Het leerplandoel Een oplossing ontwerpen voor een probleem of uitdaging door wetenschappen, technologie of wiskunde geïntegreerd aan te wenden komt zowel in de 1ste, 2de als 3de graad aan bod. In dit inspirerend voorbeeld vind je een situatieschets waarin we het doel hebben uitgewerkt.
Het voorbeeld bouwt verder op de algemene tekst over dit leerplandoel. Deze verheldert de volgende elementen:
de beginsituatie over de studierichtingen heen;
de eigenheid van het ontwerpproces;
keuze van een probleem of uitdaging;
geïntegreerd aanwenden van wiskunde, wetenschappen of technologie;
algemene suggesties voor een didactische aanpak.
Het is zinvol om met je collega’s in overleg te gaan over de wijze waarop leerinhouden van Wiskunde en Natuurwetenschappen aan bod zijn gekomen en hoe samenwerking tussen de vakken kan verlopen.
Je bent installateur elektrische installaties en je hebt een klant met een industriêle elektrische installatie waarbij de elektriciteitsfactuur hoog oploopt sinds de klant een digitale meter heeft. De klant vraagt aan je maatregelen om zijn energieverbuik te verlagen en zo ziijn elektriciteitsfactuur te beperken.
De volgende leerplandoelen komen nadrukkelijk aan bod. Ze staan centraal bij de didactische evaluatie van de opdracht.
III-Ele-da LPD 8: De leerlingen ontwikkelen een oplossing voor een probleem door STEM-disciplines geïntegreerd toe te passen.
In relatie tot het Gemeenschappelijk funderend leerplan I-II-III-GFL
I-II-III-GFL-ddaa LPD 10 De leerlingen genereren creatieve ideeën om een probleem op te lossen en bespreken de uitvoerbaarheid ervan aan de hand van criteria.
Een gerichte selectie uit deze doelen kan geheel of gedeeltelijk, vooraf of gelijktijdig aan bod komen bij de realisatie van de opdracht in de klaspraktijk.
Het is belangrijk dat de probleemstelling aansluiting kan vinden bij de beginsituatie van de leerlingen. Om de nadruk op het ontwerpen te leggen vertrek je van een zekere voorkennis en vaardigheden. Als leraar zal je dus moeten inschatten wat de beginsituatie van de leerlingen is en bepaalde leerplandoelen nog eens moeten toelichten zodat je tot een kwaliteitsvol ontwerp komt.
III-Ele-da LPD 51: De leerlingen verklaren het verband tussen een actief, reactief en schijnbaar vermogen
III-Ele-da LPD 52: De leerlingen verklaren het belang van een evenwichtife belasting in een driefasennet
III-Wis-da LPD 2: De leerlingen lossen vraagstukken en problemen op door te mathematiseren en demathematiseren en door gebruik te maken van heuristieken.
III-Wis-da LPD 3: De leerlingen gebruiken ICT om berekeningen uit te voeren en grafische voorstellingen te maken.
De kans is groot dat leerlingen snel en oplossingsgericht aan de slag gaan. Dat is niet verkeerd, maar kan ertoe leiden dat bepaalde oplossingen onvoldoende toereikend of zelfs helemaal niet passend zijn. Je stimuleert de leerlingen om gegevens te verzamelen via observatie of gerichte vraagstelling. Daarbij kan je volgende vragen opwerpen:
Natuurlijk wil je dat het probleem opgelost is of de uitdaging een antwoord heeft gekregen. Je kan denken aan volgende mogelijke outputvormen:
Oplossen via het integreren van wiskunde, wetenschappen of technologie
Uitgaande van de geformuleerde probleemstelling kan wiskunde, wetenschappen of technologie in de oplossing worden geïntegreerd.
Mogelijke aanknopingspunten voor techniek/technologie en het specifieke van de studierichting
Je kan verschillende werkvormen hanteren door leerlingen individueel dan wel in groepjes te laten reflecteren over de gestelde vragen. De groepen kunnen vertrekken vanuit dezelfde basiscasus, maar extra uitdagingen aangeboden krijgen (zie 2.2). Op die wijze kan je, rekening houdend met de groepssamenstelling, diversifiëren en een aantal leerlingen gaan uitdagen.
We schetsen hieronder een mogelijk lesverloop en handvatten om het ontwerpproces te begeleiden.
Inleven in het probleem: ontdekken en onderzoeken
Begrijpen: leren en inzicht
Bedenken: ontwerpen en plannen
Maken: ontwikkelen en testen:
De nadruk bij de evaluatie ligt op de centrale doelen. Volgende criteria kan je hanteren:
Daarnaast kan je een aantal criteria bij de flankerende leerplandoelen opnemen (zonder deze de bovenhand te laten innemen):
Je kan de evaluatie nog krachtiger maken door de leerlingen te betrekken bij het bepalen van de criteria en in de loop van het proces deze criteria te laten omschrijven en verfijnen.
