Bèta-mozaïek in drie dimensies:
de Kennisbasis Onderbouw Natuurwetenschappelijke vakken en Technologie
Door: Dirk Jan Boerwinkel (Freudenthal Instituut voor Didactiek van Wiskunde en Natuurwetenschappen)

Als je een mozaïek van dichtbij bekijkt, zie je alleen maar steentjes. Wanneer je een stap naar achteren zet, wordt het patroon/verhaal zichtbaar. Onderwijs is voor leerlingen ook een mozaïek van afzonderlijke lessen. Leerdoelen die bereikt moeten worden door ervaringen van verschillende momenten te koppelen, zijn voor de leerling moeilijker te zien. Het gaat dan om doelen als leren onderzoeken, en het zien van grote lijnen zoals verandering en constantie in de natuurwetenschappen. Dat is het grote verhaal dat pas van een afstand zichtbaar wordt, alleen niet zoals bij een mozaïek door een stap naar achteren te doen, maar door leerervaringen van verschillende momenten bewust aan elkaar te verbinden. Daarvoor hebben leraren een raamwerk nodig waarin lange-termijn leerdoelen worden gekoppeld aan vakinhoudelijke doelen. Dit raamwerk wordt geboden door de Kennisbasis Onderbouw Natuurwetenschappelijke vakken en Technologie.

In de openingslezing ging Dirk Jan in op:

• De achtergrond en inhoud van de kennisbasis
• De structuur van de kennisbasis
• De kennisbasis in dienst van de bètadidactiek

De achtergrond en inhoud van de kennisbasis
De aanleiding voor de kennisbasis is het actieplan ‘Beter presteren: Opbrengstgericht en ambitieus’ (OCW, 2011). Het doel van de kennisbasis is de leeropbrengst in de onderbouw, en ook de bovenbouw d.m.v. een doorlopende leerlijn, van het VO verbeteren (met het oog op PISA), zonder scholen te verplichten hoe ze dit moeten realiseren. De kennisbasis biedt ondersteuning voor:

• Ontwikkeling en aanpassing van lesmateriaal (ook samen met collega’s uit andere vakken)
• Lerarenopleidingen
• Leerlijnen op schoolniveau (horizontale samenhang)
• Afspraken tussen secties op schoolniveau (verticale samenhang; samenhang tussen vakken)

Als basis voor de ontwikkeling van de kennisbasis zijn de volgende bronnen gebruikt:

• De huidige kerndoelen
• Leerplan in beeld
• Het K-12 Science Education Framework / de Next Generation Science Standards (NGSS)
• Het PISA Framework voor Scientific Literacy 2015

De NGSS bevat geïntegreerde leerdoelen met drie dimensies, namelijk: natuurwetenschappelijke praktijken of werkwijzen, vakinhoud en crosscutting concepts. Crosscutting concepts zijn concepten van een hogere orde die te beschouwen zijn als denkwijzen die in alle natuurwetenschappen een rol spelen, zoals het zoeken en verklaren van patronen in verschijnselen. Deze drie dimensies zijn in de kennisbasis geïntegreerd. De kennisbasis bevat:

• Karakteristieke werkwijzen: te verdelen in werkwijzen waarmee de werkelijkheid wordt onderzocht (‘Modelgebruik en –ontwikkeling’, ‘Onderzoeken’, ‘Ontwerpen’) en werkwijzen die te maken hebben met het omgaan met informatie (‘Informatievaardigheden’, ‘Redeneervaardigheden’, ‘Waarderen en oordelen’, ‘Reken- en wiskundige vaardigheden’). Bij deze werkwijzen gaat het niet alleen om wetenschappelijke werkwijzen, maar ook om bijvoorbeeld werkwijzen van een automonteur, want automonteurs maken ook gebruik van hypotheses als ze de oorzaak van een probleem moeten achterhalen
• Vakinhoudelijke begrippen en relaties
• Karakteristieke denkwijzen: In de kennisbasis zijn de denkwijzen ‘patronen’, ‘oorzaak en gevolg’, ‘schaal, verhouding en hoeveelheid’, ‘systeem en systeemmodellen’, ‘behoud van energie en materie’, ‘transport en kringlopen’, ‘structuur en functie’, ‘stabiliteit en verandering’, ‘duurzaamheid’ en ‘risico’s en veiligheid’ opgenomen. De eerste zeven denkwijzen komen uit de NGSS, de laatste twee zijn aanvullingen hierop. De denkwijzen zijn karakteristiek voor de gehele bètawetenschappen, daarom kun je er meer samenhang tussen de vakken mee creëren. Bij elke denkwijze kun je vragen bedenken, zoals “Wat is er veranderd en wat is hetzelfde gebleven” bij de denkwijze ‘stabiliteit en verandering’. Dit is een vraag die in alle vakken terug kan komen

De structuur van de kennisbasis
De indeling van de kennisbasis is als volgt: eerst worden de werkwijzen en denkwijzen beschreven. Vervolgens zijn er vakspecifieke delen: natuurkunde, scheikunde, biologie, fysische geografie en technologie. Per vak is er een deel voor havo/vwo (met in cursief waar vwo verschilt) en een deel voor vmbo (met in cursief waar kgt verschilt). Per domein wordt aangegeven wat de samenhang is met andere onderdelen, wat de integrale doelen zijn en de drie dimensies worden beschreven (werkwijzen, vakinhouden, denkwijzen).

De kennisbasis in dienst van de bètadidactiek
In de kennisbasis komen samen:

• Interdisciplinair werken
• Onderzoeken
• Technologie en ontwerpen
• Gebruikscontexten
• Hogere orde vaardigheden en metacognitie

Op al deze gebieden waren er al ontwikkelingen in de bètadidactiek. De kennisbasis biedt een gemeenschappelijk kader, vanuit waar we samen (verder) kunnen werken. Er moet nog veel werk verricht worden, zoals beroepscontexten uitwerken en lesmaterialen ontwikkelen. Een taak voor de lerarenopleidingen, docenten, onderzoekers, science centers/musea en educatieve producenten!

Verslag geschreven door: Sandra Slegers

Deze werkgroep had drie hoofddoelen:

Het versterken van het netwerk lerarenopleiders techniekUitwisselen over de ontwikkelingen op lerarenopleidingen techniek in Nederland en VlaanderenEen oriëntatie op de implicaties van de invoering van de kennisbasis ‘natuurwetenschap en techniek’

Bij het eerste onderdeel is aandacht gegeven aan de verschillende deelnemers: waar hun speciale interesse op het gebied van techniekonderwijs ligt en welke ontwikkelingen er plaatsvinden bij de instituten waar ze werkzaam zijn. Daarbij kwam vooral naar voren dat er veel ontwikkelingen plaatsvinden op het moment, maar dat het erg moeilijk is om voldoende nieuwe studenten te vinden om de opleidingen in stand te houden.

Peter Hantson presenteerde de ontwikkelingen binnen de lerarenopleidingen aan de Arteveldehogeschool te Gent, specifiek voor de eerste graad van het secundair onderwijs vanuit het onderzoeksproject ‘Engineering’.

Daarna was er nog maar weinig tijd om de implicaties van de invoering van de kennisbasis te bespreken. De belangrijkste conclusie was de behoefte om de kennisbasis goed door te nemen en met een coherente groep te gaan werken aan nieuwe ontwikkelingen. Anders bestaat de kans dat er weer allerlei kleine projectjes gestart worden die uiteindelijk niet bereiken wat één groot project zou kunnen doen. Er wordt wel gedacht dat de kennisbasis een richtinggevend document gaat zijn in de techniek.

Verslag geschreven door: Daniël van Draanen

Ad Mooldijk leidde de workshop in door met de deelnemers door te nemen welke instanties zich wereldwijd bezighouden met de inhoud van het curriculum van de bètavakken. Hierbij noemde hij PISA, het GCSE in Engeland, K-12 in de Verenigde Staten en initiatieven zoals ANW, SONATE, SALVO en NLT in Nederland. De nieuwe kennisbasis van de SLO heeft rijkelijk kunnen putten uit ideeën die bij deze instanties en initiatieven centraal staan. In Nederland zijn veel van deze ideeën al min of meer bekend bij de bètavakken, maar de relevantie van het gebruik van denkwijzen zoals vorm-functie, oorzaak-gevolg, het gebruik van modellen etc. is een belangrijke toevoeging hierop.

In het tweede deel van de workshop werden er groepjes gemaakt waarin werd besproken of deze denkwijzen uit de kennisbasis terugkomen in de syllabus van de bovenbouw natuurkunde. Ook werd er gekeken hoe natuurkunde kan bijdragen aan een leerlijn in deze denkwijzen. In de aansluitende discussie werd duidelijk dat de denkwijzen gestalte kunnen krijgen in afsluitende lessen of als vensters op de werkelijkheid. Verder werd er besproken hoe men op de lerarenopleiding met de denkwijzen aan de slag kan. Uit deze discussie kwam naar voren dat het gebruik van de denkwijzen prima aan aankomende docenten is aan te leren en dat het waardevol zou zijn om concrete voorbeelden te bedenken bij deze denkwijzen.

Verslag geschreven door: Agnes Stoute

In deze werkgroep is gekeken of er behoefte is aan bijeenkomsten waarbij lerarenopleiders van de eerste- en tweedegraads lerarenopleidingen scheikunde praktijken, ervaringen, ideeën en suggesties uitwisselen. De werkvelden van het eerste- en tweedegraads gebied krijgen steeds meer raakvlakken en er is zelfs overlap! Afgesproken is om twee keer per jaar te vergaderen, waarbij één vergadering op de ECENT conferenties zal zijn en één vergadering op de vrijdagochtend van de Woudschoten chemie conferentie.

In deze werkgroep zijn allereerst mogelijke gespreksonderwerpen besproken en daarna is besloten welke punten de volgende bijeenkomst aan de orde kunnen komen. Afgesproken is om op de volgende vergadering (op Woudschoten) in ieder geval de volgende twee agendapunten te behandelen:

Hoe beoordeel je een stage van studenten? Welke aspecten neem je hierin mee (afhankelijk van de fase waarin de student zit)?Wat betekent de kennisbasis voor de onderbouw voor de lerarenopleiding?

Deze vergadering wordt voorbereid door Fer Coenders, Jacques de Goede, Ger Hermsen en Ruud Kok.

Overige punten die besproken zijn en in de toekomst wellicht aan de orde komen zijn:

De tweedegraads bevoegdheid is op twee manieren te halen (HBO en WO bachelor). Wat doen zij precies, waar zitten de verschillen in deze opleidingen?De overgang van studenten die een tweedegraads bevoegdheid hebben naar een opleiding waar ze een eerstegraad kunnen halen, zou in veel gevallen makkelijker en korter voor de student kunnen zijnBegeleiding startende leraren, en de gevolgen hiervan voor de initiële opleidingHoe selecteren opleidingen vak coaches en hoe leiden ze deze vak coaches op?Hoe beoordeel je of een student startbekwaam is?Hoe bereid je leraren voor op het vak NLT? Heeft NLT overlap met O&O?Wat zijn de vakdidactische thema’s van de verschillende opleidingen?Hoe leer je studenten hoe zij kunnen overbrengen aan leerlingen welke beroepsvelden er zijn in de scheikunde? Bedrijfsstages zijn genoemdDe inrichting van eerstegraads lerarenopleidingen. In sommige landen kiezen studenten een lerarenopleiding bachelor, in Nederland kan dit niet. Wat zijn voor- en nadelen?Daarnaast blijven de thema’s uit de aankondiging voor deze werkgroep mogelijke onderwerpen, zoals ICT in het scheikundeonderwijs en andere ontwikkelingen

Verslag geschreven door: Bernadette Dekker

Een goed begin is het halve werk: al bij het zien van de tafelopstelling vrezen de deelnemers het ergste: TOETS! Gniffelend kijken de werkgroepleiders toe hoe de deelnemers hun hersenen laten kraken. Gezucht en gekreun zodra er wordt aangegeven dat de deelnemers nog vijf minuten hebben. De poging tot het stellen van een vraag wordt al gauw afgewimpeld “We zijn nog even bezig”.
Gelukkig, de toets is voorbij én er worden geen cijfers uitgedeeld. In groepjes van vijf worden de opdrachten besproken: voldoen de deelnemers zelf wel aan de basiskennis die ze van studenten van de lerarenopleiding (tweedegraads) verwachten?
De uitslag valt toch tegen; er zijn een hoop vragen onder de deelnemers waar ze graag antwoord op willen van de werkgroepleiders. De deelnemers hebben twijfels over vragen waarin eigenlijk een dubbele vraag zit verwerkt: het halve antwoord kan goed zijn, maar dan heb je direct geen punten. Daarnaast zijn er twijfels over de manier van toetsing: past een meerkeuze toets wel bij het moderne onderwijs? Ook zit er een groot verschil tussen hoe de kennis van HAVO/VWO leerlingen wordt getoetst en hoe de kennis van de studenten (oftewel, diezelfde HAVO/VWO leerlingen in een later stadium) wordt getoetst. Er moet rekening gehouden worden met de detaillering van de vragen en de vraagstelling in verband met dyslexie-leerlingen. De voornaamste vraag blijft echter toch wel, waar moeten de lerarenopleiders zich op richten? Het examenprogramma of deze theoretische kennistoets? Zo zie je maar weer, ook lerarenopleiders zijn net leerlingen en hebben nog veel vragen. Tijd voor uitleg en antwoorden.

In de basiskennistoets wordt getest op de eerste drie niveaus van BLOOM: kennis, inzicht en toepassing, waarvan toepassing het minst aan bod komt. De vragen worden opgedeeld in fragmenten met steeds een inleidende tekst, wat de studenten helpt om snel in te zien waar de vragen over gaan en welke onderwerpen naar voren zullen komen. Daar de kennisbasistoets puur gericht is op kennis, is veel vrijheid in de verdeling van onderwerpen niet echt nodig, alhoewel het labelen van bepaalde vragen wel erg lastig is.
21 april jl. is een eerste opzet van de kennisbasistoets getest onder zes studenten, grotendeels conform de matrijs. Uit deze test is naar voren gekomen dat een aantal vragen niet onderscheidend genoeg waren, namelijk de vragen die door bijna iedereen verkeerd beantwoord zijn en de vragen die door een groot aantal studenten goed beantwoord zijn. De studenten waren wel positief over het bestaan van een dergelijke toets en ook zonder voorbereiding was hij grotendeels haalbaar, alhoewel alle studenten aangaven zich een volgende keer wel voor te bereiden; informatie kan immers wat weggezakt zijn. De studenten vonden, net als de deelnemers van deze werkgroep, dat de vragen erg gedetailleerd waren.
Ondanks dat er wel enkele resultaten uit deze proefversie zijn af te leiden, is het niet volledig betrouwbaar. De toets werd afgenomen onder een kleine onderzoeksgroep (zes studenten) en deze groep was selectief gekozen. Het waren niet de minste studenten, wat vragen oproept over de haalbaarheid voor mindere studenten.
Een deelnemer oppert het idee om leerlingen die net het HAVO examen hebben afgerond naar de basiskennistoets te laten kijken om de grote overgang in de manier van vraagstelling te verminderen. Een keerzijde hiervan is wel dat HAVO leerlingen nog geen Campbell hebben gehad en de kennistoets op deze stof is gebaseerd.
Nieuwe informatie en overzichten (incl. de toetsmatrijs en proeftoetsen) van de zeven basisvakken worden gelijktijdig (verwachting tussen 2 en 6 juni 2014) op de site 10 voor de leraar gepubliceerd. Er is al bekend dat de basiskennistoets minimaal 70 vragen moet bevatten om voldoende kennis te kunnen testen.

Niet alle vragen zijn beantwoord, maar het onderwijs is en blijft een proces in de tijd, waarin beperkingen, oplossingen, vragen en antwoorden steeds duidelijker naar voren komen en daarmee ook weer nieuwe vragen en beperkingen zullen oproepen. Elk eindproduct, als het al een eindproduct te noemen is, zal steeds opnieuw verbeterd moeten worden gedurende de tijd; ook het onderwijs moet immers met zijn tijd meegaan.

Verslag geschreven door: Karlijn Ballemans

Er zijn veel verschillende mogelijke samenhangen tussen vakken. Samenhang tussen de verschillende vakken is belangrijk om verschillende redenen, zoals:

• De leerlingen waarderen het
• Kennis van vak A kan nodig zijn als voorkennis voor vak B
• De huidige praktijk in de natuurwetenschappen is ook multidisciplinair
• Een multi-/interdisciplinaire aanpak heeft vaak een maatschappelijke noodzaak
• Het kan docenten helpen om vanuit een andere blik naar hun vakgebied te kijken, wat helpt het onderwijs te verrijken

Toch is het ook belangrijk om de verschillende vakken te behouden en niet alles samen te voegen in één vak, bijvoorbeeld Science. Dit omdat verschillende vakken verschillende kijkrichtingen hebben.

Om samenhang tussen de bètavakken in de Tweede Fase te realiseren, moet er op verschillende niveaus aan voorwaarden worden gewerkt. Zo moet er op landelijk niveau gewerkt worden aan afstemming tussen examenprogramma’s en syllabi, op schoolniveau moeten er afspraken worden gemaakt en op docentniveau moeten de docenten er handen en voeten aan geven. De studie in opdracht van de samenwerkende vernieuwingscommissies Bèta4 heeft onderzocht hoe de vakken biologie, natuurkunde, scheikunde en NLT op elkaar aansluiten. Deze studie houdt drie ordeningssystemen aan, ordening op basis van:

• kernconcepten: dragende begrippen in de natuurwetenschappen
• denk-/werkwijzen
• thema’s

Om te onderzoeken of het mogelijk is om meerdere vakken tegelijkertijd te vernieuwen, en of dit leidt tot een betere samenhang tussen de verschillende vakken, is er een Multipilot project uitgevoerd op 8 scholen. Hieruit is gebleken dat het geen probleem is om meerdere vakken tegelijkertijd te vernieuwen, scholen blijken dit aan te kunnen. Daarnaast volgde uit het pilotproject dat het tegelijkertijd uitvoeren van meerdere vakvernieuwingen niet gegarandeerd tot meer samenhang leidt. De mentaliteit van de docenten bleek hierbij cruciaal. Om samenhang op school te realiseren, is het belangrijk dat:

• er een basale organisatie is
• er regelmatig ingeroosterd overleg plaatsvindt
• er een mogelijkheid is om elkaars lessen bij te wonen
• de docenten af en toe buiten de deur kijken, dus breder dan hun eigen vakgebied. Het is belangrijk dat dit ook al in de lerarenopleiding gebeurt, zodat de toekomstige docenten hiervoor geprikkeld worden en zien dat het leraarsberoep zich niet alleen tussen de muren van de school afspeelt

Verslag geschreven door: Daniël van Draanen

Op een bijzondere manier werd deze workshop door twee NHL-docenten gegeven: Dirk Penninga was zelf aanwezig, terwijl Marco Mazereeuw meer dan levensgroot op het diascherm via Skype te zien en te horen was. Nadat wetenswaardigheden over het weer in Utrecht en Leeuwarden waren uitgewisseld, begon Marco met de inleiding.

De workshop ging over de relatie tussen natuurwetenschappelijke vakken en het beroepsonderwijs. Marco Mazereeuw, tweedegraads lerarenopleider op de NHL, heeft kennis over dit onderwerp doordat hij onderzoek heeft gedaan naar het gebruik van natuurwetenschappelijke kennis door (v)mbo scholieren tijdens hun stage. Aanleiding voor de discussie was dat minister Bussemaker de lerarenopleidingen heeft opgedragen om aankomende biologie, natuur- of scheikundedocenten een afstudeerrichting specifiek voor het (v)mbo aan te bieden. De deelnemers kregen vervolgens de mogelijkheid om hun mening over deze nieuwe afstudeerrichting te geven. Hieruit volgden de conclusies dat aankomende docenten daarvoor voldoende kennis van de praktijk moeten hebben en dat er voor het (v)mbo een radicaal andere didactiek nodig is dan voor de andere niveaus.

Marco concludeerde vervolgens dat de relatie tussen natuurwetenschappelijke vakken en het beroepsonderwijs er inderdaad is (bijvoorbeeld in het vak ‘Plant’), en hij maakte duidelijk hoe kennis uit deze vakken kan bijdragen aan de bestaande v(mbo) vakken. Dit lag volgens hem vooral in de volgende domeinen uit het addendum bij de generieke kennisbasis met focus op het beroepsonderwijs: ‘kennis over kennis’, ‘kennis over leerprocessen’ en ‘kennis over methodes’. Daarna schetste hij nog op welke manier de lerarenopleiding voor de richting (v)mbo vormgegeven zou moeten worden, namelijk:

• Lio’s zouden in de (v)mbo afstudeerrichting een bedrijfsstage moeten doen
• Lio’s zouden moeten leren om voor (v)mbo’ers relevant lesmateriaal te kunnen ontwerpen en evalueren
• De curriculumonderdelen van het vmbo moeten behandeld worden
• Lio’s zouden kennis moeten hebben van de hybride leeromgeving en van de benodigde natuurwetenschappelijke kennis om verantwoord te handelen in het toekomstige beroep van (v)mbo leerlingen

Ten slotte gaf Marco nog ruimte voor vragen, die hij met gebruikmaking van de Skype-technieken naar volle tevredenheid kon beantwoorden.

Verslag geschreven door: Sandra Slegers

In deze werkgroep werd ingegaan op het differentiëren en excelleren van leerlingen in het middelbaar onderwijs en of en hoe hier aandacht aan gegeven moet worden in de lerarenopleiding. Op het moment krijgt excellentie weinig aandacht in de lerarenopleiding. Hier zou verandering in moeten komen. Want door aandacht aan excellentie te geven in de lerarenopleiding, worden lio’s voorbereid op hoe zij excellente leerlingen kunnen gaan stimuleren wanneer ze ‘echt’ voor de klas staan.

Door deze cultuurverandering worden niet alleen de excellente leerlingen gestimuleerd, ook leerlingen die gemiddeld of ondergemiddeld presteren worden op deze manier opnieuw uitgedaagd en meegenomen in het feit dat het hebben van ambitie ‘ok’ is. Voor docenten betekent het dat ze, door excellentie te stimuleren, meer aandacht kunnen besteden aan bijvoorbeeld hun specialisatie.

Een belangrijk discussiepunt uit de groep was de vraag of er aandacht besteed moet worden aan differentiatie en excellentie tijdens de lerarenopleiding of dat dit iets is wat moet gebeuren als de docenten een aantal jaren bezig zijn. Is aandacht besteden aan differentiatie en excellentie iets wat onderdeel moet zijn van de ‘basishouding’ van docenten? Jammer genoeg was er niet voldoende tijd om hier verder op in te gaan en om concrete aanbevelingen voor de lerarenopleiding m.b.t. differentiatie en excellentie te vormen.

Verslag geschreven door: Bernadette Dekker

In deze werkgroep ging het om: Hoe kunnen we meer aandacht besteden aan onderzoekend leren en beroepscontexten in het lesmateriaal? Het betreft niet alleen het ontwerpen van nieuw materiaal, maar ook het aanpassen van bestaand materiaal.

Mascil Mathematics and Science for Life

Mascil is een Europees project met als doel de motivatie onder leerlingen te verhogen en de relevantie van een technische studie aan te tonen. Vaardigheden als probleem oplossen, creativiteit en ook sociale en communicatieve vaardigheden zijn belangrijke onderdelen hiervan (21e eeuw). Bij Mascil:

• gebruiken ze bestaande lesmaterialen (die hun werk al bewezen hebben)
• zetten ze leergroepen van docenten en beroepsvertegenwoordigers op
• ontwikkelen ze een scholingsprogramma voor de lerarenopleiding en nascholing, dat ook uitgevoerd zal worden

Onderzoekend leren
Onderzoekend leren onderscheidt zich van een onderzoekende houding (motivatie) en leren onderzoeken (hoe voer je een onderzoek uit) door te richten op een actieve rol voor leerlingen en deze rol samen te laten hangen met kenmerken van onderzoeken. Een belangrijk doel is dat leerlingen door onderzoekend leren beter zouden moeten kunnen leren. Bovendien kunnen leraren een beter beeld krijgen van de kennis van de leerlingen en waar het eventueel fout gaat.
Voorbeelden van onderzoekend leren zijn het maken van stellingen die nooit/soms/altijd waar zijn, verbanden zoeken en ongestructureerde problemen oplossen. Een probleem is wel dat leerlingen niet altijd weten hoe ze aan de slag moeten gaan. Het is daarom belangrijk om te bespreken hoe zo’n opdracht aangepakt moet worden (nadat ze zelf over hun plan van aanpak hebben kunnen nadenken).

Bestaand materiaal
Voor onderzoekend leren hebben leerlingen enige voorkennis nodig. Er moet eerst een plan van aanpak worden gemaakt, voordat leerlingen kunnen experimenteren; er moet dus goed over alles nagedacht worden. Soms moet de docent ingrijpen, maar pas nadat de leerlingen zelf een plan hebben gemaakt en een opzet voor het experiment hebben gebouwd.

Wat maakt een taak geschikt voor onderzoekend leren?

• Het is geen recept (voorgeschreven stappenplan), maar een open opdracht. Een recept leidt eerder tot het volgen van een stappenplan in plaats van daadwerkelijk bewust een onderzoek uitvoeren
• Leerlingen moeten zelf de methoden en materialen genereren. Een optie is om niet direct alle materialen te geven, maar te weinig of juist teveel, zodat ze moeten kiezen wat ze nodig hebben
• Er moet een beperkte mate aan voorkennis zijn; het is niet de bedoeling dat de leerlingen al over alle kennis betreffende het onderwerp beschikken
• Het moet een realistisch (in plaats van school-) probleem zijn en er moet duidelijk zijn waarom er een oplossing nodig is
• Ook moet de opdracht de communicatie onderling stimuleren

Wat zorgt voor relatie met de beroepspraktijk?

• De leerlingen moeten de mogelijkheid krijgen tot inleving in de situatie: wanneer, waarom en door wie wordt dit onderzoek/experiment normaalgesproken uitgevoerd?
• Eventueel kan de opdracht zelfs zodanig gebracht worden dat de leerling wordt voorgesteld als de beroepsman. De vraag is wel of het hierdoor realistisch blijft
• Om een relatie met de beroepspraktijk te creëren, moet ook gebruik gemaakt worden van ander woordgebruik dan bij de meeste huidige schoolopdrachten
• Voornaamste factoren om een relatie met de beroepspraktijk te maken zijn het bieden van een context, de leerlingen een rol geven, de activiteiten een werkelijke beroepspraktijk laten reflecteren en streven naar een product

Een deelnemer oppert het idee om echte problemen te gebruiken vanuit bedrijven (informeren bij Technasia). Dit maakt het nog realistischer. Nu lijkt het volgens deelnemers enkel op een onderscheid tussen vragen van het vmbo versus havo/vwo. Voor scheikunde is het echter heel lastig om op school aan alle vier de factoren te voldoen, omdat er niet met gevaarlijke stoffen gewerkt mag worden en het toch een goed experiment moet worden. Dit valt niet altijd te koppelen aan daadwerkelijke problemen van bedrijven.

Ontwerpen van lessen als (na)scholingsactiviteit
Er moeten argumenten in de opdracht: Waarom is het belangrijk om dit probleem op te lossen? Waarvoor wordt de oplossing gebruikt? De relevantie moet duidelijk zijn voor de leerlingen.

Al met al is het voor onderzoekend leren belangrijk om:

• opdrachten minder (vooraf) te structureren
• te proberen open vragen te stellen/aan te bieden
• de samenwerking en communicatie tussen leerlingen te stimuleren

Om daarbij ook nog de beroepscontext goed aan te geven, is het van belang om:

• rijke beroepscontexten toe te voegen
• leerlingen een rol te geven in de opdracht
• activiteiten in te bouwen die realistisch zijn
• als resultaat een product voor een doelgroep te vragen

Voor extra informatie kunt u het Mascil Guidelines document inzien (dit kunt u aanvragen bij Michiel van Harskamp).

Verslag geschreven door: Karlijn Ballemans

De Teacher academy richt zich onder andere op het invoeren van bedrijfsstages als onderdeel van de lerarenopleiding. De academy wordt gedreven door drie agenda’s:

• Het Techniekpact
• Impuls Leraren Tekortvakken voor het vergroten van het aantal bètaleraren
• De lerarenagenda, zowel het kwantitatieve als het kwalitatieve aspect

Ambities van de Teacher academy zijn:

• Kennisuitwisseling tussen leraren en bedrijven realiseren
• Docenten de kans geven zich te professionaliseren en verdiepen
• Het leraarschap als onderdeel van een ambitieus carrièreperspectief

Er zijn veel jonge mensen die niet meer kiezen voor een baan voor het leven. Op deze manier wordt deze mensen de kans geboden om na het docentschap door te stromen naar het bedrijfsleven en andersom. De Teacher academy vertaalt dit naar de praktijk door middel van drie onderdelen:

• stages voor zittende docenten
• gastlessen
• bedrijfsstages als onderdeel van de lerarenopleiding

De bedrijfsstages als onderdeel van de lerarenopleiding hebben als doel om toekomstige docenten in staat te stellen de verbinding te leggen tussen vak en beroepspraktijk. Dit is nog een vrij nieuw traject en er wordt nog gezocht naar de exacte mogelijkheden. Een voordeel van deze stages is dat:

• het leidt tot modern docentschap
• het zorgt voor afwisseling, brede ontwikkeling en een brede inzetbaarheid van de leraren in opleiding
• het lio’s de kans geeft om naar buiten te treden, hierdoor wordt het bedrijfsleven inzichtelijker en zijn ze beter in staat de leerlingen te vertellen wat de buitenwereld inhoudt en bevat. Het bedrijfsleven wordt inzichtelijker
• door niet te wachten tot de toetreding tot de arbeidsmarkt, de drempel voor de lio’s verlaagd wordt om ook in de toekomst gedurende hun docentschap contacten te leggen met bedrijven, voor bijvoorbeeld excursies voor hun leerlingen
• het een mogelijkheid geeft voor de docenten om later eventueel door te stromen in het bedrijfsleven

Discussiepunten zijn dat het lastig is om een bedrijfsstage in het curriculum in te passen. Vooral bij deeltijd opleidingen is er weinig ruimte voor. In de voltijd opleidingen hoeft het niet tot al te veel problemen te leiden, omdat er verschillende competenties door middel van de bedrijfsstage weggestreept kunnen worden zoals vakinhoud, samenwerking omgeving en communicatie. Daarnaast zou de stage eventueel ingezet kunnen worden in plaats van een minor.

Verslag geschreven door: Agnes Stoute

In deze werkgroep is dieper ingegaan op één van de drie dimensies van de kennisbasis, namelijk de denkwijzen. Daarnaast is gesproken over of we iets kunnen met de denkwijzen in lerarenopleidingen.

Er zijn negen verschillende denkwijzen te onderscheiden. Drie van deze denkwijzen zijn aan de hand van voorbeelden besproken in deze werkgroep.
Allereerst is gekeken naar de denkwijze schaal, verhouding en hoeveelheid. Verschillende onderwerpen van verschillende bètavakken vallen binnen deze denkwijze, bijvoorbeeld de grootte van objecten of de tijdsduur van processen.
Daarnaast is gekeken naar de denkwijzen oorzaak en gevolg en stabiliteit en verandering. Ook van deze denkwijzen zijn voorbeelden besproken, maar ook leerdoelen die bij deze denkwijzen passen en voorbeelden van vragen die bij deze denkwijzen gesteld kunnen worden. Bij de denkwijze oorzaak en gevolg is ook een filmpje getoond van de stappen waarin leerlingen deze denkwijze kunnen leren, welke misschien wel bruikbaar zijn voor lerarenopleidingen.

De voordelen van denkwijzen zijn dat het:

• samenhang in de bètavakken geeft
• leerlingen kan enthousiasmeren
• leerlingen helpt om onderzoeken te interpreteren

De nadelen zijn dat:

• het al snel een te theoretische aanpak kan worden
• er nog niet veel lesmateriaal bij denkwijzen bestaat
• het om voorbereiding van docenten vraagt

Bieden denkwijzen mogelijkheden voor de lerarenopleiding? Allereerst kan aandacht besteed worden aan denkwijzen door bij vakdidactiek studenten te laten kennismaken met het doel en de inhoud van de kennisbasis. Daarnaast kunnen zij voorbeelden van lesmateriaal bestuderen waarin geen aandacht is besteed aan denkwijzen en waarin dat wel is gedaan. Vervolgens zouden studenten zelf activiteiten kunnen ontwikkelen over denkwijzen. Tijdens vakinhoudelijke cursussen kunnen denkwijzen worden benoemd waar mogelijk. Deelnemers opperden dat de denkwijzen handig kunnen zijn voor studenten om meer grip te krijgen op het vak en de samenhang en zo boven de stof te staan. Dit werd vergeleken met het mozaïek-voorbeeld uit de openingslezing van Dirk-Jan Boerwinkel.

Tot slot nodigde Harrie Eijkelhof opleiders die de ontwikkelingen rond de kennisbasis willen volgen en hieraan aandacht willen geven in hun onderwijs uit om te participeren in een werkgroep Kennisbasis VO waarin ideeën, materiaal en ervaringen worden uitgewisseld.

Verslag geschreven door: Daniël van Draanen

Workshopleider Marc van Mil begon met de woorden dat hij de deelnemers in verwarring wilde brengen. Verwarring in de positieve zin – door de deelnemers te laten ervaren hoe het mechanistisch redeneren in de bètavakken allerlei vragen oproept over wat we eigenlijk verwachten van onze leerlingen als we ze allerlei plaatjes en filmpjes voorschotelen om iets uit te leggen. De deelnemers mochten hun associaties met het woord ‘mechanistisch’ spuien om een goed beeld te krijgen van wat de denkwijze van het (moleculair) mechanistisch redeneren inhoudt. Namen en zaken als mechanica, niet bezield, oorzaak-gevolg, deeltjes, deterministisch, werking, reactiemechanisme en model werden aangevoerd door de deelnemers.

Als oefening kregen de deelnemers vervolgens een aantal kopieën van afbeeldingen uit natuurkunde-, scheikunde- en biologieboeken over o.a. het verwarmen van een gas, een neerslagreactie en een signaalroute in een cel. Hierbij moesten ze aangeven wat er veranderde en hoe het veranderde. Er werd geconcludeerd dat de afbeeldingen fenomenen als de vorming van ionbindingen en de relatie tussen temperatuur en druk beschreven en voor een deel ook verklaarden.

Marc stelde dat er iets te verklaren valt als we vaststellen dat er een verandering heeft plaatsgevonden. Zolang we niets verklaren, blijft een verandering een black box. Hij maakte dit zichtbaar door de inhoud van een zwarte doos te tonen: deze bestond uit nog meer zwarte doosjes, deels met elkaar verbonden, soms weer kleinere zwarte doosjes bevattend. Met andere woorden: als de black box achter een verandering wordt geopend, zijn de mechanismen te vinden die tot de veranderingen leiden, oftewel een mechanistisch model. Een dergelijk model bevat informatie over onderdelen, gebeurtenissen/veranderingen, temporele organisaties etc. en verschaft de leerling inzicht in hoe fenomenen werken.

De lezer of bekijker van een model is geneigd om zelf causale verbanden bij een model te bedenken. Dit is zelfs te zien in zeer eenvoudige filmpjes waarbij balletjes afhankelijk van elkaar lijken te bewegen. Het lezen van mechanistische modellen doet een beroep op denkmechanismen als deel-geheel, oorzaak-gevolg en spatio-temporeel redeneren, maar ook op vakinhoudelijke kennis. Zoals deelnemers later tijdens de discussie opmerkten, kunnen er gemakkelijk verkeerde conclusies worden getrokken uit modellen die als afbeelding zijn vormgegeven. Een bewegende afbeelding of een filmpje is in dat geval beter voor het begrip van de leerling.

Eén van de deelnemers merkte op dat het openen van de black boxes achter veranderingen inzichten kan verschaffen, maar ook (soms zelfs teveel) nieuwe vragen op kan werpen. Dit laat aan de ene kant de grenzen van het reductionisme zien en aan de andere kant de noodzaak om sommige mechanismen in bètavakken black boxes te laten blijven voor leerlingen. Zij moeten de verandering dan ‘for granted’ nemen. Verder zijn er ook emergente verschijnselen die moeilijk beschreven kunnen worden aan de hand van het gedrag van de onderdelen. Toch was de algehele tendens van de workshop dat (moleculair) mechanistisch redeneren een verrijking kan zijn van bèta-onderwijs; het is bijvoorbeeld nu eenmaal zonde om geleerde natuurkundige en scheikundige mechanismen niet te gebruiken bij het begrijpen van biologische fenomenen.

Verslag geschreven door: Bernadette Dekker

Het is belangrijk om je vak en de taal bij elkaar te brengen. Als docenten het belang hiervan aanduiden (de nadruk hierop leggen), wordt dit ook voor leerlingen belangrijk. Het is belangrijk dat de vaktaal echt leerling-eigen wordt. Dit komt op ieder niveau terug (van middelbare school tot PHD).

PHD
Het uitgangspunt van het PHD onderzoek van Gerald van Dijk is dat de karakteristieke denk- en werkwijzen tot uiting komen in de taal die je gebruikt. Docenten kunnen behoorlijk goed inschatten welke taal geschikt is voor welke situatie (voor welk genre). Taal is volgens het onderzoek van Gerald een systeem om betekenis te realiseren in een sociale context; er wordt dus niet alleen op woorden gelet, maar ook op grafische representaties, structuren, aanspreekvormen en woordcombinaties.

Het onderzoek is ontwerpgericht en bestaat uit case studies, interviews en een kwalitatieve analyse. Het vak zelf, de vakdidactiek en stages zijn belangrijke onderdelen. Cruciaal in het vakgebied is dat je betekenis creëert m.b.v. nominalisatie: sterk verpakte theorieën in één woord. In de cursus vakdidactiek voor studenten is een belangrijk doel dat de leerling zelf een goed lesplan op kan stellen.

Tussentijdse bevinding uit het onderzoek:

De concepties die mensen hebben over wat taal eigenlijk is, bepalen hoe ze in de taalgerichte vakdidactiek (en het onderzoek van Gerald) staan.

Practicumverslagen
Voor practicumverslagen is het belangrijk dat afbeeldingen in een tekst niet op zichzelf staan, maar ook daadwerkelijk worden toegelicht. Bovendien moet de doelgroep duidelijk zijn. Het proces naar een eigen verslag toe kan worden gefaseerd, bijvoorbeeld door eerst een ander verslag te bekijken en te reflecteren, vervolgens samen een stuk te schrijven en uiteindelijk een eigen verslag te schrijven. De context bepaalt heel erg hoe een verslag eruit zou kunnen zien. De opbouw van het verslag is afhankelijk van het doel/de functie van het practicum (en dus het verslag). Er kan aan een standaardstructuur worden vastgehouden (doel, vraag, methode, resultaten, conclusie), maar dat is niet altijd wenselijk.

Discussie
Commentaar geven op een goed voorbeeldverslag, kan een goed hulpmiddel zijn voor het verbeteren van de didactiek in practicumverslagen. Alleen de vakdocent kan leerlingen de vaktaal leren, omdat enkel de vakdocent de juiste taal spreekt en de juiste voorbeelden kan aanbieden. Vaktaal kan een heel breed begrip zijn. De Nederlandse correctheid hoort er natuurlijk in principe ook bij, maar meer qua overtuigingskracht. In het onderzoek van Gerald gaat het voornamelijk om wat je nodig hebt om betekenis te creëren (‘field’ vakinhoud, ‘tenor’ relatie tussen schrijver en lezer en stelligheid en de ‘mode’ het communicatiekanaal). Al deze onderdelen maken de vaktaal wel lastig meetbaar. Het werken met scripts is nog iets wat overwogen kan worden.

Verslag geschreven door: Karlijn Ballemans

Het doel van de werkgroep was om ideeën en samenwerkingssuggesties te verzamelen voor activiteiten van de SLO voor de lerarenopleiding. Dit valt binnen de kaders van implementatie van vakvernieuwingen, professionalisering van lerarenopleiders en leerplankundige expertise. Binnen het kader van implementatie van vakvernieuwingen moeten we niet alleen denken aan examenprogramma’s, maar ook aan bijvoorbeeld de kennisbasis. Hierbij is de vraag hoe vernieuwingen die op centraal niveau ontwikkeld worden ook in lerarenopleidingen tot hun recht komen. Welke plek kunnen deze vernieuwingen in de lerarenopleidingen krijgen en hoe komen ze in de klas terecht? Binnen het kader van leerplankundige expertise moet er rekening gehouden worden met drie niveaus: het leren van leerlingen, het leren van leraren en het leren van lerarenopleiders.

De SLO wil graag weten wat ze kunnen doen met de onderwerpen die nu spelen wat betreft onderwijsvernieuwingen. Hierbij wordt ook gedoeld op onderbouwvernieuwingen zoals de kennisbasis, zodat de lerarenopleiders/opleidingen daar maximaal bij aan kunnen sluiten. Welke concrete activiteiten kunnen ze nu verrichten? Hiervoor werd er om input uit de zaal gevraagd. Vanuit de zaal is er behoefte aan materiaal in de volgende vormen:

• • • Korte bruikbare zaken zoals filmpjes e.d., met daarbij aansluitende bijeenkomst(en) waar vragen gesteld kunnen worden en gedachten kunnen worden uitgewisseld
    • Concreet lesmateriaal, feedback op eerder ontwikkeld materiaal
    • Bijeenkomst(en) voor de interactie
    • Studiegroep onder leiding van mensen van SLO om samen te zoeken naar didactieken (een soort ontwikkelgroep)

Hierbij is er behoefte aan materiaal/bijeenkomsten over de volgende onderwerpen:

• • • Onderwijsvernieuwing onderbouw
    • Wat kun je in de onderbouw doen, zodat de studenten die daar les geven hun leerlingen ook voorbereiden op bijvoorbeeld CoCo
    • Vakdidactisch materiaal
    • Uitwerking van crosscutting concepts (kennisbasis) naar mogelijke didactieken

Deze werkgroep heeft helaas geen doorgang kunnen vinden, vanwege persoonlijke omstandigheden. Hieronder vindt u de werkgroepaankondiging.

‘Bètaberoepen in de les’ is een effectieve manier om leerlingen in de onderbouw van het voortgezet onderwijs een brede beroepsoriëntatie te geven (Hamer, 2012). Door korte, bij de lesstof aansluitende opdrachten, maken leerlingen gedurende het hele jaar kennis met beroepen waarbij uw vak een belangrijke rol speelt.

In deze workshop maakt u kennis met de achterliggende ideeën en krijgt u voorbeelden van de uitvoering in het voortgezet onderwijs en de lerarenopleidingen. U gaat zelf aan de slag met het ontwerpen van beroepsgeoriënteerde opdrachten. Kernbegrippen zijn hierbij: activerende didactiek, concept-context, bètaberoepen.

Hamer, R. (2012). Bètaberoepen in de les: De invloed van de koppeling van lesstof aan beroepen en beroepspraktijk op de perceptie van en de keuze voor exacte vakken. Utrecht: Hogeschool Utrecht / Platform BètaTechniek

Verslag geschreven door: Agnes Stoute

‘Leren begint met iets te willen weten’

De Nieuwste School kent in de onderbouw geen monovakken voor bètaonderwijs. Alleen de talen, wiskunde en lichamelijke beweging worden als monovakken aangeboden. Leerlingen krijgen meerdere blokken thema-tijd in de week, waarin zij zelf onderzoek doen rond een aangeboden thema. Ze mogen zelf kiezen of ze binnen een thema onderzoek doen in de richting van science, humanics of arts.
In de eerste les krijgen zij een introductie op het thema, waarin basiskennis kan worden overgebracht. Daarna werken zij ongeveer 4 weken aan het opstellen van een goede onderzoeksvraag en het uitvoeren van het onderzoek. Hierin wordt er opgesplitst in een science, arts en humanics groep. Tijdens de thema-tijd worden ze begeleid door experts (vakdocenten) in het gebied dat ze hebben gekozen. Buiten de thema-lessen zijn er mentor-lessen. De mentor begeleidt leerlingen bij het opstellen van de vraag en het onderzoeksproces. In de laatste thema-tijd les koppelen alle leerlingen terug aan de groep, waarin ze presenteren wat ze in hun onderzoek hebben gevonden.
Leerlingen leren in de onderbouw dus niet allemaal dezelfde concepten, maar leren vooral om onderzoek te doen. Om te voorkomen dat leerlingen alleen voor science, alleen voor arts of alleen voor humanics zouden kiezen, moeten ze van de zes thema’s twee thema’s in science doen, twee in humanics en twee in arts. De mentor beoordeelt de voortgang van de leerlingen aan de hand van rubrics met competenties. Hierbij krijgt hij hulp van de experts (vakdocenten).

In de onderbouw hebben de leerlingen dan een basis opgebouwd waarop ze voortborduren in de bovenbouw. In de bovenbouw krijgen de leerlingen wel monovakken. Wanneer de leerlingen voor bètavakken kiezen, krijgen ze verplicht NLT. In deze NLT lessen blijven ze doorgaan met het opstellen van onderzoeksvragen en het uitvoeren van onderzoeken aan de hand van thema’s. Deze thema’s zijn gekoppeld aan de mono-vakken, waar ze meer theoretische diepgang/input krijgen. In het examenjaar doen de leerlingen nog een meesterproef en richten ze zich verder op de voorbereiding voor het eindexamen. Tijdens de schoolcarrière maken leerlingen om de twee thema’s diagnostische toetsen, zodat ze weten op welke gebieden ze nog moeten bijspijkeren tijdens het examenjaar.

Mentoren op De Nieuwste school zijn vaak afgestudeerd aan de Pabo. De experts zijn eerste en tweede graads docenten. Om bij De Nieuwste school te passen moeten leraren buiten de normale paden denken en flexibel zijn.