P ROBLEEMSTELLING EN CENTRALE ONDERZOEKSVRAAG

In de genoemde discussie blijven leerpsychologische inzichten over verschillen tussen leerlingen in de wijze waarop zij (scheikunde) leren, onderbelicht. De problemen die in het huidige scheikundeonderwijs worden gesignaleerd, kunnen echter ook vanuit een dergelijke invalshoek worden geanalyseerd. Voorbeelden van problemen zoals die vanuit dit perspectief worden gezien, zijn de door scheikundedocenten waargenomen gebrekkige motivatie van veel leerlingen om scheikunde te leren, de veelal ontbrekende betrokkenheid van leerlingen bij scheikunde als schoolvak en de ervaren moeilijkheid van het vak. Ook het veelal centraal geachte probleem van de overladenheid van het scheikundeprogramma in de tweede fase kan vanuit dit leerpsychologische perspectief worden benaderd. In plaats van de nadruk die wel wordt gelegd op de vraag welke leerinhouden aan bod dienen te komen, richt dit perspectief zich op de gevolgen die een overladen en dientengevolge noodzakelijkerwijs oppervlakkig scheikundeprogramma heeft voor de

leerbaarheid van dat programma voor veel leerlingen en de aard van de kennis die zij verwerven. Er wordt dan bijvoorbeeld een groot beroep gedaan op het vermogen van leerlingen om een rode draad te ontdekken in het programma waarmee zij worden geconfronteerd. De kans dat zij een weinig toegankelijke en slecht georganiseerde kennisbasis opbouwen, is groot (National Research Council, 2000, p. 24).

De invoering van de vernieuwde tweede fase voor havo en vwo is indertijd niet aangegrepen om een nieuw scheikundeprogramma te ontwikkelen. Nu het scheikundeprogramma aan een herziening toe is, doen zich nieuwe kansen voor een leeromgeving te ontwerpen die leerlingen onder meer helpt op een meer betekenisvolle manier om te gaan met het

scheikundeprogramma. Bij dit herontwerp van het scheikundeprogramma kan gebruik worden gemaakt van moderne constructivistische ideeën over onderwijs en leren.

De eerder genoemde discussie over de vorm en inhoud van het

scheikundeonderwijs heeft een vervolg gekregen in het werk en de rapporten van de Verkenningscommissie Scheikunde (2002) en de daaruit

voortgekomen Commissie Vernieuwing Scheikunde Havo en Vwo (2003). In het eerstgenoemde rapport wordt het volgende gesignaleerd

(Verkenningscommissie Scheikunde, 2002, p. 8; zie ook Stocklmayer &

Gilbert, 2002; Gilbert, 2006; Pilot & Bulte, 2006):

Leerlingen vinden het huidige programma te moeilijk, te abstract, te vol losse feiten, teveel gegoochel met formules, en onsamenhangend. Ze zien geen relatie met de andere natuurwetenschappelijke vakken en nog minder verband tussen wat ze op school over scheikunde leren en de scheikundige werkelijkheid om hen heen

In deze en de daaropvolgende notitie van de Commissie Vernieuwing Scheikunde Havo en Vwo wordt onder meer geadviseerd “de nadruk te leggen op het leren begrijpen van de chemie achter producten en processen”

(Commissie Vernieuwing Scheikunde Havo en Vwo, 2003, p. 2).

We gaan er vanuit dat voorafgaand aan de ontwikkeling van een nieuw scheikundecurriculum voor havo en vwo in kaart moet worden gebracht aan welke criteria dat programma moet voldoen opdat leerlingen de scheikundige leerinhouden beter gaan leren en begrijpen. Daarbij is het van belang om rekening te houden met (verschillen in) de wijze waarop leerlingen

scheikunde leren. In algemene zin zijn constructivistische leertheorieën bij uitstek bruikbaar om criteria te formuleren waaraan een nieuw

scheikundeprogramma vanuit het perspectief van leerlingen dient te voldoen.

Dergelijke vereisten zijn bijvoorbeeld terug te vinden in de theorievorming over ‘betekenisvol leren’ (‘meaningful learning’). Novak (1998, p. 19) noemt in dat kader de volgende drie belangrijke aandachtspunten:

1. De te verwerven kennis moet niet op zichzelf staan en moet georganiseerd zijn rond centrale begrippen en stellingen.

2. Leerlingen dienen relevante voorkennis te hebben met betrekking tot de te verwerven kennis.

3. De leerling moet er voor kiezen om betekenisvol te leren.

Wil er volgens Novak sprake zijn van betekenisvol leren dan is er dus één belangrijke eis aan de inrichting van de leeromgeving (1) en zijn er twee vereisten waaraan leerlingen dienen te voldoen (2 en 3). Uit de voorwaarden die Novak stelt aan leerling en leeromgeving concluderen we dat betekenisvol leren een kwaliteit is die in belangrijke mate ook toegeschreven moet worden aan de leerling, waarbij met name de aard en de kwaliteit van de door de leerling ontplooide leeractiviteiten in het geding is.

De voorkennis van leerlingen (het tweede aandachtspunt) moet naar onze mening overigens breed gezien worden. Niet alleen de vakinhoudelijke voorkennis moet hieronder worden verstaan. Ook opvattingen en ideeën die leerlingen hebben, bijvoorbeeld over wat voor vak scheikunde is, waar scheikunde over gaat en hoe scheikunde (het best) geleerd kan worden, rekenen we tot de voorkennis van leerlingen. We gaan er dus van uit dat ook niet-vakinhoudelijke voorkennis die leerlingen hebben van scheikunde in belangrijke mate bepalend is voor de wijze waarop zij met scheikunde als schoolvak omgaan.

Uit het derde aandachtspunt van Novak kan bovendien worden afgeleid dat het van belang is dat leerlingen (intrinsiek) gemotiveerd zijn om scheikunde te begrijpen. Daarmee is een belangrijke positie ingeruimd voor de doelen die leerlingen zich stellen bij het schoolvak scheikunde.

De hierboven genoemde ‘niet-vakinhoudelijke voorkennis’ en motivationele oriëntatie scharen we onder de noemer van metacognitieve opvattingen. In deze dissertatie wordt onderzoek gepresenteerd naar de invloed van

metacognitieve opvattingen van leerlingen op hun leerprocessen in het kader van scheikundeonderwijs. We zijn meer specifiek geïnteresseerd in de

epistemologische opvattingen, leerconcepties en doeloriëntaties van deze leerlingen. Het betreft opvattingen die, zo veronderstellen wij, een bijdrage leveren aan de manier waarop leerlingen het schoolvak scheikunde benaderen en die daardoor bovendien invloed hebben op de leerresultaten van die leerlingen. Onder leerconcepties verstaan we opvattingen die leerlingen hebben over de manier waarop scheikunde geleerd kan of moet worden.

Epistemologische opvattingen (of kennisopvattingen) verwijzen naar ideeën van leerlingen over de aard van scheikundige kennis. Doeloriëntaties hebben betrekking op opvattingen van leerlingen over de doelen die zij moeten bereiken bij het volgen van scheikundeonderwijs.

Uitgaande van de hierboven beschreven problematiek is gekozen voor de volgende centrale onderzoeksvraag, die daarmee de grondslag vormt voor het onderzoek dat in deze dissertatie wordt gepresenteerd:

Welke invloed hebben metacognitieve opvattingen van leerlingen betreffende scheikunde en het leren van scheikunde op de leeractiviteiten van deze leerlingen en op de leerresultaten die daarvan het gevolg zijn?

Wat betreft de leerresultaten zijn we vooral geïnteresseerd in bepaalde aspecten van de ‘chemische competenties’ die leerlingen ontwikkelen.

Hoewel het begrip ‘competentie’ veelal wordt gebruikt in situaties waarin het functioneren in een beroepspraktijk centraal staat, vatten we een competentie hier op als een “persoonlijke bekwaamheid tot handelen en leren” (Kessels, 1996; Van der Sanden, 2001) in een bepaald domein. We veronderstellen dus dat leerlingen als meer of minder competent kunnen worden beschouwd in (het leren binnen) het domein van de chemie zonder dat daarvoor een beroepssituatie als referentiekader wordt gehanteerd. Daarbij dient wel te worden opgemerkt dat, hoewel competentiegericht onderwijs de laatste jaren met name in het beroepsonderwijs erg aan populariteit heeft gewonnen (zie bijvoorbeeld Onstenk, 1997; Klarus, 1998; Van der Sanden, Streumer,

Doornekamp, & Teurlings, 2001; Teune, 2004), deze innovatie nauwelijks in het havo en vwo is doorgedrongen (Van Merriënboer, Van der Klink en Hendriks, 2002). In het hier gerapporteerde onderzoek is ervoor gekozen om twee door ons centraal geachte aspecten van chemische competenties te betrekken in het onderzoek: het ‘micro-macro denken’ en het ‘vakbeeld’.

Met micro-macro denken wordt het vermogen bedoeld om enerzijds scheikundige verschijnselen te beschrijven aan de hand van

submicroscopische deeltjes en om anderzijds aan de hand van (veranderingen in) de structuur van deze deeltjes uitspraken te doen over scheikundige verschijnselen. In verschillende publicaties wordt dit vermogen omschreven als ‘heen-en-weer denken’. In deze dissertatie gebruiken we beide termen. De Commissie Vernieuwing Scheikunde Havo en Vwo (2003) heeft het in dit

verband bovendien over het “micro/macro concept” (p. 22). Het

micro/macro concept wordt door deze commissie genoemd als één van twee centrale concepten in een toekomstig scheikundeprogramma voor havo en vwo.

Een ‘vakbeeld’ heeft betrekking op de opvattingen van leerlingen over de aard van het vakgebied scheikunde. Leerlingen ontwikkelen, mede als gevolg van scheikundeonderwijs, naast vakinhoudelijke competenties ook een beeld van waar scheikunde over gaat: welke begrippen en vaardigheden ertoe behoren en waar de grenzen van het domein liggen.