Hoe leraren (in opleiding) context based chemieonderwijs beschouwen: een verkenning binnen de M.Ed.-lerarenopleiding scheikunde

Transcriptie

1 Hoe leraren (in opleiding) context based chemieonderwijs beschouwen: een verkenning binnen de M.Ed.-lerarenopleiding scheikunde Rutger van de Sande Kennedy Tielman en Guido Mollen Fontys Lerarenopleiding Tilburg Inleiding Scheikundeleraren die actief zijn binnen het voorbereidend hoger onderwijs krijgen in toenemende mate te maken met nieuwe scheikunde. Het betreft een landelijke onderwijsinnovatie waarin het scheikundeonderwijs voor havo en vwo vanaf klas 3 wordt getransformeerd naar een context based onderwijsprogramma. De vernieuwing is ingezet door rapporten van de Verkenningscommissie Scheikunde (2002) en de daaruit voortgekomen Commissie Vernieuwing Scheikunde Havo en Vwo (2003). De oorsprong van deze innovatie ligt in de problemen die veel docenten ervoeren met de inhoud en vorm van het scheikundecurriculum voor de tweede fase (Bulte, Carelsen, Davids, Morélis, Jansen- Ligthelm, Pilot, Velthorst & De Vos, 2000). De Nederlandse situatie is hierin niet uniek; in tal van andere landen zijn soortgelijke analyses initiatieven ontstaan voor de ontwikkeling van context based chemistry education. Onder regie van het SLO en vooruitlopend op het nieuwe eindexamenprogramma dat dit jaar wordt vastgesteld, hebben scholen c.q. scheikundeleraren tot dusver de vrijheid gehad om al dan niet te participeren in de ontwikkeling en implementatie van één of meer modules nieuwe scheikunde. In 2010 verscheen een onderzoek naar de bekendheid, het gebruik en de acceptatie van het ontwikkelde modulair context-concept lesmateriaal scheikunde onder docenten scheikunde (Van der Woud & Van Grinsven, 2010, p. 2). De resultaten van dat onderzoek zijn uitgesplitst naar de mate waarin docenten die als respondenten in het onderzoek participeerden ervaringen hadden met het uitvoeren en/of ontwikkelen van modules nieuwe scheikunde. Het onderzoek laat zien dat leraren met ontwikkelervaring over vrijwel alle aspecten van nieuwe scheikunde positiever zijn dan leraren met uitsluitend gebruikerservaring die op hun beurt in de regel positiever zijn dan leraren zonder ervaring met nieuwe scheikunde. Het gaat dan bijvoorbeeld over de opvattingen van deze leraren over de noodzaak van een nieuw examenprogramma, de mate waarin zij een voorkeur hebben voor het werken volgens een concept-contextbenadering en het werken met losse modules, alsook de gepercipieerde kwaliteit van ontwikkelde modules. In dat onderzoek wordt geen onderscheid gemaakt tussen docenten die er voor gekozen om niet te participeren in nieuwe scheikunde enerzijds en docenten die die keuze niet hebben gemaakt anderzijds. Die laatste groep bestaat uit docenten die de afgelopen jaren nog in opleiding waren en/of uitsluitend werkzaam waren in onderwijstypen en leerjaren die buiten de scoop van de nieuwe scheikunde vallen (bijvoorbeeld het vmbo, mbo of de eerste twee leerjaren van havo en vwo). Ook voor startende docenten in havo en vwo vanaf klas 3 kan gelden dat zij hierin geen bewuste keuze hebben gemaakt 1

2 maar zodanig bezig waren met het organiseren van hun eigen onderwijspraktijk dat signalen over nieuwe scheikunde hen niet goed hebben bereikt. Een onderscheid tussen docenten die gekozen hebben om niet te participeren en docenten die geen keuze hebben gehad, is in het licht van de lerarenopleiding interessant. De eerstegraads lerarenopleidingen bedienen namelijk vooral studenten die tot die laatste categorie behoren. Deze studenten kunnen, wanneer zij de ontstaansgeschiedenis van nieuwe scheikunde niet goed kennen, die ontwikkeling ten onrechte gaan beschouwen als een top-down-ontwikkeling, hetgeen adoptie van de innovatie in de weg kan staan (zie bijvoorbeeld Fullan, 1991). Het is aan de lerarenopleidingen om hierop in te spelen. Onderzoeksvragen Het voorliggende paper beschrijft een praktijkonderzoek onder studenten van de M.Ed. lerarenopleiding scheikunde van Fontys Lerarenopleiding Tilburg waarin, parallel aan een vakdidactiekmodule over nieuwe scheikunde, in eerste instantie wordt verkend hoe zij context based scheikundeonderwijs in algemene zin percipiëren (1). In de onderzoeksliteratuur worden die opvattingen in veel gevallen verbonden met de verschillende curriculum emphases zoals worden onderscheiden door Roberts en Östman (1998). Daarom is ervoor gekozen om ook de opvattingen van de betrokken studenten over de wenselijkheid van de verschillende curriculum emphases na te gaan (2). Tot slot is onderzocht hoe de betrokken studenten hun opvattingen over context based chemieonderwijs in algemene zin en die over nieuwe scheikunde in het bijzonder rapporteren in essays die zij schreven als eindproduct voor de module (3). Opvattingen van scheikundedocenten over context based chemieonderwijs De laatste jaren is, parallel aan de implementatie van context based onderwijs, in toenemende mate aandacht voor opvattingen van docenten over die onderwijsveranderingen. King (2007) komt op basis van een exploratieve interviewstudie onder twaalf docenten tot drie algemene conclusies over de opvattingen van de betrokken scheikundedocenten over context based chemieonderwijs. Ten eerste constateert ze grote verschillen tussen docenten in hun visies op de aard van context based chemieonderwijs. Grofweg gaat het om overtuigingen die betrekking hebben op de plaats en functie van contexten in het onderwijs, op de doelstellingen die daarmee worden nagestreefd en op de impact van context based onderwijs op de onderwijspraktijk. Daarnaast geven docenten aan dat de scheikunde relevanter wordt voor leerlingen. Tot slot zijn de geïnterviewde docenten op weerstand gestuit bij betrokkenen (collega s, leerlingen, ouders van leerlingen) bij het introduceren van context based scheikundeonderwijs. Met name die derde conclusie, hoewel niet erg verrassend, is interessant voor het voorliggende onderzoek waarin de aandacht uitgaat naar studenten van de M.Ed.-lerarenopleiding. Zij hebben in hun onderwijscarriëre op ten minste drie manieren te maken hebben gehad met scheikundeonderwijs. Ten eerste als leerlingen in het voortgezet onderwijs, vervolgens als studenten in het hoger onderwijs en ten slotte in de rol van docent. Verondersteld dat mag worden dat hun chemiedidactische opvattingen grotendeels, en gedurende vele jaren, gevormd zijn door subject based scheikundeonderwijs. Er lijkt in 2

3 dat opzicht in dit tijdsgewricht waarin context based onderwijs zijn intrede doet, een belangrijke rol voor de lerarenopleidingen weggelegd om met studenten te reflecteren op die opvattingen en hoe die zich verhouden tot nieuwe scheikunde. Methode Het onderzoek is parallel uitgevoerd aan één van de modules vakdidactiek zoals verzorgd aan de M.Ed.- lerarenopleiding scheikunde van Fontys Lerarenopleiding Tilburg. Deze module had expliciet betrekking op het opbouwen van kennis en het aansluitend ontwikkelen van professionele opvattingen over context based chemieonderwijs en de ontstaansgeschiedenis en uitgangspunten van nieuwe scheikunde. De module bestaat uit zes bijeenkomsten van een uur en kent inhoudelijk een opbouw zoals weergegeven in Tabel 1. Tabel 1: Opzet cursus 'Vakdidactiek 2' inclusief onderzoeksactiviteiten bijeenkomst inhoud onderzoeksactiviteiten 1 De geschiedenis van het Nederlandse scheikundeonderwijs en de aanzetten voor nieuwe scheikunde 2 Concept, context en de rapporten van de commissies Van Koten 3 Kernconcepten 4 Context based chemieonderwijs in internationaal perspectief (1) 5 Curriculum emphases 6 Maatschappelijk krachtenveld rond nieuwe scheikunde Afnemen vragenlijst opvattingen scheikundedocenten over context based scheikundeonderwijs Afnemen vragenlijst curriculum emphases i.r.t. context based scheikundeonderwijs - verzamelen essays over context based scheikundeonderwijs en nieuwe scheikunde De module is gevolgd door 24 studenten. Het gaat in alle gevallen om studenten met een (bijna) afgeronde B.Ed.-lerarenopleiding maar verder betreft het een uitermate heterogene groep. Zo hebben twee studenten een Ph.D. in het scheikundedomein maar volgen vijf studenten de module als onderdeel van een minor binnen hun bachelor-lerarenopleiding en heeft bijvoorbeeld één van de studenten al een M.Ed.-lerarenopleiding natuurkunde afgerond. Ook de onderwijservaringen zijn divers, variërend van de stage-ervaringen in bachelor-lerarenopleidingen scheikunde tot een fors aantal jaar onderwijservaring. Overigens was de ervaring met nieuwe scheikunde nog zeer beperkt. Slechts vijf studenten hadden enige praktijkervaring, variërend van enkele maanden tot twee jaar. Onderzoeksgegevens zijn verzameld op drie verschillende manieren. De opvattingen van de studenten over context based chemieonderwijs zijn geïnventariseerd aan de hand van een vragenlijst bestaande 3

4 uit 14 stellingen waarbij studenten met een vijfpunts Likertschaal steeds konden aangeven in hoeverre zij zich konden vinden in een stelling. De bijbehorende gegevens zijn verzameld bij de start van de eerste bijeenkomst (zie Tabel 1). De items zijn gebaseerd op de eerder genoemde interviewstudie van Donna King (2007) waaruit categorieën naar voren kwamen die nu rechtstreeks zijn verwoord in stellingen. De tweede bijeenkomst zijn gegevens verzameld betreffende de voorkeuren van studenten voor verschillende curriculum emphases (Roberts & Östman, 1998). Daartoe is vooraf een korte vragenlijst ontwikkeld waarin studenten, analoog aan de hierboven beschreven vragenlijst, konden aangeven in hoeverre ze het eens zijn met stellingen die elk pleiten voor één van de curriculum emphases. Er zijn overigens uitgebreide (Nederlandse) vragenlijsten die tot doel hebben om na te gaan welke curriculum emphases scheikunde- of bèta-docenten prefereren (Van Driel, Bulte, & Verloop, 2008; De Putter-Smits, 2010). Om praktische redenen is ervoor gekozen om echter een beknopt instrument te ontwikkelen waar wel alle curriculum emphases apart in aan de orde komen. In de derde bijeenkomst is de eindopdracht aangekondigd. Van studenten werd verwacht dat zij een essay schreven waarin zij hun opvattingen over context based scheikundeonderwijs en nieuwe scheikunde uiteen zetten (zie Figuur 1). Toetsing en evaluatie Om vakdidactiek II succesvol te kunnen afronden, levert de student een dossier met daarin de volgende twee, voldoende uitgewerkte, producten: A. een essay van ten minste 1500 woorden waarin je, in een lopende tekst en aan de hand van ten minste één citaat uit elk van de onderstaande bronnen aangeeft wat jouw vakdidactische opvattingen zijn over nieuwe scheikunde en de concept-contextbenadering; B. een globale opzet voor een (nog niet ontwikkelde) module voor havo-4. De opzet bestaat uit een beschrijving van de context die in de module aan de orde is, een beschrijving van de concepten die in die module aan de orde zouden komen, een beschrijving van de relatie tussen die concepten en de kernconcepten (zie Commissie vernieuwing scheikunde havo en vwo, 2003) en een passende uitwerking van leerlingmateriaal van één les. Figuur 1: Toetsing van de module 'Vakdidactiek 2' Resultaten (1) Hoe percipiëren de betrokken studenten context based chemieonderwijs? Met de vragenlijst die aan het begin van de eerste bijeenkomst is afgenomen kan worden nagegaan welke opvattingen de betrokken studenten hebben over context based scheikundeonderwijs. In Tabel 2 4

5 zijn de gemiddelde scores op de verschillende items weergegeven. De bijbehorende standaarddeviaties per item variëren van sd item 7 =.67 tot sd item 3 = Tabel 2: Gemiddelde score per item op de vragenlijst m.b.t. opvattingen over context based chemieonderwijs Assertion (King, 2007) item Bij scheikundeonderwijs volgens de conceptcontextbenadering M 1. Teachers have a wide range of views about how a context-based approach to chemistry can be implemented 1. moet in het ideale geval eerst de context worden gepresenteerd waarna de concepten worden behandeld. 2. is het onverstandig om eerst de context te presenteren bij leerlingen die moeite hebben om verbanden te leggen tussen zaken die ze leren. 3. werkt het het beste als je leerlingen eerst de concepten leert en ze die vervolgens laat gebruiken in een context. 4. is het verstandig om uit te gaan van een opbouwende leerlijn van concepten en daaruit concepten te kiezen die je kunt koppelen aan een context. 5. gaat het erom dat je afwegingen maakt die passen bij jouw onderwijspraktijk en de interesses van de leerlingen. 6. wordt vooral een andere aanpak van de leraar vereist tijdens de lessen worden vooral andere toetsvormen vereist Teachers believe a context-based approach to chemistry makes chemistry more relevant 3. Teachers overcame constraints such as parent/student/teacher resistance to change to enact their beliefs for teaching with a contextbased approach 8. wordt scheikunde relevanter voor het dagelijks leven van de leerlingen. 9. wordt de interesse van leerlingen in het vak over het algemeen verhoogd. 10. is het moeilijk om leerlingen ervan te overtuigen dat het een nuttige benadering is. 11. zie ik collega s die ervoor terugdeinzen om volgens deze benadering te werken zie ik collega s enthousiaster worden om 2.9 5

6 Assertion (King, 2007) item Bij scheikundeonderwijs volgens de conceptcontextbenadering M volgens deze benadering te werken. 13. is het lastig omdat ouders over het algemeen een andere benadering verwachten. 14. is het gemakkelijker om anderen (bijv. ouders) te betrekken bij het vak (2) Welke opvattingen hebben de betrokken studenten over de wenselijkheid van de verschillende curriculum emphases? De meeste studenten zijn geen uitgesproken voorstanders van één enkele curriculum emphasis: zeven studenten geven hun hoogste score op de Likertschaal exclusief aan één emphasis. Kijkend naar de gemiddelde scores per emphasis c.q. item (zie tabel 2), scoort Solid foundation het hoogst (M = 4.0; sd =.9) en Companion meanings het laagst (M = 2.2; sd =.9) Curriculum emphasis (Roberts & Östman, 1998) item In het VO leer je scheikunde omdat M everyday coping 1. het relevant is voor je dagelijks leven 3.6 structure of subject-discipline 2. je daarmee inzicht krijgt in hoe het vak in elkaar zit 3.3 self as explainer 3. je daarmee leert om zelf scheikundige verschijnselen te verklaren 3.6 subject-discipline skill development 4. je daardoor leert hoe scheikundigen tot nieuwe ontdekkingen komen 3.1 solid foundation 5. je daardoor scheikundestof die je na het VO tegenkomt kunt begrijpen correct explanations 6. je daardoor de juiste scheikundige verklaringen voor verschijnselen kunt geven subject-discipline, technology & decisions 7. je inzicht krijgt in de beperkingen van scheikundige theorieën bij het nemen van praktische beslissingen 2.5 companion meanings 8. je daarmee ook inzicht krijgt in het perspectief dat in het scheikundeboek wordt gekozen en de beperkingen daarvan 2.2 (3) Welke opvattingen rapporteren de betrokken studenten over context based chemieonderwijs en nieuwe scheikunde in hun essays? 6

7 Uit de door de studenten geschreven essays zijn alle fragmenten geselecteerd waarin hun opvattingen over nieuwe scheikunde en context based scheikundeonderwijs werden beschreven. Studenten deden ook uitspraken over scheikundeonderwijs in het algemeen. Die zijn in dit onderzoek buiten beschouwing gelaten. Datzelfde geldt ook voor uitspraken waarvan onduidelijk was of het de mening van de student betreft of een idee dat is gelezen in een artikel. In de bespreking hier zijn steeds fragmenten gekozen die representatief zijn voor de uitspraken die studenten op een bepaald punt deden. Die uitspraken zijn geclusterd rond drie thema s: a. Uitspraken over kansen, bedenkingen en overwegingen ten aanzien van context based scheikundeonderwijs; b. Uitspraken over het ontwikkel- en implementatieproces; c. Uitspraken over de aandacht voor Nieuwe scheikunde in de lerarenopleiding. Uitspraken over kansen, bedenkingen en overwegingen ten aanzien van context based scheikundeonderwijs Hoewel twee studenten rapporteren zonder voorbehoud voorstander te zijn van nieuwe scheikunde, geven veel studenten bedenkingen aan. Die bedenkingen hebben er vaak mee te maken dat studenten wel de in het verleden geconstateerde problemen met het scheikundeonderwijs onderschrijven maar niet overtuigd zijn van de gekozen oplossingsrichting: Het is mij duidelijk dat er vernieuwing van het vak nodig was maar ik ben niet overtuigd van de vorm waarin. (respondent 1) Bij de concept-contextmethode zit nogal wat zelfstandigheid en moeten ze [leerlingen] zelf op de computer bijvoorbeeld dingen uitzoeken. Wie zegt dat ze zo gemotiveerd worden door de context dat ze met de module bezig blijven? Ik geloof daar niet in en denk dat je in zo n klas een ongelofelijke diepgang gaat verliezen. Niet elke klas is dan ook geschikt in mijn ogen. (respondent 14) Daartegenover staat dat zij wel meer mogelijkheden zien om het scheikundeonderwijs aan te laten sluiten bij de belevingswereld van hun leerlingen, hetgeen wenselijk wordt gevonden. Één student ziet bovendien meer kansen om vakken te verbinden: Het mooie aan het concept/context-model is dat je vakken met elkaar kan integreren: je kunt dezelfde contexten vanuit verschillende perspectieven c.q. vakken bekijken. (respondent 7) Naast dit soort bespiegelingen op de voor- en nadelen van context based scheikundeonderwijs, doen studenten ook uitspraken over consequenties van nieuwe scheikunde zonder daar een waardeoordeel aan te verbinden. Het gaat dan bijvoorbeeld over de gevolgen voor de toetspraktijk: Als het nieuwe programma aanvaard wordt, zal je dus een ander curriculum moeten maken met nieuwe eisen en ook een andere manier van toetsen moeten toepassen. (respondent 15) Ook voorzien studenten dat hun werk als docent zal veranderen: 7

8 Als aan alle voorwaarden voldaan wordt dan ben ik van mening dat context based leren het vak scheikunde naar een hoger niveau kan brengen, mits het op de juiste manier door de docent uitgevoerd wordt. (respondent 15) Mij lijkt de lesvorm [context based scheikundeonderwijs] een stuk zwaarder lesgeven dan de huidige manier. (respondent 14) Uitspraken over het ontwikkel- en implementatieproces Naast de overwegingen van studenten aangaande het concept van nieuwe scheikunde, doen zij ook uitspraken over het innovatieproces en de gevolgen daarvan. Het gaat dan bijvoorbeeld over het informeren en betrekken van docenten bij het proces: Ik denk dat je door planmatig te werken een goed conceptueel bouwwerk op kunt stellen dat gekoppeld kan worden aan contexten. Het beste kun je dit overlaten aan docenten, omdat zij goed weten wat belangrijk is voor de leerling om te slagen en verder te gaan in het vervolgonderwijs. [ ] Uiteindelijk is het de docent die de lessen moet geven en daarmee degene die het dichtste bij de leerling staat. (respondent 7) Twee studenten pleiten er bovendien voor om ook leerlingen actief in dat proces te betrekken: om de onderwijsvernieuwing van de scheikunde tot een succes te maken is het erg belangrijk dat er vanuit de leerling gedacht wordt. De onderwerpen zullen in overleg met de leerlingen uitgekozen moeten worden om er zeker van te zijn dat ze passen in de belevingswereld van de leerlingen. (respondent 22) Als het gaat om de inhoud van modules geven studenten aan dat het (nog) belangrijker wordt om onderwijsmaterialen regelmatig te beoordelen op actualiteit en indien nodig aan te passen: De dynamiek in de maatschappij en industrie zal sneller door moeten werken in het onderwijs (wijzigen van context en curriculum) dan tot nog toe het geval is. (respondent 9) Ook moeten de modules regelmatig geëvalueerd worden; is het onderwerp nog up-to-date voor leerlingen en is het onderwerp nog maatschappelijk relevant? (respondent 22) Individuele studenten snijden in de essays nog enkele andere onderwerpen aan als het gaat om de ontwikkeling van nieuwe scheikunde. Zo verbaast een student zich erover dat ontwikkelingen op dit terrein in verschillende landen ogenschijnlijk vrijwel los van elkaar plaatsvinden. Uitspraken over de aandacht voor Nieuwe scheikunde in de lerarenopleiding Acht studenten gaan in hun essay uitgebreid in op hetgeen de module vakdidactiek hen aan leerwinst heeft opgeleverd. In alle gevallen gaat het om een nuancering van opvattingen over de onderwijsvernieuwing: 8

9 Als iemand mij circa drie jaar geleden gevraagd had of het vak scheikunde verandering behoeft dan had ik waarschijnlijk verbaasd gereageerd en mogelijk ontkennend geantwoord. Na me verdiept te hebben in de literatuur en de colleges van vakdidactiek 2 bijgewoond te hebben ben ik er van overtuigd geraakt dat een verbetering van het vak inderdaad noodzakelijk is. (respondent 19) Ik heb nogal wat negatieve gedachten gehad over de nieuwe scheikunde die mede door het doorlezen van alle artikelen merendeels zijn weggenomen. [ ] Ik had altijd het gevoel dat de nieuwe scheikundemodulen het wel leuker maken maar niet altijd leerzamer. Toch ben ik nog steeds bang dat de juiste diepgang niet wordt bereikt. (respondent 14) Bovendien koppelen enkele studenten die reflectie aan een aanbeveling voor de lerarenopleidingen scheikunde in het algemeen: Het is verstandig dat op de docentenopleiding aandacht besteed wordt aan het leren ontwikkelen van modules voor scheikundelessen. Het schrijven en aanpassen van modules nieuwe scheikunde zou één van de basisvaardigheden voor aankomende docenten moeten zijn. Zo blijven de modules actueel [ ]. Het is cruciaal dat aankomende docenten goed voorbereid worden op het kritisch kijken naar de modules en leren hoe je nieuwe modules maakt. (respondent 22) Literatuur Bulte, A. M. W., Carelsen, F. J., Davids, W., Morélis, J., Jansen-Ligthelm, C. D., Pilot, A., Velthorst, N. H. & De Vos, W. (2000). Nieuwe scheikunde: Hoofdlijnennotitie over een voorstel tot een fundamentele herziening van het scheikundeprogramma voor de bovenbouw van havo en vwo. Commissie Vernieuwing Scheikunde Havo en Vwo (2003). Chemie tussen context en concept: ontwerpen voor vernieuwing. Enschede: Stichting Leerplanontwikkeling. De Putter-Smits, L.G.A., Taconis, R., Jochems, W.M.G., & Van Driel, J.H. (juni, 2010). De voorkeuren van docenten biologie, scheikunde en natuurkunde op het gebied van emphasis en de implicaties daarvan voor de vernieuwingen. Onderwijs Research Dagen, Enschede. Enschede: Twente School of Education. King, D.T. (2007). Teacher beliefs and constraints in implementing a context-based approach in chemistry. Teaching science: The Journal of the Australian Science Teachers Association, 53, 1, Roberts, D. & Östman, L. (Eds.)(1998). Problems of Meaning in Science Curriculum. London: Teachers College Press. Van de Sande, R.A.W. (2007). Competentiegerichtheid en scheikunde leren. Over metacognitieve opvattingen, leerresultaten en leeractiviteiten. Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven. Van der Woud, L. & Van Grinsven, V. (2010). Rapportage onderzoek nieuwe scheikunde. Utrecht: DUO Market Research. Van Driel, J., Bulte, A.M.W., & Verloop, N. (2008). The relationship between teachers' general beliefs about teaching and learning and their domain specific curricular beliefs. Learning and Instruction, 17,

10 Verkenningscommissie Scheikunde (2002). Bouwen aan Scheikunde: Blauwdruk voor een aanzet tot vernieuwing van het vak scheikunde in de Tweede Fase van havo en vwo. Enschede: Stichting Leerplanontwikkeling. 10