In het vierjarige project Denker wordt onderzocht hoe conceptueel modelleren effectief kan worden ingezet om bij leerlingen vaardigheid in systeemdenken te ontwikkelen. Tijdens een lesactiviteit van 1-2 lesuren gebruiken leerlingen de software Dynalearn om conceptuele modellen te maken waarbij vakinhoudelijke doelen en systeemdenken geïntegreerd worden. Samen met docenten, lerarenopleiders en onderzoekers, zijn meer dan 40 lesactiviteiten ontwikkeld voor het voortgezet onderwijs.
DOCUMENT
Deze publicatie beschrijft ervaringen met innnovatie in trajecten in de zorg en de bouw. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de theorie van Peter Senge die complexe veranderingen in systeemdenken beschrijft. Deze Duurzame SysteemInnovatie/aanpak (DSI-aanpak) wordt beschreven met theoretische aanknopingspunten: Transitiemanagement, Sustainability by Design en Eco-acupunctuur. het project is mogelijk gemaakt door subsidieregeling duurzaamheid van de Provincie Utrecht.
DOCUMENT
Systeemdenken is een belangrijke vaardigheid voor het begrijpen en oplossen van problemen m.b.t. complexe dynamische systemen (klimaat, voedselvoorziening, natuurbeheer, recessie, etc.). Echter, systeemdenken wordt niet structureel onderwezen in het voortgezet onderwijs en het is bekend dat leerlingen een dergelijke denkwijze niet vanzelf ontwikkelen. Daardoor blijven leerlingen beperkt vaardig en onvoldoende toegerust voor de uitdagingen van de moderne samenleving. Een belangrijke vraag is derhalve: Hoe kunnen leerlingen effectief ondersteund worden in het ontwikkelen van hun vaardigheid in kritisch systeemdenken? Veel onderwerpen die aan bod komen in het voortgezet onderwijs zijn dynamische systemen (hormoonsystemen, varkenscyclus, faseovergangen, etc.). Het probleem is echter dat leerlingen de onderliggende structuur en het dynamische gedrag onvoldoende leren begrijpen. Er is geen sprake van een systematische aanpak om leerlingen kritisch systeemdenken aan te leren. Daarnaast zijn diagrammen die deze systemen in lesboeken beschrijven statisch. Ze lenen zich slecht voor actieve werkvormen die leerlingen cognitief uitdagen tot kritisch systeemdenken. Ook zijn docenten beperkt in het achterhalen of leerlingen complexe systemen begrijpen en om gedifferentieerde ondersteuning te kunnen geven. Hoe kan dit worden opgelost? Interactieve software kan een doorbraak genereren, mits deze leerlingen zelfstandig en op eigen niveau laat werken, passende hulp geeft, en de docent informeert over de voortgang van leerlingen. Wij stellen voor om een methodiek te onderzoeken en ontwikkelen, gebaseerd op een digitaal instrument, dat hierin voorziet. Hierbij worden technieken uit de Kunstmatige Intelligentie ingezet. Het basisidee is om leerlingen in een leerlijn middels conceptueel modelleren te laten werken met interactieve systeemdiagrammen. Omdat het software betreft, kan het niveau en de hulp geautomatiseerd worden en krijgt de docent informatie over voortgang en eventuele problemen. Het project sluit nauw aan bij de praktijkvraag, geeft invulling aan moderne onderwijsvormen en zorgt dat vaardigheden in systeemdenken expliciet worden getraind. De kern van het project betreft een PhD promotieonderzoek.
Expertisenetwerk Systemisch Co-Design (ESC) heeft als doel om vanuit systeemdenken én design én het collectief bij te dragen aan transitievraagstukken op het gebied van duurzaamheid, digitalisering en gezondheid. Dit doet ESC door praktijkgericht onderzoek naar manieren waarop deze drie lenzen elkaar kunnen versterken en samen verder ontwikkeld kunnen worden.
Systeemdenken is een belangrijke vaardigheid voor het begrijpen en oplossen van problemen m.b.t. complexe systemen. Echter, systeemdenken wordt niet structureel onderwezen in het voortgezet onderwijs en het is bekend dat leerlingen een dergelijke denkwijze niet vanzelf ontwikkelen. Daarnaast zijn diagrammen die deze systemen in lesboeken beschrijven statisch. Ze lenen zich slecht voor actieve werkvormen die leerlingen cognitief uitdagen tot kritisch systeemdenken. Ook hebben docenten beperkte middelen om te achterhalen of leerlingen complexe systemen begrijpen en om gedifferentieerde ondersteuning te kunnen geven. Daardoor blijven leerlingen beperkt vaardig en onvoldoende toegerust voor de uitdagingen van de moderne samenleving. Een belangrijke vraag is derhalve: Hoe kunnen leerlingen ondersteund worden in het ontwikkelen van hun vaardigheid in systeemdenken? Het project Denker (https://denker.nu) ontwikkelt en onderzoekt een methodiek die deze problematiek aanpakt. Hierbij worden technieken uit de Kunstmatige Intelligentie ingezet. Het basisidee is om leerlingen in een leerlijn middels conceptueel modelleren te laten werken met interactieve systeemdiagrammen. Naast het ontwikkelen van een gevarieerde en effectieve verzameling leeractiviteiten (onderzoeksvraag 1), onderzoekt het project de inzet van geautomatiseerde hulp bij conceptueel modelleren teneinde het leerproces te optimaliseren (onderzoeksvraag 2), en hoe de docent ondersteunt kan worden tijdens het geven van lessen met conceptueel modelleren middels Learning Analytics (onderzoeksvraag 3). Denker werkt samen met vijf scholen in het voortgezet onderwijs, en per school met meerdere docenten en met meerdere vakken, waaronder biologie, natuurkunde, economie, aardrijkskunde en NLT (natuur, leven en technologie). Elk projectjaar wordt met deze docenten per vak de onderwerpen gekozen, de benodigdheden ontwikkeld en verbeterd, de evaluatiestudies uitgevoerd, de gegevens geanalyseerd en verwerkt. In het eerste projectjaar zijn 12 unieke leeractiviteiten ontwikkeld, waarvan 2 in het Engels. Op deze manier wordt over een periode van 4 jaar de methodiek ontwikkeld en beschikbaar gesteld voor respectievelijk leerjaar 2, 3, 4, en 5 van het voortgezet onderwijs.
