Het effect van
realistische contexten op
het denken in
evolutionaire tijd
Door Gavin Jansen
11853395
Biologie
20 juni 2019
Een effectenonderzoek
Werkplekbegeleider
ir. R.C. van der Kolk
Vakdidacticus
drs. E.A.M. Goossen
Tweede beoordelaar
dr. E. Joling
Interfacultaire Lerarenopleidingen
Jansen, G. (2019). Het effect van realistische contexten op het
denken in evolutionaire tijd. Amsterdam: Interfacultaire
Abstract
De evolutie is relatief nieuw in het curriculum van biologie. Het is daarom dat er nog relatief weinig materiaal beschikbaar is dat te gebruiken is in lessen. Een van de problemen bij evolutie is het incorrect kunnen redeneren in evolutionaire tijd. Dit is te concluderen uit het feit dat leerlingen evolutie vaak beredeneren dat een individu evolueert of dat evolutie een doel voor ogen heeft. De vraag die hier onderzocht gaat worden is: Hoe kan ik leerlingen ondersteunen bij het denken in evolutionaire tijd? Bij dit ontwerp verwacht ik dat het gebruik van realistische contexten, waarin tijd expliciet een rol speelt, dat leerlingen vaker en correcter in evolutionaire tijd redeneren bij toetsopgaven. Om hier voor te zorgen moeten er realistische contexten worden gebruikt. Daarnaast is het aanbieden van games om een abstract concept beeldend te maken bevorderend voor de begripsvorming. Hierbij zal vaak heen-en-weer bewogen moeten worden tussen de verschillende organisatieniveaus. Uiteindelijk zullen de realistische contexten gedecontextualiseerd moeten worden. De lessenserie die is ontworpen bevat al deze elementen. In de eerste les gaan leerlingen aan de slag met het simulatiespel “Waar is mijn nootje?”. In de tweede les gaan leerlingen aan de slag met een realistische context over soortvorming. In de derde les gaan leerlingen aan de slag met de Wet van Hardy-Weinberg, welke een brug vormt naar genetic drift, waar ik vervolgens filmpjes van laat zien om het proces uit te leggen. In de vierde les zullen alle aangeleerde begrippen door leerlingen omschreven moeten worden met het spel “30 seconds”. In de vijfde les zal getoetst worden in een SO, waarbij twee vragen zullen dienen als meting voor het vaker en correcter hanteren van redeneringen met betrekking tot denken in evolutionaire tijd. Deze vragen ondergaan een inhoudsanalyse, waarbij gescoord is op correcte, deels correcte en incorrecte antwoorden. Bij deels correcte antwoorden wordt in de evolutionaire tijd geredeneerd, maar mist het antwoord nog stappen die het een correct antwoord maken. Bij een vraag over natuurlijke selectie daalde de incorrecte antwoorden met bijna 30 procentpunt, terwijl het aantal correct en deels correcte antwoorden met respectievelijk 3,7 en 26,4 procentpunt steeg. Bij een vraag over genetic drift daalde de incorrecte antwoorden met 52,6 procentpunt, terwijl het aantal correcte en deels correcte antwoorden met respectievelijk 26,3 en 26,3 procentpunt. Heruit is te concluderen dat het gebruik van realistische contexten bijdraagt aan het redeneren met betrekking tot evolutionaire tijd bij toetsvragen. Echter, moeten deze resultaten met zorg geïnterpreteerd worden. Het is namelijk raadzaam verder onderzoek te doen, waarbij meer leerlingen worden onderworpen aan het onderzoek.
Inhoudsopgave
Ontwerpvraagstuk...3 Theoretische Verkenning...3 Probleemstelling...3 Oplossingsstrategieën...4 Empirische verkenning...5 Opzet...5 Resultaten...5 Ontwerphypothese...7 Ontwerpregels...8Onderzoeksplan met de twee effectmetingen...8
Beschrijving en onderbouwing van het ontwerp...9
Uitvoering van de ontwerplessen...11
Resultaten...12
Uitvoering van de effectmetingen...12
Uitkomsten...13
Conclusie...15
Discussie...16
Analytische terugblik...17
Literatuurlijst...18
Appendix A: Google Formulier Empirische Verkenning...19
Appendix B: Antwoorden van Leerlingen...20
Appendix C: Ingevulde MDA-formulieren Lessenserie...26
Appendix D: Instrumenten voor de Effectmetingen...35
Appendix E: “Waar is mijn nootje?”...35
Appendix F: Soortvorming bij Tanganyikameer Cichliden...38
Appendix G: Wet van Hardy-Weinberg...42
Appendix H: 30 Seconds Evolutie...44
Appendix I: Voormeting Mini-Context...46
Appendix J: Nameting Schriftelijke Overhoring...46
Ontwerpvraagstuk
De evolutie is naar mijn mening het meest interessante onderdeel binnen de biologie. Het is dan ook mijn wens voor dit onderwerp een lessenserie te ontwerpen. Een moeilijk aspect binnen de evolutie is het kunnen redeneren en denken in evolutionaire tijd. Ik wil de mogelijkheid verkennen of ik deze vaardigheid de leerlingen aan kan leren, door gebruik te maken van een evolutionair spel en realistische contexten. Omdat evolutie recentelijk is toegevoegd aan het examenprogramma, is er nog relatief weinig materiaal beschikbaar om evolutie mee te onderwijzen. Het is daarom leuk en van belang om mijn educatief ontwerp over de evolutie te laten gaan.
Theoretische Verkenning
Probleemstelling
Leerlingen hebben voordat ze bij biologie beginnen aan evolutie al een bepaald beeld. Dit beeld kan foutief zijn en bevat vaak intuïtieve ideeën (Cooper, 2017). Een voorbeeld hiervan is dat leerlingen denken dat evolutie een doel heeft of dat natuurlijke selectie op het individu werkt, terwijl dit op populatieniveau is. In het dagelijks leven zien leerlingen dan ook dat individuen zich aanpassen aan hun omgeving (Janssen, 2006). Dit aanpassen is echter niet het gevolg van directe evolutionaire processen, maar een consequentie van de rekbaarheid van eigenschappen van individuen. De tijdschaal waarop evolutie werkt wordt dus intuïtief verkeerd geïnterpreteerd. Bij de beeldvorming van evolutie kunnen dus misconcepten ontstaan. Yates & Marek (2014) hebben geconstateerd dat evolutie veelal inadequaat wordt onderwezen. Evolutionaire concepten waarbij misconcepten kunnen ontstaan zijn natuurlijke selectie, genetische drift, founder effect en bottleneck effect. Natuurlijke selectie is niet de drijvende kracht, maar de consequentie van de interactie tussen individuen in een populatie met hun omgeving (Cooper, 2017). Daarnaast wordt genetische drift vaak verkeerd geïnterpreteerd. Dit wordt veelal verward met het founder effect en bottleneck effect (Andrews et al., 2012). Het is daarom van groot belang deze begrippen correct te presenteren voor een correcte begripsvorming. Daarnaast worden veel gebruikte begrippen in de evolutie ook gebruikt in de dagelijkse taal. Voorbeelden van zulke begrippen zijn adaptatie, selectie en soort. Hier kan verwarring optreden omdat de biologische betekenis van deze begrippen iets afwijken van de alledaagse betekenis. Leerlingen hebben van een aantal van deze begrippen al wel een idee wat het betekent (Syllabus Biologie, 2017, F2.2 t/m F2.4). Het werkingsmechanisme van de evolutie speelt zich af op een enorm grote tijdschaal. De begrippen en concepten die onderwezen dienen te worden zijn complex en in het dagelijkse leven niet te observeren. Het is daarom belangrijk leerlingen correcte evolutionaire begripsvorming bij te brengen en ze te laten redeneren in de juiste tijdschaal.
Oplossingsstrategieën
Het probleem bij evolutie dat ik aan wil pakken is het foutief evolutionair redeneren. Leerlingen nemen intuïtieve ideeën met zich mee voor aanvang van de biologieles. Zij denken dat evolutie een doel heeft en dat individuen evolueren, omdat zij zien dat individuen zich kunnen aanpassen. Dit is samen te vatten dat leerlingen de tijdschaal waarop evolutie werkt onderschatten. Evolutie werkt namelijk op populaties en duurt vele generaties. De centrale vraag waar ik me op wil richten is: Hoe kan ik leerlingen ondersteunen bij het denken in evolutionaire tijd?
Het denken in evolutionaire tijd hangt nauw samen met de te leren concepten binnen het curriculum. Deze zijn natuurlijke selectie en genetische drift. Een manier om abstracte en complexe concepten uit te leggen is door het gebruik van realistische contexten (Gilbert, 2016). Zo draagt het beeldend maken van een concept bij aan de ervaring van het te leren concept, wat weer zorgt voor een betere begripsvorming (Niebert & Gropengiesser, 2015). Dorion (2009) beargumenteerd dat het beeldend maken van niet-visuele concepten het cognitief leren bevorderd. Aangezien de evolutie over enorme tijdschalen werkt, zijn de concepten die hier onderwezen moeten worden uitermate geschikt om ze beeldend te maken. Aan de andere kant heeft Dorion (2009) zijn conclusie gebaseerd op het introduceren van drama of toneel in de klas. Een andere manier om abstracte processen of concepten zichtbaar of beeldend te maken is door games te gebruiken. Deze dragen bij aan het correct laten verlopen van begripsvorming (Koops, 2016, p. 46-47). Criteria is wel dat de game het te leren concept moet simuleren. Echter, veel spellen zijn te specifiek (Luttikhuizen, 2018) of maken gebruik van computer simulatiemodellen die moeilijk te gebruiken zijn (Bromham & Oprandi, 2010; Zurita, 2016). Het is namelijk noodzaak om het spel te koppelen aan de begrippen die in de les worden aangeleerd (Koops, 2016), dus welke in relatie staan met de eindtermen uit de Syllabus. Een geschikt spel dat het effect van natuurlijke selectie simuleert heet “Waar is mijn nootje?”. Hiervan is de complete uitleg te lezen in Appendix E. Daarnaast is het toepasselijk om realistische contextrijke voorbeelden te gebruiken om abstracte concepten uit te leggen. Contexten dragen bij aan een goede begripsvorming wanneer de processen die uitgelegd moeten worden abstract en complex zijn (Gilbert, 2016). In die contexten is het ook goed regelmatig te wisselen tussen verschillende organisatieniveaus (Knippels, 2002). De evolutie vindt plaats op celniveau, organismaal niveau en populatieniveau. Veel begrippen uit de evolutie omschrijven complexe processen die door middel van contexten uitgelegd kunnen worden, bijvoorbeeld in de vorm van een spel. Om de aangereikte contexten te decontextualiseren kan er een spel ingezet worden die leerlingen moeten helpen de verschillende begrippen en concepten uit te leggen zonder context. Uiteindelijk moeten leerlingen weten wat de verschillende concepten die aangeleerd dienen te worden betekenen.
Concluderend zullen realistische contextrijke voorbeelden bijdragen aan de begripsvorming van moeilijke abstracte processen en concepten. Hierin is het noodzaak te wisselen tussen de verschillende organisatieniveaus waar evolutie mee te maken heeft. Uiteindelijk zullen de aangeleerde concepten in de vorm van contexten gedecontextualiseerd moeten worden. Leerlingen moeten de verschillende concepten ook in eigen woorden uit kunnen leggen. Dit tezamen vormt een goede basis om leerlingen correcter en vaker te laten redeneren met betrekking tot evolutionaire tijd.
Empirische verkenning
Opzet
Leerlingen die in de vierde klas zitten krijgen het thema Evolutie onderwezen. Ik geef les aan twee 4VWO klassen, waar ik uit beide klassen de leerlingen een Google Formulier heb laten invullen. Deze verkenning is puur om beknopt te achterhalen wat leerlingen al weten over evolutie. Hier wordt gevraagd naar twee belangrijke concepten binnen de evolutie, namelijk natuurlijke selectie en genetische drift. De volgende vragen zijn gesteld en zijn terug te vinden in Appendix A:
1. Wat is evolutie? Geeft een korte omschrijving, ook als je het net precies weet. 2. Denk je dat de evolutietheorie waar is?
3. Weet je wat natuurlijke selectie is?
4. Omschrijf met eigen woorden wat jij denkt dat natuurlijke selectie is. 5. Weet je wat genetische drift is?
6. Omschrijf met eigen woorden wat jij denkt dat genetische drift is.
Uit deze vragen kunnen meerdere dingen duidelijk worden. Ten eerste wordt er een algemeen beeld geschept van hoe de leerlingen tegen het concept ‘de evolutietheorie’ aan kijken. Ten tweede worden twee belangrijke begrippen uit de evolutie gevraagd of ze weten wat het betekent. Dit is een meerkeuzevraag. Ten derde wordt gekeken of het beeld dat leerlingen hebben bij evolutie, natuurlijke selectie en genetische drift klopt met wat het daadwerkelijk betekent.
Resultaten
Hier volgt een verslag van de resultaten uit de empirische verkenning. Een volledig overzicht met alle gegeven antwoorden van alle leerlingen is te vinden in Appendix B. Kort samengevat is in de empirische verkenning duidelijk geworden dat leerlingen eigen intuïtieve ideeën en preconcepten met zich mee nemen voordat er begonnen is aan het thema. Dit is ook wat Cooper (2016) veronderstelt. Hieronder is per vraag uiteengezet wat voor antwoorden de leerlingen gegeven hebben.
Wat is evolutie? Geef een korte omschrijving, ook als je het niet precies weet.
Hier worden uiteenlopende antwoorden gegeven. Een voorbeeld van een correct antwoord is dat organismen afhankelijk van zijn omgeving veranderen in de loop der tijd. Van de 39 leerlingen hebben 11 een antwoord gegeven dat heel dicht in de buurt komt bij wat evolutie is, 12 hebben een antwoord gegeven dat maar deels klopt en 6 leerlingen hebben een antwoord gegeven dat niet strookt met de werkelijkheid. Leerlingen weiden evolutie toe aan verschillende organismen. Organismen worden het vaakst genoemd (14x), daarna soort (9x), dieren (8x), mensen (3x), planten (2x) en individuen (1x). De overige leerlingen nemen geen levende wezens in hun beschrijving van wat evolutie is. Hier wordt duidelijk dat leerlingen vaker geneigd zijn evolutionair te denken vanuit individueel perspectief. Een organisme verandert namelijk niet, het zijn soorten die veranderen. Het komt ook vaak voor dat de tijd die evolutie in beslag neemt in de verkeerde ordergrootte valt. Leerlingen denken dat een individu evolueert, dus op korte termijn, terwijl populaties of soorten evolueren. Daarnaast komt naar voren dat sommige leerlingen denken dat evolutie een doel heeft. Een voorbeeld van een antwoord dat gegeven wordt is: “Het is een proces waardoor organismen veranderen en zo slimmer worden”.
Denk je dat de evolutietheorie waar is? Van de 39 leerlingen zeggen:
36 ‘ja’, 1 ‘misschien’, 2 ‘nee’.
Correcter zou zijn als ik hierbij ook had gevraagd wáárom leerlingen denken dat de evolutietheorie waar is. Helaas heb ik deze vragenlijst al voor de meivakantie aan de leerlingen voorgelegd.
Weet je wat natuurlijke selectie is? Van de 39 leerlingen zeggen:
28 ‘ja’,
10 ‘ja, maar kan het niet uitleggen’, 1 ‘nee, maar wel eens van gehoord’. Wat denk je dat natuurlijke selectie is?
Natuurlijke selectie is het proces waarbij de best aangepaste organismen onder bepaalde omstandigheden de grootste kans hebben de meeste nakomelingen te produceren. Van de 39
leerlingen hebben 6 leerlingen een omschrijving gegeven die het dichts in de buurt komt van de definitie, 18 leerlingen hebben een omschrijving gegeven die deels klopt, en 15 leerlingen hebben een omschrijving gegeven die niet klopt. Dit is uiteraard frappant, aangezien 28 leerlingen overtuigd waren dat ze wisten wat natuurlijke selectie is. Een antwoord is goed als leerlingen zeggen dat (1) de best aangepasten in een omgeving overleven of een hogere kans hebben om te overleven en als (2) ze dit doorgeven aan het nageslacht of meer nakomelingen krijgen. Sommige leerlingen vertalen ‘survival of the fittest’ naar dat de sterkste overleven. Daarnaast wordt er ook gezegd dat de besten overleven. Hier is het goede antwoord dat de best aangepaste individuen de grootste kans hebben te overleven. Hieruit volgt dat de best aangepaste individuen de grootste kans hebben om de meeste nakomelingen te produceren. Deze stap wordt door leerlingen nauwelijks gemaakt. Een leerling heeft ook gezegd dat “de beste eigenschappen doorgegeven worden”. In de praktijk zijn het niet alleen de beste eigenschappen die doorgegeven worden. Nog een unieke vertaling is “dat je partners kiest op bepaalde eigenschappen”, wat eigenlijk seksuele selectie is. Dit kan uiteraard worden beschouwd als een onderdeel van natuurlijke selectie, maar wordt in het wetenschappelijk onderwijs vaak als apart onderdeel behandeld. Uit deze vraag wordt duidelijk dat er al misconcepten bestaan omtrent ‘natuurlijke selectie’.
Weet je wat genetische drift is? Van de 39 leerlingen zeggen:
2 ‘ja’,
2 ‘ja, maar kan het niet uitleggen’, 9 ‘nee, maar wel eens van gehoord’, 16 ‘nee, nog nooit van gehoord’. Wat denk je dat genetische drift is?
Genetische drift is het proces waarbij de verspreiding van genen bij toeval gebeurt. Er is geen enkele leerling die dit goed wist te omschrijven. De meeste leerlingen hebben ‘geen idee’ gezegd, terwijl sommige zeggen ‘iets met genen?’. Ook diegene die ‘ja’ hebben geantwoord op de vorige vraag wisten genetische drift niet goed te omschrijven, waarbij één van hen “het even was vergeten”. Genetische drift is een lastig concept waar veel misconcepten uit kunnen ontstaan. Uit deze vraag is duidelijk geworden dat niemand het begrip correct heeft weten te omschrijven.
Ontwerphypothese
Als ik het leren denken in evolutionaire tijd aanpak met realistische contexten met meerdere generaties, waarin tijd expliciet een rol speelt, dan verwacht ik dat leerlingen vaker en correcter in evolutionaire tijd redeneren bij toetsopgaven.
Ontwerpregels
1. Om te zorgen dat leerlingen vaker en correcter in evolutionaire tijd redeneren, moet een deel van de lessen besteed worden aan realistische contexten. Het presenteren van abstracte en complexe concepten in contexten draagt bij aan de begripsvorming van hetgeen je de leerlingen wilt leren (Gilbert, 2006).
2. Om te zorgen dat leerlingen vaker en correcter in evolutionaire tijd redeneren, moet een deel van de lessen besteed worden aan het aanbieden van games. Games zijn goede manieren om begripsvorming te bevorderen en misconcepten te verkleinen (Koops, 2016). 3. Om te zorgen dat leerlingen vaker en correcter in evolutionaire tijd redeneren, moet in de
aangeboden contexten regelmatig heen-en-weer bewogen worden tussen de verschillende organisatieniveaus. Door dit te doen worden concepten minder abstract (Knippels, 2002). 4. Om er voor te zorgen dat leerlingen vaker en correcter in evolutionaire tijd redeneren,
moeten de aangeboden begrippen uit de contexten worden gedecontexualiseerd. Begrippen uit de evolutie omvatten complexe processen of worden in de alledaagse taal op een andere manier gebruikt (Cooper, 2016). Het is daarom belangrijk leerlingen te laten oefenen met het geven van de correcte definities van de begrippen.
Onderzoeksplan met de twee effectmetingen
Bij dit effectenonderzoek zal worden gewerkt met een voor- en nameting. Het doel hiervan is om te scoren of leerlingen vaker en correcter juiste redeneringen hanteren met betrekking tot denken in evolutionaire tijd in de nameting in vergelijking met de voormeting. Het onderzoek zal plaats gaan vinden in twee klassen. Ik wil deze klassen dezelfde lessenserie aanbieden. Ik zie het namelijk onethisch om de ene klas wel het materiaal aan te rijken en de andere niet. Het gaat immers om het vaardig worden van de stof, dat uiteindelijk getoetst gaat worden in de toetsweek en in het eindexamen. Het zou dan oneerlijk zijn als leerlingen niet dezelfde lessen gehad hebben. Daarom zullen de redeneringen die leerlingen geven geanalyseerd worden, en worden vergeleken met de problemen die naar voren zijn gekomen uit de theoretische verkenning. Zo kan toch worden gekeken of de lessenserie bij heeft gedragen aan het vaker en correcter redeneren in evolutionaire tijd.
De voormeting die is gebruikt betreft een mini-context en is terug te vinden in Appendix I. Hier wordt aan de hand van een context, namelijk de evolutie van een giraffe, gevraagd om een verklaring voor het steeds langer worden van de nek over evolutionaire tijd. De antwoorden van de leerlingen zullen door middel van een inhoudsanalyse gescoord worden op correctheid. Daarbij zal ook gekeken worden hoe vaak correcte beschrijvingen gegeven worden. Ter ondersteuning zullen de antwoorden die gegeven zijn op de vragen uit de empirische verkenning geanalyseerd worden met een inhoudsanalyse. Hierbij zullen de korte antwoorden die gegeven zijn bij vraag 1, 4 en 6 gescoord worden op correctheid. Ook wordt gekeken hoe vaak er een goed antwoord wordt gegeven. Ik heb hier voor gekozen omdat de mini-context alleen vraagt naar redeneringen over natuurlijke selectie. Ik heb er voor gekozen in de voormeting genetische drift weg te laten, omdat geen enkele leerlingen dit goed wist te definiëren.
De nameting zal gedaan worden aan de hand van een SO die afgenomen gaat worden in de laatste les evolutie. Deze is te vinden in Appendix J Hierin zullen twee vragen opgenomen zijn die specifiek gaan over natuurlijke selectie en genetische drift. Het beantwoorden van deze vragen benodigd de vaardigheid om in evolutionaire tijd te kunnen denken. De antwoorden die leerlingen geven zullen met een inhoudsanalyse worden bekeken. Ook hier zullen de gegeven antwoorden gescoord worden naar correctheid in de redenering. Daarnaast zal gescoord worden hoe vaak correcte redeneringen voorkomen. Uiteindelijk zullen de inhoudsanalyses uit de voor- en nameting met elkaar vergeleken worden om de onderzoeksvraag te beantwoorden.
Beschrijving en onderbouwing van het ontwerp
De eerste les zal toegewijd zijn aan het begrip natuurlijke selectie. Begrippen die hier bij horen zijn variatie, adaptatie, selectie en selectiedruk. Ik begin de les met het uitdelen van de mini-context, die zal fungeren als de voormeting, welke te vinden is in Appendix I. Vervolgens ga ik over op het uitleggen van de begrippen en concepten in een korte frontale les. Na afloop gaan we beginnen aan “Waar is mijn nootje?”, wat terug is te vinden in Appendix E. Deze werkvorm simuleert natuurlijke selectie op spelende wijze en maakt het proces beeldend. Het beeldend maken van abstracte concepten en games zijn uitermate geschikt bij het onderwijzen van moeilijke concepten (Dorion, 2009; Koops, 2018, p.46-47). Bij deze game spelen leerlingen in groepen van vier waarbij iedere leerling op voorhand een verstopstrategie gekregen heeft die genetisch overgeërfd wordt en die allen van elkaar verschillen. Hiermee wordt genetische variatie gesimuleerd. Leerlingen spelen om beurten de eekhoorn die zes nootjes moet verstoppen volgens zijn of haar verstopstrategie in een speelveld met verstopplekken, die eruit ziet als omgedraaide bekertjes. De andere leerlingen houden hun ogen dicht en spelen de nootjesdieven. Als de nootjes verstopt zijn mogen de nootjes dieven om
de beurt twee bekertjes omdraaien. Wordt een nootje gevonden, dan mag hij of zij een extra bekertje omdraaien. Wordt er geen nootje gevonden, dan gaat de beurt naar de volgende nootjesdief. Als alle nootjesdieven geweest zijn mag de eekhoorn proberen zijn overige nootjes terug te vinden. Hierbij geldt dat elke teruggevonden noot staat voor één nakomeling in de volgende generatie. De moeilijkheidsgraad van het vinden van de nootjes door nootjesdieven, alsmede het terugvinden van de nootjes door de eekhoorn, is afhankelijk van de getrokken strategiekaart. In de volgende generatie, dus als iedereen in het groepje eekhoorn is geweest, zullen nieuwe verstopstrategieën verdeeld worden naar het aantal nakomelingen dat geproduceerd is. Hier zou het dus kunnen zijn dat sommige verstopstrategieën niet gedistribueerd worden, omdat zij niet succesvol zijn geweest. Na afloop bespreek ik de werkvorm na met de leerlingen, waarbij ik de termen die ik in het begin van de les heb uitgelegd terug zal vragen, maar nu in de context van “Waar is mijn nootje?”. Het koppelen van de begrippen aan het spel is namelijk noodzakelijk voor een goede begripsvorming (Koops, 2018). Het is belangrijk om na te gaan of de belangrijkste begrippen zijn overgekomen op de leerlingen (Ebbens & Ettekoven, 2015, p.49). Deze les voldoet aan ontwerpregels 1 en 2.
De tweede les gaan de leerlingen zich bezig houden met soortvorming. Ter ondersteuning hiervan heb ik een les uit een lessenserie van Evolution Megalab aangepast en gebruikt, welke te vinden is in Appendix F. Leerlingen kijken eerst een filmpje van 10 minuten en gaan vervolgens over op het beantwoorden van de vragen uit de context die ik heb uitgedeeld. Deze context zal bijdragen aan een goede begripsvorming, aangezien de het te leren concept abstract is (Gilbert, 2006). Uiteindelijk zal deze opdracht klassikaal nabesproken worden om ook zo na te gaan of de belangrijkste begrippen en concepten over zijn gekomen op de leerlingen (Ebbens & Ettekoven, 2015, p.49). Deze les voldoet aan ontwerpregels 1 en 3.
De derde les gaan de leerlingen aan de slag met de Wet van Hardy-Weinberg. Mijn werkplekbegeleider heeft mij verteld dat ze uit ervaring weet dat leerlingen moeite hebben met deze wetmatigheid. Ik leg het dan eerst uit en laat ze vervolgens opdrachten maken die hier mee te maken hebben. Ook hier zijn de opdrachten in een context weergegeven, om zo de abstractheid van de wetmatigheid logischer te maken. Deze opdrachten zijn te vinden in Appendix G. De Wet van Hardy-Weinberg zal fungeren als een opstapje naar genetic drift. Dit omdat er gewerkt wordt met allelfrequenties en omdat genetic drift een grote verschuiving van allelfrequenties door een toevallige gebeurtenis omvat. Hier heb ik twee filmpjes klaargezet die genetic drift in bewegende beelden in context uitlegt, één filmpje gaat over het founder effect en de ander gaat over het bottleneck effect. Ik concludeer de filmpjes door in twee stappen samen te vatten wat genetic drift is
en wat de consequentie is. Dit staat ook letterlijk in het boek. Deze les voldoet aan ontwerpregels 1 en 3.
In de vierde les zal ik een deel besteden aan het decontextualiseren van de stof die getoetst gaat worden in het SO. Hierbij zal ik gebruik maken van het spel “30 seconds”, welke te vinden is in Appendix H. Op kaartjes staan begrippen die leerlingen aan teamgenoten moeten uitleggen zonder het woord of delen van het woord zelf te zeggen. Je krijgt hier 30 seconden voor, waarbij je teamgenoten de woorden die je op je kaartje hebt staan moet zien af te leiden. Goed gegeven antwoorden worden omgezet in stappen vooruit op een speelbord. Hier wordt dus gevraagd naar het zelf omschrijven van begrippen in eigen woorden. Deze les voldoet aan ontwerpregel 4.
In de vijfde les zal ik een deel besteden aan het organiseren van een SO. Deze zal deels fungeren als nameting van het effectenonderzoek, waarbij de antwoorden van twee opgaven worden geanalyseerd en gescoord op correctheid en hoe vaak correcte antwoorden gegeven worden. De vragen zijn in een context beschreven die leerlingen nog niet kennen, echter, de redenatie die leidt tot het goede antwoord moet de leerlingen bekend zijn.
Uitvoering van de ontwerplessen
Over het algemeen zijn de lessen verlopen zoals ik ze gepland had. Met andere woorden, ik heb kunnen doen wat ik wilde doen. In de eerste les hebben groepjes leerlingen “Waar is mijn nootje?” gespeeld. Alle groepjes deden mee. Een enkeling uit groepjes gingen rondlopen om te kijken bij andere groepjes. Wanneer een groepje hun strategiekaartjes inleverden, heb ik aan de hand van het aantal nakomelingen dat zij produceerden per strategiekaart, nieuwe strategieën uitgedeeld. In de eerste generatie kwam elke strategie één keer voor. In de tweede generatie zijn er strategieën “uitgestorven”, omdat zij geen nootjes terugvonden, dus geen nakomelingen produceerden. Deze strategieën behoren dan in de tweede generatie niet mee te doen. Alle resultaten, dus nakomelingen per strategie, heb ik in Excel verwerkt en aan het einde laten zien aan leerlingen. Hier heb ik de verschillende begrippen en concepten waar ik de les mee begon terug gevraagd bij leerlingen. Dit om de verschillende begrippen en concepten duidelijk te maken en om ervoor te zorgen dat iedereen het nog mee krijgt.
In de tweede les heb ik eerst een 10 minuten durende film laten zien over soortvorming. Aansluitend hierop verkregen de leerlingen een werkblad waarop vragen staan die leerlingen moesten beantwoorden. Ik heb rondgelopen om leerlingen aan het werk te zetten en om voortgang te peilen en zo nodig te helpen. Aan het einde heb ik in een PowerPoint belangrijke punten samengevat en teruggevraagd aan de leerlingen. Hierbij heb ik leerlingen antwoord laten geven op vragen die ik had. Hierbij is het goed om erop te letten dat niet dezelfde leerlingen antwoord geven.
In de derde les heb ik de Wet van Hardy-Weinberg uitgelegd. Dit is het wiskundige aspect van evolutie dat zij moeten kennen en vormt de brug naar genetic drift. Leerlingen aan het werk zetten voor deze sommetjes bleek moeilijker dan ik dacht. Ik heb in mijn ronde veel leerlingen geholpen bij vragen die ze hadden over de wet. Toch had ik het gevoel dat de Wet van Hardy-Weinberg niet goed is aangekomen. Ik heb de antwoorden nog klassikaal besproken, waarbij ik leerlingen de berekeningen heb laten doen op het bord, in de hoop dat zwakkeren het nog mee zouden krijgen. Vervolgens heb ik een YouTube-filmpje laten zien waarin genetic drift aan de hand van voorbeelden wordt uitgelegd. Na het filmpje heb ik nog de plaatjes uit het boek laten zien die dezelfde processen omvatten.
In de vierde les heb ik de leerlingen “30 seconds” laten spelen. Ze vonden dit enorm leuk en hebben ook de volle tijd die ik ervoor had gereserveerd besteed aan het spelen. Wel merkte ik dat leerlingen inventief kunnen zijn als het gaat om het omschrijven van het woord. Je hoeft namelijk niet de precieze betekenis te kennen, zo lang je de ander het woord laat raden is het goed. Ik heb hier leerlingen niet hoeven motiveren tot het doen van het spel. Deze werkvorm motiveerde de leerlingen vanzelf.
In de vijfde les heb ik het SO afgenomen. Ik heb twee versies gemaakt, om uitwisseling tussen leerlingen nutteloos te maken. Het SO besloeg in totaal negen opgaven, waarvan ik er twee wil uitwerken voor de nameting. Tijdens het afnemen van het SO waren er geen ongeregeldheden. Iedereen was aan het werk en ik heb verder niks opgemerkt. Ze kregen er in totaal een half uur voor.
Resultaten
Uitvoering van de effectmetingen
Om er achter te komen of leerlingen vaker en correcter antwoord geven op vragen met betrekking tot denken in evolutionaire tijd is er een inhoudsanalyse gemaakt. Als eerste is uit de empirische verkenning en voormeting gescoord hoeveel leerlingen de vraag correct, deels correct en incorrect beantwoorden. De empirische verkenning is gebruikt, om de resultaten op de vraag wat genetische drift is te kunnen vergelijken met eenzelfde opgave uit de nameting. Als tweede is uit de nameting, de schriftelijke overhoring, twee opgaven geselecteerd waarbij leerlingen antwoord moet geven op vragen die gaan over natuurlijke selectie en genetische drift. Het antwoord dat hier op gegeven is wordt gescoord op hoeveel leerlingen de vraag correct, deels correct en incorrect beantwoorden. Een correct antwoord bevat een goede redenatie, waarbij ook goed geredeneerd is in evolutionaire tijd. Een deels correcte antwoord is goed geredeneerd in evolutionaire tijd, maar mist nog delen van het goede antwoord. Een incorrect antwoord is volledig fout, in de zin dat het niet goed beredeneerd is in evolutionaire tijd en dat de verschillende stappen die opgeschreven moesten worden onjuist
waren. Vervolgens zullen de voor- en nametingen met elkaar vergeleken worden om uitspraak te doen over of leerlingen vaker en correcter redeneren in evolutionaire tijd.
Uitkomsten
In totaal zitten er 40 leerlingen in de klassen. De voormeting is door 33 leerlingen gemaakt. De nameting, ofwel SO, is door 38 leerlingen gemaakt. Vanwege het verschil in aantallen leerlingen zijn de grafieken uitgedrukt in percentages. In Appendix K zijn de tabellen weergegeven die de ruwe data weergeven. In figuur 1 zien we in hoeverre de leerlingen een correct, deels correct of incorrect
Figuur 1: Staafgrafiek van het aantal correcte, deels correcte en incorrecte antwoorden gegeven op een vraag over natuurlijke selectie, uitgedrukt in procenten. De grijze balken representeren de resultaten uit de voormeting en de zwarte balken uit de nameting.
Figuur 2: Staafgrafiek van het aantal correcte, deels correcte en incorrecte antwoorden gegeven op een vraag over natuurlijke selectie, uitgedrukt in procenten. De grijze balken representeren de resultaten uit de voormeting en de zwarte balken uit de nameting. Links zijn de resultaten te zien uit klas 4V1 en rechts uit klas 4V2.
Figuur 3: Staafgrafiek van het aantal correcte, deels correcte en incorrecte antwoorden gegeven op een vraag over genetic drift, uitgedrukt in procenten. De grijze balken representeren de resultaten uit de voormeting en de zwarte balken uit de nameting.
Figuur 4: Staafgrafiek van het aantal correcte, deels correcte en incorrecte antwoorden gegeven op een vraag over genetic drift, uitgedrukt in procenten. De grijze balken representeren de resultaten uit de voormeting en de zwarte balken uit de nameting. Links zijn de resultaten te zien uit klas 4V1 en rechts uit klas 4V2.
antwoord hebben gegeven op de voormeting en nameting bij een vraag die ging over natuurlijke selectie. Uit de voormeting blijkt dat van de leerlingen, 12,1% een correct, 21,2% een deels correct en 66,7% een incorrect antwoord hebben gegeven. Uit de nameting blijkt dat van de leerlingen, 15,8% een correct, 47,4% een deels correct en 36,8% een incorrect antwoord hebben gegeven. Hieruit is af te leiden dat de hoeveelheid incorrecte antwoorden met bijna 30 procentpunt is gedaald. Daarnaast is af te leiden dat de hoeveelheid deels correcte antwoorden met 26,2 procentpunt en correcte antwoorden met 3,7 procentpunt is gestegen. In figuur 2 zijn de resultaten te zien uit de twee verschillende klassen. Hieruit blijkt dat in klas 4V1 het aantal incorrect gegeven antwoorden met 36,1 procentpunt en het aantal correct gegeven antwoorden met 1,2 procentpunt is gedaald. Het aantal deels goed gegeven antwoorden is met 37,4 procentpunt gestegen. Ook blijkt dat in klas 4V2 het aantal incorrecte antwoorden met 25,1 procentpunt is gedaald. Het aantal correcte antwoorden en deels correcte antwoorden is gestegen met respectievelijk 8 procentpunt en 17 procentpunt. Figuur 3 geeft de percentages weer van het aantal correcte, deels correcte en incorrect gegeven antwoorden weer op vragen over genetic drift. Hieruit blijkt dat in de voormeting alle leerlingen een incorrect antwoord gegeven hebben. Uit de nameting blijkt dat er 52,6 procentpunt minder incorrecte antwoorden zijn gegeven. Het aantal correct en deels correct gegeven antwoorden is beiden gestegen met 26,3 procentpunt. In figuur 4 zien we de verschillen in beide klassen. Hieruit blijkt dat in klas 4V1, het percentage incorrect gegeven antwoorden is gedaald met 47,1 procentpunt. Het aantal correct en deels correct gegeven antwoorden is gestegen met respectievelijk 35,3 en 11,8 procentpunt. In klas 4V2 blijkt dat het percentage incorrect gegeven antwoorden is gedaald met 57,1 procentpunt. Het aantal correct en deels correct gegeven antwoorden is gestegen met respectievelijk 19 en 38,1 procentpunt.
Conclusie
Mijn centrale vraag in dit onderzoek is hoe ik leerlingen kan ondersteunen bij het denken in evolutionaire tijd. Mijn ontwerphypothese is: Als ik het leren denken in evolutionaire tijd aanpak met realistische contexten met meerdere generaties, waarin tijd expliciet een rol speelt, dan verwacht ik dat leerlingen vaker en correcter in evolutionaire tijd redeneren bij toetsopgaven. De realistische contexten die ik gebruikt heb zijn “Waar is mijn nootje?”, “Soortvorming bij Tanganyikameer Cichliden”, “Opgaven bij de Wet van Hardy-Weinberg” en filmpjes over genetic drift.
Uit de resultaten concludeer ik dat het aantal incorrecte antwoorden flink is gedaald en dat dit ten goede is gekomen van de deels correcte en correcte antwoorden. Een antwoord is deels correct als leerlingen correct beredeneren in evolutionaire tijd, maar wanneer er nog elementen in het antwoord ontbreken of fout zijn. Een antwoord is correct als leerlingen correct beredeneren in
evolutionaire tijd én als het antwoord in zijn geheel goed was. Hieruit valt op dat leerlingen vaker en correcter redeneren met betrekking tot evolutionaire tijd bij een vraag over natuurlijke selectie. In klas 4V1 is het percentage correct gegeven antwoorden gedaald. Dit komt doordat er minder leerlingen mee hebben gedaan aan de mini-context dan aan de schriftelijke overhoring. In beide gevallen is er één leerlingen geweest met een correct antwoord, dus valt het percentage bij de nameting lager uit (zie Appendix K).
Genetic drift is een heel ander verhaal. In de voormeting wist geen enkele leerling een vraag over genetic drift correct of deels correct te beantwoorden. Dat is ook logisch, aangezien ze niet bekend waren met de term. In de nameting bleek dat het aantal incorrecte antwoorden met 50 procentpunt gedaald was. Ongeveer een kwart van de leerlingen gaven correcte of deels correcte antwoorden. Hieruit concludeer ik dat leerlingen vaker en correcter kunnen redeneren in evolutionaire tijd met betrekking tot genetic drift. Het verschil tussen de klassen is dat in klas 4V1, leerlingen vaker een correct antwoord geven dan in klas 4V2.
Al met al concludeer ik voorzichtig dat leerlingen vaker en correcter in evolutionaire tijd kunnen redeneren met betrekking tot vragen over natuurlijke selectie of genetische drift. Leerlingen die deels correcte antwoorden geven denken in evolutionaire tijd, maar misten elementen in hun antwoord waardoor ze punten misten. Ik denk dat de realistische contexten die ik heb gebruikt bij hebben kunnen dragen aan het correcter redeneren. Het beeldend maken van natuurlijke selectie door middel van een game, alsmede het gebruik van andere realistische contexten en decontextualisatie door een taalspel, hebben de concepten minder abstract en meer begrijpelijk gemaakt, waardoor leerlingen vaker een correct antwoord hebben gegeven in vergelijking met de voormeting.
Discussie
De resultaten moeten voorzichtig geïnterpreteerd worden. Klas 4V2 heeft elke week een blokuur biologie. Deze klas is daarbij lastiger te sturen. Hen een blokuur lesgeven is daarom voor hun en voor mij zwaar. Hierdoor schat ik in dat de leeropbrengst tijdens de lessen in die klas lager is dan bij de andere klas. Klas 4V1 heeft namelijk maar 17 leerlingen en krijgen twee uur biologie in de week op verschillende dagen. Deze klas let ook beter op en doet vaker beter mee. Opmerkingen die ik heb gekregen van leerlingen uit beiden klassen is dat de werkdruk, nu zo tegen het einde van het jaar, ontzettend hoog is. Hierdoor ligt voor sommige leerlingen de prioriteit bij andere vakken, waardoor biologie wat minder aandacht kreeg. De twee klassen waren ook niet homogeen als het gaat om studierichting. In klas 4V2 heeft het merendeel een Natuur en Techniek profiel. Dit zou erop kunnen wijzen dat die klas beter is in abstract denken. Ook heb ik gemerkt dat bij het maken van de
realistische context over de Cichliden, niet iedereen even goed aan het werk was. Helaas heb ik niet van leerlingen bijgehouden wie er serieus aan het werk waren en wie minder serieus aan het werk maken. Dit zou uiteindelijk vergeleken kunnen worden met de behaalde resultaten op het SO. In de vierde les, waar ik de leerlingen een 30 seconds spel heb laten doen, viel me op dat leerlingen heel inventief kunnen zijn als het gaat om het omschrijven van begrippen. Dingen als “dat wat meneer Jansen vorige keer zei bij … “ of andere omschrijvingen die niet passen bij de definitie heb ik vaak gehoord. Het is dus niet nodig om de begrippen te kennen om ze te kunnen omschrijven. Wel geeft deze werkvorm een indicatie voor leerlingen wat ze al wel en wat ze nog niet weten. Tot slot hadden veel leerlingen de antwoorden bij vraag 2 en 5 bij het SO omgedraaid of leerlingen gaven bij vraag 2 het antwoord dat bij vraag 5 opgeschreven moest worden. Het correct kunnen differentiëren tussen de twee vragen, door te kijken naar de vraagstelling en welke elementen er dan in het antwoord moeten zitten is bij veel leerlingen niet goed gedaan. Ik denk dat ik explicieter de verschillende denkstappen bij natuurlijke selectie en genetische drift in de klas had moeten benadrukken, zodat het voor leerlingen duidelijker wordt welke denkstappen er van ze verwacht worden. Aan de andere kant zouden leerlingen dit zelf moeten kunnen, althans, nadat het hun aangeleerd is. Bij het teruggeven van het SO verklaarde sommige leerlingen die een onvoldoende hadden gehaald dat ze niet geleerd hadden. Helaas zijn deze resultaten er niet uitgefilterd. Ook heb ik twee versies van het SO gemaakt. Dit om uitwisseling tussen de twee klassen te ontmoedigen. Van een eerdere toets waren ook twee versies gemaakt, dus leerlingen weten dat het anders kan zijn. Wat anders was aan de twee SO’s waren de contexten waarin de vragen gehuld waren. De ene ging over een kreeft in de Oosterschelde en de andere over krekels op Hawaii. De antwoorden die de leerlingen moesten geven zijn eigen hetzelfde, maar de formulering van de contexten zou ook een verklaring kunnen zijn voor het verschil in de klassen. Al met al moeten de resultaten met zorg worden geïnterpreteerd. Om er zeker van te zijn of realistische contexten leerlingen correcter en vaker laten redeneren in evolutionaire tijd, zal er in de toekomst nog meer experimenten gedaan moeten worden met een grotere groep leerlingen. Hierbij is het raadzaam meerdere klassen verschillend materiaal aan te bieden. Ook zou door middel van andere onderzoeksmethoden, zoals bijvoorbeeld het hardop denken, gebruikt kunnen worden om redenaties bij evolutionaire vraagstukken te kunnen volgen.
Analytische terugblik
In het educatief ontwerpen heb ik gepoogd diepgaande kennis op te doen over een specifiek onderwerp, namelijk evolutie. Dit is gelukt. Helaas was mijn initiële ontwerpidee te complex. Ik wilde een evolutiespel ontwikkelen, een prototype, maar deze bleek te ingewikkeld. Daarom ben ik veranderd naar een effectenonderzoek. Ook bleek een aantal weken geleden dat mijn
onderzoeksvraag veranderd ging worden, wat weer effect zou hebben op de rest van het onderzoek inclusief de theoretische verkenning. Het liep niet soepel, maar heb uiteindelijk wel een product neer kunnen zetten. Ik denk dat het goed is om zo diep in de stof te gaan, om te zoeken naar oplossingen en daarbij literatuur te lezen. Deze opdracht heeft me bewuster gemaakt van mogelijke leerproblemen die leerlingen hebben bij het onderwerp evolutie. Dit geeft het inzicht dat er bij andere onderwerpen meer leerproblemen verborgen kunnen zijn. Wel denk ik dat je zo’n grootschalig onderzoek niet kunt uitvoeren als je veel werkt. Dan zul je toch moeten vertrouwen op de vakdidactische literatuur die is uitgereikt, op jouw ervaring en de expertise van sectiegenoten. Ik denk niet dat er weinig tijd is meer literatuur op te zoeken. Aan de andere kant heb je wel handreikingen gekregen tot het gerichter kunnen oplossen van eventuele leerproblemen. Je weet waar je literatuur kunnen vinden, mocht je er tijd voor hebben, en je kunt systematischer na gaan denken over hoe je een lessenserie wilt inrichten of hoe je een bepaald onderwerp wilt aanpakken.
Literatuurlijst
1. Andrews, T. M., Price, R. M., Mead, L. S., McElhinny, T. L., Thanukos, A., Perez, K. E., ... & Lemons, P. P. (2012). Biology undergraduates’ misconceptions about genetic drift. CBE—Life Sciences Education, 11(3), 248-259.
2. Bos, A., Gommers, M., Jansen, A., Kalverda, O., de Rouw, T., Smits, G., Waas, B., Westra, R. (2012).
Biologie voor jou 4b VWO (5e ed.). ’s-Hertogenbosch, Nederland: Uitgeverij Malmberg.
3. Bromham, L., & Oprandi, P. (2006). Evolution online: using a virtual learning environment to develop active learning in undergraduates. Journal of Biological Education, 41(1), 21-25.
4. College voor Toetsen en Examens (2017) Biologie VWO: Syllabus Centraal Examen 2019. Verkregen van https://www.examenblad.nl/examen/biologie-vwo-2/2019.
5. Cooper, R. A. (2017). Natural selection as an emergent process: instructional implications. Journal of
Biological Education, 51(3), 247-260.
6. Dorion, K. R. (2009). Science through drama: A multiple case exploration of the characteristics of drama activities used in secondary science lessons. International Journal of Science Education, 31(16), 2247-2270.
7. Ebbens, S., & Ettekoven, S. (2015). Effectief leren. Basisboek (4e ed.). Groningen: Wolters-Noordhoff. 8. Gilbert, J. K. (2006). On the nature of “context” in chemical education. International journal of science
education, 28(9), 957-976.
9. Janssen, F. (2006). BioLogen: Denkgereedschap voor het Biologieonderwijs
10. Knippels, M.-C. P.J. (2002) Heen en weer, op en neer. De jojo-onderwijsstrategie voor genetica. Niche. Oktober.
11. Koops, M.C. (2016) Gamedidactiek: Het Hoe en Waarom van Spellen in de Les (1e ed.). Utrecht, Nederland: Pumbo.nl
12. Luttikhuizen, P. C. (2018). Teaching evolution using a card game: negative frequency-dependent selection.
Journal of Biological Education, 52(2), 122-129.
13. Niebert, K., & Gropengiesser, H. (2015). Understanding Starts in the Mesocosm: Conceptual metaphor as a framework for external representations in science teaching. International Journal of Science Education,
37(5-6), 903-933.
14. Stern, L. (2004). Effective assessment: Probing students' understanding of natural selection. Journal of
Biological Education, 39(1), 12-17.
15. Pascoal, S., Cezard, T., Eik-Nes, A., Gharbi, K., Majewska, J., Payne, E., ... & Bailey, N. W. (2014). Rapid convergent evolution in wild crickets. Current Biology, 24(12), 1369-1374.
16. Yates, T. B., & Marek, E. A. (2014). Teachers teaching misconceptions: a study of factors contributing to high school biology students’ acquisition of biological evolution-related misconceptions. Evolution:
Education and Outreach, 7(1), 7.
17. Zurita, A. R. (2017). EvoluZion: a computer simulator for teaching genetic and evolutionary concepts.
Appendix A: Google Formulier Empirische Verkenning
Hier volgen een aantal korte vragen omtrent het begrip 'Evolutie'. Probeer
de vragen kort en bondig te beantwoorden. Als je het niet weet, vul dan
een "?" in.
Wat is evolutie? Geef een korte omschrijving, ook als je het niet
precies weet. Wat denk je?
Denk je dat de evolutietheorie waar is?
Markeer slechts één ovaal.
o Ja.
o Misschien.
o Nee.
o Geen idee.
o Maakt me niet uit.
Weet je wat natuurlijke selectie is?
Markeer slechts één ovaal.
o Nee, nog nooit van gehoord.
o Nee, maar wel eens van gehoord.
o Ja, maar kan het niet uitleggen.
o Ja.
Wat denk je dat natuurlijke selectie is? (geef kort antwoord)
---Weet je wat genetische drift is?
Markeer slechts één ovaal.
o Nee, nog nooit van gehoord.
o Nee, maar wel eens van gehoord.
o Ja, maar kan het niet uitleggen.
o Ja.
---Appendix B: Antwoorden van Leerlingen
Tabel B1: Overzicht van de antwoorden die leerlingen hebben gegeven op de empirische verkenning. In de bovenste rij is dikgedrukt te zien welke vragen
gesteld zijn. In de rijen daaronder is per leerling aangegeven wat er geantwoord is. Groen gemarkeerde vakjes zijn goede antwoorden, geel gemarkeerde vakjes zijn deels goede antwoorden en rood gemarkeerde vakjes zijn foute antwoorden.
Wat is evolutie? Geef een korte omschrijving. Denk je dat de evolutietheorie waar is? Weet je wat natuurlijke selectie is?
Wat denk je dat natuurlijke selectie is? (geef kort antwoord)
Weet je wat
genetische drift is?
Wat denk je dat
genetische drift is? (geef kort antwoord)
Het veranderen van een soort in de loop der tijd per omgeving
Ja. Ja. Dat je partners kiest op bepaalde eigenschappen en dat de slechte dus geen nakomelingen krijgen
Ja, maar kan het niet uitleggen. . Het ontwikkelen van
nieuwe kenmerken bij organismen die de soort moeten helpen bij overleven. Deze eigenschappen ontstaan door toevalligheden en surivival of the fittest.
Ja. Ja. Door bepaalde
eigenschappen ga je dood of niet en kan je je dus
voortplanten (of niet).
Nee, nog nooit van gehoord.
Iets met genen?
Het evolueren van dieren, met natuurlijke selectie
Ja. Ja, maar kan het niet uitleggen.
Nee Nee, nog nooit van gehoord.
Nee Opgroeien van de mens Ja. Ja. Beter gaat voor Nee, nog nooit van
gehoord. Moeilijk Als organismen over
een lange tijd aanpassen aan de omgeving etc.
Ja. Ja. Recht van de sterkste Nee, nog nooit van gehoord.
Geen idee
Het proces waarin alle
nieuwe diersoorten ontstaan en zichzelf aanpassen om te overleven.
overleven.
Het is een proces waardoor waar
organismen veranderen en zo slimmer worden
Ja. Nee, maar wel eens van gehoord.
Selectie van de sterkere
organismen Nee, nog nooit van gehoord. Veel verandering in genetica Degene met de beste
kenmerken overleven, die soort geeft zijn kenmerken weer door aan zijn nakomelingen, waardoor steeds de sterkste overleeft en evolueert. (Survival of the fittest)
Ja. Ja. Dat bepaalde organismen beter in hun omgeving passen. Degene die daar niet in horen gaan dood. ‘Zo maakt de natuur zijn selectie’
Nee, nog nooit van
gehoord. Iets met overerving
Aanpassen om te
overleven Ja. Ja. De soorten die beste eigenschappen beschikken overleven en kunnen zich voortplanten
Nee, nog nooit van
gehoord. De motivatie om te genetisch te ontwikkelen Verandering,
ontwikkeling Ja. Ja. Dat de beste eigenschappen doorgegeven worden Nee, nog nooit van gehoord. Geen idee Het door de jaren heen
evolueren van een organisme en hierbij nieuwe eigenschappen ontwikkelen en andere verdwijnen
Ja. Ja, maar kan het niet uitleggen.
De eigenschappen die het belangrijkst zijn blijven in de genen zitten en worden dus doorgegeven om de
overlevingskans te vergroten of nieuwe eigenschappen ontstaan
Nee, nog nooit van
gehoord. Geen idee
Evolutie is de ontwikkeling om te overleven van een soort over een lange periode
Ja. Ja. Natuurlijke selectie is dat de
Door de eeuwen heen veranderen van soorten door voortplanting en selectie in deze voortplanting ook door mutaties
Misschien. Ja, maar kan het niet uitleggen.
Dat je kan overleven op basis van gunstige eigenschappen en dus kan voortplanten, waardoor er een selectie is van gunstige eigenschappen die zich voortplanten
Nee, nog nooit van gehoord.
Dat de soort zo erg veranderd dat deze
genetisch zo veel afwijkt van de oorspronkelijke soort
Het specialiseren en ontwikkelen van organismen over de jaren heen
Ja. Ja. Survival of the fittest Nee, nog nooit van
gehoord. Iets met genen ofzo Dat het allemaal begon
met een eencellig organisme en dat daaruit alle andere organismen zijn voortbestaan.
Nee. Ja. survival of the fittest. Het diersoort dat het best in de bepaalde omstandigheden in een bepaald gebied kan leven, kan voortplanten. De dieren die niet kun leven in die omstandigheden gaan dood en zo zal alleen de diersoort blijven bestaan die het best in die
omstandigheden kan leven.
Nee, nog nooit van
gehoord. weet ik niet.
De ontwikkeling en aanpassing van dieren (waaronder de mens) aan hun omgeving.
Ja. Ja. Dat de soorten die het beste aangepast zijn aan een bepaalde omgeving overleven en de rest uitsterft.
Nee, nog nooit van
gehoord. Een bepaald gen van een soort dat kenmerkend is en een nadeel is maar nog niet is 'uitgestorven'.
De verandering van dieren, die zich langzaam aanpassen aan de omgeving
Ja. Ja. Alleen de sterkste/snelste, of de gene die het beste kan overleven kunnen overleven
Nee, maar wel eens van gehoord. ? evolutie is het continue
verloop van het veranderen van een invidu, die zich aanpast om beter te leven.
Ja. Ja. het invidu met de beste eigenschappen zal overleven tegenover het invidu met de slechtste eigenschappen (voor dat gebied).
Nee, nog nooit van gehoord.
de verandering in genen om zo een invidu aan te passen
evolutie is de theorie dat organismen over de tijd
Ja. Ja. natuurlijke selectie is het feit dat de zwakkere organismen
Nee, maar wel eens van gehoord.
heen veranderen. niet overleven waardoor de goede eigenschappen worden behouden.
De vorming en verbetering van een soort
Ja. Ja. De sterkste/mooiste/beste
overleeft/plant voort Nee, nog nooit van gehoord. ? evolutie is het proces
van verandering in de loop van tijd om een soort te laten voorbestaan.
Ja. Ja. selectie van partner die wordt beoordeelt op natuurlijke voordelen.
Nee, maar wel eens van gehoord.
genetische drift is een fenomeen waarbij
Kleine veranderingen in
een beest over tijd Ja. Ja. De beste overleven om meer voort te planten en de zwakke gaan dood
Nee, nog nooit van
gehoord. Ik denk het afsplitsen van het DNA en daardoor steeds verschillender worden door dat ze niet meer bij elkaar komen
het veranderen van organismen op hun omgeving
Ja. Ja, maar kan het niet uitleggen.
de sterkste zullen overleven Nee, nog nooit van
gehoord. geen idee Het
ontwikkelen/aanpassen van een organisme door vele jaren
Ja. Ja. Survival of the fittest, de best
aangepasten overleven. Ja, maar kan het niet uitleggen. Een natuurlijke eigenschap, verlangen Iets waarmee al het
leven op aarde wordt aangetast en wordt door ontwikkeld.
Ja. Ja. Het verdwijnen en vergroten van aantallen soorten van diersoorten door dat sommige dieren beter mutaties hebben voor de omstandigheden
Nee, nog nooit van
gehoord. Genetische mutaties, of iets wat daar op lijkt
Het aanpassen van de genen aan de
milieufactoren
Ja. Ja. The survivel of the fittest, degene die het best aangepast is aan de mileufactoren overleefd
Nee, maar wel eens
van gehoord. Geen idee Theorie van Darwin met
oa natuurlijke selectie Nee. Ja. Dat dieren op bepaalde dingen kiezen Nee, nog nooit van gehoord. Geen idee Theorie van Darwin met Ja. Ja, maar kan Selectie waardoor variatie Nee, nog nooit van ?
oa natuurlijke selectie ect
het niet uitleggen.
ontstaat gehoord. Het ontwikkelen van
organismen om in verschillende plekken te leven.
Ja. Ja. wie het sterkst is blijft overleven en krijgt sterke jongen
Nee, nog nooit van
gehoord. ???????????????????????????????????????????? ??????????????????? Het veranderen van een
organisme in verloop van tijd
Ja. Ja. dat de sterkste zullen overleven, en zo die alleen maar voortplanten
Nee, nog nooit van gehoord.
dat dieren voort moeten planten.
Dat organismen zich steeds aanpassen aan het gebied wwar ze in leven
Ja. Ja, maar kan het niet uitleggen.
Ik kan het niet echt uitleggen maar het is volgensmij dat de sterkste overleeft en overblijft
Nee, maar wel eens
van gehoord. Geen idee Evolutie is de naam van
het proces waarbij dieren en planten langzaam veranderen om zich aan te passen aan hun omgeving.
Ja. Ja. Natuurlijke selectie zorgt dat dieren die onwenselijke eigenschappen hebben minder kans hebben om nageslacht te krijgen en deze eigenschappen dus niet doorgeven.
Nee, maar wel eens
van gehoord. Geen idee
Dat organismen zich steeds aanpassen aan het gebied wwar ze in leven
Ja. Ja, maar kan het niet uitleggen.
Ik kan het niet echt uitleggen maar het is volgensmij dat de sterkste overleeft en overblijft
Nee, maar wel eens
van gehoord. Geen idee Ontwikkeling van
soorten doormiddel van voortplanting en kleine veranderingen
Ja. Ja, maar kan het niet uitleggen.
Dat sommige soorten beter kunnen overleven en dat er variatie ontstaat
Nee, nog nooit van gehoord. ? evolutie is
veranderingen door generaties van soorten door mutaties en natuurlijke selectie.
Ja. Ja, maar kan het niet uitleggen.
alleen de beste van een soort overleven en deze planten zich voort waardoor er alsmaar betere combinaties ontstaan die beter aangepast zijn aan hun omgeving
Nee, maar wel eens
van gehoord. een bepaald gevoel dat je krijgt door je genen, dat is een soort aangeboren gedrag
Evolutie is het langzaam veranderen van een organismen door veranderingen in hun
Ja. Ja. Dieren kunnen zich niet voorplanten omdat ze bijv. niet aan hun voedsel kunnen komen en dus overlijden
Nee, nog nooit van
gehoord. Dat de dieren meegaan met wat er in hun omgeving gebeurt.
omgeving en natuurlijke selectie.
waardoor de soort uitsterft. Als dieren evolueren
aan omgeving enz Ja. Ja, maar kan het niet uitleggen.
Dat de beste overleven door dat de beste steeds kinderen krijgen
Nee, nog nooit van
gehoord. Idkkkkkkk de aanpassingen van
dieren (dus ook mensen) over een hele lange periode
Ja. Ja. alleen de best aangepaste overleefd en geeft dat door aan de nakomelingen
Nee, maar wel eens
van gehoord. geen idee. Misschien iets met denken het steeds verbeteren
(evoluweren) van een een dier of planten soort.
Ja. Ja. Alleen de beste overleven en
planten zich voort. Ja. Het steeds verder afwijken van de soortelijke voorvader.
Appendix C: Ingevulde MDA-formulieren Lessenserie
Les 1
Docent: Gavin Jansen Datum: Tijd: 65 minuten Klas: 4VWO-1 en -2 Aantal lln: 17 of 23Lesonderwerp Evolutie: Natuurlijke selectie en fitness
Beginsituatie Leerlingen beginnen aan het thema Evolutie. Het enige wat ze met zich mee nemen zijn intuïtieve ideeën en preconcepten.
Daarnaast hebben de leerlingen kennis over voortplanting en genetica opgedaan in vorige hoofdstukken.
Leskern* De leerlingen krijgen geleerd wat natuurlijke selectie is en wat het begrip fitness in houdt. Eerst zal er gewerkt worden methet simulatiespel “Waar is mijn nootje?”, om vervolgens af te sluiten met een korte nabespreking.
Leerdoelen De leerlingen kunnen aan de hand van een context uitleggen wat natuurlijke selectie is.
De leerlingen kunnen aan de hand van een context uitleggen wat het begrip fitness inhoudt.
Docentdoelen
Er voor zorgen dat de leerlingen de begrippen natuurlijke selectie en fitness goed aangeleerd krijgen. Hier kunnen namelijk misconcepten ontstaan. Daarna, na een duidelijke uitleg over “waar is mijn nootje”, de werkvorm goed laten uitvoeren door de leerlingen, waarbij ik rond loop en mee praat met de leerlingen.
Boek (+ blz.) Biologie voor jou 4b (5e druk), bladzijde 84-87
Media, spullen, hulp Digibord voor PowerPoint presentatie, benodigdheden “waar is mijn nootje” – bakje met strategiekaarten, dopjes als nootjes,
ondoorzichtige bekers om de nootjes onder te verstoppen.
Misconcepten
Leerlingen denken dat natuurlijke selectie te maken heeft met letterlijk het recht van de sterksten. Leerlingen denken dat een individu evolueert.
Leerlingen hebben een verkeerd beeld bij evolutionaire tijd.
(werkvorm) Noem de specifieke! 0 – 5 minute n Voorkennis diagnositcere n Leerlingen op laten schrijven hoe zij denken dat evolutie plaatsvindt aan de hand van een mini-context.
Ik heb een verhaaltje gemaakt over de evolutie van een giraffe en uitgeprint op papier. Hierop staan vragen die ik de leerlingen wil laten beantwoorden. De twee vragen die gesteld worden is of ze kunnen uitleggen hoe de giraffe over tijd een langere nek hebben gekregen en of de definitie kunnen geven van “survival of the fittest”.
Vragen beantwoorden Definiëren, analyseren 5-8 minute n Orënteren op doel Verwerking instrueren
Het uitleggen hoe het spel “Waar is mijn nootje werkt?”.
Ik leg aan de hand van de spullen die gebruikt moeten worden uit hoe “Waar is mijn nootje?” werkt. Leerlingen zitten met maximaal 4 personen in een groepje. Door kort voor te doen hoe het spel werkt maak ik de leerlingen duidelijk wat zij moeten doen.
Kijken, luisteren Interesse wekken 8-45 minute n verwerking begeleiden
Leerlingen spelen het evolutie simulatiespel “Waar is mijn nootje?”
Ik loop rond en kijk of het spelverloop bij de verschillende groepjes correct gebeurd. Als dit niet zo is dan zal ik ze op weg helpen. Als iedereen een keer geweest is neem ik de strategiekaartjes in, waarna ik deze verwerk in een excel spreadsheet. Spelen het spel Analyseren, patroon zien 45-65 minute n Check & feedback, Afronden Leerlingen krijgen de relatie tussen het gespeelde spel en de te leren stof te zien.
Ik laat de spreadsheet zien waarop ik gegevens heb ingevuld. Hieruit moeten selectiedruk, fitness, natuurlijke selectie uit voortkomen. Hieruit zal ook duidelijk worden wat de relatie is tussen het spel en wat ze moeten leren. Dit verhaal ondersteun ik door met een extra voorbeeld te komen, wat er gebeurt met een soort als er selectiedruk is op bepaalde kenmerken. De termen zal ik bij de leerlingen uitvragen, om te kijken of ze al een idee hebben wat ze betekenen. Als dit fout is corrigeer ik dit, zodat alle leerlingen meekrijgen wat de termen nu betekenen.
Luisteren, antwoord geven op vragen Analyseren, aantekeningen maken
Les 2
Docent: Gavin Jansen Datum: Tijd: 65 minuten Klas: 4VWO-1 en -2 Aantal lln: 17 of 23Lesonderwerp Evolutie: Soortvorming
Beginsituatie De leerlingen weten wat natuurlijke selectie, fitness en selectiedruk is.
Leskern* De leerlingen leren op welke manieren nieuwe soorten kunnen ontstaan, en wat daar de voorwaarden voor zijn. Ze wordenhier bekend met allopatrische en sympatrische soortvorming. De leerlingen leren hierbij ook wat het begrip “soort” in houdt.
Leerdoelen De leerling kan uitleggen op welke manieren verschillende soorten ontstaan.
De leerling kan uitleggen wat het verschil is tussen micro- en macro-evolutie.
Docentdoelen Er voor zorgen dat leerlingen aan het werk gaan met de context die ik uit deel, waarbij de leerlingen vragen moeten
beantwoorden.
Boek (+ blz.) Biologie voor jou 4b (5e druk), bladzijde 103-111
Media, spullen, hulp Digibord met PowerPoint presentatie, uitgeprinte stencils met vragen over soortvorming.
Misconcepten Leerlingen denken dat een individu evolueert.
Tijd Lesfase* Leerdoel Wat ik doe en zeg Wat zij doen (werkvorm) Leeractiviteit * Noem de specifieke! 0-5 minute n Oriënteren op doel, voorkennis activeren
De leerlingen weten wat er in deze les van ze verwacht wordt en wat we gaan doen.
Ik start de les met het programma voor vandaag. De belangrijkste termen die de vorige les behandeld zijn zal ik opnieuw uitvragen bij de leerlingen, als geheugensteuntje dat ze weer kunnen gebruiken in deze les.
Luisteren, vragen beantwoorden Vertellen, benoemen, definiëren 5-15 minute n informeren over begrippen
Leerlingen kijken naar een film van bio-bits, waarin principes van soortvorming naar voren komen.
Ik zet de film op en zorg ervoor dat de klas hier naar kijkt.
De leerlingen dienen hier stil bij te zijn. Luisteren
Interesse wekken 15-50 minute n verwerking begeleiden
Leerlingen zijn bezig met het beantwoorden van vragen die horen bij de context over cichliden, dat aansluit op de film.
Ik loop rond om leerlingen aan het werk te zetten. Hierbij probeer ik de interesse van leerlingen te wekken. Ik beantwoord vragen die leerlingen hebben.
Nadenken, beantwoorden van vragen, overleggen, relateren Benoemen, definiëren, analyseren, verkennen, afleiden 50-65 minute n check & feedback, Afronden Leerlingen geven antwoord op vragen die ik heb over de opdracht. Dit doe ik met de hulp van een korte PowerPoint, waarin alle belangrijke termen uit de opdracht in naar voren komen.
Ik laat plaatjes voorbij komen in de PowerPoint die rechtstreeks uit de opdracht komen. Het is dan ook de taak van de leerlingen om antwoorden te geven op de vragen die ik heb. Deze vragen komen uit de stencil en zijn extra vragen naar aanleiding van de opdrachten. Hierbij is belangrijk niet steeds dezelfden aan het woord te laten, maar ook andere leerlingen.
Luisteren, kijken, beantwoorden van vragen Analyseren, vertellen, definiëren
Les 3
Docent:Gavin Jansen
Datum: Tijd: Klas:
4VWO-1 en -2
Aantal lln:
17 of 23
Lesonderwerp Evolutie: Hardy-Weinberg, drift, bottleneck, founder effect
Beginsituatie De leerlingen weten wat natuurlijke selectie, fitness en selectiedruk is. Daarnaast hebben ze kennis over hoe soorten kunnen
ontstaan.
Leskern* Leerlingen krijgen uitgelegd wat allelfrequenties zijn en hoe dit past in de Wet van Hardy-Weinberg. Vervolgens maken de
leerlingen kennis met genetische drift en de eilandentheorie.
Leerdoelen De leerlingen kunnen uitleggen wat genetische drift is.
De leerlingen kunnen met de Wet van Hardy-Weinberg allelfrequenties van populaties uitrekenen.
Docentdoelen Er voor zorgen dat er een correcte begripsvorming optreed bij de termen genetische drift, bottleneck effect en founder effect.
Daarnaast er voor zorgen dat leerlingen serieus aan de slag gaan met de materialen die ik uit deel.
Boek (+ blz.) Biologie voor jou 4b (5e druk), bladzijde 93-102
Media, spullen, hulp Digibord en PowerPoint
Tijd Lesfase* Leerdoel Wat ik doe en zeg Wat zij doen (werkvorm) Leeractiviteit * Noem de specifieke! 0-5 minute n Oriënteren op doel, voorkennis activeren
De leerlingen weten wat er in deze les van ze verwacht wordt en wat we gaan doen.
Ik start de les met het programma voor vandaag. De belangrijkste termen die de vorige les behandeld zijn zal ik opnieuw uitvragen bij de leerlingen, als geheugensteuntje dat ze weer kunnen gebruiken in deze les
Luisteren, vragen beantwoorden Vertellen, benoemen, definiëren 5-20 minute n informeren over begrippen
Leerlingen maken kennis met de Wet van Hardy-Weinberg.
Ik leg uit wat allelfrequenties zijn en hoe zich dat verhoudt in een populatie. Hierbij leg ik uit wat de Wet van Hardy-Weinberg is en hoe je er mee kunt rekenen. In dit deel van de les krijgen leerlingen makkelijke rekenvragen om kennis te maken met de Wet.
Luisteren, aantekeningen maken, vragen beantwoorden Vertellen, benoemen, definiëren 20-55 minute n verwerking begeleiden
Leerlingen werken aan een opdracht waarin Hardy-Weinberg en Genetische Drift aan bod komen.
Ik loop rond om leerlingen aan het werk te zetten. Hierbij probeer ik de interesse van leerlingen te wekken. Ik beantwoord vragen die leerlingen hebben.
Nadenken, beantwoorden van vragen, overleggen, relateren Benoemen, definiëren, analyseren, verkennen, afleiden 55-65 min check & feedback, Afronden Leerlingen geven antwoord op vragen die ik heb over de opdracht. Dit doe ik met de hulp van een korte PowerPoint, waarin alle belangrijke termen uit de opdracht in naar voren komen.
Ik laat plaatjes voorbij komen in de PowerPoint die rechtstreeks uit de opdracht komen. Het is dan ook de taak van de leerlingen om antwoorden te geven op de vragen die ik heb. Deze vragen komen uit de stencil en zijn extra vragen naar aanleiding van de opdrachten. Hierbij is belangrijk niet steeds dezelfden aan het woord te laten, maar ook andere leerlingen.
Luisteren, kijken, beantwoorden van vragen Analyseren, vertellen, definiëren
Les 4 Docent: Gavin Jansen Datum: Tijd: 30 minuten Klas: 4VWO-1 en -2 Aantal lln: 17 of 23
Lesonderwerp Dit betreft een deel van een les, namelijk het einde van een les, de laatste 30 minuten.
Decontextualiseren van evolutie door middel van “30 seconds”.
Beginsituatie Leerlingen kennen alle belangrijke begrippen en processen uit de evolutie en kunnen dit uitleggen.
Leskern*
Door middel van “30 seconds” worden de contextrijke evolutie opdrachten gedecontextualiseerd. Leerlingen moeten binnen 30 seconden begrippen op een kaartje omschrijven zonder de begrippen zelf te noemen, waarna hun teamgenoten dit moeten raden.
Leerdoelen De leerlingen kunnen evolutionaire begrippen op een correcte manier omschrijven.
Docentdoelen De leerlingen serieus aan het werk laten gaan met het spel, en daar waar nodig de leerlingen aan het spelen brengen. Aan
het einde van de les wil ik moeilijke begrippen nog voor iedereen een keer langs laten komen
Boek (+ blz.) Biologie voor jou 4b (5e druk), bladzijde 84-144
Media, spullen, hulp Spelkaarten en spelbord voor “30 seconds”
Tijd Lesfase* Leerdoel Wat ik doe en zeg Wat zij doen (werkvorm) Leeractiviteit * Noem de specifieke! 0-2 minuten Orënteren op doel
Leerlingen weten wat hun te wachten staat.
Uitleggen hoe het spel in elkaar steekt. Leerlingen maken teams van 2 personen. In totaal gaan drie duo’s tegen elkaar spelen (dus per tafel 6 leerlingen). Kijken hoe het past, als het niet goed uit komt tafels maken met 5 leerlingen of desnoods 4. Luisteren, kijken -2-32 mintute n Verwerking begeleiden Leerlingen moeten de juiste omschrijvingen bij de begrippen op de kaartjes vinden om dit correct uit te kunnen leggen aan hun medespeler.
Ik loop rond om leerlingen aan het spelen te zetten en te kijken of alles in goede orde verloopt
Spelen het spel Nadenken over begrippen, analyseren, relativeren, definiëren
