Het Model

De onderdelen

Hieronder zoomen we dieper in op elk onderdeel van het model dat heel visueel weergeeft, hoe we een STEM- leraar in het basisonderwijs zien en waarop een opleiding of professionalisering moet inzetten.

De fysische wereld

De fysische wereld staat centraal in STEM- onderwijs en bevat de levende natuur, de niet-levende natuur en alle technische realisaties. Doorheen de eeuwen probeert de mens deze fysische wereld te doorgronden, er gebruik van te maken en verder te ontwerpen ten behoeve van eigen en/of maatschappelijke noden. De fysische wereld is de wereld van waaruit alles vertrekt. Het is deze wereld waar kinderen, wetenschappers, ingenieurs, … zich over verwonderen en die je als leraar centraal moet stellen.

Succesfactoren

In deze schil zijn de succesfactoren gevisualiseerd. Het zijn in principe attitudes die garantie bieden op succes wat betreft vormgeven van STEM onderwijs. Over hoe meer van deze attitudes je beschikt, hoe hoger de kans is dat je je doelen bereikt. Ze zijn moeilijk meetbaar en vragen om volgehouden inspanningsverbintenissen. Je moet immers blijvend nieuwsgierig zijn, rekening houden met verschillen, durven, … Ondanks het feit dat deze attitudes moeilijk meetbaar zijn, zijn ze essentieel om op in te zetten in de opleiding van leraren. Automatisch zal dit ook verplichtingen meebrengen voor de opleider; moet deze ook niet passie, nieuwsgierigheid, durf, … tonen?

Een aantal van de attitudes zullen ook groeien naarmate een leraar meer ervaring heeft en meer inzichten opgedaan heeft over STEM en STEM-onderwijs. Een voorbeeld daarvan is zelfvertrouwen. In aanvang zal je vertrouwen moeten stellen in … en dit zal evolueren naar zelfvertrouwen.

Bovenstaande betekent dat de opleiding van leraren er zeker moet voor zorgen dat:

Leraren in toenemende mate zin hebben in, verwonderd zijn over, passie hebben voor, nieuwsgierig zijn naar de reële fysische wereld (STEM- wereld).
Leraren in toenemende mate (zelf)vertrouwen en durf hebben op gebied van STEM en STEM-educatie zodat de leraren zich competent voelen en uitdagingen durven aangaan. Dit betekent eveneens dat ze mee onderzoeker durven zijn met het kind en dat ze durven loslaten.
Leraren bewust zijn van diversiteit. Hieronder vallen onder andere bewustzijn van verschillen in gender, culturen en socio-economische achtergrond wat betreft STEM. Hier onder valt ook het feit dat leraren zich bewust moeten zijn van de verschillende ideeën die leerlingen hebben over de fysische wereld alsook het feit dat ze zelf ideeën hebben over deze fysische wereld die kunnen afwijken van deze van anderen. Belangrijk is steeds om verder te bouwen op de ideeën die je zelf hebt en zo te komen tot meer wetenschappelijke ideeën.
Leraren leerbereidheid tonen.

STEM-geletterd

Een hoeksteen om te komen tot een STEM-leraar die goed STEM onderwijs toepast, is als leraar STEM- geletterd zijn. Automatisch betekent dit dat ook de opleider STEM-geletterd is.

De definitie van STEM-geletterd halen we uit een aantal bronnen. STEM-geletterdheid zou volgens Honey et al. (2014) het volgende kunnen omvatten. 1) bewustzijn van de rollen die wetenschap, techniek, engineering en wiskunde vervullen in de moderne samenleving, 2) vertrouwdheid met ten minste een aantal van de fundamentele concepten van elke discipline, 3) beschikken over een basisniveau van toepassing, bijvoorbeeld in staat zijn om kritisch wetenschappelijke of engineeringsinhoud te evalueren in een nieuwsbericht of om wiskundige operaties uit te voeren die relevant zijn voor het dagelijkse leven.

Volgens het ‘You for Youth’ netwerk (www.y4y.ed.gov) is STEM-geletterdheid de mogelijkheid van iemand om fundamentele concepten uit wetenschap, techniek, engineering en wiskunde te verstaan en toe te passen om te komen tot weloverwogen beslissingen, om problemen op te lossen en nieuwe producten en processen te creëren.

Dit betekent dat het doel van de opleiding van leraren moet zijn ervoor zorgen dat:

Leraren inzicht hebben op eigen niveau in STEM inhouden, dit betekent inzicht in de fundamentele concepten van/over elke discipline onder STEM alsook inzicht in de connectie tussen de verschillende disciplines. Onder deze fundamentele concepten horen: Big Ideas en Nature of Science, Mathematics, Engineering en Technology.
Leraren de bovenstaande inzichten ook kunnen toepassen op eigen niveau om te komen tot weloverwogen beslissingen, om problemen op te lossen en nieuwe producten en processen te creëren.
Leraren wetenschap en techniek (STEM) kunnen ontdekken en zien in een reële wereld.
Leraren verbanden kunnen leggen met de STEM-realiteit in bedrijven, onderzoekscentra, …

21^e eeuw competenties

Een tweede hoeksteen om te komen tot een STEM-leraar die goed STEM onderwijs toepast is beschikken over 21^e eeuw competenties.

“De 21^e eeuw competenties zijn een mengsel van cognitieve, interpersoonlijke en intrapersoonlijke karakteristieken die dieper leren en kennistransfer ondersteunen. Tot de cognitieve competenties behoren kritisch, innovatief en creatief denken; de interpersoonlijke kenmerken omvatten communicatie, samenwerking en verantwoordelijkheid en de intrapersoonlijke kenmerken omvatten flexibiliteit, initiatief en metacognitie.” (Honey et al., 2014)

Deze 21^e competenties leiden tot een onderzoekende houding die noodzakelijk is in zowel in ontwerpen, onderzoeken als problemen oplossen. Bovendien zullen deze 21^e eeuw competenties de leraar ook in staat stellen de eigen praktijk in vraag te stellen en aan te passen (zie praktijk).

Onder de competenties vallen dus naast de hogere orde denkvaardigheden ook sociale competenties zoals durven argumenteren, in dialoog gaan (durven je mening uiten én bereid zijn je mening bij te sturen op basis van dialoog met anderen) en samenwerken (onderling, met anderen zoals bedrijven en onderzoekscentra). Vanuit het STEM gegeven zal dit steeds vanuit een eerlijke en op een wetenschappelijke manier moeten gebeuren.

Dit betekent dat het doel van de opleiding van leraren eveneens moet zijn ervoor te zorgen dat

Leraren beschikken over 21^e eeuw competenties die zich kenmerken door cognitieve, intrapersoonlijke en interpersoonlijke karakteristieken.

De praktijk

Een derde hoek is de vertaling naar de praktijk. Een leraar moet uiteraard over didactische tools en inzichten beschikken om STEM in eigen praktijk te brengen. Deze praktijk situeert zich daarenboven in een specifieke schoolcontext waar rekening mee dient gehouden te worden.

We spreken hier bewust niet van dé STEM-didactiek. Het zijn elementen van goed onderwijs die leraren moeten kunnen toepassen en inpassen in de eigen praktijk en schoolcontext. Dit betekent ook dat geen losstaande STEM-activiteiten moeten gecreëerd worden

Om dit te realiseren moet de opleiding van leraren ervoor zorgen dat

Leraren elementen van goed onderwijs kennen, herkennen, toepassen en integreren om STEM- doelen te bereiken en STEM inzichten bij kinderen te ontwikkelen. Zie hiervoor ook de andere tekening of model (omschrijving hieronder).
Bovenstaande impliceert onder meer dat leraren inzicht moeten hebben in de doelen van basisonderwijs gerelateerd aan STEM.
Tot de elementen van goed onderwijs behoren onderzoekend leren, samenwerkend leren, dialoog en debat, ontwerpend leren, exploreren, … dit alles op niveau van de klas. Leraren beschikken over inzichten hoe ze deze elementen van goed onderwijs kunnen implementeren in eigen klas zodat bij alle kinderen in de klas de STEM-doelen bereikt worden.
Leraren kansen zien om aspecten uit de leefwereld van kinderen aan te grijpen als vertrekpunt voor STEM-geïntegreerde activiteiten, hieronder vallen ook de thema’s en projecten.

De STEM-leerling

Ook de leerling beleeft STEM-onderwijs vanuit het vertrekpunt van de fysische wereld, en bouwt aan zijn STEM-geletterdheid in interactie met zijn 21ste eeuw competenties.

Buitenste schil: de fysische wereld

Volgende schil: passie, verwondering, …
Geel: de STEM-geletterde leerling
Rood: de leerling en de 21e eeuw competentie

Op basis van bovenstaand model en op basis van de input van de verschillende CoP-leden, literatuur en goed practices is een databank uitgebouwd op deze website die input kan geven aan lerarenopleiders om mee aan de slag te gaan.