17 juli 2011

Mam, hoe werkt een koelkast? Constructief reageren op verwondervragen

Blijft de sneeuwpop "heel" in de koelkast? Foto: KWT West
Op een warme, broeierige zomerdag fiets ik met mijn (toen nog) elfjarige zoon door een landelijk landschap. Ik hou van de stiltes tijdens zo’n fietstocht. Samen in een ritme fietsen met ieder een eigen stroom van gedachten. Plotseling, uit het niets, vraagt mijn zoon “Mam, hoe werkt een koelkast?”

Ik schrik op uit mijn eigen gedachtestroom. Een koelkast, hoe werkt een koelkast in hemelsnaam? Ik graaf diep in mijn geheugen. Ooit heb ik aan een technische universiteit een jaar scheikunde gestudeerd. Ik zie mijzelf weer zitten in een werkcollege over Carnot principes en formules met Cp-waarden erin. Ik mompel ‘Ik heb werkelijk geen idee, het heeft iets met Carnot te maken en dat is erg ingewikkeld’. Zwijgend fietsen we verder. Ook later ben ik niet op de vraag van mijn zoon terug gekomen.

Wellicht herkent u dit. U wilt op een stimulerende manier reageren op leuke, spontane vragen, maar op het moment dat ze komen bent u met iets anders bezig en wordt u overrompeld. We benoemen niet dat we de vragen leuk vinden en er later aandacht aan willen geven. Een gemiste kans.

Misschien komt dit omdat we denken dat we te weinig kennis hebben om goed te reageren. Vragen van kinderen hebben vaak met alledaagse zaken te maken, waar we best wat over weten. Onze alledaagse kennis als gebruiker van een koelkast of een ander apparaat is misschien niet voldoende om direct een pasklaar antwoord te geven, we weten wel genoeg om samen met kinderen antwoorden te zoeken. Voor leerlingen is dit onderzoekende leren ook nog eens veel leerzamer dan het antwoord voorgeschoteld te krijgen.

Hoe we onze alledaagse kennis in kunnen zetten zal ik illustreren met de koelkastvraag. Vaak denken we dat we de vraag van het kind gelijk begrijpen. Dat had ik ook bij mijn zoon. Ik dacht dat hij wilde weten hoe het komt dat een koelkast dingen koud maakt. Kinderen denken vaak anders dan volwassenen. Het had best zo kunnen zijn dat mijn zoon wilde weten hoe het lichtje in de koelkast werkte. Het is om te beginnen belangrijk om te ontdekken wat een kind precies wil weten. Denk aan vragen als: Wat wil je weten over de koelkast? Hoe ben je op deze vraag gekomen? Open vragen werken goed.

Als de vraag van het kind duidelijk is geworden, ga je op zoek naar een antwoord. Bij vragen over apparaten is een terugblik op het verleden vaak een handige invalshoek. Apparaten die vroeger gebruikt werden zijn vaak eenvoudiger en gemakkelijker te begrijpen dan die van tegenwoordig. Bij een langspeelplaat zie je de groeven en kan je je voorstellen dat de naald trillingen gaat maken, bij een CD is de techniek onzichtbaar geworden.

Je vraagt leerlingen bijvoorbeeld “Hoe koelden mensen vroeger hun voedsel?” of vertelt over je eigen ervaringen. Mijn oma had geen koelkast en zette de pan met soep in een donkere kelder die bereikbaar was via een eng trapje. Een vervolgvraag kan zijn ‘hoe komt het dat een kelder verkoelend werkt’ of ‘hoe komt het dat het bewegen van de naald over de groeven geluid en zelfs muziek voortbrengt?’.

Een kelder werkt goed omdat er weinig zon en warmte in komt. Misschien kennen je leerlingen de term isolerend, je kan dit begrip ook zelf introduceren. Zo’n ontdekking kan je vervolgens relateren aan eigentijdse apparaten. Ook een thermoskan, een huis en een koelkast zijn zo ontworpen dat de warmte buiten blijft.

Een andere invalshoek is het apparaat te bekijken en daar over te praten, een verhaal te schrijven of een ‘werktekening’ te maken. Het is zelfs meer dan  bekijken, het is waarnemen met al je zintuigen: zien, voelen, ruiken, proeven en horen. Natuurlijk kunnen niet alle waarnemingen altijd, koelvloeistof proeven is gevaarlijk, maar deze vijf zijn wel een richtlijn. Als de koelkast van zijn plek wordt verschoven, voel je aan de achterkant warmte uit het apparaat komen. En als de koelkast open gaat, zie je hoe dik de deur en de wanden zijn. Leerlingen kunnen de koelkast ook onderzoeken, maakt het uit of je een sneeuwpop bewaart in het vriesvak of in de groentelade. Zelf vind ik het waardevol om kinderen minstens twee voorbeelden van ‘koeloplossingen’ te laten zien, eventueel via een foto op internet omdat ze die dan kunnen vergelijken en gemakkelijker het achterliggende principe kunnen ontdekken. Een koelkast is een warmte-wisselaar. Het teveel aan warmte wordt naar buiten gebracht.

Het denkproces van kinderen stimuleer je door ze een eigen koelkastheorie te laten  bedenken op het moment dat ze nog lang niet alle informatie hebben gekregen. Je zegt bijvoorbeeld: “Een kelder en een koelkast zijn een soort dozen waar warmte heel moeilijk naar binnen kan. En we hebben ook gezien dat er warmte uit de achterkant van de koelkast komt. Er zit dus iets in een koelkast waardoor het beetje warmte dat wel naar binnenkomt –als je een fles melk of iets anders eruit pakt- weer uit de koelkast wordt gehaald. Ongelofelijk, wat raar dat dit kan. Koelkasten zijn dus gemaakt om ‘zo min mogelijk warmte binnen te laten komen’ en ze kunnen ook ‘warmte van binnen afvoeren naar buiten’. Hoe zou dit komen?”

Dit kan je met elk apparaat doen. Je benoemt met de leerlingen de functies en laat leerlingen vervolgens een tekening of verhaal schrijven over de werking van het apparaat. Je wilt hiermee dat kinderen de dingen die ze waarnemen, zoals de dikke deur en de warme plek achter de koelkast, gaan koppelen aan de werking van het apparaat.

Zelfs als er geen goede antwoorden bij zitten, is dit een zinvol proces. Laatst sprak ik iemand die op een middelbare school in Turkije op deze manier natuurkunde kreeg en zelfs een schooljaar op het goede antwoord moest wachten. Dat antwoord was dan wel een eye-opener, oh zit het zo! Leerlingen staan niet alleen meer open voor het antwoord, ze kunnen ook gericht op zoek gaan naar informatie. Vertrouw erop dat leerlingen door blijven leren.

De volgende stap is uitzoeken of de zelfbedachte theorie├źn over de koelkast kloppen. Wat zijn nu de technische en natuurkundige principes die er voor zorgen dat de koelkast en kelder werken zoals ze werken. Waarom is het ene materiaal beter isolerend dan het andere? Hoe wordt de warmte uit de koelkast gehaald? Wat is een koelvloeistof? Stroomt warmte uit een kelder echt de grond in en op welk principe berust dat. Uit welke onderdelen bestaat het apparaat en hoe werken ze samen? Zo ontstaat op een dieper niveau inzicht in het systeem van koelen en kan ook de stap gemaakt worden naar het ontwerpen van een verbeterd koelapparaat. 



Stimulerend reageren op verrassende vragen over apparaten
  1. Ontdek wat de vraag van het kind is
  2. Ontdek dat er verschillende manieren van koelen zijn (bijvoorbeeld door naar de geschiedenis te kijken)
  3. Stel de hoofdfuncties van het apparaat vast
  4. Verzin hoe het apparaat waarschijnlijk deze functies vervult
  5. Richt de aandacht op de verschillende onderdelen van het apparaat (en de wisselwerking er tussen)
  6. Gebruik verschillende werkvormen: tekenen, knutselen, bekijken, voelen, uit elkaar halen, boeken lezen, vragen stellen aan een technische leerkracht of ouder.