## Didactische verantwoording

# Hoe effectief is een practicum?

Van den Berg en Buning schreven in 1994 al in NVOX dat uit meerdere onderzoeken bleek dat bij practica practicumvaardigheden weliswaar beter worden ingeoefend, maar dat er geen beter begrip van de theorie, geen toename van onderzoeksvaardigheden en slechts een gering positief effect op de motivatie werd gemeten (Van den Berg, 1994).

Van den Berg onderscheidt in zijn artikel drie soorten practica: practica voor het inoefenen van apparatuurvaardigheden, van onderzoeksvaardigheden en voor het ontwikkelen van begripsvorming. Hij onderstreept in zijn artikel dat het belangrijk is om leerlingen die kennis maken met een practicum, niet plotseling met alle drie deze kanten van een practicum te overladen, maar eerst een vaardighedendeel aan te bieden zodat leerlingen gewend kunnen raken aan de materialen en apparatuur. Daarna kan een begrips- of onderzoekspracticum volgen. Maar, echt onderzoek is een integratie van apparatuurvaardigheden, onderzoeksvaardigheden en begripsvorming. Uiteindelijk moeten de drie soorten practicum dus geïntegreerd aan bod komen (Van den Berg, 1994). Dit is precies hoe wij ons PSE willen aanpakken. De leerlingen eerst de vaardigheden laten oefenen gevolgd door een deel begripsvorming binnen een herkenbare context, afsluitend met onderzoeksvaardigheden: Het uitvoeren van een onderzoek en het opstellen van een wetenschappelijk verslag.

# Van een gesloten naar een open practicum

Naast de drie beschreven typen practica kan de docent kiezen voor weinig of veel invloed van de leerling. Hoe open of gesloten een practicum is wordt aangegeven met vrijheidsgraden (Falk, Keuchenius & Saaltin,1974; Foeken, 2009). Hoe meer vrijheid voor de leerling, hoe hoger het aantal vrijheidsgraden. Falk, Keuchenius & Saaltink maakten in 1974 een tabel om een practicum te kunnen analyseren op het aantal vrijheidsgraden (afbeelding1).

Het is van belang het aantal vrijheidsgraden te laten aansluiten bij het niveau van de leerlingen. Onze leerlingen zitten in VWO5 en hebben al behoorlijke microbiologische kennis en vaardigheden meegekregen vanuit hun school:

Docent van De Nieuw School:

“Ik ben deze week via onderwijs op afstand begonnen met de basisprincipes van de microbiologie uit te leggen (opbouw bacteriën, virussen, archaea). Volgende week ga ik de rol van bacteriën in het milieu bespreken, daarna micro-organismen in de medische wereld.“

En:

“De meeste leerlingen zijn vrij vaardig op het gebied van onderzoek en practica. Microscopie, verdunningsreeksen, algemene technische vaardigheden, werken met een brander kunnen zij wel. Enkelen hebben al eerder voor NLT kweekjes van bacteriën gemaakt.”

Op basis hiervan hebben wij de keuze gemaakt om de leerlingen veel invloed te geven in het practicum. Leggen wij ons practicum naast de tabel van Falk, Keuchenius & Saaltink (afbeelding 1) dan heeft ons practicum 4 tot 5 vrijheidsgraden, per onderdeel aangegeven met de rode cirkels.

Afbeelding 1: Tabel voor analyse vrijheidsgraden

# Taxonomie van Fink

Het hanteren van deze taxonomie van Fink kan bij het ontwerpen van een practicum helpen om de leeropbrengst van practica te vergroten.

Fink ontwikkelde een taxonomie die docenten helpt effectieve doelen voor de leeropbrengsten te formuleren. Fink baseerde de taxonomie niet op wat docenten de leerlingen willen bijbrengen, hij vroeg juist de leerlingen om aan te geven wanneer zij betekenisvol leren. Vragen die daarvoor aan hen werden gesteld waren, vrij vertaald, de volgende: “Heb je ooit een les gehad waarin je iets leerde dat de kracht had om jouw manier van leven te veranderen vanaf dat moment?” En: “Kun je aangeven wat je in die les leerde dat deze mogelijkheid had om jouw manier van leven te veranderen?” Het gaat Fink dus om “teaching practices” te achterhalen die invloed hebben tot in het persoonlijke leven van de leerling, dan is de leerling namelijk bezig geweest met betekenisvol leren (Fink, 2016).

De verschillende aspecten in het model van Fink, zie afbeelding 2, waarbinnen deze ‘teaching practices’ vallen, hebben een versterkend effect op elkaar. Het begrijpen en onthouden (Educational Knowledge) helpt om deze kennis te kunnen gebruiken (Application) wat weer helpt om het geleerde te koppelen aan andere onderwerpen (Integration). De volgende stap kan zijn om een link te maken naar wat het geleerde voor jou persoonlijk of je omgeving voor implicaties kan hebben (Human Dimension), het voelen van betrokkenheid bij en passie voor het onderwerp (Caring) en uiteindelijk hoe je als leerling inzicht kunt krijgen in hoe je leert en hoe je dat zelfstandig kunt voortzetten, meta-cognitie (Learning how to Learn) (Fink, 2016).

Afbeelding 2: De taxonomie van Fink

# Taxonomie van Fink in het PSE

Wij hebben bij het ontwerpen van ons practicum een realistische handelingspraktijk aan willen bieden aan de leerlingen. We spreken hiermee Finks domeinen Human Dimension en Caring aan. De leerlingen gaan als onderzoekers binnen de microbiologie uitzoeken of een vijver geschikt is voor recreanten om in te kunnen zwemmen. De hete zomers vragen steeds vaker afkoeling door middel van zwemmen in open water en leerlingen zullen een situatie met blauwalg of andere (potentieel) gevaarlijke micro-organismen herkennen uit de berichtgeving van de media. Leerlingen leggen een link met wat dit onderzoek met henzelf en hun omgeving te maken heeft en raken zo hopelijk betrokken omdat ze zich het belang van hun onderzoek kunnen voorstellen: Voorkomen dat er mensen ziek worden. Deze persoonlijke betrokkenheid werkt volgens Fink versterkend op de andere domeinen, dus de leerlingen zullen de inhoud hierdoor beter kunnen begrijpen, onthouden en toepassen.

# Curriculum.nu

Curriculum.nu is een collectief dat landelijke doelen opstelt voor de vernieuwing van het onderwijs in de bovenbouw van het basisonderwijs en de onderbouw van het voortgezet onderwijs. Curriculum.nu dringt er bij de minister op aan dat er ook een curriculumherziening komt voor het bovenbouw onderwijs.

Curriculum.nu heeft voor het domein Mens en Natuur gekozen voor het opdelen in ‘Grote Opdrachten’ van het curriculum. De derde ‘Grote Opdracht’ beslaat ‘Werkwijzen’ en beschrijft de belangrijkste praktijken die beroepsbeoefenaars uit het leergebied Mens & Natuur toepassen bij hun werk, de zogenoemde bouwstenen. Dat zijn onderzoeken, ontwerpen, modelontwikkeling en -gebruik en praktisch handelen. (Curriculum.nu, 2019).

# Curriculum.nu in het PSE

Ons practicum past heel duidelijk binnen de bouwstenen onderzoeken en praktisch handelen. In onderstaande tabel staan de doelen weergegeven die Curriculum.nu heeft opgesteld bij deze twee bouwstenen (Curriculum.nu, 2019). De groen weergegeven doelen komen expliciet aan bod in het door ons ontworpen PSE.

Doelen van Curriculum.nu voor Onderzoeken: | Doelen van Curriculum.nu voor Praktisch handelen:
Leerlingen leren: | Leerlingen leren:
• zich, bij de voorbereiding van een eigen onderzoek, te verdiepen in een natuurwetenschappelijk onderwerp met behulp van bronnen, een onderzoeksvraag op te stellen, deze zo nodig aan te scherpen en indien van toepassing een verwachting te formuleren. | • instrumenten, apparaten, (elektrische) gereedschappen en/of materialen te gebruiken volgens een zelf opgezette werkwijze.
• kiezen voor een bij de onderzoeksvraag passend type onderzoek en passende onderzoeksmethode. | • keuzes maken voor het doelmatig, veilig en duurzaam gebruik van instrumenten, apparaten, (elektrische) gereedschappen, stoffen en materialen.
• gegevens te verzamelen en deze te analyseren. | • bij het gebruik van instrumenten, apparaten en gereedschappen rekening te houden met het effect op de omgeving (te denken valt aan het effect van loodoplossingen op waterkwaliteit of een pneumatische hamer op geluidsoverlast). (maken, bouwen, installeren)
• te kiezen voor een passende manier van weergave van onderzoeksgegevens, betrouwbare conclusies te trekken en deze te relateren aan de onderzoeksvraag, met gebruik van vaktaal, zowel mondeling als schriftelijk. | • simpele technische systemen op te bouwen, te installeren, te onderhouden en te repareren (te denken valt aan een eenvoudige schakeling opbouwen met pneumatische componenten of een lek vinden en verhelpen in een simpel buizenstelsel).
• eigen onderzoek kritisch te evalueren, met anderen te delen, erover te discussiëren en op nauwkeurigheid en betrouwbaarheid te beoordelen. | • installeren en gebruiken van eenvoudige randapparatuur en software om een computer te gebruiken bij onderzoeken, ontwerpen en modellen maken (te denken aan een (lego)robot in elkaar zetten, aansluiten, opladen en installeren).
• nieuwe onderzoeksvragen op te stellen die voortkomen uit onderzoek. | • werken met recepten, handleidingen en technische tekeningen. (nauwkeurig meten en observeren)
• onderzoek door anderen te gebruiken voor het opstellen van een eigen onderzoek. | • objectieve meetmethodes te kiezen, fouten op te sporen bij metingen en vaktaal te gebruiken bij het verwoorden hiervan.
• bij de oriëntatie op een eigen onderzoeksonderwerp te zoeken naar betrouwbare bronnen over het kennisgebied. |
• conclusies uit eigen onderzoek te vergelijken met bestaande kennis te duiden. |

# Het voorbereiden van het practicum

Belangrijk is dat leerlingen zich goed voorbereiden op een practicum en dat er inhoudelijke discussie plaatsvindt voor- en achteraf (Sande, 2016). De leeropbrengst kan namelijk worden vergroot als de leerlingen vooraf wordt geactiveerd. De leerling zijn verwachtingen van het experiment te laten verwoorden, heeft daarin een belangrijke rol (Koops, datum onbekend). Bij ons PSE krijgen de leerlingen een opdracht toegestuurd waarbij ze zich vooraf verdiepen in de theorie en ook worden zij aangezet tot nadenken over de mogelijke uitkomsten van het onderzoek. Zo komen zij met geactiveerde kennis bij het practicum aan.

#