Onderzoeksactiviteiten door leerlingen

“Wacht. Opnieuw. Ik drukte de verkeerde knop in.” ”Laten we het touw hieraan vastmaken.” Directieleden van de Drentse daltonscholen voeren opdrachten uit die bestemd zijn voor leerlingen uit hun groepen 6. Op de Theo Thijssenschool in Assen nemen ze deel aan een workshop die een lessencyclus ‘leren onderzoeken’ bij leerlingen introduceert. De directeuren hebben de opdracht te onderzoeken wat bepalend is voor de slingertijd: de lengte van de slinger, het gewicht dat aan de slinger hangt, de uitslag of hoe hoog de slinger losgelaten wordt. Net als de leerlingen mogen ze zelf van de tafel het materiaal pakken waarvan zij denken dat zij het voor het onderzoek nodig hebben. Ze hebben de keuze uit verschillende touwdiktes, liniaal, rolmaat of duimstok, stopwatches en diverse gewichten. Touw wordt afgemeten, slingers van diverse gewichten voorzien, het aantal slingeringen geteld, de tijd opgenomen. Er wordt overlegd en de resultaten worden genoteerd.

Meer aandacht voor bèta- en techniek­onderwijs

In het kader van ´Nederland-Kennisland´ wordt vanuit de politiek en het bedrijfsleven al geruime tijd gewezen op het belang van goed bèta- en techniekonderwijs in het primair onderwijs. Veel leraren worstelen nog met het relatief jonge vak Wetenschap & Techniek (W&T), met name op het gebied van de eigen kennis en de te hanteren didactiek. Te vaak verworden W&T-lessen tot leeslessen in plaats van dat leerlingen met materialen onderzoekjes uitvoeren. Zelf doen en zelf ervaren is voor het zelfvertrouwen van leraren belangrijk.

De deelnemers werken met lesmateriaal uit een cyclus van zes lessen die ontwikkeld is door daltonschool De Starter uit Groningen. De slingerproef is een opdracht uit les 1. Na het doorlopen van de lessencyclus moeten de leerlingen voortaan in staat zijn zelfstandig een onderzoek op te zetten en uit te voeren. Dan kan worden volstaan met het aanreiken van een prikkelende vraag of opdracht die de leerlingen aan de hand van het ‘zevenstappenplan van onderzoek doen’ zelfstandig kunnen oplossen. “De bij het Wetenschap en Techniekonderwijs nog veel gebruikte stuurkaarten, de naam zegt het al, geven de leerling geen of te weinig ruimte voor eigen initiatief. Er is te weinig ruimte voor eigen oplossingen en voor experimenteren. De leerlingen moeten de voorbeelden slaafs volgen”, zegt Jantje Lammers, directrice van daltonschool Kloosterveen in Assen “Dat past niet bij het daltononderwijs. Daarom hebben wij gekozen voor deze aanpak. Het gaat niet uit van een klassikaal leerverhaal; de leerlingen gaan zelf het leerverhaal ontdekken. Bovendien bevordert het de voor onze school belangrijke zaken als het zelfstandig werken, keuzevrijheid, het samenwerken en het reflecteren. De leerlingen leren kritisch naar hun werk te kijken.”

Zorgvuldig en systematisch onderzoeken

De directies zijn uitgeslingerd. Maar in plaats van nu de juiste antwoorden te bespreken, wordt in deze fase verwacht dat de leraar met de leerlingen over het proces praat. De vraag is of het onderzoek wel eerlijk uitgevoerd is. Is er wel steeds dezelfde touwdikte gebruikt, is wel steeds vanaf dezelfde hoogte het touw losgelaten? Heeft de slinger niet een zetje gekregen? Zijn er wellicht verschillende zaken tegelijkertijd onderzocht en kan dat wel? Was het touw wel steeds even lang bij het meten van het verschil tussen een licht en zwaar gewicht?

De leerlingen leren dat bij een eerlijk onderzoek alle omstandigheden gelijk moeten zijn en dat ze maar steeds één ding tegelijk mogen onderzoeken. Van tevoren beseften de ontwikkelaars van de lessencyclus niet de impact die het woord ‘eerlijk’ op de kinderen heeft. Al snel wordt het een spel om medeleerlingen bij onderzoeksopzetten op ‘oneerlijkheid’ te betrappen. Ze leren kritisch naar zichzelf en anderen te kijken.

In de lessencyclus leren de leerlingen in de eerste les dat je één variabele onderzoekt en de ‘rest vast zet’. Ze leren dan ook dat als je van tevoren een verwachting uitspreekt, je gerichter kunt onderzoeken. In les 2 laten de leerlingen aan de hand van proefbeschrijvingen zien dat ze een eerlijk onderzoek herkennen. Ze leren dat het resultaat van een eerlijk onderzoek herhaalbaar moet kunnen zijn (drie keer). Ze leren dat een conclusie exact geformuleerd moet worden. In les 3 leren de kinderen een hypothese op te stellen. Ze starten de hypothese steeds met: “Ik denk dat …”. Hoe een onderzoek opgezet moet worden komt in les 4 aan bod. Aan de hand van een – via een cartoon aangeboden – probleem proberen de leerlingen stapsgewijs een eerlijk onderzoek op te zetten. In les 5 voeren de leerlingen volgens het stappenplan enkele onderzoeken uit. De nadruk ligt nu op het trekken van een conclusie en het zoeken naar een verklaring. De laatste fase is dat de leerlingen zelf een onderzoeksvraag bedenken en daarvoor zelfstandig een onderzoek opzetten. Tevens leren ze in deze les hoe ze een onderzoek moeten presenteren.

Studie naar de effectiviteit van de lessencyclus

Vanuit TalentenKracht wordt onderzoek gedaan en vervolgens advies gegeven op het gebied van de juiste didactiek bij het vak Wetenschap & Techniek. Er wordt in het bijzonder ingezoomd op de interactie tussen de leraar en de leerling. Stap af van wat jij als leraar wilt weten, volg de redenatie van het kind. TalentenKracht ontwikkelt daartoe bij de diverse onderzoekstadia activerende vragen. Welke vragen kun je als leraar het beste stellen om de talenten van leerlingen op dit gebied te ontwikkelen? Hoe leid je het denken bij de leerling? Wat zijn valkuilen (bijvoorbeeld vragen gericht op reproductie van feiten)? Bij dit onderzoek is de lessencyclus van De Starter ingezet.

De Rijksuniversiteit Groningen heeft in het kader van TalentenKracht, op een dertiental scholen tevens onderzoek gedaan naar de effectiviteit van de lessencyclus (Wetzels et al., 2012). De voorlopige conclusie luidt dat na het volgen van de lessencyclus bij de leerlingen een significante toename te zien is van het niveau van wetenschappelijk redeneren, de kwaliteit van de onderzoeksopzet en kennis van de empirische cyclus.

Voor de effectiviteit, zo bleek uit het onderzoek, maakt het niet uit of de leerlingen meer- of hoogbegaafd zijn; alle leerlingen kunnen met de cyclus uit de voeten. Toch wordt de lessencyclus vaak ingezet voor de meer- en hoogbegaafde leerlingen. “De leerlingen zijn zinvol en zelfstandig aan het werk. Juist voor deze leerlingen zoek je opdrachten waarin ze hun creativiteit en intellectuele honger kwijt kunnen“, legt Harja Zwaan, leraar van De Starter, uit. “Met behulp van de lessencyclus kunnen ze met dat soort opdrachten aan de slag.” Directeur Jantje Lammers van daltonschool Kloosterveen in Assen ziet voor haar school mogelijkheden om met deze aanpak via een ontdekhoek de leerlingen zelfstandig allerlei zaken te laten onderzoeken: “Bepaalde onderdelen kun je prima op de weektaak plaatsen, waarna aan het eind van de week de gezamenlijke reflectiegesprekken volgen.”

Leerlingen stellen eigen onderzoeksvragen

De eigen onderzoeksvragen die de kinderen bedenken, zijn zeer divers: Maakt het wat uit voor het geluk als ik een klavertje drie of vier heb? Waarmee kun je een kampvuur beter blussen: water, zand of schuim? Zijn jongens nu echt sterker dan meisjes? Toen ik de wijk in liep zag ik verderop een kind met een bal stuiteren. Ik dacht dat ik het eerder zag dan dat ik de stuit hoorde. Klopt dat? “Het is geweldig om te zien hoe de leerlingen elkaars onderzoeksopzet becommentariëren, hoe enthousiast ze zich op de onderzoeken storten”, merkt de directrice van daltonschool Kloosterveen op. “Ik had veel onderzoeksvragen op technisch of natuurkundig gebied verwacht, maar favoriet bleek onderzoek te zijn naar gedragingen van medeleerlingen.”

Het lesmateriaal met betrekking tot onderzoeken en ontwerpen is ontwikkeld voor de bovenbouw. Het is het vervolg op de leerlijn. In de lessencyclus leren de leerlingen onderzoeken, daarna is er ruimte voor onderzoekend leren. Niet alleen bij wetenschap en techniek, maar ook bij aardrijkskunde, mathematiek en geschiedenis. Principes die de leerlingen bij de lessencyclus hebben geleerd zien ze ook terug bij het uitzoeken op internet. Ze leren kritisch naar bronnen te kijken, dat ze drie bronnen moeten vinden die hetzelfde beweren willen ze de informatie überhaupt mogen gebruiken. Hoe recent is de bron? De leerlingen moeten bijvoorbeeld de zoekzin ‘zijn er mensen op de maan geweest?’ intypen. Ze ontdekken dan dat er internetsites zijn die dat betwijfelen. Want heeft Hollywood dit niet in opdracht van de Amerikaanse regering in scène gezet? En kreeg het filmcentrum als dank daardoor niet een filmster als president (Ronald Reagan)?

Coaching door de leraar

Belangrijk is de coachende houding van de leraar bij dit soort lessen. De leraar zorgt voor een enthousiaste aanbieding/instructie, geeft tijdens het onderzoeksproces de nodige denkstootjes, die richting geven aan het onderzoek of het niveau van het onderzoek verhogen. Er worden door hem of haar geen kant-en-klare antwoorden gegeven, de kinderen worden zelf aan het denken gezet. ‘Hoe denk jij dat het zit? Wat denk je dat er zal gebeuren? Hoe zou jij dit oplossen?’ In de gezamenlijke reflectiefase leidt de leraar het gesprek over de resultaten en conclusies. “Het is een aanpak die niet voor niets op een daltonschool is ontwikkeld, het past bij ons onderwijs”, sluit directrice Jantje Lammers af.

Bronnen

Oldersma, F., Vries, H. de, & Nicolai, J. (2013). Onderzoeken. Leren Onderzoeken binnen Wetenschap en Techniek op de Basisschool. www.levendleren.nl.
Wetzels, A.F.M., Honingh, E.H., Veenstra, B., Geert, P.L.C. van, Steenbeek, H.W., & Fraiquin, M.C., (2012). Wetenschap, Techniek en Talent op de basisschool, werken met TK-vindplaatsen in het noorden. Groningen: Rijksuniversiteit. www.talentenkracht.nl.

Auteur: Folkert Oldersma is daltonleraar, werkt met bovenschoolse plusgroepen en schrijft en ontwikkelt lesprogramma’s voor ICT, Wetenschap & Techniek en Excellentie (www.scienceopschool.nl; www.techniektalentenergie.nl).