Benaderingen in het Onderwijzen van Onderzoeksvaardigheden binnen het Curriculum van het Voortgezet Onderwijs
Auteur Han W. Saft
Begeleider Michiel van Eijck
Technische Universiteit Eindhoven Eindhoven School of Education
Omvang 10 ec Eindhoven, 11 juli 2012
Pagina 0
Pagina 1
Inhoud 1 2
3
4
5
6
A B C D E F G H
Inleiding Theoretisch kader 2.1 Begrippen 2.2 Domeinen 2.3 Curriculum 2.4 Onderzoeksvaardigheden 2.4.1 Definities van onderzoeksvaardigheden 2.4.2 Benaderingen in het aanleren van onderzoeksvaardigheden 2.5 Technasium Onderzoeksvragen 3.1 Ideologisch curriculum 3.2 Formeel curriculum 3.3 Uitgevoerd curriculum Methode 4.1 Respondenten 4.2 Instrumenten 4.3 Procedure 4.4 Validiteit Resultaten 5.1 Ideologisch curriculum 5.2 Formeel curriculum 5.3 Uitgevoerd curriculum 5.4 Interbeoordelaarsbetrouwbaarheid Discussie 6.1 Conclusies 6.2 Verbetering methode 6.3 Aanbevelingen
Pagina 3 5 5 5 6 7 8 11 16 17 17 17 17 19 19 19 20 21 22 22 22 25 30 31 31 32 33
Literatuur
34
Bijlagen: Vwo natuurkunde exameneisen 2013 en later Science Process Skills volgens AAAS Vragenlijst interviews Codeerschema Illustratieve delen uit datamatrix Eigen ontwikkelde lesmethodes Technasium definities O&O kwaliteiten Competentiekaart van het Technasium
36 37 38 39 40 41 42 43
Pagina 2
1
Inleiding
In de dagelijkse praktijk van het lesgeven worden voor de bètavakken, naast het onderwijzen van theorie, ook experimenten of practica gegeven. Het zijn tenslotte van origine experimentele natuurwetenschappen waar de theoretische kennis vanuit experimenten gevalideerd wordt. Als aankomend natuurkunde docent, met onderzoekservaring vanuit de universiteit en de industrie, heb ik gemerkt dat er bij experimenten / practica in de bètavakken veel met werkbladen (vaak uit commercieel verkrijgbare lesmethoden) gewerkt wordt waarin de uitvoering van het experiment binnen een strak kader omschreven is. In de onderbouw van het voortgezet onderwijs wordt er vaak gewerkt vanuit een “kookboek recept” werkwijze. Hierbij wordt geen duidelijk onderscheid gemaakt tussen een begrips-, apparatuur- en onderzoekspracticum (van den Berg & Buning, 1994). In de bovenbouw wordt het kader steeds losser maar niet noodzakelijkerwijs goed aansluitend bij het onderzoek doen en rapporteren zoals dat gebeurt in de wetenschappelijke wereld. De drie practicum soorten moeten in het onderzoek in de eindexamenklas bij elkaar komen (van den Berg & Buning, 1994). In de onderbouw wordt al dan niet geleerd hoe je moet rapporteren over het “onderzoekje” (lees practicum/experiment). In de bovenbouw kun je vaak kiezen uit een aantal “voorbewerkte” onderwerpen waarbij je resultaten moet genereren. Het geheel moet op dan op de vermeende “natuurwetenschappelijke methode” gestructureerd uitgevoerd en gerapporteerd worden volgens het proces omschreven door Leite (2005). Echter “In de praktijk van het huidige Vwo-curriculum is van een echte voorbereiding op wetenschappelijk onderwijs geen sprake” (WON, 2012). Men kan in de exameneisen voor het Vwo wel een omschrijving vinden van een vereist kennis- en vaardigheidsniveau (CvE, 2010), maar niet een set van competenties die aansluiten bij het uitvoeren van het proces van wetenschappelijk onderzoek. Van den Berg en Buning maken in 1994 duidelijk dat docenten soms contraproductief kunnen zijn bij het aanleren van onderzoeksvaardigheden tijdens een practicum. Zoals Van Eijck (2005) laat zien wordt er door individuele docenten in de bètavakken geëxperimenteerd met andere didactische werkvormen die een resultaat geven die beter aansluit bij de vermeende natuurwetenschap-pelijke methode. De aanleiding voor onderliggend onderzoek is tweeledig. In de eerste plaats is er in de afgelopen decennia op internationale schaal onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van het onderwijs met betrekking tot het aanleren van onderzoek doen en onderzoeksgericht onderwijs (Healey & Jenkins, 2009). Op Europees politiek niveau werden in 2000 in Lissabon ambitieuze doelstellingen geformuleerd om de EU te ontwikkelen tot een dynamische kenniseconomie. In Nederland werd het Platform Bèta Techniek belast met de doelstelling van het genereren van 15% meer uitstroom van bètastudenten te realiseren. Dat er op de bovenvermelde zaken nog veel werk verzet moet worden werd bevestigd door een door de EU gefinancierde studie door Rocard et al. (2007) die aangeven dat het aantal bètastudenten nog steeds afneemt. Grotendeels door de wijze waarop bètavakken onderwezen worden. Zowel op nationaal als internationaal is er beleid gemaakt om meer onderzoek te kunnen doen maar ook inhoudelijk moeten de bètavakken meer onderzoeksgericht moeten worden. Inquiry-Based Science Education zoals Rocard et al. dat in 2007 formuleerden. In de tweede plaats zijn er, naast individuele initiatieven van docenten, ook hele stromingen binnen het Nederlands onderwijs ontstaan zoals bijvoorbeeld - het vak NLT (een schoolvak waarbij biologie, scheikunde, natuurkunde en wiskunde geïntegreerd zijn), - Universum scholen die hun bètaonderwijsprogramma als geheel vernieuwen volgens de zes aandachtgebieden uit het Universumkompas , Pagina 3
- het platform Wetenschapsoriëntatie Nederland (WON) die een kritische wetenschappelijke houding willen stimuleren als ook leerlingen vertrouwd willen laten raken met alle wetenschappelijke disciplines, -cultuur en –onderzoek op universiteiten en andere onderzoeksinstellingen - of het Technasium met de leergang onderzoek & ontwerp (O&O) dat naast de klassieke bètavakken onderwezen wordt waarmee ze onderwijsvernieuwing beogen te realiseren door het ontwikkelen van competenties bij leerlingen en bètaonderwijs volgens de 5 punten van de Technasium formule. Alle voornoemde stromingen zijn, over het algemeen, in korte tijd ingevoerd en hebben verschillende doelstellingen en programma’s om onderzoeksvaardigheden en een onderzoekende houding te stimuleren bij leerlingen in het voortgezet onderwijs. Behalve bij het vak O&O van het Technasium beogen de andere stromingen onderzoeksvaardigheden en onderzoekende houding meer in de breedte te ontwikkelen. Omdat er voor de klassieke bètavakken natuurkunde, scheikunde en biologie veel onderzoek gedaan is naar de didactiek van het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden is het interessant om deze te vergelijken met het nieuwe bèta examenvak O&O als maatstaf voor recente onderwijs innovatie. De enige gevonden literatuur relevant voor dit onderzoek dateert uit 2008. In 2008 gaven Appelhof, Bolte en Seller in hun onderzoek naar de initiatie en implementatie van het Technasium het volgende aan: Het blijft vooralsnog een opgave voor de technasiumscholen om de verbinding van leerlijnen met kerndoelen en eindtermen te realiseren. Het is nog niet duidelijk hoe een reeks van projecten tot een bestand van kennis- en vaardigheden, tot een curriculum met opbouw kan leiden. ‘Over het curriculum moet goed worden nagedacht. Er moet een opbouw in zitten. Het moet voldoen aan de kerndoelen.’ (p. 4) De afgelopen jaren hebben de eerste lichtingen met het vak O&O in het examenpakket het Technasium hebben verlaten. Het is dan ook interessant om te kijken hoe de huidige stand van zaken is met betrekking tot de ontwikkeling van het curriculum bij het vak O&O. De meeste ervaring hiermee is opgebouwd in de onderbouw van de leergang. Door middel van een beschrijvend onderzoek wil ik in kaart brengen in welke mate onderzoeksvaardigheden onderwezen worden vanuit het curriculum voor de 4 bovenstaande bètavakken in de onderbouw van het voortgezet onderwijs op de scholen waar alle 4 de vakken onderwezen worden en hoe deze gefundeerd zijn door wetenschappelijke kennis omtrent het aanleren van onderzoeksvaardigheden. De centrale vraagstelling van dit onderzoek welke aansluit bij bovenstaande doelstelling is: Hoe zitten de onderzoeksvaardigheden bij het vak O&O verwerkt in het curriculum en hoe verhouden deze zich tot het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden in de bètavakken natuurkunde , scheikunde en biologie als ook met de bevindingen uit de wetenschappelijke literatuur hierover. Het onderzoeksrapport is verder als volgt opgezet: Hoofdstuk 2 omschrijft het theoretisch kader met betrekking tot de didactiek van onderzoeksvragen en het curriculum. Hoofdstuk 3 beschrijft de opbouw van de onderzoeksvragen. Hoofdstuk 4 omschrijft het hoe en waarom van de gebruikte onderzoeksmethode. Hoofdstuk 5 omschrijft de resultaten van de afgenomen interviews. In hoofdstuk 6 worden de resultaten besproken en indien mogelijke verklaringen gezocht.
Pagina 4
2
Theoretisch kader
Het stimuleren van een onderzoekende houding is de laatste jaren volop in de aandacht. Niet alleen vanuit de politiek maar ook vanuit onderwijskundigonderzoek. Een aantal aspecten hiervan komen terug in de probleemstelling. Ter verduidelijking moeten een paar centrale begrippen nader uitgewerkt worden voor een beter begrip van onderhavig onderzoek. Deze begrippen zijn curriculum en onderzoeksvaardigheden. Omdat er onderzoek gedaan wordt naar hoe bij verschillende bètavakken onderzoeksvaardigheden aangeleerd worden, zijn er nog een aantal begrippen relevant zoals didactiek en domeinen. In dit hoofdstuk worden allen in perspectief geplaatst tot elkaar. 2.1
Begrippen
Voor de volledigheid worden een aantal termen onderstaand nader omschreven. Met de term onderbouw worden de eerste drie klassen bedoeld van de Havo en Vwo. De bovenbouw zijn de vierde en vijfde klas van de Havo en vierde tot en met de zesde klas Vwo. Onder (klassieke) bètavakken verstaan we de vakken biologie, natuurkunde en scheikunde. Bij deze vakken horen bepaalde vaardigheden (skills) die gedefinieerd zijn als: goal-directed, well-organized behavior that is acquired through practice and performed with economy of effort (Winterton, Le Deist & Stringgfellow, 2005). Een nieuwe stroming in het middelbaar onderwijs is het Technasium. Het is een onderwijsconcept dat een nieuwe leergang (het vak O & O) aanbiedt in de (technische) bètawetenschappenschappelijk richting om de instroom van bètastudenten in vervolgopleidingen te vergroten. De leerlingen leren met behulp van het vak O & O op een authentieke wijze onderzoek doen en ontwerpen te maken. 2.2
Domeinen
De term domein komt men veelvuldig tegen in het onderwijs. Men vindt het terug in de landelijke exameneisen waarin de vereiste kennis en vaardigheden in verschillende domeinen omschreven worden. Of in de taxonomie van Bloom over de verschillende leerdomeinen. Maar wat is een domein precies? Een woordenboek geeft de omschrijving: In het algemeen is een domein een kennisgebied of activiteit gekarakteriseerd door een verzameling van concepten, begrippen en/of waarden. Hirschfeld & Gelman (1994) hebben hiervoor een uitgebreide definitie: “een kennisgebied dat een klasse van verschijnselen identificeert en interpreteert, aannemende dat deze zekere eigenschappen delen die onderscheidend en algemeen van aard zijn”. Omdat een domein onderscheidend van aard is impliceert dit dat er domein specifieke zaken zijn door de randvoorwaarden in de omschrijving van het specifieke domein en domein overstijgende aspecten. In het onderwijs heeft met het vaak over domein specifiek kennis, vaardigheden, houding en competenties en domeinoverstijgende cognitieve vaardigheden. Deze cognitieve vaardigheden zijn bedrevenheden in een bepaalde manier van denken gericht op het opnemen, verwerken, beoordelen, toepassen en (re)produceren van informatie. Deze vaardigheden kunnen voor alle takken van onderwijs relevant zijn. Voorbeelden hiervan zijn lezen, luisteren, onthouden, informatie vergaren en –verwerken. Sommige clusters van vaardigheden echter zijn alleen voor bepaalde (groepen) schoolvakken (lees domeinen) relevant. Hier spreekt men dan van domeinspecifieke vaardigheden. Pagina 5
Kijkt men naar de exacte vakken natuurkunde, wiskunde, scheikunde en biologie dan ziet men dat hiervoor zowel domeinspecifieke- als domeinoverstijgende vaardigheden zijn. Aarsen en van der Valk (2008) gaven aan dat het JCU de overeenkomsten en verschillen van de domeinen bewust gebruiken in hun programma voor 100 getalenteerde bètaleerlingen. De vakoverstijgende onderzoeks-leerlijn begint met een centrale introductie “onderzoek doen”. De onderwerpen die dan behandeld worden zijn betrouwbaarheid, validiteit, kritische houding, het bijhouden van een labjournaal, een bronnen- en materialenboek, een onderzoeksvraag opstellen, etc.. Daarna wordt de leerlijn verder voortgezet bij de individuele bètavakken met hun domein specifieke kenmerken zoals bijvoorbeeld zijn de specifieke instrumentele vaardigheden. Je kunt dan ook niet spreken van één universele wetenschappelijke methode. Deze verschilt dus per wetenschappelijk domein (Veermans, Jolingen & de Jong, 2006). 2.3
Curriculum
Nu het duidelijk is dat wetenschappelijke methoden voor de bètavakken verschillen, houdt dit ook in dat er op verschillende manieren kennis, leerhouding (attitude) en (onderzoeks)vaardigheden onderwezen moeten worden aan leerlingen/studenten door leerkrachten. In de dagelijkse schoolpraktijk vindt de overdracht van deze 3 aspecten plaats, individueel of klassikaal, vanuit een vooropgezet doordacht plan. Dit leerplan of curriculum (Thijs & van den Akker, 2009) wordt door Goodlad and Su (1992) als volgt omschreven: een curriculum is een plan dat bestaat uit leermogelijkheden binnen een specifiek tijdsbestek en op een specifiek plaats; een gereedschap dat bedoeld is om het gedrag van studenten te veranderen als het resultaat van geplande activiteiten en omvat alle verkregen leerervaringen van studenten door de begeleiding van de school. Voor de bètavakken betekent dit dat er verschillende curricula omschreven moeten zijn per vak. In de ontwikkeling van het curriculum worden volgens Goodlad, Klein en Tye (1979) in drie domeinen invloed uitgeoefend door instanties of personen. Van deze drie domeinen of perspectieven (Thijs & van den Akker, 2009), het proces of sociaal-politieke domein (beïnvloedende factoren op het maken van beslissingen tijdens de curriculum ontwikkeling), het technologisch of technisch-professionele domein (de specifieke kennis en vaardigheden nodig in het curriculum planningsproces en de uitvoering voor de specifieke kennisdomeinen) en het substantieve of inhoudelijke domein (richt zich o.a. op zaken als leerdoelen, organisatie, leeractiviteiten en evaluatie) geeft bij een nadere bestudering inzicht in de vormen waarop een curriculum gemaakt of ondervonden wordt. Goodlad, Klein en Tye (1979) geeft een typologie voor de verschijningsvormen van het curriculum, welke zijn omgezet naar de Nederlandse situatie (Thijs & van den Akker, 2009), (Kuiper, 2009). Deze zes verschijningsvormen (zie tabel 1) van het curriculum laten duidelijk zien wat met de termen, beoogd, uitgevoerd en bereikt bedoeld wordt. Tabel 1 Verschijningsvormen van een curriculum Beoogd Uitgevoerd Bereikt
Denkbeeldig Geschreven Geïnterpreteerd In actie Ervaren Geleerd
Opvattingen, wensen en idealen (basisvisie) Examenprogramma’s, syllabi, handreikingen, lesmateriaal Oordelen en interpretaties van docenten Feitelijk onderwijsleerproces Ervaringen van leerlingen Leerresultaten van leerlingen
Pagina 6
In de literatuur komt men ook de termen ideologisch- en formeel curriculum tegen voor de beoogde verschijningsvormen en voor het uitgevoerde curriculum wordt ook wel beleefd- en operationeel curriculum gebruikt. (Smits, van de Ven & Bergen, 2004). Met het ontwikkelen van een leerplan moet men steeds meer rekening houden met invloeden van buiten onze landsgrenzen. De invloed van de Europese Unie wordt steeds groter. Thijs & van den Akker (2009) geven dit overzichtelijk weer in onderstaande tabel. Tabel 2 Curriculumniveaus en -producten Niveau SUPRA MACRO MESO
Beschrijving Landoverstijgend, internationaal Systeem, nationaal School, opleiding Groep, docent
MICRO NANO
Leerling, student
Voorbeelden • Europees Referentiekader voor vreemde talenonderwijs • Kerndoelen, eindtermen • Examenprogramma’s • Schoolwerkplan • Opleidingsprogramma • Lesplan, lesmateriaal, docentenhandleiding • Module, leergang • Leerboek, methode, lesbrief • Persoonlijk leerplan • Individuele leerweg
De examenprogramma’s worden op landelijk niveau vastgesteld en geschreven. Echter de weg naar de daarin omschreven doelen kan op vele manieren bewandelt worden. Er zijn uitgevers die, met behulp van docenten, methoden (onder andere in de vorm van leerboeken) ontwikkelen die de door docenten gebruikt kunnen worden in de lessen. Het staat docenten echter vrij om eigen lesmateriaal te ontwikkelen of een combinatie van eigen lesmateriaal of methoden te gebruiken. De domeinspecifieke aspecten zijn terug te vinden in de vakmethoden of door de vakdocent ontwikkeld vaklesmateriaal. Zoals Aarsen & van der Valk (2008) laten zien zijn er ook overeenkomsten tussen de bètavakken. Dus algemene aspecten over de domeinen heen. Hiervoor zijn hedentendage geen standaard methoden voor beschikbaar die vakoverstijgend zijn. Zoals Aarsen & van der Valk (2008) laten zien met “onderzoekende houding: een leerlijn”, zijn of worden op diverse scholen bètavakken overstijgende initiatieven ontplooid. In principe is een curriculum per leerjaar geschreven. Voor het VO betekent dit vanaf de brugklas tot en met de examenklas een jaarlijks curriculum met leerdoelen, didactiek, leermiddelen, etc. Echter het aanleren een onderzoekende houding, van onderzoeksvaardigheden of het bijbrengen van een wetenschappelijke methode bij leerlingen neemt nogal wat tijd in beslag welke het leerjaar overstijgen. Ook is een wetenschappelijke methode domein specifiek en moet er per vakgebied duidelijk zijn wat het onderscheid is. Om aan te kunnen geven in welke mate onderzoeksvaardigheden onderwezen worden vanuit het curriculum moet specifieker gekeken worden naar het beoogd- en uitgevoerd curriculum op macro, meso en microniveau. 2.4
Onderzoeksvaardigheden
In de afgelopen decennia zijn, naast de aandacht voor het effect van experimenteren op het aanleren van vaardigheden (van den Berg & Buning, 1994) met betrekking tot het doen van Pagina 7
wetenschappelijk onderzoek, veel initiatieven ontplooid. Dit om de wetenschappelijke kennis, vaardigheden en houding te ontwikkelen bij leerlingen in het VO, als ook om een betere aansluiting te krijgen met het wetenschappelijk onderwijs (WO) maar ook te bewerkstelligen dat meer leerlingen gaan kiezen voor een natuurwetenschappelijke studie. Deze gewenste maatschappelijke ontwikkeling is ook terug te vinden in de vernieuwde examenprogramma’s (formeel en macroniveau curriculum). Deze initiatieven, om te komen tot betere natuurwetenschappelijke vaardigheden bij leerlingen, laten een verscheidenheid aan benaderingen en doelen zien. Hiernaast is een kritische houding in de literatuur te zien ten aanzien van het effect van experimenten op het aanleren van onderzoeksvaardigheden als ook de ontwikkeling van verschillende benaderingen in het aanleren van natuurwetenschappelijke onderzoeksvaardigheden. Om de verschillende benaderingen te kunnen plaatsen, worden onderzoeksvaardigheden en het experimenteren, als onderdeel van de natuurwetenschappelijke methoden, nader bekeken. 2.4.1 Definitie van onderzoeksvaardigheden Onderzoeksvaardigheden moet men voor de bètavakken beheersen om het examen met succes te kunnen afronden. Om deze onderzoeksvaardigheden aan te leren moeten deze onderbouw en bovenbouw van de havo en het vwo onderwezen worden. Aan het eind van het VO moeten bètaleerlingen een volledig onderzoek doen en in het proces de verschillende fases doorlopen. In figuur 1 zijn de diverse stappen te zien volgens Leite (2005). In dit procesdiagram zijn diverse activiteiten te zien die als logische volgorde moeten worden uitgevoerd om antwoord te krijgen op de onderzoeksvraag.
Figuur 1
Fases van een practicum volgens Leite (2005)
Pagina 8
Om het aanleren van onderzoeksvaardigheden te kunnen onderzoeken moet er eerst duidelijk zijn wat er hieronder verstaan wordt. In de vakliteratuur komt men voor onderzoeksvaardigheden ook termen tegen als research skills of (science) process skills (SPS) waarvan de laatste het meest gebruikt wordt. Van den Berg & Buning (1994) geven een indeling die meer gekoppeld is aan de opeenvolgende fases van het onderzoeksproces. In de Engelstalige literatuur komt men voor de SPS Padilla (1990) tegen als ook de indeling volgens Brendzel (2005). Zie tabel 3. Tabel 3
Indeling van onderzoeksvaardigheden (SPS) volgens de AAAS
Basic Skills 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Observing Classifying Space/time Relations Using numbers Measuring Inferring Predicting
Integrated Skills 8. 9. 10. 11. 12. 13.
Defining Operationally Formulating models Controlling variables Interpreting Data Hypothesizing Experimenting
Brendzel (2005) gebruikt de indeling van de American Association for the Advancement of Science (AAAS) die iets uitgebreider is (zie bijlage B). Het verschil in de SPS tussen Padilla (1994) en Brendzel (2005) is dat punt 3 en 4 van de AAAS indeling door Padilla als algemenere vaardigheid van het kunnen beschrijven van waarnemingen wordt beschreven. De indeling volgens de AAAS komt meer overeen met die van Van den Berg & Buning en is beter te verbinden met de fases in figuur 1 van het onderzoeken volgens Leite (2005) en de daarin vermelde processtappen. In tabel 4 is een overzicht gegeven van de verschillende definities van onderzoeksvaardigheden. De indeling volgens van den Berg & Buning (1994) volgt meer de stappen van het onderzoeksproces volgens Leite (2005). De indeling van de AAAS (zie tabel 3) heeft geen logische volgorde maar wordt ingedeeld als basis (basic) SPS vaardigheden en gevorderde (integrated) SPS vaardigheden en wordt veel gebruikt in de internationale onderzoeksliteratuur. Uiteindelijk overlappen de inhouden van de vaardigheden zoals te zien is in tabel 4. Wat in de tabel 4 duidelijk wordt is dat communiceren over het onderzoek niet tot de onderzoeksvaardigheden gerekend wordt. Brendzel (2005) geeft dit ook aan in haar boek. Ook is communiceren over het onderzoek niet een onderdeel van de exameneisen (zie bijlage A). Communiceren wordt gezien als onderdeel van de wetenschappelijke methode. Het basic niveau van de SPS (met de focus op het observeren, uitvoeren en beschrijven van het experiment) zal men eerder in de onderbouw aantreffen. De complexere integrated SPS (met de focus op ontwerpen van het experiment en interpreteren van de meetgegevens) zullen meer in de bovenbouw aangeleerd worden. In dit onderzoek wordt de indeling van onderzoeksvaardigheden (SPS) gebruikt volgens de AAAS.
Pagina 9
tabel 4 Pagina 10
2.4.2 Benaderingen in het aanleren van onderzoeksvaardigheden Bij een nadere bestudering van het overzicht van onderzoeksvaardigheden (bijlage B) valt op dat de basis onderzoeksvaardigheden zitten in de fase uitvoering van het experiment en de fase analyse en interpretatie. Dit komt overeen met wat men omschrijft als “kookboekpracticum” (van den Berg & Buning, 1994). Hiervan zijn de onderzoeksvraag, de meetopstelling met bijbehorende materialen en de meetprocedure gegeven. Deze laatste zitten in fase 1. In het kookboekpracticum hoeven de leerlingen alleen het experiment uit te voeren om data te verzamelen en daarna te interpreteren en analyseren. Deze “kookboek practica” ziet met meestal terug in de curricula van de onderbouw en zijn gebaseerd op commerciële lesmethoden of eigen geschreven materiaal. In de bovenbouw zijn er voor de bètavakken exameneisen voor de onderzoeksvaardigheden waardoor er meer gefocusseerd aan gewerkt wordt. Er is een duidelijk doel. Deze eisen zijn gedeeltelijk afgedekt door de experimenten en onderwerpen in de lesmethoden maar ook door profielwerkstukken en eigen onderzoek of technische ontwerp die bovenbouw/examen leerlingen moeten doen. In de bovenbouw wordt dus gestructureerd gewerkt aan het beheersen van alle onderzoeksvaardigheden. In de onderbouw liggen de exameneisen voor onderzoeksvaardigheden nog ver weg in de tijd. Bovendien moeten leerlingen aan het eind van de derde klas hun profiel kiezen. Alleen leerlingen met een N&G- of een N&T-profiel hebben één of meerdere bètavakken in hun lesprogramma. Initiatieven Ondanks dat een gedeelte van de leerlingen geen bètavakken in de bovenbouw hebben is er een behoefte binnen het onderwijs om vroeg gestructureerd met het aanleren van onderzoeksvaardigheden te beginnen. Getuige hiervan zijn de diverse publicaties. - van de Valk & van Soest (2004) met “Onderzoek leren doen in de bètavakken: elementen van een leerlijn in de onderbouw van twee scholen” ; - Hubers (2004) met “Onderzoeken en ontwerpen van PO naar HO in een doorlopende leerlijn” ; - Stichting Leerweg Ondersteuning (SLO) in 2011 met “Natuurwetenschappelijke vaardigheden onderbouw havo-vwo”. - Het Junior College Utrecht (JCU) heeft een leerlijn ontwikkeld om 100 getalenteerde 5 en 6 vwo leerlingen uit de regio Utrecht breder en diepgaander voor te bereiden op het aanstaande wetenschappelijk onderwijs Aarsen & van der Valk (2008) met “Onderzoekende houding, een leerlijn” . Naast deze curriculum gerelateerde activiteiten gericht op het aanleren van onderzoeksvaardigheden zijn er op schoolniveau enkele stromingen die een zelfde hoger doel willen bereiken. Het reeds eerder besproken Techasium met het vak O&O is hiervan een voorbeeld. Andere voorbeelden zijn het Universum programma waarin scholen hun bètatechnisch onderwijs kunnen vernieuwen door kennis en ervaring te delen binnen de aangesloten Universumscholen en het recent gestarte Wetenschapsoriëntatie Nederland (WON) programma met als doel leerlingen in het VWO ontwikkelen een onderzoekende houding en open mindedness. Practicum Het practicum (practical work) is altijd gezien als een belangrijk onderdeel van het onderwijzen van de bètavakken (Koponen & Mäntylä, 2006; Eskilsson & Helldén, 2008). De Pagina 11
effectiviteit van practica zijn in de afgelopen decennia bekritiseert na de nodige onderzoeken (Koponen & Mäntylä, 2006; Engelbarts, 2009). Er zijn dan ook voor sommige onderzoeksvaardigheden alternatieven beschikbaar om deze aan te leren. In de dagelijkse praktijk van experimenten doen is het zaak om rekenschap te geven welk type practicum bij welk na te streven doel van het practicum wat van den Berg & Buning (1994) ons leren. Ook is er het risico dat leerlingen het verband tussen de theorie en de practica niet zien (Eskilsson & Helldén, 2008). Van den Berg & Buning (1994) en Engelbarts (2009) geven aan dat er vijf soorten practicum doelstellingen zijn: - Ondersteuning van theorie door middel van verificatie of ontdekkingsproeven; - Het leren onderzoeken met behulp van experimenten; - Het leren gebruiken van een aantal meetinstrumenten en practicum technieken; - Motiveren van leerlingen - Betekenis laten zien van ‘experimentele’ wetenschap. en drie typen practica: - apparatuurpracticum; - begripspracticum; - onderzoekspracticum die in de examenklas bij elkaar moeten zijn gekomen (zie figuur 2). Procedureel inzicht (onderzoekspractica)
Leren onderzoeken
Vakkennis (begripspractica)
Figuur 2
Instrumentele vaardigheden (apparatuurpractica)
Integratie van de soorten practica in examenklas (van de Berg & Buning (1994))
In de onderbouw worden met de kookboekpractica overwegend apparatuur- en begripspractica uitgevoerd. De onderzoekspractica beslaan de eerste fase uit het doen van onderzoek welke moeilijker is en alleen in de bovenbouw wordt gedaan. In de onderbouw vindt overwegend geleid onderzoek (guided inquiry) plaats en in de bovenbouw meer open onderzoek (open inquiry). Experimenteren hoeft niet altijd in de besloten ruimte van het klaslokaal of de “science” ruimte plaats te vinden zoals Engelbarts laat zien. Alternatieven Kirschner & Huisman (1998) omschrijven de traditionele practica in de bètavakken als “natte” practica. Hier tegen over staan de modernere “droge” practica waar niet het experiment centraal staat maar er andere manieren zijn om onderzoeksvaardigheden aan te Pagina 12
leren. Engelbarts (2009) geeft een voorbeeld van een droog practicum. Experimenteren op afstand met behulp van de computer. Modelleren met behulp van de computer is te vinden in de 2012 exameneisen voor natuurkunde en wiskunde, maar niet voor scheikunde en biologie. Voor de bètavakken is echter genoeg lesmateriaal te vinden getuigen de NLT modules “Dynamische Modellen” voor de havo en het vwo, het leerstofpakket van de TUE Dynamische modellen in de biologie, scheikunde en natuurkunde (Technische Universiteit Eindhoven (2009) en literatuur (Ormel, 2010; Westra, Savelsbergh, Kortland, Prins & Mooldijk, 2002, Mulder, Lazonder & de Jong, 2010). Voor de bètavakken wordt vaak gebruik gemaakt van het software programma Coach. met deze PC gebaseerde meetinstrument kan men ook modelleren (zie figuur 3).
Figuur 3 Modelleer mogelijkheden van Coach Een andere manier om de onderzoeksvaardigheden te oefenen is met een web-based virtueel laboratorium (zie figuur 4 en 5). Het hangt van het doel van het experiment af of dit een geschikte keuze is. Om het interpreteren en analyseren van meetgegevens te oefenen heeft men niet direct het experiment nodig. De docent kan de data aanleveren waarbij de leerlingen in allerlei werkvormen fase 3 (zie tabel 4) uitwerken.
Pagina 13
Figuur 4 Virtueel Lab
Figuur 5 Applet om met elektrische schakelingen te experimenteren
Er zijn nog meerdere alternatieven om onderzoeksvaardigheden aan te leren. Het is niet het doel van dit onderzoek om hierin volledig te zijn. De meest gangbare zij hierboven vernoemt. De resterende mogelijkheden karakteriseren we als restgroep. Docenten Zoals in onderstaande didactische driehoek (Tiberghien, Jossem & Barojas, 1998) te zien is heeft de docent een bagage die hij mee neemt in het aanleren van onderzoeksvaardigheden. Naast zijn attitudes, gewoontes en interpretaties (zie uitgevoerd curriculum) heeft hij meer of minder kennis in het aanleren van onderzoeksvaardigheden (eigen middelbare schooltijd Kijk/visie op bètavakken
Kennis
Curriculum ontwikkeling, onderwijssituaties en toetsing
Docenten
Leerlingen
(met zijn attitudes en gewoontes)
(met hun kennis en leerhouding)
Figuur 6 Didactische driehoek en vervolgopleiding(en)) en een eigen visie daar op. Tevens is de opgedane kennis ten aan zien van (het aanleren) van onderzoeksvaardigheden afhankelijk van de genoten opleiding(en) en ervaringen (bijvoorbeeld eerdere gerelateerde werkzaamheden in de industrie) zoals te zien is in figuur 7. Tevens is er verschil in activiteit in het “bijblijven” in het vak via vakliteratuur, congressen of cursussen of vakinhoudelijke discussies met vakcollega’s.
Pagina 14
Figuur 7 Routes om docent te worden in het VO (zowel onderbouw als bovenbouw).
Leerlingen Tegenover de docent staat de leerling in de didactische driehoek (figuur 6). Niet alleen de docent maar ook de leerling heeft haar/zijn bagage die meegenomen wordt naar de les. Elke leerling heeft zo zijn eigen (voor-)kennis en ervaringen over wat onderzoeken volgens de wetenschappelijke methode inhoud. De eerder in deze paragraaf beschreven benaderingen zijn voorgeprogrammeerde wijzen om onderzoeksvaardigheden aan te leren vanuit het curriculum. Het aanleren van onderzoeksvaardigheden via deze voorgeprogrammeerde manieren laat niet het hele scala van activiteiten zien die een wetenschappelijk onderzoeker doorloopt om tot zijn resultaat komt. Een gekozen richting in een onderzoek kan wel eens niets opleveren maar dat zie je niet terug in het onderzoeksresultaat. Om leerlingen op een authentieke manier te laten leren wat onderzoek doen is moet volgens Crawford (2000) wetenschapsonderwijs echte activiteiten en denkprocessen bevatten die wetenschappers ook uitvoeren en die relevant zijn voor leerlingen. Volgens Buxton (2006) kan dit vanuit 3 perspectieven: - Leerling gericht perspectief (leerling ontwikkelt zelf een opdracht) - Canoniek perspectief (o.a. problemen oplossen en sociologische aspecten) - Contextueel perspectief (combinatie van beide voorgaande perspectieven) De leerling krijgt meer ruimte om op zijn eigen wijze authentieke onderzoeksvaardigheden te leren en ervaren. Het rendement van de “klassieke” practica ten aanzien van het aanleren van onderzoeksvaardigheden wordt sterk in twijfel getrokken. Wil men meer uit de practica halen dan moet er bewust omgegaan worden met de doelstelling van en het type practicum, In het afgelopen decennium hebben zich diverse alternatieven ontwikkeld. De centrale spil van het uitgevoerd curriculum is de (practicum) docent. Deze docent heeft eigen attitudes, visie, kennis en ervaring welke terug te vinden zijn in de opzet en begeleiding van experimenten. In enkele gevallen krijgt de leerling de ruimte om op eigen wijze onderzoeksvaardigheden te verwerven.
Pagina 15
2.5
Technasium
Het Technasium, ontstaan in 2003, is één van de initiatieven om een onderzoekende houding van leerlingen te stimuleren zoals in de inleiding vermeldt en heeft zich in brede zin ontwikkeld in het afgelopen decennium. Eén van de speerpunten van het Technasium is het vak Onderzoek & Ontwerp (O&O). Dit vak beoogt de onderzoekende houding te ontwikkelen vanaf de brugklas en is een leergang tot en met het examen. Hiertoe worden competenties van leerlingen ontwikkeld in het onderzoeken en ontwerpen (zie bijlage G). Het Technasium is opgedeeld in 13 regionale netwerken waarin Technasia elkaar ondersteunen in hun eigen ontwikkeling. Regelmatig vindt er overleg plaats tussen de Technators van de betreffende scholen in het regionale netwerk. Om een antwoord te geven op de centrale onderzoeksvraag van deze studie is er gekozen voor drie Technasium scholen die, naast de klassieke bètavakken, ook het nieuwe erkende examenvak O&O geven. Zo kan er geobserveerd worden wat de invloed is van dit nieuwe vak op de onderzoekende houding van de leerlingen.
Pagina 16
3
Onderzoeksvragen
Vanuit de probleemstelling omschreven in de inleiding worden met behulp van het gevormde theoretisch kader de onderzoeksvragen nader gespecificeerd. De onderzoeksvragen worden opgesplitst aan de hand van drie verschillende verschijningsvormen van het curriculum (zie tabel 1). Het beoogd- en uitgevoerd curriculum zijn voor dit onderzoek de relevante onderdelen, Het bereikte curriculum betreft leerlingen en wordt niet meegenomen want het heeft geen relatie met de onderzochte benaderingen. 3.1
Het ideologisch curriculum
Om op een hogere niveau meer inzicht te krijgen in wat beoogt wordt met het vak O & O door het Technasium wordt de volgende onderzoeksvraag gesteld: Wat zijn de doelen die het Technasium met het vak O & O wil bereiken? 3.2
Het formele curriculum
In dit deel van het curriculum zijn zaken vast gelegd in o.a. examenprogramma’s, syllabi, handreikingen, lesmateriaal, etc.. Appelhof, Bolte en Seller concludeerden in hun onderzoek van 2008 aan dat er nog het nodige omschreven moest worden aan het O&O curriculum bij het Technasium. Om inzicht te krijgen in de huidige stand van zaken met betrekking tot het formaliseren van dit deel van het curriculum willen we de volgende vraag beantwoord krijgen: Wat is de stand van zaken, kijkend naar onderzoeksvaardigheden, in de ontwikkeling van het formele curriculum van het vak O & O en hoe verhoudt zich dit tot het formele curriculum van de 3 andere bètavakken? Deelvragen: - Hoe zijn onderzoeksvaardigheden verwerkt in de exameneisen van de 4 bètavakken? - Welke structuren zijn aanwezig voor de docent voor het ontwikkelen van onderzoeksvaardigheden bij leerlingen in de onderbouw binnen elke discipline?
3.3
Uitgevoerd curriculum
In dit deel van het curriculum wordt gekeken naar wat de docent in de dagelijkse praktijk denkt en doet. Iedere docent heeft zijn eigen interpretatie van het formele curriculum en heeft een eigen scala aan verschillende kwaliteiten om onderzoeksvaardigheden aan te leren. Om hier meer duidelijkheid over te krijgen stellen we de volgende onderzoeksvragen: Wat zijn de overeenkomsten en verschillen tussen eigen visies van bètadocenten over de beste manier onderwijzen van onderzoeksvaardigheden in de onderbouw van het voortgezet onderwijs? Deelvragen: - Wat verstaan docenten onder onderzoeksvaardigheden? - Wat zijn de hoofddoelen die docenten hopen te bereiken door het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden?
Pagina 17
Hoewel iedere docent een eigen idee heeft over hoe het beste onderzoeksvaardigheden onderwezen kunnen worden kan de uitwerking in de praktijk door allerlei omstandigheden anders uit pakken. Om een beter zicht te krijgen op hoe de werkelijke activiteiten er uitzien zijn de volgende onderzoeksvragen opgesteld: Op welke wijze komen de individuele benaderingen van docenten overeen of verschillen ze binnen de bètadisciplines in het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden in de onderbouw van het voortgezet onderwijs? Deelvragen: - Op welke manieren worden onderzoeksvaardigheden onderwezen door docenten binnen dezelfde discipline? - Welke invloed heeft de opleiding van de docent en verdere onderzoekservaringen op de benadering van het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden? Wat zijn de verschillen en overeenkomsten in de benaderingen van het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden, tussen bètadisciplines en tussen verschillende Technasium scholen, in de onderbouw van het voortgezet onderwijs? Deelvragen: - Op welke wijze verschillen de individuele benaderingen van docenten of komen ze overeen binnen elke discipline? - Zijn er tussen de scholen waarneembare verschillen in benaderingen van het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden in de onderbouw van het voortgezet onderwijs?
Pagina 18
4
Methode
Om te komen tot beantwoording van de onderzoeksvragen zijn er een aantal keuzes gemaakt. Deze betreffen aspecten als de spreiding van interviews, interboordelaarsbetrouwbaarheid, validiteit en analyse. Onderstaand wordt beschreven hoe de respondenten zijn gekozen en de gebruikte procedure ter verkrijging van de onderzoeksdata. Als laatste worden de gebruikte instrumenten omschreven. 4.1
Respondenten
Om de onderzoeksvragen beantwoord te krijgen zijn interviews afgenomen bij verschillende scholen van het Technasium in de regio Brabant-Oost.. De interviews zijn verspreidt over 3 Technasia en over 4 vakken: biologie, natuurkunde, scheikunde en O&O. De matrix van 4 vakken bij 3 Technasia zouden 12 interviews hebben moeten opleveren. Dit om een onderzoeksgroep te creëren die breed genoeg zou zijn om een goede beschrijving mee te kunnen maken. Aan de Technatoren van de 3 Technasia is gevraagd om docenten bereid te vinden voor interviews nodig voor dit onderzoek. Echter bij enkele Technasia zijn de vakken natuurkunde en scheikunde in de onderbouw samengevoegd tot het vak NaSk. Hierdoor werd het aantal interviews gereduceerd tot 10 (zie onderstaande tabel 5). Tabel 5 Matrix van de verdeling van geïnterviewde docenten over de 3 Technasia School
/
Vak
Biologie
Natuurkunde
Scheikunde
O&O
NaSk School 1
Docent 1 & 2
Docent 4
Docent 3
School 2
Docent 7
Docent 6
Docent 5
School 3
Docent 11
Docent 8
Docent 10
Docent 9
In een periode van 6 weken zijn de 10 interviews afgenomen. De open interviews werden gehouden met docenten die actief in de onderbouw van het voortgezet onderwijs lesgeven. 4.2
Instrumenten
Er is geen onderzoeksliteratuur gevonden die de benaderingen in het onderwijzen van onderzoekvaardigheden beschrijft van het nieuwe vak O&O in verhouding tot de 3 natuurwetenschappelijke vakken biologie, natuurkunde en scheikunde. Hierdoor wordt onderhavig onderzoek een kwalitatief en beschrijvend onderzoek om de huidige benadering in kaart te brengen. Er is op basis van algemene onderzoeksliteratuur geen structuur te vormen zodat (eventueel bestaande) vragenlijsten gebruikt kunnen worden. Ook zou er te veel informatie niet aangeboord worden voor een beschrijvend onderzoek. Tevens wordt het aanschrijven van alle Technasia in Nederland om vragenlijsten te beantwoorden een onderzoek van een te grote omvang zonder dat er enig verkennend onderzoek van te voren heeft plaatsgevonden. Bij een dergelijke omvang kun je een grote non-respons verwachten. Het risico van matige/slechte resultaten op de onderzoeksvragen is te groot. Vanwege de beschikbaarheid van diverse Technasia in de regio is de toegang tot het gewenste onderzoeksomgeving eenvoudig. De regionale Technasia zijn aan elkaar gekoppeld in een
Pagina 19
regionaal verband Brabant-Oost. Hierdoor wordt het leggen van contact niet bemoeilijkt. Tevens zijn reisafstanden kort voor het bezoeken van de betreffende scholen. Vanwege de voornoemde randvoorwaarden is gekozen voor interviews. Hierdoor wordt de hoeveelheid informatie groot en kan van onverwachte gegevens direct aanvullende informatie verkregen worden. De verwerking van de interviews zal door de hoeveelheid informatie groter van omvang zijn. Er is in dit onderzoek gekozen voor open interviews. Om te zorgen dat het interview de onderwerpen van de onderzoeksvragen afdekt zijn er een aantal vragen opgesteld die het interview enige structuur geeft (zie bijlage C). 4.3
Procedure
Voordat de Technatoren afspraken gingen maken met betreffende docenten is er informatie toegestuurd over wat docenten kunnen verwachten van de interviews en het onderzoek. Bij de kennismaking en introductie aan het begin van het interview bleek dat niet iedere docent deze informatie ontvangen had. Dit afstudeeronderzoek is een beschrijvend (kwalitatief) onderzoek. In de literatuur is niets gevonden gerelateerd aan onderhavig onderzoek vandaar dat er een verkennend onderzoek wordt uitgevoerd. Vanuit een theoretisch kader worden de benaderingen in het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden door onderbouw docenten onderzocht. In tabel 4 zijn de verschillende typeringen van onderzoeksvaardigheden gerangschikt. Omdat de verschillende benaderingen verschillende onderzoeksvaardigheden “aanspreken” en niet alles in één specifieke volgorde of als één geheel uitgevoerd worden in de onderbouw wordt gekozen voor één specifieke indeling. In de internationale onderzoeksliteratuur is de indeling volgens de Science Proces Skills (basic + integrated) de meest gangbare. Ook is in onderliggend onderzoek de volgorde niet belangrijk. Vandaar dat wordt gekozen voor de onderzoeksvaardigheden gedefinieerd door de American Association for the Advancement of Science (AAAS) (tabel 6) als referentie voor dit onderzoek. De interviews worden afgenomen volgens een standaard structuur (zie bijlage C). De interviews begonnen met een korte kennismaking en introductie tot het interview. Het interview zelf is opgedeeld in 4 secties. In de eerste sectie wordt gevraagd naar de onderzoeksvaardigheden die leerlingen in het voortgezet onderwezen worden om te peilen of er hetzelfde over onderzoeksvaardigheden gedacht wordt.. In de tweede sectie wordt gesproken over de dagelijkse praktijk het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden. Sectie 3 gaat over de doelen docenten nastreven in het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden. De laatste sectie bespreekt de opleiding en het up to date houden van hun eigenkennis en vaardigheden met betrekking tot onderzoeksvaardigheden. Na een aantal interviews, als try-out, werd duidelijk dat de reeds geïnterviewde docenten maar enkele onderzoeksvaardigheden aangeven als antwoord op vragen. Om hun begrip over onderzoeksvaardigheden beter in kaart te brengen is er een specifieke vraag over wat zij als onderzoeksvaardigheden zien toegevoegd. Ieder interview is vastgelegd met een video-opname. Het audio gedeelte van de opgenomen gesprekken zijn naderhand getranscribeerd. De uitgeschreven interviews zijn geanalyseerd op kenmerkende uitspraken. Aan deze uitspraken worden labels toegekend en zijn daarna gecodeerd. Het codeerschema is opgezet volgens criteria beschreven in Baarda en de Goede Pagina 20
(2006) (zie bijlage D) en is ingedeeld volgens de vier secties van het interview. De gemeten variabelen zijn van nominaal meetniveau en zijn dichotoom. De keuze voor dichotome variabelen komt voort uit het feit dat er meerdere antwoorden op vragen gegeven kunnen worden. Hierdoor krijgen variabelen tegelijk meerdere waarden wat niet te verwerken is. Een verduidelijkend voorbeeld: Er kunnen meerdere onderzoeksvaardigheden aangegeven worden op de vraag “Welke onderzoeksvaardigheden er in de onderbouw geleerd moeten worden?” Op deze wijze van coderen wordt het totaal beeld duidelijk over onderzoeksvaardigheden. Met behulp van het codeerschema wordt een datamatrix gevuld en geanalyseerd voor eventuele verbanden. In bijlage E zijn 2 gedeelten van de datamatrix te zien gerelateerd aan de onderbouw van het voortgezet onderwijs. In de bovenste rijen van het eerste gedeelte staat de identificatie van de desbetreffende docent volgens tabel 9. In het tweede blok staat aangegeven welke fase uit figuur 4 de genoemde onderzoeksvaardigheden zitten en in het derde blok staat aangegeven welke onderzoeksvaardigheden genoemd zijn. Het tweede gedeelte wat is weergegeven laat zien welk soort “practicum” uitgevoerd wordt om onderzoeksvaardigheden aan te leren. Om de betrouwbaarheid van het onderzoek te vergroten is een scheikunde docent, niet van één van de Technasia en van een school uit de regio, gevraagd om een uitschreven interview te coderen volgens het opgestelde codeerschema (zie bijlage D). Dit gecodeerde interview wordt gebruikt als input als beoordelaar 2 om de mate van interbeoordelaars-betrouwbaarheid vast te stellen. 4.4
Validiteit
De interviews worden op een kwantitatieve methode geanalyseerd met behulp van Baarda & de Goede (2006). Het codeerschema is gemaakt aan de hand van het theoretisch kader en de onderzoeksvragen. De resultaten worden verwerkt met Excel. Om te borgen dat de beoordeling van de gegevens uit de interviews betrouwbaar is, wordt er een inter-beoordelaars analyse gedaan met behulp van Cohen’s Kappa. Om de validiteit van het onderzoek verder te vergroten wordt triangulatie (Baarda & de Goede & Teunissen, 2005) toegepast door middel van het analyseren van documenten verkregen tijdens of na de interviews. Ook is de website van het Technasium volledig doorzocht op beschikbare en relevante informatie over het vak O&O en de werkwijzen van het Technasium.
Pagina 21
5
Resultaten
Met behulp van de datamatrix van gecodeerde interviews wordt er in dit hoofdstuk een beschrijving gemaakt van die antwoord moet geven op de onderzoeksvragen. Toegevoegd is § 5.5 met een bepaling van de betrouwbaarheid van het interpreteren van de interviews. § 5.6 behandeld de documentanalyse om de validiteit van het onderzoek te vergroten. 5.1
Ideologisch curriculum
Een korte analyse van de verschillende informatiebronnen van het Technasium levert de volgende (sub)doelen op met betrekking tot wat men met het vak O & O (hieronder vermeldt als leergang) bereiken wil. Doel van de Stichting Technasium (Technasium a, 2011): Het bevorderen en ontwikkelen van onderwijs in de (technische) bètawetenschappen gedurende het Voorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs en/of het Hoger Algemeen Vormend Onderwijs alsmede het verrichten van alle handelingen die met het vorenstaande verband houden of daartoe bevorderlijk kunnen zijn. De Stichting Technasium tracht haar doel te bereiken door: •
Het ontwikkelen van een complete leergang in de (technische) bètawetenschappen en het aanbieden van een dergelijke leergang aan daartoe geïnteresseerde onderwijsinstellingen
•
De coördinatie van de invoering van een door de stichting ontwikkelde leergang in de (technische) bètawetenschappen op een daarin geïnteresseerde onderwijsinstelling, na de invoering van welke leergang de onderwijsinstelling het predicaat 'Technasium' mag dragen
•
Het samenstellen, ontwikkelen en redigeren van cursusmateriaal
•
Het met elkaar in contact brengen van bedrijven, onderwijsinstellingen en onderwijsontwikkelaars
•
Het op gemeentelijk, provinciaal en landelijk niveau vinden van steun en draagvlak voor de ontwikkeling van onderwijs in de (technische) bètawetenschappen
•
Het doorontwikkelen van een door de stichting ontwikkelde leergang alsmede het in stand houden van de kwaliteit daarvan
Uit deze basisvisie blijkt dat het ontwikkelen, invoeren en in stand houden van de complete leergang in de (technische) bètawetenschappen (het vak O&O) voor de Vwo en Havo de kern is van het Technasium. Het vak O& O zit dus in het domein van de bètawetenschappen echter er kan niet uit de doelstelling opgemaakt worden wat de relatie is tot de andere bètavakken. Wel is er duidelijk dat het vak O & O een leergang ⁄ vak is naast de andere bètavakken. Het promoten van het Technasium ⁄ het vak O & O is een andere steunpilaar. 5.2
Formele curriculum
Deze sectie van het onderzoek wordt in twee delen besproken. Het eerste deel is een document analyse van de beschikbare informatie over het vak O & O van het Technasium en de 3 klassieke bètavakken. Het tweede deel is wat in de gesprekken met de docenten als formeel curriculum wordt gezien.
Pagina 22
5.2.1. Examenprogramma’s Om een eerste inzicht te krijgen hoe onderzoeksvaardigheden in het curriculum voor komen worden van de exameneisen van de 4 bètavakken. Voor de drie klassieke bètavakken zijn deze algemeen omschreven in de examenprogramma’s 2012 (CvE, 2010): De kandidaat kan een natuurwetenschappelijk onderzoek voorbereiden, uitvoeren, de verzamelde onderzoeksresultaten verwerken en hieruit conclusies trekken. Bij nadere bestudering van het gerelateerde domein uit de exameneisen voor de vakken natuurkunde, scheikunde en biologie blijken deze identiek omschreven te zijn (zie onderstaande tabel 6). In tegenstelling tot de verwachting is dat omschreven onderzoeksvaardigheden niet domein specifiek zijn voor ieder vak.maar domein overstijgend. Tabel 6 Onderzoeksvaardigheden van de vwo examenkandidaat 2012 natuurkunde, scheikunde en biologie uit domein A6 van de exameneisen Onderzoeksvaardigheden natuurkunde, scheikunde en biologie 1 2 3 4 5 6 7 8 9
een natuurwetenschappelijk probleem herkennen en specificeren. verbanden leggen tussen probleemstellingen, hypothesen, gegevens en aanwezige natuurwetenschappelijke voorkennis. een natuurwetenschappelijk probleem herleiden tot een onderzoeksvraag. hypothesen opstellen en verwachtingen formuleren. prioriteiten, mogelijkheden en randvoorwaarden vaststellen om een natuurwetenschappelijk onderzoek uit te voeren. een werkplan maken voor het uitvoeren van een natuurwetenschappelijk onderzoek ter beantwoording van een onderzoeksvraag. relevante waarnemingen verrichten en (meet) gegevens verzamelen. conclusies trekken op grond van verzamelde gegevens van uitgevoerd onderzoek Oplossing, onderzoeksgegevens, resultaat en conclusies evalueren
SPS
Fase (Leite)
8
Integrated
1
11
Integrated
1
-
1
12
Integrated
1
10
Integrated
1
-
1
5
Basic
2
6
Basic
3
-
3
Als de exameneisen voor onderzoeksvaardigheden vergeleken worden met de SPS van de AAAS dan valt op dat zoals verwacht de integrated SPS de boventoon voeren. Enkele omschreven onderzoeksvaardigheden zijn niet direct terug te leiden tot de SPS definities. Indien men de fases van het onderzoeksproces volgens Leite (2005) toekent is er een nadruk op het opzetten en ontwerpen van het experiment. De exameneisen in het domein onderzoeksvaardigheden worden niet in het centraal examen getoetst maar alleen in het schoolexamen en is op individuele basis. Voor het vak O&O zijn, niet zo als de 3 klassieke bètavakken, exameneisen omschreven voor onderzoeksvaardigheden. Uit documenten van het Technasium (Technasium b, 2011) valt op te maken dat de afsluiting van het vak O&O plaats vindt binnen het schoolexamen door middel van de beoordeling van twee keuze projecten in het voorlaatste examenjaar en de meesterproef in het examenjaar. Bij de beoordeling is naast de O & O docent de externe opdrachtgever van invloed. Het cijfer wordt ook bepaald door 2 componenten: de productbeoordeling wat een cijfer voor het hele team wat aan de opdracht heeft gewerkt en
Pagina 23
een procescijfer wat individueel is. Vanaf het eerste leerjaar wordt al aan opdrachten gewerkt in teams en leren ze ook reflecteren. Tijdens de leergang O & O tot en met het examenjaar wordt gekeken hoe de leerlingen diverse competenties ontwikkelen (zie bijlage G). De O & O leerlingen leren reflecteren met behulp van de competentiekaart (zie bijlage H). Worden de onderzoeksvaardigheden (SPS) van de AAAS er naast gelegd dan is er geen enkele overeenkomst te vinden. 5.2.2 Lesmateriaal Uit de interviews met de betreffende onderbouw docenten is gebleken dat het merendeel commercieel verkrijgbare lesmethoden zijn. In enkele gevallen wordt er een zelfgeschreven methode gebruikt. Een overzicht is te vinden in onderstaande tabel. Tabel 7 Gebruikte lesmethoden per bètadiscipline Biologie Biologie voor jou Explora
Natuurkunde Nova & Actief van nature
NaSk NasTeq
Scheikunde Chemie overal
O&O Geen
Zelf geschreven
Op alle 3 de scholen wordt “Biologie voor jou” gebruikt. Kenmerkende uitspraken van enkele docenten zijn: “Die methode is echt heel dekkend” en “Daar staan een aantal practica in waarvan we het merendeel doen”. Bij alle 3 de scholen wordt de lesmethode integraal gevolgd op één kleine uitzondering van een extra experiment na. Explora wordt maar op één school gebruikt. Tabel 8 Overzicht welke vak(ken) geïnterviewde docenten onderwijzen
School 1
2
3
Docent 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Onderbouw Hoofdvak 2e vak Biologie O&O Biologie Scheikunde O&O NaSk NaSk Natuurkunde O&O NaSk NaSk Biologie O&O Natuurkunde O&O Informatiekunde Scheikunde O&O Biologie
Bovenbouw Hoofdvak 2e vak
O&O Natuurkunde Scheikunde Biologie
O&O
Maar één docent op school 3 (zie tabel 7 en 8) geeft scheikunde. Zij gebruikt een commercieel verkrijgbare methode. Bij natuurkunde op school 3 wordt een commerciële methode gebruikt. Bij de introductie van het vak aan het begin de tweede klas wordt gebruik gemaakt van het eerste hoofdstuk uit
Pagina 24
Actief van nature. Dit hoofdstuk is specifiek gericht op het aanleren van onderzoeksvaardigheden. Het vak NaSk wordt op 2 scholen onderwezen (zie tabel 7). Op School 1 wordt in de tweede klas een commerciële methode gebruikt en in de 3e klas een zelfgeschreven methode. Deze is geschreven in overleg met de betreffende onderbouw docent en de bovenbouw docent natuurkunde. De focus lag hierbij dat de theorie goed moest aansluiten bij die van de bovenbouw. De andere zelf geschreven methode bij school 2 had een ander perspectief. Hierbij stonden onderzoeksvaardigheden en kritische houding centraal. Kenmerkende uitspraken zijn: “We hebben heel duidelijk gekozen om in het begin van de 2e klas, de eerste twee periodes ons te richten op vaardigheden.” en “In de 3e klas dan zitten we op twee sporen. We gaan door met die onderzoeksvaardigheden. Maar aan de andere kant dan zit je met de voorbereiding voor die leerlingen die een natuurprofiel gaan kiezen. Dus dan moet je er ook meer theorie in gaan brengen.” Bij het vak O&O wordt bij alle 3 de Technasia geen lesmethode gebruikt. Er zijn geen commerciële methoden beschikbaar. In de doelstelling van het Technasium (§ 5.1) staat te lezen dat ze zelf cursusmateriaal samenstellen, ontwikkelen en redigeren. Iedere schoolperiode wordt er gewerkt aan een nieuwe onderzoeks- of ontwerpopdracht. Iedere opdracht is uniek en totaal verschillend. Er worden onder andere kennis, onderzoeksvaardigheden en competenties aangesproken. Uit gesprekken met O & O docenten is duidelijk geworden dat een opdracht een externe opdrachtgever moet hebben wat ook valt op te maken uit documenten van het Technasium (Technasium b, 2011). Ieder opdracht is maar 2 jaar geldig en mag dan niet meer gebruikt worden omdat deze dan niet meer actueel is. Hoewel het onderdeel is van het formele O & O curriculum zijn de opdrachten niet toegankelijk voor niet Technasium scholen. De opdrachten worden centraal ingestuurd en beheert in een database bij het Techansium. Zij redigeren de opdrachten en na akkoord worden deze geretourneerd. Daarna mag de opdracht gebruikt worden door degene die de opdracht heeft ingestuurd. Het lesmateriaal wordt dus voor alle Technasia met grote regelmaat ververst. O & O docenten moeten de opdrachten zelf schrijven en krijgen, naast tijd om ze te schrijven, vanuit het Technasium centraal ook een opleiding hiervoor. Na de diverse interviews is materiaal meegegeven ter nadere bestudering. In bijlage E is door docenten zelf lesmateriaal te zien. De uitspraken tijdens de interviews komen hiermee overeen . 5.3
Uitgevoerd curriculum
Dit onderzoek bestudeert hoe docenten onderzoeksvaardigheden onderwijzen in de onderbouw. Om inzicht te krijgen hoe docenten deze aanleren werd aan het begin van ieder interview gevraagd naar wat zij zien als onderzoeksvaardigheden in het algemeen. Daarna is gevraagd welke daarvan zij relevant achten die leerlingen in de onder- en bovenbouw geleerd moeten krijgen. Als slotvraag over deze definitievragen moeten de docenten aangeven welke onder-zoeksvaardigheden in de onderbouw relevant zijn om aangeleerd te krijgen (zie bijlage C). 5.3.1 Visie op onderwijzen van onderzoeksvaardigheden
Pagina 25
Zoals uit figuur 6 duidelijk wordt heeft ieder docent een eigen visie hoe het beste onderzoeksvaardigheden onderwezen kunnen worden. Om antwoord te kunnen geven op de eerste onderzoeksvraag van het uitgevoerd curriculum worden de antwoorden op de 2 deelvragen geanalyseerd. Onderzoeksvaardigheden De antwoorden zijn op 2 manieren beoordeeld. Ten eerste wordt gekeken naar de globale omschrijving door de docenten van de onderzoekvaardigheden en beoordeelt in welke fase van figuur 1van het onderzoek volgens Leite (2005) het onder te brengen is. Indien er specifieke onderzoeksvaardigheden genoemd worden dan worden die stuk voor stuk toegewezen aan één van de 13 AAAS (basic & integrated) SPS (zie tabel 4 en bijlage B). In het algemeen wordt aangegeven dat de onderzoeksvaardigheden (zie figuur 1) in de fases 1 (het ontwerpen en opzetten van het experiment), 2 (het uitvoeren van het experiment) en 3 (de analyse en interpretatie van de meetgegevens) zitten. Fase 4, het communiceren over het onderzoek, wordt door alle docenten niet als onderdeel gezien als een te beheersen vaardigheid van het onderzoeken. Dit geldt zowel voor de onderbouw als de bovenbouw. Een aantal docenten kon op deze vraag geen antwoord geven omdat ze nog nooit in de bovenbouw lesgegeven hadden of daar geen inzicht in hadden verkregen. Voor de onderbouw wordt fase 3 gezien als de belangrijkste om aan te leren gevolgd door fase 2 en 1 welke even belangrijk worden gevonden. Wat betreft de specifieke onderzoeksvaardigheden (AAAS classificatie) is er een heel gemêleerd beeld ontstaan. Wat de docenten in de onderbouw zien dat leerlingen moeten aanleren is vrij gelijkelijk verdeelt over bijna alle onderzoeksvaardigheden. Alleen het SPS 7 (vervolgmetingen voorspellen op basis van eerdere metingen) en SPS 12 (het opstellen van hypotheses) werden niet genoemd. De rangschikking van de onderzoeksvaardigheden worden hieronder weergegeven en is het totaal van alle ondervraagde docenten (zie tabel 9). Tabel 9 Aantal onderzoeksvaardigheden genoemd voor de onderbouw Onderzoeksvaardigheid SPS5 (meten) SPS11 (interpreteren data) SPS13 (onderzoek in verslag vasteggen) SPS1 (observeren) SPS6 (verklaren van waarnemingen) SPS9 (formuleren onderzoeksvraag en theorie) SPS10 (controleren van variabelen in experiment) SPS4 (berekeningen) SPS8 (meetprocedure) SPS2 (classificeren) SPS3 (ruimte-/tijdrelaties) SPS7 (inter-/extrapoleren) SPS12 (opstellen verwachting/hypothese)
frequentie 6 6 6 5 4 4 4 3 3 2 2 0 0
SPS Basic Integrated Integrated Basic Basic Integrated Integrated Basic Integrated Basic Basic Basic Integrated
Er zijn dus geen heel specifieke onderzoeksvaardigheden die opvallen in de onderbouw. Verwacht werd dat in de onderbouw meer de basic SPS geoefend zouden worden. Het tegendeel is waar.
Pagina 26
Voor de bovenbouw komen er enkele vaardigheden bovendrijven. In afnemende belangrijkheid zijn dit: Tabel 10 Aantal onderzoeksvaardigheid genoemd voor de bovenbouw Onderzoeksvaardigheid SPS13 (onderzoek in verslag vasteggen) SPS9 (formuleren onderzoeksvraag en theorie) SPS5 (meten) SPS1 (observeren) SPS11 (interpreteren data) SPS12 (opstellen verwachting/hypothese) SPS10 (controleren van variabelen in experiment) SPS8 (meetprocedure) SPS4 (berekeningen) SPS3 (ruimte-/tijdrelaties) SPS6 (verklaren van waarnemingen) SPS7 (inter-/extrapoleren) SPS2 (classificeren)
frequentie 6 5 4 4 3 2 2 2 2 2 1 0 0
SPS Integrated Integrated Basic Basic Integrated Integrated Integrated Integrated Basic Basic Basic Basic Basic
Wat hier opvalt is dat voor de bovenbouw wel zoals verwacht meer integrated SPS onderwezen worden (zie tabel 10). Dit is in lijn met de wat er in het formele curriculum van de betavakken te zien is (zie tabel 6). De algemene onderzoeksvaardigheden die er boven uitsteken (in deze volgorde) zijn SPS13 (onderzoek in verslag vastleggen) en SPS9 (formuleren van onderzoeksvraag en theorie). Hoofddoelen Uit de antwoorden valt op te maken dat circa ¾ van de geïnterviewde docenten dezelfde visie hebben betreffende de beste manier waarop onderzoeksvaardigheden onderwezen kunnen worden. Het hands-on doen van een onderzoekspracticum was veruit het meest gehoorde antwoord. Dit geldt voor alle vakken. Twee docenten hebben (nog) geen visie (kunnen) ontwikkelen vanwege, of te kort in het onderwijs werkzaam of de hoofdtaak lag niet in het onderwijzen. De twee volgende punten inde visie van de docenten die terug komen zijn apparatuurpracticum en authentiek leren. De eerste zit geconcentreerd op één school. Wat van het vak O & O verwacht mag worden is dat zij aangeven dat authentiek leren belangrijk is binnen het vak. Dit is inderdaad het geval. Daarnaast zijn er twee docenten die aangeven dat authentiek leren z.i. de beste manier van aanleren van onderzoeksvaardigheden is. Voor het, volgens eigen visie, kunnen uitvoeren van de beste manier van onderzoeksvaardigheden onderwijzen moet er ook gekeken worden of deze in de praktijk ook uitvoerbaar is. Er kan gekeken worden of de omstandigheden hiervoor ideaal zijn. De biologie docenten geven aan het zij het liefst veldonderzoek in de natuur doen. Een aantal randvoorwaarden zouden hiervoor gecreëerd moeten worden. Een blokuur is een van deze omstandigheden want het naar buiten gaan en in het leslokaal terug komen duurt even. In het geval van één lesuur zou er weinig productieve tijd over blijven. Ook is er een open vraag van wie er verantwoordelijk is in geval er iets met een leerling gebeurt buiten het schoolgebouw tijdens een biologieles. Ook als ideaal omschreven door enkele docenten, niet alleen biologie, is het hebben van Pagina 27
kleinere klassen. Hierdoor zou er meer individuele aandacht aan het leerproces van de leerlingen besteed kunnen worden voor het aanleren van onderzoeksvaardigheden. Een andere wens die als ideaal gezien wordt door niet O&O docenten is het kunnen maken van excursies. Hierdoor kan beter de vertaalslag van theorie naar de praktijk duidelijk gemaakt worden. De docenten zijn eensgezinder in hun doelen die nagestreefd worden in het aanleren van onderzoeksvaardigheden. Het hoofddoel wat door ¾ van de docenten wordt aangegeven is het totale onderzoeksproces weergegeven door de fases 1, 2 en 3 van omschreven door Leite (2005). De ene docent legt meer accent op het bewust doorlopen van alle stappen van het onderzoek en het maken van het verslag. De andere docent legt meer accent op het definiëren van het onderzoek en het ontwerpen van het experiment. Weer een andere docent legt de nadruk op het zelfstandig en goed kunnen vergaren van informatie en niet “voortdurend” de docent gaan bevragen. Weer een andere docent probeert de leerlingen zelfstandiger een onderzoek te laten doen. Normaliter zijn de experimenten van zijn vak in de onderbouw meer kookboekpractica. De subdoelen van de betreffende zijn allemaal verschillend over de docenten en scholen. 5.3.2 Benaderingen in de onderbouw Bij de klassieke bètavakken worden de onderzoeksvaardigheden grotendeels via experimenteren aangeleerd. Per vak wordt beschreven wat de verschillen zijn binnen de vakgebieden over de scholen heen. Verschillen tussen de bètadisciplines Bij het vak biologie wordt in de onderbouw bij het aanleren van onderzoeksvaardigheden hoofdzakelijk gefocusseerd op fase 2 (het uitvoeren van het experiment). Een belangrijk onderdeel van biologie is microscopie. Hier wordt veel aandacht aan besteed. In het begin zijn het veel apparatuurpractica die overgaan begripspractica. Nadat de leerling het instrument beheerst wordt er veel gedaan aan observeren en het vastleggen door het teken wat men ziet. Veldonderzoek komt niet voor. Op één school wordt fase 3 (de analyse en interpretatie van de meetgegevens) (zie figuur 1) op zich zelfstaand geoefend. De gebruikte lesmethode levert de meetdata aan waarna de leerlingen de analyse en interpretatie moeten doen. Een kenmerkende uit spraak is: Je oefent vaak op papier. Je hebt niet altijd de tijd om alle potten en pannen de klas binnen te halen”. Zij krijgen dan verschillende technieken aangeleerd. Op één school hoeft er nooit een verslag geschreven te worden. Bij het vak natuurkunde worden in de onderbouw de gebruikelijke onderzoeksvaardigheden onderwezen. De basis zit in fase 2 en 3 van figuur 1. Naar het eind van de 3e klas worden enkele onderzoeksvaardigheden uit fase 1 (het ontwerpen en opzetten van het experiment), onderwezen en geoefend. Op school 3 waar dit vak gegeven wordt is er schoolbreed een opzet van een verslagindeling waar alle bètavakken zich aan houden. Dit schept duidelijkheid voor de leerlingen. De experimenten worden vaak uitgevoerd als kookboekpractica. Op dezelfde school wordt ook het vak scheikunde gegeven. Voor dit vak moet ook een verslag van een practicum gemaakt worden, maar hier is fase 1 erg belangrijk. De leerlingen moeten de proef, al dan niet met begeleidende formuleren, volledig voorbereiden. In het werkplan moet o.a. rekening gehouden worden met de veiligheidskaart. Een kenmerkende uitspraak is: “Ze moeten het zelf helemaal voorbereiden. Dan kunnen we aan het begin van de les zien of ze het in orde hebben. Na akkoord kunnen ze meteen aan de slag. Hebben ze het
Pagina 28
niet in orde dan mogen ze niet deelnemen aan de oefening. Ze moeten het practicum in hun eigen tijd inhalen.” Bij het vak NaSk worden de onderzoeksvaardigheden vanaf het begin af aan geoefend vanaf begin 2e klas tot eind 3e klas. Het vak O&O steunt in eerste instantie op de onderzoeksvaardigheden opgedaan in de monovakken. Alleen als de benodigde onderzoeksvaardigheden nog niet eerder onderwezen zijn in eerdere leerjaren bij de bétavakken of wiskunde dan wordt er een workshop geregeld. Wat betreft het vastgelegd zijn van het onderwijzen/aanleren van onderzoeksvaardigheden is er niets specifieks gevonden. Het zit impliciet besloten in de lesmethoden die gebruikt worden en worden niet vermeldt in weekplanners o.i.d..Door het volgen van de lesmethode komen de diverse onderzoeksvaardigheden aan bod. Opleiding en ervaringen docenten Zoals in figuur 7 te zien is kunnen docenten via diverse wegen hun kennis en ervaring opbouwen om les te kunnen geven in de onderbouw van het V.O.. Betreffende de ervaringen met onderzoeksvaardigheden tijdens de eigen opleidingen wordt aangegeven dat de docentenopleiding hierin de belangrijkste rol speelt maar opvallend genoeg ook de eigen ervaringen van het onderzoek doen tijdens de middelbare schooltijd. Hierna vindt geen verdere scholing plaats ten aanzien van onderzoeksvaardigheden en het wordt niet gestimuleerd vanuit de scholen. Wel wordt aangegeven dat door het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden de eigen ervaringen met het onderzoekdoen vergroot wordt. Tijdens de interviews werden uitspraken gedaan die karakteristiek voor het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden in de onderbouw. Ten eerste is er de persoonlijke bagage die van invloed is op het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden. Getuige hiervan het antwoord op de vraag over wat de beste manier is om onderzoeksvaardigheden te onderwijzen. “Door te doen. Ik ben zelf een echte doener dus dat breng je automatisch over op je leerlingen. Ook was er de reflectie van een docent aan het einde van een interview: “Ik realiseer mij wel dat het hele scala van de natuurwetenschappelijke methode zelden bij een practicum ter sprake komt. Dat realiseer ik mij nu wel. Daar sta je niet zo bij stil, Door dit interview wordt je e r wel bewuster van.” 5.3.3 Verschillende benaderingen tussen bètadisciplines en scholen Verschillen bètadisciplines Het grote verschil tussen de 4 bètadisciplines zit tussen het vak O&O en de 3 klassieke monovakken zit in de manier van onderwijzen. De klassieke bètavakken krijgen vanuit een lesmethode onderricht in theorie (o.a. d.m.v. frontaal lesgeven) en onderzoeksvaardigheden. De overdracht van kennis en vaardigheden vindt in principe plaats binnen één lesuur (o.a. door onderzoeks- en apparatuurpracticum). Het vak O & O, omdat het een projectbenadering is, wordt niet in één lesuur gedaan, maar bestrijkt een hele periode van 6 – 8 weken afhankelijk van het schooljaar. Iedere week zijn er rond de 6 lesuren beschikbaar voor de uitvoering. Dit betekent tussen de 40 en 50 lesuren voor de ene opdracht van de periode. Ook wordt bij het vak O&O niet onderwezen vanuit een lesmethode. De leerlingen moeten door het doen het vak in de praktijk leren. De O&O Pagina 29
docenten hebben een coachende rol tijdens het uitvoeren van de projectopdrachten, die iedere schoolperiode anders zijn, door de leerlingen. Wel krijgen ze een paar maal feedback tijdens de duur van het project. Het project is pas goed opgeleverd als de externe opdrachtgever er mee akkoord gaat. Het vak O & O is ingebed tussen de andere bètavakken. Uit bijlage G en H valt op te maken dat er niet specifiek onderzoeksvaardigheden geoefend worden. Het vak O & O steunt hierbij zwaar op de onderzoeksvaardigheden die aangeleerd worden bij de andere bètavakken. Een kenmerkende uitspraak hierbij is “We gaan er wel van uit dat ze dingen die ze bij de monovakken, die ze bij natuurkunde en scheikunde gehad hebben, zoals verslaglegging, goed onderzoek doen goed waarnemen en conclusies trekken, dat ze die dan wel gebruiken bij O & O”. Als er een lacune in de kennis is van de leerlingen van de onderbouw voor een project dan kunnen ze bij de desbetreffende vakdocent terecht of zijn er hbo instellingen bereidt hierin onderricht te geven zodat het project voortgang kan vinden. Omdat men bij het vak O & O ervan uitgaat dat de onderzoeksvaardigheden bij de klassieke bètavakken geleerd worden.kan er concentratie op de in bijlage G en H omschreven kwaliteiten en competenties concentreren. Kennishiaten specifiek voor de projectopdrachten worden per geval aangeleerd. 5.4
Interbeoordelaarsbetrouwbaarheid
Cohen’s Kappa is de gebruikelijk maat om de betrouwbaarheid tussen beoordelaars aan te geven (Eggen & Sanders, 1993). De datamatrix bestaat, op een enkele vraag na, uit dichotome (nominale) variabelen. Om de betrouwbaarheid van het onderzoek te waarborgen wordt er door 2 beoordelaars, waarvan 1 de docent in opleiding is, een zelfde interview gecodeerd volgens het codeerschema uit bijlage D. De resultaten berekening zijn te zien in tabel 11. Tabel 11
Proporties geobserveerde overeenkomsten
Cohen’s kappa voor de 2 beoordelaars levert 0,71 op. Een κ tussen de 0,61 en 0,80 wordt gezien als een voldoende tot goede betrouwbaarheid. Hierdoor kunnen we er van uit gaan dat het toewijzen van uitspraken van docenten aan de respectievelijke codes in voldoende mate betrouwbaar is.
Pagina 30
6
Discussie
Dit afstudeeronderzoek is een beschrijvend onderzoek. In dit hoofdstuk wordt gekeken welke conclusies uit onderzoeksresultaten te trekken zijn. Indien mogelijk wordt er gezocht naar verklaringen voor de diverse resultaten. Afsluitend wordt de gebruikte methode besproken en worden er aanbevelingen gedaan voor vervolgonderzoek. 6.1
Conclusies Onderzoeksvaardigheden
Het inzicht over onderzoeksvaardigheden in de onderbouw is in brede zin niet diep geworteld bij docenten. Onder de respondenten zijn er voor de onderbouw niet specifieke onderzoeksvaardigheden aan te merken die meer aandacht krijgen dan anderen zoals vermeldt in tabel 9. Er is geen verband gevonden tussen de onderbouw en de basic SPS. Naar de bovenbouw vindt er een verschuiving van aandacht plaats naar specifiekere onderzoeksvaardigheden (integrated SPS). Er is hier een betere consistentie tussen het formele en uitgevoerde curriculum. De geïnterviewde docenten hebben,voor het overgrote deel, als doel om onderzoeksvaardigheden aan te leren via een onderzoeksexperiment. Desgevraagd zijn de docenten, in hun visie, het er minder over eens dat dit de best manier is. Het aanwezig zijn randvoorwaarden, of anders omschreven het ontbreken van ideale omstandigheden zorgt er voor dat de beste manier niet gerealiseerd kunnen worden. Benaderingen in de onderbouw Er zitten grote verschillen in de benaderingen van het aanleren van onderzoeksvaardigheden in de klassieke bètavakken. Bij biologie wordt vaker droog geoefend op fase 3 (de analyse en interpretatie van de meetgegevens). Ook is het gebruik van de microscoop prominenter aanwezig. Bij scheikunde op school 3 is de voorbereidende fase prominent. Bij natuurkunde worden meer kookboekpractica gedaan en bij NaSk wordt meer vanuit de ervaring door te doen kennis opgebouwd. O&O is een verhaal apart. De leerlingen krijgen projectopdrachten en moeten op authentieke wijze via teamleren hun kennis en ervaring opbouwen om volledige projecten uit te voeren van begin tot het einde. De onderzoeksvaardigheden halen ze bij de klassieke bètavakken weg. Indien deze ontbreken moeten die extern gehaald worden. Verschillen bètadisciplines Het fundamentele verschil tussen de 4 bètadisciplines zit tussen het vak O&O en de 3 klassieke bètavakken. De 3 monovakken zijn al jaren lang examen vakken en er is al heel veel ontwikkeld en onderzocht. Het onderwijzen vindt in principe binnen één lesuur plaats terwijl O&O een grotere periode beslaat. Het vak O&O is een multidisciplinair vak en is heel dynamisch. Omdat het vak O&O nog maar ca. 6 jaar bestaat moet er nog het een en ander ontwikkeld worden (bijvoorbeeld een compleet curriculum).
Pagina 31
Onderzoeksvaardigheden docenten Docenten doen in hun middelbare school tijd en hun vervolgopleidingen, waaronder de opleiding tot docent, onderzoeksvaardigheden op. Daarna houdt de opleiding hiervan op. Wel vindt vanuit de praktijk (lees ervaring) nog wel enige inzichtvergroting plaats in individuele gevallen. Het Technasium, als nieuwe onderwijsstroming, is sinds ca. 6 jaar in ontwikkeling. Omdat er weinig infrastructuur was hebben docenten zelf moeten bijdragen in de ontwikkeling hiervan. Naast de eigen opleiding tot O&O docent hebben individuele docenten verschillende aanvullende cursussen gevolgd. Al met al bleef er weinig tijd over voor verdere opleidingen. Het ontwikkelen van de eigen onderzoeksvaardigheden hebben bij Technasiumdocenten geen prioriteit. Bij één Technasium gaven bovenbouw docenten ook les in de onderbouw. Zij waren zich bewuster van onderzoekvaardigheden tijdens de interviews. Ook zijn zij individueel actief in hun eigen ontwikkeling hierin. Voor het vak NaSk is een geheel eigen lesmethode ontwikkeld op basis van onderzoeksvaardigheden voor de onderbouw. Er wordt om de zoveel tijd gecheckt of de eigen methode nog up to date is. Uit dit onderzoek is niet op te maken of het feit dat eerste graads docenten onderscheidend zijn voor het bewuster omgaan met het aanleren van onderzoeksvaardigheden of dat vanuit de school een actiever beleid is t.a.v. onderzoeksvaardigheden. O & O en de klassieke bètavakken De klassieke bètavakken ontwikkelen domein specifieke onderzoeksvaardigheden die bij het vak O & O als een gegeven worden gebruikt waarop de O & O competenties (zie bijlage G en H) ontwikkeld kunnen worden tijdens de leergang van de eerste tot en met de examenklas. De ontwikkeling vindt plaats via authentieke projecten. Het kan via een onderzoeksproject of een ontwerpproject waarin een stuk onderzoek zit. Totaal beeld Het curriculum van het vak O & O is nog in ontwikkeling. Uit deze studie blijkt dat voor het vak O & O gebouwd wordt op de onderzoeksvaardigheden ontwikkelt bij de klassieke bètavakken en dat er geen standaard lesmateriaal beschikbaar is. De onderzoeksvaardigheden worden niet specifiek omschreven en uit documenten van het Technasium en interviews met docenten blijkt dat er meer wordt gefocust op de ontwikkeling van competenties anders dan onderzoeksvaardigheden zoals omschreven in de wetenschappelijke literatuur. Wel zou de benadering van het aanleren van onderzoeksvaardigheden bij het vak O & O gekarakteriseerd kunnen worden als authentiek. Voor de klassieke bètavakken blijkt er een beter verband te zijn voor de bovenbouw met de wetenschappelijke literatuur dan bij de onderbouw met betrekking tot aan te leren onderzoeksvaardigheden. In de onderbouw zit het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden impliciet verwerkt in het formele curriculum (lesmethoden) en is niet specifiek omschreven. Er meer gebruik gemaakt van bekende benaderingen zoals kookboekpractica of data-analyse. 6.2
Verbetering methode
De methode is opgezet om met 3 studenten de interviews op 3 scholen over 4 vakken af te nemen. Er is gekozen om toch aan deze opzet vast te houden ook al is het met 1 persoon uitgevoerd omdat het onderzoek bij maar 1 school niet zoveel had opgeleverd. Echter de Pagina 32
hoeveelheid werk was aanzienlijk. Gezien het feit dat de antwoorden op enkele vragen geen relevante informatie opleverden en een mogelijk grotere omvang van een vervolgonderzoek is gewenst is het beter om het aantal interviewvragen te reduceren en eventueel andere instrumenten in te zetten op basis van de uit dit onderzoek verkregen resultaten. Om de informatie verkregen uit interviews of andere instrumenten beter te kunnen plaatsen zouden technatoren en sectieleiders ook geïnterviewd kunnen worden op speerpunten en ontwikkelingen in het primaire proces en in het bijzonder het aanleren van onderzoeksvaardigheden in de onderbouw. Verbetering van de validiteit van het onderzoek kan verkregen worden door verbeterde triangulatie. In de interviews werd door docenten op de 3 scholen aangegeven dat er aan een vakwerkplan gewerkt werd. Deze zou op afzienbare tijd beschikbaar zijn. Bij een vervolgonderzoek kan de validiteit vergroot worden door een documentanalyse mee te nemen van de vakwerkplannen op het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden. Tevens kunnen de door de docenten gebruikte lesmethoden geanalyseerd worden op aan te leren onderzoeksvaardigheden een nadere bestudering van curricula. 6.3
Aanbevelingen
In dit onderzoek heeft zich toevalligerwijs de situatie voorgedaan dat bij één school bovenbouw docenten in de onderbouw lesgaven. Vanuit de observatie dat bij één Technasium eerste graads docenten lesgeven in de bètavakken in de onderbouw en zij zich bewuster zijn van de onderzoeksvaardigheden rijst de vraag of dit invloed kan hebben op het aanleren van onderzoeksvaardigheden. Dit kan als variabele in een vervolgonderzoek ingebracht kunnen worden. Om te kijken of de ontwikkeling van het vak O&O invloed heeft gehad op de ontwikkeling van het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden zou men in een vervolgonderzoek ook als variabele scholen kunnen kiezen volgens de onderstaande matrix. Tabel 12
Scholenmatrix voor vervolgonderzoek
Technasium zonder 1e graads docenten in onderbouw
Technasium met 1e graads docenten in onderbouw
Geen Technasium zonder 1e graads docenten in onderbouw
Geen Technasium met 1e graads docenten in onderbouw
Dit vergroot wel het onderzoek maar de resultaten zouden een beter beeld kunnen geven op het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden. Met een verbetering van de methode moet de omvang van het onderzoek beperkt blijven. Bij het vak O&O is sprake van een verticale leerlijn m.b.t. het aanleren van onderzoeksvaardigheden en competenties. De ontwikkeling van de leerlingen zitten voornamelijk in fase 1 en 4 van figuur 1. De reguliere onderzoeksvaardigheden moeten de leerlingen meenemen vanuit de reguliere bètavakken. De eerste lichtingen van het Technasium zijn uitgestroomd met het examenvak O&O. Het zou interessant zijn te weten te komen of, en zo ja in welke mate, er een wisselwerking is opgetreden in de ontwikkeling van de onderzoeksvaardigheden tijdens de schoolloopbaan van de leerlingen.
Pagina 33
Literatuur Aarsen, M. & van de Valk, T. (2008). Onderzoekende houding, een leerlijn. NVOX, 33(8), 354 - 356. Appelhof, P., Bulte, A. & Seller, F. (2008). Initiatie en implementatie van het Technasium. Eindhoven: ORD Baarda, D. B., & de Goede, M. P. M. (2006). Basisboek Methoden en Technieken. Groningen: Wolters-Noordhoff. Baarda, D. B., de Goede, M. P. M., & Teunissen, J. (2005). Basisboek Kwalitatief Onderzoek. Groningen: Stenfert Kroese. Brendzel, S. (2005). Strategies for Successful Science Teaching. Lanham, MD: University Press of America. Buxton, C. A. (2006). Creating Contextually Authenthic Science in a “Low-Performing” Urban Elementary School. Journal of Reearch in Science Teaching, 37(9), 695-721. Centre for European Research on Employment and Human Resources (2005). Typology of knowledge, skills and competences: Clarification of the concept and prototype. CEDEFOP project No. RP/B/BS/Credit transfer/005/04. Toulouse: Winterton, Le Deist, Stringfellow. College voor Examens (CvE) (2010). Syllabus centraal examen 2011. Natuurkunde, Scheikunde en Biologie VWO. Utrecht: CvE. Crawford, B. A. (2000). Embracing the Essence of Inquiry: New Roles for Science teachers. Journal of Research in Science Teaching,37(9), 916-97. Engelbarts, M. B. A. (2009). Op weg naar een didactiek voor natuurkunde experimenten op afstand. (Proefschrift). Utrecht: Universiteit van utrecht. Eskilsson, O. & Helldén, G. (2008). The importance of science labwork. A progress report. Paper presented at The 9th Nordic Research Symposium on Science Education. Reykjavik. Goodlad, J. I., Klein, M. F., & Tye, K. A. (1979). The domains of curriculum and their study. In J.I. Goodlad et al. (Eds.), Curriculum inquiry: The study of curriculum practice (pp. 43-76). New York: McGraw-Hill. Goodlad, J. I., & Su, Z. (1992). The organization of the curriculum. In P. W. Jackson (Ed.), Handbook of research on curriculum (pp. 327-344). New York: Macmillan. Healey, M., & Jenkins, A., (2009). Developing undergraduate research and inquiry. York: The Higher Education Academy. Hirschfeld, L. A., & Gelman, S. A. (Eds.) (1994). Mapping the Mind: Domain Specificity in Cognition and Culture. New York: Cambridge University. Hubers, S. (2004). Onderzoeken en ontwerpen van PO naar HO in een doorlopende leerlijn. Enschede: SLO Kirschner, P., & Huisman, W. (1998). Dry Laboratories in Science Education: Computer-based Practical Work. International Journal of Science Education, 20(6), 665-682. Koponen, I. T., & T. Mäntylä, T. (2006). Generative Role of Experiments in Physics and in Teaching Physics: A Suggestion for Epistemological Reconstruction, Science & Education 15, 31-54. Kuiper, W. (2009). Curriculumevaluatie met betrekking tot het bètaonderwijs. (Intreerede). Enschede: SLO. Leite, L. (2005). Evaluating Students’ Learning from Laboratory Investigations. In Proceedings of the 12th ISATT International Conference. New South Wales: International Study Association on Teachers and Teaching. Mulder, Y. G., Lazonder, A. W., & de Jong, T. (2010). ORD 2010: Modelprogressie als ondersteuning bij onderzoekend leren en modelleren. Universiteit Twente Ormel, B., J., B. (2010). Het natuurwetenschappelijk modelleren van dynamische systemen. naar een didactiek voor het voortgezet onderwijs. Utrecht: Freudenthal Instituut Pagina 34
Padilla, M., J. (1990). The Science Process Skills. Research Matters-to the Science Teacher, (9004) Rocard, M., Csermely, P., Jorde, D., Lenzen, D., Walberg-Henrikisson, H. & Hemmo, V. (2007). Science education now: A renewed pedagogy for the future of Europe. Brussels: European Commission. Smits, M., C., van de Ven, P. & Bergen, T. (2004). Reconstructie van de praktijkkennis van opleiders met betrekking tot het schrijven door middel van discourse analyse. ORD Stichting leerplanontwikkeling (SLO) (2011). Natuurwetenschappelijke vaardigheden onderbouw havo-vwo. Enschede. Technasium a (2011). Retrieved form internet ( 26 juni 2012) http://www.technasium.nl/ORGANISATIE/StichtingTechnasium.aspx Technasium b (2011). Retrieved form internet (26 juni 2012) http://www.technasium.nl/deformule.aspx Technische Universiteit Eindhoven. Dynamische Modellen (in de biologie, scheikunde en natuurkunde). Retreived from internet (3 maart 2009) www.win.tue.nl/~jessers/aansluiting/model.pdf Tiberghien, A., Jossem, E. L., & Barojas, J. (Eds) (1998). Making the results of research in physics education available to teacher educators. In A. Tiberghien, A., E. L. Jossem, & J. Barojas (Eds) Connecting Research in Physics Education with Teacher Education. I.C.P.E. Books Thijs, A. & van den Akker, J. (2009). Leerplan in ontwikkeling. Enschede: SLO Van den Berg, E., & Buning, J. (1994). Practicum: leren ze er wat? NVOX, 19(6), 245-249. Van der Valk, A. E. & van Soest, M, F. N. (2004). Onderzoek leren doen in de bètavakken: Elementen van een leerlijn in de onderbouw van twee scholen. Utrecht: Zuiddam & Uithof Van Eijck, M. (2005). Er is geen methode. Lang leve de cola proef! Niche 36(2), 5-9. Veermans, K., van Joolingen , W. R., & de Jong, T. (2006). Using heuristics to facilitate discovery learning in a simulation learning environment in a physics domain. International Journal of Science Education, 28, 341-361. Westra, R., Savelsbergh, E., Kortland, K., & Prins, G. (2002). Leren door zelf modelleren: constructief en uitdagend onderwijs. NVOX, 27(7), 331-335. Winterton, J. & Le Deist, F.D. & Stringfellow, E. (2005). Typology of knowledge, skills and competences. CEDEFOP project No. RP/B/BS/Credit transfer/005/04 WON (2012). Doel WON. Retrieved from internet (5 mei 2012) http://www.wonakademie.nl/
Pagina 35
Bijlage A
VWO natuurkunde exameneisen 2013 en later
De examenstof Domein A Vaardigheden Algemene vaardigheden — profieloverstijgend niveau Subdomein A1: Informatievaardigheden gebruiken. 1. De kandidaat kan doelgericht informatie zoeken, beoordelen, selecteren en verwerken. Subdomein A2: Communiceren 2. De kandidaat kan adequaat schriftelijk, mondeling en digitaal in het publieke domein communiceren over onderwerpen uit het desbetreffende vakgebied. Subdomein A3: Reflecteren op leren 3. De kandidaat kan bij het verwerven van vakkennis en vakvaardigheden reflecteren op eigen belangstelling, motivatie en leerproces. Subdomein A4: Studie en beroep 4. De kandidaat kan aangeven op welke wijze natuurwetenschappelijke kennis in studie en beroep wordt gebruikt en kan mede op basis daarvan zijn belangstelling voor studies en beroepen onder woorden brengen. Natuurwetenschappelijke, wiskundige en technische vaardigheden — bètaprofielniveau Subdomein A5: Onderzoeken 5. De kandidaat kan in contexten vraagstellingen analyseren, gebruik makend van relevante begrippen en theorie, vertalen in een vakspecifiek onderzoek, dat onderzoek uitvoeren, en uit de onderzoeksresultaten conclusies trekken. De kandidaat maakt daarbij gebruik van consistente redeneringen en relevante rekenkundige en wiskundige vaardigheden. Subdomein A6: Ontwerpen 6. De kandidaat kan in contexten op basis van een gesteld probleem een technisch ontwerp voorbereiden, uitvoeren, testen en evalueren en daarbij relevante begrippen, theorie en vaardigheden en valide en consistente redeneringen hanteren. Subdomein A7: Modelvorming 7. De kandidaat kan in contexten een relevant probleem analyseren, inperken tot een hanteerbaar probleem, vertalen naar een model, modeluitkomsten genereren en interpreteren, en het model toetsen en beoordelen. De kandidaat maakt daarbij gebruik van consistente redeneringen en relevante rekenkundige en wiskundige vaardigheden. Subdomein A8: Natuurwetenschappelijk instrumentarium 8. De kandidaat kan in contexten een voor de natuurwetenschappen relevant instrumentarium hanteren, waar nodig met aandacht voor risico’s en veiligheid; daarbij gaat het om instrumenten voor dataverzameling en –bewerking, vaktaal, vakconventies, symbolen, formuletaal en rekenkundige bewerkingen. Subdomein A9: Waarderen en oordelen 9. De kandidaat kan in contexten een beargumenteerd oordeel geven over een situatie in de natuur of een technische toepassing, en daarin onderscheid maken tussen wetenschappelijke argumenten, normatieve maatschappelijke overwegingen en persoonlijke opvattingen. Natuurkundige vakvaardigheden Subdomein A10: Kennisontwikkeling en -toepassing 10. De kandidaat kan in contexten analyseren op welke wijze natuurkundige en technologische kennis wordt ontwikkeld en toegepast. Subdomein A11: Technisch-instrumentele vaardigheden 11. De kandidaat kan op een verantwoorde wijze omgaan met voor de natuurkunde relevante materialen, instrumenten, apparaten en ICT-toepassingen. Subdomein A12: Rekenkundige en wiskundige vaardigheden 12. De kandidaat kan een aantal voor de natuurkunde relevante rekenkundige en wiskundige vaardigheden correct en geroutineerd toepassen bij voor de natuurkunde specifieke probleemsituaties. Subdomein A13: Vaktaal 13. De kandidaat kan de specifieke vaktaal en vakterminologie interpreteren en produceren, waaronder formuletaal, conventies en notaties. Subdomein A14: Vakspecifiek gebruik van de computer 14. De kandidaat kan de computer gebruiken bij modelleren en visualiseren van verschijnselen en processen, en voor het verwerken van gegevens. Subdomein A15: Kwantificeren en interpreteren 15. De kandidaat kan fysische grootheden kwantificeren en mathematische uitdrukkingen in verband brengen met relaties tussen fysische begrippen.
Pagina 36
Bijlage B
Science Process Skills (SPS) volgens AAAS
Basic Skills 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Observing Classifying Space/time Relations Using numbers Measuring Inferring Predicting
Integrated Skills 8. 9. 10. 11. 12. 13.
Defining Operationally Formulating models Controlling variables Interpreting Data Hypothesizing Experimenting
BASIC SKILLS: 1. Observing- Noting the properties of objects and situations using the five senses 2. Classifying- Relating objects and events according to their properties or attributes (Involves classifying places, objects, ideas, or events into categories based on their similarities.) 3. Space/Time Relations- Visualizing and manipulating objects and events, dealing with shapes, time, distance, and speed 4. Using numbers- Using quantitative relationships, e.g. scientific notation, error, significant numbers, precision, ratios, and proportions 5. Measuring- Expressing the amount of an object or substance in quantitative terms, such as meters, liters, grams, newtons, etc. 6. Inferring- Giving an explanation for a particular object or event 7. Predicting- Forecasting a future occurrence based on past observations or the extension of data INTEGRATED SKILLS 8. Defining Operationally- Developing statements that present a concrete description of an object or event by telling one what to do or observe. 9. Formulating models- Constructing images, objects, or mathematical formulas to explain ideas 10. Controlling variables- Manipulating and controlling properties that relate to simulations or events for the purpose of determining causation in experimental research design 11. Interpreting Data- Arriving at explanations, inferences, or hypotheses from data that have been graphed or placed in a table (this frequently involves concepts such as mean, mode, median, range, frequency, distribution, chisquare test, t-test) 12. Hypothesizing- Stating a tentative generalization of observations or inferences that may be used to explain a relatively larger number of events but that is subject to immediate or eventual testing by one or more experiments in experimental research design 13. Experimenting- Testing a hypothesis through the manipulation and control of independent variables and noting the effects on a dependent variable; interpreting and presenting results in the form of a report that others can follow to replicate the experiment using experimental research design
Pagina 37
Bijlage C
Vragenlijst interviews
Vragen voor interview ( na korte introductie / uitleg) - Definitions (praten we over hetzelfde?) 1) Welk vak geeft u in de onderbouw/bovenbouw? 2a) Wat verstaat u onder onderzoeksvaardigheden? 2b) Wat zijn volgens u onder relevante onderzoeksvaardigheden voor uw vak in het voortgezet onderwijs t/m de examenklas? 3) Wat zijn volgens u de onderzoeksvaardigheden die leerlingen geleerd moeten krijgen in de onderbouw (klas 1 t/m 3)? - Teaching research skills (daily practice) (ist) 4) Op welke manier(en) wordt(en) door u onderzoeksvaardigheden onderwezen voor uw vak in klas 1t/m 3? Alleen via een experiment of ook op andere wijzen? Kunt u dit toelichten? 5) In hoeverre is het aanleren van onderzoeksvaardigheden vastgelegd in een lesmethode, leerlijn/-plan, curriculum, o.i.d. voor uw vak? 6) Hoe stemt u af met collega’s van andere natuurwetenschappelijke vakken over het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden? (niet wiskunde) 7) Indien u met uw collega’s van de andere natuurwetenschappelijke vakken overlegt over welke specifieke zaken m.b.t. van de onderzoeksvaardigheden heeft u het dan? 8) Welke overeenkomsten of verschillen tussen uw vak en de andere 3 vakken in deze studie ziet u m.b.t. het aanleren van onderzoeksvaardigheden voor uw vak in klas 1 t/m 3? 9) Hoe beoordeelt u een onderzoek / onderzoeksverslag? Welke criteria worden hierbij gehanteerd? - Goals in teaching research skills (sol) 10) Wat zijn de hoofddoelen die u probeert te realiseren m.b.t. het aanleren van onderzoeksvaardigheden in klas 1 t/m 3? Wat is de volgorde van belangrijkheid? 11) Wat is in uw ogen/visie de beste manier om uw vak gerelateerde onderzoeksvaardigheden te onderwijzen/aan te leren? Wat is/zijn volgens u de ideale omstandighe(i)d(en) voor het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden? Wellicht kunt u dit toelichten aan de hand van enkele voorbeelden? 12) Welke onderzoeksvaardigheden zou u beter kunnen onderwijzen als er goede mogelijkheden of randvoorwaarden geschapen worden op uw school? Welke mogelijkheden of randvoorwaarden zijn dit? - Education of teachers 13) Hoe bent u aan uw inzicht over onderzoeksvaardigheden gekomen? 14) Welke acties heeft school ondernomen om uw eigen professionele vaardigheden m.b.t. het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden te vergroten? 15) Welke stappen heeft u ondernomen om uw eigen vaardigheden/competenties m.b.t. het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden te vergroten?
Pagina 38
Bijlage D
Codeerschema
Pagina 39
Bijlage E
Illustratieve delen uit datamatrix
Resultaten van de aangegeven onderzoeksvaardigheden als antwoord op vraag drie. Variabele
waarden
ID
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
ge
School (S)
1
1
1
1
2
2
2
3
3
3
3
mid
Docent (D)
1
2
3
4
1
2
3
1
2
3
4
del
OnderbHoofd
1
1
5
4
5
4
1
2
5
3
1
de
Onderb2 BovenbHoofd Bovenb2
5
3
4 5
2
4 2 5
6
5
3
5 1
OndbFase1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0,5
OndbFase2
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0,5
OndbFase3
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0,7
OndbFase4
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0,2
OndbSPS1
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0,5
OndbSPS2
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0,2
OndbSPS3
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0,2
OndbSPS4
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0,3
OndbSPS5
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0,5
OndbSPS6
0
1
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0,4
OndbSPS7
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
OndbSPS8
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0,3
OndbSPS9
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0,4
OndbSPS10
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0,4
OndbSPS11
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0,5
OndbSPS12
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
OndbSPS13
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0,5
Resultaten van de aangegeven onderzoeksvaardigheden als antwoord op vraag vier. . Variabele waarden ID 1 2 3 School (S) 1 1 1 Docent (D) 1 2 3 OnderbHoofd 1 1 5 Onderb2 5 3 4 5 BovenbHoofd Bovenb2 OvlerenAPPR 1 1 0 OVlerenBGPR 0 0 0 OVlerenOZPR 1 1 0 OVlerenModel 0 0 0 OVlerenVirtLab 0 0 0 OVlerenAnalyD 1 1 0 OVlerenAuthen 0 0 1 OVlerenAnders 0 0 0
4 1 4 4 2
1 0 0 0 0 1 0 0
5 2 1 5 4 2 5 0 0 1 0 0 0 0 0
8 3 1 2
9 10 11 3 3 3 2 3 4 5 3 1 6 5
3
7 2 3 1 5 1
0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 1 0
6 2 2 4
0 0 1 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 0 1 0
ge mid del de
0,4 0 0,7 0 0 0,3 0,4 0,1
Keuze mogelijkheden 1 - 11 1-3 1-4 1 = bio / 2 = nat / 3 = scheik / 4 = NaSk / 5 = O&O / 6 = ICT
1 = ja (apparatuur practicum) 1 = ja (begripspracticum) 1 = ja (onderzoekspracticum) 1 = ja (m.b.v. computer (modelleren)) 1 = ja (Virtueel laboratorium) 1 = ja (analyseren aangereikte data) 1 = ja (authentiek leren) 1 = ja (anders)
Pagina 40
Bijlage F
Eigen ontwikkelde lesmethodes
Pagina 41
Bijlage G
Technasium definities O&O kwaliteiten
Pagina 42
Bijlage H
Competentiekaart van het Technasium
Pagina 43
