-
Eindhoven University of Technology
MASTER
Benaderingen in het onderwijzen van onderzoeksvaardigheden
binnen het curriculum van hetvoortgezet onderwijs
Saft, H.W.
Award date:2014
Link to publication
DisclaimerThis document contains a student thesis (bachelor's or
master's), as authored by a student at Eindhoven University of
Technology. Studenttheses are made available in the TU/e repository
upon obtaining the required degree. The grade received is not
published on the documentas presented in the repository. The
required complexity or quality of research of student theses may
vary by program, and the requiredminimum study period may vary in
duration.
General rightsCopyright and moral rights for the publications
made accessible in the public portal are retained by the authors
and/or other copyright ownersand it is a condition of accessing
publications that users recognise and abide by the legal
requirements associated with these rights.
• Users may download and print one copy of any publication from
the public portal for the purpose of private study or research. •
You may not further distribute the material or use it for any
profit-making activity or commercial gain
https://research.tue.nl/nl/studentthesis/benaderingen-in-het-onderwijzen-van-onderzoeksvaardigheden-binnen-het-curriculum-van-het-voortgezet-onderwijs(23df3e2d-ea97-4185-9430-1152520a8fff).html
-
Pagina 0
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 1
-
Pagina 2
Inhoud
Pagina
1 Inleiding 3
2 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
5
5
5
6
7
8
11
16
3 Onderzoeksvragen
3.1 Ideologisch curriculum
3.2 Formeel curriculum
3.3 Uitgevoerd curriculum
17
17
17
17
4 Methode
4.1 Respondenten
4.2 Instrumenten
4.3 Procedure
4.4 Validiteit
19
19
19
20
21
5 Resultaten
5.1 Ideologisch curriculum
5.2 Formeel curriculum
5.3 Uitgevoerd curriculum
5.4 Interbeoordelaarsbetrouwbaarheid
22
22
22
25
30
6 Discussie
6.1 Conclusies
6.2 Verbetering methode
6.3 Aanbevelingen
31
31
32
33
Literatuur
34
Bijlagen:
A Vwo natuurkunde exameneisen 2013 en later 36
B Science Process Skills volgens AAAS 37
C Vragenlijst interviews 38
D Codeerschema 39
E Illustratieve delen uit datamatrix 40
F Eigen ontwikkelde lesmethodes 41
G Technasium definities O&O kwaliteiten 42
H Competentiekaart van het Technasium 43
-
Pagina 3
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 4
- 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 5
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 6
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 Denkbeeldig Opvattingen, wensen en idealen
(basisvisie)
Geschreven Examenprogramma’s, syllabi, handreikingen,
lesmateriaal
Uitgevoerd Geïnterpreteerd Oordelen en interpretaties van
docenten
In actie Feitelijk onderwijsleerproces
Bereikt Ervaren Ervaringen van leerlingen
Geleerd Leerresultaten van leerlingen
-
Pagina 7
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 Beschrijving Voorbeelden
SUPRA Landoverstijgend,
internationaal • Europees Referentiekader voor vreemde
talenonderwijs
MACRO Systeem, nationaal • Kerndoelen, eindtermen
• Examenprogramma’s
MESO School, opleiding • Schoolwerkplan
• Opleidingsprogramma
MICRO
Groep, docent • Lesplan, lesmateriaal, docentenhandleiding •
Module, leergang
• Leerboek, methode, lesbrief
NANO Leerling, student • 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 onderzoeks-
vaardigheden 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 8
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 9
Om het aanleren van onderzoeksvaardigheden te kunnen onderzoeken
moet er eerst duidelijk
zijn wat er hieronder verstaan wordt. In de vakliteratuur komt
men voor onderzoeksvaardig-
heden 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 Integrated Skills 1. Observing 8. Defining
Operationally 2. Classifying 9. Formulating models 3. Space/time
Relations 10. Controlling variables
4. Using numbers 11. Interpreting Data 5. Measuring 12.
Hypothesizing 6. Inferring 13. Experimenting 7. Predicting
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 onder-
zoeksproces 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 10
tabel 4
-
Pagina 11
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 12
effectiviteit van practica zijn in de afgelopen decennia
bekritiseert na de nodige onderzoeken
(Koponen & Mäntylä, 2006; Engelbarts, 2009). Er zijn dan ook
voor sommige onderzoeks-
vaardigheden 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).
Figuur 2 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
Procedureel inzicht
(onderzoekspractica)
Leren onderzoeken
Vakkennis Instrumentele vaardigheden
(begripspractica) (apparatuurpractica)
-
Pagina 13
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 14
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
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.
Kijk/visie op bètavakken
Kennis
Docenten Leerlingen
(met zijn attitudes en gewoontes) (met hun kennis en
leerhouding)
Curriculum ontwikkeling,
onderwijssituaties
en toetsing
-
Pagina 15
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.
Figuur 7
Routes om docent te
worden in het VO
(zowel onderbouw als
bovenbouw).
-
Pagina 16
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 17
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 18
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 19
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
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
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
-
Pagina 20
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 21
(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 22
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 23
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 SPS
Fase
(Leite)
1 een natuurwetenschappelijk probleem herkennen en
specificeren.
8 Integrated 1
2 verbanden leggen tussen probleemstellingen, hypothesen,
gegevens
en aanwezige natuurwetenschappelijke voorkennis. 11 Integrated
1
3
een natuurwetenschappelijk probleem herleiden tot een
onderzoeksvraag.
- 1
4 hypothesen opstellen en verwachtingen formuleren.
12 Integrated 1
5 prioriteiten, mogelijkheden en randvoorwaarden vaststellen om
een
natuurwetenschappelijk onderzoek uit te voeren. 10 Integrated
1
6
een werkplan maken voor het uitvoeren van een
natuurwetenschappelijk onderzoek ter beantwoording van een
onderzoeksvraag. - 1
7 relevante waarnemingen verrichten en (meet) gegevens
verzamelen.
5 Basic 2
8 conclusies trekken op grond van verzamelde gegevens van
uitgevoerd
onderzoek 6 Basic 3
9 Oplossing, onderzoeksgegevens, resultaat en conclusies
evalueren
-
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 24
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 Natuurkunde NaSk Scheikunde O&O
Biologie voor
jou
Explora
Nova & Actief
van nature
NasTeq
Zelf geschreven
Chemie overal Geen
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
Onderbouw Bovenbouw
School Docent Hoofdvak 2e vak Hoofdvak 2e vak
1
1 Biologie O&O
2 Biologie Scheikunde
3 O&O NaSk O&O
4 NaSk Natuurkunde
2
5 O&O NaSk Natuurkunde O&O
6 NaSk Scheikunde
7 Biologie O&O Biologie
3
8 Natuurkunde
9 O&O Informatiekunde
10 Scheikunde O&O
11 Biologie
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 25
Actief van nature. Dit hoofdstuk is specifiek gericht op het
aanleren van onderzoeksvaardig-
heden.
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, onderzoeksvaardig-
heden 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 26
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 frequentie SPS
SPS5 (meten) 6 Basic
SPS11 (interpreteren data) 6 Integrated
SPS13 (onderzoek in verslag vasteggen) 6 Integrated
SPS1 (observeren) 5 Basic
SPS6 (verklaren van waarnemingen) 4 Basic
SPS9 (formuleren onderzoeksvraag en theorie) 4 Integrated
SPS10 (controleren van variabelen in experiment) 4
Integrated
SPS4 (berekeningen) 3 Basic
SPS8 (meetprocedure) 3 Integrated
SPS2 (classificeren) 2 Basic
SPS3 (ruimte-/tijdrelaties) 2 Basic
SPS7 (inter-/extrapoleren) 0 Basic
SPS12 (opstellen verwachting/hypothese) 0 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 27
Voor de bovenbouw komen er enkele vaardigheden bovendrijven. In
afnemende
belangrijkheid zijn dit:
Tabel 10 Aantal onderzoeksvaardigheid genoemd voor de
bovenbouw
Onderzoeksvaardigheid frequentie SPS
SPS13 (onderzoek in verslag vasteggen) 6 Integrated
SPS9 (formuleren onderzoeksvraag en theorie) 5 Integrated
SPS5 (meten) 4 Basic
SPS1 (observeren) 4 Basic
SPS11 (interpreteren data) 3 Integrated
SPS12 (opstellen verwachting/hypothese) 2 Integrated
SPS10 (controleren van variabelen in experiment) 2
Integrated
SPS8 (meetprocedure) 2 Integrated
SPS4 (berekeningen) 2 Basic
SPS3 (ruimte-/tijdrelaties) 2 Basic
SPS6 (verklaren van waarnemingen) 1 Basic
SPS7 (inter-/extrapoleren) 0 Basic
SPS2 (classificeren) 0 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 onderzoeksvaardig-
heden 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 28
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 29
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 3
e 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 30
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 31
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 32
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 33
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