1/7/2020
Tianwei Zhu
Toepassing van de
SPA-methode op
berekeningsvragen van
het scheikunde
eindexamen
Naam auteur: Tianwei Zhu
Student nummer: 12529915
Schoolvak: scheikunde
Opleiding: interfacultaire Lerarenopleidingen, UvA
Naam begeleider: E. Joling
Samenvatting
Op basis van mijn ervaring op school hebben 6 vwo leerlingen moeite met het oplossen van voornamelijk berekeningsvragen uit het eindexamen met een realistische context of die meer denkstappen vereisen. Om deze vragen op te lossen moeten de leerlingen eerst de vraag begrijpen en vervolgens het probleem oplossen door de context te lezen en informatie uit de context te verwerken. Dit soort ingebedde vragen is erg moeilijk voor de leerlingen.
Na het lezen van de literatuur en het bespreken met collega’s, ben ik tot de conclusie gekomen dat de Systematische ProbleemAanpak (SPA) een goede manier is voor 6 vwo leerlingen om complexe berekeningsvragen op te lossen. Daarom heb ik een SPA training van vier lessen aan de leerlingen gegeven. De lessenserie richt zich op het analyseren van de vraag (fase 1 van SPA) en het verwerken van informatie (fase 2 van SPA). Leerlingen hebben de vijf stappen van de SPA stap voor stap in de training geoefend met behulp van opdrachten uit echte eindexamens.
Ik heb onderzocht of leerlingen hoger scoren op berekeningsvragen na de training in vergelijking met de scores voor de training. De resultaten van de leerlingen na de training toonden aan dat 24% van de leerlingen hun presentatie van het oplossen van de berekeingsvragen verbeterde. Vier leerlingen behaalden de hoogste score en twee van hen verbeterden hun score van 0 naar 3. Door middel van inhoudsanalyse is te zien dat 90% van de leerlingen bewust de SPA methode gebruikte om de vraag te analyseren en te beantwoorden. 62% van hen analyseerde vragen correct, maar scoorde niet omdat ze bepaalde chemische concepten niet begrepen. De sterke leerlingen gaven aan dat de training nuttig was en dat ze beter begrepen hoe de vragen uit het eindexamen konden worden geanalyseerd en hoe ze de informatie uit de context konden verwerken. Zij vinden ook dat ze meer oefeningen nodig hebben om de SPA-methode te kunnen gebruiken om vragen efficiënt en nauwkeurig te beantwoorden. De zwakke leerlingen met onvoldoende kennis van scheikunde vonden de SPA-methode weinig effectief bij het oplossen van problemen. Hieruit kan worden afgeleid dat de SPA-methode meer geschikt is voor leerlingen die al voldoende scheikundige kennis hebben om berekeningsvragen op te lossen. Het is minder effectief voor leerlingen met een zwakke scheikundebasis.
Hiertoe ben ik tot de volgende conclusie gekomen dat als leerlingen voldoende kennis van scheikunde hebben, de SPA-methode gebruikt kan worden om berekeningsvragen uit het eindexamen nauwkeurig en effectief op te lossen. Daarom moet de docent eerst de tijd nemen om de vakkennis van de leerlingen te versterken en te herhalen om ervoor te zorgen dat ze de kennis beheersen. Daarna kan de SPA-training worden gegeven om hun vermogen te verbeteren om de vragen te beantwoorden.
Contents
1. Ontwerpvraagstuk...3
2. Empirische verkenning...3
3. Theoretische verkenning...5
3.1 probleem en oorzaakanalyse...5
3.2 Oplossingen uit de literatuur...7
4. Keuze voor interventie...7
5. Ontwerphypothese...8
6. Ontwerpregels...8
7. Onderzoeksplan...9
8. Beschrijving en analyse van de uitvoering van de ontwerplessen...10
9. Beschrijving en analyse uitvoering onderzoek...11
10. Resultaten...12
11. Conclusies en discussie...15
12. Analytische terugblik...17
1. Ontwerpvraagstuk
Vanwege de voortdurende ontwikkeling en vernieuwing van de chemie heeft chemische kennis een steeds grotere invloed op ons dagelijks leven, dus moet het chemisch onderwijs hieraan worden aangepast. Een context-concept benadering is een ontwerp voor lesmateriaal. Dit geeft leerlingen een beter begrip van de relatie tussen het schoolvak scheikunde en het dagelijks leven (Diepstraten, 2010). Volgens de nieuwe examenprogramma (slo 2013), zijn de nieuwe chmiemodules gebaseerd op een sociale vraag, een vraag uit de beroepspraktijk of een onderwerpspecifiek vraag (CoCo). Dit betekent dat leerlingen relevante chemische kennis moeten leren door praktische problemen op te lossen (slo, chemie in de dynamiek van de toekomst). Daarom komt er steeds meer context voor in het eindexamen en vereist het examen dat leerlingen hun scheikundekennis kunnen toepassen op realistische problemen (syllabus centraal examen 2020).
6 vwo leerlingen gaan in het volgende jaar het eindexamen doen. Door de prestaties van de 6 vwo leerlingen van vorig jaar in de klas te observeren en hun examenresultaten te evalueren, heb ik gemerkt dat sommige leerlingen de neiging hebben om vragen met een lange tekst of vragen die meerdere stappen vereisen over te slaan. Door de lange en ingewikkelde teksten te lezen die vaak in de context van onderwerpspecifiek of sociale vraag staan (CoCo), raken de leerlingen in de war en weten niet wat er van hen verwacht wordt (Fries, 2016, Visser, 2016). Zij hebben moeite de vragen te begrijpen en weten niet welke informatie ze daarvoor moeten gebruiken. Het lijkt erop dat als een vraag meer stappen vereist, de leerlingen het moeilijk hebben om de juiste verbinding te leggen tussen alle gerelateerde informatie en de vraag. Dus zij missen de probleemoplossingsstrategie voor deze soort context rijke vragen.
Ik heb deze situatie ook met de andere drie docenten besproken. Zij bevestigden dat leerlingen een gebrek hebben aan kennis over het leggen van verbanden tussen het probleem en de beschikbare gegevens. In het bijzonder hebben de leerlingen een gebrek aan overzicht van de probleemoplossingstrategie en onvoldoende of zelfs geen begrip van probleemanalyse. Uiteraard zijn de stappen voor de probleemoplossing al ingebed tijdens de scheikundeles, maar deze stappen zijn normaal gesproken gekoppeld aan een eenvoudige vraag en de leerlingen hebben geen volledig stappenplan geleerd. Omdat leerlingen niet zijn opgeleid om complexe opdrachten met een duidelijk stappenplan op te lossen, kunnen ze geen effectieve probleemoplossing uitvoeren. De complexe opdracht betekent hier de opdracht die is ingebed in een complexe context die meer dan drie stappen vereist om op te lossen. Leerlingen moeten de geleerde concepten toepassen om de opdracht op te lossen.
Dit onderzoek richt zich op het verbeteren van het vermogen van leerlingen om complexe berekeningsvragen in het scheikunde eindexamen op te lossen met een systematische aanpak. De focus ligt hierbij op het leren van een volledige probleemoplossingstrategie en zal uitgevoerd worden in een 6 vwo klas.
2. Empirische verkenning
Er zijn in totaal vijf verschillende soorten vragen in het eindexamen: berekeningsvragen, formule- of vergelijkingsvragen, verklaringsvragen, blokschema en naamgeving/structuurformule. In termen van probleemoplossingstappen zijn er ook vijf (Kramers-Pals & Pilot, 2000): vragen analyseren, informatie zoeken, informatie verwerken, plan maken en uitvoeren. Leerlingen van 6 vwo hebben al vijf soorten
vragen gezien en gemaakt tijdens de proefwerk of tentamens. Om duidelijk te weten welke type examenvragen en welke stap bij de uitwerking de leerlingen het moeilijkst vinden, heb ik een vragenlijst gemaakt (bijlage 1) en de 6 vwo leerlingen van dit jaar zijn gevraagd deze lijst in te vullen. De vragenlijst bevat twee delen:
1) Welke examenopdrachten vind je het moeilijkst van de vijf type examenvragen? Geef een score van 1 (makkelijk) tot 5 (moeilijk)
2) Welke stap vind je het moeilijkst bij het oplossen van de opdrachten? Geef een score van 1 (makkelijk) tot 5 (moeilijk)
Er zijn in totaal 28 leerlingen in de 6 vwo klas en 24 van hen hebben de vragenlijst ingevuld. Hieruit blijkt dat de meeste leerlingen berekeningvragen en verklaringsvragen het moeilijkste deel van het examen vinden. De uitkomst van de vragenlijst is als volgt (Figuur 1): hetzelfde aantal leerlingen (32%) heeft berekeningsvragen en verklaringsvragen gekozen als het moeilijkste deel, gevolgd door vergelijkingsvragen, naamgeving en blokschema. Qua moeijlijkheid van het type vraag scoren berekeningsvragen een iets hoger cijfer dan verklaringsvragen (figuur 1, A1). Verder, als wij naar de resultaten van individuele leerlingen kijken, is het duidelijk dat de meeste leerlingen berekeningsvragen moeilijk vinden (figuur 1, A1).
Ik heb de gemiddelde procentuele score van de landelijk steekproef (59) voor de berekeningsvragen in het eindexamen 2019 vergeleken met de gemiddelde score van Schoter (37). De verschil tussen deze twee waarde geeft aan dat leerlingen op onze school meer moeite hebben voor berekeningsvragen dan leerlingen op andere scholen in Nederland. Anderzijds is de gemiddelde score van leerlingen op Schoter voor verklaringsvragen hoger dan de gemiddelde score van de landelijk steekproef (bijlage 2).
Volgens figuur 1, B2 vindt 39% van de leerlingen het plan maken de moeilijkste stap in de SPA, gevolgd door vragen analyseren (20%), informatieverwerken (19%), uitvoeren (19%) en informatie zoeken (3%). Dit resultaat is consistent met de score voor de moeilijkheid van stappen, waar het onderdeel “plan maken” de hoogste score heeft gekregen. Maar om een goed plan te kunnen ontwikkelen moeten de leerlingen eigenlijk eerst de stappen voorafgaand aan het plan goed doorlopen, namelijk de vragenanalyse en de informatieverwerking. De formulering van een goed plan is daarom onlosmakelijk verbonden met de juiste analyse van de vraag en informatieverwerking uit de tekst.
Figure 1. Analyse van de vragenlijst. A heeft betrekking tot de moeilijkheid van het type vraag en B gaat over de moeilijkheid van stappen in de SPA. 1 betekent het makkelijkst en 5 betekent het moeilijkst.
Ik heb ook de eindexamenvragen van de afgelopen vijf jaar geanalyseerd. Hieruit blijkt dat het gemiddelde percentage berekeningsvragen 25.8% bedroeg. Het percentage berekeningsvragen in 2019 bereikte 28% (figuur 2). Berekeningsvragen zijn dus een belangrijk onderdeel van het examen en leerlingen die daar niet goed in zijn hebben daarom moeite om een goed examenresultaat te behalen. 2019 2018 2017 2016 2015 0.29 0.19 0.21 0.35 0.26
Het percentage berekeningsvragen in het eindexam
Figure 2. Het percentage berekingsvragen in het eindexamen in de afgelopen 5 jaar.
3.Theoretische verkenning
3.1 probleem en oorzaakanalyse
Op basis van mijn ervaring op school kunnen 6 vwo leerlingen gemakkelijk vragen oplossen die niet veel context bevatten. Maar de vragen die bij het eindexamen voorkomen, vereisen echter dat leerlingen eerst de vraag begrijpen en vervolgens het probleem oplossen door de context te lezen en
informatie van de context te verwerken. Dit soort ingebedde vraag is erg moeilijk voor leerlingen. Als gevolg hiervan hebben 6 vwo leerlingen moeite met het oplossen van opdrachten die uit een realistische context (lange tekst met complexe taal) komen of vragen die meerdere denkstappen vereisen, met name berekeningsvragen.
Volgens de literatuur vinden leerlingen op de middelbare school het vaak moeilijk om scheikundekennis toe te passen bij de aanpak van probleemsituaties (Pals, 1994,; Kramers-Pals & Pilot, 2000). Kramers-Kramers-Pals gaf een voorbeeld dat 6 vwo leerlingen moeite hadden met een chemische verklaringsvraag met betrekking tot het beïnvloeden van evenwichtsconcentraties door temperatuur, waarbij een relatie moest worden gelegd tussen variabelen. De auteurs verklaarden dat leerlingen met name moeite hadden met twee soorten vaardigheden: (1) de situatieanalyse, en (2) Het opsporen en selecteren van relevante formules of relaties die bruikbaar zijn voor het probleem (Kramers-Pals, 1994). Echter, deze vaardigheden zijn ook onmisbaar vor het oplossen van berekeningsvragen. Verschaffel en zijn collega’s merkten ook dat leerlingen moeite hebben met het oplossen van contextrijke berekeningsvragen, met name bij het plan maken en het kiezen van de juiste informatie (Verschaffel et al., 1999).
Volgens Visser en zijn collega’s (2016) verliezen leerlingen veel punten bij het beantwoorden van dergelijke toetsvragen. Zij verklaarden dat dit te wijten is aan een ‘gebrek aan taalontwikkeling’ bij de leerlingen. De taal die wordt gebruikt in de eindexamenvragen is ingewikkeld en leerlingen hebben moeite om de tekst en de vragen te begrijpen. Daarom kunnen zij de vragen niet goed analyseren en zijn zij niet in staat om de informatie te verwerken. Dus dat kan één van de oorzaken zijn van de constatering dat leerlingen moeite hebben om berekeningsvragen op te lossen. Dus leerlingen moeten dus begeleiding hebben bij het leren van de cognitieve academische taal en zij kunnen dit krijgen via de nederlandse docent. Wij als scheikunde docent kunnen in deze siutatie alleen een ondersteunende rol spelen.
Een andere mogelijke oorzaak is dat het moeilijk is voor leerlingen om hun losse scheikunde kennis te koppelen om een complexe vraag op te lossen. Een voorbeeld hiervan is de vraag hoeveel liter CO2
gevormd is na verbranding van hexeen (C6H12), waarbij het is aangegeven dat het een volledige
verbrandingsreactie is en het molaire volume van hexeen is gegeven. Om de vraag te beantwoorden, moeten de leerlingen weten wat de reactievergelijking is en hoe ze het volume naar mol kunnen omzetten. Daarom moeten zij weten wat de connectie is tussen dichtheid en massa en de connectie tussen massa en mol. Dus in totaal zijn er 6 stappen nodig om deze vraag te beantwoorden:
1) reactievergelijking opschrijven
2) volume van C6H12 (dichtheid van C6H12) massa van C6H12
3) massa van C6H12 mol van C6H12
4) mol van C6H12 mol van CO2
5) mol van CO2 massa van CO2
6) massa CO2(dichtheid van CO2) volume van CO2
Maar integratie van scheikundige kennis kan niet worden bereikt door een reeks lessen. Dus onze focus in deze training ligt op het probleemoplossingstrategie.
Uit eigen ervaring en na overleg met de andere docenten merk ik dat leerlingen onvoldoende strategietraining voor probleemoplossing hebben gekregen, vooral stapsgewijze training voor
complexe opdrachten. Het ingebedde stappenplan dat normaal gesproken aan een eenvoudige vraag is gekoppeld, is niet voldoende voor 6 vwo leerlingen.
3.2 Oplossingen uit de literatuur
Na het analyseren van de vragenlijst van de leerlingen en het lezen van de literatuur, realiseerde ik me dat het verbeteren van de vragenanalyse- en informatieverwerkingvaardigheden een essentiële rol spelen om de leerlingen te helpen om berekeningsvragen onder de knie te krijgen voor het examen. De vraag is met welke didactische interventies ik de leerlingen kan helpen.
Een mogelijke aanpak is om leerlingen meer eindexamenoefeningen aan te bieden die afkomstig zijn van voorgaande examens. De docent kiest een aantal klassieke opdrachten om met leerlingen te bespreken en legt zijn probleemoplossingstrategie aan de leerlingen uit. Maar een scheikundedocent als een expert heeft voldoende scheikundekennis om de vragen en de informatie zonder probleem te koppelen. Als expert kan de docent in korte tijd de juiste strategie voor een bepaalde vraag kiezen. De leerlingen als beginner kunnen dat vaak niet zo gemakkelijk doen (Woolfolk, A., Hughes, M., & Walkup, V. P.356). Het risico is dat zelfs na de strategische demonstratie van de docent, de leerlingen andere vergelijkbare vragen niet kunnen oplossen met dezelfde probleemoplossingstrategie.
Gal’perin heeft in zijn onderzoek een onderwijsleertheorie voorgesteld waarin een oriëntatieschema centraal staat voor de leerlingen om een ingewikkeld probleem op te lossen (Gal’perin, 1989). Kramers-Pals en collega’s hebben de theorie van Gal’perin aangepast aan de scheikunde vakdidactiek. Ze hebben een Systematische ProbleemAanpak (SPA) geintroduceerd in de klas om de leerlingen de juiste aanpak van eindexamenopgaven te leren. De SPA is met name toegespitst op berekeningsvragen, formulevragen en verklaringsvragen. Resultaten geven aan dat de interventies waarin een SPA werd gebruikt tot aanzienlijk betere resultaten op formulevragen leidde (Terlouw, C,
Kramers-Pals, H & Pilot, A, 2004). Volgens Woolfolk is SPA een methode die een expert gebruikt om
complexe vragen op te lossen. Met het gebruik van SPA kan een complexe vraag worden onderverdeeld in kleine stappen. Het verhoogt de kans om een oplossing te vinden en vermindert de kans op fouten. Jacobse heeft ook laten zien dat een takentrap een positieve invloed heeft om basisschoolleerlingen te helpen om hun rekenvaardigheden te versterken (A.E. Jacobse, 2009). SPA en de takentrapmethode zijn beiden een soort systematische probleemaanpak.
Een SPA bevat vijf fasen: 1) Vraag analyseren
2) Informatie Zoeken en Verwerken 3) Plan Maken
4) Plan Uitvoeren
5) Antwoorden Controleren.
4.Keuze voor interventie
Blijkbaar is een systematische probleemaanpak, met name SPA, een goede interventie om een complexe vraag op te lossen en het is bekend dat de berekeningsvragen in het eindexamen meestal complex zijn en meer denkstappen vereisen om op te lossen. Daarom is SPA een juiste interventie die
geschikt is om leerlingen te trainen om ingewikkelde berekeningsvragen op het eindexamen te beantwoorden.
Volgens Schoenfeld zijn fase 1 en fase 2 van de SPA het meest tijdrovend. Om een ingewikkelde opdracht op te lossen, besteedde een expert (wiskundige) de helft van de totale tijd aan het analyseren van de vraag en het verwerken van informatie. Hij ging niet naar de volgende fase totdat hij zeker wist dat hij in de goede richting werkte (Schoenfeld, 1992). Dus deze twee fasen vormen de basis van de SPA. Wij kunnen geen plannen maken zonder deze twee stappen, laat staan het plan uitvoeren. Daarom richt de serie lessen zich met name op de eerste twee fasen van de SPA: vragen analyseren en informatie verwerken.
Naast SPA interventie kan samen leren ook worden toegepast door de leerlingen samen opdrachten in groepen te laten maken. Volgens de literatuur werken leerlingen efficiënt en actief in groepen door met elkaar te overleggen en ideeën te delen (Webb, N.,Troper, J.D., & Fall, R.1995). Zij zoeken samen naar een oplossing en kunnen elkaar helpen. Leerlingen leren in een samenwerkende omgeving niet alleen van de interactie met de docent, maar ook van de interactie met elkaar. De zwakke leerlingen kunnen een meer geschikte uitleg krijgen van de sterke leerlingen. Tegelijkertijd kunnen de sterke leerlingen het materiaal op een hoger niveau te beheersen wanneer ze het aan anderen kunnen uitleggen. Daarom wil ik dat de leerlingen in mijn les in groepjes van 2 of 3 samenwerken.
5.Ontwerphypothese
Als ik leerlingen wil helpen die moeite hebben om complexe berekeningsvragen uit het eindexamen op te lossen, kan ik in mijn les een SPA interventie gebruiken, waar aandacht wordt besteed aan het analyseren van de vragen (fase 1 van SPA) en het verwerken van informatie (fase 2 van SPA). Na de serie lessen verwacht ik dat de leerlingen een ingewikkelde vraag kunnen analyseren, weten welke informatie ze moeten zoeken en vervolgens weten hoe ze de informatie uit de context moeten verwerken en aan de vraag kunnen koppelen. Ik verwacht dat leerlingen na een volledige analyse van de vraag en het verwerken van informatie een werkplan kunnen maken en uiteindelijk het plan kunnen uitvoeren. Na het leren van de hele SPA verwacht ik dat leerlingen een hogere score halen voor berekeningsvragen.
6.Ontwerpregels
Er staan vier ontwerpregels in dit educatief ontwerp:
1. Om leerlingen te motiveren om SPA te leren gebruiken, gebruik ik voorbeelden en oefeningen in de les die komen van echte eindexamens (expectancy value theories, Woolfolk, A., Hughes, M., & Walkup, V. P.434). Leerlingen worden getoest voor de serie lessen (voormeting) en na de serie lessen (nameting). Ik verwacht dat leerlingen een hoger cijfer krijgen voor berekeningsvragen na mijn lessen.
2. De serie lessen is stapsgewijs en opbouwend. Alle fasen van SPA, vooral de eerste twee fasen, worden uitgelegd en geoefend zodat leerlingen elke stap van de SPA leren toepassen en uiteindelijk complexe vragen met de hele SPA kunnen oplossen.
3. Leerlingen krijgen voldoende tijd en oefeningen om de stappen te oefenen. Na de uitleg van de docent moeten de leerlingen de gelegenheid krijgen om de kennis die ze hebben opgedaan stapsgewijs toe te passen op een probleem. Genoeg oefeningen worden aangeboden, zodat de leerlingen kunnen beheersen wat ze in deze les hebben geleerd. 4. Tegelijkertijd neemt de moeilijkheid van de vragen geleidelijk toe. De docent biedt
ondersteuning tijdens de les, maar deze ondersteuning neemt geleidelijk af totdat leerlingen de methode zelfstandig kunnen toepassen. Dit zorgt ervoor dat leerlingen de onderwezen kennis overbrengen naar hun eigen vaardigheden (Collins, Brown en Holum, 1991).
7.Onderzoeksplan
6 vwo klas is gekozen voor dit onderzoek en in het Schoter dit jaar hebben wij helaas maar één 6 vwo klas. Dus voor dit onderzoek kan ik geen controlegroep gebruiken om te vergelijken met mijn doelgroep. Er zijn in totaal 28 Leerlingen in 6 vwo en zij hebben per week 3 lesuren scheikunde. Voor dit onderzoek heb ik vier lesuur gepland in twee weken.
Ik heb een vragenlijst (bijlage 1) gemaakt voor de voor- en nameting. Door de vragenlijst te analyseren kan ik inzicht krijgen welke type vragen en welke stap van de SPA leerlingen moeilijk vinden voor en na de interventie. Een andere onderdeel van de voormeting is een berekeningsvraag (bijlage 3) die is geselecteerd uit een tentamen. Deze vraag is gekozen omdat de meeste leerlingen bij deze vraag punten verloren hebben. Het tentamen is afgenomen in week 42. Uit de score blijkt dat 68% van de leerlingen geen punten kreeg voor het antwoord op deze vraag. Ruim 50% van de leerlingen met nul punten sloeg de vraag over. Van de overige leerlingen kreeg 20% één punt en 12% kreeg twee punten.
70.00% 20.00%
10.00%
voormeting score van leerlingen
0 punt 1 punt 2 punt
Figure 3. het percentage score van de leerlingen op de voormeting vraag.
Dezelfde vraag zal tijdens de nameting worden gesteld, zodat de antwoorden met elkaar kunnen worden vergeleken. Door de antwoorden van de voormeting van de leerlingen te analyseren, krijg ik een duidelijk beeld over bij welke stap de meeste leerlingen punten hebben verloren voor de
interventie, bijvoorbeeld doordat ze de vraag niet goed begrijpen, onjuiste gegevens gebruiken of geen goed plan maken. Door de antwoorden van de nameting te analyseren na de interventie, kan ik bepalen of mijn aanpak het vermogen van leerlingen heeft verbeterd om complexe berekeningsvragen op te lossen. Ik verwacht dat leerlingen na de interventie zelfstandig de SPA-methode kunnen gebruiken en vervolgens minder fouten maken en een hoger cijfer behalen bij het oplossen van de berekeningsvragen.
Tijdsplanning
Week 40 en 42: Voormeting, vragenlijst en tentamen Week 43: voormeting analyseren, vakatie op stageschool Week 46 en 47: interventie uitvoeren
Week 48: nameting
Week 50: nameting analyseren Week 51-55: verslag afmaken
Uitwerking interventie
De gehele lessen van de interventie staan uitgeschreven in de lesplannen in bijlage 5. Ik heb vijf berekeningsopdrachten (bijlage 6) gekozen en één opdracht wordt gebruikt als voorbeeld. In de eerste les krijgen de leerlingen alleen de vragen van de opdrachten als oefeningen en in de tweede les krijgen leerlingen de gehele teksten van de opdrachten als oefeningen.
Les 1: Laat de leerlingen zien waarom deze training is gekozen en het lesplan voor de training. De docent legt de SPA uit. Vervolgens laat de docent de leerlingen zien wat de eerste stap “vraag analyseren” is met een voorbeeld. Daarna laat ik de leerlingen in groepjes vier nieuwe vragen analyseren en met elkaar overleggen. De docent geeft feedback aan het eind van de les.
Les 2: De docent leg de tweede stap van de SPA uit, informatiezoeken en verwerken, met een voorbeeld. De leerlingen zoeken de juiste informatie op uit de tekst en bespreken dit in groepje. Klassikaal geeft de docent feedback aan het eind van de les.
Les 3: De docent legt de overige stappen van de SPA uit met een voorbeeld. Leerlingen proberen in groepsverband de vier opdrachten op te lossen met de SPA methode. De docent vraagt de groepen om hun stappenplan met een andere groep uit te wisselen en feedback aan elkaar te geven. Klassikaal geeft de docent feedback aan het eind van de les.
Les 4: Leerlingen krijgen twee nieuwe berekeningsopdrachten uit het eindexamen van 2019 waarbij zij het gehele SPA gebruiken. De leerlingen werken in paren en iedereen schrijft zelfstandig de eerste twee stappen van de SPA uit (analyse van problemen en verwerking van informatie). Daarna wisselen de paren wat ze hebben geschreven met elkaar uit. Ze gebruiken elkaars probleemanalyse en informatieverwerking om het plan te maken (stap 3) en lossen vervolgens de vraag op (stap 4). Daarna wisselen ze hun antwoorden opnieuw met elkaar uit en controleren hun antwoorden (stap 5). Klassikaal geeft de docent feedback aan het eind van de les.
8．Beschrijving en analyse van de uitvoering van de
ontwerplessen
Omdat mijn begeleider de mentor is van 6 vwo leerlingen en ik al meer dan drie maanden in zijn les zit, leer ik ze geleidelijk beter kennen en vice versa. Ik heb ze echter nooit les gegeven, maar ik heb ze wel geholpen met hun vragen tijdens de zelfstandig werktijd. Er zijn in totaal 27 leerlingen in deze klas en ik heb nog nooit les aan zoveel leerlingen gegeven. Bovendien merkte ik dat ze normaal gesproken erg actief zijn tijdens de les. Dat betekent dat het best moeilijk is als docent om alle de aandacht van de leerlingen te trekken. Daarom was ik voor het begin van de les een beetje bezorgd of ik de leerlingen naar mij kon laten luisteren en of de leerlingen echt iets van mijn training konden leren.
Tegen mijn verwachting in waren de leerlingen erg geïnteresseerd in de inhoud van de training. In mijn eerste les maakte ik de leerlingen duidelijk waarom ik voor deze training heb gekozen, waardoor ik hun interesse meteen had gewekt en ze meer wilden leren over de SPA-methode. Ik merkte dat ze aandachtig luisterden wanneer ik voorbeelden gebruikte om uit te leggen hoe ze een vraag konden analyseren (les 1), de benodigde informatie konden vinden en verwerken (les 2), en een stappenplannen ontwikkelen en uitvoeren (les 3). Na de uitleg kregen de leerlingen de tijd om te oefenen wat ze hebben geleerd met vier oefeningen en ik merkte dat het afronden van alle oefeningen niet mogelijk was voor met name de zwakke leerlingen.
De vier oefeningen die in de vier lessen werden gebruikt waren oorspronkelijke eindexamenvragen met verschillende moeilijkheidsgraden. Ik liep in elke les rond tijdens de zelfstandige werktijd om de leerlingen te helpen met de oefeningen. Het was duidelijk te zien dat leerlingen gemakkelijk minder moeilijke vragen konden oplossen, maar naarmate de moeilijkheid van de vragen toenam, ondervonden de zwakke leerlingen moeilijkheden bij het gebruik van de SPA-methode om de vragen te beantwoorden. Ze hadden moeite om de stappen van SPA te volgen, omdat dit soort complexe vragen meer chemische kennis vereisten. Dat hebben ze helaas nog niet. Hierdoor konden ze niet het juiste verband vinden tussen vraaganalyse en het vinden en verwerken van de juiste informatie in de context, waardoor ze geen plan konden maken om het probleem op te lossen.
In de eerste les merkte ik dat 80% van de leerlingen de vragen op een gerichte manier kon analyseren en de analyse van de vier vragen op tijd kon afmaken, maar 20% van de leerlingen had slechts drie vragen in de vereiste tijd gedaan. In de tweede les kon slechts de helft van de leerlingen alle oefeningen op tijd afmaken en in de derde les kon slechts 30% van de leerlingen alle oefeningen op tijd oplossen. Ik veronderstel dat er twee redenen zijn voor deze situatie. Ten eerste zijn de oefeningen van de eerste drie lessen met elkaar verbonden. Om de oefeningen van de tweede les af te maken, moeten de leerlingen de antwoorden op de oefeningen van de eerste les hebben. Om de oefeningen van de derde les te maken, moeten de leerlingen eerst de opdrachten van de eerste twee lessen beantwoorden. Als de leerlingen de oefeningen van de eerste of de tweede les niet gedaan hebben, kregen ze dus problemen om de oefeningen van de derde les te beantwoorden. Ten tweede gaan de oefeningen in les 3 over planning en probleemoplossing. Dit kost meer tijd dan het analyseren van de vraag of het vinden van de vereiste informatie uit de context. Daardoor kon slechts een klein aantal leerlingen alle oefeningen in de derde les afronden. Op deze situatie konden veel leerlingen niet genoeg oefeningen doen tijdens deze drie lessen, waardoor deze leerlingen de SPA-methode niet volledig beheersten en niet konden toepassen om berekeningsvragen op te lossen. Daarom waren er in de vierde les slecht twee groepen (4 leerlingen) die de SPA-methode konden gebruiken om de twee vragen te beantwoorden die ik in deze les heb gegeven om het hele stappenplan te oefenen. De rest van de groepen loste alleen de eerste vraag op en sommige antwoorden waren zelfs fout.
Na elke les gaf ik de leerlingen antwoorden (bijlage 7) op alle vragen en gaf ik hen opdracht om de onafgemaakte oefeningen thuis af te maken, maar blijkbaar deden ze dit niet en keken ze niet eens naar de antwoorden op de oefeningen. Hierdoor heeft een groot aantal leerlingen niet genoeg oefeningen gedaan om de SPA-methode te beheersen en toe te kunnen passen. Ondanks dat de leerlingen goed luisterden en aan de oefeningen werkten tijdens de les, konden de meesten van hen niet alle oefeningen afmaken tijdens de les. Hun vermogen om berekeningsvragen correct en effectief te beantwoorden is daardoor niet voldoende verbetert om een hoger cijfer te krijgen.
9. Beschrijving en analyse uitvoering onderzoek
Om mijn onderzoeksresultaten te evalueren, koos ik één berekeningsvraag die uit het afgelopen tentamen kwam als mijn voormeting. Alle 27 leerlingen hebben deze vraag gemaakt. Om ervoor te zorgen dat mijn onderzoeksanalyse en resultaat valide en betrouwbaar zijn, heeft de nametingsvraag die ik heb gekozen dezelfde moeilijkheidsgraad en hetzelfde probleemtype als de voormetingsvraag (bijlage 4).Omdat het volgende tentamen voor 6 vwo leerlingen in januari 2020 zal zijn, en ik de resultaten rond midden december voor mijn rapport moet hebben, kan ik dus mijn nametingsvraag niet in het tentamen plaatsen. Toen ik de leerlingen deze training gaf, zijn ze al begonnen met het Geen-Domino-project. Dit project is gerelateerd aan natuurkunde, scheikunde en wiskunde en is een van de belangrijkste projecten voor 6 vwo leerlingen. Zij moesten dit grote project begin december afmaken en presenteren. Ik wist dat de leerlingen geen tijd hadden in deze periode om SPA-stappen te oefenen. Daarom heb ik mijn nametingstoets direct ingepland in de week nadat ik de lessenreeks had afgerond, voordat de leerlingen waren vergeten wat ze hebben geleerd in de training. Dit zorgt ook voor een grotere betrouwbaarheid van mijn resultaten.
In het eindexamen hebben leerlingen in totaal 3 uur om 26 tot 29 vragen op te lossen, wat betekent dat ze een vraag in gemiddeld 7 minuten moeten beantwoorden. De vraag die ik heb gekozen als nametingsvraag kwam uit het examen en aangezien mijn lesdoel was dat leerlingen eindexamenvragen effectief en correct kunnen oplossen, gaf ik de leerlingen 10 minuten om de nametingsvraag te beantwoorden. Daarnaast vroeg ik hen ook om hun probleemoplossingstappen op te schrijven volgens de stappen van de SPA-methode. Drie leerlingen waren die dag ziek, dus in totaal 24 leerlingen namen de nametingstoets waarvan drie zijn vergeten hun naam op te schrijven. Daarom heb ik de resultaten van de resterende 21 leerlingen gebruikt voor de individuele verandering resultatenanalyse .
Om het effect van mijn interventie duidelijk te analyseren heb ik een inhoudsanalyse van de toetsresultaten uitgevoerd om te bepalen of de SPA aanpak de leerlingen hielp om complexe berekeningsvragen op te lossen. Omdat mijn voor- en nametingsvragen beide eindexamenvragen waren, heb ik ervoor gekozen om het beoordelingsmodel van het eindexamen te gebruiken om de antwoorden van de leerlingen te beoordelen. Op deze manier kan ik bepalen of mijn training de leerlingen heeft geholpen om meer punten te halen voor de eindexamenvragen. Door hun probleemoplossingstappen te analyseren, kan ik zien in welke stap leerlingen een fout hebben gemaakt en waarom. Bijvoorbeeld, uit het antwoord van een leerling bleek dat hij de vraag niet correct had gelezen en hierdoor de verkeerde informatie heeft gebruikt. Een andere leerling scoorde juist geen punten bij die vraag omdat hij het chemische concept in de vraag niet begreep.
relatief zwakke leerlingen. De feedback van de leerlingen kan me helpen hun testresultaten te begrijpen en de impact van deze training op zwakke en sterke leerlingen te zien. Deze feedback heb ik verwerkt in aanbevelingen over hoe de training in de toekomst verbeterd kan worden.
Interview vragen:
1. Wat vind je over het gebruik van het stappenplan? Nuttig of niet?
2. zul je het stappenplan wel of niet gebruiken bij het maken van opdrachten? En waarom?
10. Resultaten
Om de effecten van de interventie te onderzoeken werd een inhoudsanalyse van antwoorden op beide voor- en nametingsvragen gebruikt. Figuur 4 laat zien dat leerlingen na de training hun vermogen om berekeningsvragen te beantwoorden aanzienlijk hebben verbeterd. Voorafgaand aan de training, kreeg 70% van de leerlingen geen punten voor de voormetingsvraag. Uit de inhoudsanlayse bleek dat 47% van hen deze vraag oversloeg, 24% van hen geen punten kreeg doordat ze de vraag verkeerd hadden lezen (SPA stap 1 ), en de resterende 29% van de leerlingen geen punten kreeg omdat ze de bijbehorende scheikundekennis misten om de vraag op te lossen (Figuur 5). Het is ook duidelijk te zien dat er geen leerlingen waren die de volledige punten (3) kregen en slechts 10% van de leerlingen kreeg 2 punten. De overige 20% van de leerlingen kreeg 1 punt.
Zoals verwacht kregen leerlingen een hoger cijfer na de training. 19% van de leerlingen behaalde de volledige punten, 14% scoorde 2 punten en 5% scoorde 1 punt. Bovendien daalde het percentage leerlingen die geen punten behaalden van 70% naar 62%. Door de antwoorden van de leerlingen te bekijken, was het opvallend dat alle leerlingen de SPA-methode gebruikten om de vraag te beantwoorden, maar meer dan de helft van de leerlingen konden deze methode niet op de vraag toepassen om het juiste antwoord te krijgen. Door te kijken naar de toetsinhoud van leerlingen zonder punten, ontdekte ik dat 54% van deze leerlingen puntens verloor doordat ze de vraag niet goed hadden gelezen (SPA stap 1). De vraag was gesteld over het rendement van waterstof, maar vier leerlingen berekenden het rendement van water. Daardoor kregen ze geen punten. Deze leerlingen zouden meer punten kunnen krijgen als ze meer aandacht hadden besteed aan het lezen van de vraag. 23% van de leerlingen beantwoordde de vraag niet omdat ze het concept rendement niet begrepen. Ik verwacht dat als ze het concept zouden kennen, ze meer punten van deze vraagkunnen krijgen. De laatste 23% van de leerlingen gaf geen correct antwoord omdat ze de vraag niet konden correleren met de infomatie in de context en daardoor het oplossingplan verder niet konden uitvoeren (SPA stap 2&3). Deze leerlingen behoren tot de groep zwakke leerlingen en hebben onvoldoende scheikundige kennis en bewustzijn om de informatie te verwerken die nodig is om de vraag te beantwoorden. Deze leerlingen moeten niet alleen de SPA-methode leren, maar nog belangrijker, ze moeten hun basiskennis van scheikunde versterken.
70.00% 20.00% 10.00%
voormeting resultaat
0 punt 1 puntFigure 4. het percentage en de score van de leerlingen op de voor -en nametingsvragen.
vragen vee-keerde lezen; 23.53% vragen over-slaan; 47.06% plan niet goed makken; 29.41%
voormeting resultaat
Figuur 5. Percentage leerlingen dat om verschillende redenen geen score hebben behaald op de voor- en nameting . 61.90% 4.76% 14.29% 19.05%
nameting resultaat
0 punt 1 punt 2 punt 3 punt vragen vee-keerde lezen; 53.85% het concept van reden-ment niet weet; 23.08%plan niet goed makken; 23.08%
Hieruit blijkt dat 6 leerlingen hun scores na de training hebben verbeterd, en 2 van hen zijn aanzienlijk verbeterd, van 0 naar 3 punten. De cijfers van 2 leerlingen zijn gedaald, van 1 punt naar 0 punten. 2 leerlingen hebben dezelfde 2 punten gehaald voor en na de training. De scores van de resterende 13 leerlingen zijn nog steeds 0, ongewijzigd.
Na een zorgvuldige analyse van antwoorden van de voor- en nametingstoets van de vier leerlingen die de volledige score op de nametingstoets kregen, merkte ik dat ze alle stappen van de SPA zeer duidelijk en correct hadden opgeschreven. Zij kunnen na de training de vraag nauwkeuriger analyseren (SPA-stap 1) en daarna de juiste contextinformatie correct kunnen verwerken (SPA-stap 2) en uiteindelijk de vraag oplossen.
Leerling 2 heeft de vraag verkeerd gelezen en ik geloof dat als hij de vraag correct kon lezen, hij 1 of 2 punten zou moeten kunnen krijgen. Dat geldt ook voor leerling 17; als hij het concept van rendement kende, kon hij ook punten krijgen. Leerlingen 1,5 en 10 hebben ook de vraag verkeerd gelezen. Ik verwacht dat zij misschien ook punten hadden behaald als ze meer tijd hadden om hun antwoord te controleren (SPA-stap 5). Ze moeten echter meer aandacht besteden aan het analyseren van de vragen om deze soort fout te voorkomen.
De zwakke leerlingen, bijvoorbeeld leerlingen 1, 11, 13, hebben gebrek aan basiskennis van scheikunde. Hierdoor is moeilijk voor hen om de informatie te identificeren die nodig is om de vraag op te lossen door de vraag te analyseren. Als gevolg hiervan kunnen ze geen juist oplossingsplan maken. Uit hun antwoorden bleek dat ze de vraag niet correct hebben geanalyseerd, laat staan dat ze de juiste informatie hebben gevonden.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0 1 2 3 0 1 0 0 0 2 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 0 0 1 0 0 1 0 0 3 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 3 3 3
Resultaten per leerlingen
voormeting nameting Aantal leerlingen A an ta l p u n te n
Figure 6. De individuele verandering van de gescoorde punten op de voor- en nameting van de leerlingen.
Na de training heb ik 10 leerlingen geïnterviewd over het effect van de training. Vier relatief sterke leerlingen meldden dat ze de training nuttig vonden. Twee leerlingen vertelden me dat het stappenplan zeer geschikt was om complexe berekeningsvragen aan te pakken. Vóór de training hadden ze nog nooit op deze manier een vraaganalyse uitgevoerd en hoewel dit nieuw voor hen was vonden ze het erg praktisch. Twee andere leerlingen gaven soortgelijke meningen. Alle vier zeiden
dat ze de SPA-methode zullen blijven gebruiken om berekeningvragen op te lossen. De antwoorden van de relatief zwakke leerlingen waren anders. Vier van hen meldden dat ze het stappenplan nuttig vonden en bereid waren door te gaan met het beantwoorden van berekeningsvragen met behulp van deze methode, maar ze vonden het moeilijk om de vraag goed te analyseren. Ze wilden meer oefenen, zodat ze deze stap onder de kniekrijgen. Twee andere leerlingen vonden de SPA-methode niet bijzonder nuttig. Ze vertelden me dat ze de informatie konden vinden die ze nodig hadden om de opdracht op te lossen. Het probleem was dat ze niet wisten hoe ze het moesten gebruiken om de opdracht op te lossen. Daarom geloofden ze dat het gebruik van deze methode hen niet zou helpen om complexe berekeningsvragen op te lossen. Ik geloof dat als de zwakke leerlingen hun vaardigheden voor het beantwoorden van de berekeningsvragen willen verbeteren, het op dit moment nuttiger is voor hen om hun scheikundige kennis te versterken dan om de SPA-methode te leren gebruiken.
Het feit dat ze niet over de juiste achtergrondkennis beschikken betekent niet dat de methode niet nuttig is.
11. Conclusies en discussie
De hypothese van dit onderzoek was dat de 6 vwo leerlingen met behulp van deze serie lessen een ingewikkelde berekeningsvraag kunnen analyseren, weten welke informatie ze moeten zoeken en vervolgens weten hoe ze de informatie uit de context moeten verwerken en aan de vraag kunnen koppelen, en uiteindelijk de vraag kunnen oplossen om meer punten te krijgen en een hoger cijfer te halen.
Uit de resultaten van dit onderzoek blijkt dat het aanbieden van deze vier lessen training inderdaad de score van de leerlingen op berekeningsvragen heeft verhoogt, met name voor sterke leerlingen. Deze sterke leerlingen hebben de basiskennis van scheikunde onder de knie en kunnen daarom na training de SPA-methode toepassen om complexe berekeningsvragen te analyseren en ze in kleine stappen te vereenvoudigen. Op deze manier kunnen ze het probleemoplossende plan sneller en nauwkeuriger maken en uiteindelijk correcte antwoorden geven. Deze leerlingen scoorden dan ook hoger op de nametingsvraag. In tegenstelling tot de sterke leerlingen, hebben sommige zwakke leerlingen onvoldoende kennis van scheikunde om complexe vragen te analyseren en een probleemoplossingstrategie te formuleren. Daarom is de SPA-methode niet effectief voor dergelijke leerlingen. Voor de meeste leerlingen (niet bijzonder sterk of zwak) merkte ik dat door het gebruik van de SPA-methode hun vermogen om complexe opdrachten op te lossen wel verbeterde, hoewel dit niet tot uitdrukking kwam in hun cijfer. Door hun toestinhoud te bekijken is mij namelijk opgevallen dat de meeste leerlingen na de training een duidelijker idee hebben gevormd over hoe complexe problemen kunnen worden opgelost. Ze weten nu dat ze een complex probleem stap voor stap kunnen opsplitsen in eenvoudigere problemen door de vraag goed te analyseren. Als ze de antwoorden op deze eenvoudige vragen weten, kunnen ze aan het einde de complexe vraag oplossen of meer punten uit deze vraag halen. Uit de nametingsantwoorden blijkt dat de meeste leerlingen bewust een complex probleem opsplitsten in eenvoudigere vragen. Hoewel niet alle leerlingen in staat waren om deze opgaven correct te beantwoorden, ben ik van mening dat ze de berekeningsvragen van het examen sneller en correcter kunnen beantwoorden met behulp van SPA nadat ze hun kennis van scheikunde verder hebben verdiept.
Hoewel ik probeerde een nametingsvraag te kiezen die net zo moeilijk was als de voormetingsvraag, garandeerd dit nog steeds niet dat de moeilijkheid van deze vraag precies hetzelfde was als het vorige. Als leerlingen bijvoorbeeld het concept rendement beter hadden begrepen, dan was deze
verklaring is dat ze net vier intensieve lessen hebben gehad om vijf verschillende soorten berekeningsvragen te oefenen, waar de nametingsvraag ook onderdeel van is. De leerlingen hebben dus de ervaring om dit soort vragen op te lossen en konden daarom het correcte antwoord geven en meer punten krijgen. Toch gebruikten de leerlingen hier de SPA-methode om de vraag te beantwoorden.
Na analyse van de feedback uit mijn interviews, is het vrij zeker dat de meeste leerlingen de SPA-methode nuttig vonden en het in de toekomst zullen gebruiken. De relatief sterke leerlingen gaven aan dat de eerste stap ‘vragen analyseren’ hen heeft geholpen om berekeningsvragen effici ënt en correct op te lossen. Andere leerlingen hebben aangegeven dat deze aanpak helpt bij het oplossen van een complexe berekeningsvraag, maar ze hebben meer oefeningen nodig om deze methode te beheersen. De leerlingen met onvoldoende kennis van scheikunde vonden de SPA-methode weinig effectief bij het oplossen van problemen. Hieruit kan worden afgeleid dat de SPA-methode meer geschikt is voor leerlingen die al voldoende scheikundige kennis hebben om berekeningsvragen op te lossen. Het is minder effectief voor leerlingen met een zwakke scheikundebasis.
De eerste ontwerpregel van mijn onderzoek was dat ik voorbeelden en oefeningen in de les gebruikte die van echte eindexamens kwamen. In de training was duidelijk te zien dat leerlingen gemotiveerd waren door deze regel. Ze waren actief betrokken bij lesactiviteiten en luisterden aandachtig naar mijn uitleg, want zij wisten dat deze training nuttig voor hen was om beter te scoren bij het eindexamen (Woolfolk, A., Hughes, M., & Walkup, V. P.434).
In elke les kregen de leerlingen na de uitleg altijd vier opdrachten om de theorie te oefenen die ze net hadden geleerd, wat mijn tweede ontwerpregel was. Ik verwachtte dat ze de stppen van de SPA leerden beheersen door de opdrachten te makenn. Dat is bevestigd door de feedback van de leerlingen dat ze meer opdrachten wilden krijgen om de stappen te oefenen. De effectiviteit van deze methode is ook bewezen door andere onderzoekers (A.E. Jacobse. 2009,; Woolfolk, A., Hughes, M., & Walkup, 2013,; Pressley, M. en Woloshyn, V 1995).
De moeilijkheid van de opdrachten die ik koos, nam geleidelijk toe van gemakkelijk naar moeilijk (ontwerpregel 3). Ik hoopte dat de leerlingen hierdoor de onderwezen SPA-stappen naar hun eigen vaardigheden zouden kunnen vertalen (Collins, Brown en Holum, 1991). Echter, ik vond het in de praktijk moeilijk te bereiken met slechts vier lessen. Voor deze training heb ik vier opdrachten voorbereid die de moeilijkheidsgraad geleidelijk verhoogden. Maar ik ontdekte dat ik het vermogen van de leerlingen om alle opdrachten op te lossen had overschat. Zelfs voor de sterke leerlingen was het moeilijk om alle opdrachten af te maken. Vier lessen waren absoluut niet genoeg voor de leerlingen om het stappenplan echt te beheersen. Leerligen hebben meer tijd en meer ondersteuning van de docent nodig, en zelfs één op één hulp om dit doel te bereiken.
Als ik mijn trainingsplan opnieuw formuleer, voeg ik nog een les toe tussen de derde en vierde les. In deze les laat ik de leerlingen de vier opdrachten van de eerste drie lessen afmaken onder mijn begeleiding. Op deze manier kunnen ze de oefeningen afmaken en kan ik de tijd ook gebruiken om leerlingen met vragen doelgericht te helpen. Daarnaast zal ik extra oefeningen van verschillende moeilijkheidsgraden voorbereiden voor leerlingen die alle oefeningen hebben afgemaakt. Hierdoor kunnen ze zelf de moeilijkheidsgraad van de oefeningen kiezen en krijgen ze de kans om meer oefeningen te maken.
Het is duidelijk dat ruim 60% van de klas heeft een score 0 heeft gehaald omdat ze de relevante kennis niet paraat hebben voor dit onderdeel van het eindexamen. Daarom moet de docent eerst de tijd nemen om de vakkennis van de leerlingen te versterken om ervoor te zorgen dat de leerlingen de
kennis beheersen. Ik stel voor dat de docent de kennis van elk onderdeel van het eindexamen herhaalt samen met de leerlingen, bijvoorbeeld zuren/basen of redox reacties, alvorens de docent per onderdeel SPA-training geeft om de opdrachten behorende bij dit onderdeel te oefenen. De opdrachten van deze trainingen moeten examenvragen bevatten. De docent kiest eerst een typische berekeningsvraag als voorbeeld om de leerlingen te laten zien hoe dit soort vragen kan worden opgelost en waar ze op moeten letten. De docent kan de moeilijkheidsgraad van de opdrachten verdelen en de leerlingen helpen bij het kiezen van een niveau. Dan kunnen leerlingen beginnen met oefeningen op basis van hun eigen voortgang. Op deze manier hebben ze voldoende oefening om de SPA-methode te leren gebruiken en kunnen ze hun vermogen om berekeningsvragen van het eindexamen op te lossen verder verbeteren.
Ik raad aan om in de toekomst meer SPA-training aan 6 vwo leerlingen te bieden. 6 vwo leerlingen hebben alle chemische kennis die nodig is voor het eindexanen en moeten de onderdelen van deze kennis herhalen, zoals bijvoorbeeld zuren/basen of redox reacties.
Na de training heb ik het met mijn begeleider geevalueerd. Hij gaf aan dat deze training erg nuttig was voor de 6 vwo leerlingen en dat ze deze methode meer kunnen toepassen bij het eindexamen. Hij wees erop dat de training om de SPA-methode te gebruiken efficiënter zou zijn als de leerlingen al alle scheikundekennis hadden herhaald. Hij ondersteunde mijn conclusie dat de leerlingen meer oefeningen nodig hadden om het stappenplan echt te kunnen gebruiken om de berekeningsvragen op te lossen die in de examens verschijnen.
12. Analytische terugblik
Tijdens mijn stage zag ik verschillende problemen die leerlingen ondervonden tijdens het leren van scheikunde. Bijvoorbeeld, 5 vwo leerlingen hebben moeite om het concept van redoxreacties te begrijpen. Maar wat me het meest verbaast is dat veel 6 vwo leerlingen nog niet in staat zijn om examenvragen correct te beantwoorden terwijl zij het eindexamen al heel snel moeten doen. Daarom is het belangrijk voor hen dat de docent iets kan bedenken om hen te helpen een hoger cijfer te halen voor het eindexamen. De middelen die de docent aan leerlingen kan aanreiken om dit doel te bereiken is een zeer uitdagend, en ook betekenisvol onderwerp voor de docent. Daarom heb ik ervoor gekozen om het vermogen van de leerlingen om examenvragen correct te beantwoorden te verbeteren als mijn onderzoeksvraag voor mijn educatief onterwerp.
Na een aantal werkcolleges en workshops merkte ik dat mijn onderzoeksvraag nog niet specifiek was. Ik had meer informatie nodig om mijn onderzoeksvraag concreet te maken. Op basis van mijn begrip van de inhoud van het examen en de opbouw van het curriculum van scheikunde, heb ik een vragenlijst gemaakt voor leerlingen. Door de inhoud van de vragenlijst te analyseren, identificeerde ik dat leerlingen meer problemen hadden met berekeningsvragen dan de andere vragen die ze bij het eindexamen tegenkwamen. Ik heb er daarom voor gekozen om het vermogen van leerlingen om complexe berekeningsvragen op te lossen te verbeteren als mijn onderzoeksvraag. Door literatuur te zoeken en medestudenten en mijn vakdidactisch docent te raadplegen, realiseerde ik me dat de SPA methode de juist aanpak was voor mijn educatief ontwerp.
Om leerlingen de SPA methode te leren en ervoor te zorgen dat ze deze methode beheersen om vragen aan het einde van de training te kunnen beantwoorden, heb ik een reeks lessen gepland en deze manier is ook in lijn met het concept dat Mintrop heeft voorgesteld (2016). Hij karakteriseerde ontwerp als een interventie die een reeks activiteiten bevat die samen of in combinatie ingrijpen in
‘Design Research in Education’ (2018) wees erop dat een educatief ontwerp bepaalde onderzoeksfuncties moet hebben, zoals bijvoorbeeld een onderzoeksvraag stellen, theoretisch onderzoek naar het ontstaan van problemen, mogelijke oplossingen, het maken van een onderzoeksplan, het uitvoeren van een interventie, evaluatie en ten slotte conclusies trekken. Daarom heb ik vergelijkbare voor- en nametingvragen gekozen voor leerlingen om te beantwoorden ter evaluatie van mijn onerzoeksvraag. Door hun antwoorden en scores te analyseren, kan ik het effect van mijn serie lessen op leerlingen evalueren. Op deze manier heb ik bewezen dat mijn interventie nuttig was. Leerlingen kunnen inderdaad de SPA-methode leren en gebruiken om hun vermogen om complexe berekeningsvragen op te lossen te verbeteren. Ik heb ook geleerd hoe ik de inhoudsanalyse kan gebruiken om de resultaten te evalueren.
De uitvoering van de serie lessen ging beter dan ik had verwacht. Het is opvallend dat de docent beter de aandacht van de leerlingen kan trekken and vast houden tijdens de lessen als deze leerlingen gemotiveerd zijn. Bovendien leren de leerlingen in deze omgeving ook efficiënter in de klas. Vanwege het drukke schema van de leerlingen kon ik maar vier lessen gebruiken voor mijn training. Ik heb tijdens de lessen echter gemerkt dat de leerlingen meer tijd en meer hulp van de docent nodig hebben om de SPA-methode te leren gebruiken om vragen op te lossen. Ik stel voor dat de docent voor het eindexamen een of twee SPA-trainingen voor de leerlingen geeft. Dit zal het vermogen van leerlingen verder helpen om vragen in het examen nauwkeuiger en effectiever op te lossen door een systematische aanpak te gebruiken.
Reference:
1. Arthur bakker (2018). Design Research in Education: A Practical Guide for Early Career
Researchers, 1st Edition.
2. A.E. Jacobse. (2009). Metacognitieve training in het basisonderwijs. GION: Gronings Instutuut voor Onderzoek van Onderwijs.
3. Collins, A., Brown, J. S. & Holum, A. (1991). Cognitive apprenticeship: Making thinking visible. American Educator, 15 (3), 6-11, 38-39.
4. Diepstraten, J. F. P. B. (2010). Het beeld van derdejaars havo en vwo leerlingen van exacte vakken. TUE, Eindhoven. Retrieved from http://repository.tue.nl/690045
12
5. Hattie, J. (2014). Leren zichtbaar maken. Bazalt Educatieve Uitgave. Rotterdam.
6. Kaap, A. van der en Schmidt, V. (2007). Naar een leerlijn informatievaardigheden. Enschede: SLO
7. Kramers-Pals, H. & Pilot, A. (2000). Moeilijkheden van leerlingen met het gebruik van betrekkingen bij het oplossen van scheikunde-opgaven. Tijdschrift voor Didactiek der β-wetenschappen, 17, 151-166.
8. Kramers-Pals, H. (1994). Leren oplossen van verklaringsproblemen in het scheikunde-onderwijs. Proefschrift Universiteit Twente.
9. Mintrop, R. (2016). Design based school improvement: A practical guide f or education leaders. Cambridge, MA: Harvard Education Press.
10. Pressley, M. en Woloshyn, V (1995). Cognitive strategy Instruction that Really Imporoves Children’s Academic Performanc (second edition). Brookline books.
11. Scheikunde vwo, syllabus central examen 2020. (2018) versie 2.
12. Scheikunde in de dynamiek van de toekomst, over de ontwikkelingvan scheikunde in de school van de 21e eeuw. Eindrapport van de Stuurgroep Nieuwe scheikunde 2004-2010, Slo.
13. Schoenfeld (1992). Learning to think mathematically: problem solving, metacognition, and sense making in mathematics. Handbook for Research on Mathematics Teaching and Learning, New York, Macmillan.
14. Woolfolk, A., Hughes, M., & Walkup, V. (2013). Psychology in Education (second edition). Harlow: Pearsson.
15. Webb, N.M., Troper, J.D., & Fall, R. (1995). Constructive activity and learning in collaborative small groups. Jour nal of Educational Psychology, 87, 406-423.
