HORMONALE REGELKRINGEN
Lessenserie voor 5VWO
EINDPAPER ONTWERPONDERZOEK
Matthijs Vlaar
student nr.: 9327991
aantal woorden: 6548
datum: juli 2018
2
ILO, Universiteit van Amsterdam
EINDPAPER ONTWERPONDERZOEK
EINDPAPER ONTWERPONDERZOEK VERSIE 12 JULI 2018
Naam auteur(s) Matthijs Vlaar Vakgebied Biologie
Titel Hormonale regelkringen Onderwerp Hormonale regulatie
Opleiding Interfacultaire Lerarenopleidingen, Universiteit van Amsterdam Doelgroep 5 VWO
Sleuteltermen Hormonen, regeling, terugkoppeling, context, biologie Bibliografische
referentie [Geeft aan hoe andere gebruikers van het rapport zouden moeten verwijzen.] Vlaar, M.R. (2018). Hormonale regelkringen. Amsterdam: Interfacultaire Lerarenopleidingen UvA.
Studentnummer 9327991
Begeleider(s) Evie Goossen en Erik Joling
Datum juli 2018
3
Inhoudsopgave
Samenvatting
1. Ontwerpplan...5
1.1. Probleembeschrijving... 5
1.2. Probleemanalyse...5
1.3. Verkenning en keuze van oplossingen...7
1.4. Ontwerphypothese en ontwerpregels...9
1.5 Onderbouwing ontwerplessen...10
2. Onderzoeksplan: onderbouwing en effectmetingen...11
3. Verslag uitvoering ontwerp en effectmetingen...12
4. Resultaten...13
5. Conclusies en discussie...15
6. Suggesties voor herontwerp...16
7. Literatuur...17
8. Bijlagen
8.1. Lesplannen MDA lessenserie les 1t/m 5...19
8.2. Lesmaterialen: powerpoints les 1t/m 5………..29
8.3. Lesmaterialen: werkbladen les 1t/m 5...53
8.4. Onderzoeksinstrumenten: diagnostische toets hormonen + antwoordmodel...58
8.5. Onderzoeksinstrumenten: learner report...64
8.6. Ruwe data voormeting toets en t-test………...69
8.7. Ruwe data nameting toets en t-test………...70
4
Samenvatting
Leerlingen in 5vwo blijken moeite te hebben met het doorgronden van hormonale regelkringen met terugkoppeling. Er is onderzocht of dit probleem met een ontworpen lessenserie kan wordt aangepakt. Verwacht wordt dat het volgen van deze lessenserie, waarin het thema hormonen behandeld wordt vanuit verschillende illustratieve contexten en waarin leerlingen zelf schematische regelkringen opstellen en kritisch doorlichten, zal leiden tot hogere cijfers bij een diagnostische toets over hormonale regelkringen en dat leerlingen meer zelfvertrouwen zullen rapporteren in het beheersen van hormonale regelkringen. Deze verwachting is niet uitgekomen, het bleek dat de klas die de lessenserie had gevolgd na afloop geen betere gemiddelde score had dan de controle-klas. De learner reports lijker er op te wijzen dat het in de les gericht oefenen met het opstellen van regelkringen een positief effect heeft gehad op de leerervaringen, op zowel het gebied van declaratieve kennis, beheersen van vaardigheden, als metacognitieve kennis. Vanwege enkele confounding variabelen in dit onderzoek, kan echter geen duidelijke algemene conclusie over het effect van de lessenserie worden getrokken.
5
1. Ontwerpplan
1.1. Probleembeschrijving
Visuele representaties van complexe biologische processen blijken veelvuldig voor te komen in
lesmethodes, toetsen en examens en dienen door leerlingen steeds vaker afzonderlijk, los van de tekst, bestudeerd te worden om de stof goed te kunnen begrijpen (Kragten et al, 2015; Brandstetter et al., 2017). In mijn stagelessen op het Hervormd Lyceum Zuid (HLZ) is mij opgevallen dat veel leerlingen moeite hebben met het begrijpen van schema’s en abstracte figuren waarin complexe biologische processen weergegeven zijn. De bovenbouw biologiedocenten Rippl (mijn WPB) en Siefkens zeggen dit te herkennen: ze merken regelmatig in hun lessen dat leerlingen het lastig vinden om aan de hand van een schema of abstract figuur uit te leggen wat voor processen of verbanden er te zien zijn en dat leerlingen hier ook bij toetsen tegenaan lopen.
In de periode waarin dit ontwerponderzoek uitgevoerd zal worden, komt het onderwerp hormonale regeling aan bod voor 5VWO (V5). Volgens docenten Rippl en Siefkens vinden leerlingen het bij het thema hormonale regeling met name lastig om schematische regelkringen met negatieve terugkoppeling goed te doorgronden. Dit herken ik uit mijn eerdere lessen met havo 4 over het thema Voortplanting, waar de leerlingen vooral moeite hadden met de regelkringen met terugkoppeling van de hormonen testosteron en oestrogeen.
Om na te gaan of toetsopgaven over hormonale regelkringen door leerlingen ook daadwerkelijk minder goed gemaakt worden dan andere opgaven heb ik een havo 4 tussentoets, met onder andere vragen over hormonale regeling, geanalyseerd. In de gemaakte toets van mijn H4 klas (18 leerlingen) bleek dat de zes vragen over hormonale regeling een significant lagere gemiddelde procentuele score (49,1% ± 6,0%) hadden dan die van de overige 14 toetsvragen (68,7% ± 6,6%) (t=2,19; p=0,047; t-toets voor onafhankelijkheid met ongelijke varianties). Dit sluit aan bij de literatuur die ik hierover heb kunnen vinden, waaruit blijkt dat hormonale regelkringen met negatieve terugkoppeling notoir moeilijk worden gevonden door middelbare school leerlingen (Assaraf et al., 2013; Cimer, 2012; Tajzai, 2018). Al met al wijst dit erop dat er zich bij het leren van hormonale regelkringen met terugkoppeling problemen kunnen voordoen. Dit zal ik nader tegen het licht houden met een ontwerponderzoek bij mijn klas V5.
1.2. Probleemanalyse
In deze paragraaf ga ik in op de mogelijke oorzaken van leermoeilijkheden die leerlingen ervaren bij het thema hormonale regeling en in het bijzonder bij regelkringen met terugkoppeling.
Gebrek aan visuele geletterdheid
Hormonale regelkringen zijn abstracte procesdiagrammen, meestal bestaand uit vakjes die organen voorstellen, pijlen als processen en cirkels als hormonen. Met + en – tekens wordt doorgaans
aangegeven of een proces gestimuleerd danwel geremd wordt. Het goed kunnen lezen en interpreteren van deze procesdiagrammen, met andere woorden visuele geletterdheid (Kragten et al., 2015), is essentieel voor leerlingen om processen en verbanden te helpen begrijpen. Kragten et al. (2015) stellen dat leerlingen dikwijls moeite hebben met het interpreteren van diagrammen en figuren en dat
leerlingen vaak niet of nauwelijks expliciet oefening krijgen in vaardigheden die te maken hebben met visuele geletterdheid. Het zou daarom zo kunnen zijn dat een gebrek aan (oefening in) visuele
geletterdheid ten grondslag ligt aan het probleem dat veel leerlingen ondervinden bij het werken met hormonale regelkringen. Om na te gaan of toetsopgaven die een procesdiagram bevatten inderdaad
6
benedengemiddeld slechter gemaakt worden, heb ik de resultaten van een toets over DNA en
Erfelijkheid van mijn V5 klas (28 leerlingen) geanalyseerd. Het bleek dat de drie slechtst gemaakte vragen alledrie betrekking hadden op een procesdiagram. Deze bevinding, hoewel exemplarisch, ondersteunt het idee dat een gebrekkige visuele geletterdheid een probleem kan vormen voor leerlingen bij het behandelen van hormonale regelkringen.
Moeite met abstractie
Een hormonale regelkring is een abstracte representatie van complexe processen die zich in het lichaam afspelen. Leerlingen hebben geen directe ervaring van deze processen. Ook vinden veel leerlingen het moeilijk zich een concrete voorstelling te maken van wat hormonen precies zijn en hoe ze werken (Cimer, 2012). In de hormonale regelkringen worden abstracte symbolen gebruikt die niet direct visueel verbonden zijn aan de organen en processen in het lichaam die ze representeren. Wanneer leerlingen geen mentale voorstellingen krijgen blijft de stof betekenisloos, dit maakt het leren lastig (Domis-Hoos et
al., 2012). Het kunnen redeneren zonder een concrete voorstelling in het hoofd te hebben is typerend
voor de fase van de formele operaties (formeel redeneren) volgens de theorie van Piaget (Kohnstam, 2009). Deze fase komt bij de meeste leerlingen pas in de adolescentie tot volledige ontwikkeling, hoewel formeel redeneren voor veel adolescenten en zelfs voor veel volwassenen moeilijk blijft (Woolfolk et al., 2013), met name op kennisgebieden waar ze geen of weinig ervaring in hebben (Domis-Hoos et al., 2012). Dit impliceert dat de meeste leerlingen van V5 de benodigde formele operaties om hormonale regelkringen kunnen begrijpen wel binnen bereik hebben, maar dat het doorgronden ervan beter zal gaan naarmate het meer bekend terrein wordt. Dat leerlingen bij regelkringen met name moeite hebben met negatieve terugkoppeling kan komen doordat dit een niet-lineair proces van oorzaak en gevolg betreft. Uit onderzoek blijkt dat veel mensen ongeacht hun leeftijd, wanneer ze geconfronteerd worden met feedback loops, vaak beperkt blijven in hun denken tot lineaire oorzaak-gevolg relaties en moeite hebben met de cyclische causaliteit die dit soort processen eigen is (Sweeney & Sterman, 2007). De abstracte aard van regelkringen met terugkoppeling en de formele denkoperaties die ervoor nodig zijn om deze te kunnen doorgronden kunnen verklaren dat leerlingen hier moeite mee hebben.
Complexiteit
Hormonale regulatie betreft complexe, dynamische systemen met veel onderlinge relaties, zowel binnen als tussen hormonale regelkringen. Ten eerste komen leerlingen bij het thema hormonale regulatie verschillende organisatieniveaus tegen, van moleculair niveau (bijv. receptoreiwitten) tot organismaal niveau (bijv. lichaamsfuncties, gedrag). Deze zijn in het onderwijs niet altijd duidelijk aan elkaar gelinkt (Verhoef et al., 2003). In de lesmethode Biologie voor Jou, die ook op het HLZ wordt gebruikt, worden de organisatieniveaus vaak kriskras door elkaar gebruikt (Boersma, 2004). Dit maakt het voor leerlingen lastig om verbanden te leggen tussen de verschillende organisatieniveaus, dit is echter wel een
voorwaarde voor betekenisvol begrip van hormonale regulatie (Verhoef et al., 2003). Ten tweede komen bij het thema hormonale regulatie veel verschillende hormoonsystemen aan bod (CvE, 2018) die vaak onderling verbonden zijn (bijvoorbeeld adrenaline, cortisol, glucagon en insuline). Voor een goed begrip van hormonale regulatie moeten leerlingen dus zowel tussen organisatieniveaus heen en weer kunnen denken (verticale samenhang) als binnen organisatieniveaus (horizontale samenhang) (Boersma; Knippels, 2002). Deze complexiteit van samenhang vraagt veel van leerlingen en maakt hormonale regeling tot een lastig te bevatten thema.
Weinig context, weinig betekenis
Op het HLZ wordt door de bovenbouw biologiesectie in de lessen niet veel met contexten gewerkt. Een context wordt door Boersma (2011) gedefinieerd als ‘de omgeving waarin het leren plaatsvindt: een situatie of probleemstelling die voor leerlingen betekenis heeft of krijgt door de uit te voeren leeractiviteiten’. Het gebruik van contexten in de lessen kan het leerproces van leerlingen positief
7
beïnvloeden: zo kunnen contexten, mits goed gekozen, de les meer betekenis geven en de motivatie van veel leerlingen vergroten (Bruning & Michels, 2013). Ook Ebbens & Ettenkoven (2013) en Marzano & Miedema (2013) onderstrepen het belang van contexten: het aansluiten op de belevingswereld van leerlingen en het betekenis geven aan leertaken is gunstig voor zowel de motivatie om te leren als voor effectief leren. Juist bij het leren van abstracte hormonale regelkringen gaat dit op. De meeste
biologielessen op het HLZ die ik geobserveerd heb volgden echter een stramien waarin de docent eerst klassikaal uitleg geeft over de belangrijkste concepten, zonder context, en de leerlingen vervolgens een of meerdere verwerkingstaken laat uitvoeren. In het lesboek (Biologie voor Jou) over hormonale regeling worden bij de opgaven wel regelmatig contextjes gebruikt, het maken van dit soort opgaven komt echter meestal pas in het laatste gedeelte van de les aan bod. In de reguliere lessen over hormonale regeling wordt er op het HLZ weinig betekenis gegeven aan de lesstof door middel van contexten. Dit zou er de oorzaak van kunnen zijn dat leerlingen minder gemotiveerd zijn en niet goed komen tot effectief leren. Dit probleem beperkt zich niet alleen tot het thema hormonale regeling, maar is daar wel prominent. Haalbaarheid van oorzaken om aan te pakken
De oorzaak ‘complexiteit’ vraagt om een aanpak van systeemdenken, die zowel de horizontale
samenhang als de verticale samenhang (heen en weer tussen organisatieniveaus) omvat. Zo’n aanpak lijkt me qua tijd lastig haalbaar in een lessenserie van beperkte omvang. De oorzaak ‘gebrek aan visuele geletterdheid’ lijkt me qua tijd wel goed haalbaar, bezwaar is echter dat het oefenen met visuele geletterdheid mij vooral zinvol lijkt bij proces-diagrammen met veel uiteenlopende componenten. Hormonale regelschema’s beperken zich tot vier vaste symbolen: vierkanten, pijlen, cirkels en plus- of mintekens. Ik vrees daarom dat het gericht oefenen van visuele geletterdheid bij regelkringen al gauw een saaie, weinig uitdagende exercitie wordt. Van de hierboven genoemde mogelijke oorzaken liggen de oorzaken ‘moeite met abstractie’ en ‘weinig context, weinig betekenis’ het meest in elkaars verlengde. Deze twee oorzaken lijken me het meest haalbaar om verder aan te pakken in het ontwerponderzoek.
1.3. Verkenning en keuze van oplossingen
In deze paragraaf ga ik in op mogelijke oplossingen voor het probleem van leermoeilijkheden bij
hormonale regelkringen, die aansluiten op de twee oorzaken ‘moeite met abstractie’ en ‘weinig context, weinig betekenis’. Deze hebben gemeen dat hormonale regelkringen abstract van aard zijn en ver van de beleving van leerlingen afstaan, bij gebrek aan context zijn ze lastig te doorgronden en is er minder motivatie voor leerlingen om ermee te oefenen. Hieronder zal ik ingaan op mogelijke oplossingen die hier op aansluiten.
1. Hormonale processen uitbeelden.
Een mogelijke oplossing is het uitbeelden van biologische processen, ook wel uitbeeldpractica genoemd (Geraedts, 2018). Dit is een activerende werkvorm waarbij leerlingen complexe processen zelf
uitbeelden met behulp van fysiek materiaal en/of gebaren. Janssen (2006) geeft aan dat leerlingen een dergelijke aanpak vaak leuk om te doen vinden en het dat voor leerlingen en docenten meteen duidelijk maakt wat ze al dan niet begrijpen van een complex biologisch proces. Een voorbeeld van
uitbeelddidactiek is de menstruatie-regulatie-simulatie, waarbij bijvoorbeeld hormonen van de
mentruatie-cyclus worden uitgebeeld door leerlingen die spreekkoren vormen (Geraedts & De Praktijk, 2010). In mijn havo4 klas was deze werkvorm een groot succes om de stof te verduidelijken en om leerlingen te motiveren in de les. Hudson (2012) meldt dat het gebruik van een rollenspel in de klas over de regeling van het hormoon PTH goed werkt om concepten als homeostase en negatieve feedback aan te leren en door leerlingen als leerzaam en motiverend wordt ervaren. Ook bij andere hormonale regelkringen zou het door leerlingen laten uitbeelden van organen en processen een goed middel zijn om de stof minder abstract te maken en meer tot de verbeelding te laten spreken.
8
2. Hele taak eerst met hulp op maat
Een andere oplossing is het aanbieden van uitdagend gedifferentieerd vakonderwijs, ook wel ‘hele taak eerst met hulp op maat’ genoemd, van Janssen et al. (2011). Dit houdt in dat lessen worden begonnen met de introductie van een ‘hele taak’, een uitdagende taak waarin het grootste deel van de lesstof moet worden toegepast in een nieuwe situatie (Janssen et al.). De traditionele lesvolgorde waarbij eerst uitleg wordt gegeven, leerlingen vervolgens deeltaken krijgen en tegen het eind van de les een ‘hele taak’ wordt gegeven, wordt dus omgedraaid. Aangezien zo’n taak voor veel leerlingen te lastig zal zijn om geheel zelfstandig succesvol te volbrengen, biedt de docent hulp aan om leerlingen die vast zijn gelopen weer op weg te helpen. Deze ‘hulp op maat’ kan bestaan uit uitleg, tips, voorbeelden of deeltaken die normaal gesproken al eerder in de les zouden zijn behandeld, maar nu dus ‘op aanvraag’ verkrijgbaar zijn voor leerlingen (Janssen et al.). Het voordeel van deze aanpak is dat leerlingen uitgedaagd worden, dat een hele taak direct al betekenis geeft aan de leerstof en dat leerlingen gedifferentieerd hulp kunnen krijgen. Dit kan betekenis geven aan de lessen over hormonale regelkringen en leerlingen motiveren. 3. Een CoCo-benadering volgens de CVBO.
Een derde oplossing voor het probleem van leermoeilijkheden bij hormonale regelkringen is om het thema hormonale regulatie in de les te behandelen met een lessenserie volgens de concept-context-(CoCo)-benadering volgens de CVBO (Commissie voor Vernieuwing van Biologie Onderwijs). De CoCo-benadering is een didactische CoCo-benadering van onderwijs, en houdt in dat belangrijke concepten
verbonden worden aan contexten, die helpen om leerlingen betekenis te geven aan de lesstof. De CVBO heeft sinds 2006 doelstellingen geformuleerd voor biologieonderwijs volgens de CoCo-benadering, met als doel om meer actualiteit, relevantie en samenhang te geven aan het biologieonderwijs (Boersma, 2011). De CVBO stelt o.a. dat CoCo-lessen een authentieke handelingspraktijk dienen te bevatten met deelnemers, plaats, activiteiten en een doel. Dit kan een beroepspraktijk, een leefwereldpraktijk, of een wetenschappelijke praktijk zijn (Boersma, 2011). Een andere criterium is dat in een CoCo lessenserie een verwervingscontext, een uitbreidingscontext en een toetscontext aan bod komen (Boersma, 2011). Een CoCo-leercyclus speelt zich af binnen één context, met als laatste fase het conceptualiseren. Hierbij wordt expliciet ingegaan op behandelde concepten, los van de context. Een tussentijds evaluatie-onderzoek uitgevoerd door het SLO m.b.t. de invoering van de CoCo-benadering in pilotscholen liet zien dat de CoCo-benadering als meer relevant voor leerlingen werd beschouwd dan het traditionele
programma, dit leek ook door de meeste leerlingen onderschreven te worden (Boersma et al., 2010). Contexten kunnen motiverend werken, de nieuwsgierigheid prikkelen en de stof aantrekkelijker maken. 4. Illustratieve context met conceptualisatie
Het sinds 2013 vernieuwde biologie-examenprogramma stelt de CoCo-benadering in lesmaterialen en in de lespraktijk niet verplicht. De eindtermen schrijven alleen voor dat het wendbaar gebruik van
concepten in verschillende contexten getoetst moet worden (CvE, 2018). Naast de CoCo-benadering volgens het CVBO, zijn er ook andere benaderingen mogelijk om onderwijs te baseren op de
wisselwerking tussen concepten en contexten. Een mogelijke uitwerking hiervan is de ‘illustratieve context’ zoals beschreven door het SLO (Bruning & Michels, 2013). In deze variant van concept-context gebaseerd onderwijs staan de in de les te behandelen concepten (leerinhoud) centraal en deze bepalen de lesinrichting, de context voegt zich hiernaar. Verschillende contexten worden hierbij gebruikt ter illustratie van al eerder gekozen concepten (Bruning & Michels, 2013). Dit staat lijnrecht tegenover de CoCo-benadering volgens het CVBO, waarin juist één context centraal staat en leidend is als vraagstelling en selectiecriterium van de te behandelen concepten. Wat betreft het ontwerpen van lessenserie volgens een van de mogelijke concept en context uitwerkingen stelt het SLO: “Wanneer het doel van een
lessenserie is om leerlingen meer inzicht te geven in de conceptuele vakstructuur of in de interne
9 geval als de docent weet dat de aan te leren concepten van een hoog abstractieniveau zijn, waardoor deze moeilijk te behappen zijn voor leerlingen.“ (Bruning & Michels, 2013). Dit sluit volgens mij juist goed
aan bij het probleem bij hormonale regelkringen dat ik wil aanpakken. Ook bij de ‘illustratieve’ context vindt het conceptualiseren plaats in de les (Bruning & Michels, 2013). Dit is denk ik noodzakelijk voor het (na)bespreken en evalueren van abstracte regelkringen.
Keuze van oplossingen
Van de genoemde oplossingen vind ik het uitbeelden van hormonale regulering het minst haalbaar voor een korte lessenserie. De ervaring leert dat uitbeeldpractica al met al veel lestijd kosten in de les en met meerdere hormoonsystemen om te behandelen zal dit erg krap worden in een bestek van 4 à 5 lessen van 45 minuten. Ook de optie van uitdagend gedifferentieerd vakonderwijs valt af. Ik pas in mijn lessen al regelmatig het ‘hele taak eerst’ principe toe. Leerlingen uit V5 hebben echter gevraagd of ik, net als hun vaste docent (Rippl), in de les ‘eerst wat theorie kan vertellen om de stof uit het boek uit te leggen’, voordat ze met verwerkingstaken aan de slag gaan. Het zal daarom, denk ik, bij deze oplossing eerst tijd kosten om mogelijke weerstand en onzekerheid van leerlingen te overwinnen, wat ten koste kan gaan van de effectiviteit van de lessenserie. Van de twee besproken concept-context varianten, de CoCo-benadering (Boersma, 2011) en de illustratieve context (Bruning & Michels, 2013), heeft de laatste duidelijk mijn voorkeur als oplossing. Ik denk namelijk dat een lessenserie op basis van de ‘illustratieve context’ zich beter leent als oefening voor het wendbaar gebruik van concepten in verschillende
contexten, zoals in de eindtermen staat. Bij een CoCo-lessenserie denk ik dat het implementeren van een authentieke handelingspraktijk met deelnemers, plaats, activiteiten en doel het moeilijk zal maken om meer dan twee contexten in de hele lessenserie aan bod te laten komen. Uit onderzoek van het SLO blijken echt authentieke handelingsrollen in de onderwijspraktijk vrijwel nooit aan de orde te komen (Pieters & Folmer, 2018). Al met al denk ik dat de ‘illustratieve context’ beter aansluit bij het hoge abstractieniveau van negatieve terugkoppelingsprocessen binnen het thema hormonale regeling.
1.4. Ontwerphypothese en ontwerpregels
Ontwerphypothese
Als ik het probleem dat leerlingen moeite hebben met hormonale regelkringen met terugkoppeling te lijf ga met een lessenserie aan 5VWO, waarin het thema hormonen behandeld wordt vanuit verschillende illustratieve contexten en waarin leerlingen zelf schematische regelkringen opstellen en kritisch
doorlichten, dan zal dat leiden tot hogere cijfers bij een diagnostische toets over hormonale regelkringen en zullen leerlingen meer zelfvertrouwen rapporteren in het beheersen van hormonale regelkringen. Ontwerpregels
Mijn aanpak om het thema hormonale regeling in 5VWO te behandelen met een lessenserie bestaande uit vijf lessen van 45 min. bevat de volgende ontwerpregels:
1. In de lessen wordt het thema hormonale regeling behandeld, waarbij het verband tussen hormonale regulatie en het handhaven van homeostase centraal zal staan en de volgende deelconcepten uit de eindexamensyllabus (CvTE, 2018) aan bod zullen komen: tergkoppeling, hormoonklieren, hypofyse, hypothalamus, schildklier, nieren, bijnieren, eilandjes van
Langerhans, exocrien, endocrien, doelwitorganen, receptor en hormoonconcentratie.
2. In de lessenserie komen ten minste vijf hormonen aan bod die aansluiten op de deelconcepten die in de eindexamensyllabus (CvTE, 2018) genoemd worden (insuline, glucagon, adrenaline, schildklierhormoon, spijsverteringshormonen en EPO).
10
3. In de lessenserie komen uiteenlopende illustratieve contexten aan bod en wordt in ieder geval gebruik gemaakt van een leefwereldcontext en een wetenschappelijke context. In elke les wordt gebruik gemaakt van minstens één context.
4. In elke les wordt er gedecontextualiseerd naar een schematische hormonale regelkring met terugkoppeling. Elke les bevat hiermee een conceptualiserende leeractiviteit waarbij leerlingen zelf op papier actief aan de slag gaan met het tekenen of kritisch doorlichten van een
schematische regelkring.
5. Aan het eind van elke les (enkele les of blokuur) leveren de leerlingen iets op papier in, als stok achter de deur voor hun werkhouding en tevens voor mij ter evaluatie van de leerdoelen.
1.5. Onderbouwing ontwerplessen
De door mij ontworpen lessenserie over hormonale regelkringen met terugkoppeling beslaat vijf lessen, waarvan twee blokuren. De bijbehorende MDA lesplannen en lesmaterialen (powerpoints, werkbladen) zijn te vinden in bijlagen 8.1 t/m 8.3.
Les 1 introduceert het thema hormonale regulatie. Omdat de leerlingen al wel eerder kennis hebben gemaakt met geslachtshormonen en met homeostase, begin ik de les met vragen wat ze hiervan weten. De context over het eten van een ijsje, gekozen omdat het deze periode zo warm is dat de leerlingen door de schoolleiding af en toe getrakteerd worden op ijsjes, sluit hopelijk aan op de leefwereld van de leerlingen. Leerlingen vullen in tweetallen een werkblad in en denken hierbij na over de werking van insuline en glucagon in verband met de glucosehuishouding (homeostase).
Les 2 begint 15 minuten na les 1 (2e deel blokuur), hierin wordt de opdracht ‘ijsje eten’ nabesproken.
Leerlingen krijgen uitgelegd wat een regelkring is, hoe deze schematisch opgesteld wordt en wat negatieve en positieve terugkoppeling zijn. Dit wordt gekoppeld aan een alledaagse context over het rechthouden van een fietsstuur, gekozen in de hoop dat dit het principe van negatieve terugkoppeling betekenis geeft, en vervolgens toegepast bij de glucosehuishouding. Vervolgens krijgen de leerlingen de opdracht om in groepjes zelf een aantal dingen uit te zoeken van een hormoon (ADH, Thyroxine,
Groeihormoon, Epo, Adrenaline of Testosteron) en hier op een A3vel een schematische regelkring van te tekenen. De posters leveren ze in als leerdoelencheck.
In les 3 geef ik feedback op de posters met regelkringen (behalve groeihormoon). Dan wordt middels een context over acromegalie het groeihormoon geïntroduceerd. Vervolgens krijgen de leerlingen de poster groeihormoon uitgedeeld. De leerlingen vergelijken deze kritisch met de regelkring uit het boek, waar woorden in weggelaten zijn. Door het vergelijken en aanvullen van de twee schema’s beoog ik dat bij leerlingen hogere orde denkvaardigheden (vergelijken, analyseren, kritisch doorlichten, van commentaar voorzien) worden aangesproken. Het werkblad leveren ze in als leerdoelen-check.
Les 4 en 5 (blokuur) begint na een aandachtstrekker met een wetenschappelijke context over Wim Hof, de ice-man. De leeractiviteit daagt de leerlingen uit om Hof’s claim dat het adrenaline- en cortisolgehalte in zijn bloed kan controleren door zijn autonome zenuwstelsel te beïnvloeden kritisch onder de loep te nemen en zo en passant de HHB-as (stressreactie) in te duiken. Uiteindelijk stellen leerlingen zelf regelkringen op van adrenaline, cortisol èn schildklierhormoon. De leeractiviteit wordt nabesproken, waarna de leerlingen het werkblad inleveren als leerdoelen-check.
11
Ter vergelijking: in de controle-klas wordt het thema hormonale regeling in hetzelfde tijdsbestek behandeld als in de interventie-klas. Docent Siefkens had aangegeven de stof deels klassikaal te
behandelen, deels met een opdracht waarin de leerlingen in groepjes werken. De taak hierbij was om bij meerdere hormonen de werking, doelwitorganen en regelkring uit te zoeken en in een document te zetten, dat niet ingeleverd hoefde te worden (en niet meetelde voor een cijfer).
2. Onderzoeksplan: onderbouwing en effectmetingen
OnderzoeksgroepenHet ontwerponderzoek is uitgevoerd bij twee parallelklassen 5VWO op het HLZ voor het vak biologie. De interventie-klas bestond uit 28 leerlingen en had mij als docent, de controle-klas bestond uit 20
leerlingen en kreeg les van biologiedocent Siefkens. De interventie - de ontworpen lessenserie - vond plaats in week 20 en 21, net na de meivakantie.
Onderzoeksopzet
In het onderzoek is gebruik gemaakt van zowel een kwantitatieve effectmeting gericht op leerresultaten, als een kwalitatieve effectmeting, gericht op leerervaringen. Voor de kwantitatieve effectmeting is gebruik gemaakt van een quasi-experimentele onderzoeksopzet met voor- en nameting.
Quasi-experimenteel wil zeggen dat er gewerkt is met reeds bestaande groepen in plaats van met willekeurig samengestelde groepen (Stokking, 2016). In beide klassen is er een voor- en nameting in de vorm van een toets, om het effect van de lessenserie op de leerprestaties te meten. Als kwalitatieve effectmeting is in alleen de interventie-klas een nameting afgenomen in de vorm van een learner report.
Toetsinstrumenten
Kwantitatieve effectmeting (leerresultaten)
Als voormeting is in week 17 een toets afgenomen over het thema DNA en Erfelijkheid, bij zowel de interventie- als bij de controleklas. Gekozen is om deze toets als voormeting te gebruiken vanwege de krappe tijdsplanning na de meivakantie: in de lesplanner waren slechts 3 weken ingeruimd voor het thema Regeling en Waarneming (6 hoofdstukken, waarvan 2 over hormonale regeling). Het gebruiken van een reeds afgenomen toets als voormeting leverde dus tijdswinst op tijdens de lessenserie. Mijn WPB en ik waren het eens dat de resultaten van deze toets een goede weerspiegeling zou zijn van het niveau van beide klassen.
Als nameting is in week 22 in beide klassen een diagnostische toets afgenomen over hormonale
regelkringen, die niet meetelde voor een cijfer. Deze toets bestond uit vier opgaven, met deels dezelfde hormonen als in de lessenserie (groeihormoon, cortisol, insuline, glucagon, adrenaline) en deels andere (ACTH, LH, testosteron). In elke opgave moet een regelkring aangevuld, geanalyseerd of verklaard worden. Twee opgaven waren contextloos, de andere twee opgaven hadden andere contexten
(hypoglykemie, wielrennen) dan de lessenserie. Opgaven 1 t/m 3 zijn afkomstig van VWO eindexamens, opgave 4 komt uit een Havo eindexamen.
Kwalitatieve effectmeting (leerervaringen)
Als nameting is een learner report (zie bijlage 8.5) afgenomen in de laatste les van de lessenserie.Het learner report is een zelfrapportage-instrument om leereffecten te achterhalen die niet of moeilijk objectief te toetsen zijn (van Riessen, 2018). Hierbij worden subjectieve leerbelevingen gemeten i.p.v. objectieve leerresultaten. Het idee hierbij is dat leerlingen bewust en vrij over dit soort leerervaringen beschikken, en deze dus kunnen rapporteren (van Riessen). In het learner report is gebruik gemaakt van open vragen met aanvulzinnen (bijvoorbeeld “In de lessen de lessen over hormonen en regelkringen, heb ik geleerd dat...”). Deze zijn volgens het kwadrantenmodel van Adriaan de Groot (van Riessen)
12
verdeeld in vier domeinen (regels over de wereld, uitzonderingen op die regels, regels over jezelf en uitzonderingen van regels over jezelf). Ik heb er voor gekozen het learner report als flankerende effectmeting te gebruiken omdat het extra inzicht kan geven in hoe leerlingen de lessenserie beleefd hebben en in hoeverre ze zelf menen de stof te beheersen. Aangezien het doel van dit instrument erin ligt om een inkijkje te krijgen in wat leerlingen uit het onderwijs meenemen en niet om te vergelijken tussen klassen, is het learner report alleen afgenomen als nameting in de interventie-klas (van Riessen).
Data-analyse
Kwantitatieve effectmeting: Zowel in de voormeting als in de nameting is een t-toets voor
onafhankelijkheid gebruikt om statistisch te testen of de twee klassen onderling verschilden wat betreft het gemiddelde cijfer. Bij de voormeting is tweezijdig getoetst, er was geen specifieke verwachting dat een van de twee klassen bij voorbaat hoger zou scoren (Stokking, 2016). Bij de nameting was deze verwachting er wel, ik wilde specifiek de voorspelling testen dat de interventie-klas hoger zou scoren dan de controle-klas, daarom is hier eenzijdig getoetst (Stokking, 2016). Afhankelijk van het onderlinge verschil in grootte van de standaard deviaties zal een t-toets assuming equal variances of assuming
unequal variances gebruikt worden (Van Ark, 2018).
Kwalitatieve effectmeting: de learner reports zijn geanalyseerd volgens de Grounded Theory Approach (De Boer, 2011). Dit houdt in dat ik alle leeruitspraken heb uitgeknipt, gesorteerd en vervolgens in categorieën heb ingedeeld. Hierbij is een indeling aangehouden van 6 gedragscategorieën (declaratieve kennis, vaardigheden, positieve attitude, negatieve attitude, metacognitie en overig). Daarnaast is een indeling gemaakt in categorieën op basis van de inhoud van de leeruitspraken. De gevonden
inhoudscategorieën en de frequenties van de leeruitspraken hierbinnen geven een indruk van de leerervaringen van de leerlingen.
3. Verslag uitvoering ontwerp en effectmetingen
De uitvoering van de lessenserie is over het algemeen redelijk goed volgens plan gegaan. Twee onvoorziene factoren waren het rooster en het weer. Direct na de meivakantie was er een nieuw lesrooster van kracht gegaan op het HLZ. Hierin zou mijn V5 klas op woensdag het 1e uur biologie
hebben, maar een dag tevoren werd dit gewijzigd naar woensdag het 8e uur. Dit bracht nogal wat
ontevredenheid teweeg bij mijn V5 leerlingen, precies tijdens les 1 van de lessenserie (zie hieronder). Ook was het in de periode dat de lessenserie plaatsvond tropisch warm in Nederland, de lokalen op het HLZ waren broeierig warm en benauwd. Dit had zijn invloed op de concentratie en de werkhouding van de leerlingen, zeker tijdens het 8e uur. Ook met name bij de nameting (toets) speelde dit een rol.
Les 1 en 2 (blokuur): de eerste les na de vakantie. De eerste 10 minuten van de les zijn verloren gegaan aan het praten over het rooster en de vraag van de leerlingen of ze niet de dag erop (woensdag) het 1e
uur biologie les mochten krijgen van mijn WPB. Toen dit eenmaal uitgesproken was, is de les verder goed gelopen, maar met uiteindelijk minder tijd om aan de opdracht te werken en minder tijd om aan het eind van les 2 de posters over hormonen te presenteren. Slechts twee van de zeven groepjes kwamen hieraan toe. Na het innemen van de posters zag ik achteraf dat twee groepjes zich er met een Jantje-van-Leiden af hadden gemaakt en twee groepjes goed hun best hadden gedaan. Op de meeste posters bleek de negatieve terugkoppeling te ontbreken.
Les 3: In deze les was mijn plan om de laatste 20 min. te besteden aan het nabespreken van de toets DNA&Erfelijkheid (tevens de voormeting). De leerlingen protesteerden en wilden graag eerst de toets nabespreken en dan pas de les over hormonen doen, ze waren bang dat anders de nabespreking in het gedrang kwam. Ik heb mijn eigen lesvolgorde aangehouden, maar wederom kostte dit tijd om goed uit te
13
leggen en valideren. Hierdoor was er minder tijd voor de leerlingen om de opdracht over acromegalie kunnen maken, en is het nabespreken er grotendeels bij ingeschoten. Hun opdrachten op papier heb ik niet meer ingenomen, waardoor de leerdoelencheck in deze les ontbrak.
Les 4 en 5: deze les is qua tijd volgens de planning verlopen. De context van de ice-man pakte goed uit, leerlingen waren verwonderd en oprecht geïnteresseerd. Toen leerlingen zelf moesten werken aan de opdrachten van het werkblad gingen ze echter niet goed aan de slag. Het lag misschien deels aan de hitte en aan het moment van de dag (7e en 8e uur) dat de leerlingen zo’n bedroevende werkhouding
lieten zien, misschien lag het ook aan dat het me simpelweg niet lukte om een effectieve werkhouding af te dwingen. Na de les heb ik de werkbladen gecheckt, het bleek dat veel leerlingen niet verder dan vraag 5 waren gekomen en bij het opstellen van een regelkring vast waren blijven steken.
Effectmetingen: de voormeting is goed verlopen, het betrof een toets in de toetsweek die voor beide 5e
klassen tegelijkertijd werd afgenomen onder dezelfde condities. De kwantitatieve nameting
(diagnostische toets) is door de controle-klas van Siefkens (SIE) afgenomen op maandag in week 22 aan het eind van het 5e uur. Siefkens gaf aan dat zijn klas de toets serieus en geconcentreerd gemaakt heeft.
De interventie-klas heeft de toets gemaakt terwijl mijn WPB voor de klas stond (ik kon er zelf niet bij zijn) op dinsdag diezelfde week aan het eind van het 8e uur. Het was die dag heel erg warm (29 mei - de dag
dat alle warmterecords voor de maand mei in Nederland doorbroken werden) en Rippl gaf aan dat zijn leerlingen echt geen zin meer hadden gehad in het maken van de toets en deze enorm afgeraffeld hadden.
De kwalitatieve nameting (learner report) is volgens plan afgenomen in les 5 van de lessenserie. De leerlingen gaven aan dat ze de vragen nogal raar vonden, en dat er volgens hen steeds hetzelfde
gevraagd werd. Wegens tijdsgebrek heb ik tevoren een korte instructie gegeven over het invullen van de learner reports, maar ben niet lang stil blijven staan over de vier domeinen waarop gevraagd werd. Hierdoor hebben de leerlingen het invullen van de vragen wellicht wat minder serieus genomen, of hebben ze de vragen minder goed gelezen dan de bedoeling was.
4. Resultaten
De ruwe data van de effectmetingen (voormeting, nameting kwantitatief en nameting kwalitatief) zijn te vinden in de bijlagen 8.6 t/m 8.8.
Bij de voormeting had de interventie-klas (klas RIP, n=28) een gemiddeld cijfer voor de toets van 5,8 met een standaarddeviatie van 0,2 en had de controle-klas (klas SIE, n=20) een gemiddeld cijfer van 5,7 met een standaarddeviatie van 0,2. Aangezien de standaarddeviaties niet veel verschilden, kon een
tweezijdige t-test voor onafhankelijkheid assuming equal variances gebruikt worden. De gemiddeldes bleken niet significant van elkaar te verschillen (t= -0,17; p=0,87=n.s.)
Bij de kwantitatieve nameting (leerresultaten) had de interventie-klas (klas RIP, n=21)) een veel lager gemiddeld cijfer voor de toets (gemiddeld cijfer 3,7 met standaarddeviatie 0,3) dan de controle-klas (klas SIE, n=15) (gemiddeld cijfer 5,9 met een standaarddeviatie van 0,7). Aangezien de standaarddeviatie van de kleine klas (SIE) meer dan tweemaal zo groot was als die van de grote klas (RIP), is uitgegaan van ongelijke varianties (van Ark, 2018). Na het toetsen met een eenzijdige t-toets voor onafhankelijkheid
assuming unequal variances bleek dat het gemiddelde van de controle-klas significant hoger was dan dat
14
Bij de kwalitatieve nameting (leerervaringen) waren 24 van de 28 leerlingen van de interventie-klas in de les aanwezig. Van 21 leerlingen is een learner report ontvangen, 3 leerlingen hebben het niet ingeleverd. In totaal zijn er 154 leeruitspraken gedaan (zie bijlage 8.8) Bij het nader bekijken van de gedragscategorieën valt op (zie figuur 1 en tabel 1) dat het merendeel van de leeruitspraken (zo’n 63%) over declaratieve kennis (leren over de leerstof) gaat. (Bijvoorbeeld “ik heb geleerd dat hormonen
gestimuleerd worden door Releasing Hormonen of door zenuwimpulsen”) Ongeveer 19% van de
leeruitspraken valt binnen de categorie metacognitieve kennis (leren over het eigen leerproces) (bijvoorbeeld “doordat de stof vanuit verschillende contexten behandeld werd heb ik gemerkt dat ik het
beter begrijp”) en zo’n 9% valt binnen de categorie beheersing van vaardigheden (bijvoorbeeld: “In de lessen over hormonen en regelkringen heb ik geleerd hoe ik een regelkring moet opstellen”). Er worden
vrijwel geen leeruitspraken (in totaal slechts 5) gedaan die iets zeggen over de attitude van leerlingen (positief danwel negatief) ten opzichte van de lessenserie of het thema hormonen. In de categorie ‘overig’ zijn opmerkingen gezet die niet goed te duiden waren, of onzin-antwoorden leken (bijvoorbeeld “Door het oefenen met hormonale regelkringen, heb ik ontdekt dat...hypothalamus”), dit waren er in totaal 8 (5,3%), zie tabel 1.
Bij het nader bestuderen van de inhoudscategorieën wat betreft declaratieve kennis valt op dat de vier meest vertegenwoordigde categorieën onderling redelijk gelijk verdeeld zijn. Dit zijn leeruitspraken die iets zeggen over: ‘hormonale processen op weefselniveau’ (14,5%), bijv. aanmaak hormonen en doelwitorganen; ‘hormonale processen op lichaamsniveau’ (13,2%), bijv. functies, homeostase, relatie tussen hormonen en transport; ‘positieve en negatieve terugkoppelingen’ (14,5%) en ‘samenhang, overeenkomsten en verschillen tussen hormonen en regelkringen’ (10,5%). De categorieën ‘hormonen in context’(6,3%) en ‘veel verschillende hormonen’ (3,9%) scoren het laagst. Verder blijkt dat alle
leeruitspraken over vaardigheden (9,2%) gaan over het opstellen van regelkringen. Wat betreft
metacognitieve kennis blijkt dat leerlingen vooral iets te weten zijn gekomen over hun eigen leerproces door het oefenen met het opstellen van regelkringen (7,2%) en wat betreft het behandeld hebben van uiteenlopende hormonen (5,9%). Drie leerlingen (2,0%) gaven blijk van een positieve attitude ten opzichte van de gebruikte contexten.
Figuur 1. Uitkomsten van de learner reports, waarbij de leeruitspraken verdeeld zijn in categorieën volgens de grounded method (de Boer, 2011; van Riessen, 2018). Op de x-as staan de gedragscategorieën (verdeeld in kennis, vaardigheden, attitude en metacognitie). Op de y-as staan percentages van leeruitspraken per gedragscategorie.
Pe rcen ta ge v an h et to ta al a an ta l g et eld e lee ru its pr ak en
15
5. Conclusies en discussie
Uit de voormeting is gebleken dat de twee klassen goed vergelijkbaar zijn qua leerresultaten. De resultaten van het ontwerponderzoek lieten echter zien dat de interventie-klas wat betreft de
kwantitatieve effectmeting gemiddeld niet beter scoorde dan de controle-klas, maar zelfs meer dan 2 cijferpunten lager scoorde. Mijn ontwerphypothese houdt daarmee geen stand. Hieruit kan
geconcludeerd worden dat de interventie niet het gewenste effect heeft gehad wat betreft de leerresultaten over hormonale regelkringen.
Een voor de hand liggende verklaring hierbij is dat de leerlingen van de interventie-klas de diagnostische toets minder serieus en geconcentreerd hebben ingevuld dan in de controle-klas. Dit strookt met de observaties van de docenten Rippl en Siefkens. Ook was dit te zien bij het nakijken, meerdere leerlingen uit de interventie-klas hadden niet alle vragen ingevuld en leken het afgeraffeld te hebben, terwijl de toetsen in de controleklas vollediger waren ingevuld. Vraag 4 van de toets kwam uit een havo-eind-examen, mijn verwachting was dat deze vraag door 5vwo beter gemaakt zou worden dan de ander drie vragen, afkomstig uit vwo-eindexamens. Bij de controle-klas was dit inderdaad het geval, de gemiddelde score voor vraag 4 was hier een 7,3 (op een schaal van 1-10). Bij de interventie-klas scoorde vraag 4 echter het laagst (gemiddelde score: 1,4) van de toetsvragen. Dit sterkt het vermoeden dat er door de interventie-klas bij de nameting ‘met de pet naar is gegooid’. Waarschijnlijk speelde hierbij de tropische warmte op die dag in combinatie met het late tijdstip een grote rol. Dit zou betekenen dat de nameting geen betrouwbaar beeld geeft van de leerresultaten en dat er op basis hiervan geen duidelijke uitspraak gedaan kan worden over het al dan niet succesvol zijn van de lessenserie.
gedrag declara-tieve kennis beheersing van vaardigheden uiting geven aan positieve attitude
uiting geven aan negatieve attitude
metacogni-tieve kennis overig
inhoud
1. hormonale processen op weefselniveau (bijv. productie v. hormonen, doelwitorganen)
22 (14,5%)
2. hormoonprocessen op lichaamsniveau (homeostase, relatie tussen hormonen, transport) 20 (13,2%) 1 (0,7%) 3. regelkringen en terugkoppelingsschema’s 22 (14,5%) 14 (9,2%) 1 (0,7%) 11 (7,2%) 4. samenhang: overeenkomsten en verschillen tussen hormoonsystemen 16 (10,5%) 1 (0,7%) 5. hormonen in context,
invloeden van buitenaf 10 (6,6%) 3 (2,0%) 4 (2,6%)
6. veel verschillende hormonen 6 (3,9%) 9 (5,9%)
7. leren en studeren 1 (0,7%) 3 (2,0%)
8. overig 8 (5,3%)
Tabel 1. Uitkomsten van de learner reports, waarbij de leeruitspraken verdeeld zijn in categorieën volgens de grounded method (de Boer, 2011; van Riessen, 2018). In de kolommen staan de gedragscategorieën (verdeeld in kennis, vaardigheden, attitude en metacognitie). In de rijen staan de inhoudelijke categorieën die gevonden zijn in de leeruitspraken. De getallen staan voor het aantal getelde leeruitspraken binnen een bepaalde gedrags- en inhoudscategorie, tussen haakjes staan steeds de procentuele aantallen.
16
Een tweede verklaring kan zijn dat de twee klassen verschillende docenten hadden. Docent Siefkens van de controle-klas is een zeer ervaren docent met ruim 24 jaar leservaring, die zeer competent is in het bewerkstelligen van een efficiënt en ordelijk leerklimaat in de klas. In mijn interventie-klas was de werkhouding van de leerlingen tijdens de vijf lessen van de lessenserie soms juist verre van optimaal, met name in les 1, 4 en 5. Uit de feedback van mijn WPB op mijn OP C stage en ook op de lessen 4 en 5 van de lessenserie kwam als belangrijkste verbeterpunt naar voren dat ik als beginnend docent meer een goed werkklimaat moet afdwingen in de klas. Uit de leerdoelen-checks van de lessenserie bleek dat de leerlingen uit mijn klas vaak weinig effectief aan de leeractiviteiten hadden deelgenomen. Het zou kunnen dat er in de controle-klas daadwerkelijk een hoger leerrendement was van de lessenserie dan in de interventie-klas, maar dat het verschil in de docent die voor de klas staat hier een belangrijke invloed op heeft gehad. Ook dit zou betekenen dat er op basis van dit onderzoek geen duidelijke conclusie over het effect van de lessenserie kan worden getrokken.
Daarnaast is in het ontwerponderzoek een flankerende effectmeting gedaan naar leerervaringen van de leerlingen in de interventie-klas. Uit de learner reports blijkt dat twee ontwerpregels, namelijk het los van context oefenen met het tekenen van regelkringen (ontwerpregel 4) en de belangrijkste
deelconcepten uit de syllabus (ontwerpregel 1), relatief frequent gerapporteerd worden als iets wat leerlingen geleerd hebben of waar ze vaardiger in zijn geworden. Bovendien leverde ontwerpregel 4 relatief de meeste leeruitspraken op wat betreft metacognitieve kennis, wat erop wijst dat leerlingen zich meer bewust zijn van hun eigen leerproces wat betreft hormonale regelkringen. Wat dat betreft heeft de lessenserie toch waardevol gebleken. Aan de andere kant komen het aanbieden van de stof in uiteenlopende contexten (ontwerpregel 3) en het behandelen van vijf verschillende hormoonsystemen (ontwerpregel 2) minder sterk terug in de leerervaringen van de leerlingen. Het zou kunnen dat het gebruik van meerdere contexten en het oefenen met steeds wisselende hormonale regelkringen te vluchtig was voor de leerlingen en dat er per context en hormoonsysteem net te weinig lestijd was om de leerlingen diepgaand te laten leren.
Al met al concludeer ik dat de lessenserie weliswaar niet het gewenste effect had op de leerresultaten, maar het feit dat er andere variabelen waren die mogelijk van invloed zijn geweest (tijdstip, temperatuur en leerlingmotivatie bij de nameting; beide klassen verschilden van docent) maakt het lastig om
duidelijke uitspraken te doen over de vakdidactische waarde van de lessenserie en de bijbehorende ontwerpregels. Uit de learner reports maak ik met de nodige voorzichtigheid op dat het veelvuldig gericht oefenen met het opstellen van regelkringen een positief effect heeft gehad op de leerervaringen, op zowel het gebied van declaratieve kennis, beheersen van vaardigheden, als metacognitieve kennis.
6. Suggesties voor herontwerp
• Een van de problemen die in deze lessenserie naar voren kwamen was dat de leerlingen uit de interventie-klas niet goed aan de slag gingen met de taken in de les. Dit zou aangepakt kunnen worden door meer de nadruk te leggen op individuele aanspreekbaarheid van de leerlingen bij de leeractiviteiten. Volgens Ebbens & Ettekoven (2013) is dit een van de belangrijkste manieren om in een les tot een goed leerrendement te komen.
• De evaluatiefase in de les meer gebruiken: bijvoorbeeld door leerlingen elkaar feedback te laten geven. of leerlingen presentaties laten houden. Bij de A3 posters die gepresenteerd werden werkte dit goed, ook al was er weinig tijd voor. Ik merkte dat de leerlingen toch hard aan de slag gingen toen de te horen hadden gekregen dat poster gepresenteerd zou moeten worden. • Taken uitdagender en motiverender maken: door bijvoorbeeld een puzzelelement toe te voegen.
17
• Het onderzoeksdesign zelf zou op sommige punten meer valide in elkaar moeten zitten, zoals: nameting onder gelijke condities afnemen, liefst in een toetsweek. Bij voorkeur dezelfde docent die de interventie- en controle-klas lesgeeft.
7. Literatuur
• Boersma, K.T. (2004). Didactiek van systeemdenken in de biologie. Symposium Biologische Raad: Amsterdam. Universiteit Utrecht.
• Boersma, K. T. (2011). Ontwerpen van op de concept-contextbenadering gebaseerd biologieonderwijs. NIBI.
• Brandstetter, M., Sandmann A. en Florian, C. (2017). Understanding pictorial information in biology: students’ cognitive activities and visual reading strategies. International Journal of Science Education, vol. 39, no. 9, 1218–1237.
• Bruning, L. en Michels, B. (2013). Concept-contextvenster. Zicht op de wisselwerking tussen concepten en contexten in het bèta-onderwijs. SLO (nationaal expertisecentrum leerplanontwikkeling), Enschede. • Cimer, A. 2012. What makes biology learning difficult and effective: Students’ views. Educational Research
and Reviews. Vol. 7(3), pp. 61-71.
• CvE -College voor Toetsen en Examens (2018). BIOLOGIE VWO, syllabus CENTRAAL EXAMEN 2018 (bij het nieuwe examenprogramma) versie 2, april 2016.
• de Boer, F. (2011). De Grounded Theory Approach: een update. KWALON, (16) 1.
• Domis-Hoos, M., Kapteijn, M. en Boerwinkel, D. J. (2012). Genetica in beweging: de moeite waard om te
leren. Utrecht: NVON.
• Ebbens, S., & Ettekoven, S. (2013). Effectief leren. Basisboek. Groningen: Wolters-Noordhoff.
• Geraedts, C.L. & De Praktijk (2010). Menstruatie regulatie simulatie. Lustrumlessen 10 jaar De Praktijk.
https://www.nemosciencemuseum.nl/media/filer_public/bc/f9/bcf9ce2a-c5ae-430f-a8a9-7ab3582781ff/menstruatie-regulatie-simulatie.pdf, geraadpleegd op 11 juli 2018. Creative Commons. • Geraedts, C.L. (2018). Uitbeelddidactiek in de biologieles: van good practice naar ontwerpprincipes.
Gehonoreerd onderzoeksvoorstel NWO, projectnr. 40.5.18500.015.
• Hudson, M.L. 2012. Easy, Cheap, & Fun: Role-play on Endocrine Regulation & Negative Feedback. The American Biology Teacher, Vol. 74, No. 9, pp. 644-646.
• Janssen, F. (2006). BiOLOgen. Denkgereedschap voor het biologieonderwijs. Leiden: ICLON. • Knippels, M.C.P.J. (2002). Heen en weer, op en neer. Niche 33 (5), 5-9.
• Kohnstamm, R. (2009). Kleine ontwikkelingspsychologie. Deel iii. derde druk. Bohn Stafleu Van Loghum, Houten/Diegem.
• Kragten, M., Admiraal, W., & Rijlaarsdam, G. (2013). Diagrammatic literacy in secondary science education.
Research in Science Education, 43(5), 1785-1800.
• Marzano, R. & Miedema (2013). Leren in 5 Dimensies. 6e, geheel herziene druk. Van Gorkum, Assen. • Pieters, M. & Folker, E. (2018). De nieuwe examenprogramma’s, de stand van zaken na vier jaar. NVOX,
nummer 6, 322-323.
• Stokking, K. (2016). Bouwstenen voor onderzoek in onderwijs en opleiding. Antwerpen: Garant. • Sweeney, L. B., & Sterman, J. D. (2007). Thinking about systems: Student and teacher conceptions of
natural and social systems. The Journal of the System Dynamics Society, 23(2-3), 285-311.
• Tajzai, E. (2018). Guidelines for Learning Material That Foster Students’ Feedback Systems Thinking in Secondary School Biology Education (Master's thesis). Universiteit Utrecht Reposotory
https://dspace.library.uu.nl/handle/1874/363388, geraadpleegd op 11-07-2018.
• van Riessen, M. (2018). Het learner report als onderzoeksinstrument, workshop bij onderzoekscarrousel ILO en hand-out ‘vuistregels voor het ontwerpen van een learner report’, ILO, Amsterdam.
• Verhoeff, R. P. (2003). Towards systems thinking in cell biology education (Proefschrift). Utrecht: CD-β Press, Centrum voor Didactiek van Wiskunde en Natuurwetenschappen, Universiteit Utrecht. • Woolfolk, A., Hughes, M. & Walkup, V. (2013). Psychology in Education. Second Edition. Harlow: Pearson.
18
8. Bijlagen
8.1. Lesplannen MDA lessenserie les 1t/m 5...19
8.2. Lesmaterialen: powerpoints les 1t/m 5………..29
8.3. Lesmaterialen: werkbladen les 1t/m 5...53
8.4. Onderzoeksinstrumenten: diagnostische toets hormonen + antwoordmodel...58
8.5. Onderzoeksinstrumenten: learner report...64
8.6. Ruwe data voormeting toets en t-test………...69
8.7. Ruwe data nameting toets en t-test………...70
le
sp
la
n
l
es
sen
seri
e h
ormo
n
en
le
s 1
(1
5
mei
7
euur
)
D oc en t: Ma tt h ij s V la ar D atu m : 1 5 m ei 2 018 7 e u ur (1 e d ee l b lo ku ur , hi er n a 1 5 mi n pa u ze ) Tij d: 4 5 mi n. Kl as: V5 A an ta l lln: 28 Le son d er w er p ho rm on en e n ho m eo st as e B egi n si tu at ie Vó ór d e m ei va ka nt ie is h et t hem a D N A af ger on d m et e en t oet s in d e to et sw eek . D e leer lin gen e n ik h eb ben el ka ar r ui m d rie w ek en n ie t gez ien . E r is een n ieu w r oo st er . D it is d e eer st e les va n een n ieu w t hem a: R eg el in g en W aa rn em in g. O ver h et les on der w er p ho rm on al e reg ul at ie heb ben d e leer lin gen d it ja ar n og n iet s geh ad . V or ig ja ar in V 4 is b ij het t hem a vo or tp la nt in g de ho rm on al e reg ul at ie va n de ge sl ach ts ho rm on en ( oa t es to st er on e n oe st ro ge en ) be ha nd el d. Le sk er n * ho rm on en s pel en ee n bel an gr ijk e ro l i n de ho m eo st as e: z e ku nn en w or de n aa ng es tu ur d do or a nd er e or ga ne n/ ho rm on en e n ku nn en e en rea ct ie tew ee gb re ng en b ij do el w ito rg an en . Le er d oe le n 1. Je k un t ui tle gg en w at h om eo st as e is h ier v oo rb eel den b ij gev en . 2. Je ku nt d e bel an gr ijk st e ho rm on en h er ke nn en e n aa ng ev en w at h et v er sc hi l i s tu ss en e xo - en e nd oc rien e kl ier en . 3. Je ku nt g lo ba al u itl eg ge n ho e de g lu co se hu is ho ud in g ge re ge ld w or dt m .b .v . de h or m on en in su lin e en g lu ca go n. D oc en td oe le n - le er lin ge n en th ou si as t kr ijg en v oo r ni eu w t he m a: h or m on en - zo rg en v oo r in di vi du el e aa ns pr eek ba ar hei d B oe k (+ bl z. ) Bv J th em a 5 R eg el in g en W aa rn em in g, B s1 + 2 (b lz 64 t /m 8 0) Me d ia , s p ulle n, h ulp po w er po in t, in st ru ct ie bla d, p ost er ve lle n, st ift en M is con ce p ti es / ve rw ac h te pr ob le m en m et d e le er st of - lln . ku nn en z ich w ei ni g vo or st el le n bi j h or m on en . - lln . d en ke n da t al le h or m on en , d us o ok in su lin e en g lu ca go n do or d e he rs en en g er eg el d w or de n. Tij d Le s-fase * Le er d oe l W at ik do e en z eg W at z ij do en ( w er kvo rm ) Le er ac ti vi te it * N oem d e sp ec ifi ek e! 13: 45 -13: 50 1 w el kom , b oe k+ sc hr ift op t af el , t asse n va n ta fe l, tel ef oo ns w eg et c. M ed ed el in gen : toe ts he b ik na ge ke ken , m aa r m oet g ec or rig eer d aa nt al pu nt en n og in vo er en , w or dt m or ge n na be sp ro ke n. N ieu w t hem a: h or m on en . K om en de per io de: b oek 5B m een em en ! Ik la at d e pla nn in g ko m en de pe rio de t /m e in d sc ho ol ja ar z ie n. lln . k om en b in ne n en z itt en k la ar 13: 50 -14 :00 1, 2 1 In tr o re ge lin g. ik v ra ag a an le er lin ge n: w at is ho m eo st as e? e n w el ke vo or beel den k en je? bes pr eek 1 m in uu t m et je bu ur . I k w ijs m eer der e leer lin gen a an o m a nt w oo rd t e gev en . I k geef v er vo lg en s ui tleg o ver h om eo st as e, o ver 2 m an ier en v an c om m un ic at ie in h et li ch aa m : ze nu w st el se l e n ho rm on en . co nt ro le ce nt ru m in her sen en : hy po th al am us en h yp of ys e. lln . b es pr ek en m et el ka ar w at ho m eo st ase is (1 m in) iem an d w or dt a an gew ez en en g eef t an tw oor d lln . k ijk en e n lu is te re n de fin ië re n, v er ke nn en 14 :00 -14: 15 2, 3 2 ik vr aa g aa n kl as : w el ke h or m one n ke n je al ? no em m aa r op ! v er vo lg en s sc hr ijf ik op h et b or d w at leer lin gen r oep en . i k neem h et li js tje op h et bo rd ev en d oo r (w el ke on tb rek en , z ijn h et alle m aa l e ch t ho rm on en ?) . Ik la at k or t de be la ng rij kst e ho rm oo nk lie re n zie n. I k le g uit w at lln . d en ke n na e n no em en ho rm on en o p lln . k ijk en e n lu is te re n ben oem en , o pz eg ge nBijlage 8.1. Lesplannen MDA lessenserie les 1t/m 5
* TO ELI C H TI N G Les ke rn : de e ss en tie in leer lin gt aa l; pa ssen d, b et ek en isv ol en h aal ba ar . (E bb en s ( 2013) Ef fec tief ler en bl z. 5 2-54. ) Le sfa se n : (E bb en s (2013) Ef fec tief ler en b lz . 49 -79 . I s el ke fa se in d ie vo lg or de no di g in jo uw les ?) 1. O riën ter en o p do el , vo or ken ni s di agn ost ic er en /a ct iv er en 2. In fo rm er en o ver b egr ipp en / in st ru er en o ver v aa rdi gh ed en 3. Ch ec k & f eedb ac k 4. Ver w er ki ng in st ru er en 5. Ver w er ki ng b eg el ei den 6. Af ro nden ( ev al uer en en r ef lec ter en ) Leer act iv it ei ten (E bbe ns ( 2013) Ef fec tief ler en b lz . 28 -32 . G eb ru ik ji j n og a nd er e? ) S pec if iek e l ee ra ct iv it ei ten - een se lec tie leer ni vea u Aa nw ijz en , b en oem en , be sc hr ijv en , d ef in iër en , o ef en en , o pz egg en , st ap pen a an gev en , ver te llen , … ont ho ud en (beh eer si ng) Af lei den , b er eden er en , f ou t a an gev en , o nder sc hei den , s am en va tt en , u itl egg en , v er dedi ge n, ver ken nen , v er kl ar en , … begr ijp en (beh eer si ng) Aan to nen , a fz et ten t eg en e lk aa r, a na ly ser en , bea rgu m en ter en , beo or del en , c la ssi fic er en , pa tr oo n z ien , pl an nen , r el at er en , v oo rspel len , in tegr er en (bek lij vi ng) Bew ijz en a an ge ven , b ew ust k iez en , c re ër en , c on cl uder en , ev al uer en , h ypo th ese + on der zo ek o pst el len , o nt w er pe n, o nt w ik kel en , sel ec ter en , sp ec ul er en , u itv in den , … cr ea tief t oep as sen (w en dba ar g ebr ui k) ho rm on en z ijn e n ve rs ch il en do - en e xo cr ie ne klie re n. 14: 15 -14: 30 4, 5 3 con te xt : w at g eb eu rt er in je lic ha am a ls je een ijs je eet ? Ik d ee l w er kb la de n uit e n ge ef in st ru ct ie . Kl aar ? dan aan d e sl ag m et o pd rac ht en b oe k Bs 1 na d e pa uz e (2 e d ee l b lo ku ur ) na be sp re ke n. lln . g aan aan d e sl ag in t we et al le n en v ul le n w er kb la d in , z oe ke n ev t in fo rm at ie o p ui t he t bo ek . ber ed en er en , b es ch rij ven , on der sc hei den , ui tleg gen , r el at er en 20
le
sp
la
n
l
es
sen
seri
e h
ormo
n
en
le
s 2
(
15 m
ei
8
euur
)
D oc en t: Ma tt h ij s V la ar D atu m : 1 5 m ei 2 018 8 e u ur ( 2 e d ee l b lo ku ur , na p au ze v an 1 5 m in ) Tij d: 4 5 mi n. Kl as: V5 A an ta l lln: 28 Le son d er w er p ho rm on al e re gu la tie B egi n si tu at ie Vo rig e le su ur , vo or d e pa uz e, b eg in g em aa kt m et t hem a 5. H or m on en e n ho rm on al e reg ul at ie. L eer lin gen w et en g lo ba al w at h or m on en z ijn , w aa r ze to e di en en . L eer lin gen h eb ben v oo r de pa uz e op dr ac ht o p w er kb la d gem aa kt o ver et en v an een ij sj e en g lu co seh ui sh ou di ng b lo ed . Le sk er n * ho rm on en k un ne n w or de n aa ng es tu ur d do or a nd er e or ga ne n/ ho rm on en e n ku nn en r ea ct ie t ew ee gb re ng en b ij do el w ito rg an en e n Le er d oe le n 1. Je k un t gl ob aa l u itl eg ge n ho e de g lu co se hu is ho ud in g ge re ge ld w or dt m .b .v . de h or m on en in su lin e en g lu ca go n. 2. je k un t uit le gg en w at e r m is ga at in d e in su lin e re ge lk rin g bi j d ia be te s. 3. Je ku nt u itl eg ge n ho e ee n ho rm on al e reg el kr in g w er kt en h oe dez e de h om eo st as e ha nd ha af t. 4. Je ku nt v an en kel e bel an gr ijk e ho rm on en d e fu nc tie, h et d oel w ito rg aa n en d e re gel kr in g ui tleg gen . D oc en td oe le n le er lin ge n en th ou si as t kr ijg en v oo r ni eu w t he m a: h or m on en zo rg en v oo r in di vi du el e aa ns pr eek ba ar hei d B oe k (+ bl z. ) Bv J th em a 5 R eg el in g en W aa rn em in g, B s1 + 2 (b lz 64 t /m 8 0) Me d ia , s p ulle n, h ulp po w er po in t, in st ru ct ie bla d, p ost er ve lle n, st ift en yo ut ub e fil m pj e http s: //w w w .y ou tu be .c om/w atc h? v= Fb p0 h5 PT Ox c ( 1m in 12 se c) M is con ce p ti es / ve rw ac h te pr ob le m en m et d e le er st of - ll. d en ken d at d e st ar t va n el ke ho rm on al e reg el kr in g in d e her se nen ( hy po th al am us /h yp of yse ) lig t - bi j h et t ra ns po rt v an h or m on en n aa r do el w ito rg an en z ie n ll. n ie t in d at h or m on en o ve ra l i n he t lic ha am , w an t in b lo ed ba an , a an w ez ig z ijn Tij d Le s-fase * Le er d oe l W at ik do e en z eg W at z ij do en ( w er kvo rm ) Le er ac ti vi te it * N oem d e sp ec ifi ek e! 14: 45 -15: 00 6, 2 1, 2, 3 aa nd ac ht st re kke r: b el an g va n ho m eo st as e gl uco se hu is ho ud in g. K or t fil m pj e m et D ie ke rik Jek el o ver c on st an t ho ud en b lo ed su ik er w aa rd e en dia be te s. N ab es pr ek en w er kb la d ‘ ijs je et en ’ en kel e op ga ve n. I k geef leer lin gen b eu rt en , d m v ra nd om st ok jes t re kk en m et n aa m er op . Ver vo lg en s geef ik u itl eg o ver w er ki ng gl uco se hu is ho ud in g, in su lin e en g lu ca go n. Ik b es pr eek een v oo rb eel dj e va n een een vo ud ig e re ge lk rin g (f ie ts st uu r re ch t ho ud en ) m et neg at iev e ter ug ko pp el in g. ra nd om g ek oz en leer lin gen ( st ok jes ) le ze n om b eu rt en h un a nt w oor d op bi j d e vr ag en v an h et w er kb la d. ui tleg gen , o pz eg ge n, b er ed en er en 15: 00 -15: 20 4, 5 3, 4 O ef en en m et een r eg el kr in g m ak en : Ik v er deel d e kl as in g ro ep jes va n vi er . El k gr oep je kr ijg t een a nd er h or m oo n aa ng ew ez en . ( AD H , Th yr ox in e, G roe ih or m oon , Ep o, A dr en al in e, T es tos te ro n) E lke g ro ep je kr ijg t een k or te in st ru ct ie , op dr ac ht is : zet o p een p os ter e en r eg el kr in g va n he t hor m oo n en g eef d aa rb ij aa n: w el ke or ga nen , ll. g aa n in g ro ep je s va n 4 aa n ta fe l zi tte n. één p ak t A3 v el e n sti fte n. Leer lin gen w er ken s am en o m p os ter te m ak en m et d aa ro p reg el kr in g ho rm oo n en u itl eg w el ke ho rm on en , or ga ne n, w at w or dt g es tim ul ee rd ( -), w at w or dt ge re md ( + ) af lei den , s am en va tt en , p at ro on z ien , ben oem en , ver ken nen 21* TO ELI C H TI N G Les ke rn : de e ss en tie in leer lin gt aa l; pa ssen d, b et ek en isv ol en h aal ba ar . (E bb en s ( 2013) Ef fec tief ler en bl z. 5 2-54. ) Le sfa se n : (E bb en s (2013) Ef fec tief ler en b lz . 49 -79 . I s el ke fa se in d ie vo lg or de no di g in jo uw les ?) 1. O riën ter en o p do el , vo or ken ni s di agn ost ic er en /a ct iv er en 2. In fo rm er en o ver b egr ipp en / in st ru er en o ver v aa rdi gh ed en 3. Ch ec k & f eedb ac k 4. Ver w er ki ng in st ru er en 5. Ver w er ki ng b eg el ei den 6. Af ro nden ( ev al uer en en r ef lec ter en ) Leer act iv it ei ten (E bbe ns ( 2013) Ef fec tief ler en b lz . 28 -32 . G eb ru ik ji j n og a nd er e? ) S pec if iek e l ee ra ct iv it ei ten - een se lec tie leer ni vea u Aa nw ijz en , b en oem en , be sc hr ijv en , d ef in iër en , o ef en en , o pz egg en , st ap pen a an gev en , ver te llen , … ont ho ud en (beh eer si ng) Af lei den , b er eden er en , f ou t a an gev en , o nder sc hei den , s am en va tt en , u itl egg en , v er dedi ge n, ver ken nen , v er kl ar en , … begr ijp en (beh eer si ng) Aa nt on en , a fz et ten t eg en e lk aa r, a na ly ser en , bea rgu m en ter en , beo or del en , c la ssi fic er en , pa tr oo n z ien , pl an nen , r el at er en , v oo rspel len , in tegr er en (b ek lij vin g) Bew ijz en a an ge ven , b ew ust k iez en , c re ër en , c on cl uder en , ev al uer en , h ypo th ese + on der zo ek o pst el len , o nt w er pe n, o nt w ik kel en , sel ec ter en , sp ec ul er en , u itv in den , … cr ea tief t oep as sen (w en dba ar g ebr ui k) w el ke ho rm on en , w at is h et d oel w ito rg aa n va n el k ho rm oo n? A3 v elle n en st ift en lig ge n kla ar v oo ra an d e kla s, ui t el k gr oep je ka n éé n ll di t pa kk en . ied er een m oet p os ter s tr ak s ku nn en p res en ter en (u itle g ge ve n bi j a lle v ra ge n) v oo r de k la s. 20 m in de t ijd . 15: 20 -15: 30 3, 6 2, 3 m bv r an do m s to kj es t rek ke n (leer lin gen m og en di t do en ) kr ijg en en kel e lee rli ng en d e beu rt o m uit le g te g ev en b ij hu n po st er . le er lin g ga at st aa n om u itl eg t e gev en . een g ro ep sg en oo t ho ud t de pos te r om ho og v oor d e re st v /d k la s. an der e gr oep jes m og en a an vu lli ng en g ev en , vr ag en s tel len . I k geef k or t m on del in g feed ba ck op u itle g. Alle g ro ep je s le ve re n hu n po st er b ij m ij in . en kel e leer lin gen p res en ter en h un po st er en g ev en u itl eg b ij de reg el kr in g en w er ki ng v /h h or m oo n uit le gg en , vr ag en st elle n, st ap pe n aa ng ev en 22
