Auteur: Liesbeth Noppen en Iris Stiers - leestijd 7 minuten
In 2021 startte MILO (de lerarenopleiding van VUB) met een pilootproject, in samenwerking met UCLL en Brightlab (RVO Society), om lerarenopleidingen te versterken in Blended STEM-didactiek. Dit initiatief werd opgezet op verzoek van de Vlaamse Overheid. Het project gaat op zoek naar hoe een slimme blend tussen digitaal en face-to-face leren het STEM-onderwijs kan verrijken. De focus ligt op het opleiden van toekomstige leerkrachten en het versterken van ervaren leerkrachten in hun STEM-competenties.
Het project gebruikt het Vakdidactisch model [1] dat een uitbreiding is van het PCK-model van Shulman [2] en het SQD-model [3] dat effectieve leerstrategieën in de lerarenopleiding beschrijft. Op basis van wetenschappelijke studies en feedback uit de praktijk van middelbare scholen werden de modellen aangepast, met als doel het ontwikkelen van een praktijkwijzer voor Blended STEM ter ondersteuning van lerarenopleiders.
In ons Blended STEM-project verwijst 'Blended learning' niet alleen naar het combineren van leren tussen school en thuis. We trekken deze benadering ook door binnen de schoolomgeving zelf, bijvoorbeeld via het Open Leercentrum, het lab of de buitenruimte [4].
STEM en Onderzoekende School?!
MILO heeft bewust gekozen om het concept 'Onderzoekende School?!' bij dit project te betrekken. Samen met STEM-teams, student-leerkrachten en een lerarenopleider zijn we dieper ingegaan op praktijkgericht onderzoek voor Blended STEM. Hierbij lag de focus op de specifieke behoeften van de school om het STEM-leren voor hun leerlingen te versterken. We willen benadrukken dat de scholen die deelnemen aan dit onderzoek er doelbewust voor hebben gekozen om de thuisomgeving niet in de 'blend' op te nemen.
"Blended learning biedt opportuniteiten en leerkansen binnen STEM die tot voor kort ondenkbaar waren, en die het mogelijk maken voor leraren om doelgericht met STEM te experimenteren, expertise en contexten in en uit de klas te trekken en de STEM-leerprocessen van hun leerlingen te ondersteunen."
Uitdagingen in de 21ste eeuw.
Twee vliegen in één klap.
Een project dat zowel de grote digitale als STEM-uitdagingen combineert kan mogelijk wat vragen oproepen bij leerkrachten. Toch passen STEM en digitaal leren goed bij elkaar en is het helemaal niet vreemd om blended learning toe te passen in STEM-onderwijs. Blended learning heeft namelijk verschillende onderwijksundige voordelen [8], [9], [10], ook specifiek binnen het STEM-onderwijs [11], [12], [13].
Hoe pak je dit concreet aan als leerkracht? Hoe ga je aan de slag met deze nieuwe uitdaging? Hoe verwerf je deze nieuwe competenties als leerkracht? Hoe zorg ik ervoor dat mijn aanpak effectief is en de leerkansen van mijn leerlingen maximaal benut worden, zodat we het beste uit elke leerling kunnen halen? Begrijpelijke zorgen en vragen. Bovendien zijn er nog niet veel studies verschenen over STEM-didactiek en blended learning binnen het secundair onderwijs. Via een onderzoekend team in het project OS?! gingen we op zoek naar de perfecte blend in de STEM-klaspraktijk.
Twee praktijkonderzoeken naar blended STEM-didactiek
Een team van OS?! in Brussel heeft onderzocht welke impact een blended STEM-project zou hebben op de lage motivatie en interesse voor STEM [14], [15], [16] bij derdejaars leerlingen in de studierichting natuurwetenschappen. De reeds bestaande face-to-face STEM-lessen werden gedigitaliseerd en samengevoegd met outdoor-leren en praktische leeractiviteiten, waarbij speciale aandacht werd besteed aan geïntegreerde STEM-materialen [17], [18], [19] binnen een authentiek en op leerlingen gericht thema: overleven. De klas werd verdeeld in twee groepen: de ene helft kreeg het project maximaal geblend aangeboden, terwijl de andere helft hetzelfde STEM-project traditioneel en volledig face-to-face kreeg.
Een ander OS?! team spitste zich toe op de zoektocht naar manieren om een bestaande digitale STEM-cursus van Brightlab voor het 4e jaar doorstroom wetenschappen-STEM op een kwaliteitsvol te ‘blenden’. De digitale lesinhouden uit de e-cursus, met weinig interactie of verbinding met concrete STEM-activiteiten, zijn vervangen door activerende face-to-face werkvormen, modelleren, verduidelijking en extra uitdagingen [20], [21]. Op basis van wetenschappelijk onderzoek rond succesfactoren voor blended learning binnen het hoger en volwassen onderwijs [22], [23], [24], [25] werd er getracht om de succesfactoren die het meest betrekking hebben op het lesontwerp (interactie, transparantie, productiviteit en personalisatie) te vertalen naar de context van het ontwerpen van het blended STEM-project voor het secundair onderwijs met het oog op een doelgerichte evaluatie en bijsturing ervan.
Leerlingen als drijfveer van Blended STEM-onderwijsvernieuwing
OS?! draagt het multiperspectivisme hoog in het vaandel en er wordt steeds getracht een uitdaging door zoveel mogelijk verschillende brillen te bekijken. De leerlingen werden dan ook van bij het begin van het traject betrokken bij het onderzoek. Niet enkel als proefkonijn voor het uittesten van de ontwikkelde blended STEM-projecten, maar als evenwaardige partner.
De leerlingen werden voor aanvang van het blended STEM-project door middel van een interactieve intro-sessie geïnformeerd over de aard en de reden van het onderzoek en vooral over het belang van hun feedback. Tijdens deze intro-sessie werd er ook gepolst naar hun perceptie rond STEM en blended learning. Zowel tijdens als na het project werden leerlingen bevraagd door middel van enquêtes en mini-polls en werden er terugkoppelingsmomenten of een focusgroepgesprek georganiseerd om betere inzichten te krijgen in de STEM-motivatiedynamieken van de ene groep en het aandeel van de geselecteerde succesfactoren op de actieve participatie van de leerlingen aan het ontwikkelde blended-STEM project van de andere groep. Het doel is uiteindelijk om niet alleen op basis van de ervaringen van leerkrachten, maar ook en vooral op basis van de ervaringen, bemerkingen en input van de leerlingen het blended STEM-project te kunnen evalueren, verbeteren en bijsturen. Zicht hebben op wat werkt en wat niet werkt in de eigen specifieke klas is van essentieel belang om de STEM-onderwijskansen van de leerlingen te versterken.
Digitaal of fysieke leeractiviteit: een doelgerichte en doordachte keuze
Puur digitaal leren werd door de leerlingen van de deelnemende scholen met gemengde gevoelens onthaald. Sommige leerlingen waren voorstander, terwijl anderen tegen waren.Opvallend was dat beide groepen leerlingen wezen op de afleiding die vaak gepaard gaat met online werken, wat het belang van de gebruikte definitie van blended learning in ons project benadrukt. Deze definitie, volgens Boelens (2015) en Cronje (2020) [26], benadrukt een doordachte integratie van zowel face-to-face als online leeractiviteiten om leren binnen een specifieke context te vergemakkelijken.
Blended learning opent nieuwe kansen binnen STEM, die voorheen ondenkbaar waren. Het stelt leerkrachten in staat om doelgericht met STEM te experimenteren, expertise en contexten in en uit de klas te brengen en zo de STEM-leerprocessen van hun leerlingen te ondersteunen. Het is essentieel om deze bewuste keuze voor online en face-to-face leren in een breed perspectief te plaatsen, waarbij de stem van de leerling wordt gehoord.
Leerlingen van de Brusselse school die deelnamen aan het blended STEM-project vertoonden achteraf een stijgende motivatie en interesse voor STEM, vergelijkbaar met hun klasgenoten die hetzelfde STEM-project op traditionele wijze kregen aangeboden. Uit bevragingen en gesprekken bleek dat vooral het gebruik van een authentiek en overkoepelend thema, gecombineerd met hands-on en outdoor leeractiviteiten, de motivatie had verhoogd. Interessant was dat de blended groep de lessen met wetenschappelijke apps en online instructievideo's als leerrijker beschouwde dan de groep die deze lessen volledig face-to-face kreeg.
De keuze voor een online of face-to-face leeractiviteit gebeurt dus effectief best niet arbitrair, maar wel in functie van de geselecteerde STEM-leerdoelen [19]. Leerlingen zijn in staat om mee te beslissen over digitaal en face-to-face leren en kunnen aangeven wat het beste werkt voor hun leerproces. Het betrekken van leerlingen, duidelijke communicatie en uitleg over STEM, blended lessen en het onderzoek leidde tot meer inzicht en werd door deelnemende leerlingen zeer gewaardeerd.
In de school waar de e-cursus zelf was geblend, werd een aanzienlijk hogere participatie aan de STEM-lessen opgemerkt door zowel leraren als leerlingen. De transparante, interactieve en doelgerichte mix van delen van de e-cursus en face-to-face activiteiten zorgde ervoor dat leerlingen actiever deelnamen aan de lessen en deze als leerrijker ervaarden, ongeacht hun interesse in het STEM-onderwerp.
Morgen begint vandaag
Zowel STEM als blended learning zijn al aanwezig in het secundair onderwijs, maar er is een grote behoefte aan aangepaste didactiek voor zowel leerlingen als leraren. Dit benadrukt de relevantie en urgentie van onderzoek naar Blended STEM, waarbij inzichten worden verzameld en vertaald naar de specifieke context van het secundair onderwijs. Wanneer onderzoek en praktijk elkaar ontmoeten, kennis wordt gedeeld en oplossingen worden gezocht, kunnen we tegemoetkomen aan de behoeften en eisen van het hedendaagse onderwijs.
Een belangrijk inzicht uit het Blended-STEM project is de mate waarin kwalitatief STEM-onderwijs gezamenlijk wordt gecreëerd en hoe waardevol de stem van leerlingen is in dit verhaal. Blended STEM draait om experimenteren, samenwerken, expertise delen, leren van fouten en opnieuw proberen, zowel voor als met elkaar.
Een LIO-studente (leraar in opleiding) die deelnam aan OS?! verwoordde het als volgt: "Alleen had ik nooit gedacht aan het ontwerpen en testen van een blended STEM-project; nu overweeg ik zelfs om het in mijn eigen lespraktijk op mijn eigen school uit te proberen." Dit benadrukt het inspirerende en motiverende aspect van Blended STEM en laat zien dat durven en samenwerken echt vruchten afwerpen.
Meer lezen?
- Het resultaat van het onderzoek van het partnerschap van de clusters Wetenschappen & Technologie van de lerarenopleiding van VUB en UCLL en de samenwerking met de scholen kan je terugvinden op de website 'Leerkrachten opleiden in Blended STEM': eclass.brightlab.be/blendedSTEM.
- Op de website https://www.brightlab.be vind je een overzicht van diverse projecten die worden aangeboden door Brightlab, een STEM-onderwijslabo. Deze projecten zijn gericht op het inspireren en voorbereiden van zowel jongeren als leerkrachten voor de uitdagingen van de 21e eeuw. Ze bieden stimulerende en innovatieve leermogelijkheden op het gebied van wetenschap, technologie, engineering en wiskunde (STEM). De projecten variëren van praktische workshops, tools en inspirerende blogs die betrekking hebben op verschillende aspecten van STEM-onderwijs.
Ter ondersteuning van de website ‘Leerkrachten opleiden in Blended STEM’ zijn er meerdere webinars gratis ter beschikking in the Brightbib van Brightlab: https://brightbib.be/categorie/projecten/blended-stem - Het blended STEM-praktijkonderzoek in de OS?! mondde uit in een masterproef binnen de Educatieve Master Wetenschappen & Technologie aan de lerarenopleiding van de Vrije Universiteit Brussel. Meer informatie over de masterproef kan via het contactformulier van deze website verkregen worden.
Referenties
[1] Ardui, J.,De Cock, M., Frans, R., Hinnekint, K., Reybrouck, M., Schrooten, E., & Vyvey, K. (2011). Inspiratiegids voor een kwaliteitsvolle vakdidactiek. Expertisenetwerk School of Education, Associatie KULeuven.
[2] Shulman, L. S. (1986). Those who understand: Knowledge growth in teaching. Educational researcher, 15(2), 4-14.
[3] Tondeur, J., van Braak, J., Sang, G., Voogt, J., Fisser, P., & Ottenbreit-Leftwich, A. (2012). Preparing pre-service teachers to integrate technology in education: A synthesis of qualitative evidence. Computers & Education, 59 (1), 134-144.
[4] Boelens, R., Van Laer, S., De Wever, B. and Elen, J. (2015). Project report. Retrieved from Adult Learners Online: http://www.iwt-alo-be/wp-content/uploads/2015/08/01-Project-report-Blended-learning-in-adult-education-towards-a-definition-of-blended-learning.pdf
[5] Sjoberg, S., & Schreiner, C. (2010). The ROSE Project. An Overview and Key Findings.
[7] https://onderwijs.vlaanderen.be/nl/directies-en-administraties/organisatie-en-beheer/ict/digisprong
[8] Howard, S. K., Tondeur, J., Siddiq, F., & Scherer, R. (2021). Ready, set, go! Profiling teachers’ readiness for online teaching in secondary education. Technology, Pedagogy and Education, 30(1), 141-158.
[9] Versmissen, F., Buelens, W., Vanderlinde, R., Tondeur, J., de Wever, B., Rotsaert, T., Schellens, T., Surma, T., & Valcke, M. (2022). Blended learning in het Vlaams secundair onderwijs: Van noodzaak naar structurele implementatie.
[10] Abou-Khalil, V., Helou, S., Khalifé, E., Chen, M. A., Majumdar, R., & Ogata, H. (2021). Emergency Online Learning in Low-Resource Settings: Effective Student Engagement Strategies. Education Sciences, 11(1), 24. MDPI AG. Retrieved from http://dx.doi.org/10.3390/educsci11010024
[11] Owston, R., York, D. N., Malhotra, T., & Sitthiworachart, J. (2020). Blended Learning in STEM and Non-STEM Courses: How Do Student Performance and Perceptions Compare?. Online Learning, 24(3), 203–221.
[12] Chen, Baiyun & Bastedo, Kathleen & Howard, Wendy. (2018). Exploring Best Practices for Online STEM Courses: Active Learning, Interaction & Assessment Design. Online Learning. 22. 10.24059/olj.v22i2.1369.
[13] Seage, S.J., & Türegün, M. (2020). The effects of blended learning on STEM achievement of elementary school students. International Journal of Research in Education and Science (IJRES), 6(1), 133-140
[14] van den Berghe, W., & de Martelaere, D. (2012). Kiezen voor STEM. De Keuze van Jongeren Voor Technische En Wetenschappelijke Studies., VRWI Studiereeks, Brussel, 25, 18–22.
[15] Vansteenkiste, M., Lens, W., & Deci, E. L. (2006). Intrinsic Versus Extrinsic Goal Contents in
Self-Determination Theory: Another Look at the Quality of Academic Motivation.
Educational Psychologist, 41(1), 19–31. https://doi.org/10.1207/s15326985ep4101_4
[16] Green, David & Allan, Christopher & Crough, Julie. (2019). What Is the Purpose? Using Blended Learning Designs to Purposefully Focus on Student Engagement, Support and Learning. 10.1007/978-981-13-6982-7_3.
[17] Thibaut, L., Ceuppens, S., de Loof, H., de Meester, J., Goovaerts, L., Struyf, A., Boeve-de Pauw, J., Dehaene, W., Deprez, J., de Cock, M., Hellinckx, L., Knipprath, H., Langie, G., Struyven,
K., van de Velde, D., van Petegem, P., & Depaepe, F. (2018). Integrated STEM Education: A
Systematic Review of Instructional Practices in Secondary Education. European Journal of
STEM Education, 3(1). https://doi.org/10.20897/ejsteme/85525
[18] de Meester, J., Dehaene, W., Deprez, H., & van Loon, K. (2019). Design of a blended course for interdisciplinary STEM teacher learning. International Conference on Advances in STEM Education 2019 (ASTEM 2019), Date: 2019/12/18-2019/12/20, Location: The Education
University of Hong Kong (EdUHK).
[19] Overton, T., & Johnson, L. (2016). Evidence based practice in learning and teaching for STEM disciplines. Melbourne: Australian Council of Deans of Science.
[20] Sluijsmans, D., Surma, T., Camp, G., Vanhoyweghen, K., Muijs, P., & Kirschner, P. A. (2020). Toolgericht of doelgericht? Drie wijze didactische lessen voor afstandsonderwijs. https://www.scienceguide.nl/2020/03/toolgericht-of-doelgericht/
[21] McGee, P., & Reis, A. (2012). Blended course design: A synthesis of best practices. Journal of Asynchronous Learning Networks, 16(4), 7-22. https://doi.org/10.24059/olj.v16i4.239
[22] Ossiannilsson, E. and Landgren, L., 2012. Quality in e-learning – a conceptual framework based on experiences from three international benchmarking projects. Journal of Computer Assisted Learning, 28(1), pp.42–51. Available at: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2729.2011.00439.x
[23] Ossiannilsson, E., Williams, K., Camilleri, A. and Brown, M., 2015. Quality models in online and open education around the globe. State of the art and recommendations. [online] Oslo: International Council for Open and Distance Education - ICDE. Available at: https://files.eric.ed.gov/fulltext/ED557055.pdf
[24] Blieck, Yves & Kauwenberghs, Kurt & Zhu, Chang & Struyven, Katrien & Pynoo, Bram & DePryck, Koen. (2019). Investigating the relationship between success factors and student participation in online and blended learning in adult education. Journal of Computer Assisted Learning. 35. 1-15. Available at: https://doi.org/10.1111/jcal.12351
[25] Blieck, Yves & Zhu, Chang & Schildkamp, Kim & Struyven, Katrien & Pynoo, Bram & Poortman, Cindy & DePryck, Koen. (2020). A Conceptual Model for Effective Quality Management of Online and Blended Learning. Electronic Journal of e-Learning. 18. 189-204. Available at: https://doi.org/10.34190/EJEL.20.18.2.007
[26] Cronje, J. C. (2020). Towards a New Definition of Blended Learning. Electronic Journal of e-Learning, 18(2), 114–121. https://doi.org/10.34190/EJEL.20.18.2.001
Tekst: Liesbeth Noppen (liesbeth.noppen@vub.be) en Iris Stiers (iris.stiers@vub.be)
Nieuwsgierig geworden? Meld je school hier aan.
Wij werken samen met onderzoekende leerkrachten en schoolleiders. In een onderzoekend team krijg je als leerkracht de kans een schooljaar lang samen met student-leerkrachten en lerarenopleiders een praktijkprobleem aan te pakken. Ook schoolleiders kunnen met ons onderzoekend aan de slag. Goesting gekregen? Samen bouwen we aan jouw school van morgen!
Meld je school aan
Samen onderbouwen we jouw school van morgen
