Leerlingen van het Heerbeeck College ontdekken dit jaar dat ze in een mum van tijd hun eigen elektrisch circuit in elkaar kunnen zetten of een sleutelhanger kunnen ontwerpen en 3D-printen. Het schoolteam in Best leert wat er nodig is om een pilotproject uit te bouwen naar structureel STEM onderwijs. TechNa (techniek & natuur) docent Sander van der Zande: “Voor structureel STEM onderwijs op school hebben we ieders karakter en talent nodig.”
Het eerste pilotjaar verzorgt StemUp-partner Junior IOT samen met de leraren van het Heerbeeck College de lessen en materialen. Het schoolteam maakt zich de vaardigheden en het gedachtegoed eigen en kijkt ondertussen al vooruit naar het komende schooljaar.
Zo’n vijfentwintig 2-vwo leerlingen werken in het TechNa lokaal van het Heerbeeck College geconcentreerd aan elektrische circuits. Dat doen ze door LED-lampjes en de pinnetjes van verbindingsdraden in de gaatjes van een zogeheten breadboard te plaatsen, een plankje niet groter dan een hand. De leerlingen zijn dus druk in de weer met volts en ampères, weerstand, stroomkringen, en parallelverbindingen. Niet dat ze zich druk maken om die termen. “We kunnen gelukkig meteen aan de slag, we hoeven niet eerst naar een lang verhaal te luisteren,” vertelt Sarah. “We hebben hier een stap-voor-stap uitleg op de site”, zegt ze wijzend op haar laptop achter haar breadboard. “Als je het dan echt niet begrijpt, vraag je het gewoon alsnog aan mevrouw Steeghs of meneer Van der Zande.”
Actief leren
Natasja Steures, TOA op de school in Best, herkent de woorden van Sarah. Ze ziet dat de praktische invulling van de les bij alle leerlingen aanslaat, temeer omdat er geen druk op staat. “Als we bij wijze van spreken vier weken uittrekken voor een Techna-werkstuk, hoor je ze in de eerste les al afvragen wat voor cijfer er voor ze inzit. Dat gaat ten koste van het plezier. Met dit leerprogramma leren ze echt spelenderwijs.”
Spelenderwijs leren betekent niet dat alles vanzelf gaat: de ene na de andere hand gaat de lucht in, vragend om hulp. “Daar zijn we alleen maar blij mee”, aldus Simone Steeghs, begeleider van Junior IOT. “Het toont de betrokkenheid van de leerlingen. Dat heb je nodig, want actief leren is effectief leren: om een vraag te formuleren moet je weten waar je staat, voorkennis ophalen, je kennis verwoorden et cetera. De hersenen gaan kortom aan. Van der Zande heeft die betrokkenheid overduidelijk: hij heeft voordat hij docent werd bij Philips gewerkt en wil die ervaring dolgraag meenemen naar het klaslokaal. We passen goed bij elkaar.”
Differentiëren
“Wie nog meer wil breadboarden, kan zich inschrijven voor het keuze-uur!” roept Van der Zande door het lokaal. “De leerlingen registreren de oproep, maar gaan onverstoorbaar verder. Twee dozijn dertien- en veertienjarigen die in stilte draadjes uit het breadboard halen en het er weer instoppen, zich verwachtingsvol richten op de lichtjes of juist verrast opkijken wanneer het gewenste resultaat van hun handelingen uitblijft: is dat het geheim van dit StemUp leerprogramma, of heeft de leraar nu simpelweg hele begaafde en ambitieuze jongens en meisjes in de klas? “Alle leerlingen begrijpen in een mum van tijd wat de mogelijkheden zijn van het breadboard of – zoals ze eerder het jaar hebben gedaan- van elektra solderen of 3D-printen. Ze willen er vervolgens zo snel mogelijk mee aan de slag en maken dan ook vorderingen.
Natuurlijk is de ene groep de andere niet: mijn mavoleerlingen worden aangesproken door het praktische, maar het tempo ligt wat lager. De spanningsboog is ook korter. Daar moeten we nog een weg in vinden. En weet je wat opvallend is? Sommige scholieren komen pas in beweging wanneer er een cijfer aan vast hangt. We moeten af van die soms hardnekkige schoolse mentaliteit en plezier en creativiteit alle ruimte bieden.”
Sarah is toe aan de volgende stap en vraagt haar leraar om een kleine joystick. “Hiermee kun je met het licht spelen,” legt ze uit. Iliad heeft de laatste twintig minuten van het blokuur besteed aan het nabootsen van de voorbeeldconstructie van zijn natuurkundedocent. Nu het opruimtijd is, moet alles echter weer ontkoppeld worden en gaan de onderdelen terug in blauwe bakken die over de tafels staan verspreid. Ook de meesterproef van Iliad moet eraan geloven. “Aaah, wat zonde nou!” zegt Van der Zande met een knipoog. En dan weer serieus: “Voor hem is het geen probleem, hij geniet vooral van het maakproces, maar anderen hechten er juist veel waarde aan zoiets mee te nemen naar huis. Zoveel leerlingen, zoveel karakters en zoveel wensen: differentiëren is een mooie uitdaging.”
Integreren
STEM onderwijs voor ieders niveau en interesse is een uitdaging. De projectweken en workshops opschalen en integreren in het curriculum van de school is bijkans nog ingewikkelder. “Tijdens het StemUp programma gaan de leerlingen aan de slag met solderen, 3D-printen en elektronica en krijgen zo te maken met licht, geluid, weerstand en stroomkringen et cetera. Al die zaken komen ook in het reguliere lesprogramma aan bod, maar niet per se op hetzelfde moment. Ik wens dat het zoveel mogelijk samenvalt, zodat de activiteiten van hoofd en handen elkaar echt versterken.” Dan wijst de TechNa docent naar een houten brug van bijna twee meter lang die boven hem aan het plafond hangt. “Mooi hout. een voorbeeld van het project in de volgende periode waar alle tweedejaars met ontwerpen, bouwen en testen mee aan de slag gaan. Wat als we hier de vaardigheden uit de workshop zouden kunnen toepassen zoals het 3D-printen of het aanleggen van een elektronische schakeling? Het hele jaar door een natuurlijke wisselwerking tussen theorie en praktijk via thematisch onderwijs, dat is het streven.”
StemUp
StemUp is een leer- en ontdekprogramma voor het eerste en tweede leerjaar van het voortgezet (speciaal) onderwijs, ontwikkeld door ASML, dat jongeren wil inspireren om te kiezen voor studie en werk in Techniek & Wetenschap. Scholen worden ondersteund door een StemUp coach en kunnen momenteel kiezen uit vier ondersteunende leerprogramma’s voor het bereiken van hun STEM ambitie.
Teamwork
Het is duidelijk dat Van der Zande, met een verleden als techneut bij Philips en zijn enthousiasme voor onderwijs, de drijvende kracht is achter de invoering van STEM op het Heerbeeck College. Maar is dat niet ook een valkuil? Kan hij zijn collega’s wel meekrijgen met zijn kennis en ideeën? Wat gebeurt er als hij onverhoopt wegvalt in het team? StemUp coach Tim Nota: “STEM draait om doen en experimenteren, maar een doordacht plan is ook noodzakelijk. Als je dat niet hebt, bestaat het gevaar dat het blijft bij projectmatig onderwijs dat afhankelijk is van het enthousiasme en de aanwezigheid van een docent. De stap naar structureel STEM onderwijs kun je dan mogelijk niet maken. Wanneer je echter aan een strategie werkt, documenteert en zaken op papier zet, kun je echt iets opbouwen. Je krijgt dan inzicht in waar het team staat en waar het naar toe wil; doelen worden behapbaar en bereikbaar, en je kunt evalueren en innoveren.”
“Alle neuzen dezelfde kant op, agenda’s vrijmaken voor een studiemiddag 3D-printen,” concretiseert Steures. “Een ambitieplan schrijven zal nooit mijn hobby worden, ik wil gáán,” geeft Van der Zande aan. “Gelukkig hebben we Alida Luteyn als projectleider, die is goed in regelen en stroomlijning, en andere collega’s houden de praktische invulling in het oog zodra ik luchtkastelen dreig te gaan bouwen. Het zou fantastisch zijn als we bijvoorbeeld de docenten Beeldende Vorming ook meekrijgen, voor structureel STEM onderwijs op school hebben we ieders karakter en talent nodig.”
Dan trekt Maarten hem aan zijn mouw: “Kom eens kijken!” Zijn leerling leidt hem naar diens werkstuk. Drie joysticks vullen het breadboard: “Wow, wie heeft er nog een PlayStation nodig als je dit hebt!?”
