Transcript 5 Vaardigheidsontwikkeling

5
Vaardigheidsontwikkeling
5.3
Onderzoeken
Ton van der Valk
Inleiding
Waarom zouden leerlingen natuurkundig onderzoek moeten doen? Het voortgezet onderwijs is toch geen opleiding tot onderzoeker? Daar is de universiteit voor!
Kinderen zijn van nature nieuwsgierig en willen iets uitzoeken. Onderzoek doen in
het voorgezet onderwijs maakt gebruik van deze kennisdrang van leerlingen,
stimuleert die en leidt die in de banen van systematische en kwalitatief goede
kennisconstructie. Onderzoek is een geschikt middel om leerlingen actief te maken bij het leren van natuurkunde, wat volgens moderne leerpsychologische
inzichten essentieel is. Het actief zelf construeren van kennis heeft ook een uitstraling naar de andere kant van onderzoek: het tot zich nemen van wat anderen
al ontdekt hebben.
Er zijn twee hoofdredenen om leerlingen in het voortgezet onderwijs te leren
onderzoeken: ‘natuurkundige geletterdheid’ en ‘adequate oriëntatie op toekomstige wetenschapsbeoefening’ (Lijnse, 2014: p. 516). De hierna genoemde vier
redenen van Veenhoven voor leren onderzoeken sluiten daarbij aan, maar geven
ook een aanvulling. Ten eerste biedt het leren onderzoeken leerlingen een oriëntatie op een belangrijk aspect van veel vervolgopleidingen, met name die in het
hoger onderwijs. Ze maken via onderzoeksopdrachten kennis met vakspecifieke
werkwijzen en benaderingen van een schoolvak, wat helpt bij het oriënteren op
mogelijke vervolgopleidingen. Ten tweede kan onderzoeken de kloof met de
vervolgopleiding verkleinen doordat leerlingen al een fundamentele basis in onderzoeken hebben verworven. Deze eerste twee redenen komen overeen met de
hierboven genoemde ‘adequate oriëntatie op toekomstige wetenschapsbeoefening’. De derde reden betreft het maatschappelijk belang van onderzoek. Om
volwaardig te kunnen participeren in de samenleving wordt van jongeren verwacht dat zij berichten in de media over onderzoek kunnen begrijpen en op
waarde kunnen schatten. Deze derde reden, toegepast op natuurkunde, valt
onder de hierboven genoemde ‘natuurkundige geletterdheid’. De vierde reden
betreft het ‘onderzoekend leren’: het zelf ontdekken en ontwikkelen van vakinhoudelijke kennis door het opzetten en uitvoeren van onderzoek. Het is een benadering die leerlingen kan motiveren om op actieve wijze vakinhoudelijke kennis
te construeren en al ontwikkelde kennis toe te passen. Deze vierde reden is van
een andere aard: onderzoeken als didactisch leermiddel, waarbij het leren van de
vakinhoud en het leren onderzoeken hand in hand gaan (Veenhoven, 2004). Dit
willen we nog aanvullen met de didactische functie differentiatie (zie paragraaf
2.7.4). Een onderzoek kiezen en uitvoeren geeft ruimte voor verschillen tussen
leerlingen. Gemotiveerde en getalenteerde leerlingen krijgen de gelegenheid om
veel dieper op een onderwerp in te gaan dan hun medeleerlingen (Vrancken &
Tromp, 2013).
We zien dus drie hoofdredenen voor het leren onderzoeken in het voortgezet
onderwijs. De hierboven genoemde twee hoofdredenen betreffen de inhoud van
‘leren onderzoeken’ en derde hoofdreden is didactisch van aard: ‘onderzoekend
leren’. Een adequate oriëntatie op toekomstige wetenschapsbeoefening is van
belang voor leerlingen die een vervolgstudie in het hoger onderwijs overwegen –
een belang dat in de loop van het voortgezet onderwijs toeneemt. Onderzoeken
als onderdeel van natuurkundige geletterdheid is van belang voor alle leerlingen,
niet alleen vanwege de maatschappelijke functie van onderzoek, maar ook vanwege de nature of science: het beeld dat leerlingen zich vormen van de natuurkunde, of het wetenschappelijk bedrijf en de natuurwetenschappelijke kennis in
het algemeen. Als leerlingen geen ruimte krijgen om actief op zoek te gaan naar
kennis, dan kunnen ze een onjuist beeld van de wetenschap krijgen: een verzameling vaststaande feiten die ooit door knappe koppen zijn ontdekt. Zelf onderzoek doen leidt tot een ander beeld. Het laat ervaren dat wetenschap mensenwerk is, dat kennis door middel van onderzoek geconstrueerd wordt en dat wetenschappelijke feiten in zekere mate een voorlopig karakter hebben. Het geeft
ook aanleiding tot vragen over de ‘gewone’ leerstof, zoals “Wat heeft wetenschappers bewogen om deze moeilijke theorie te bedenken?” of “Hoe weet men
dat dit waar is?” Een dergelijke reflectie is belangrijk, omdat zo de natuurkunde
uitdagend wordt en leerlingen zich minder snel van de natuurkunde zullen afkeren.
In deze paragraaf gaan we eerst kort in op ‘onderzoekend leren’, onder ver-
wijzing naar paragraaf 2.7.2. Daarna richten we ons uitsluitend op ‘leren onderzoeken’: het karakter van het onderzoeksproces (of de ‘empirische cyclus’), de
plaats van onderzoeken in de examenprogramma’s en een mogelijke leerlijn met
het accent op het ontwikkelen van een onderzoekende houding.
Onderzoekend leren
Bij ‘onderzoekend leren’ (of inquiry-based learning, IBL) gebruikt de leerling de
methode ‘onderzoeken’ om zich bestaande kennis waarover hij of zij zelf nog niet
beschikt op een actieve manier eigen te maken. Daarbij ligt de nadruk meer op
procedurele kennis, zoals over experimenteren en analyse van gegevens, dan op
feitenkennis. De doelen van IBL zijn dat leerlingen beter leren, meer eigenaar van
de lesstof zijn, onderzoeksvaardigheden verwerven en een onderzoekende houding ontwikkelen. Daarnaast kan IBL leraren een beter zicht geven op de capaciteiten van hun leerlingen, zodat ze hun onderwijs daar beter op kunnen laten
aansluiten. Globaal kent het ‘onderzoekend leren’ de fases van exploratie, probleemformulering, systematisch onderzoek en rapportage van bevindingen
(Doorman et al, 2012). In de afgelopen jaren zijn er voor de exacte vakken, onder
andere in Europees verband, veel projecten geweest om onderzoekend leren
verder te ontwikkelen en in scholen te implementeren. Voorbeelden daarvan zijn
het PRIMAS- en MASCIL-project.
In het MASCIL-project worden vier ‘niveaus’ van onderzoekend leren in de
klas onderscheiden: van erg gesloten naar zeer open (zie figuur 1). Welk niveau
in de klas wordt toegepast, hangt niet af van de leeftijd van de leerlingen, maar
van de doelen die de leraar stelt en van de mate waarin de leraar bekwaam is in
het begeleiden van onderzoekend leren: een zeer open opdracht (niveau 4) vergt
van de leraar meer ervaring met onderzoekend leren dan een meer gesloten
opdracht (niveau 1 of 2).
Niveaus van onderzoekend leren
The first two forms of inquiry are considered to be low-level, but introduce, stimulate and
learn students to do their own investigation.
Confirmation inquiry – This form of inquiry is used to reinforce a previous idea. Question,
procedure and results are known in advance, so students can practice their inquiry skill and
build experience with investigating.
Structured inquiry – Question and procedure are known by students. This form of inquiry
aims to draw students into making their own explanation of the data.
Guided inquiry – The teacher only provides the question, and students need to design
their own procedure and results leading them into explanation. Teachers should provide
multiple opportunities to let students explore all the different ways of investigating.
Open inquiry – This form of inquiry lets students act like scientists, and lets them design
an entire inquiry. Emphasis is laid on reasoning.
Figuur 1 – De vier niveaus van onderzoekend leren uit het MASCIL-project.
Onderzoekend leren blijkt een effectieve instructiemethode te zijn die tot betere
leeruitkomsten kan leiden dan bij directe instructie het geval is (Lazonder &
Harmsen, 2014). De voorwaarde hiervoor is dat leerlingen goede hulp en begeleiding van hun leraar krijgen, en dat ze ruimte krijgen om hun eigen ideeën te
onderzoeken. Daarbij zijn minder specifieke aanwijzingen vaak even effectief
voor het leren van vakinhoud en onderzoeken als specifieke aanwijzingen. Bij het
maken van producten of verslagen is echter specifieke ondersteuning vereist.
Ongeacht hun leeftijd presteren leerlingen beter naarmate de ondersteuning meer
is toegespitst op de vorm van de vereiste producten of verslaggeving.
Onderzoekscompetentie
In het voortgezet onderwijs moeten de leerlingen een zekere onderzoekscompetentie ontwikkelen, waarmee ze zich kunnen oriënteren op de aard van het bedrijven van natuurwetenschap. Onder onderzoekscompetentie verstaan we een
samenhangend geheel van kennis, vaardigheden en houdingen dat nodig is voor
het doen van wetenschappelijk onderzoek. Een ‘competentie’ is samen te vatten
als ‘weten, kunnen en willen’ (Van Rens, 2005). Wat natuurkunde betreft moeten
leerlingen bijvoorbeeld kennis verwerven over wat natuurkundig onderzoek inhoudt en wat de doelen ervan zijn, en moeten ze voorbeelden kennen van methoden die worden gebruikt. Daarnaast moeten leerlingen ook zelf een onderzoek
kunnen opzetten en uitvoeren. Om welke onderzoeksvaardigheden het daarbij
gaat, is vastgelegd in de examenprogramma’s. Aan het ‘weten’ en ‘kunnen’ ligt
echter het ‘willen’ onderzoeken ten grondslag. Daarom gaan we hieronder eerst
in op het derde aspect van de onderzoekscompetentie, dat een positieve invloed
heeft op de motivatie van de leerlingen voor het vak natuurkunde: een onderzoekende houding.
Onderzoekende houding – Bij een onderzoekende houding gaat het erom dat
een leerling-onderzoeker nieuwe kennis wil construeren op een goede en verantwoorde manier en die kennis niet voor zichzelf wil houden maar wil delen met
anderen en de kwaliteit ervan wil laten beoordelen door anderen. Onderzoek naar
de onderzoekende houding van professionele onderzoekers heeft bij hen zes
‘neigingen’ opgeleverd (Van der Rijst, 2013). In de context van het voortgezet
onderwijs zijn sommige van deze neigingen, bijvoorbeeld ‘de neiging om kritisch
te willen zijn’, belangrijker dan andere, zoals ‘de neiging te willen innoveren’. We
willen leerlingen namelijk wel leren om kritisch te kijken naar hun onderzoek,
maar innoveren, het maken van echt nieuwe kennis, is voor hen nog te hoog
gegrepen. Daarom beperken we ons tot vier (didactisch ingevulde) aspecten van
een onderzoekende houding, die we bij leerlingen in het voortgezet onderwijs
zouden willen bereiken.
 Willen weten of nieuwsgierigheid, waarbij het gaat om geïnteresseerd zijn in
een natuurwetenschappelijk verschijnsel of proces, daar meer van willen weten,
het willen begrijpen en daarvoor moeite willen doen in de vorm van waarnemen,
experimenteren, puzzelen, redeneren, literatuur lezen en er met anderen over
praten. Daar hoort ook bij het weten waarom je iets wilt weten of maken.
 Kritisch willen zijn, waarbij het gaat om de kwaliteit van de kennis die geconstrueerd wordt: is het onderzoeksresultaat waar? Belangrijke begrippen bij de
kritische houding zijn nauwkeurigheid, betrouwbaarheid (“Zou een andere onderzoeker eenzelfde resultaat vinden?”) en validiteit (“Zijn mijn begrippen duidelijk,
eenduidig en meet ik wat ik wil meten?”).
 Willen staan op de schouders van voorgangers, waarbij het gaat om het zich
grondig op de hoogte stellen van wat al bekend is aan relevante theorieën over
het te onderzoeken probleem of verschijnsel. Veel leerlingen hebben de neiging
om de theorie er pas bij te halen als ze hun metingen al hebben verricht. Het is
echter van belang dat een leerling zich al bij de oriëntatie informeert over wat
anderen gevonden hebben (uit het leerboek, van internet enzovoort). Zo kan
theorie al een rol spelen bij het formuleren van de onderzoeksvraag en de opzet
van het onderzoek.
 Willen delen, waarbij het gaat om ‘leren van en aan elkaar’. Dit is allereerst
van belang omdat kennis pas als ‘nieuw’ en ‘goed’ erkend wordt als de onderzoeksopbrengst kritisch bediscussieerd is door medeonderzoekers (peer review).
In het onderwijs kan de klas als ‘onderzoeksgemeenschap’ deze functie vervullen. Daarnaast biedt het beschikbaar maken van nieuwe kennis voor anderen,
ook mensen buiten de onderzoeksgemeenschap, hen de mogelijkheid om op die
kennis voort te bouwen of om die kennis toe te passen.
Ook van de leraar wordt natuurlijk een onderzoekende houding gevraagd.
Een onderzoek naar wat men zou kunnen verstaan onder de onderzoekende
houding van leraren heeft negen ‘generieke kenmerken’ opgeleverd (Bruggink &
Harinck, 2012), die een nadere specificatie inhouden van de hierboven genoemde vier aspecten van een onderzoekende houding.
Onderzoeksproces
In de Kennisbasis natuurwetenschappen en technologie voor de onderbouw vo
staat onder de noemer van ‘empirische cyclus’, ook wel de natuurwetenschappelijke onderzoekscyclus genoemd, een beschrijving van de zeven stappen die
leerlingen bij experimenteel onderzoek doorlopen (Ottevanger et al, 2014: pp. 1321).
Oriëntatie op het onderzoek – Het doel van de oriëntatie is dat de leerlingen
meer over de gegeven of te kiezen probleemstelling te weten komen. Wat houdt
de probleemstelling in en wat is het belang ervan? Wat weet de leerling er al
van? Wat is er al over bekend aan feiten, onderzoeksmethoden en theorie? Wat
valt er voor de leerling aan te onderzoeken?
Onderzoeksvraag formuleren – Het doel van deze stap is het onderzoek in te
perken en te richten op een onderzoekbare vraag die nieuwe kennis oplevert.
Soms is het op grond van theorie mogelijk om een hypothese bij de onderzoeksvraag te formuleren.
Onderzoeksmethode vaststellen – Bij deze stap kiezen de leerlingen een onderzoeksopzet en werken die uit. Ze bepalen hoe het object waaraan ze gaan
meten eruit moet zien, welke meetapparatuur ze gaan gebruiken, wat ze precies
gaan meten en hoeveel metingen ze gaan doen. Ook bedenken ze hoe de meetgegevens verwerkt en geanalyseerd gaan worden, als stap naar de beantwoording van de onderzoeksvraag.
Metingen plannen en uitvoeren – De leerlingen maken een planning voor het
verzamelen van de meetgegevens. Vervolgens verzamelen ze hun onderzoeksgegevens volgens dat plan.
Gegevens verwerken – De leerlingen verwerken en analyseren de meetgegevens volgens de opzet van het onderzoek.
Conclusies trekken – Bij deze stap beantwoorden de leerlingen hun onderzoeksvraag en/of bevestigen of verwerpen ze hun hypothese. Daarnaast formuleren ze wat het onderzoek nog meer heeft opgeleverd. Ten slotte evalueren ze het
onderzoek: ze reflecteren op de kwaliteit ervan en vergelijken hun resultaten met
de theorie en de literatuur. Ze formuleren aanbevelingen voor verder onderzoek
en mogelijke nieuwe onderzoeksvragen.
Onderzoek rapporteren en presenteren – De leerlingen communiceren de
opzet, resultaten en conclusies van hun onderzoek op de een of andere manier
(schriftelijk verslag, mondelinge presentatie, filmpje op internet) voor een bepaalde doelgroep (klasgenoten, ouders, leraren). De rapportage kan drie doelen hebben: een kritische discussie met ‘medeonderzoekers’ (klasgenoten), bekendheid
geven aan de resultaten zodat die door anderen gebruikt kunnen worden, en aan
de leraar ter beoordeling laten zien wat er gepresteerd is.
De verschillende stappen in het onderzoek kunnen gemarkeerd worden door
een product dat leerlingen aan het eind van elke stap moeten opleveren. Bij de
eerste stap, de oriëntatie op het onderzoek, kan dat een lijst met interessante
vragen en (in hogere klassen) een overzicht van relevante theorie of literatuur
zijn. Bij de volgende stappen is dat product achtereenvolgens de geformuleerde
onderzoeksvraag, de beschrijving van de onderzoeksopzet en/of een tekening
van de proefopstelling, en een overzicht van alle meetresultaten. Het bekijken
van dergelijke producten is handig bij het begeleiden van de leerlingen. Je kunt er
als leraar feedback op geven, en er een go/no go beoordeling aan verbinden: is
het product goed genoeg om verder te gaan en, zo niet, aangeven wat er dan
eerst nog aan verbeterd moet worden.
Valkuilen
Bij het hierboven geschetste verloop van het onderzoeksproces zijn wel enkele
kanttekeningen te plaatsen.
Empirische cyclus – Allereerst: “De empirische cyclus is een bekend model voor
onderzoek, maar komt in feite zelden als zodanig voor.” (Ottevanger et al, 2014:
p. 14). De verschillende stappen worden niet altijd in dezelfde volgorde doorlopen
en het kan voorkomen dat het in een bepaalde fase van het onderzoek nodig is
om terug te komen op een eerdere stap, bijvoorbeeld omdat het bij het verwerken
van meetresultaten toch nodig blijkt om de onderzoeksvraag bij te stellen.
Ondanks zijn naam heeft de empirische cyclus eigenlijk geen cyclisch karakter. Je kunt hooguit spreken van een spiraalvormig karakter als een onderzoek
een nieuwe onderzoeksvraag oplevert die vervolgens onderzocht wordt, waarbij
specifieke opbrengsten van de eerste cyclus meegenomen worden om het onderzoek in de volgende cyclus beter uit te voeren. De aard van de oriëntatie van
de tweede cyclus is dan ook heel anders: in veel gevallen zal de eerste cyclus de
oriëntatie van de tweede cyclus vormen. Maar het komt weinig voor dat leerlingen
een tweede cyclus doorlopen of voortbouwen op het onderzoek van een andere
groep leerlingen.
In de onderwijspraktijk is lang niet altijd voldoende tijd om alle fasen van de
empirische cyclus te doorlopen. En dat is ook niet altijd nodig. Zo kunnen leerlingen oefenen met het stellen van een goede onderzoeksvraag, met het gebruik
van bepaalde meetinstrumenten of met het verwerken van meetresultaten. Het
komt vaak voor dat leerlingen aan de slag moeten met een onderzoeksvraag die
door de leraar geformuleerd is, of zelfs met een voorgeschreven onderzoeksopzet. Dat heeft tot gevolg dat leerlingen in de loop van hun schooltijd weinig oefenen met de eerste stappen van de cyclus, en met name de oriëntatie op en de
opzet van het onderzoek. Dat is problematisch, omdat de diepgang die een leerling in zijn onderzoek kan bereiken afhangt van de kwaliteit van de oriëntatie en
de onderzoeksopzet. Bij het profielwerkstuk blijkt de oriëntatie veel leerlingen de
meeste problemen te geven. Ze doen er te lang over en kunnen maar moeilijk
besluiten tot een focus voor hun onderzoek. Het is daarom van belang dat leerlingen enkele keren per leerjaar een volledig onderzoek doen, waarin ze alle
stappen doorlopen, met speciale aandacht voor de oriëntatie op het onderzoek
en het kiezen van een onderzoeksopzet. Bij de leerlijn onderzoeken komen we
hierop terug.
Onderzoekskwaliteit – De kwaliteit van leerlingonderzoek wordt bepaald door de
mate waarin aandacht wordt besteed aan validiteit, betrouwbaarheid en nauw-
keurigheid, de drie elementen van het aspect ‘kritisch willen zijn’ van een onderzoekende houding. Of, met andere woorden, onderzoekskwaliteit vraagt om ‘begrip van bewijs’ of concepts of evidence (Schalk & Van Rens, 2014; Gott & Duggan, 1998), want leerlingonderzoek heeft kwaliteit als de leerlingen begrijpen hoe
(hun) resultaten met empirisch bewijs onderbouwd moeten worden (zie figuur 2).
Elementen van begrip van bewijs
Hieronder staan – als voorbeeld – de elementen van begrip van bewijs wat betreft de
onderzoeksopzet en variabelen.
 Voor beschrijvend onderzoek is het belangrijk de te beschrijven kenmerken (van organismen, ecosystemen enzovoort) te benoemen.
 Het is noodzakelijk de afhankelijke en de onafhankelijke variabele(n) te onderscheiden.
 Het is noodzakelijk alle andere mogelijk beïnvloedende variabelen te expliciteren en zo
mogelijk constant te houden.
 Om de invloed van een variabele te kunnen beoordelen is een controle of een ‘blanco’
noodzakelijk.
Figuur 2 – Een voorbeeld van de elementen van begrip van bewijs.
In een onderzoek naar kwaliteitsverbetering van leerlingonderzoek bij natuurkunde door scholing van leraren bleek dat die leraren hun onderbouwleerlingen
vooral onderzoek lieten doen om hen te motiveren voor natuurkunde, en daardoor niet bereid en in staat waren om een geformuleerde visie op ‘leren onderzoeken met kwaliteit’ in de klas te realiseren (Smits, 2003). In een ander onderzoek slaagden leraren er wel in om de aandacht van bovenbouwleerlingen op de
kwaliteit van hun scheikundig onderzoek te richten door hen als ‘onderzoeksgemeenschap’ op de verschillende stappen van onderzoeken te laten reflecteren
(Van Rens, 2005).
Kennisbasis en examenprogramma’s
In de Kennisbasis natuurwetenschappen en technologie voor de onderbouw vo
(Ottevanger et al, 2014) wordt ‘onderzoeken’ gezien als één van de ‘karakteristieke werkwijzen’ van de natuurwetenschappen en technologie. Wat er per vak aan
onderzoek moet worden gedaan, wordt per leerstofdomein uitgewerkt op twee
niveaus (vmbo en onderbouw havo/vwo). Hieronder zijn als voorbeeld de uitwerkingen voor havo/vwo en vmbo van het leerstofdomein ‘materie’ voor het vak
natuurkunde naast elkaar gezet, waarbij geselecteerd is op ‘onderzoeken’ en
‘experiment’.


Materie (havo/vwo)
Materie (vmbo)
Integrale doelen (vwo cursief)
De leerling kan:
1 een experimenteel onderzoek opzetten en uitvoeren om gegevens te verzamelen over eigenschappen van stoffen en
materialen;
3 via actueel bronnenonderzoek stralingsrisico's bij gebruik van verschillende
soorten straling in medische toepassingen
en gebruik van kernenergie in beeld brengen (en communiceren);
Integrale doelen (k/g/t cursief)
De leerling kan:
1 een experimenteel onderzoek uitvoeren
om gegevens te verzamelen over eigenschappen van stoffen en materialen (bijvoorbeeld
kookpunt, smeltpunt, elektrische geleiding) en
daarbij patronen herkennen;
3 door onderzoek de dichtheid van een
aantal vaste stoffen bepalen (bijvoorbeeld van
kurk, aluminium, lood) en daarbij de orde van
grootte toelichten;
4 met een experiment en berekening van
dichtheden van stoffen aantonen of een voorwerp zinkt, zweeft of drijft in water;
5 in een onderzoek de juiste scheidingsmethoden kiezen om mengsels te scheiden in
hun componenten;
Karakteristieke werkwijzen
Onderzoeken
Experimenteel onderzoek doen naar 
eigenschappen van stoffen, zoals smeltpunt en kookpunt, hardheid, elektrische
geleiding en warmtegeleiding.
Experimenteel onderzoek doen naar de
relatie tussen zinken, zweven, drijven en

de dichtheid van stoffen.
Karakteristieke werkwijzen
Onderzoeken
Door onderzoek de dichtheid bepalen van
verschillende vaste stoffen.
Onderzoek doen naar het zinken, zweven en
drijven van stoffen in water in relatie tot de
dichtheid van deze stoffen.
Met onderzoek aantonen dat mengsels van
stoffen gescheiden kunnen worden in hun
bestanddelen.
Figuur 3 – Een voorbeeld van doelen en karakteristieke werkwijzen bij een leerstofdomein
uit de kennisbasis.
De niveauverschillen tussen de schoolsoorten vallen op. Het opzetten van een
onderzoek is voorbehouden aan het vwo. De doelen en werkwijzen voor het
vmbo zijn beperkter en specifieker dan die voor havo en vwo. Verder valt op dat
onderzoek vrijwel overal in de kennisbasis expliciet of impliciet experimenteel
onderzoek is, in overeenstemming met de nadruk op de empirische cyclus. Toch
wordt, gerangschikt onder ‘informatievaardigheden’, nog een ander soort onderzoek genoemd: bronnenonderzoek. In de onderwijspraktijk van onderzoekend
leren wordt dat soort onderzoek veel toegepast. Bijvoorbeeld: leerlingen gaan in
de literatuur opzoeken wat al bekend is over het probleem dat ze gaan aanpakken.
Examenprogramma vmbo – In het examenprogramma voor natuurkunde vmbo
wordt onderzoek beschreven als een van de ‘leervaardigheden’. De onderzoeksvaardigheden worden voor de vier niveaus van het vmbo op dezelfde manier
geformuleerd, met een globale indeling in drie stappen: voorbereiden, uitvoeren
en afsluiten.
Leervaardigheden natuurkunde vmbo nask1
9



Deelstappen van een onderzoek uitvoeren:
onderzoek voorbereiden: een onderzoeksvraag kiezen, benodigdheden selecteren,
alternatieven bedenken voor de uitvoering;
onderzoek uitvoeren: een plan opstellen, werken volgens plan, waarnemingen verrichten, gegevens verzamelen, gegevens grafisch presenteren, conclusies trekken;
onderzoek afsluiten: voorstellen voor verbetering doen, aanbevelingen voor verder
onderzoek doen.
In de specificatie van de drie stappen zijn de meeste stappen van de empirische
cyclus te herkennen. Eén belangrijke stap ontbreekt echter: de oriëntatie op het
onderzoek. Dat is jammer, want ook voor vmbo-leerlingen zijn oriënterende activiteiten relevant. Ze moeten bijvoorbeeld kunnen bedenken waarom het doen van
een bepaald onderzoek belangrijk is. Daarnaast wordt het vaststellen van de
onderzoeksmethode verengd tot het ‘selecteren van benodigdheden’. Blijkbaar is
het voldoende als ze een aangereikte methode kunnen toepassen, hoewel ze ook
‘alternatieven voor de uitvoering’ mogen bedenken. De gekozen beperkte invulling lijkt niet goed voort te bouwen op de in de kennisbasis voor de onderbouw
beschreven empirische cyclus.
Examenprogramma havo – Onderzoeken komt in het examenprogramma natuurkunde havo (en in vrijwel dezelfde bewoordingen ook bij scheikunde en biologie) voor in het algemene domein A (Vaardigheden) en in domein I (Onderzoek
en ontwerp). De eindterm voor onderzoeken (subdomein A5) staat hieronder, met
cursief de in het schoolexamen te toetsen specificaties.
Eindterm onderzoeken havo
De kandidaat kan in contexten instructies voor onderzoek op basis van vraagstellingen
uitvoeren en conclusies trekken uit de onderzoeksresultaten. De kandidaat maakt daarbij
gebruik van consistente redeneringen en relevante rekenkundige en wiskundige vaardigheden.
Specificatie
De kandidaat kan gebruik makend van consistente redeneringen en relevante rekenkundige en wiskundige vaardigheden:
1
een natuurwetenschappelijk probleem herkennen;
2
een natuurwetenschappelijk probleem herleiden tot een (of meer) onderzoeksvra(a)g(en);
3
verbanden leggen tussen een onderzoeksvraag en natuurwetenschappelijke kennis;
4
waar nodig een hypothese opstellen bij een onderzoeksvraag en verwachtingen formuleren;
5
een werkplan maken voor het uitvoeren van een natuurwetenschappelijk onderzoek
ter beantwoording van een (of meer) onderzoeksvra(a)g(en);
6
voor de beantwoording van een onderzoeksvraag relevante waarnemingen verrichten
en (meet)gegevens verzamelen;
7
meetgegevens verwerken en presenteren op een wijze die helpt bij de beantwoording
van een onderzoeksvraag;
8
op grond van verzamelde gegevens van een uitgevoerd onderzoek conclusies trekken
die aansluiten bij de onderzoeksvra(a)g(en) van het onderzoek;
9
de uitvoering van een onderzoek en de conclusies evalueren, gebruik makend van de
begrippen validiteit, nauwkeurigheid, reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid;
10 een natuurwetenschappelijk onderzoek presenteren.
In deze eindterm valt het op dat onderzoeken voor leerlingen wordt ingeperkt tot
‘instructies voor onderzoek op basis van vraagstellingen uitvoeren’. In de specificatie worden de stappen van de empirische cyclus weliswaar min of meer gevolgd, maar als gevolg van de genoemde inperking worden niet alle stappen in
het centrale examen getoetst. Als het om het profielwerkstuk gaat, moet de leerling volgens domein I wél onderzoek kunnen doen. Omdat in het examenprogramma alleen wordt gespecificeerd wat op het centraal examen wordt getoetst,
wordt niet aangegeven wat dat onderzoek precies inhoudt.
Examenprogramma vwo – De eindterm voor onderzoeken voor vwo verschilt in
zijn formulering sterk van die voor havo. Aan de formulering is te zien dat er hogere eisen worden gesteld, met name aan de oriëntatiefase (vraagstellingen
analyseren) en het formuleren van de onderzoeksvraag. De specificatie is op veel
punten dezelfde als die voor havo, maar er zijn enkele betekenisvolle verschillen.
Zo kunnen de specificaties 1 en 2 voor vwo wel in het centraal examen getoetst
worden. Verder moeten vwo-leerlingen een natuurwetenschappelijk probleem niet
alleen kunnen herkennen, maar ook kunnen specificeren. Ten slotte moeten ze
onderzoeksvragen kunnen beantwoorden door middel van verificatie of falsificatie.
Eindterm onderzoeken vwo
De kandidaat kan in contexten vraagstellingen analyseren, gebruik makend van relevante
begrippen en theorie, vertalen in een vakspecifiek onderzoek, dat onderzoek uitvoeren, en
uit de onderzoeksresultaten conclusies trekken. De kandidaat maakt daarbij gebruik van
consistente redeneringen en relevante rekenkundige en wiskundige vaardigheden.
Deze verschillen geven wel aan hoe veel diepgaander het onderzoeken voor vwo
is in vergelijking met havo. Dat komt het sterkst tot uiting in de eisen aan het
eerste deel van het onderzoeksproces, wat natuurlijk ook gevolgen heeft voor de
diepgang van het gehele onderzoek.
Naast subdomein A5 is er het domein I (Onderzoek en ontwerp), met voor havo
en vwo identiek geformuleerde, in het schoolexamen te toetsen eindtermen in
drie subdomeinen: experiment, modelstudie en ontwerp.
Eindtermen onderzoek en ontwerp havo/vwo
Experiment – De kandidaat kan in contexten die vallen binnen subdomeinen van het
centraal examen onderzoek doen door middel van experimenten en de resultaten analyseren en interpreteren.
Modelstudie – De kandidaat kan in contexten die vallen binnen subdomeinen van het
centraal examen onderzoek doen door middel van modelstudies en de modeluitkomsten
analyseren en interpreteren.
Ontwerp – De kandidaat kan in contexten die vallen binnen subdomeinen van het centraal
examen op basis van een gesteld probleem een ontwerp voorbereiden, uitvoeren, testen
en evalueren.
Opvallend is dat er bij de subdomeinen experiment en modelstudie sprake is van
‘onderzoek doen’, maar bij het subdomein ontwerp niet. Bij ontwerpen moet echter ook onderzoek gedaan worden, bijvoorbeeld in de fase van testen. Dit is aanleiding om hieronder kort in te gaan op de samenhang en verschillen tussen de
drie subdomeinen.
Experimenteel onderzoek, ontwerpen en modelleren – De natuurkunde kent
als wetenschap verschillende takken die zich onderscheiden naar het soort onderzoek dat gedaan wordt: experimenteel, theoretisch, technisch en computationeel onderzoek. In de examenprogramma’s wordt, evenals in de onderwijspraktijk, de term ‘onderzoeken’ meestal gebruikt in engere zin, beperkt tot ‘experimenteel onderzoek’ (zie het examenprogramma havo/vwo, subdomeinen A5 en I1).
Het technisch onderzoek is, globaal gesproken, ondergebracht bij ontwerpen in
de subdomeinen A6 (ontwerpen) en I3, en het computationele (en deels ook het
theoretische) onderzoek bij modelleren in subdomein A7 (modelvorming) en I2.
Als we de onderzoeksvaardigheden uit het examenprogramma wiskunde-B
voor vwo vergelijken met die van natuurkunde, dan valt op dat er meer overeenkomsten zijn met natuurkunde subdomein A7 (modelvorming) dan met A5 (onderzoeken). Dat geeft duidelijk aan dat het theoretisch natuurkundig onderzoek,
dat altijd ook sterk wiskundig van aard is, niet door subdomein A5 wordt bestreken.
De vaardigheden die bij (experimenteel) onderzoek, ontwerpen en modelleren van belang zijn, verschillen grotendeels van elkaar. Maar de benodigde on-
derzoekende houding is voor alle drie globaal dezelfde. Juist deze houding wordt
in de examenprogramma’s niet genoemd en blijft dus impliciet. Dat hangt samen
met de eis van toetsbaarheid van de eindtermen. De toetsbaarheid van houdingen is problematisch. Dat wil natuurlijk niet zeggen dat er geen aandacht moet
worden besteed aan de onderzoekende houding in het natuurkundeonderwijs,
maar wel dat er geen toetsing van die onderzoekende houding op een examen
moet plaatsvinden. Het tonen van een (gebrek aan) onderzoekende houding
verdient feedback te krijgen tijdens het leerproces.
Leerlijn onderzoeken
Onder een leerlijn verstaan we “een opzet van onderwijs waarin de leerling zo
min mogelijk overlap, breuken of lacunes in zijn/haar leerproces ervaart.” (Hubers, 2004). Er zijn voorbeelden beschikbaar van een leerlijn voor onderzoeksen ontwerpvaardigheden in natuurwetenschappelijke vakken van primair tot hoger onderwijs (Hubers, 2004) en voor onderzoeken in de eerste drie leerjaren
havo/vwo (Spek & Rodenboog-Hamelink, 2011). In het laatste geval is de leerlijn
uitgewerkt in de vorm van rubrics voor onderzoeksvaardigheden zoals in figuur 4.
Fasen
Startniveau
onderzoeken
Instapniveau
klas 4
Plusniveau
> Afnemende sturing >
Verwerken
van de
gegevens
Ik kan de gegevens
verwerken in een
tabel, op aanwijzingen van de begeleider.
Ik kan de gegevens
verwerken in een
tabel en verwerken
tot een grafiek of
andere weergavevorm, op aanwijzingen van de begeleider.
Ik kan gegevens
verwerken in een
tabel en dit omzetten tot een grafiek
of andere weergavevorm.
Ik kan gegevens
verzamelen en
verwerken met
behulp van ICT.
Ik kan uit de verwerkte gegevens
aangeven welke
data van belang zijn
voor het beantwoorden van de onderzoeksvraag.
Ik kan met behulp
van de verwerkte
gegevens een
antwoord geven
op de onderzoeksvraag.
Ik kan de verwerkte
gegevens gebruiken, met behulp
van eenvoudige
(statistische)
bewerkingen, tot
resultaten voor het
beantwoorden van
de onderzoeksvraag.
Figuur 4 – Een voorbeeld van een rubric voor onderzoeksvaardigheden (Spek & Rodenboog-Hamelink, 2011: p. 17).
Kenmerkend voor de laatstgenoemde leerlijn is de afnemende sturing bij onderzoek. Daarbij kan een vraagteken gezet worden: begeleiding bij het onderzoeken
is cruciaal (Lazonder & Harmsen, 2014), maar begeleiding is nog geen sturing.
Sturing door de leraar betekent een inperking van openheid van de leeromgeving.
Voor het verwerven van de onderzoekscompetentie, wat het doorlopen van het
gehele onderzoeksproces vereist, is openheid een noodzaak, bijvoorbeeld in de
vorm van ruimte voor een eigen onderzoeksvraag en een eigen aanpak. Dat
vereist, ook in lagere leerjaren, veel begeleiding, maar weinig sturing. De mate
van openheid wordt voornamelijk bepaald door de ervaring die de leraar daarmee
heeft, en minder of niet door het leerjaar van de leerlingen (zie het eerder genoemde MASCIL-project). Bij het leren van specifieke (deel)vaardigheden kan
sturing vereist zijn, bijvoorbeeld in de vorm van een voorgeschreven onderzoeksvraag, meetmethode of manier van verwerking. Ook dat kan zich op alle niveaus
van onderwijs voordoen.
Op veel scholen wordt gewerkt aan een onderzoeksleerlijn voor de bètavakken (of breder). Leraren inventariseren op welke momenten ze aan welke onderzoeksvaardigheden werken. Vaak probeert men tot een afstemming tussen de
vakken te komen door dezelfde termen te gebruiken en door de introductie van
vaardigheden over de vakken te verdelen. Dat blijkt niet altijd goed te werken.
Onderzoeksvaardigheden worden in de praktijk vakspecifiek ingevuld. Leraren
komen te strikte afspraken (zoals ‘bij een onderzoek moet je een hypothese opstellen’) in de praktijk niet na, omdat ze die als knellend en niet relevant voor hun
vak ervaren. Discussies over zulke afspraken blijken weinig op te leveren, met
het gevaar dat het enthousiasme voor een gezamenlijke leerlijn verdwijnt. Het
maken van gedetailleerde afspraken over onderzoeksvaardigheden tussen de
bètavakken heeft dan ook weinig zin. Beter is het om de onderzoekende houding
centraal te stellen en in elk leerjaar een of twee gezamenlijke (vakoverstijgende)
onderzoeksactiviteiten te plannen, waarin de vakken elkaar tegenkomen en die
aanleiding geven tot afstemming in de praktijk (Aarsen & Van der Valk, 2008).
In een onderzoek naar de introductie van elementen van een leerlijn met de
nadruk op een onderzoekende houding bleek dat leraren van de bètavakken
hierdoor werden gestimuleerd om hun onderzoeksleerlijnen op elkaar af te stemmen (Van der Valk & Van Soest,
2004). Een hulpmiddel daarbij is
het concreet vormgeven van
gezamenlijke afspraken, bijvoorbeeld door middel van een in
alle bètalokalen opgehangen
poster over de opzet van een
onderzoeksverslag. Een ander
voorbeeld van zo’n hulpmiddel is
weergegeven in figuur 5: een
poster over de onderzoekscyclus van GLOBE Nederland, een
netwerk van scholen met aandacht voor natuur en milieu in de
schoolomgeving. Leraren kunnen op de poster aanwijzen met Figuur 5 – De GLOBE-poster over de onderzoekscyclus.
welke onderdelen van de cyclus
in een bepaald onderzoek of experiment wordt geoefend. Daarnaast is er een
webtool waarin de onderzoekscyclus wordt toegelicht en die in de klas als diaserie vertoond kan worden. Enkele GLOBE-scholen hebben de poster en de webtool ingezet om tot een onderzoeksleerlijn voor de natuurwetenschappelijke vakken te komen door een lijst op te stellen van de onderzoeksactiviteiten die in de
bètavakken in de verschillende leerjaren plaatsvinden en aan te geven welke
stappen uit de cyclus waar geoefend worden. Uit die inventarisatie kwam naar
voren dat leerlingen weinig gelegenheid kregen zich te bekwamen in de oriëntatie
op een onderzoek, met een aanvulling van de leerlijn als gevolg.
Leerlijn onderzoekende houding
Een leerlijn bestaat niet alleen uit een lijst van onderzoeksactiviteiten in opeenvolgende leerjaren. Een leerlijn beschrijft ook hoe de eisen die aan de onderzoekende houding van de leerling en aan de kwaliteit van het onderzoek worden
gesteld in de loop van de leerjaren toenemen.
De hieronder voorgestelde leerlijn is ontworpen voor de gezamenlijke bètavakken. In deze leerlijn staat de onderzoekende houding centraal. Het ontwikkelen van kennis en vaardigheden is daarvan een afgeleide, maar daarom niet
minder belangrijk. De leerlijn is globaal in de zin dat de voortgang niet per (onderdeel van een) leerjaar wordt geformuleerd, maar slechts in grote lijnen wordt
aangegeven. De leerlijn is niet op een bepaalde schoolsoort toegespitst, maar
duidelijk zal zijn dat het hoogste niveau alleen op het vwo bereikt kan worden.
Kennis verwerven – De leerlijn begint bij het aanspreken van leerlingen op hun
‘willen weten’, op hun nieuwsgierigheid. Ze kunnen uitgedaagd worden door hen
informatie of vragen over een bepaald onderwerp voor te leggen. Daarnaast
kunnen ze ook de gelegenheid krijgen voor ‘aanrommelen’ (enigszins gericht
spelen) of messing about (Hawkins, 1965) met het aangeboden materiaal en om
(nog in leefwereldtermen) te benoemen wat ze ervaren en ontdekken. Ze kunnen
gestimuleerd worden de vragen achter hun ‘aanrommelen’ te formuleren als een
onderzoeksvraag. Daarbij kan het helpen om een invulvraag aan te bieden, zoals
“Wat gebeurt er met … als ik …?” of “Hoe verandert de waarde van 𝑿 als ik 𝒀
groter maak?”. Vervolgens kunnen ze ervaren dat een onderzoek door een onderzoeksvraag meer gericht wordt, een focus krijgt. Ze merken dan ook dat ze
maar een klein onderdeel kunnen onderzoeken van datgene waarin ze geïnteresseerd zijn. Daaraan moeten ze wennen, en geleidelijk gaan inzien dat de kwaliteit
van het weten, het diepgaand uitzoeken, er sterk door toeneemt. De aan de onderzoeksvraag gestelde eisen nemen in de loop van de leerjaren toe, mede onder invloed van de andere aspecten van de onderzoekende houding. Zo moet de
onderzoeksvraag een relatie krijgen met de theorie (het aspect ‘staan op schouders van voorgangers’). Leerlingen moeten kunnen uitleggen wat ze met in de
vraag gebruikte termen precies bedoelen (validiteit).
De onderzoeksvraag gaat in de loop van de leerjaren het onderzoek steeds
meer sturen en de conclusies bepalen: die moeten altijd ten minste de beantwoording van de onderzoeksvraag betreffen. Met dat antwoord wordt het willen
weten meestal niet bevredigd, omdat er nieuwe uitdagende vragen gerezen zijn.
Die kunnen een plaats krijgen aan het eind van het onderzoek als aanbevelingen
voor vervolgonderzoek.
Kritische houding ontwikkelen – Zoals gezegd staat aan het begin van de
leerlijn het plezier van de leerlingen in het onderzoek doen, de nieuwsgierigheid,
voorop. Maar al snel kunnen leerlingen aangesproken worden op kwaliteit. De
leraar kan vragen stellen als “Zou een ander hetzelfde vinden als jij?” en “Wat
bedoel je met …?” en aandacht besteden aan nauwkeurig meten, eerlijk vergelijken en ‘één ding tegelijk veranderen’. De leerlingen leren de onderzoeksgegevens netjes, compleet en overzichtelijk (bijvoorbeeld in een tabel) te noteren, met
grootheid, meetwaarde en eenheid. Ze worden enerzijds gestimuleerd kritisch
naar hun eigen metingen te kijken, maar anderzijds ook te vertrouwen op die
metingen. In de loop van de leerjaren kunnen de termen betrouwbaarheid en
validiteit genoemd worden en kan van de leerling verlangd worden min of meer
systematisch aan deze aspecten aandacht te besteden.
De gewenste ontwikkeling van een kritische houding leidt tot zwaardere eisen
aan de onderzoeksvraag, de opzet van het onderzoek en de nauwkeurigheid van
de metingen. Ook in de rapportage gaat de kritische houding in de loop van de
jaren een steeds grotere rol spelen. In de lagere leerjaren is het voldoende om bij
het rapporteren over en presenteren van het onderzoek de onderzoeksvraag te
beantwoorden. In de hogere leerjaren moet daaraan een discussie worden toegevoegd over de kwaliteit (betrouwbaarheid, validiteit en nauwkeurigheid) van het
onderzoek. De eis van reproduceerbaarheid kan gebruikt worden als criterium
voor een geschreven verslag: kan een klasgenoot op grond van je verslag het
onderzoek reproduceren en je conclusies controleren?
Bij het aspect ‘kritische houding’ horen ook ethische discussies over zaken
als het verzinnen van meetgegevens, het weglaten van onwelgevallige metingen
en plagiaat. De controleerbaarheid van metingen kan concreet gemaakt worden
aan de hand van het bijhouden van een labjournaal of een logboek.
Voortbouwen op bestaande kennis – Een jonge leerling wil bij een onderzoek
het liefst meteen aan de slag gaan en vraagt zich niet zo snel af wat hij of zij al
van het onderwerp weet of wat anderen al gevonden hebben. Zelfs in de vierde
klas komt het veel voor dat leerlingen pas naar theorie gaan kijken als ze aan hun
verslag gaan beginnen, als de instructie daar om vraagt. Vormgeven aan het
aspect ‘willen staan op schouders van voorgangers’ kan in de lagere klassen
beginnen met de opdracht tijdens de oriëntatie al wat te lezen of op te zoeken
over het onderwerp waar de leerlingen mee aan de slag gaan. De opgedane
kennis kunnen ze dan gebruiken bij het ‘aanrommelen’, het formuleren van een
onderzoeksvraag of het bedenken van de onderzoeksopzet. De eisen die aan het
bestuderen van theorie en literatuur gesteld worden, kunnen in de loop van de
leerjaren verzwaard worden. Zo kan gevraagd worden om in de onderzoeksvraag
(aan theorie gelieerde) vaktermen te gebruiken, uiteindelijk leidend tot theoriegestuurd onderzoek. Andere mogelijkheden zijn de vraag om in de onderzoeksopzet te verantwoorden dat meetmethoden uit de literatuur al dan niet gebruikt
zullen worden, en om de hypotheses op grond van de theorie te formuleren. Op
die manier kan het gebruik maken van theorie en literatuur in de loop van de
leerjaren een steeds grotere rol gaan spelen bij de eerste drie stappen van de
empirische cyclus, waarbij leerlingen ervaren dat het gebruik maken van kennis
van voorgangers geen zwakheid in een onderzoek is, maar juist vereist is om
nieuwe kennis te maken.
Het is van belang dat de theorie terug komt in de vijfde stap van de empirische cyclus bij de manier waarop meetgegevens verwerkt worden. De conclusies
kunnen vervolgens vergeleken worden met wat anderen gevonden hebben en er
kan geprobeerd worden deze in de gebruikte theorie in te passen. In de discussie
kan dan besproken worden wat het onderzoek aan nieuwe kennis heeft opgeleverd. Dat kan leiden tot aanbevelingen voor verder onderzoek en voor toepassingen in de techniek of maatschappij. Het aspect ‘willen staan op schouders van
voorgangers’ zal dus in het begin van de leerlijn weinig nadruk krijgen, maar in de
loop van de leerjaren steeds belangrijker worden.
Verworven kennis delen – In het begin van de leerlijn heeft het rapporteren van
leerlingen over hun onderzoek vooral de functie van motiveren en vergroten van
het zelfvertrouwen. Jonge leerlingen willen graag aan hun leraar, medeleerlingen
en ouders laten zien wat ze gepresteerd hebben. Zo kunnen ze trots zijn op wat
ze gedaan hebben. En rapporteren kan natuurlijk een functie hebben in de beoordeling van het leerlingwerk. In de loop van de leerjaren worden twee andere
kanten van het aspect ‘willen delen’ steeds belangrijker, omdat ze kenmerkend
zijn voor het wetenschappelijk onderzoeksbedrijf.
Ten eerste kan een leerling de verworven kennis willen delen om de kwaliteit
van zijn of haar onderzoek te vergroten en te toetsen. De klas en de leraar bieden
daarvoor een forum. Het vooruitzicht van het gaan presenteren van het onderzoek en het ‘verdedigen’ van de daarin gemaakte keuzes maakt leerlingen vanaf
de oriëntatie gevoelig voor de noodzaak van een kritische reflectie op alles wat ze
doen. De leraar kan handvaten bieden in de vorm van het bespreken van (eisen
volgend uit) nauwkeurigheid, reproduceerbaarheid, betrouwbaarheid en, de moeilijkste, validiteit. De leerling zal in de loop van de bovenbouw leren om aan de
zesde stap van de empirische cyclus bij het trekken van conclusies ook een discussie toe te voegen waarin de kwaliteit van de onderzoeksopzet, meetgegevens
en conclusies wordt besproken. De leraar kan de klas omsmeden tot een ‘onderzoeksgemeenschap’ waarin de leerlingen elkaar feedback geven op gepresenteerde onderzoeken. De leerlingen kunnen daarmee inzicht krijgen in de rol die
peer reviews in de wetenschap als instrument voor kwaliteitscontrole spelen.
Ten tweede gaat het ‘willen delen’ in de bovenbouw zich nadrukkelijker richten op de groep waarmee gedeeld wordt. Wetenschappelijk onderzoek, opgevat
als het maken van nieuwe kennis, doe je niet alleen voor jezelf, maar ook voor
anderen die de resultaten ervan in hun praktijk kunnen toepassen of in onderzoek
kunnen gebruiken. Delen van kennis is nodig om op elkaar te kunnen voortbouwen. Voor leerlingen betekent dit dat ze moeten nadenken over wat de doelgroep
waaraan ze rapporteren van hen kan leren. En de toehoorders (bijvoorbeeld
klasgenoten) moeten zich afvragen wat zij van de presentatie willen leren, en
achteraf wat ze ervan hebben opgestoken. Het is gebruikelijk dat een schriftelijk
verslag van een leerlingonderzoek alleen door de leraar wordt gelezen in het
kader van beoordeling, maar hier zouden leerlingen de gelegenheid kunnen krijgen elkaars verslagen te lezen. Dat moet dan wel een duidelijke functie hebben.
Leerlingen kunnen bijvoorbeeld elkaars verslag lezen vóórdat ze het bij de leraar
moeten inleveren. Het doel is elkaar feedback te geven ter verbetering van het
verslag en ideeën te krijgen voor het verbeteren van het eigen verslag. Zoiets kan
ook bij mondeling presenteren. Als leerlingen bijvoorbeeld hun profielwerkstuk
(ook) aan ouders presenteren, kunnen ze eerst met dat presenteren oefenen en
elkaar feedback geven. Om goede feedback te krijgen is het nodig dat de leraar
aandacht geeft aan de vraag hoe je feedback geeft en aandachtspunten formuleert waarop de feedback zich kan richten, zoals “Wat is de boodschap die je in je
verslag of bij je presentatie aan de lezers/toehoorders wilt overbrengen, wat moeten ze ervan opsteken?”
Het doel van de leerlijn is natuurlijk het ontwikkelen van een onderzoekende
houding, maar het voorbereiden van de leerlingen op het profielwerkstuk (voor
havo/vwo) of het sectorwerkstuk (voor vmbo), waarbij alle bètasecties (of zelfs
breder) hun aandeel leveren.
De bètasecties van een school zouden op de volgende manier tot een leerlijn
onderzoeken kunnen komen. De secties inventariseren wat elk bètavak al aan
onderzoek doet in welke leerjaren, en analyseren aan welke stappen van de
empirische cyclus veel of weinig aandacht wordt besteed en welke aspecten van
een onderzoekende houding hoe worden opgebouwd. De secties stellen, bijvoorbeeld gebruik makend van de bovenstaande globale leerlijn, een gezamenlijke
leerlijn op. Op grond daarvan besluiten ze of de verzameling onderzoeksactiviteiten aangepast moet worden, bijvoorbeeld door het toevoegen van één of twee
bèta-brede onderzoeken per leerjaar. De secties bekijken ten slotte of en hoe hun
onderzoeksactiviteiten in de leerlijn passen, en gaan deze zo nodig herzien zodat
ze beter in de uitgezette leerlijn passen.
Literatuur
Aarsen, M. & Van der Valk, A.E. (2008). Onderzoekende houding, een leerlijn. NVOX 34(8),
354-356.
Bruggink, M. & Harinck, F.J.H. (2012). De onderzoekende houding van leraren: wat wordt
daaronder verstaan? Tijdschrift voor Lerarenopleiders 33(3), 48-52.
Doorman, M., Van der Kooij, H. & Mooldijk, A. (2012). Denkactiviteiten, onderzoekend leren
en de rol van de docent. Nieuwe Wiskrant 31(4), 9-12.
Gott, R. & Duggan, S. (1998). Understanding scientific evidence – Why it matters and how it
can be taught. In M. Ratcliffe (Ed), ASE Guide to Secondary Science Education (pp.
92-99). Cheltenham: Stanley Thornes.
Hawkins, D. (1965). Messing about in science. Science & Children 2(5), 5-9.
Hubers, S. (2004). Onderzoeken en ontwerpen van PO naar HO in een doorlopende leerlijn. Enschede: SLO.
Lazonder, A. & Harmsen, R. (2014). Hulp nodig? Een meta-analyse naar de effecten van
ondersteuning bij onderzoekend leren. Enschede: UT.
Lijnse, P. (2014). Omzien in verwarring. Utrecht: Freudenthal Instituut.
Ottevanger, W., Oorschot, F., Spek, W., Boerwinkel, D.J., Eijkelhof, H., de Vries, M., van
der Hoeven, M. & Kuiper, W. (2014). Kennisbasis natuurwetenschappen en technologie voor de onderbouw vo. Een richtinggevend leerplankader. Enschede: SLO.
Schalk, H. & Van Rens, L. (2014). Leren onderzoeken: een leerlijn. Utrecht: Ecent.
Smits, Th. J.M. (2003). Werken aan kwaliteitsverbetering van leerlingonderzoek: een studie
naar de ontwikkeling en het resultaat van een scholing voor docenten. Nijmegen: RU.
Spek, W. & Rodenboog-Hamelink, M. (2011). Natuurwetenschappelijke vaardigheden
onderbouw havo-vwo. Enschede: SLO.
Van Rens, L. (2005). Effectief scheikundeonderwijs voor ‘leren onderzoeken’ in de tweede
fase van het vwo. Amsterdam: VU.
Van der Rijst, R. (2013). Zes aspecten van een onderzoekende houding. Utrecht: Ecent.
Van der Valk, A.E. & Van Soest, M.F.N. (2004). Onderzoek leren doen in de bètavakken:
elementen van een leerlijn in de onderbouw van twee scholen. Utrecht: UU.
Veenhoven, J. (2004). Begeleiden en beoordelen van leerlingonderzoek. Een interventiestudie naar het leren ontwerpen van onderzoek in de tweede fase bij aardrijkskunde.
Utrecht: UU.
Vrancken, S. & Tromp, S. (2013). Excellentie en de leeromgeving. Den Haag: School aan
zet.