ONTWERP ONDERZOEK FORMULES OMSCHRIJVEN BIJ NATUURKUNDE IN 3 VWO Naam auteur Margriet van der Laan, Msc Vakgebied Natuurkunde Titel & onderwerp Formules omschrijven bij natuurkunde Opleiding Interfacultaire Lerarenopleidingen, Universiteit van Amsterdam Doelgroep 3 VWO Sleuteltermen Omschrijven, formules, natuurkunde, stappenplan, begripspracticum Bibliografische referentie Laan, M. van der (2015). Formules omschrijven bij natuurkunde. Amsterdam: Interfacultaire Lerarenopleidingen UvA. Studentnummer 10901310 Begeleider(s) Mariska Min-Leliveld Beoordelaars Vakdidacticus: Dhr. dr. P.H.M. Uylings, onderzoeker: mw. dr. R. (Rijkje) Dekker Datum 11 juni 2015
PAPER 3 ONDERZOEKS- INSTRUMENTEN 1. Samenvatting Paper 1 2. Onderzoeksmethode a) Inhoudsanalyse b) Learner report Bijlage 1 Onderzoeksinstrument Learner Report 1. Samenvatting Paper 1 Bij natuurkundige opgaven die leerlingen voorgeschoteld krijgen in de onderbouw wordt verondersteld dat ze een formule kunnen omschrijven (natuurkundige term). In andere woorden: men gaat ervan uit dat leerlingen bij het gebruik van een formule met 3 of 4 variabelen er één kunnen vrijmaken (wiskundige term), en op deze manier de gevraagde onbekende kunnen uitrekenen. Het omschrijven is een formulevaardigheid waar in natuurkunde schoolboeken nauwelijks of geen aandacht aan wordt besteed, maar waar een deel van de, vaak wat zwakkere, leerlingen toch moeite mee hebben. Door leerlingen in vier lessen een stappenplan aan te leren, waarbij de transfer met wiskunde duidelijk wordt, zullen mijn leerlingen in 3 VWO beter in staat zijn om opgaven waarbij naar een onbekende wordt gevraagd op te lossen (leerlinggedrag, te onderzoeken met een learner report) en dit zal ook lijden tot betere resultaten (leerlingresultaat, te onderzoeken met een inhoudsanalyse). 2. Onderzoeksmethode Onderzoeksgroep Voor de twee onderzoeksmethoden zal ik mijn 3 VWO klas (26 leerlingen) als onderzoeksgroep nemen. a) Inhoudsanalyse Bij inhoudsanalyse gaat het om het bestuderen van manifeste communicatie-inhouden, en in dit onderzoek de schriftelijke antwoorden van de door leerlingen gemaakte opgaven (W. van Kleef. UvA workshop Inhoudsanalyse, 19 februari 2015). Inhoudsanalyse is een onderzoeksmethode die systematisch, objectief en kwantificerend is, en dit is dan ook de reden dat ik voor deze methode heb gekozen. De opgestelde hypothese luidt dat leerlingen betere resultaten laten zien na het oefenen met een stappenplan dan wanneer ze dit niet doen.
Procedure Het te gebruiken schriftelijk werk van leerlingen waar ik de inhoudsanalyse op toe pas zijn de speciaal opgestelde opdrachten van de voormeting en eindmeting (zie bijlage 3, Paper 2). De voormeting zal ik doen in de les voordat de lessenserie start (21 april), de eindmeting zal ik doen aan het einde van de laatste les van de lessenserie (11 mei). Voor beide metingen hebben de leerlingen 15 minuten de tijd en de opdrachten maken ze individueel in een toetsopstelling. Data-analyse Zowel bij de voor- als eindmeting zijn twee opgaven opgenomen waarbij leerlingen daadwerkelijk een formule moeten omschrijven (voormeting opgaven 1 en 2d, eindmeting opgaven 1b en 2). De variabelen die ik wil gebruiken voor de analyse van de gegeven antwoorden zijn: 1. Geen antwoord gegeven 2. Te gebruiken formule op het blad geschreven 3. Formule juist omgeschreven 4. Berekening opgeschreven 5. Juist antwoord gegeven 6. Juiste eenheid opgeschreven 7. Aantal behaalde punten De antwoordcategorieën voor deze zes variabelen zullen opgesteld worden aan de hand van het ingeleverd werk. Een mogelijk voorbeeld: - 4a berekening niet opgeschreven - 4b berekening slordig opgeschreven - 4c berekening niet juist opgeschreven - 4d berekening juist opschreven De te onderzoeken variabelen van de overige vragen (voormeting opgaven 2a/b/c en eindmeting opgaven 1a/c/dd) zullen ook opgesteld worden aan de hand van het ingeleverd werk. Ik kan de juiste variabelen en categorieën pas goed formuleren als ik het gemaakte werk van de leerlingen heb bekeken. De verkregen data zal ik met behulp van Excel en histogrammen analyseren en vergelijken. Het succescriterium is dat leerlingen bij de eindmeting op beide formule opgaven beter scoren dan bij de voormeting. b) Learner report Een learner report is een zelfrapportage-instrument waarmee leereffecten kunnen worden achterhaald die niet of moeilijk objectief te toetsen zijn (M. van Riessen, UvA workshop Het learner report als onderzoeksinstrument, 19 februari 2015). Om dit te bereiken wordt in een learner report aan de leerlingen gevraagd om aan te geven wat zij hebben geleerd en ervaren. Hiervoor moeten ze reflecteren op de lessenserie. In mijn onderzoek wil ik een learner report gebruiken (zie bijlage 1) om te testen of leerlingen beter in staat zijn om een opgave met een formule goed op te lossen. Door met het stappenplan te oefenen hoop ik het doel te bereiken dat leerlingen meer zelfvertrouwen hebben en een beter overzicht op het moment dat ze een formule moeten hanteren. Procedure Het learner report zal door de leerlingen worden ingevuld aan het einde van de lessenserie, en wel in de les na de laatste les van de lessenserie (13 mei).
Data-analyse De antwoorden van het learner report zal ik per vraag categoriseren. Dit zal ik doen door de antwoorden in verschillende stapels die staan voor verschillende categorieën op te delen. Op deze manier kan ik een algemene uitspraak doen over de hele groep. De categorieën kan ik niet van te voren vast stellen, omdat ik niet weet wat de leerlingen zullen antwoorden. Het succescriterium is dat leerlingen het gebruik van het stappenplan als positief ervaren. Het learner report gaat niet alleen in op het gebruik van het stappenplan, maar stelt ook een vraag over het begripspracticum en het voorbeeld waarbij arbeid wordt geïntroduceerd (waarbij leerlingen naar buiten gaan). Ik heb hiervoor gekozen, omdat ik benieuwd ben of dit tot een beter begrip heeft geleid en dat dit wellicht het zelfvertrouwen van de leerlingen (ook) heeft opgekrikt.
Bijlage 1 Onderzoeksinstrument Learner Report In dit learner report wordt je gevraagd aan te geven wat je hebt geleerd tijdens de twee blokuren natuurkunde. Het eerste blokuur ging over soortelijke warmte (paragraaf 5.1) en het tweede blokuur over arbeid (paragraaf 5.2). Vul de zinnen aan die hieronder staan geschreven en zorg dat je je antwoorden niet te kort maakt. Overleg niet met je klasgenoten over wat je moet invullen, want ik ben juist benieuwd wat JIJ hebt geleerd en ervaren tijdens deze twee blokuren. 1. Ik heb geleerd hoe 2. Door het gebruiken van het stappenplan heb ik geleerd dat 3. Als ik een opgave krijg waarbij ik een formule moet gebruiken weet ik nu dat ik
4. Ik heb ontdekt dat het niet klopt dat 5. Door het begripspracticum soortelijke warmte heb ik geleerd dat 6. Door naar buiten te gaan om de fietsen te testen heb ik geleerd dat 6. Door samen te werken met klasgenoten heb ik geleerd dat ik Klaar! Dankjewel.