Hoe redden we ons wiskunde-en wetenschapsonderwijs?
Onderwijs met de metalen lat is sinds jaren met pensioen, tot de blijvende opluchting van Vlaamse studenten, alsook hun knokkels. Onderwijsexperts en beleidmakers daarentegen zitten stilaan met de handen in het haar terwijl ze met lede ogen toekijken hoe Vlaanderen elke vier jaar verder zakt in de internationale ranking voor wetenschaps- en wiskundeonderwijs, van wereldtop in de nillies tot net boven het globaal gemiddelde vandaag. Is de metaforische lat dan zoveel te laag gelegd met de shift naar competentie- en studentgericht onderwijs? Nog belangrijker, hoe leggen we de lat terug een stuk omhoog, zonder terug te grijpen naar harde tuchtschool-praktijken uit de jaren ‘80 en ‘90? Dat is de vraag die deze longread zal trachten te beantwoorden.
Voor we vooruit springen naar oplossingen, een schets van hoe het onderwijs in Vlaanderen van ”Top of the class” naar ”middle of the barrel” is teruggevallen in de internationale TIMSS en PISA testen. Onderwijsexpert Dr. Dirk Van Damme ziet hier een aantal redenen voor: “In Vlaanderen gaan we veel sneller achteruit dan het globaal gemiddelde de laatste vijftien a twintig jaar. De meeste redenen hiervoor zijn terug te traceren naar beleidskeuzes door onderwijskabinetten en instellingen in de jaren 90, stuk voor stuk genomen met beste bedoelingen maar nefaste uitwerkingen.“
De foute (uit de) 90’s
“Ten eerste heb je de shift naar meer competentiegerichte eindtermen en doelstellingen met een hardere focus op kunnen en met minder focus op harde kennis. Op het eerste gezicht klinkt dit niet slecht, want met enkel kennen zonder kunnen, daar bouw je geen huis mee. Maar we zijn hier wat in doorgeschoten, waardoor kennis nagenoeg uit het curriculum verdwenen is.”
“Ten tweede”, gaat Dr. Van Damme verder “is er ook een shift in hoe we de rol van leraren zien. We zijn van een kordate krachtige docent die gerespecteerd en misschien zelfs gevreesd was naar een zachte coachende en steunende leerkracht gegaan. Voor de duidelijkheid wil ik niet terug naar het oude systeem met roepen tegen leerlingen, nablijven bij de minste fout en in extremis de metalen lat op de vingers. In Vlaanderen hebben we echter die verandering te bruusk aangepakt, waardoor docenten nu niet weten waar ze staan in de klas. Dat terwijl meerdere studies juist duidelijk aanwijzen dat een krachtige docent, die zelfvertrouwen, controle en gezag uitstraalt, voor een beter leerproces zorgt. Dus daar is zeker een balansoefening voor nodig. ”
“Als laatste is er, al ligt dit vaak gevoelig, het gelijkekansenverhaal. Dit is net zoals de vorige punten een positief initiatief waar we in Vlaanderen in zijn doorgeslagen. Daardoor bouw je onderwijs dat de sterkste studenten links laat liggen en de lat gestaag verlaagt. We zouden naar een meer gebalanceerd model moeten, waar zowel de zwakste leerlingen ondersteund en de sterkst leerlingen uitgedaagd worden. De standaard terug wat hoger leggen en durven mikken op excellentie, dat zou alle studenten beter uitkomen op de lange termijn, ook de zwaksten. Dat is echt een mindsetshift die dringend nodig is.” concludeert Dr. Van Damme.
Dat allemaal tezamen zorgt dat het STEM onderwijs (science, tech, engineering and mathematics) zijn stoom alsook zijn sturing is kwijtgeraakt de laatste tijd. Zonder die harde aanpak moet men op zoek naar een andere bron van motivatie. Dr. Van Damme ziet een mogelijkheid in “Gamification” en inzetten op multimedia om wetenschapsonderwijs tastbaarder, concreter en boeiender te maken.
Van staal op knokkels naar handen uit de mouwen
Ook Ben Verhoeven, de oprichter van wetenschappelijk theatercompagnie ERLNMYR, Ilse Ooghe, de algemeen directeur van STEM-onderwijslabo Brightlab en Marian Michielsen, pedagogische content specialist bij Technopolis, zijn ook van mening dat er naar een nieuwe motivatiebron gezocht moet worden binnen het onderwijs.
Ben (ERLNMYR):
“Theater is volgens mij één van de beste manieren om wetenschap of andere hypercomplexe topics over te brengen aan een brede massa. Van oudsher zijn wij mensen altijd geboeid door verhalen. Dus als je wetenschappelijke feiten in een verhaal kan inschuiven wint het enorm aan kracht. Zonder dat verhaal voelen feiten vaak leeg of naakt aan. Zelfs de meest boeiende feiten gaan toch nog beter blijven hangen als je ze ergens aan ophangt, ze deel van een historie maakt. Daarom steek ik wetenschap, in de brede zin, in de stukken die ik maak.”
Marian (Technopolis):
“Het is inderdaad heel belangrijk dat wetenschap op zo veel mogelijk manieren aan jongeren en kinderen getoond wordt. In onze tentoonstellingsruimte kunnen ze het al een beetje beleven. In de shows gaan we heel hard inzetten op een verhaal rond die wetenschap en het spektakel. Als er met bliksem wordt gegooid of iemands hand wordt in brand gestoken en iedereen komt daar heelhuids uit buiten, dan willen kinderen weten hoe dat mogelijk is. In de workshops gaan ze dan zelf aan de slag, ervaren ze hoe dingen echt werken, hoe wetenschap voelt, proeft, er uitziet, met hun eigen ogen, handen en overige zintuigen. Bovendien is er altijd een begeleider bij, waardoor er meer één op één gewerkt kan worden. Daar leren jongeren dan meestal ook het meeste van. Door op al die manieren wetenschap aan kinderen uit te leggen ga je ook het maximaal aantal kinderen bereiken en warm maken voor wetenschap.
Ilse (Brightlab):
“Wetenschapsonderwijs heeft nood aan meer tastbaarheid. Wij werken bij Brightlab daarom workshops en concepten uit voor scholen die jonge studenten, van het 5e-6e lager tot het 6e middelbaar, uitdagen om verder te denken dan wat hun gegeven wordt. Om kritisch te denken, problemen op te lossen, hun creativiteit los te laten en zich helemaal te laten gaan in experimenteren. Wij proberen ook te zorgen dat ze tijdens onze modules en events steeds aan iets tastbaars bezig zijn, iets dat ze mee naar huis of naar hun klas kunnen nemen. Zoals bijvoorbeeld bij dit event in Technopolis, waarbij we studenten van het 5e en 6e lager onderwijs met robotica aan de slag lieten gaan om uitdagingen en problemen in het fictieve dorp ‘Robotegem’ op te lossen door een robot te bouwen voor een uitdaging. Elk team heeft ook effectief een functionerende ‘robot’ uit hout en kleine stukjes hardware en mocht vandaag hun uitvindingen uitstallen op een beurs hier, waar ze beoordeeld werden door een jury en prijzen konden winnen. Dat is een herinnering die die jongeren voor de rest van hun leven meedragen en een motivatieboost die ze maar moeilijk kwijt zullen geraken.
Bij Brightlab zijn wij dan ook echte voorvechters van meer STEM, meer toepasbaarheid en meer praktijk in het wetenschapsonderwijs binnen te brengen. Het werken met praktische wetenschappelijke uitdagingen heeft bovendien ook een weinig besproken voordeel: je leert omgaan met falen, want experimenten verlopen bijna nooit vanaf de eerste keer volledig juist. Je leert omgaan met teleurstelling, reflecteren, bijschaven en opnieuw proberen. Dat is een vaardigheid die enorm belangrijk is, zoals we allemaal weten, in het dagelijks leven.”
Marian (Technopolis):
“We hebben te weinig wetenschaps-rolmodellen die specifiek wetenschap op maat van jongeren uitleggen. Zowel in de klas moeten leerkrachten die rol terug opnemen, maar ook meer online wetenschapscommunicators en jonge wetenschappers zouden in beeld moeten komen. Als er meer jonge wetenschappers de spotlight zouden krijgen online en op tv dan zouden veel meer jongeren zich herkennen in wetenschap. Daarom zetten wij naast onze tentoonstellingen ook onze wetenschapscommunicators graag in de spotlights. Een persoon waarin je je herkent en naar op kan kijken, dat motiveert enorm.
Ben (ERLNMYR):
“Daarom is het ook zo belangrijk dat er een krachtige leerkracht voor de klas staat, die begeesterd is door materie, weet hoe die een klas jongeren met zich mee moet trekken en die ook na mislukkingen of tegenslagen hun studenten opnieuw kan motiveren. Waar leerlingen een voorbeeld aan kunnen nemen en die weet hoe je hetzelfde onderwerp uitlegt aan een 12 of een 16 jarige, hoe je dat helder en klaar communiceert.”
“Het onderwijs mist momenteel volgens mij ook de link of de verbinding tussen vakken, de connectie tussen alle wetenschappen. Chemie en fysica worden als totaal andere dingen onderwezen. Hetzelfde voor biologie, wiskunde, informatica, aardrijkskunde… maar die hebben allemaal zoveel met elkaar te maken. Die zitten zoveel in elkaars vaarwater.”
“Ik heb in het middelbaar wetenschappen wiskunde gestudeerd, maar desondanks was het zelfs voor mij heel lang een uitdaging om verschillende concepten aan elkaar te linken. Want dat doen wij veel te weinig. Je moet maar eens vragen aan een volwassene wat het exacte verschil is tussen fysica en chemie, niet veel mensen weten dat. Of bijvoorbeeld de grootte ordening van moleculen zoals DNA, eiwitten, vetten, zuurstof. Je maakt abstracte zaken begrijpelijker als je het hele systeem blootlegt en de connecties toont. Dat bijvoorbeeld Pythagoras een belangrijke rol speelt in bouwkunde, dat wiskundige patronen, zoals de Fibonacci sequentie of de gulden snede, overal terugkomen in de natuur. Er moet meer vakoverschrijdende gewerkt worden, alles moet meer met elkaar verbonden worden.”
Ilse (Brightlab):
“Als je het concreter maakt gaan jongeren ook beter mee zijn en daardoor meer in hun eigen kunnen geloven. Het is voor iedereen mogelijk om wetenschappelijk inzicht op te bouwen. Uiteraard moet niet iedereen ingenieur of technicus worden, dat is helemaal niet nodig. Wat we met Brightlab wel willen bereiken is dat jongeren beseffen dat ze niet bang hoeven te zijn van wetenschap. Je moet gewoon de juiste mensen en juiste systemen vinden om dit toe te passen.“
Over domeinen en schoolmuren heen leren
Dat er vakoverschrijdend en misschien zelf schooloverschrijdend gewerkt moet worden, daar is ook Leen De Vry, clb-medewerkster en pedagoog, het mee eens: “Sinds studiejaar 2021-2022 is er een verandering doorgevoerd in hoe het middelbaaronderwijs georganiseerd wordt. We zijn stelselmatig aan het afstappen van ASO, TSO, KSO en BSO. De opdeling is nu volgens domeinen en finaliteiten. Wat volgens mij vooral belangrijk is in dit nieuwe schoolsysteem, is het verschil dat er nu ontstaat tussen domeinspecifieke en domeinoverschreidende opleidingen en scholen. Kort door de bocht vervangen domeinoverschreidende opleidingen de oude ASO opleidingen en domeinspecifieke opleidingen de oude TSO, KSO en BSO opleidingen en zijn de twee veel meer gelijk getrokken dan vroeger, zowel op aanzien als niveau”
Diepgang motiveert
“Uit voorlopig onderzoek blijkt dat domeinspecifieke richtingen, die zich bijvoorbeeld volledig toeleggen op technische wetenschappen, beter zijn in het brengen van wetenschap en wiskunde en in het motiveren van hun leerlingen. Dit is ook logisch, want in een domeinspecifieke opleiding krijg je veel meer vakken gekoppeld aan je domein, terwijl je in een domeinoverschreidende opleidingen verplicht wordt om ook sterk in te zetten op bv Frans of geschiedenis, ook al ligt jouw interesse daar totaal niet. Dat demotiveert studenten.”
“Daarnaast staan de leerkrachten in domeinspecifieke opleidingen vaak meer gemotiveerd voor de klas, omdat ze echt heel bewust ervoor kiezen om in dat domein les te geven, waardoor ze vol passie voor de klas staan. Bij domeinoverschreidende opleidingen kan het zijn dat je leerkracht fysica eigenlijk vooral opgeleid is om Engels te geven, maar gewoon nog twee uur nodig had om hun uren te halen. Dat voel je als student sowieso.”
Teamwerk maakt sterk
“Je zou dan in mijn mening voor domeinoverschreidende richtingen beter samenwerken met domeinspecifieke scholen en bepaalde vakken bij een andere school gaan volgen als die daar meer expertise in heeft. Bijvoorbeeld een domeinoverschreidende school die een wetenschappen wiskunde opleiding aanbiedt, waarbij je de algemene vakken op die school volgt, maar je wetenschapsvakken in een naburige domeinspecifieke school volgt.”
“Er is zelfs al een pilootproject op til in Torhout, waarbij alle middelbare scholen van de hele stad naar één campus werden verplaatst, waardoor dit soort samenwerking veel vlotter mogelijk zijn en lessen steeds door de best opgeleide personen gegeven kunnen worden. Als scholen elkaar meer zouden ondersteunen in plaats van beconcurreren, dan zou dit volgens mij ook die scores in de TIMSS testen en dergelijke ten goede komen.”
Hieronder kan je nog luisteren naar een getuigenis van twee broers Maarten en Pieter Anseeuw, de ene die Wetenschappen Wiskunde studeerde in het domeinoverschreidend systeem, de ander die dit jaar zijn opleiding Technologische Wetenschappen in het domeinspecifiek systeem zal afronden. Ze delen hun bevindingen over waar het verschil ligt, wat ze denken dat beter is en hoe zij de toekomst van wetenschapsonderwijs voor zich zien.
