Wetenschap is kinderspel

Universiteiten waarschuwen er al een tijdje voor: als jongeren massaal bètastudies blijven ontwijken is er over een aantal jaar geen enkele goede Nederlandse wiskundige of natuurkundige meer over. Ondanks inspanningen van universiteiten om meer leerlingen geïnteresseerd te krijgen in natuurkunde, wiskunde en scheikunde, gaan de meesten nog steeds liever sportmanagement, mediastudies of rechten studeren. De vraag is waardoor dat komt. Is het imago van de bètawetenschap nog steeds stoffig? Of kiezen leerlingen geen bèta omdat ze niet goed weten wat je er precies mee kunt? Wat nu als je kinderen al op een jongere leeftijd, als ze het nog leuk vinden, actief bezig laat zijn met wetenschap en techniek? Zouden ze dan wel geïnteresseerd zijn wanneer de studiekeuze voor de deur staat?

Er is genoeg bewijs dat kinderen op jonge leeftijd complexe dingen goed begrijpen. In september vatte een uitgebreid artikel in Science onderzoek naar het wetenschappelijk denken bij kinderen samen. Kinderen zijn eigenlijk net wetenschappers, is de conclusie van het artikel; bij het spelen gebruiken ze dezelfde methoden voor het testen van hypotheses en theorieën. De auteurs raden dan ook aan om vrij spelen en experimenteren meer ruimte te geven op school. Als kinderen juist op jonge leeftijd ‘onderzoek’ kunnen doen, is de interesse gewekt en kiezen ze op een latere leeftijd eerder voor bèta.

Kinderen als echte wetenschappers

Kinderen kunnen ook écht bijdragen aan wetenschappelijk onderzoek. Zo organiseerde het Science Museum in Londen een project, “Blackawton Bees”, waarin 25 kinderen van de Blackawton basisschool (8-10 jaar) samen werkten aan een onderzoek over bijen. Dat onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Biology Letters. Bovendien gaf initiatiefnemer Beau Lotto hierover een inspirerende TED-talk, samen met één van de kinderen. Lotto is ervan overtuigd dat spelen en wetenschappelijk onderzoek eigenlijk vrij dicht bij elkaar liggen. Met ‘Blackawton Bees’ demonstreert hij dat kinderen uitstekend in staat zijn om de juiste vragen te stellen en de juiste experimenten uit te denken. Het staat echter wel haaks op de trend in Nederland om onderwijs meer te structureren en meer prestatiegericht te maken.

Huiverige docenten

De enigen die “Blackawton Bees” niet leuk vonden, waren de docenten van de school. Zij geloofden eerst niet dat de kinderen in staat waren om echt wetenschappelijke experimenten te doen. Bovendien hadden ze minder controle over wat hun leerlingen aan het doen waren; heel gewoon voor wetenschappers, maar lastig voor de docenten. Misschien ligt hier een voorname oorzaak van de geringe aandacht voor wetenschap en experimenteren op de basisschool; docenten hebben er moeite mee. Niet alleen omdat ze huiverig zijn bij het idee van ‘vrij’ spelen en experimenteren, maar ook omdat ze niet opgeleid zijn om wetenschapsles te geven. Zo krijgen slimme kinderen dus weinig mogelijkheden om hun onderzoeksvaardigheden te ontplooien, zeker als ze niet kunnen meedoen aan unieke projecten.

Het uitnodigen van onderzoekers en andere professionals in de klas kan een oplossing zijn, laat een recente studie zien. Daarin lieten Amerikaanse onderzoekers studenten lessen geven in wetenschap geven aan kinderen in fourth grade (9-10 jaar) van een school in Los Angeles. De lessen duurden slechts een uur en waren vrij simpel, zoals het bekijken van objecten door de microscoop. De lessen waren zeer effectief: wanneer leerlingen in één jaar 10 uur science education kregen, scoorden zij beter op testen voor wiskunde en taal. En mogelijk nog belangrijker: de leerlingen beoordeelden wetenschap als “leuk”. Science was niet langer een werkje of schoolopdracht, maar iets waar je met plezier mee bezig kunt zijn. Of dit ook leidt tot latere keuze voor bèta-studies is natuurlijk nog niet duidelijk, maar de interesse is in ieder geval gewekt.

Als zo’n simpel experiment op een achterstandsschool in de VS er al toe kan leiden dat leerlingen wetenschap leuk gaan vinden, is er ook in Nederland nog een grote slag te maken. Meer en uitgebreidere programma’s voor wetenschap en techniek op de basisschool zouden helpen om kinderen op een jonge leeftijd – wanneer ze nog intrinsiek in alles geïnteresseerd zijn – in aanraking te laten komen met onderzoek. En dat hoeven de docenten op de basisschool heus niet zelf allemaal te doen, juist onderzoekers, studenten en professionals zijn hiervoor prima geschikt. In Nederland bestaan bijvoorbeeld wetenschapsknooppunten, andere initiatieven en bedrijven die juist dit soort lessen organiseren. Het enige wat de docenten hoeven te doen, is achterover leunen, en accepteren dat hun leerlingen met iets bezig zijn, waar ze geen grip op hebben.

Dit artikel verscheen op Volkskrant Opinie en Sciencepalooza

T-shirt met vochtsensor om uitdroging te meten.

Eerder op deze blog beweerde ik dat het onzin is om continu water of sportdrank te drinken tijdens een normale looptraining. Maar als het erg warm is, je een lange duurloop aan het doen bent, of gewoon heel veel zweet, kun je op een gegeven moment tóch uitgedroogd raken. Hoe weet je nu of je je dorst moet negeren, of dat je tóch maar beter even wat moet gaan drinken? Nu doe je dat gewoon “op gevoel” maar wie weet komt daar binnenkort iets nieuws voor: een t-shirt dat uitdroging kan meten.

Zogenaamde “smart clothing” (slimme kleding) is al een tijdje een trend in de mode- en techniekwereld. Kunstenaars en mode-ontwerpers maken in samenwerking met wetenschappers, bijvoorbeeld kleding met lampjes, stoffen die reageren op aanraking, enzovoorts. Over het algemeen zijn dit voornamelijk kunstprojecten of leuke gadgets. Maar dat je met smart clothing ook écht nuttige dingen kunt doen, bewijzen Italiaanse onderzoekers nu met vocht- en zoutmeters in katoenvezels.

Katoenvezels zijn al eerder gemodificeerd tot elektronische sensoren, maar tot nu toe waren die sensoren alleen geschikt om zoutconcentraties te meten in een gel of een vaste stoffen. De italiaanse onderzoekers hebben dit proces nu zodanig weten aan te passen, dat de katoenvezels ook vloeistoffen kunnen meten. Dit deden ze door gewoon katoengaren te impregneren met een polymeer (genaamd: p-type conductive poly(3,4-ethylenedioxythiophene) doped with poly(styrene sulfonate) (oftewel PEDOT:PSS)). Hierdoor ontstond een katoendraadje dat wél stroom kan geleiden, maar ook nog zo flexibel is dat het gewoon ingenaaid kan worden in normale kleding.

De donkere draad in de foto is de geïmpregneerde katoendraad, het metaaldraadje de elektrode waardoor de zoutconcentratie in de druppel gemeten kan worden.

De onderzoekers maakten als proof-of-concept een kledingstuk met deze draadjes, en lieten deze dragen door hardlopers. Ze zagen dat de gemeten zoutconcentratie in het zweet van de hardlopers na 40 minuten lopen hoger was dan na 10 minuten, waarmee ze bewijzen dat de metingen betrouwbaar zijn. In de praktijk kan zo’n t-shirt dus inderdaad werken om uitdroging bij sporters te meten. Ze willen nog een stapje verder gaan, en de techniek ook toepasbaar maken voor de zorg. Bij bijvoorbeeld bewusteloze of comateuze patiënten kan de kleding dan aangeven of een patiënt genoeg vocht binnenkrijgt of niet.

Helemaal waterdicht is het systeem  nog niet. Ook al is het maken van het speciale katoengaren vrij simpel, en kan het makkelijk in grote hoeveelheden geproduceerd worden, zijn er nog een aantal hordes die genomen moeten worden om het écht op grote schaal toe te passen. Het polymeer PEDOT:PSS is nog niet heel erg stabiel, waardoor het kledingstuk al snel niet meer goed zal werken. Ook heeft het polymeer een hoge zuurgraad, dat het katoen van het kledingstuk kan aantasten, waardoor je na een tijdje een t-shirt met gaten overhoudt.

Maar desalniettemin is dit een mooie ontwikkeling voor hardlopers. In de toekomst hebben we geen trainer meer nodig die ons vertelt dat we niet mogen drinken tijdens het hardlopen, maar kunnen we wijzen naar ons t-shirt: zie je wel, ik heb dorst!

Dit artikel verscheen in de Tribune - clubblad van Triatlonvereniging GVAV te Groningen

Bronnen: ChemistryWorld en C2W.  

Wat is Wetenschap eigenlijk? - luistertip

Het wetenschappelijke radio-programma “Labyrint” van de VPRO, waarin wekelijks een uur lang gepraat wordt over nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen, heeft ook een korte rubriek waarin ze mensen op straat de vraag stellen: “Wat is Wetenschap”?

Mensen noemen vaak medische vooruitgang en technische hoogstandjes, dingen die ons allemaal aangaan én er inderdaad niet zouden zijn zonder wetenschap. Maar soms zijn de antwoorden zowel lachwekkend als verontrustend. Veel mensen hebben écht geen passend antwoord op deze vraag, ook niet na lang nadenken. Soms noemen ze voorbeelden die mensen angst aanjagen, hebben het over science ficiton, beginnen hard te lachen of hebben het over “mensen die alles denken te weten”.

Het concept wetenschap blijkt behoorlijk onbekend. Waarom weten mensen niet eens wat wetenschap is, terwijl ze dagelijks met alle uitkomsten van wetenschap geconfronteerd worden en niet zouden kunnen leven zonder wetenschap? Wie het weet mag het zeggen.