onderwijs

Opleiding van leraren in de informaticawetenschappen

Infomoment van eerste naar tweede graad

STUDIEAANBOD SINT-JOZEF HUMANIORA

2. In functie van implementatie van onderzoekscompetenties in de lerarenopleiding

STEM STEM. Wat? Waarom? Hoe? STEM kader. Science Technology Engineering Mathematics. Wetenschap Techniek Ontwikkeling Wiskunde

Profilering derde graad

De bijdrage van praktijkgerichte literatuurstudies onderwijsonderzoek (PGO-project Vlaamse Onderwijsraad)

Een open geest start hier GO! atheneum Tienen

githo Lentetombola 2017

STEM4all. Katrien Strubbe 13 mei 2016 ONDERWIJSFESTIVAL van lerensbelang? 11/06/16 STEM4all onderwijsfesfval 13 mei

automatisering elektrotechniek biomedische technologie (elektromechanica) automatisatie biomedische technologie (elektromechanica) o elektrotechniek

Didactiek voor geïntegreerd STEM-onderwijs: kenmerken en leerdoelstellingen

EEN KIJK OP DE BASISOPTIES IN DE EERSTE GRAAD VAN HET SECUNDAIR ONDERWIJS

Nood aan... De wereldproblemen worden groter en complexer. De oplossingen moeten uit de wetenschap komen. 06 april 2014

automatisering elektrotechniek biomedische technologie (elektromechanica) automatisatie biomedische technologie (elektromechanica) o elektrotechniek

automatisering elektrotechniek biomedische technologie (elektromechanica) automatisatie biomedische technologie (elektromechanica) o elektrotechniek

Vraag nr. 219 van 14 januari 2013 van ANN BRUSSEEL

Kennismaking. Toiletten Broodjes. Vragenronde Naam school - locatie ASO TSO Programmeerervaring Uw doel van deze nascholing

Aanbieden van aantrekkelijk STEM-onderwijs

Wetenschappen in het basisonderwijs, hoe ondersteunen?

Profilering derde graad

STEM monitor Juni 2016

Scholengemeenschap Vlaamse Ardennen. Van TSO naar TSO : (g)een probleem

Latijn-wiskunde Latijn-moderne talen wetenschappen economie-wiskunde economie-moderne talen humane wetenschappen

pagina 2 van 5 TOEN MIJN DOCHTER THUIS KWAM MET HET VERHAAL DAT TECHNIEK IETS VOOR JONGENS IS, EN HAKEN VOOR MEISJES, WIST IK EVEN NIET WAAR IK HET HA

OLFA EDEGEM. WELKOM op deze: info-avond voor ouders overgang secundair onderwijs

ASO ECONOMIE LATIJN WETENSCHAPPEN HUMANE WETENSCHAPPEN

ZEKER WERK STERK AFDELING ELEKTRICITEIT ELEKTRICITEIT ELEKTRONICA TECHNISCH TWEEDE EN DERDE GRAAD

Studieaanbod eerste jaar Heilig Graf

Van TSO naar TSO : (g)een probleem

TSO. Chemie (istem) Derde graad

Sint-Jozefscollege: studierichtingen 3 de graad ASO

Het is dan ook belangrijk dat jongeren bewust kiezen voor STEM-opleidingen.

ASO ECONOMIE LATIJN WETENSCHAPPEN HUMANE WETENSCHAPPEN

12:15 12:30 Onthaal Cafetaria De Ark. 12:30-13:00 Broodjeslunch Cafetaria De Ark

WICO Campus Sint-Hubertus Stationsstraat NEERPELT. Tel Fax

PROFESSIONAL LEARNING COMMUNITIES IN ACTIE

Van 2 naar 3 een belangrijke stap

Een project met de steun van het Departement Onderwijs

PROFESSIONAL LEARNING COMMUNITIES IN ACTIE

BIJGESTELDE VISIE REKENEN & WISKUNDE

Profilering derde graad

Leermodules van istem

Sint-Jan Berchmanscollege

Informaticawetenschappen in. het leerplichtonderwijs Waarom?

> proefritten. INGENIEUR VOOR één DAG!

Peiling wiskunde in de derde graad secundair onderwijs

STEMmige bedrijvigheid

Studierichtingen eerste graad

STUDIEGEBIED CHEMIE (tso)

Onderzoekend leren/leren onderzoeken DBOC,15/03/2011 1

KIEZEN VOOR HET SECUNDAIR ONDERWIJS info ouders basisonderwijs 1, 2 en 3 april 2019

Profilering derde graad

Hoe word je leraar aardrijkskunde, biologie, chemie, fysica, informatica of wiskunde?

WIE? WAT? WAAROM? HUMANE. wetenschappen. Infodocument voor ouders en leerlingen, door het GO! Atheneum Vilvoorde.

Profilering derde graad

Modernisering SO eerste graad. Dinsdag 12 maart 2019

Informaticawetenschappen: basis voor digitale geletterdheid. Informaticawetenschappen: basis voor digitale geletterdheid

STEM monitor april 2015 RITA DUNON

automatisering elektrotechniek biomedische technologie (elektromechanica) automatisatie biomedische technologie (elektromechanica) o elektrotechniek

Onderwijsvernieuwing. We doen er allemaal aan mee.

Van één naar twee. Welkom in Don Bosco. spel groei hoop geloof vreugde vertrouwen verbondenheid

LEERGEMEENSCHAP VOOR EEN MEERSTEMMIGE VAKDIDACTIEK VOOR SCIENCE, TECHNOLOGY, ENGINEERING EN MATHEMATICS

FLEXIBELE LEERTRAJECTEN

INFORMATIEFICHE VERKORTE EDUCATIEVE MASTEROPLEIDING in de WETENSCHAPPEN EN TECHNOLOGIE

Resultaten TIMSS 2015

automatisering elektrotechniek biomedische technologie (elektromechanica) automatisatie biomedische technologie (elektromechanica) o elektrotechniek

Van 2 naar 3 een belangrijke stap

3 De eerste graad van het secundair onderwijs

Van één naar twee. dinsdag 24 april Welkom in Don Bosco. spel groei hoop geloof vreugde vertrouwen verbondenheid

1 ste graad Industriële wetenschappen en Mechanica - elektriciteit

MODERNISERING SO NAAR EEN OBSERVERENDE EN ORIËNTERENDE EERSTE GRAAD

Scholengemeenschap Vlaamse Ardennen. Van ASO naar TSO : (g)een probleem?

Ijkingstoets voor toekomstige

STUDIERICHTINGEN TWEEDE GRAAD

Transcriptie:

Hoe krijgt de school een STEM Vernieuwde didactiek voor wiskunde, wetenschappen en techniek in het Vlaamse secundair onderwijs

Wie ben ik prof. dr. ir. Wim Dehaene wim.dehaene@esat.kuleuven.be KULeuven,groep W&T, dept. Elektrotechniek-ESAT, afdeling MICAS Werkzaam in onderzoek naar digitale geïntegreerde schakelingen: chips Werkzaam als vakdidactisch onderzoeker over STEM in het SO Onderwijsopdracht Probleem oplossen en ontwerpen # Technische vakken Techniek/informatica in SLO

Agenda Het probleem Nog even kort: waarom zouden we een vernieuwde STEM didactiek willen? Hoe ziet zo nieuwe vakdidactie eruit Hoe kunnen we tot integratie van S-T-E-M komen Vakdidactisch onderzoek in het STEM@School project Een concrete aanpak om STEM naar het SO te brengen Workshops en conclusie We laten al wat good practices zien

Het probleem Waarom zouden we een vernieuwde STEM didactiek willen?

STEM doorstroming niet OK VRWI studie In SO worden 43.4% STEM diploma s afgeleverd In HO is dit slechts 19% Waarom kiezen leerlingen niet voor STEM? [van den Berghe W., De Martelaere D., Kiezen voor STEM. De keuze van jongeren voor technische en wetenschappelijk studies, VRWI, 2012] 5

Het sleutelwoord is relevantie Referentie studie in dit domein The ROSE project: Relevance Of Science Education http://roseproject.no Sjoberg, Schreiner, The Rose project: An overview and key findings Dit is een internationale studie over hoe jongeren staan ten opzichte van wetenschappen en techniek Een paar uittreksels 6

7

Typische school context 8

Pure technische context 9

Sociale, gezondheidszorg, biomedische context 10

Contradictie in de perceptie, vooral bij meisjes (I) Meisjes zijn gemotiveerd om maatschappelijke problemen aan te pakken 11

Contradictie in de perceptie, vooral bij meisjes (II) Maar ze zien geen verband met STEM 12

Contradictie in de perceptie, vooral bij meisjes (III) De jongens willen wel nog ingenieur worden!!! En dus kiezen ze niet voor een STEM carriere 13

En dus We moeten de maatschappelijke relevantie van W&T aantonen aan onze jongeren voor ze hogere studies aanvatten Dit moet dus gebeuren in (lager en) secundair onderwijs Dit kan enkel als we STEM op een relevante manier kunnen brengen in klassen en scholen 14

Hoe verhogen we de relevantie van onze STEM programma s? We moeten aantonen dat STEM het verschil kan maken voor heel wat maatschappellijke problemen. Dit kan enkel als we laten zien hoe STEM bijdraagt tot de oplossing van die problemen Duurzaamheid Energie Vergrijzing Beveiliging Een sleutelfactor daarin is dat STEM in de praktijk interdisciplinair tewerk gaat. Ook dit moeten we laten zien. 15

Volgend sleutelwoord: integratie We moeten onze leerlingen laten zien hoe wiskunde, wetenschappen en engineering samenwerken om technische problemen op te lossen, nieuwe producten te maken, We moeten wiskunde en wetenschappen dichter bijeen brengen Er zal een nieuwe onderwijsvisie op wiskunde, wetenschap en engineering ontwikkeld moeten worden Het huidige, hoge niveau van wiskunde en wetenschappen blijft behouden 16

Algemene doelstelling We willen een nieuwe vorm van STEM onderwijs ontwikkelen die Een brede algemene vorming biedt gebaseerd op wiskunde, wetenschappen en techniek De relevantie van STEM laat zien voor de problemen van de moderne maatschappij Aandacht heeft voor de interdisciplinaire samenhang van de verschillende STEM componenten

Twee aspecten STEM geletterdheid voor iedereen Zoals iedereen op zijn minst een beetje wiskunde, talen, geschiedenis, krijgt zou dat ook voor STEM moeten Motivatie vanuit steeds technischemaatschappij Abstracte STEM voor toekomstige STEM professionals Kinderen met sterke aanleg en interesse voor STEM aan hun trekken laten komen Maatschappij vraagt steeds meer wetenschappers en technici Focus van de studie dag / Onderwerp van deze Presentatie

Hoe ziet zo n nieuwe didactiek er dan uit Hoe kunnen we tot integratie van S-T-E-M komen

Disclaimer Dit is work in progress, onderwerp van vakdidactisch onderzoek De pasklare oplossing is er niet (en die komt er ook niet )

Nieuwe visie op wiskunde Er is meer nodig dan introverte zuivere wiskunde. Wiskunde als deel van onze cultuur en oneindige bron van economische, wetenschappelijke en technische modellen Wiskunde voor industriële toepassingen Wiskunde als motor voor abstract denken Wiskunde als communicatie-taal Een voorbeeld uit de pers 21

De Standaard 8 sept. 2012 22

De Standaard 8 sept. 2012 Introverte redenering: wiskunde is geweldig want 1. Je wordt er blij van 2. De sterke verhalen zijn talrijk 3. Het wapent je tegen denkfouten 4. Het is goed voor je burgerschap 5. Het kan je geld besparen 6. Je kunt er rijk mee worden 7. Zelfs het zinloze is nuttig 8. De hele wereld verwiskundigt 9. Je kunt er mensen mee vermaken 10. God is zelf een wiskundige 23

De Standaard 12 sept. 2012 24

De Standaard 12 sept. 2012 Als we nadenken over de wereld kan wiskunde soms oplossingen aanreiken waar dat empirisch niet zomaar kan: 1. Het probleem met de kerncentrales in Tihange en Doel 2. Kankeronderzoek 3. Opwarming van de aarde 4. De economische crisis 25

Engineering in secundair onderwijs? In TSO(IW, TW, ). Probleem met # lln in IW In ASO op vandaag (zo goed als) niet. Kan het? Ja als De gebruikte problemen De gebruikte wetenschappen, wiskunde, technologie Op de juiste maat voor de leeftijd van de leerlingen gesneden wordt.

Making learning whole Dit boek geeft in 7 principes een aanpak die leerlingen het gehele plaatje van een technisch wetenschappelijk probleem laat zien Centrale gedachte: Play the junior version of the whole game

We hebben eens geprobeerd Technisch probleem voor lln van 13 jaar. Automatiseer een lego trein Stop automatisch als er een botsing dreigt. De lichten gaan automatisch aan Vertraagt vanzelf in de bocht Project IR13: samenwerking KULeuven en RVO-society gesponsord door Vlaamse Regering.

Verstaanbare technologie NIET poort EN poort drukknop We geven eenvoudige logische blokjes als technologie om mee te werken Botsing detector

Ze leren schema s gebruiken

Ze experimenteren

Ze denken als een ingenieur! Veel meer dan trial en error We leren onze 13 jarigen volgende ingenieursprincipes: Teken eerst een schema Eerst simuleren dan implementeren Eerst een prototype dan het reële ding.

Hoe brengen we dit in de praktijk? Kan alleen als ingenieurs, wetenschappers, en leerkrachten de handen in elkaar slaan. We moeten whole game probleemoplossend denken in het curriculum krijgen. Alle componenten van STEM zijn belangrijk Welke hardware of software we daarbij gebruiken is niet de belangrijkste vraag.

Concreet voorbeeld Zonneboiler (I) We serveren de leerlingen het volgende probleem: We willen iets doen aan groene energie (relevantie!) We willen warm water maken puur op basis van zonnewarmte 1) We laten hen uitzoeken wat de basisprincipes zijn achter bestaande zonneboilers 2) We leveren kleine zonneboilerpanelen aan of nog beter we zorgen voor materiaal om er eentje in mekaar te zetten.

Concreet voorbeeld Zonneboiler (II) 3) Belicht de zonneboiler met een (infrarood) lamp en meet Invallende warmte Opwarming van het water Wetenschappelijke analyse Definieer begrippen Soortelijke warmtecapaciteit (fysica) Warmtetransport (fysica) Temperatuur (fysica) Rendement (engineering) Wiskunde laat toe dit aan mekaar te koppelen, te modelleren en ermee te rekenen Wat als we dit met de zon zouden doen? Wat is de zonneconstante? Hoe kunnen we rendement verbeteren?

Ingenieursdenken gebaseerd op wetenschappelijk inzicht. Zonneboiler v1.0 Zonneboiler v2.0 Gebaseerd op hun eigen observaties en berekeningen komen de leerlingen tot de conclusie dat ze het warmtewisselend oppervlak moeten vergroten.

Bedenking Dit soort van didactiek moet inherent heel veel gebruik maken van open-ended problemen Vergt heel veel van leerkrachten Heeft een moeilijke relatie met (rigide) leerplanen Vaste handboeken

Vakdidactisch onderzoek in het STEM@School project Een concrete aanpak om STEM naar het SO te brengen

Onderzoek STEM@School is een onderzoeksproject Toegepast vakdidactisch onderzoek uitgevoerd door Wetenschappers & ingenieurs Pedagogen Beleidsmensen Met medewerking van scholen, directies, leerkrachten In ongelofelijk nauwe samenwerking tussen deze partijen en met aandacht en respect voor alle betrokken wetenschappelijke gebieden Het project heeft ook als expliciete opdracht om de doelstellingen op zo n manier te realiseren dat de resultaten daarna implementeerbaar zijn (valorisatie)

STEM@School - doelstellingen Ontwikkelen van nieuwe didactiek voor geïntegreerde STEM Testen en valideren van deze nieuwe didactiek Uitrollen van de nieuwe didactiek In de leerplannen In de lerarenopleiding Randbemerking: er is nu al vraag naar inbrengen van STEM didactiek in de lerarenopleiding. Op zich is dat ok maar we moeten wat opletten. Om dit goed te doen moet de didactiek eerst ontwikkeld worden

STEM@school - opzet Strategisch basis onderzoek (SBO) gesteund door het IWT Consortium KULeuven-ESAT-MICAS (W. Dehaene) KULeuven-SLO-fysica (M. De Cock) KULeuven-HIVA (H. Knipprath, K. De Rick) UA-Onderwijswetenschappen (P. Van Petegem, J. Boeve-de Pauw) VVKSO (E. Claeys, E. Van Autreve) GO (M. Beddegenoodts) Start Datum 1/6/2014 (Officieel in de praktijk vroeger) Looptijd: 4 jaar

Gefaseerde aanpak (I) Faze 1 Didactiek ontwikkelen en uittesten in samenwerking met pilootscholen Meetinstrumenten voor effectiviteitsmeting ontwikkelen Faze 2 Materiaal gebruiken in ca. 20 scholen en effectiviteit meten Eventueel bijsturen Faze 3 Aanpassen van de leerplannen en lessentabellen aan de vernieuwde didactiek Inbrengen van de vernieuwde didactiek in de lerarenopleiding.

Gefaseerde aanpak anders bekeken Project start tweede graad ASO/TSO Integratie van Wiskunde Fysica Engineering Later uitbreiden Naar eerste en derde graad Naar andere wetenschappen: chemie, biologie

Leerlijnen (I) Wiskunde / Fysica Programmeren Onderzoeken/Ontwerpen

Leerlijnen (II) Iedere leerlijn heeft meerdere doelen Inhoud op zich Probleemoplossend denken Fysica & wiskunde samenbrengen en zo operationaliseren Programmeren is ideaal om algorithmisch denken te leren Ontwerpen essentieel om probleemoplossend te leren denken. Hgraf instituut Turnhout heeft hier al stappen in gezet voor de 1e graad

Abstractie en complexiteit 1 e jaar curriculum 6 de jaar abstractieniveau Wis/Wet moeilijkheidsgraad # gecombineerde Wis/Wet disciplines Complexiteit

Een grove vooruitblik Optica Meetkunde - driehoeken Mechanica bewegingsleer Functies & grafieken

Workshops en conclusie We laten al wat good practices zien

Good practices maar niet meer De workshops zijn stuk voor stuk ervaringen en materiaal die in de richting van een geintegreerde STEM didactiek werken Geen finaal antwoord op hoe STEM onderwijzen vraag

Hoe kunt u er zelf mee verder Leef u in de relevantie / integratie gedachte. Laat u inspireren door wat er al is Ga met uw creativiteit en uw ervaring aan de slag in uw context U kunt het!

Dienstmededelingen Nu broodjeslunch Workshops Start eerste reeks om 13h30 Wissel om 14h30 Start tweede reeks om 14h45 Zie deelnemerslijst voor uw inschrijving. Niet wisselen. Afsluitende drink om 15h45 voor informele babbel. Vult u het evaluatieformulier in?