Wat is stem?
STEM verwijst naar de internationale afkorting voor Science (wetenschappen), Technology (technologie), Engineering (ingenieurkunde) en Mathematics (wiskunde) . In zijn brede betekenis worden alle beleidsinitiatieven die ervoor zorgen dat meer leerlingen studeren in richting met een STEM-profiel bedoeld. Het mag duidelijk zijn dat in onze kennismaatschappij dergelijke profielen bijzonder gegeerd zijn. Ook de Vlaamse overheid zet zwaar in op STEM met allerlei actieplannen.
Onze school biedt al jaren een voortreffelijk wetenschappelijk onderwijs aan. Met ons STEM-project willen die bestaande initiatieven en een aantal nieuwe acties in de kijker zetten. U leest er hier meer over.
STEM in 1e graad
De eerste graad
- Een krachtige leeromgeving voor STEM
- Leerlingen uit het tweede jaar leren ontwerpen in 3D en leren werken met 3D-printer
- De geselecteerde ontwerpen
- De uitvoering van het project
- Voorbeelden van ontwerpen met de daarbijhorende codetaal
- Eerste graad neemt deel aan de Vlaamse technologieolympiade
Een krachtige leeromgeving voor STEM
De directie richtte een beleidsgroep STEM op die de verschillende beleidsacties zal coördineren en begeleiden bij de uitvoering. De focus in het actieplan lag op verdere professionalisering van het onderwijzend personeel in STEM-materie (aanpak, methodiek…), uitwerken van een 3D-actie, organisatie van de technologieolympiade, een nog snediger communicatie over het STEM-beleid… Daarnaast wensten we ook de reeds bestaande initiatieven in de verf zetten. Leiepoort campus Sint-Hendrik staat gekend als een ideale voorbereiding op voortgezet onderwijs, beschikt over krachtige leeromgevingen voor chemie, fysica en biologie en kent een hoge participatiegraad aan verschillende olympiades. In de derde graad zijn er ook verschillende keuzevakken met een STEM-inhoud, zoals robotica, medica, extra uren wiskunde en programmeren.
Een beleidsgroep coördineert de verschillende actiepunten over STEM
Leerlingen uit het tweede jaar leren ontwerpen in 3D en leren werken met 3D-printer
Onze school biedt hedendaags onderwijs aan. Vandaar dat wij nieuwe wetenschappelijke en technologische evoluties een plek willen geven in het curriculum van onze leerlingen.
Dit schooljaar investeerden we in de aankoop van een 3D-printer. Het toestel, een Ultimaker 2, kreeg een plek in één van onze computerklassen.
De werkgroep STEM uit de eerste graad (leerkrachten wiskunde, techniek en wetenschappelijk werk) volgde een nascholing over het ontwerpen in 3D met het programma OpenSCAD http://www.openscad.org/ . Dan Declerck, ingenieur/uitvinder/kunstenaar uit Brugge, verzorgde deze introductie in OpenSCAD. Dit programma biedt het voordeel dat de leerlingen het ook thuis kunnen downloaden omdat het open software is. Daarnaast is het ook gratis, wat mooi is meegenomen.
De keuze om te leren programmeren in 3D met onze tweedejaars is niet toevallig. Inhoudelijk sluit dit mooi aan bij de leerplandoelstellingen in de eerste graad wiskunde over ruimtemeetkunde.
De werkgroep STEM organiseerde tussen de middag introductiesessies voor de tweedejaars. Daar maakten ze kennis met OpenSCAD. Er werd meteen ook een wedstrijd aan gekoppeld, de 3D-battle.
We daagden onze leerlingen uit om een origineel ontwerp te maken van een juweel, sleutelhanger of een andere leuk gadget of gebruiksvoorwerp.
Een professionele jury koos 3 winnende ontwerpen. Er was ook een publieksprijs voor het ontwerp met de meeste likes op Facebook. Deze winnende objecten werden uitgeprint door de 3D-printer van onze school.
Op 26 februari 2016 vond de finale plaats, waar we meteen een feestelijk slotevent van maakten. De schepen van Onderwijs van de stad Deinze reikte de prijzen uit.
Dit project vormde een intellectuele uitdaging en was dan ook STEM op zijn sterkst. Bovendien vormde het een heel nieuwe manier van leren, waarbij er veel vrijheid én creativiteit voor de leerling was.
De geselecteerde ontwerpen
10 foto's
De uitvoering van het project
In het schooljaar 2015-2016 werd voor de eerste keer een Vlaamse technologieolympiade georganiseerd voor leerlingen uit de eerste graad. Onze school deed hieraan mee met alle leerlingen uit de eerste graad. Deze wedstrijd werd in de week van 1 tot 5 februari 2016 elektronisch afgenomen in de computerklas.
We hopen dat we met deze wedstrijd het belang van technologie nogmaals in de kijker kunnen zetten.
Leerlingen zijn druk bezig met het beantwoorden van de vragen uit de Technologieolympiade
STEM in 2e graad
De tweede graad
Wetenschappen binnen een zeer ruime vorming in de tweede graad
In onze wondere wereld waarin communicatie, cultuur, talen, wetenschap, technologie en engineering ontzettend belangrijk zijn, is een stevige basisvorming onmisbaar. De fundamenten hiervoor werden al gelegd in de eerste graad.
- Poolvakken vanaf de tweede graad
- Een brede vorming in de tweede graad om de keuzevrijheid te bewaren
Poolvakken vanaf de tweede graad
Binnen onze tweede graad kunnen leerlingen in de moderne kiezen uit drie opties met name economie, humane wetenschappen en wetenschappen. Met de component klassieke talen bieden we de richting Latijn en Grieks-Latijn aan die na de tweede graad perfect nog toegang bieden tot wetenschappelijke richtingen.
De meeste leerplannen zijn in alle richtingen gemeenschappelijk zodat alle leerlingen nog vele richtingen uit kunnen. Zo hebben alle leerlingen hetzelfde programma voor het wetenschapsvak aardrijkskunde, de talen (Nederlands, Frans, Engels en Duits) alsook voor geschiedenis, godsdienst en lichamelijke opvoeding.
Een brede vorming in de tweede graad om de keuzevrijheid te bewaren
Om de veelzijdigheid van de optie wetenschappen te bewaren krijgt elke leerling een basispakket economie. De leerlingen uit de richting wetenschappen mogen de biologie, de chemie en de fysica een stuk sterker uitdiepen en verwerven via extra labo-oefeningen een aantal vaardigheden en attitudes. Leerlingen uit de niet-wetenschapsrichtingen blijven niet in de kou op het vlak van wetenschappen want gedurende twee jaar moeten ze een basispakket verwerken. Op die wijze kunnen ze in de derde graad nog met de nodige inzet en motivatie in een wetenschappelijke richting terecht.
Het vak wiskunde komt bij iedereen ruim aan bod via het programma van vier uur per week (leerweg 4). Op humane wetenschappen na, kan in elke richting voor zwaardere wiskunde (leerweg 5) gekozen worden. Alle leerlingen behalve uit de Grieks-Latijnse krijgen vorming op het vlak van informatica met o.a. excel en programmeren. In de eerste graad werd de basis hiervoor al gelegd en is informatica geïntegreerd in Nederlands maar ook in vakken zoals techniek en wetenschappelijk werk.
We laten niet na waar de gelegenheid zich voordoet om extra impulsen te geven: gastsprekers uitnodigen zoals een fysica-animator en deelnemen aan allerlei olympiades. Maar vooral staan we sterk door up-to-date uitgeruste labo’s en overal is er internet beschikbaar via vlugge glasvezelverbindingen. Bovenal heb je een gemotiveerd team van sterke leraren en begeleiders nodig en dat hebben we zeer zeker. Mensen en hun inzet gaan boven alles en dat is evenzeer van toepassing op de leerlingen.
De fysica-animator speelt in op de nieuwsgierigheid van de leerlingen
STEM in 3e graad
De derde graad
STEM ook in keuzegedeelte van de derde graad
Keuzegedeelte in het vijfde jaar
Keuzegedeelte in het zesde jaar
Wiskunde in het keuzegedeelte
Wetenschappen in het keuzegedeelte
ICT-project in het vijfde jaar
Olympiades alom
Zelfs onderzoekscompetenties zijn STEM
Keuzegedeelte in het vijfde jaar
In het vijfde jaar kunnen leerlingen bij ons een of twee lesuren zelfstandig invullen. Ze maken daartoe een keuze uit twee uren extra wiskunde, voor wie al zes uren wiskunde volgt, of voor alle andere leerlingen een uur extra wetenschappen, wiskunde voor wie drie uren wiskunde in zijn of haar pakket heeft, recht, economie, actualiteit, theater of sport.
Keuzegedeelte in het zesde jaar
In het zesde jaar kunnen de meeste leerlingen dan weer twee lesuren zelfstandig invullen vanuit een keuze tussen wiskunde, wiskunde en ICT, robotica, sport, geschiedenis, medica, boekhouden, beeldenT, Spaans, schoolkrant of film.
Voor ieder wat wils, maar dus duidelijk ook een ruim aanbod wiskunde en/of wetenschappen.
Wiskunde in het keuzegedeelte
In het vijfde jaar focust het twee-uurs pakket wiskunde op vergelijkingen, het software pakket Geogebra, determinanten, de getaltheorie en nog zoveel meer. Het pakket wiskunde 1 uur probeert voor wie drie uren wiskunde volgt in het gewone lessenpakket, die kennis uit te diepen en verder in te gaan op toepassingen van de exponentiële, logaritmische en goniometrische functies, samen met ICT-toepassingen. Op deze manier verbreden we de kansen tot het volgen van opleidingen in het hoger onderwijs ook voor wie drie uur wiskunde volgt.
Ook in het zesde jaar hanteren we dezelfde werkwijze. Ook hier een pakket van twee uren voor wie al zes uren wiskunde heeft én twee uren voor wie, vanuit een drie-uursrichting, z’n kennis wiskunde en slaagkansen in hoger onderwijs wil verhogen.
Wetenschappen in het keuzegedeelte
Het keuzevak (w)etenschappen in het vijfde jaar ontsluit de natuurlijke fenomenen die zich afspelen tijdens de bewerkingen in de keuken. Zonder hoogdravende wetenschappelijke theorieën worden toch een boel culinaire verschijnselen verklaard dankzij fysica, chemie en biologie.
Het zesde jaar biedt twee wetenschappelijke keuzes. Er is het keuzegedeelte robotica waarin leerlingen leren hoe kunstmatige intelligentie met behulp van microcontrollers wordt geprogrammeerd. Zelf een robot bouwen en hem programmeren zodat hij intelligent wordt.
Op het einde van het schooljaar neemt de volledige ploeg deel aan een heuse robotcompetitie. (https://www.youtube.com/watch?v=1QXwit3dCSo)
Tot slot is er ook het keuzegedeelte medica. De leerling maakt kennis met de geschiedenis die de geneeskunde al heeft doorlopen. Hij wordt wegwijs gemaakt in de forensische geneeskunde en in de online wereld van de wetenschappelijke studies en bio-informatica. Uiteraard gaan de leerlingen ook zelf aan de slag in het labo: aspirine bereiden, DNA-extractie, ELISA-testen, gelelektroforese en worden antibioticum producerende bacteriën gekweekt.
Bereiding van pomme d'amour
Bereiding van chips en mayonaise
ELISA-test
ICT-project in het vijfde jaar
Geen keuzegedeelte, maar ook volledig in de lijn van de STEM-gedachte is het vak ICT-project, vast onderdeel van het lessenrooster voor een vijfde jaar wetenschappen-wiskunde.
De leerlingen maken hierin kennis met hoe het internet werkt en hoe ze zelf een website kunnen schrijven. Daarnaast vormt programmeren ook een groot deel van dit vak. Via de programmeertaal PHP leren ze de principes van het programmeren, hoe je programma’s kan schrijven die klaar zijn om online uitgevoerd te worden, en schrijven ze ook dynamische websites.
Heel erg boeiend allemaal en heel erg STEM.
Olympiades alom
Deelnemen aan olympiades wordt steeds populairder bij ons op school.
De wiskundeolympiade spant misschien wel de kroon met meer dan 100 deelnemers. Leerlingen uit tweede en derde graad buigen zich over 30 meerkeuzevragen in 3 uur tijd en dit op een woensdagnamiddag. Hoewel deelnemen het belangrijkste blijft – de school neemt trouwens het inschrijvingsgeld voor haar rekening – toch blijft het elke keer weer uitkijken naar wie doorstoot naar een tweede ronde of mogelijks zelfs de hoofdprijs wegkaapt. Dit gebeurde eerder door Pieter Senden uit 6GRW.
Naast wiskunde lenen ook de wetenschappen zich perfect tot de olympiadeformule. De junior olympiade natuurwetenschappen voor de tweede graad of de olympiade voor biologie, chemie, fysica of aardrijkskunde voor leerlingen uit het vijfde en/of zesde jaar. Allemaal op woensdagnamiddag – op vrijwillige basis dus – maar allemaal heel druk bijgewoond. En ook hier, spannend wachten op resultaten.
Foto: Wiskunde Olympiade 13 januari 2016
Foto Chemie Olympiade 18 november 2015
Foto Fysica Olympiade 23 januari 2016
Biologie Olympiade 30 januari 2016
Zelfs onderzoekscompetenties zijn STEM
In aso-richtingen is onderzoekscompetentie een onderdeel van de specifieke eindtermen voor de poolvakken. Het betreft drie specifieke eindtermen die leerlingen moeten realiseren op het einde van de derde graad, nl.
1. zich oriënteren op een onderzoeksprobleem door gericht informatie te verzamelen, te ordenen en te bewerken;
2. een onderzoeksopdracht [in verband met de poolcomponent] voorbereiden, uitvoeren en evalueren;
3. de onderzoeksresultaten en conclusies rapporteren en confronteren met andere standpunten.
Deze eindtermen hebben duidelijk de bedoeling zelfstandig onderzoek door leerlingen te bevorderen en leerlingen te stimuleren om op een logische manier gegevens te verzamelen en te verwerken.
In de loop van het zesde jaar zal elke leerling tonen de onderzoekscompetenties van elke pool van de gevolgde studierichting gerealiseerd te hebben.
Het spreekt voor zich dat in de richtingen met wiskunde en/of wetenschappen als pool wij prachtige realisaties van STEM mogen verwachten.
We geven alvast een aantal onderwerpen waarrond onze leerlingen dit schooljaar werken én een paar foto’s genomen tijdens een eerste gezamenlijk werkmoment in oktober.
Voorbeelden voor wiskunde
Voorbeeld 1: AFSTANDSBEPALING OP DE AARDBOL
In een vlak is de kortste afstand tussen twee punten een rechte lijn.
Verplaatst men zich op een bol, bijvoorbeeld op de aarde, dan is de kortste afstand tussen twee punten geen rechte lijn, maar een boog op de grootcirkel door die twee punten.
Een plaats op aarde wordt dikwijls gegeven door zijn geografische coördinaten. Hoe bepaalt men de kortste afstand op de aardbol tussen twee dergelijke plaatsen.
Voorbeeld 2: GROEIMODELLEN i.h.b. HET LOGISTISCHE GROEIMODEL
Exponentiële groeimodellen ken je al. Dit groeimodel is niet erg realistisch als we de groei van een bevolking of de groei van een dierenpopulatie willen beschrijven. In de praktijk zijn er grenzen aan de groei van een populatie. Men heeft hiervoor een ander model opgesteld: het logistisch groeimodel.
Bestudeer op een wiskundige manier deze geremde groei en bekijk ook enkele concrete voorbeelden
Voorbeelden voor wetenschappen
- zwevende magneten
- de gyroscoop (of hoe een boot stabieler kan gemaakt worden)
- oogbesturing van rolstoelen
- kristalvorming
- geothermie in België als oplossing voor het energievraagstuk
- kleurverandering bij kameleons
- experimenteel onderzoek van de leugendetector
- e.a.
Informatie verzamelen en bewerken, een onderzoeksopdracht voorbereiden, uitvoeren en evalueren, resultaten rapporteren. STEM in z’n volheid. 28 oktober 2015
