Verbeteren van conceptueel denken in externe leeromgevingen. Carla Geveke, Henderien Steenbeek, Jeannette Doornenbal, and Paul van Geert

Transcriptie

1 Verbeteren van conceptueel denken in externe leeromgevingen Carla Geveke, Henderien Steenbeek, Jeannette Doornenbal, and Paul van Geert

2 Inhoud Introductie: Wetenschap & Technologie (W&T) onderwijs in externe leeromgevingen Theoretisch raamwerk: implementatie, conceptueel denken (Skill Theory), ondersteuning, co-constructie, observeren van leerprocessen Onderzoeksvragen Methode: microgenetische aanpak Resultaten Conclusie Discussie

3 Inleiding W&T in externe leeromgevingen (out-of-school learning) Drie belangrijke componenten: voorbereiden, bezoek en verwerking (bijv., DeWitt & Osborne, 2007) Uit onderzoek is nog weinig bekend over het cognitieve leereffect van het leren in externe leeromgevingen Deze studie: op microgenetisch wijze onderzoeken van het cognitieve leerproces van een programma in en rondom een externe leeromgeving.

4 Mobiel planetarium

5 Theoretisch raamwerk Effect van implementaties (Durlak & DuPre, 2008) Hoe goed de componenten zijn uitgevoerd (kwaliteit); Hoeveel originele componenten zijn uitgevoerd (kwantiteit) Meten van cognitieve leerwinst: Skill Theory (Fischer & Bidell, 2006) Complexiteit van het denken: conceptueel denken (CU) versus declaratieve kennis (DK) Co-constructie: wederzijds stimulerend proces leerling leerkracht Ondersteuning (scaffolding): open leerkrachtstijl gericht op CU (Roth, 1996) Ondersteuning kan worden ontwikkeld door training Observeer het leerproces wanneer het zich voordoet (Schauble, Leinhardt, & Martin, 1997) real-time natuurlijke omgeving

6 Deze studie Doel: observeren van programma-effecten in relatie tot de ondersteuning die tijdens het programma gegeven is door educators, door verschillende vormen van programmaimplementatie te gebruiken Hypotheses 1. Conceptueel denken (CU) en het uitlokken van conceptueel denken (ECU) zijn gerelateerd 2. a) Getrainde educators gebruiken meer ECU dan niet getrainde educators; b) Leerlingen laten meer CU zien in het bijzijn van getrainde educators 3. De leerprestaties (hoeveelheid CU relatief t.o.v. DK) is gerelateerd aan de programma-implementatie

7 Methode Natuurlijke casussen: verschillend in de mate van implementatie in kwalitatief opzicht (getraind/niet getraind) en kwantitatief opzicht (compleet of niet) 4 bovenbouw klassen (leerlingen van 9-12 jaar oud), hun leerkrachten, educators van het Mobiel Planetarium Video-opnames van het bezoek en een samenvattende les (vijf weken na het bezoek): eerste 800 seconden zijn getranscribeerd en gecodeerd Codeerschema: cognitieve ontwikkeling van leerlingen (CU en DK) en ondersteuning van leerkrachten (ECU) Analyses: Loess smoothing (Simonoff, 1996); Monte Carlo permutatie test (Good, 2001)

8 Tijdpad Preparation lesson in the classroom class teacher Demonstration of a tellurium prior to the visit instructor Visit to the mobile planetarium instructor Immediate followup lesson class teacher Summary followup lesson class teacher Preparation: In the week before the visit On the day of the visit Out-of-school activity: On the day of the visit Incorporation: On the day of the visit Five weeks after the visit

9 Codeerschema leerlingen Cognitieve ontwikkeling (gebaseerd op Skill Theory) (Van der Steen, Steenbeek, Wielinski, & Van Geert, 2012) Leerlingen DK CU Beschrijving van complexiteit Representaties: feitenkennis, observaties van ongewone objecten, definities Representaties en abstracties: Nietobserveerbare objecten, ongewone (niet) observeerbare concepten, wetmatigheden Voorbeelden Dat is de Poolster (4) Er zijn net zoveel sterren als zandkorrels in de Sahara (5) Een sterrenstelsel lijkt op een spiraal omdat hij draait (4) Een sterrenstelsel is spiraalvormig vanwege de zwaartekracht in het midden, het zakt dan naar beneden. (7)

10 Codeerschema Leerkrachten Ondersteuning van educators (Openheidsschaal) (Meindertsma, van Dijk, Steenbeek, & van Geert, 2014) Educator ECU (= eliciting CU) Beschrijving van openheid Vragen die conceptueel denken uitlokken, aanmoedigingen gericht op conceptueel denken, denkpauze na een vraag gericht op conceptueel denken Voorbeelden Wat denk jij? Zal het donker of licht worden als ik de aardbol deze kant op draai? (4) Waarom zal de vorm van de maan veranderen, denk jij? (5)

11 Resultaten Hypothese 1 1. CU en ECU zijn gerelateerd ECU CU Casus 1: Optimale implementatie seconden t1 Casus 2: Intermediaire implementatie seconden t1 t2 t2 Casus 4: Marginale implementatie seconden t1 Casus 3: Intermediaire implementatie seconden t1 t2 t2

12 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0-0,5-1 4,5 3,5 2,5 1,5 0,5-1 Casus 1: Optimaal Casus 2: Intermediair Casus 4: Marginaal 3,5 4 2,5 3 1,5 2 0,5 1-0, ,5 4 2,5 3 1,5 2 0,5 1-0, Casus 3: Intermediair

13 Resultaten Hypothese 2 2a) Getrainde educators gebruiken meer ECU dan niet getrainde educators; 2b) Leerlingen laten meer CU bij getrainde educators 200 p= p=0.127 Trained Untrained 0 Evoking Conceptual Understanding Conceptual Understanding

14 Resultaten hypothese 3 De leerprestaties (hoeveelheid 11 7: CU relatief (-)14< t.o.v. 59 DK) Casus 4 p=0.000 is relateerd aan de programma-implementatie p= (Marginaal): learning 18>6: outcomes p= DK (T1-T2) =/ DK (T1-T2) CU (T1-T2) POSITIEF Intermediair effect: CU DK Semi-optimaal effect: CU > DK Semi-optimaal effect: CU < =/ DK Optimaal effect CU > =/ DK Casus 2 (Intermediair): Casus 1 (Optimaal): 29>(-)5: p=0.000 =/ CU (T1-T2) NEGATIEF Intermediair effect: =/ CU < DK Marginaal effect =/ CU DK Marginaal effect: =/ CU < =/ DK Geen effect: =/ CU > =/ DK Casus 3 (Intermediair):

15 Conclusie 1 Conceptueel denken en ondersteuning door een open leerkrachtstijl gericht op het uitlokken van conceptueel denken zijn gerelateerd. 2 Getrainde educators gebruiken vaker een open leerkrachtstijl gericht op het uitlokken van conceptueel denken, hoewel leerlingen niet meer conceptueel denken laten zien bij een getrainde educator. 3 Het cognitieve leereffect is gerelateerd aan de implementatie van het programma: voorbereiding en training van alle educators sorteert het grootste effect.

16 Discussie Is een intermediaire vorm van programma-implementatie beter dan een marginale programma-implementatie? Hoe ziet de relatie tussen het leren van leerlingen en het onderwijzen (ondersteunen) door leerkrachten er over de lange termijn uit? Praktische implicatie: training in TalentenKracht is belangrijk en moet aansluiten bij activiteiten voor- tijdens en na het bezoek aan een externe leeromgeving Hanzehogeschool: TalentenKracht zit in bachelorprogramma; Master TalentenKracht wordt gestart in september 2016 Boek over TalentenKracht i.s.m. RuG

17 Bedankt / Verder lezen: Improving Pupils Conceptual Understanding by a Connected In-school and Out-of-school Science Program: A Multiple Case Study American Journal of Educational Research