Algemeen
Nakijken leerlingenwerk Vreemde talen Leren met kunst Hogere denkvaardigheden Kunst in curriculum Kunst in de les Leerinhouden Methode kiezen Kind is méér dan getal
Ouders
Digitaal oefenen taal rekenen vo
Rekenen
Beter leren rekenen po Beter rekenonderwijs Clusteren rekenonderwijs Citotoets rekenen groep 1 2 Cognitieve voorstellingen wiskunde Computerspelletjes Differentiatie voorbereiding Differentiatie rekenles mbo Digitaal assessment Dyscalculie kenmerken Hersengedrag rekenonderwijs po Leren klokkijken Leereffecten computerspel kleuters Leerlijn rekenen Leerlijnen de baas Motivatie pro-leerlingen Verdieping reken wiskundeonderwijs po Ontwikkelingspaden Opbrengstgericht werken en rekenproblemen Referentieniveau 1F Prentenboeken voorlezen Interactieve wiskundelessen Rekenachterstand po Rekenen automatiseren Beeldende opgaven Rekenachterstand wegwerken Mindset bij rekenen Taal in rekenen Strategieën leerlingen Voorkomen van rekenproblemen Rekenproces in de rekenles Getalbegrip werkgeheugen Schatten en rekenen Singapore rekenen Rekentaalkaart Tafels leren Instructievormen sbo Rekenonderwijs breuken Evaluatie groep 3 po Vertaalcirkel 1 Vertaalcirkel 2 Vertaalcirkel 3 De vertaalcirkel hulpmiddel Vertaalcirkel kleuters Tips zwakke rekenaars Diagnosticerend onderwijzen bij rekenen
Taal
Algoritmische benadering spelling Geletterdheid adolescente risicoleerlingen Begeleid hardop lezen Schrijfvaardigheid maatschappijvakken Zelfcontrole talen Woordenschat differentiatie Taallijn peuters kleuters Interactief taalonderwijs Taal bij het jonge kind NT2 bij migrantenkinderen Is muziekonderwijs een hulpmiddel bij taal? OGO bovenbouw Meertalige contexten Schooltaal woordenschat po Taalontwikkeling NT2-stimuleren taalontwikkeling Taalgericht onderwijs Goed taal- en leesonderwijs Rijk taalaanbod Taalachterstand Taalles als taallab Taalonderwijs BBL Taal en omgeving Tweetaligheid Woordenschat uitbreiden Woordenschat en ICT Woordenschatlessen Tips woordenschat
Lezen
Effectief leesonderwijs Begrijpend lezen Leesdorst lessen - 1 Leesdorst lessen - 2 Begrijpend lezen vak Boekenmaatjes voorlezen Close Reading Denkend lezen Goede schoolteksten Leerstijlen Digitaal voorleesprogramma DIVO Effecten digitaal leermiddel Aanpak begrijpend lezen Leesonderwijs ZML Leesonderwijs ZML 1 Schrijven en lezen Interactief voorlezen Vmbo leerlingen Leescoaches Slechthorende dove leerlingen Letters leren Effectief leren spellen Lezen en spellen Tips motivatie lezen technisch begrijpend studerend lezen Begrijpend lezen po Begrijpend leesresultaten Pictoverhalen lezen Woordenschat leesbegrip Leuke schoolteksten Leesbegrip zaakvakken po Begrijpend luisteren en lezen Leesvaardigheid zaakvakken Leesprestaties groep 6 po 2011 Vloeiend lezen
Lezen - dyslexie
Begeleiding dyslexie Gave van dyslexie Dyslexie behandeling Dyslexie en depressie Dyslexie kenmerken Krachtig anders leren Lettertype Dyslexie Ontwikkelingsdyslexie Dyslexieverklaring terecht? Tijdig signaleren Dyslexie tips Eindexamen en dyslexie Interventies dyslexie
Samenwerken
Veranderaanpak leerKRACHT 2013 2014
Schrijven
Schrijfonderwijs verbeteren Academische synthesistaken Schrijfvaardigheid onderbouw VMBO HAVO VWO Verbetering schrijven po
Spelling
Spellingvaardigheid De speller Spelling instructie Spelling methode Expliciete instructie Opbrengstgericht werken bij spelling Leren spellen Spelling oefenen Spelling toetsen Spellingtraining Spellen en stellen
Burgerschap
Burgerschapsonderwijs VO Invloed scholen burgerschap leerlingen Socialisatie leerlingen Gescheiden onderwijs Burgerschapscompetenties Video games vo
Gym
Effect beweging Spel en beweging Samenwerkend leren bij gym Springen en rennen
Beroepsonderwijs
Computergames wiskunde Computergames wiskunde reflectie Geïntegreerd taal/vakonderwijs meerwaarde woordenschat citotoetsen
Techniek
Techniek en vakmanschap Practicum als onderwijsactiviteit Fascinerende ontdekkingen Empirische cyclus (1) Techniek: Leren door doen Empirische cyclus (2) Techniek talent Techniek attitude Vliegwielen begrijpend lezen po
VO en MBO
Kenmerken MBO-studenten
Kunst
Assessment kunsteducatie Componeren Cultuurprofiel Kind centraal Tien effecten van kunst Kunstonderwijs Muziekeducatie Praten over kunst Tekenles Cultuurcoördinator
Engels
Stimulering leesvaardigheid vo
Exacte vakken
TIMSS-2015 Programmeren Exacte vakken 2008 Exacte vakken 2007 Exacte vakken 2011 Internationaal basiSS 2015 Interesse voor bèta

 

Techniek - Onderzoeken met de empirische cyclus (1)

Hanno van Keulen

Professor in Leadership in Education bij Windesheim Flevoland

 

h.van.keulen@windesheimflevoland.nl

  Geplaatst op 1 juni 2014

van Keulen, H. Sol, Y. (2014). Techniek - Onderzoeken met de empirische cyclus (1).
Geraadpleegd op 28-07-2017,
van http://wij-leren.nl/techniek-empirische-cyclus.php

Dit artikel is geschreven samen met Yvette Sol

De empirische cyclus

In wetenschap en techniek begint bijna elke ontwikkeling met een vraag of een probleem. “Hoe werkt dat eigenlijk”? “Kan dat beter?” Daarbij kijkt de onderzoeker, ontwerper of technicus nieuwsgierig, verwonderd of misschien juist geërgerd naar iets in de materiële wereld.
 
De weg van verwondering naar oplossing of antwoord is in de werkelijkheid vaak lang en grillig. Er is geen vast stappenplan dat je, wanneer je dit maar volgt, gegarandeerd bij het gewenste eindpunt brengt. Wel heeft de weg een aantal herkenningspunten waar je vroeg of laat, en vaak meerdere malen, langs komt1.
 
Wanneer je deze vereenvoudigt en schematiseert ontstaat ‘de empirische cyclus’. Die cyclus kent twee varianten. Als je vooral iets wilt weten of begrijpen, volg je de onderzoekscyclus. Als je een probleem wilt oplossen door iets (nieuws) te maken, volg je de ontwerpcyclus.
 
Onderzoekers en ontwerpers zijn er niet in de eerste plaats op uit om veel te leren. Ze willen problemen oplossen, vragen beantwoorden. Dat staat centraal, maar het leidt geen twijfel dat het proces ook leerzaam is. De empirische cyclus is een goed model om krachtige leeromgevingen te ontwikkelen.

Onderzoekend en ontwerpend leren

‘Onderzoekend en ontwerpend leren’ is de didactiek die hierbij hoort. Met onderzoekend en ontwerpend leren bereid je kinderen goed voor op de wereld van wetenschap en techniek, en kun je de talenten van kinderen op een veelzijdige manier aanspreken en ontwikkelen2.
 
In onderzoekend en ontwerpend leren gaat het niet in de eerste plaats om de oplossing van het probleem of het antwoord op de vraag. Het gaat om leren, om talentontwikkeling. Dat heeft een aantal consequenties. Je kunt
kinderen uitdagen met vragen en problemen waar allang een oplossing voor is, maar waarvan je weet dat de weg er naar toe erg leerzaam is.
 
Als leraar of begeleider kun je je inhoudelijk voorbereiden en kinderen meer steun bieden dan wanneer werkelijk niemand weet hoe het moet. Zo kun je het leerproces effectiever en efficiënter maken.
 
Een gevaar is dat je je in je begeleiding te veel laat beïnvloeden door ‘het goede antwoord’. De kunst is om leerlingen in een authentieke empirische cyclus te brengen, waarin zij hun eigen vragen stellen en proberen te beantwoorden. Wanneer kinderen vragen: “Is het zo goed?”, dan gaat er eigenlijk iets mis. Kinderen zijn hun eigen opdrachtgever. Ze beantwoorden hun eigen vraag en hebben zelf (bewust of nog onbewust) criteria opgesteld waar de oplossing aan moet voldoen. Ze weten dus zelf of ‘het’ zo goed is.
 
Als begeleider speel je eigenlijk een rol, namelijk die van de meer ervaren, maar net zo goed op dit specifieke terrein onwetende collega, of belanghebbende, of geïnteresseerde leek. Dat is een leuke maar ook lastige rol!
 
Het gaat er dus om dat je de kinderen helpt hun eigen empirische cyclus te doorlopen. Op enig moment moet er een onderzoeksvraag of een ontwerpprobleem geformuleerd worden. Ergens in het proces moeten uitkomsten vergeleken worden met bedoelingen en criteria, et cetera. De begeleider kan daar gericht naar vragen en kinderen ook aanmoedigen de volgende stap te zetten binnen de empirische cyclus3.

Talentontwikkeling door doen en denken

Kenmerkend voor talentontwikkeling in de context van wetenschap is een afwisseling van doen en denken . Het eerste ‘doen’ is opdoen van een ervaring. Die ervaring zet je aan het denken. In een volgende fase ontwikkel je al denkend een oplossing, die je vervolgens al doende gaat uitproberen. Over de resultaten ga je weer nadenken, je trekt voorlopige concusies die je in de praktijk nader gaat onderzoeken, enzovoort.
 
In het doen en denken van kinderen in de context van wetenschap en techniek kunnen we verschillende niveaus en niveau-overgangen onderscheiden. In de literatuur wordt voor dit proces wel een driedeling gehanteerd die we hier overnemen: ervaren, relateren en theoretiseren .

Niveau 1: Ervaren

Het eerste, meest basale niveau, is gebaseerd op de directe zintuiglijke ervaring met fenomenen. Kinderen kijken, wijzen en gebruiken vooral aanwijzende termen zoals ‘dat daar’, en ‘ik ben hier’. De materiële werkelijkheid dringt zich aan ons op, we doen bewust of onbewust waarnemingen, en er ontstaat in dit aanwijzend benoemen een eerste, impliciete, nog niet van de persoonlijke ervaring los te maken impressie6.
 
Termen als ‘dat’ en ‘daar’ hebben alleen betekenis in de context waarin de uitspraak gedaan wordt. Ze verwijzen naar ‘iets’ in de werkelijkheid zonder dat het nodig is eigenschappen van dit iets te benoemen. Kinderen blijven in dit niveau nog sterk bij observeren en onberedeneerd handelen. Ze handelen als het ware nog weinig ‘in hun hoofd’. Ze zijn wel nieuwsgierig maar niet altijd verwonderd, want ze hebben nog geen concrete verwachtingen.
 
Ze breiden hun ervaringen uit en accepteren de dingen zoals ze zich voordoen. Zo leren kinderen de materiële werkelijkheid steeds beter kennen en begrijpen. Ook heel jonge kinderen lopen bijvoorbeeld niet tegen een dichte deur aan want ze weten ondertussen dat die hard is, ook al kunnen ze nog niet praten7.

Niveau 2: Relateren

Na een tijd (dat kan overigens jaren duren en zelfs volwassenen realiseren zich regelmatig dat ze over bepaalde natuurlijke verschijnselen nooit nagedacht hebben) zijn kinderen niet meer gebonden aan het ondergaan van een verschijnsel en kunnen ze aandacht krijgen voor wat het verschijnsel kenmerkt. ‘Dat daar’ wordt een ding of een proces met eigenschappen.
 
Dit niveau maakt gebruik van het herkennen en beschrijven van relaties: aspecten die anders zijn of juist hetzelfde bij een ander verschijnsel of ding. Overeenkomsten worden patronen, patronen krijgen een naam en worden geordend in categoriën.
 
Zo krijgen we in dit beschrijvend niveau veel meer greep op onze leefwereld en wordt het mogelijk te praten over je ervaringen op een manier die ook begrijpelijk is voor wie niet in diezelfde concrete situatie is. ‘Ik doe dit’ wordt: ‘Je schaduw wordt groter als je dichter bij de lamp gaat staan’. Pas als je verbindingen legt en relaties tussen waarnemingen ziet, ga je tegenstrijdigheden herkennen die opnieuw geduid moeten worden. Daarbij speelt kennis een rol: nieuwe kennis wordt voor-kennis voor een nieuwe ervaring. Zo ontstaat verwondering en nieuwsgierigheid: “Hoe doet die goochelaar dat?”
 
De wisselwerking tussen doen en denken wordt steeds sterker, bewuster en ‘taliger’8. Kinderen kunnen op zoek gaan naar meer beschrijvende kenmerken, maar ze kunnen ook de consequenties van een patroon in de praktijk gaan onderzoeken: “Die knikker van ijzer zonk, zou deze boot van ijzer dan ook zinken?”. Kinderen ontdekken de kracht van abstracties en logisch redeneren. “Als iets van ijzer is, zinkt het”.

Niveau 3: Theoretiseren

Zo gaan kinderen over naar het niveau van theoretisch redeneren met behulp van concepten en komen dan (misschien, en zeker niet in de onderbouw) uit bij een begrip zoals ‘dichtheid’: “Als de dichtheid van een voorwerp lager is dan van water, dan blijft het drijven, ongeacht van welk materiaal het gemaakt is”.
 
Wanneer je woorden hoort zoals ‘nooit’, of ‘altijd’, dan weet je dat er een theoretische uitspraak wordt gedaan, want zulke uitspraken kun je niet baseren op zintuiglijke ervaringen. Je kunt er wel heel goed ideeën uit afleiden die je in de praktijk kunt onderzoeken en waar je nieuwe ervaringen door op kunt doen. Zoals de Oostenrijker Kurt Lewin in de jaren dertig al opmerkte: “Niets is zo praktisch als een goede theorie”.
 
Het is niet zo dat jonge kinderen overwegend op het aanwijzend niveau zitten en volwassenen overwegend op het theoretisch niveau. Dit heeft meer te maken met ‘leertijd’ dan met leeftijd9. Talentontwikkeling met wetenschap en techniek betekent leertijd benutten, verlengen en de aangeboren aanleg maar ook de verschillen productief maken. Sommige kinderen hebben eerder dan anderen oog voor overeenkomsten en verschillen, sommige kinderen durven meer te experimenteren en bieden hun klasgenoten daarmee een kans de ervaringshorizon te vergroten. Vragen hierbij zijn:
  • Hoe reageer je op verwachtingen die niet uitkomen?
  • Vind je dat wel best of zet het je aan het denken?
  • Wie toont de meeste volharding?
  • Wie komt tot originele denkbeelden die inspireren tot nieuwe ontwerpen of oplossingen?

Voorbeeld van de stappen van de empirische cyclus

De kinderen op deze school gaan onderzoek leren doen en komen voor het eerst in aanraking met de empirische cyclus. Ze gaan deze cyclus een keer doorlopen met de vraag “Waarvoor zorgt ei in een pannenkoek”. De kinderen denken dat het ei ervoor zorgt dat een pannenkoek aan elkaar plakt. Door uit te gaan proberen of dit klopt kunnen ze antwoord gaan geven op deze vraag. De kinderen gaan een pannenkoek met ei en zonder ei bakken. Ze komen erachter dat hun hypothese niet klopt en bedenken vervolgens nieuwe vragen. Zorgt dan de melk in de pannenkoek dat deze plakt?
 
Stappen van de empirische cyclus
techniek-empirische-cyclus

 
Na afloop van het bakken van de pannenkoeken zorgt de juf ervoor dat aan het einde van de middag de kinderen met elkaar nog een keer nadenken over wat ze gedaan hebben en welke stappen ze gezet hebben. De kinderen vonden het niet alleen leuk om te doen, maar hebben ook de stappen van de cyclus geleerd.

Opmerkingen

Onderzoekend en ontwerpend leren via een empirische cyclus kost de nodige tijd. Je doet het niet om de feitenkennis van leerlingen te vergroten maar om moeilijke en belangrijke leerdoelen te bereiken die samenhangen met het proces. Je wilt kinderen leren hun omgeving te ervaren, vragen of problemen te leren herkennen en die te leren aanpakken. Het belangrijkste resultaat is niet het antwoord of de oplossing, maar het ontwikkelen van een onderzoekende houding en het vermogen nieuwe problemen op te lossen.
 
Wanneer feiten en goede antwoorden centraal staan, zoals in zoveel instructiegeleid onderwijs, ontstaat het gevaar van ‘napraten’ op basis van de autoriteit van de ander, meestal de methode of de leraar. Kinderen kunnen heel goed feiten uit hun hoofd leren, maar de transfer daarvan naar nieuwe situaties is dan vrijwel altijd een probleem. Kunnen ze deze kennis straks ook verbinden met verschijnselen in een andere omgeving, met nieuwe ervaringen, met keuzes die ze bijvoorbeeld als burger moeten gaan maken?
 
Je hebt een goede conceptuele basis nodig die ontwikkeld is op basis van eigen, lichamelijke ervaringen en eigen mentale overwegingen. Op zo’n fundament kun je dan voortbouwen met kennis die niet uit eigen ervaring komt maar uit informatiebronnen zoals boeken, internet en uitleg. Ook voor ‘opzoekend’ leren is plaats in de context van wetenschap en techniek en dit kan wezenlijk bijdragen aan de ontwikkeling van informatievaardigheden en andere ‘21st century skills’10.
 
Talentontwikkeling in de context van wetenschap en techniek betekent met redeneringen en acties volgens de ontwerp- of onderzoekscyclus voortbouwen op een ervaring. Dat leidt niet alleen tot een beter begrip van de materiële werkelijkheid en talent voor onderzoeken of probleemoplossen, want begrip kristalliseert zich bijvoorbeeld ook uit in taal.
 
Er is inbeeldingsvermogen voor nodig om tot betekenisvolle woorden en concepten te komen en tot nieuwe ideeën te komen voor de praktijk.
 
Vaak hebben oplossingen van problemen en antwoorden op vragen bijvoorbeeld ook een mathematische kant. Voor dit hele proces moet je jezelf kunnen aansturen, motiveren, met frustratie om leren gaan en met anderen leren samenwerken. Daarom is wetenschap en techniek zo’n rijke leeromgeving!11

Literatuur

1 Kemmers & Van Graft, 2007
2 Van Keulen & Oosterheert, 2011
3 Mercer, Dawes, Wegerif & Sams, 2004
4 Van den Berg, 2010
5 Van Hiele, 1973; Driver, Leach, Scott & Wood-Robinson, 1994, Tytler & Peterson, 2005
6 Pylyshyn, 2007
7 Duschl, Schweingruber & Shouse, 2007; Goswami, 2008
8 Siegal, 2008
9 Ten Voorde, 1977
10 Baartman & Gravemeijer, 2011; Boswinkel & Schram, 2011
11 Kuijpers & Walma van der Molen, 2007

van Keulen, H. Sol, Y. (2014). Techniek - Onderzoeken met de empirische cyclus (1).
Geraadpleegd op 28-07-2017,
van http://wij-leren.nl/techniek-empirische-cyclus.php

Gerelateerd

Kindgericht onderwijs in een lerende school
Kindgericht onderwijs in een lerende school
Hoe groeit jouw school naar kindgericht onderwijs?
De lerende school 
Introductieworkshop Model voor Effectief Lesgeven
Introductieworkshop Model voor Effectief Lesgeven
Praktische actiestappen voor een goede les
Bazalt | HCO | RPCZ 
Ontdekkend leren
Ontdekkend leren: uitleg - kenmerken - stappenplan
Arja Kerpel
Techniek talent
Talentontwikkeling met wetenschap en techniek
Hanno van Keulen
Techniek attitude
Talent en talentontwikkeling van en door leraren en scholen
Hanno van Keulen
Empirische cyclus (2)
Techniek - Onderzoeken met de empirische cyclus (2)
Hanno van Keulen
Wetenschapsoriëntatie
Wetenschapsoriëntatie vwo-breed alternatief voor ANW
René Leverink
Techniek: Leren door doen
Techniek: leren door doen. Hoe geef je techniek een plek in het onderwijs?
Arja Kerpel
Fascinerende ontdekkingen
Fascinerende ontdekkingen met kinderen rondom wetenschap en techniek
Arja Kerpel
Fascinerende ontdekkingen
Fascinerende ontdekkingen met kinderen rondom wetenschap en techniek
Arja Kerpel
21st century skills
21st century skills
Casper Hulshof
Onderzoekend leren
Denken, dromen, kijken en doen
Bas ter Avest

Welke ICT-vaardigheden zijn nodig voor leerlingen van het praktijkonderwijs?
Programmeren
Wat weten we over de effecten van programmeeronderwijs op programmeervaardigheden van leerlingen tot 12 jaar?
Practicum als onderwijsactiviteit
Wat is er bekend over de effectiviteit van het practicum voor het verwerven van (theoretische) begrippen uit de bètavakken?
Creativiteitsontwikkeling
Welke factoren geven inzicht in de ontwikkeling van het creatief denken van leerlingen?
Vakspecialisatie
Wat zijn de ervaringen met vakspecialisatie en wat zijn de effecten?
Internationaal basiSS 2015
Exacte vakken internationaal vergeleken, groep 6, basisonderwijs – TIMSS-2015
Techniek en vakmanschap
Differentiatie binnen beroepsgerichte lessen Techniek & Vakmanschap
Interesse voor bèta
Interesse wekken voor bèta: Een meta-analyse van experimentele en quasi-experimentele studies
Exacte vakken 2011
Exacte vakken internationaal vergeleken, groep 6, basisonderwijs – TIMSS-2011
Exacte vakken 2008
Exacte vakken internationaal vergeleken, 6 VWO Wiskunde B en Natuurkunde – TIMSS-Advanced 2008
Exacte vakken 2007
Exacte vakken internationaal vergeleken, groep 6, basisonderwijs – TIMSS-2007
Schrijf in voor de nieuwsbrief
Schrijf in voor de nieuwsbrief
Schrijf in voor de nieuwsbrief
Schrijf in voor de nieuwsbrief
[extra-breed-algemeen-kolom2]

Kennisrotonde - stel je vraag

Leren in de 21e eeuw - gratis e-book

Verkiezing onderwijscooperatie

Empirische cyclus (1)



Inschrijven nieuwsbrief



Volg wij-leren.nl

Volg ons op LinkedIn Volg ons op twitter Volg ons op facebook

Mis geen bijdragen.