Kinderen kijken vol verwondering naar de fysieke wereld om zich heen. In die verwondering voor de fysieke wereld ligt de basis om met STEM aan de slag te gaan (Devlieger, Van Houte & Schaffler, 2013). Tegelijkertijd is de wereld steeds meer een digitale wereld en dat heeft zijn consequenties voor ons onderwijs. En het heeft geen zin om beide los van elkaar te zien. Niemand zit te wachten op een STEM-les aan de ene en een digi-les aan de andere kant. Vaak is men kritisch over het feit dat de digitale opmars het exploreren, onderzoeken en ontdekken van de fysische wereld verdringt. Maar we moeten het ook durven omkeren. De digitale wereld binnenbrengen kan wel degelijk het STEM-onderwijs versterken.

We leggen hieronder kort uit wat STEM precies inhoudt en geven vervolgens aan waarom het nodig is om voor integratie te gaan.

STEM-onderwijs zet in op het ontwikkelen van STEM-geletterdheid: “(…) het opbouwen van wetenschappelijke, technische en wiskundige inzichten, concepten en praktijken (S, T & M) en het inzetten ervan om complexe vragen of een levensecht probleem op te lossen (E)” (Departement Onderwijs en Vorming, 2015). Hierbij worden de vier STEM-disciplines geïntegreerd benaderd vanuit een procesmatige aanpak, waarbij ontwerpen (technology), onderzoeken (science), optimaliseren (engineering) en toepassen van wiskunde centraal staan (Zie figuur 1; Vervaet, 2020; Van De Keere & Neyrynck, 2020).

Om dergelijk STEM-onderwijs te realiseren leent de didactiek van onderzoekend leren zich goed waarbij de natuurlijke exploratiedrang van kinderen wordt geprikkeld en ingezet in het leerproces. Onderzoekend leren bevat vier didactische pijlers die houvast kunnen bieden aan leraren bij het opzetten en begeleiden van STEM-onderwijs. (Dejonckheere, Vervaet & Van De Keere, 2016; Van De Keere & Neyrynck, 2020; Vervaet, 2020).

Binnen relevante contexten werken waarin kinderen waardevolle en leerzame ervaringen kunnen opdoen is van essentieel belang. Een digitale verrijking kan er dan in bestaan de kennis van kinderen te activeren en hun nieuwsgierigheid verder te stimuleren door fysische verschijnselen op een zeer visuele manier te presenteren. Digitale hulpmiddelen zoals online beeldbanken zijn hiervoor ideaal. Voorbeelden hiervan zijn Schooltv of determinatie-apps. Bovendien kunnen digitale tools een extra dimensie toevoegen door het creëren of versterken van betekenisvolle contexten. Voorbeelden hiervan zijn apps zoals Chatterpix waarmee afbeeldingen kunnen praten.

Om kinderen aan te sporen na te denken en actief deel te nemen aan het lesgebeuren is het stellen van doordachte denk- en doevragen tijdens het leerproces een must. Deze aanpak sluit aan bij het concept van ‘formatief handelen’ (zoals beschreven door Kneyber et al., 2022), waarbij de nadruk ligt op instructie, voortdurende feedback en evaluatie. Dit kan door tussentijdse evaluatiemomenten in te bouwen tijdens het STEM-proces in een digitaal leerpad en/of via het scannen van QR-codes waarin opdrachten vervat zitten.

Deze pijler  wil leerlingen stimuleren om systematisch en ’zelfregulerend’ te werk te gaan door bijvoorbeeld een ‘eerlijk onderzoek’ op te stellen en uit te voeren waarbij ze variabelen controleren of door gebruik te maken van een bepaalde oplossingsmethode (heuristiek) in plaats van trial-and-error. Zo kunnen digitale hulpmiddelen ingezet worden om zelfregulerend leren te ondersteunen. Dit kan bereikt worden door gedifferentieerde leertrajecten via toepassingen zoals Nearpod of iLearn. Tools die tot doel hebben het computationeel denken te bevorderen vallen ook binnen deze categorie (bijvoorbeeld Scratch).

Samenwerking tussen kinderen moedigt hen aan om van elkaar te leren en bevordert het gebruik van metacognitieve vaardigheden doordat kinderen hun gedachten expliciet moeten maken. Digitale technologie heeft het potentieel om dit proces te ondersteunen en te versterken (Jeong et al., 2019). Een voorbeeld hiervan is het delen van schermen in samenwerkende klaslokalen of het zien van elkaars werk op het eigen beeldscherm. Daarnaast opent digitale technologie deuren naar metareflectie voor de leerlingen, omdat ze in staat worden gesteld om diverse gegevens over hun leerproces bij te houden. Dit kan onder meer bestaan uit antwoorden op online quizzen en digitale onderzoeksnotities via toepassingen zoals Bamboo Paper.

DigiSTEM: een pleidooi voor doordachte integratie

Samenvattend kunnen we stellen dat het integreren van educatieve technologie mogelijkheden biedt om het STEM-onderwijs te versterken voor wat betreft:

• samenwerkend leren (samenwerken met anderen en zo bijdragen aan het realiseren van een gemeenschappelijk doel);
• groei en stimuleren van STEM-competenties binnen een authentieke context (doelgericht werken);
• autonomie of zelfregulerend leren (doelgericht en efficiënt handelen door taken te plannen, uit te voeren, erop te reflecteren en waar nodig bij te sturen);
• het ontwikkelen van technische en instrumentele computervaardigheden en het ontwikkelen van digitale informatie- en communicatievaardigheden.

Dit gebeurt op dit moment nog te weinig. Daarom werd binnen het pilootproject DigiSTEM een instrument ontwikkeld, in de vorm van een ‘kijkkader digitale verrijking’, waarmee de leraar aan de slag kan gaan om de STEM-praktijk te optimaliseren.

Benieuwd naar meer? Neem een kijkje op www.digistem.be.

• Het tabblad ‘Met kinderen’ brengt je naar praktijkvoorbeelden van STEM-activiteiten met digitale verrijking.
• Het tabblad ‘Leerpad’ bevat info voor leraren, schoolteams, lerarenopleiders en nascholers die op zoek zijn naar ondersteuning bij het aanbrengen van DigiSTEM-inhouden.

DigiSTEM is het resultaat van een pilootproject via subsidiëring van het Departement Onderwijs & Vorming. Het kwam tot stand via een samenwerking tussen praktijkonderzoekers van Arteveldehogeschool, Hogeschool VIVES en UGent. Veel dank aan de leraren die betrokken waren bij het project.

Bronnen

Dejonckheere, P., Vervaet, S., & Van De Keere, K. (2016). STEM-didactiek in het kleuter- en lager onderwijs: het PK-model. Geraadpleegd van Onderzoeksreflector: https://www.onderzoekendleren.be/sites/default/files/STEM%20Didactiek%20%282%29.pdf

Departement Onderwijs & Vorming (2015). STEM-kader voor het Vlaamse onderwijs. Geraadpleegd via https://www.vlaanderen.be/publicaties/stem-kader-voor-het-vlaamse-onderwijs

Devlieger, K., Van Houte, H. & Schaffler, J. (2013). Grote onderzoekers. Onderzoekende houding ontwikkelen en stimuleren. De wereld van het jonge kind (3), 28-31.

Jeong, H., Hmelo-Silver, C.E., & Jo, K. (2019). Ten years of Computer-Supported Collaborative Learning: A meta-analysis  of CSCL in STEM education during 2005–2014. Educational Research Review, 28.

Kneyber, R., Sluijsmans, D., Devid, V., & Wilde López, B. (2022). Formatief handelen. Van instrument naar ontwerp. Culemborg: Phronese.

Van De Keere, K., & Neyrynck, G. (2020). Sterk in STEM. Inspiratiegids voor het lager onderwijs. Leuven: Acco.

Vervaet, S. (2020). Sterk in STEM. Inspiratiegids voor het kleuteronderwijs. Leuven: Acco.

Auteurs

De auteurs zijn lectoren/onderzoekers van de lerarenopleidingen kleuter- en lager onderwijs van Arteveldehogeschool en Hogeschool VIVES.

Jozefien Schaffler, Arteveldehogeschool

Kirsten Devlieger, Arteveldehogeschool

Stephanie Vervaet, Hogeschool VIVES.

Stijn Coussement, Hogeschool VIVES.

Kristof Van De Keere, Hogeschool VIVES.