De bijdrage van Direct Manipulations Enviroments aan de ontwikkeling van technische geletterdheid in de basisschool

Om goed te kunnen participeren in de huidige maatschappij moeten mensen in zekere mate 'technische geletterd' zijn. Dat wil zeggen: ze moeten inzicht en enige interesse hebben in de rol en impact van wetenschap en techniek, een basisniveau aan (gebruiks)kennis en vaardigheid in de praktische toepassing ervan en - op globaal niveau - kunnen meedenken en redeneren over wetenschap en techniek. Het onderwijs heeft de taak om leerlingen hierin te onderwijzen. De vraag is welke leermiddelen leraren kunnen inzetten en wat de effecten ervan zijn. In dit hoofdstuk presenteren Lou Siangen, Hanno van Keulen en Wim Jochems, op basis van eerder onderzoek (Slangen, Fanchamps, & Kommers, 2008), de bevindingen met het gebruik van Mindtools en in het bijzonder Direct Manipulation Environments (DME's). Dit zijn innovatieve leermiddelen die ICT (besturingstechnologie en Programmable Logic Controllers) combineren met de bouw van een materieel model (beweegbare constructies gekoppeld aan motortjes en sensoren). Voorbeelden zijn TechnoLogica en Lego Mindstorms, waarmee kinderen een werkende robot of machine kunnen bouwen. Deze laatste toepassing is bij een breed publiek bekend van de jaarlijkse wedstrijd First Lego League. Onderzocht werd wat het effect is van DME's op een onderdeel van technische geletterdheid: de denkvaardigheden en denkhoudingen. De veronderstelling is dat DME's - door hun aard en de probleemoplossende taken die erbij horen - kinderen stimuleren om hogere orde denkvaardigheden te gaan gebruiken, zoals causaal redeneren, analyseren, synthetiseren, evenals inhoudelijk redeneren. Een mindtool zet de leerling uitdrukkelijk aan tot interpreteren van informatie en (re)organiseren van zijn of haar kennis. Zo sluit het gebruik ervan nauw aan bij de opvattingen over constructivistisch leren. De onderzoekers verrichtten een pilotstudy met TechnoLogica onder 24 leerlingen van groep 8. Zij kregen in tweetallen de opdracht een probleem rondom een Verkeerslicht en/of reuzenrad op te lossen. De onderzoekers registreerden de tijd die de kinderen nodig hadden om het probleem op te lossen en analyseerden alle gesprekken die de kinderen onderling voerden om tot die oplossing te komen. Immers: via hun talige gedrag wordt het denken van de kinderen zichtbaar. Uit deze analyses concluderen de onderzoekers: • dat TechnoLogica werkelijk een mindtool is die (leraar-onafhankelijk) leerlingen leert problemen op te lossen. • dat TechnoLogica het hogere orde denken stimuleert en dan met name de denkgewoonten 'nauwkeurigheid' en 'flexibel denken' en de denkvaardigheden 'evalueren' en 'samenhangen'.