Hoe maak je leerlingen warm voor wetenschap?

De bel gaat en 14 jongeren uit 5 wetenschappen-wiskunde nemen plaats in het lokaal. We geven een workshop rond kritisch denken in de wetenschapsklas. “Wie van jullie is een wetenschapper?”. Iedereen kijkt naar elkaar. Gegniffel. We volgen op met de vraag “Wie van jullie wil wetenschapper worden?” Twee leerlingen steken aarzelend hun hand op. Hoe komt het dat jongeren die deze richting kiezen zichzelf niet als (toekomstige) wetenschapper zien? Ligt dat misschien aan de manier waarop we hen over wetenschap leren?

Meer dan genderstereotypen

Wetenschapsonderwijs ambieert wetenschappelijk geletterde individuen te vormen. Daar is nood aan in onze hoogtechnologische informatiesamenleving. De meeste jongeren hebben echter een stereotiep beeld van wetenschappers en wetenschap (en niet alleen jongeren). Zo zei één van de jongeren tijdens deze sessie in de klas “Tuurlijk kan een wetenschapper zeker zijn, zo aan de hand van waarnemingen, en ja experimenten en zo”. Een andere leerling reageert echter “Ik denk dat het niet waar is, want ge kunt dingen meerdere keren bewijzen, maar met de tijd verandert dat vaak bij wetenschap.”

Naast dat wetenschappelijke kennis niet zou veranderen, gaan andere misvattingen over dat wetenschap een solitaire bezigheid is, dat wetenschappers niet creatief zijn en alleen maar een stappenplan moeten volgen. Misvattingen over wetenschap worden gevoed in de media, representaties van wetenschap in handboeken, en (het gebrek van aandacht er aan) in het wetenschapscurriculum van de overheid.

Laten we even een bekend gedachte-experiment doen. Denk nu aan een wetenschapper!  Gelukt? En, hoe ziet die er uit? Minstens 20.860 kinderen in de Verenigde staten alleen al – dat is een sportpaleis vol - werden over 5 decennia gevraagd om een wetenschapper te tekenen. Gedoopt tot de “Draw A Scientist”-test in de jaren ’80, werd het een gekende methode om na te gaan welke stereotypes leven over wetenschappers. De resultaten zijn over landen heen steeds gelijkaardig: Wetenschappers blijken oude mannen met brillen te zijn die in witte jassen geïsoleerd onderzoek doen in een laboratorium vol reageerbuizen. In de jaren ‘60 en ‘70 tekende slechts 1% van de leerlingen een vrouw, wat steeg tot 34% in 2016.  Recentere studies leggen ook potloden in verschillende huidskleuren ter beschikking en de meeste kinderen tekenen blanke wetenschappers.

Opvallend? Hoe ouder kinderen worden, hoe vaker ze mannen tekenen. Onderzoekers merken op dat genderstereotypes stijgen als jongeren formeel wetenschapsonderwijs krijgen.  Hoe komt dat? Niet alleen hoe handboeken wetenschap(pers) representeren, maar ook de wetenschapsleerkracht speelt een belangrijke rol. Stereotypes blijken deels gebaseerd te zijn op de attitudes en overtuigingen van leerkrachten, zoals bepaalde correlationele studies hebben gesuggereerd. Sommige studies stellen zelfs dat leerkrachten de grootste invloed hebben op het beeld over wetenschap(pers). Deze test met tekening werd vooral populair in onderzoek naar genderstereotypen over wetenschap. Maar leerlingen hebben niet alleen stereotypen over wie wetenschappers zijn, maar ook misvattingen over hoe wetenschap werkt. In onze workshop laten we jongeren dan ook niet tekenen, maar wanneer we voor de workshop aan deze jongeren vragen “Wat is wetenschap?” variëren de antwoorden op de uitgedeelde post-its van “formules” tot “onderzoek in een laboratorium”. 

Kan een wetenschapper ooit 100% zeker zijn?

“Stap 1. Neem de eerste vloeistof. Stap 2. Giet de helft van de vloeistof in het eerste buisje.” Het is het begin van een experiment in de wetenschapsklas. Al heeft deze oefening misschien meer weg van een kookboekrecept dan van een wetenschappelijk experiment. Wetenschapsonderwijs wordt vaak gedoceerd als een collectie van feiten. De idee dat wetenschap onveranderlijk en 100% zeker is, is niet alleen fout maar ook gevaarlijk. Als jongeren ervan uitgaan dat wetenschappelijke kennis statisch is, verlopen discussies over belangrijke onderwerpen zoals klimaatverandering en vaccinaties moeizaam. Deze misvattingen maakt wetenschap kwetsbaar voor kritiek wanneer ‘feiten’ worden betwist of opnieuw worden gedefinieerd. De deur voor fake news wordt op een kier gezet, “want zelfs wetenschappers weten het niet zeker”. De legitimiteit van wetenschap wordt zo soms in twijfel getrokken.  Wetenschapsleerkrachten worden dan ook geconfronteerd met uitspraken van leerlingen die gebaseerd zijn op foutieve generalisaties of foutieve premisses. “Wetenschap is slecht een mening” weerklinkt het dan. De burger van morgen weerbaar maken tegen nepnieuws is een belangrijke uitdaging voor het Vlaamse wetenschapsonderwijs. Door te werken aan kritische denkvaardigheden en inzichten over de aard van de wetenschap, dragen we bij aan de weerbaarheid van jongeren tegenover misinformatie. Wetenschapsonderwijs dient mee te evolueren met de realiteit: als wetenschappelijke kennis beschikbaar is met een klik op een knop, laat leerlingen dan vooral ook reflecteren over wat wetenschap is.

We kunnen jongeren leren ontdekken dat wetenschappelijke kennis zich stap voor stap ontwikkelt  en deze onzekerheid een kernkenmerk van wetenschap is. Het begrijpen van de kenmerken en processen van wetenschap als “een manier van kennen”, meer dan een collectie van feiten.  Breder wordt de term “Nature of Science” (aard van de wetenschap) gebruikt om te verwijzen naar wat wetenschap tot wetenschap maakt, hoe betrouwbare kennis wordt opgebouwd, wat de waarde is van wetenschappelijke uitspraken, hoe wetenschappers werken als een sociale groep en hoe maatschappij en wetenschap interageren. Wetenschapsleerkrachten denken vaak dat deze kennis over hoe wetenschap werkt haast vanzelf doorsijpelt tijdens hun les. Onderzoek toont het belang van expliciete reflectie, net omdat een ander beeld over wetenschap via andere kanalen zoals media wordt overgedragen. Het is trouwens niet zo dat leerkrachten per se een inaccuraat begrip hebben over de aard van de wetenschap, wel dat dit geen voldoende voorwaarde is voor het effectief lesgeven erover.  Er zit ook een bepaalde ironie in dit gegeven. Zelfs al ben je niet expliciet bezig met Nature of Science, je kan als leerkracht niet ontsnappen dat je een bepaald beeld van wetenschap overbrengt. Welk beeld breng jij over?

Is een wetenschapsleerkracht een wetenschapper?

Hoe doe je dit dan, expliciete reflectie opwekken over de aard van de wetenschap, als wetenschapsleerkracht? Alvast niet door in de les lijstjes af te rammelen over wat wetenschap is (jazeker, die lijstjes bestaan). Een lijstje met tips hoe het aan te pakken geven we graag:

1. Geef eens les zoals u een onderzoek zou starten: met een vraag, een dosis nieuwsgierigheid en zonder vaststaande eindconclusie. Meer concreet blijkt het waardevol om jongeren te laten nadenken over grote (=filosofische) vragen rond wetenschap, zoals “Kan een wetenschapper ooit 100% zeker zijn?”.  
2. Laat leerlingen de complexiteit van wetenschap ervaren door er samen over te praten en verschillende perspectieven te onderzoeken. Via filosofische dialoog kan je expliciete reflectie over de aard van de wetenschap opwekken.   Studenten worden uitgenodigd om in gesprek te gaan over grote vragen door argumenten te geven en concepten te analyseren. De rol van de leerkracht is die van facilitator die leerlingen helpt te reflecteren over deze vragen. Vanuit ons onderzoekscentrum stellen we deze vragen op, koppelen er klasactiviteiten en stellen we een vraagstructuur op. De leerkracht stelt namelijk enkel vragen voor verduidelijking, argumentatie of (tegen)voorbeelden. En laat dat nu exact zijn wat de meeste leerkrachten moeilijk vinden: even geen expert zijn die kennis overdraagt.
3. Spreek niet over feiten en waarheden maar over bevindingen en waarschijnlijkheden. Wetenschapshandboeken en kookboekexperimenten schonen het wetenschappelijk proces op dat eindigt in kennis en portretteert wetenschap als een set conclusies. Ook kan je je afvragen hoe je omgaat met kennis in de wetenschapsklas. Wat in de handboeken staat, lijkt soms wel te worden gezien als in steen geschreven – en dit verschilt bijvoorbeeld met hoe geschiedenisleraren omgaan met handboekkennis. Als we het over wetenschap hebben, hebben we het over feiten en waarheid eerder dan bevindingen en waarschijnlijkheden.  Leerkrachten kunnen zich bewust proberen worden van dit taalgebruik.
4. Bouw korte reflectiemomenten in voor of na de kennisles. Leerkrachten zijn vaak terecht bezorgd over de tijd die dergelijke reflectielessen kunnen innemen. Toch is het zinvol om een reflectiecultuur in de klas te installeren. Voor een les waarin een classificatiesysteem aan bod komt, kan je bijvoorbeeld 10 minuten reflecteren over de vraag of we alles kunnen classificeren en of je wel aan wetenschap kan doen zonder te classificeren. Dit soort vragen stimuleren leerlingen om naast de inhoud van het vak ook stil te staan bij de vraag wat wetenschap is en wat wetenschappers doen. Na een kennisles kan je ook vragen of “we nu deze les aan wetenschap gedaan hebben?”. Dit soort vragen helpen leerlingen om stereotypen te doorbreken en een meer genuanceerd beeld van de wetenschapspraktijk te ontwikkelen.
5. Laat twijfel in de klas toe. Een leerkracht vertelt ons “ik wil niet dat mijn leerlingen twijfelen”. Je wil inderdaad niet dat leerlingen twijfelen over het belang van wetenschap, maar is twijfel vermijden in de les wel het beste middel daarvoor? Is twijfelen niet inherent aan wetenschap? Laat leerlingen kritisch reflecteren over de rol van twijfel binnen de wetenschapspraktijk. Geef voorbeelden van wetenschappers die door middel van twijfel over bestaande theoriëen tot nieuwe inzichten kwamen waardoor de oorspronkelijke theorie verbeterd werd.

In het Vlaams wetenschapsonderwijs ligt de nadruk op het verwerven van inzicht in wetenschappelijke concepten zoals ‘kracht’ en ‘cel’ en op het verwerven van vaardigheden rond wetenschappelijke onderzoek. Nadruk op het statuut van wetenschappelijke kennis of de betrouwbaarheid van wetenschappelijke kennis  ̶  kortom aandacht voor Nature of Science  staat veel minder centraal. Dat is niet overal zo, in de Verenigde staten en het Verenigd Koninkrijk bijvoorbeeld staat NOS meer op de agenda. We hebben in Vlaanderen nochtans een zwaar wetenschapscurriculum, en net dat maakt dat bevraagde wetenschapsleerkrachten aangeven dit interessante thema toch niet te behandelen in de les. Het belang van Nature of Science wordt nochtans alsmaar meer internationaal erkend: de volgende PISA wetenschapstesten zullen het ook opnemen.

Wetenschapsrichtingen zijn populair in Vlaanderen (ongeveer 40% van de jongeren volgt het) en Vlaamse studenten scoren bovengemiddeld in internationale testen. Hun intrinsieke motivatie voor STEM is een ander paar mouwen.  In de meeste Europese landen, lijken jongeren het meer oneens te zijn met de stelling “wetenschap op school heeft me het belang van wetenschap voor onze manier van leven getoond”. Inzetten op Nature of Science kan ook bijdragen aan meer appreciatie en passie voor wetenschap. Leerlingen zijn meer geneigd om wetenschap boeiend en leuk te vinden als ze het zien als dynamisch en creatief proces. 

Als we vragen hoe de workshop was, zegt een leerling hoe dit helemaal anders is dan “een gewone les”. We halen de post-its opnieuw naar boven. “Wat is wetenschap?” weerklinkt opnieuw door het klaslokaal. Een van de leerlingen noteert: “het verklaren van dingen aan de hand van kritisch redeneren”.  En wat betreft de vraag in titel, kaats die eens terug aan leerlingen en wie weet komt een mooie dialoog op gang:  is wetenschap in de klas wel wetenschap?

Oproep aan leerkrachten! Ook geïnteresseerd in een gratis vorming in deze methodiek? Op 18 januari 2024 (namiddag) vindt een vorming plaats op de Stadcampus van UAntwerpen, op 28 februari 2024 (voormiddag) gaat deze door op Campus Odisee in Gent. Meer informatie en inschrijven via deze link of contacteer exploratio@odisee.be.

Geïnteresseerd in een workshop in de klas zoals hierboven beschreven? Dit schooljaar zijn de inschrijvingen afgesloten. Oproepen worden gelanceerd via de nieuwsbrief van ExploRatio – Onderzoekscentrum kritisch denken, die 3 à 4 keer per jaar verspreid wordt. Schrijf je hier in.

Dit artikel beschrijft workshops van “WetenschapsReflex”, een project van Odisee, in samenwerking met Universiteit Antwerpen. Het multidisciplinaire team achter WetenschapsReflex bestaat naast dr. Laura Van den Broeck (Odisee) uit prof. dr. Jelle De Schrijver (Odisee & UA), dra. Lotte Boven (UA), Laura Vervacke (Odisee), Eef Cornelissen (Odisee) en Steven Raeman (Odisee). Vormgeving van de methodiek gebeurt door Ruth Van Wichelen (Odisee).

* Kritische noot: Dat de aspiraties van jongeren in de beschreven wetenschappen-wiskunde klas grotendeels geen wetenschappelijke richtingen blijken te zijn, heeft waarschijnlijk ook te maken met het Vlaamse watervalsysteem waarin jongeren in hun studiekeuze niet (alleen of zelfs hoofdzakelijk) hun talenten en aspiraties meenemen, maar ook de sociale status verbonden aan bepaalde richtingen. Het beschreven project en dit opiniestuk gaan hier niet op in. Meer informatie over aspiraties van (Vlaamse) jongeren, zie Van den Broeck (2020).