Wetenschapsonderwijs in het secundair onderwijs: samen met WISE op onderzoek binnen het World Wide Web

ICTO-0024.book Page 75 Thursday, May 6, 2010 11:42 AM

DIDACTIEK SAMENWERKEND LEREN 3 1

Wetenschapsonderwijs in het secundair onderwijs: samen met WISE op onderzoek binnen het World Wide Web

Annelies Raes, Tammy Schellens en Bram De Wever Universiteit Gent, vakgroep Onderwijskunde

1. Leren en instructie in de 21e eeuw 2. Samenwerkend leren met WISE op het World Wide Web 3. Het WISE-project in Vlaamse context 3.1. Situering en opzet 3.2. Uitwerking en doelstellingen van het project ‘Opwarming van de aarde’ 3.3. Vlaams projectenmenu uitgebreid 4. WISE in de klas, onze ervaringen 4.1. Kennisconstructie, onderzoeksvaardigheid en attitudevorming 4.2. Leerrijk en leuk, maar … 4.3. Aandachtspunten 4.4. Ervaringen van leerkrachten 4.5. Het vervolg … 5. Richtlijnen voor de praktijk 6. Literatuur Noten

ICT EN ONDERWIJSVERNIEUWING

AFL. 24, JUNI 2010, 75 ONDERWIJS EN LEREN



Krachtlijnen In februari 2009 gingen wij van start met het onderzoeksproject ‘WISE Science’, dat de impact wil nagaan van computerondersteund samenwerkend leren binnen wetenschappen in het secundair onderwijs. Binnen de eindtermen en leerplannen natuurwetenschappen stelden we namelijk enkele accentverschuivingen vast. Er wordt voor gepleit dat er ruimte vrijgemaakt zou worden voor een creatieve verwerking van leerinhouden, ook buiten een eng gedefinieerde vakcontext. Ten aanzien van de onderwijspraktijk vragen de eindtermen dan ook meer aandacht voor innovatie en een didactische vormgeving die niet de kennisreproductie, maar het individuele en collectieve proces van kennisverwerving centraal plaatst. Computerondersteund samenwerkend leren of de Engelse term Computer Supported Collaborative Learning, verder afgekort als CSCL, wordt in de literatuur beschreven als een innovatieve en veelbelovende werkvorm die daaraan tegemoet kan komen en wij hebben de theoretische principes in de klaspraktijk gebracht. Deze ervaring leverde ons heel wat nieuwe inzichten op en die delen we graag door middel van deze bijdrage. In deze bijdrage kun je kennismaken met het webgebaseerd project ‘Opwarming van de aarde’ binnen het leerplatform WISE en worden concrete handvatten aangereikt voor leerkrachten(teams) die zelf aan de slag willen met computerondersteund samenwerkend leren.





1.

Leren en instructie in de 21e eeuw

jongeren niet geïnte-

Volgens recent onderzoek van de Eurobarometer1 (2008), het EU-instru-

resseerd in

ment om de publieke opinie te analyseren, hebben jonge Europeanen,

wetenschappen

net als de oudere generaties, een algemeen positief beeld van wetenschap en technologie. Toch geeft meer dan de helft van de geïnterviewde jongeren te kennen niet geïnteresseerd te zijn om zelf wetenschappelijke of ingenieursstudies aan te vatten. Deze vaststelling wordt ook bevestigd door de resultaten van het internationaal PISA-onderzoek2 (2006) naar wetenschappelijke vaardigheden. Daaruit blijkt dat Vlaamse 15-jarigen hoge resultaten behalen voor wetenschappelijke geletterdheid, maar dat zij in vergelijking met de leerlingen in een gemiddeld OESOland3 minder gemotiveerd zijn om wetenschappen te leren. Slechts een absolute minderheid denkt dat ze zich later met wetenschappen zullen bezighouden. Het aantal studenten dat kiest voor een wetenschappelijke en/of technische opleiding, is laag en dit geldt voornamelijk voor vrouwelijke studenten. Diverse onderzoeken uit binnen- en buitenland geven nochtans aan dat meisjes in de basisschool qua schoolse prestaties zelfs boven de jongens uitsteken. Ze halen in zowat alle landen betere leesprestaties4 in het algemeen en ook op het vlak van wiskunde en wetenschappen moeten ze in de basisschool zeker niet onderdoen voor de jongens.5 Maar vanaf het secundair onderwijs liggen hun prestaties voor wiskunde en wetenschappen plots significant lager dan die van de jongens.6 Het aantal meisjes dat afstudeert in een wetenschappelijke, wiskundige of technische studierichting, blijkt veel lager te zijn dan het aantal jongens en de participatie van meisjes aan die studierichtingen zou volgens de Vlaamse Onderwijsraad en de Vlaamse Raad voor Wetenschapsbeleid zelfs nog verder afnemen.7

manier van

Enige verontrusting over deze negatieve trend in het studiegebied we-

onderwijzen speelt

tenschappen is op haar plaats, want wetenschap en technologie spelen

een rol

een cruciale rol in de hedendaagse wereldeconomie. Om competitief en vernieuwend te blijven in deze disciplines, hebben we opeenvolgende generaties wetenschappers en onderzoekers nodig. We stellen nochtans vast dat jonge kinderen door hun natuurlijke leergierigheid wetenschap leuk vinden, maar hun belangstelling en plezier blijken gaandeweg af te nemen. Een van de redenen daarvoor blijkt de manier waarop wetenschap wordt onderwezen.8 Deze bevindingen benadrukken de nood om het wetenschapsonderwijs nieuw leven in te blazen en zo beter tegemoet te komen aan de verwachtingen en noden van onze jongeren. Daarnaast is het een uitdaging voor het onderwijs om het onevenwicht in de genderbalans aan te





pakken door de uiteenlopende noden en interesses van jongens en meisjes in natuurwetenschappen te verzoenen. reeds accentver-

Wanneer we de vakgebonden eindtermen en leerplannen van de verschil-

schuivingen in

lende netten voor natuurwetenschappen (of fysica en/of chemie en/of bi-

eindtermen en

ologie) onder de loep nemen, stellen we reeds enkele accentverschuivingen

leerplannen

vast. Er wordt meer nadruk gelegd op context en praktische toepassingen, zodat het leren van wetenschappen beter beantwoordt aan de noden en de ambities van zowel jongens als meisjes. Verder wordt er ook op aangedrongen dat er een goed evenwicht is in het gebruik van verschillende (nieuwe) werkvormen en media die elkaar aanvullen om de zelfwerkzaamheid, de betrokkenheid en de interesse van de leerlingen te verhogen. Door gebruik te maken van aangepast en gevarieerd didactisch materiaal, kunnen de lessen veel verlevendigd worden en zal de motivatie van de leerlingen mogelijk aangescherpt worden. Er wordt voor gepleit dat er ruimte zou vrijgemaakt worden voor een creatieve en interactieve verwerking van leerinhouden en de nadruk op onderzoeksvaardigheden en het kritisch verwerken van de informatiestroom wordt ook steeds groter.

2.

Samenwerkend leren met WISE op het World Wide Web

internet: vervloeken

Nieuwe media zoals het internet spelen tegenwoordig een dominante rol

of omarmen

en doordringen zowel ons maatschappelijk leven alsook het onderwijs. Vanuit bepaalde hoeken klinkt het dat door de opkomst van internet onze kinderen en jongeren niets meer leren, dat ze geen kennis meer opdoen, dat ze alleen nog maar zoeken met Google en de gevonden informatie knippen en plakken zonder moeite te doen om die te begrijpen en te interpreteren. We kunnen het World Wide Web echter ook omarmen en het als een taak van het onderwijs zien om leerlingen kritisch te leren omgaan met het internet en de informatievaardigheden die daarbij verwacht worden aan te leren. Internetgebruik in de klas biedt in dit opzicht heel wat mogelijkheden om aan te sluiten bij de hedendaagse aandachtspunten en vernieuwingen in het onderwijs zoals reeds hierboven in punt 1 is beschreven, zoals het verhogen van de betrokkenheid van de leerlingen door een motiverende leeromgeving en motiverende taken, het belang van informatieverwerving en -verwerking in plaats van kennisoverdracht en leren als een interactief proces.

WISE

Enkele onderzoekers van de universiteit van California bundelden de didactische mogelijkheden van het internet en startten in 1998 met de ontwikkeling van de onlineleeromgeving WISE, de Web-based Inquiry Science Environment. WISE, die momenteel reeds aan haar vierde facelift





toe is, biedt leerlingen en leerkrachten een gratis, onlineleerplatform voor wetenschappelijke activiteiten waarop leerlingen kunnen samenwerken bij het oplossen van verschillende taken door gebruik te maken van informatie die ze op het World Wide Web vinden. Alle activiteiten worden gebundeld tot een project dat leerlingen stapsgewijs doorlopen. URL

De onlineleeromgeving WISE wordt beheerd op een server in California en is gratis beschikbaar via de volgende URL: http://wise.berkeley.edu/ Figuur 1: startpagina van WISE (http://wise.berkeley.edu/)

leerkrachtenportaal

Na het inloggen als leerkracht kom je terecht in het algemene menu van het leerkrachtenportaal of ‘the Teacher’s Portal’. Van daaruit kun je bestaande projecten bekijken, een eigen project creëren of een bestaand project aanpassen aan de eigen behoefte. Vervolgens kun je een project opstarten om te gebruiken in je eigen klas en ten slotte kun je vanuit dit portaal het werk van je leerlingen binnen jouw project evalueren en van feedback voorzien. Figuur 2: leerkrachtenportaal van WISE





interactieve

WISE bevat vele mogelijkheden, maar het is in de eerste plaats een web-

projecten

omgeving die wetenschappelijke inhouden ter beschikking stelt in de vorm van interactieve projecten. Wil je als leerkracht op zoek gaan naar een geschikt project voor je klas of wil je zelf een project aanpassen of een nieuw project creëren, dan is het projectenmenu binnen het leerkrachtenportaal daarvoor de ‘place-to-be’. Je vindt er de ‘project library’ terug waar je de bestaande projecten kunt bekijken, samen met het bijbehorende lesplan en diverse achtergrondinfo. Vervolgens kun je er een project kopiëren en herwerken of een project creëren op maat van jouw klas door middel van het auteursportaal. Figuur 3: projectenmenu van WISE

verloop WISE-

Ieder WISE-project vertrekt vanuit een wetenschappelijk probleem (bij-

project

voorbeeld ‘De opwarming van de aarde’, zie verder) waarover leerlingen per twee stap voor stap meer te weten komen en op het einde oplossingen voor kunnen formuleren. De leerinhouden worden voorgestructureerd in enkele hoofdactiviteiten en iedere activiteit is verder opgedeeld in verschillende stappen die door de leerlingen doorlopen moeten worden. Ze krijgen hierbij de mogelijkheid hypothesen te testen door middel van computersimulaties en door informatie op te zoeken op het internet. Hun denkproces (van eigen opvattingen naar de aanvulling en correctie van die opvattingen) wordt zichtbaar gemaakt in ‘reflectienotities’ die de leerkracht kan opvolgen of evalueren vanuit het leerkrachtenportaal. Daarnaast biedt WISE de mogelijkheid om leerlingen via een forum op de site te laten overleggen en discussiëren met de andere klasgenoten. Door het denkproces aan de hand van opgeslagen reflectienotities zichtbaar te maken, biedt WISE een ideale kans om formatief te evalueren en de leerlingen tijdig van feedback te voorzien (online of face-to-face). Als leerkracht krijg je niet alleen informatie over de wetenschappelijke kennis, maar ook over de vaardigheden en attitudes van de leerlingen. Een individuele, summatieve evaluatietest kan op





het einde van het project afgenomen worden. De tijd die het doorlopen van een WISE-project in beslag neemt, kan variëren, maar is gemiddeld twee tot vier lesuren. De omgeving is zo opgebouwd dat het project in duo in principe volledig zelfstandig te doorlopen is. Leerlingen vinden makkelijk hun weg op de interface en verschillende tools zijn er specifiek op gericht leerlingen extra ondersteuning te bieden en de leerlingen aan te zetten tot reflectie. Figuur 4: studentenweergave van WISE

rol van de leerkracht

Toch kan de leeromgeving de rol van de leerkracht niet volledig vervangen. Als leerkracht kun je een enorme meerwaarde bieden binnen deze didactische werkvorm. Wanneer het project van start gaat, heb je namelijk als leerkracht de tijd en ruimte om rond te lopen in de klas en coachend op te treden wanneer leerlingen werken aan een WISE-project. Het is de bedoeling dat leerlingen met elkaar in interactie treden, maar de leerkracht mag daarbij niet ontbreken. De rol van de leerkracht bestaat er in grote mate in om het proces van samenwerken te ondersteunen en te bevorderen en de leerlingen te helpen bij het interpreteren van en het reflecteren over informatie op het internet door uitdagende en kritische vragen te stellen.

Basisprincipes van de onlineleeromgeving vier belangrijke

Vier belangrijke principes liggen aan de basis van het ontwerp en de

principes

ontwikkeling van een project binnen deze onlineleeromgeving voor





wetenschappen. Vanuit deze basisprincipes worden ook een aantal onderzoeksactiviteiten geformuleerd die van de leerlingen verwacht worden bij het doorlopen van het project. Basisprincipes

Ontwerprichtlijnen voor WISE-projecten

Maak wetenschap toegankelijk

– – –

–

– Maak het leren zichtbaar

–

– – –

Leren van anderen

– –

Onderzoeksactiviteiten

Toon de relevantie aan van wetenschappen – Leg linken met ervaringen in een buitenschoolse context – Sluit aan bij de belevingswereld en de interesses van jongeren en bouw voort op hun voorkennis Kies een onderwerp dat relevant is voor – te bereiken leerdoelen en waarover voldoende websites op leerlingenniveau beschikbaar zijn Zorg ervoor dat de taken ingebed zijn in een ruimere thematische context

Leren uit eigen misvattingen Confrontatie met verschillende meningen en mate van tegenstrijdigheid Vergelijken, confronteren, duiden van informatie van uiteenlopende strekking

Stel complexe ideeën visueel voor door gebruik te maken van o.a. simulaties en filmpjes Spreek meerdere zintuigen aan door tekst, beeld en geluid te combineren Breng de authentieke context de klas binnen Stimuleer de leerlingen om hun denkproces (van eigen opvattingen naar de aanvulling en correctie van die opvattingen) zichtbaar te maken in ‘reflectienotities’ die de leerkracht kan opvolgen of evalueren

Simulaties analyseren Grafieken analyseren Eigen modellen tekenen Mindmap opstellen Resultaten rapporteren Reflecties neerschrijven

– – – – – –

Stimuleer de interactie zowel onder me- – deleerlingen als met leerkracht Zorg ervoor dat de opdracht voldoende complexe denkprocessen en overleg ver- – onderstelt – –


Discussie met klasgenoten, online of faceto-face In debat treden via forum Feedback geven aan elkaar Samen interpreteren van en reflecteren over informatie op het internet




Basisprincipes

Ontwerprichtlijnen voor WISE-projecten

Onderzoeksactiviteiten

Stimuleer zelfwerkzaamheid en ontdekkend leren

–

–

– –

Bouw reflectie in over informatieverwerving (het zoekproces en de zoekresultaten) en informatieverwerking Betrek leerlingen als critici van wetenschappelijke informatie Confronteer leerlingen met verschillende invalshoeken en benaderingen over het wetenschappelijk probleem

– –

–

–

3.

Denkproces neerschrijven in reflectienota’s Eigen onderzoek(je) op poten zetten Eigen werk en dit van medestudenten kritisch benaderen Zelf op zoek gaan naar argumenten/oplossingen op het web Waarde van de gevonden informatie zelf beoordelen

Het WISE-project in Vlaamse context

3.1.

Situering en opzet

onderzoeksproject

Het onderzoeksproject kwam tot stand dankzij een samenwerking tus-

‘Opwarming van de

sen de vakgroep Onderwijskunde van de Universiteit Gent en vijftien be-

aarde’

reidwillige scholen van het Vlaams secundair onderwijs. Binnen het opleidingsonderdeel ‘Onderwijstechnologie’ werden masterstudenten pedagogische wetenschappen, major onderwijskunde grondig voorbereid en begeleid om het Vlaamse project ‘Opwarming van de aarde’ per twee in de klassen van de verschillende scholen te begeleiden. Het project zelf werd vooraf ontwikkeld door de vakgroep Onderwijskunde in overeenstemming met de eindtermen en leerplannen natuurwetenschappen voor de tweede graad van het secundair onderwijs (zie verder). De masterstudenten werden verondersteld de leerlingen te ondersteunen bij het in duo doorlopen van het project. Concreet nam het project vier lesuren in beslag, verspreid over de maand maart 2009. Deze uren werden flexibel ingeroosterd in samenspraak met de school en de betrokken leerkracht. Vooraf planden onze studenten een overlegmoment met de leerkracht om praktische regelingen te treffen en een geschikte periode overeen te komen. Achteraf vond een evaluatiegesprek met de leerkracht plaats waarin gepeild werd naar hun kritische opmerkingen. Van de school werd enkel verwacht dat ze een computerlokaal met internetaansluiting ter beschikking stelde.

leerkrachten en

In totaal participeerden zeventien leerkrachten en 375 leerlingen aan het

leerlingen

onderzoeksproject. Deze leerlingen bevonden zich voornamelijk in de tweede graad van het secundair onderwijs, maar er waren ook vier





klassen met leerlingen uit het vijfde middelbaar. De groep leerlingen bestond voor 54 % uit meisjes en 46 % jongens. De meerderheid van de groep (78 %) volgde een wetenschappelijke richting binnen het ASO, de overige leerlingen volgden een niet-wetenschappelijke richting binnen het ASO of TSO. computeronder-

Het onderzoeksproject bood de leerkrachten (natuur)wetenschappen en

steund

hun leerlingen de kans om op een veilige en snelle manier de moge-

samenwerkend leren

lijkheden van computerondersteund samenwerkend leren te leren kennen en daarenboven konden onze studenten de theoretische inzichten over leren en instructie aan de praktijk toetsen. 3.2.

Uitwerking en doelstellingen van het project ‘Opwarming van de aarde’

vragen over

De opwarming van de aarde, het gat in de ozonlaag, het broeikaseffect,

opwarming aarde

duurzame ontwikkeling, … Het zijn begrippen die veel ter sprake komen op de radio en tv. Maar wat bedoelen wetenschappers precies met deze begrippen? Is de opwarming van de aarde een probleem dat de hele wereld aangaat? Is het nu zo erg dat het enkele graadjes warmer wordt op de aarde? Waarom is het een probleem en wat kunnen we eraan doen?

activiteiten en

Op deze vragen krijgen de leerlingen een antwoord doorheen het project.

stappen

Het gaat echter niet om het lokaliseren en reproduceren van dé oplossing, maar om het krijgen van inzicht in deze materie door het uitproberen van zoekstrategieën, het afwegen van informatie tegenover elkaar, het met elkaar combineren van informatie en het omzetten van de verwerkte informatie in nieuwe stukken tekst. In de onderstaande tabel worden de verschillende activiteiten en stappen weergegeven waaruit het project bestaat. Activiteit 1: Verkenning van de leeromgeving WISE Stap 1

Introductie

Stap 2

Wat staat jullie te wachten

Activiteit 2: Wat is er aan de hand? Stap 1

Het weer en het klimaat

Stap 2

Klimaatverandering

Stap 3

Het (versterkte) broeikaseffect

Activiteit 3: Oorzaak? Stap 1

Broeikasgassen

Stap 2

Evolutie CO2-uitstoot





Activiteit 4: Gevolg? Stap 1

Bedreiging voor ijsberen

Stap 2

Het smelten van landen zee-ijs

Stap 3

Zelf op onderzoek

Activiteit 5: Oplossing? Stap 1

Wie is verantwoordelijk?

Stap 2

Jouw ecologische voetafdruk

Stap 3

Actieplan: duurzame ontwikkeling op school

Activiteit 6: Afronding en evaluatie

leerplannen

Stap 1

Beoordeel jezelf

Stap 2

Beoordeel het project

Het project ‘Opwarming van de aarde’ heeft raakvlakken met verschillende wetenschappelijke vakken zoals chemie en aardrijkskunde en komt op die manier tegemoet aan de leerplannen die meer de nadruk leggen op de horizontale samenhang tussen verschillende vakgebieden en domeinen. Zo is het belangrijk de verschillende subdomeinen van bijvoorbeeld een vak als biologie als een samenhangend geheel aan te bieden. De wisselwerking tussen mens en maatschappij wordt daarom vanuit wetenschappelijk oogpunt belicht en er wordt actief gestreefd naar een transfer tussen verschillende (natuur)wetenschappen. Vakoverschrijdend beklijvend leren wordt op die manier bevorderd.

doelstellingen

Bij leerlingen is het project doorheen onderzoek, reflectie en discussie zowel gericht op het verruimen van (1) kennis over de interactie tussen mens en milieu, (2) de onderzoeksvaardigheid en de wetenschappelijke denk- en werkmethode en (3) de ontwikkeling van waardevolle attitudes zoals een verantwoorde houding tegenover het milieu en een wetenschappelijke kritische houding tegenover CO2-uitstoot. Daarnaast leren leerlingen ook goed functioneren in een groep en leren ze omgaan en rekening houden met de mening van anderen.

zinvol en geïnte-

Een algemene doelstelling van het project is echter ook het zinvol en

greerd gebruik van

geïntegreerd gebruik van computer en internet in de klas. Nog al te vaak

computer en internet

blijft het ICT-gebeuren in de scholen beperkt tot het plaatsten van do-

in de klas

cumenten op de elektronische leeromgeving en dwalen leerlingen doelloos rond op het internet bij een opdracht in de klas. Het WISE-project moedigt hen daarentegen aan gericht op zoek te gaan binnen de oneindige stroom van informatie op het internet. Leerlingen moeten leren deze informatie op een zinvolle manier te zoeken, te selecteren, te verwerken en te presenteren met de bijbehorende technologie.





3.3.

Vlaams projectenmenu uitgebreid

masterstudenten

In navolging van hun ervaring met en impressies over het WISE-project

ontwikkelen eigen

‘Opwarming van de aarde’ kregen onze masterstudenten de opdracht

project binnen

een eigen project te ontwikkelen binnen de WISE-leeromgeving. De

WISE-leeromgeving

meesten slaagden erin voort te bouwen op de bevindingen met het eerste project en ontwierpen een relevant en afwisselend project dat beantwoordde aan de vereisten. Ook deze projecten werden online ter beschikking gesteld op de WISE Library onder de ‘Dutch projects’, zodat die vrij gebruikt kunnen worden in de klaspraktijk.

Een greep uit de Vlaamse online- Projectinfo projecten Natuurlijk zwanger, niet zo vanzelfsprekend als het lijkt

De laatste jaren stelt men een dalende vruchtbaarheid en dalend geboortecijfer vast. Vanuit de slogan “een slimme meid krijgt haar kind op tijd” proberen gynaecologen gedurende het laatste decennium het tij te keren. Jongeren hierover laten nadenken, alsook over mogelijke lichamelijke oorzaken van verminderde vruchtbaarheid, is belangrijk. Deze invalshoek maakt het mogelijk de noodzakelijke leerstof voor het vak biologie, namelijk de manier waarop de voortplantingsorganen zijn opgebouwd, hoe voortplantingscellen zich vormen, de rol die hormonen daarbij spelen en het bevruchtingsproces, geïntegreerd aan te brengen. In dit project over de voorplanting zullen jongeren aangezet worden tot het overdenken van huidige levensstijlen (zowel nu als naar de toekomst toe) en het veranderen van attitudes.

Anorganische stoffen

Oxiden, hydroxiden, zuren en zouten, het zijn allemaal veelvoorkomende begrippen in de chemie, maar betekenen ze ook iets in ons dagelijkse leven? In dit project worden deze anorganische stoffen van dichterbij bekeken en gaan leerlingen op zoek op welke manier deze stoffen een invloed kunnen hebben op het dagelijkse leven. Tevens besteedt dit project aandacht aan hoe je op een veilige manier met deze stoffen kunt omgaan.





Een greep uit de Vlaamse online- Projectinfo projecten Gedrag

Een hond spitst zijn oren bij het horen van de stem van zijn baasje. Een kind holt achter een bal aan. Een aardworm die een lichtprikkel ontvangt, zoekt de duisternis op. Een baby die honger heeft, huilt. Een telefoon rinkelt, je neemt op en zegt: “Hallo”. De kat draagt haar jongen een voor een naar het nest. Allemaal voorbeelden van gedrag. Maar wat is gedrag? In dit project wordt er onderzocht wat gedrag is. Er wordt onder andere een onderscheid gemaakt tussen aangeboren en aangeleerd gedrag. Daarnaast wordt er dieper ingegaan op sleutelprikkels en op factoren die het gedrag beïnvloeden.

Alternatieve energiebronnen

onderzoeksvragen

4.

Voor het eerst in de geschiedenis is het zo dat de mens geconfronteerd wordt met het feit dat de energiebronnen, met name de fossiele brandstoffen, uitgeput geraken. Een alternatief hiervoor is dus een must! Dit project biedt een raamwerk om de leerlingen in te leiden in de kennis en capaciteiten met betrekking tot de thema's duurzame ontwikkeling en milieu. Dit door de leerlingen te laten kennismaken met enkele vormen van alternatieve energiebronnen, hun vooren nadelen en enkele toepassingen hiervan aan te bieden. Verder is het de bedoeling om de leerlingen bewust te laten worden van deze problematiek, hen aan te tonen dat er ook een alternatief bestaat en hen hierover te laten reflecteren.

WISE in de klas, onze ervaringen

In literatuur wordt computerondersteund samenwerkend leren als een veelbelovende werkvorm beschreven. Wij brachten de theorie in de praktijk en koppelden daaraan een wetenschappelijk onderzoek om een antwoord te krijgen op de volgende onderzoeksvragen: 1

Maken leerlingen vooruitgang in hun kennis over ‘Opwarming van de aarde en duurzame ontwikkeling’ en het leggen van relevante en correcte verbanden tussen verschillende wetenschappelijke concepten, oorzaken, gevolgen en verklaringen na afloop van het project?

2

Wat is de impact van het project op de onderzoeksvaardigheden van de leerlingen, meer bepaald het genereren van hypothesen?

3

Heeft het project een invloed gehad op de attitudes van leerlingen ten opzichte van wetenschappen?





4

Heeft het project een verschillende impact gehad op jongens en meisjes en op leerlingen uit een al dan niet wetenschappelijke richting?

5

Hoe ervaren leerlingen het werken met WISE in vergelijking met de traditionele wetenschapslessen?

6

Hoe staan leerkrachten tegenover de nieuwe werkvorm?

dataverzameling via

Om op de bovenstaande vragen een antwoord te verkrijgen, werden data

leerlingenvragen-

verzameld via diverse kanalen. Ten eerste werd bij iedere leerling een in-

lijsten

dividuele vragenlijst afgenomen, zowel voorafgaand aan de eerste sessie (pretest) als na afloop van het project (posttest). Het eerste deel van de vragenlijst was een kennistest met zowel kennis- als inzichtsvragen die peilden naar de kennis over de opwarming van de aarde. Het tweede deel was een toepassing waarin leerlingen gevraagd werden de onderliggende onderzoeksvraag en hypothesen te genereren uit een artikel over een wetenschappelijk onderzoek. De antwoorden op deze vragen werden beoordeeld aan de hand van een vooropgesteld codeerschema (rubric). Een laatste onderdeel van de test peilde naar de attitude van jongeren ten opzichte van wetenschap en milieu. Op basis van stellingen gebaseerd op het PISA-meetinstrument9 werd gepeild naar de attitudes en het engagement dat leerlingen vertonen tegenover wetenschappen. In navolging van PISA 2006 werd dit opgesplitst in drie attitudedomeinen: (1) steun voor wetenschappen of m.a.w. de mate waarin de leerlingen het nut en belang van wetenschappen inzien, (2) hun interesse voor en nieuwsgierigheid naar wetenschappen en (3) hun verantwoordelijkheidsgevoel tegenover natuurlijke bronnen en het milieu. Deze stellingen werden beantwoord op een Likertschaal met 5 punten, van helemaal niet akkoord tot helemaal akkoord.

aanvullende data

De dataverzameling aan de hand van leerlingenvragenlijsten werd vervolgens aangevuld met data verkregen uit de laatste activiteit van het WISE-project. Daarin werden de leerlingen gevraagd het project en de manier van werken te evalueren op basis van leerwinst, samenwerking, uitdaging en motivatie. Daarnaast werd iedere sessie ook nauwkeurig geobserveerd en werd erover gerapporteerd. Een analyse van deze observatieverslagen leverde ons interessante kwalitatieve data op. Ten slotte werd ook bij de zeventien leerkrachten (natuur)wetenschappen een semigestructureerd interview afgenomen na afloop van het project.

mogelijkheden en

Onze bevindingen bevestigen enerzijds de mogelijkheden van compu-

verbeterpunten

terondersteund samenwerkend leren, maar anderzijds wijst een eerste implementatie en praktijkervaring ons naast de mogelijkheden ook op een aantal verbeterpunten.





4.1.

Kennisconstructie, onderzoeksvaardigheid en attitudevorming

kennisconstructie en

Op basis van de pre- en posttesten kunnen we stellen dat de scores voor

onderzoeksvaar-

de kennis- en inzichtsvragen over de opwarming van de aarde signifi-

digheid

cant zijn toegenomen. Dit betekent dat de actieve kennis van leerlingen over het thema ‘Opwarming van de aarde’ is toegenomen in vergelijking met de pretest waarin de antwoorden in meerdere mate incorrect, verwarrend of onvolledig waren. Daarenboven hebben leerlingen duidelijk vooruitgang geboekt in het leggen van correcte en relevante verbanden tussen verschillende wetenschappelijke concepten, oorzaken, gevolgen en verklaringen in de gegeven context en is hun kennis over de topic in mindere mate geïsoleerd. Ook de resultaten voor de onderzoeksgerichte toepassingsvraag zijn significant verbeterd. Leerlingen slagen er beter in de onderliggende onderzoeksvraag en hypothesen van een wetenschappelijk onderzoek te genereren.

attitudevorming

De resultaten op de attitudemeting zijn iets minder rechtlijnig. Wat de steun voor wetenschappen betreft, kunnen we stellen dat die relatief hoog is (3,6 op een 5 puntenschaal), maar we stellen geen significant verschil vast na afloop van het project. Dit is wel het geval voor de overige attitudeschalen. Zo stellen wij een lichte stijging vast van de interesse voor wetenschappen en het verantwoordelijkheidsgevoel ten opzichte van natuurlijke bronnen en milieu. We moeten wel opmerken dat het hier gaat om zelfrapportage en dit dus geen garantie is voor een werkelijk veranderde attitude.

verschillen op basis

Wat de verschillende impact voor meisjes en jongens betreft, stellen we

van geslacht

vast dat de scores van meisjes en jongens voor zowel de kennis- en inzichtsvragen in de voorkennistest niet significant van elkaar verschillen. De scores op de posttest verschillen echter wel significant. De scores van de meisjes zijn significant hoger op de inzichtsvragen en de kennisvragen. Meisjes halen met andere woorden een hogere leerwinst dan jongens en overstijgen dus de jongens. Voor onderzoeksvaardigheden stellen we geen verschillen vast op basis van geslacht. Wat de resultaten op de attitudemeting betreft, stellen we geen verschillen vast voor de steun voor wetenschappen, maar wel voor de interesse voor wetenschappen en het verantwoordelijkheidsgevoel ten opzichte van natuurlijke bronnen en het milieu. Op de pretest geven meisjes aan minder interesse te tonen in wetenschap dan jongens, na het project is dit verschil in interesse echter niet meer vast te stellen. Dit wil zeggen dat de interesse voor wetenschappen bij jongens gelijk gebleven is, terwijl die bij meisjes gestegen is, zodat het genderverschil dat wel nog





vastgesteld werd in de pretest, weggewerkt is. Wat het verantwoordelijkheidsgevoel ten opzichte van natuurlijke bronnen en het milieu betreft, ligt het weer anders. Daar starten jongens en meisjes met een gelijke score, maar stellen we bij de meisjes opnieuw een significant grotere evolutie vast. verschillen tussen

De studie is voornamelijk uitgevoerd bij leerlingen uit wetenschapsklas-

wetenschappelijke

sen (78 %), maar daarnaast maakte een aanzienlijk deel van de leerlin-

en niet-wetenschap-

gen (22 %) deel uit van een klas uit een niet-wetenschappelijke richting.

pelijke richtingen

In het onderwijs wordt er altijd naar gestreefd een zo groot mogelijke leerwinst te creëren en dit bij een zo groot mogelijk publiek. Op basis van onze data konden we vaststellen dat leerlingen uit een wetenschappelijke richting het significant beter doen dan leerlingen uit een niet-wetenschappelijke richting en dit zowel op de pretest als op de posttest. Als we echter de leerwinst van beide groepen vergelijken, dan merken we dat leerlingen uit niet-wetenschappelijk richtingen een grotere vooruitgang boeken en dan voornamelijk op de inzichtsvragen. Dit wordt tevens bevestigd door het antwoord op de vraag “Hoeveel hebben jullie geleerd vergeleken met andere wetenschapslessen?” Daarop antwoordden leerlingen uit niet-wetenschappelijke richtingen significant positiever dan leerlingen uit wetenschappelijke richtingen. Voor onderzoeksvaardigheden stellen we opnieuw vast dat wetenschappelijke richtingen het beter doen op zowel pre- als posttesten, maar de leerwinst is hier wel voor beide groepen gelijk. Wat de resultaten op de attitudemeting betreft, stellen we vast dat leerlingen uit een wetenschappelijke richting in vergelijking met leerlingen uit een niet-wetenschappelijke richting van meer steun en interesse getuigen in wetenschappen op zowel pre- als posttest. Dit verschil tussen leerlingen werd niet vastgesteld voor het verantwoordelijkheidsgevoel ten opzichte van natuurlijke bronnen en het milieu. 4.2.

Leerrijk en leuk, maar …

evaluatie door

In de laatste activiteit van het WISE-project werden de leerlingen ge-

leerlingen: niet

vraagd het project en de manier van werken te evalueren. Uit deze ge-

eenzijdig positief

gevens kunnen we afleiden dat de leerlingen gemiddeld genomen enthousiast waren over het project. Leerlingen gaven aan dat er een iets grotere leerwinst was in vergelijking met andere wetenschapslessen dankzij de zelfgestuurde en zelfontdekkende manier van leren. Bijna alle leerlingen (96 %) beschouwden het samenwerken als een grote meerwaarde. Volgens de leerlingen bevorderen de werkvorm en het leerplatform overleg en discussie. Ze beschouwden het daarenboven als een





leuke ervaring. Slechts 4 % gaf aan liever alleen te werken met als reden dat je dan meer bijleert. Leerlingen gaven daarnaast aan iets gemotiveerder te zijn in vergelijking met andere wetenschapslessen door het gebruik van de computer en het internet. Toch waren de opmerkingen niet eenzijdig positief. Een niet verwaarloosbaar deel van de leerlingen gaf aan dat ze sturing en begeleiding vanwege de leerkracht misten. Ze vonden het vaak moeilijk om zelf het antwoord te zoeken en te formuleren. Daarentegen was voor de vier klassen uit het vijfde middelbaar de inhoud niet uitdagend genoeg, aangezien deze leerlingen al heel wat gezien en gehoord hadden over de opwarming van de aarde. Daarnaast bleven jammer genoeg enkele technische problemen niet achterwege (filmpjes die niet werkten en server die het sporadisch liet afweten), wat door de leerlingen als frustrerend ervaren werd. Wij hebben ondertussen al contact opgenomen met de ontwerpers van de WISE-leeromgeving en vernamen dat zij volop bezig zijn met het uittesten van een nieuwe en betere versie van WISE die vermoedelijk in januari 2010 online komt. 4.3.

Aandachtspunten

Een analyse van de observatieverslagen leverde ons de volgende bevindingen op. leerlingen gaan snel

Ten eerste stelden we vast dat heel wat leerlingen snel overgaan tot

over tot knip-en-

knip-en-plak-gedrag en deze ‘techniek’ ook systematisch gebruiken om

plak-gedrag

hun antwoorden in de leeromgeving vorm te geven. Jongeren kiezen blijkbaar maar al te graag voor de weg van de minste weerstand. Daarom is het belangrijk dat opdrachten van bij de aanvang ook toegespitst worden op vergelijken, confronteren, duiden van informatie van uiteenlopende strekking, zodat de leerling genoodzaakt is om een diepere analyse van verschillende bronnen uit te voeren.10

interactie tussen

Ten tweede merkten we op dat de interactie tussen de leerlingen soms

leerlingen soms van

van een laag niveau was, terwijl dit nochtans een belangrijke meerwaar-

laag niveau

de kan zijn. In de volgende projecten moet meer aandacht besteed worden aan de mogelijkheden om tot echte samenwerking te komen en van gedachten te wisselen. Enkele leerlingen kwamen echter reeds spontaan op het idee om het hanteren van de muis en het toetsenbord op te splitsen, zodat ze als duo verplicht waren samen te werken bij het besturen van de computer.

leerkracht als

Ten derde adviseerden heel wat masterstudenten op basis van hun er-

facilitator

varingen om computerondersteund leren meer af te wisselen met klassikale momenten om een beter overzicht te verkrijgen op de volledige





klas en om alle leerlingen op eenzelfde lijn te krijgen. Zij benadrukken de rol van de leerkracht als facilitator van het klasgebeuren en worden daarin gesteund door heel wat wetenschappelijk onderzoek. De computer mag geen doel op zich zijn en vervangt allesbehalve de leerkracht. Toch gaven ook heel wat masterstudenten aan dat ze het moeilijk vonden om gepast te interageren met de leerlingen. Vaak schrokken leerlingen wanneer een begeleider bij hen kwam staan en gaven zij aan dat er geen problemen waren. Dit had tot gevolg dat onze studenten voornamelijk technische ondersteuning boden en geen ondersteuning bij het interpreteren van en het reflecteren over informatie op het internet. informatievaar-

Ten vierde stelden wij vast dat nog heel wat leerlingen moeite hebben

digheden verdienen

om wegwijs te worden in de massa informatie op het internet en effi-

meer aandacht

ciënt en effectief informatie te zoeken. Bij de evaluatie gaven leerlingen aan meer nood te hebben aan ondersteuning tijdens hun zoektocht op het internet. Jongeren krijgen vanuit de media en onderwijswereld nogal gemakkelijk een aantal labels opgekleefd. Ze worden gestereotypeerd als o.a. ‘digital natives’, ‘de netgeneratie’ en ’screenagers’, allemaal labels die verwijzen naar het gemak waarmee jongeren zich op de informatiesnelweg bewegen, maar wij, als ‘digital immigrants’, kunnen ze ook nog iets leren. Onze bevindingen tonen aan dat veel jongeren niet beschikken over de informatievaardigheden die in heel wat opdrachten verondersteld worden. Het oplossen van een informatieprobleem veronderstelt van de leerlingen dat ze in staat zijn om het probleem te definiëren, informatie te zoeken met behulp van de juiste zoektermen, die informatie globaal door te nemen en te beoordelen, vervolgens te verwerken en ten slotte samen te voegen tot een antwoord of te presenteren

in

bijvoorbeeld

een

werkstuk.

We

beschouwen

deze

informatievaardigheden als een voorwaarde voor het welslagen van een project zoals WISE en daarom verdient deze complexe vaardigheid meer aandacht. 4.4. positieve houding

Ervaringen van leerkrachten

Uit de interviews blijkt dat alle leerkrachten een positieve houding tegenover computerondersteund samenwerkend leren overhouden. Ze zijn het namelijk unaniem eens met de stelling dat het gebruik van CSCL de leerprestaties en onderzoeksvaardigheden van hun leerlingen kan verbeteren en dat het een goede werkvorm is om inzicht te verwerven in wetenschappelijke onderwerpen. Niet alle leerkrachten voelen zich echter al voldoende vertrouwd met de aspecten van CSCL en geven dan ook aan nood te hebben aan extra ondersteuning en training om de nodige pedagogische, didactische en organisatorische bekwaamheden onder de





knie te krijgen. Alle leerkrachten beschouwden dit onderzoeksproject als een aangename en leerrijke ervaring en grepen de kans mee te stappen in vervolgonderzoek. 4.5. vervolgonderzoek

Het vervolg …

Het project wordt vervolgd in maart 2010, waarbij we opnieuw aandacht zullen hebben voor drie maatschappelijk relevante aspecten, namelijk het geëntegreerd gebruik van ICT en internet in het secundair onderwijs, informatievaardigheden en samenwerkend leren. In deze vervolgstudie zal bijkomend specifieke aandacht besteed worden aan de metacognitieve ondersteuning tijdens het gezamenlijk uitvoeren van projectmatige onderzoeksopdrachten en willen we zicht krijgen op de strategieën die jongeren hanteren om informatie te zoeken, te analyseren en te organiseren bij op internetbronnen gebaseerde onderzoeksopdrachten.

5.

Richtlijnen voor de praktijk

Bij de keuze voor webgebaseerd samenwerkend leren zal een leerkracht bepaalde beslissingen met betrekking tot de praktische organisatie en de begeleiding moeten maken. Op basis van literatuur, eigen onderzoek en ervaringen ronden we dan ook af met de belangrijkste richtlijnen op een rijtje te zetten, die een goed verloop van het samenwerkend leren binnen een webgebaseerde leeromgeving stimuleren. De richtlijnen worden opgesplitst volgens de verschillende rollen die de leerkracht als begeleider van CSCL op zich neemt. 1) Leerkracht als voorbereider en planner verwachtingen, doel

Integreer de werkvorm taakgericht en doelbewust en voorkom vrijblij-

en evaluatiecriteria

vendheid door het webgebaseerde samenwerken te integreren in het

duidelijk

curriculum. Het is belangrijk dat tijdens de eerste fase leerlingen expli-

communiceren

ciet verteld wordt wat er van hen verwacht wordt. Leerlingen moeten goed weten wat het eigenlijke doel is en op basis van welke criteria zij geëvalueerd zullen worden.

formele waardering

Wanneer we van de leerlingen verwachten dat ze de taken serieus op-

werkt stimulerend

nemen en er zich voldoende voor inzetten, leert de praktijk ons dat een formele waardering in de vorm van scores (voor zowel proces als product!) stimulerend werkt. Wanneer geen formele waarde aan hun deelname wordt gekoppeld, hebben leerlingen de neiging om de sessies als speeluurtje te zien.





2) Leerkracht als technisch ICT-ondersteuner Check vooraf alle technische vereisten en breng die in orde, zodat ze geen belemmering vormen voor het leerproces. Voorzie ook de nodige technische ondersteuning, vooral bij het opstarten, anders kan frustratie de kop opsteken. Durf gebruik te maken van de kennis die leerlingen al bezitten. ‘Digital natives’ die over goede (technische) ICT-vaardigheden beschikken, kunnen helpen bij de ondersteuning en integratie van ICT en nieuwe media. 3) Leerkracht als inhoudelijk deskundige domeinspecifieke

Als leerkracht beheers je de nodige domeinspecifieke kennis en vaar-

kennis en

digheden omtrent de aangebrachte thematiek. Wend ze aan om kritische

vaardigheden nodig

en uitlokkende vragen te stellen om de kennis en vaardigheden bij je leerlingen te activeren, te verbreden en te verdiepen. Het zal ook belangrijk zijn vanuit je inhoudelijke deskundigheid het proces te evalueren en tijdig bij te sturen, zodat leerlingen niet te ver afdwalen. 4) Leerkracht als procesbegeleider en motivator

sturing maakt

Wanneer het voor leerlingen de eerste kennismaking is met deze werk-

geleidelijk plaats

vorm, zul je als leerkracht in de beginfase over het algemeen iets meer

voor coaching

aan begeleiding doen en kun je sturend optreden wat het vormen de duo’s en de tijdsindeling van de opdrachten betreft. Geleidelijk kan de sturing afnemen en kun je als leerkracht meer coachend optreden. Dit kan door middel van de volgende activiteiten: tips geven over inhoud, tips geven over samenwerking, vragen beantwoorden met wedervragen, aanwezigheid laten merken, maar niet nadrukkelijk bijdrages leveren, veeleer sturing geven aan de discussies. 5) Leerkracht als beoordelaar van proces en product Tijdens het verloop en aan het eind van het project zul je als leerkracht het werk van je leerlingen beoordelen. Tussentijdse evaluatie is mogelijk middels reflectie op het proces en/of op de inhoud tijdens klassikale momenten waarin tijd genomen wordt voor terugkoppeling, herhaling en/of synthese. Deze afwisseling zorgt er tevens voor dat het geheel verfrissend en inspirerend blijft en geeft de mogelijkheid de betrokkenheid tijdig aan te wakkeren. Een andere mogelijkheid voor terugkoppeling is het beschikbaar maken van een lijst van criteria waar leerlingen zichzelf op kunnen beoordelen. Bij de eindbeoordeling waarbij de leercyclus afge-





rond wordt en nagegaan wordt wat er precies geleerd is, kan gebruikgemaakt worden van individuele testen.

6.

Literatuur

Slotta, J. & Linn, M. (2009). WISE Science: Web-Based Inquiry in the Classroom, New York: Teachers College Press. Van Keirsbilck, C. Meisjes en wetenschap, http://www.itinerainstitute.org/upl/1/default/doc/Microsoft%20Word%20-%20Forum%20studie%20nl.pdf.

Noten Eurobarometer (2008). Young people and science. Analytical report, http://ec.europa.eu/public_opinion/flash/fl_239_en.pdf (laatst geraadpleegd op 2 oktober 2009). 2. PISA (Programme for International Student Assessment) is een grootschalige, driejaarlijkse internationale studie, die de kennis en vaardigheden van 15-jarigen test. 3. OESO, de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling is de overkoepelende organisatie die PISA coördineert. 4. Progress in International Reading Literacy Study 2006 – PIRLS 2006. 5. Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS-2003). UGent, KUL, Ministerie van Onderwijs van de Vlaamse Gemeenschap. 6. TIMSS-2003, PISA-2003, PISA-2006. 7. Advies Onderwijs: kiem voor onderzoek en innovatie, VLOR (RHO/IDR/ADV/007, 13 mei 2008) & VRWB (Advies 119, 27 mei 2008). 8. Zeg wat je wil... over natuurwetenschappen. Onder deze titel organiseerde de afdeling wetenschappen van het Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap in de herfst van 2005 een bevraging bij jongeren tussen 12 en 18 jaar. Het rapport van de jongerenbevraging Wetenschap maakt knap vind je online: http://ewivlaanderen.be/documenten/rapport_resultaten_enquete.pdf (laatst geraadpleegd op 21 oktober 2009). 9. PISA-2006. 10. Gombeir, D. (2009). Onderwijs als uitdaging: sleutelen aan actief, diepgaand en veelzijdig leren. 1.



Wetenschapsonderwijs in het secundair onderwijs: samen met WISE op onderzoek binnen het World Wide Web

Recommend Documents