STEM staat voor Science-Technology-Engineering-Mathematics. In onze school, die wil voorbereiden op voortgezet onderwijs, geloven we dat een richting STEM absoluut een meerwaarde is. We werken al vijf jaar hard aan deze richting, die we elk jaar zien groeien. Binnen deze STEM-richting willen we onze leerlingen voorbereiden op de uitdagingen van morgen en hen nu al laten nadenken over mogelijke oplossingen hiervoor. We kiezen dan ook specifiek voor projecten waarin de verschillende STEM componenten gecombineerd aan bod komen.

De STEM-projecten

Het vertrekpunt voor zo’n project is een hedendaagse problematiek, thema of technologie die tot de verbeelding van de leerlingen spreekt, zoals bijvoorbeeld een nucleaire ramp, reizen naar Mars, AI… Ze krijgen een concrete uitdaging waarbij ze – meestal in een klein team – moeten samen denken, werken en overleggen om tot oplossingen te komen. Bij elk project hoort een stukje voorbereidend onderzoek, er wordt wat extra context meegegeven vanuit de verschillende STEM-componenten en de leerlingen werken aan een eigen ontwerp of realisatie. Naast de typische STEM-inhouden maken we onze leerlingen dan ook vertrouwd met een reeks belangrijke extra vaardigheden die later in hun opleiding en loopbaan zeker nog van pas gaan komen: overleggen, teamwork, gericht experimenteren, creatief denken, ontwerpen, analyseren en reflecteren, informatie verzamelen en verwerken, problemen detecteren en oplossen, informatie presenteren en visualiseren…

Eerste graad

Eerste jaar

In het eerste jaar zetten de leerlingen hun eerste stappen in het opzetten van een wetenschappelijk onderzoek en maken ze kennis met wat daar allemaal bij komt kijken. Ze leren o.a. werken met de verschillende logische poorten en maken kennis met enkele basisideeën van robotica in een groter project met Lego-Mindstorms robots. Naast de projecten krijgen onze STEM-leerlingen in het eerste en tweede jaar ook het vak Computerwetenschappen. Hier werken we aan een stevige basis programmeren. Dit doen we binnen de Processing-omgeving. Eerst leren ze met code eenvoudige vormen tekenen en stelselmatig leren ze ook de basisideeën van het programmeren. Op het einde van het eerste jaar kunnen ze al een eerste eenvoudig spel programmeren. Intussen trainen ze meteen ook hun ruimtelijk inzicht.

Tweede jaar

In het tweede jaar bouwen we binnen computerwetenschappen verder op die basis. Onze leerlingen werken aan complexere uitdagingen en zetten ook de stap naar de 3e dimensie. De basis die ze hebben opgebouwd in Processing komt meteen ook goed van pas in de STEM-projecten. Vanaf het tweede jaar leren ze immers ook elektronische componenten programmeren binnen de erg gelijkaardige programmeeromgeving van Arduino. Verder krijgen onze leerlingen aan de hand van uiteenlopende, kortere en concrete uitdagingen ook inzicht in het maken van constructies, overbrengingen, windenergie…

Tweede graad

Derde jaar

In het derde jaar zijn onze leerlingen zo ver met Arduino dat ze eenvoudige robots gaan programmeren en gaan nadenken over mobiliteit en hoe die verbeteren door automatisatie. We werken ook samen met de volkssterrenwacht van de UGent in een project rond reizen naar Mars. Hier wordt onderzoek gedaan naar de verschillende uitdagingen die hier bij komen kijken: voedsel, bescherming, transport…. Onze leerlingen verdiepen zich in een deelprobleem en gaan ook hier op zoek naar een oplossing voor een concrete uitdaging. In een volgend project denken we na over hoe we technologie kunnen inzetten om het rendement van gewassen te onderzoeken en te verbeteren.

Vierde jaar

In het vierde jaar leren we uiteenlopende sensoren gebruiken om data te verzamelen en te analyseren. We werken rond luchtkwaliteit en leren ook enkele basisideeën uit de wereld van AI en Machine Learning. Zo gaan we bestuderen hoe een Machine Learning-model getraind kan worden. Natuurlijk sturen we elk jaar onze projecten wat bij en gaan we steeds op zoek naar nieuwe relevante en boeiende uitdagingen. Steeds willen we hen laten kennismaken met technologieën en ideeën die de komende jaren een belangrijke rol gaan spelen. STEM kan volgens ons niet beperkt blijven tot de klas. Daarom proberen we ook regelmatig buitenschoolse activiteiten te organiseren die STEM bij onze leerlingen tot leven brengt. Zo gingen we al kijken hoe ze in Nederland omgaan met radioactief afval, hoe ze op de UA microalgen kweken, gingen we op bezoek bij Ordal EnergyVille, Technopolis …

Derde graad

Vijfde jaar

In het vijfde jaar wordt de STEM-richting logischerwijs geïntegreerd in de richting Wetenschappen-Wiskunde. Naast het ‘vaste’ pakket uren eigen aan Wewi, is er de mogelijkheid om enkele uren ‘vrij’ in te vullen. Waar de overige Wewi-leerlingen hier een extra uur fysica en twee uur wiskunde of ‘project vrije ruimte’ krijgen, krijgen de leerlingen met een STEM-vooropleiding drie uur voor specifieke STEM-projecten. Hier kunnen ze dan de reeds verworven competenties creatief gaan aanwenden, in een relevante en inspirerende context. In de eerste helft van het schooljaar beginnen we wat speels met het ontwerpen van een Escape-room, waar ze al hun kennis rond Arduino, cryptografie, fysica en chemie kunnen combineren in uitdagende puzzels. Daarnaast dienen ze ook na te denken over de praktische aspecten die horen bij een ‘commerciële’ escape room: ontwerpen van website, logo, posters, campagne op sociale media, nadenken over prijsstelling, …. In de tweede helft van het jaar werken we dan rond wearables en assistive technology: sensoren en interfaces die de communicatie tussen lichaam en technologie mogelijk maken. Elke leerling kan dan – alleen of in kleine groepjes – een sociaal nuttig én technisch haalbaar project uitwerken rond het monitoren van lichaamsfuncties en/of aansturen van technologie met lichaamssignalen. Hierbij maken ze gebruik van Arduino-sensoren, smartphone-apps, bestaande activity trackers en monitoring devices….

Zesde jaar

In het laatste jaar van de humaniora doorlopen alle leerlingen een seminarie-traject. In deze twee uur per week doorlopen ze alle stappen verbonden aan de uitvoering van een wetenschappelijk onderzoek: oriëntatie rond de gegeven onderzoeksvraag, formuleren van een hypothese, uitwerken van de methode met bijhorend materiaal, uitvoeren van het onderzoek, analyseren van de gegevens in een discussie, reflecteren en tenslotte rapporteren in de correcte format van een wetenschappelijke paper. Hier werken we dan – samen met andere vakken – rond het hanteren van de juiste ‘wetenschappelijke’ stijl van formuleren, correcte bronvermelding en gebruik van voetnoten,… De leerlingen met een STEM-vooropleiding gaan drie uur per week werken aan een dergelijk seminarie-project. Ook hier is de finaliteit een geschreven paper maar dient er als extra dimensie een werkend praktisch-technologisch product te worden afgeleverd. Qua onderwerp vertrekken we vanuit de interesse van de leerling en zijn/haar toekomstige studiekeuze en gaan we samen op zoek naar een haalbaar ‘product’ als doel. Dit kan zowel een werkende website zijn, als een pedagogisch model, een technisch restoratie-project, een automatisatie van een aquarium,… De bijhorende paper beschrijft dan zowel het product als het proces er naar toe.