Faculteit der Maatschappij- en Gedragswetenschappen Master Onderwijswetenschappen Universiteit van Amsterdam
Autonomie- en structuurondersteuning bij onderzoekend leren:
Effecten op de motivatie en ervaren competentie van leerlingen bij de natuurwetenschappelijke vakken in het voorgezet onderwijs.
Autonomy support and structure in inquiry-based learning:
The effects on motivation and perceived competence of students in science courses in secondary education.
Masterscriptie Onderwijswetenschappen Universiteit van Amsterdam L.H.C. Rijnders, 11405805 Begeleiding: Prof. Dr. R.J. Oostdam Tweede beoordelaar: Dr. L. Gaikhorst Amsterdam, maart 2021 Woorden: 10253
1 Abstract
Dutch students in secondary school are moderately motivated to study for their classes, particularly on subjects around natural science. This is problematic since knowledge on natural science is crucial for functioning in todays society. The decline in motivation could be explained by the bad the connection of the learning environment on the needs of students. To counter the decline of motivation in natural science classes a learning environment for inquiry based learning should be introduced, in which attention is paid to offering autonomy and structure. Such an environment could promote feelings of competence and intrinsic motivation in students.
In this intervention research, a quasi-experimental post-test only design with a control condition and an experimental condition is used for researching the effect of a learning environment such as the above-mentioned inquiry based learning environment on student motivation for learning natural science subjects. Students in the experimental condition were offered a series of lessons in which explicit attention was given to autonomy and structure. Students in the control condition on the other hand, were offered a series of lessons in which no explicit attention was given to autonomy and structure. A total of 171 students took part in this research, 103 students were included in the control condition while 68 students were included in the experimental condition. After concluding the series of lessons in either the control condition or the experimental condition, the students filled in a survey on their perceived autonomy, structure, feeling of competence and motivation.
Based on the results of a one-tailed t-test a significant difference in scale means of the perceived competence, intrinsic motivation and identified motivation between the control condition and the experimental condition was found. Students in the experimental condition felt more competent and more motivated then students in the control condition. This suggests that offering a learning environment for inquiry based learning with specific attention for autonomy and structure is contributory for perceived competence and motivation in students.
Keywords: inquiry-based learning, autonomy, structure, competence, intrinsic
2 Inhoud 1. Inleiding ... 3 2. Theoretisch kader ... 7 2.1 Onderzoekend leren ... 7 2.2 Zelfdeterminatietheorie ... 8
2.3 Ruimte geven aan autonomie ... 10
2.4 Structuurondersteuning bieden ... 11
2.5 Basisbehoefte aan competentie ... 12
3. Methode ... 14 3.1 Onderzoeksopzet ... 14 3.2 Deelnemers ... 14 3.3 Opzet interventie ... 15 3.4 Onderzoekshypothesen ... 17 3.5 Meetinstrumenten ... 18 3.6 Procedure ... 19 3.7 Data-analyse ... 19 4. Resultaten ... 21 4.1 Betrouwbaarheid meetschalen ... 21 4.2 Beschrijvende statistieken ... 21
4.3 Toetsing van hypothesen ... 22
4.4 Analyses op itemniveau ... 22
5. Conclusie en discussie ... 27
5.1 Beperkingen ... 30
5.2 Aanbevelingen voor vervolgonderzoek ... 30
5.3 Praktische implicaties ... 31
5.4 Slotsom ... 31
3 1. Inleiding
In het rapport “De Staat van het Onderwijs 2019” stelt de Inspectie van het Onderwijs dat leerlingen in het voorgezet onderwijs matig gemotiveerd zijn voor school (Inspectie van het Onderwijs, 2019). Leerlingen beginnen in de eerste klas vaak gemotiveerd aan school maar deze motivatie daalt de jaren daarna (Van der Veen & Peetsma, 2009). In vergelijking met andere landen zijn de Nederlandse leerlingen het minst gemotiveerd om te leren terwijl de kwaliteit van het Nederlandse onderwijs ten opzichte van andere landen goed is (OECD, 2016). Dit is zorgwekkend omdat er is aangetoond dat motivatie een belangrijke factor is voor een succesvolle schoolloopbaan (Hornstra, Weijers, Van der Veen & Peetsma, 2016a).
Het laatste Programme for International Student Assessment (PISA) onderzoek, waarin onderzoek is gedaan naar de motivatie van leerlingen in het voortgezet onderwijs, laat zien dat Nederlandse leerlingen weinig gemotiveerd zijn voor leren in zijn algemeenheid (OECD, 2016). Voor de natuurwetenschappelijke vakken geldt dit in nog sterkere mate. Dat is een probleem want natuurwetenschappelijke geletterdheid is belangrijk voor maatschappelijk functioneren en er is een toenemende vraag naar natuurwetenschappelijk personeel (OECD, 2016; Feskens, Kuhlemeier & Limpens, 2016). In 2012 heeft de Organisatie voor
Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO) aangegeven dat een positieve houding
naar natuurwetenschappelijke vakken bij jongeren belangrijk is om te kunnen participeren in de moderne samenleving (OECD, 2012). Deze positieve houding en natuurwetenschappelijke geletterdheid zijn van belang omdat we in de moderne samenleving sterk afhankelijk zijn van telkens nieuwe technologieën (Turiman, Omar, Daud & Osman, 2012). De OESO moedigt daarom individuele landen aan om jongeren voor te bereiden op toekomstige
natuurwetenschappelijke vraagstukken.
De daling in motivatie bij de leerlingen in het voorgezet onderwijs zou verklaard kunnen worden door de slechte aansluiting van de leeromgeving op de behoefte van leerlingen (Reeve, Deci & Ryan, 2004; Eccles et al., 1993). Uit een onderzoek van de Inspectie van het Onderwijs (2019) naar motiverende kenmerken blijkt bijvoorbeeld dat leerlingen weinig uitdaging in de les ervaren. Ook hebben ze het gevoel beperkt eigenaar te zijn van hun eigen leerproces. Wanneer de leeromgeving niet aansluit op de behoefte van leerlingen kan dit zorgen voor een vermindering van de motivatie voor school. Ook binnen de natuurwetenschappelijke vakken speelt dit probleem. Feskens et al. (2016) geven aan dat de Nederlandse leerlingen weinig ruimte ervaren bij de natuurwetenschappelijke vakken voor het inbrengen van eigen ideeën. Ook cognitief uitdagende werkvormen komen ten opzichte van
4 leeftijdsgenoten in andere landen minder vaak voor. Docenten hebben een fundamentele rol om de motivatie van leerlingen te stimuleren omdat zij direct invloed hebben op de
leeromgeving waarin lesstof wordt aangeboden (Stroet, Opdenakker & Minnaert, 2013) Binnen de leeromgeving is de docent een belangrijke factor die de motivatie van de leerlingen kan beïnvloeden. Het handelen van de docent kan vanuit de zelfdeterminatie nader getypeerd worden van zeer controlerend tot zeer autonomie ondersteunend (Jang, Reeve & Deci, 2010). Volgens Hornstra et al. (2016a) bevordert een docent die een autonomie ondersteunende leeromgeving aanbiedt dat leerlingen willen werken aan een leertaak omdat ze door een dergelijke leeromgeving meer gemotiveerd kunnen worden. Het realiseren van een autonomie-ondersteunde leeromgeving kenmerkt zich door minder dwingende taal (“Je moet”), opdrachten die aansluiten bij de belevingswereld van leerlingen en het bieden van mogelijkheden voor keuzes en inspraak door leerlingen. Aanname is dat de intrinsieke motivatie van leerlingen in dergelijke leeromgevingen wordt bevorderd (Reeve, 2009). Toch moet er volgens Van Loon, Ros & Martens (2012) niet alleen een autonomie ondersteunde omgeving gecreëerd worden. Wanneer leerlingen te veel autonomie geboden wordt kan dit overweldigend werken waardoor de leerlingen niet goed meer weet hoe de leertaak aangepakt kan worden. Dit kan uiteindelijk een gevoel van incompetentie meebrengen wat juist weer voor demotivatie kan zorgen. Oostdam, Koerhuis & Fukkink (2016) geven daarom ook aan dat binnen de zelfdeterminatietheorie naast het tegemoetkomen aan de behoefte van
autonomie ook het bieden van structuurondersteuning een essentiële voorwaarde is voor het creëren van een motiverende leeromgeving. Daarnaast is het bieden van adequate
structuurondersteuning en het bieden van positieve feedback belangrijk om leerlingen te laten ervaren dat ze competent zijn om taken te kunnen oplossen (Hattie & Timperley, 2007).
In dit onderzoek zal de focus liggen op de natuurwetenschappelijke vakken.
Natuurwetenschappelijk onderwijs wordt namelijk beschouwd als een centraal onderdeel van de kenniseconomie en moderne intellectuele ontwikkeling (Bal-Taştan et al., 2018). Toch blijkt dat veel leerlingen geen (hoge) motivatie hebben voor de natuurwetenschappelijke vakken. Sevinç, Özmen & Yiğit (2011) stellen in hun onderzoek echter dat het belangrijk is om een hoge motivatie te hebben voor de natuurwetenschappelijke vakken omdat dit een cruciale rol speelt in het aanleren van natuurwetenschappelijke kennis en vaardigheden zoals bijvoorbeeld kritisch denken en conceptuele veranderingen. Een veel belovende aanpak om binnen de natuurwetenschappen de motivatie te verhogen lijkt de didactiek van onderzoekend leren (Bayram, Oskay, Erdem, Özgür & Şen, 2013). Gibson & Chase (2002) stellen zelfs dat
5 onderzoekend leren binnen de natuurwetenschappelijke vakken heeft geleid tot een
positievere houding richting de natuurwetenschappelijke vakken en school in zijn algemeen, dit in tegenstelling tot de meer traditionele docent-benaderingen van lesgeven. Dit wordt verklaard doordat leerlingen binnen onderzoekend leren vaak meer keuzevrijheid hebben, dus meer autonomie ervaren om een onderwerp te kiezen waarin zij geïnteresseerd zijn en hoe de onderzoekstaak aangepakt kan worden (Blumenfeld et al., 1991). Kirschner, Sweller & Clarke (2006) geven echter aan dat wanneer leerlingen binnen onderzoekend leren veel ruimte
krijgen om keuzes te maken dit niet bevorderlijk is voor de prestatie van de leerlingen. Daarom geven Hmelo-Silver, Duncan & Chinn (2007) in reactie op het onderzoek van Kirschner et al. (2006) aan dat er altijd goede structuurondersteuning geboden moet worden bij het uitvoeren van taken in het kader van onderzoekend leren.
In de bestaande onderzoeken wordt vaak alleen aangegeven dat het bieden van keuzes binnen onderzoekend leren kan leiden tot een verhoogde motivatie (Blumenfeld et al., 1991; Harlen, 2013) of dat gestructureerde vormen van onderzoekend leren kan leiden tot betere conceptualisering van de leerstof (Hmelo-Silver, Duncan & Chinn, 2007; Zion &
Mendelovici; 2012). Het is daarom interessant om te onderzoeken wat het effect is op de motivatie en het gevoel van competitie bij de leerlingen voor de natuurwetenschappelijke vakken wanneer naast het bieden van autonomie aan leerlingen ook voldoende
structuurondersteuning geboden wordt bij onderzoekende leertaken. Daarnaast is het van belang leerlingen te ondersteunen in de overtuiging dat ze in staat zijn hun leerstof eigen te maken. Een uitdagende leeromgeving met duidelijke leerdoelen waarbij wordt aangegeven wat precies van leerlingen wordt verwacht en waarin sprake is van ondersteuning en (positieve) feedback is daarvoor een essentiële voorwaarde.
Het doel van deze studie is om inzicht te krijgen wat de invloed is van het bieden van autonomie en structuurondersteuning op de motivatie en het gevoel van competentie bij leerlingen binnen de natuurwetenschappelijke vakken in het voortgezet onderwijs. Dit zal onderzocht worden aan de hand van een interventiestudie in de vorm van een
quasi-experimenteel onderzoek. Hierbij zal gebruik gemaakt worden van een controleconditie en experimentele conditie. Aan dit onderzoek zullen leerlingen uit de tweede klas van het havo en vwo deelnemen. Het onderzoek zal plaatsvinden binnen de natuur-/scheikunde lessen. De klassen in de experimentele conditie zullen lessen aangeboden krijgen waarin expliciet aandacht is voor autonomie en structuurondersteuning. Binnen deze lessen wordt als
6 staat daarbij centraal: In welke mate bevordert een leeromgeving voor onderzoekend leren
waarin tegemoetgekomen wordt aan de behoefte van autonomie en structuurondersteuning de intrinsieke motivatie van de leerlingen en hun gevoel van competentie?
In het volgende hoofdstuk zal ingegaan worden op de didactiek van onderzoekend leren, de zelfdeterminatietheorie, het bieden van autonomie, structuurondersteuning en competentie. Op grond van deze theoretische onderbouwing wordt verantwoord op welke wijze de experimentele lessen zijn vormgegeven. In het methode hoofdstuk wordt nader ingegaan op het onderzoeksdesign, de opzet van de interventie, de participanten van het onderzoek, de gehanteerde meetinstrumenten en de wijze van data-analyse. Vervolgens worden in het resultaten hoofdstuk de resultaten besproken van de betrouwbaarheidsanalyse, de statistische toets en de item-analyse. In het slothoofdstuk worden de resultaten samengevat en wordt ingegaan op de implicaties voor vervolgonderzoek en de onderwijspraktijk.
7 2. Theoretisch kader
2.1 Onderzoekend leren
Door Feskens et al. (2016) wordt aangegeven dat binnen de natuurwetenschappelijke vakken de didactiek van onderzoekend leren een positief effect heeft op de motivatie van de leerlingen. Onderzoekend leren wordt gekarakteriseerd als een constructivistische methode waarbij de leerlingen hun eigen kennis construeren in plaats van kennis tot zich te nemen die door de docent wordt aangereikt (Deignan, 2009). Vaak wordt er gebruik gemaakt van een onderzoeksvraag die leerlingen door middel van het doorlopen van een onderzoekscyclus moeten beantwoorden (Van Graft & Kemmers, 2007; Prince & Felder, 2006). Een
onderzoekende leeromgeving is vaak meer leerling-gestuurd dan traditionele lesmethoden die veelal docent-gestuurd zijn. Leerling-gestuurde leeromgevingen hebben veel aandacht voor kennis, vaardigheden, houdingen en overtuigingen die de leerlingen al bezitten (Bransford, Brown & Cocking, 2000). Ook draagt volgens Kruit, Oostdam, Van den Berg & Schuitema (2018) onderzoekend leren bij aan de natuurwetenschappelijke begripsvorming van de leerlingen.
Bransford, Brown & Cocking (2000) stellen dat op scholen waar meer gebruik
gemaakt wordt van onderzoekend leren bij de natuurwetenschappelijke vakken leerlingen een beter conceptueel begrip hebben van de natuurwetenschappelijke verschijnselen. Ook wordt in hun boek aangegeven dat leerlingen meer plezier ervaren in de natuurwetenschappen en beter in staat zijn problemen op te lossen met behulp van bijvoorbeeld logisch redeneren. Het onderzoek van Abdi (2014) geeft daarom ook aan dat docenten gestimuleerd moeten worden om meer onderzoekende leertaken aan te bieden bij de natuurwetenschappelijke vakken. Aktamış, Hiğde & Özden (2016) tonen in hun onderzoek ook aan dat wanneer leerlingen werken aan onderzoekende leertaken dit voordelen heeft voor de motivatie, attitude naar de natuurwetenschappen en natuurwetenschappelijke geletterdheid ten opzichte van traditionele lesmethode.
Er zijn verschillende vormen van onderzoekend leren. Prince & Felder (2006) beschrijven in hun onderzoek twee uiterste van onderzoekend leren, namelijk gestructureerd onderzoekend leren en open onderzoekend leren. Hierbij varieert de mate waarin leerlingen structuur krijgen bij de leertaak. Bij gestructureerd onderzoekend leren krijgen de leerlingen een probleem en krijgen ze richtlijnen hoe het probleem op te lossen (Sadeh & Zion, 2012). Bij open onderzoekend leren krijgen de leerlingen meer vrijheid en moeten zij zowel het
8 probleem bedenken en met de juiste geschikte methode komen om het probleem op te lossen. Waarbij het volgens Sadeh & Zion (2009) wel belangrijk is om een kader te bieden
waarbinnen het onderzoek uitgevoerd dient te worden. Een tussenvorm kan gezien worden als begeleid onderzoekend leren waarin de docent een onderzoeksvraag aanreikt waarbij
leerlingen zelf het probleem dienen op te lossen (Sadeh & Zion, 2012). Minder
gestructureerde methoden van onderzoekend leren zouden de motivatie en prestatie van de leerlingen verhogen doordat de leerlingen verantwoordelijk worden voor hun eigen
onderzoeksproces (Prince & Felder 2006; Van Graft & Kemmers, 2007). Toch blijkt het dat er altijd een bepaalde mate van structuur bij onderzoekend leren aanwezig moet zijn omdat de onderzoekstaak voor leerlingen te complex kan gaan worden wat uiteindelijk niet bevorderlijk kan zijn voor de prestatie van leerlingen (Kirschner et al., 2006; Sadeh & Zion, 2012). Hieruit blijkt dat het daarom bij onderzoekend leren belangrijk om de juiste mate van autonomie en structuur te bieden.
2.2 Zelfdeterminatietheorie
Eén van de bekendste motivatietheorieën in het onderwijs is de zelfdeterminatietheorie (ZDT) van Deci & Ryan (1985). Binnen de ZDT wordt motivatie beschreven als de
natuurlijke innerlijke drang van personen om zich te ontwikkelen (Ryan & Deci, 2000). Daarbij wordt onderscheid gemaakt tussen extrinsieke motivatie en intrinsieke motivatie (Deci & Ryan, 2000). De constructen extrinsieke en intrinsieke motivatie kunnen geplaatst worden in een continuüm dat loopt van gecontroleerde motivatie tot autonome vormen van motivatie (Vallerand, 2000; Roth, Assor, Kanat-Maymom & Kaplan, 2007). Binnen dat continuüm kan grofweg een onderscheid gemaakt worden in: extrinsieke motivatie, geïntrojecteerde motivatie, geïdentificeerde motivatie en intrinsieke motivatie (Ryan & Conell, 1989). Geïdentificeerde motivatie en intrinsieke motivatie worden ook wel aangeduid als autonome vormen van motivatie omdat leerlingen vanuit een eigen beweging en
zelfbeschikking gemotiveerd raken (Guay et al., 2010). De andere vormen van motivatie worden vaak gekenmerkt als gecontroleerde vormen van motivatie. Een uiterste vorm van een gecontroleerde motivatie is extrinsieke motivatie. Bij extrinsieke motivatie wordt de motivatie van een leerling bepaald door externe factoren zoals belonen of straffen, zoals bijvoorbeeld het behalen van hoge of lage cijfers (Deci, 1972; Deci & Ryan, 2008; Guay et al., 2010). Geïntrojecteerde motivatie is een vorm van extrinsieke motivatie waarbij iemand iets doet omdat hij het gevoel heeft dat hij dat moet doen (Ryan & Conell, 1989). Leerlingen zijn gemotiveerd om iets te doen omdat ze het gevoel hebben dat ze anders iemand teleurstellen,
9 maar het kan ook zijn omdat de leerling juist waardering wil krijgen van een ander (Hewett & Conway, 2016; Oostdam et al., 2016). Geïdentificeerde motivatie is een autonome vorm van extrinsieke motivatie, leerlingen voeren een taak uit omdat ze het gevoel hebben dat deze nuttig of belangrijk is, ze zijn niet geïnteresseerd in de taak maar doen het omdat ze het nodig achten (Guay et al., 2010; Oostdam et al., 2016). Wanneer leerlingen intrinsiek gemotiveerd zijn zullen ze een activiteit uitvoeren zonder duidelijke beloning, de leerlingen doen de activiteit omdat zij hier zelf in geïnteresseerd zijn en omdat de activiteit bevredigend is (Deci, 1972; Vansteenkiste, Sierens, Soenens & Lens, 2007).
In dit onderzoek zal gekeken worden naar de autonome vormen van motivatie, namelijk: intrinsieke motivatie en geïdentificeerde motivatie. Intrinsieke motivatie wordt gezien als de motivatie waarbij het handelen bevredigend is voor de leerling en dit handelen voldoening geeft (Lin, McKeachie & Kim, 2003; Stroet et al., 2013). Daarnaast is gevonden dat wanneer leerlingen intrinsiek gemotiveerd zijn zij beter conceptueel kunnen leren, beter presteren en dat ze meer schoolplezier hebben in tegenstelling tot extrinsieke vormen van motivatie (Gillet, Vallerand & Lafrenière, 2012). Dit kan verklaard worden doordat leerlingen die intrinsiek gemotiveerd zijn zich vaak competenter voelen dan leerlingen die extrinsiek gemotiveerd zijn (Reeve et al., 2004).Bij intrinsieke motivatie en geïdentificeerde motivatie verloopt het leren volgens de ZDT zelfbewuster en is er meer sprake van zelfregulatie en zelfsturing (Oostdam et al., 2016). Dit kan uiteindelijk resulteren in leren van een hogere kwaliteit wat gericht is op het betekenisvol toepassen van kennis in verschillende contexten (Ryan, Deci & Vansteenkiste, 2006). Volgens Guay et al. (2010) kan bovendien gesteld worden dat leerlingen vaak eerder geïdentificeerd gemotiveerd zijn dan (puur) intrinsiek gemotiveerd omdat ze het belangrijk vinden om het goed te doen op school en het belang ervan inzien.
Om tegemoet te komen aan deze autonomere vormen van motivatie zou er vanuit de ZDT rekening gehouden moeten worden met drie psychologische basisbehoeftes, namelijk die van autonomie, relatie en competentie (Deci & Ryan, 2000; Reeve et al., 2004). Aangetoond is dat wanneer docenten inspelen op deze drie psychologische basisbehoeftes dit gerelateerd is aan positieve uitkomsten op leerlingniveau zoals een toegenomen motivatie en hogere
leerprestatie (Oostdam et al., 2016). In het onderzoek van Reeve (2009) wordt aangegeven dat dit verklaard kan worden doordat deze docenten beter inspelen op de belevingswereld van de leerlingen. Om aan deze basisbehoeftes te voldoen zou de docent een leeromgeving moeten
10 aanbieden waar aandacht is voor de drie dimensies, namelijk: autonomie-ondersteuning, structuur-ondersteuning en relatie (Skinner, Furrer, Marchand & Kindermann, 2008).
2.3 Ruimte geven aan autonomie
Wanneer de docent een leeromgeving aanbiedt waarin ruimte wordt gecreëerd voor autonomie kan er voldaan worden aan de behoefte van autonomie (Stroet et al., 2013; Dupont, Galand, Nils & Hospel, 2014). Het voldoen aan de basisbehoefte van autonomie kan een aantal voordelen met zich meebrengen zoals een hogere tevredenheid over het leren, een hoogwaardige motivatie en positievere leerresultaten (Haerens, Aelterman, Vansteenkiste, Soenens & Van Petegem, 2015). Deci, Vallerand, Pelletier & Ryan (1991) geven zelfs aan dat het gevoel van autonomie één van de belangrijkste factoren is voor intrinsieke motivatie. Ook Hornstra, Wijers, Van der Veen & Peetsma (2016b) geven aan dat wanneer de
autonomiebeleving wordt versterkt dit een stimulatie geeft voor intrinsieke motivatie en dat de leerlingen hun eigen leerdoelen beter willen gaan nastreven. Als laatst draagt het ervaren van autonomie bij aan meer inzet en zullen de prestaties van de leerling verbeteren (Deci & Ryan, 2000)
Autonomie-ondersteunende docenten zijn in staat om het perspectief van hun
leerlingen in te nemen, gevoelens van de leerlingen te erkennen, relevante informatie te geven en keuzemogelijkheden te bieden (Black & Deci, 2000). Daarnaast zijn de docenten in staat om leeractiviteiten aan te bieden op basis van de persoonlijke interesses van de leerlingen. Het leren zal dan gepaard gaan met het gevoel van een bepaalde vrijheid (Vansteenkiste et al., 2012; Oostdam et al., 2016). Volgens León, Medina-Garrido & Ortega (2018) zou het aanbieden van betekenisvolle opties voor de leerlingen ook kunnen bijdragen aan hun
competentiegevoel doordat ze op basis van hun persoonlijke interesses keuzes kunnen maken. Dit in tegenstelling van controlerend of docent-gestuurd lesgeven waarbij de docent niet of weinig rekening houdt met het perspectief en de interesses van de leerlingen, maar juist dwingende taal gebruikt en aangeeft dat de leerlingen een leertaak moeten doen (Hornstra et al., 2016b). Docenten zouden daarom de interesses van leerlingen mee moeten nemen in de instructie en leertaken die de leerlingen in de klas uitvoeren (Reeve, 2009). Stroet et al. (2013) geven daarbij aan dat de docenten de leerlingen keuzemogelijkheden moeten bieden om leertaken te kiezen die zij op zijn minst gezegd interessant of belangrijk achten. Daarnaast zouden docenten rationele redenen moeten gegeven wanneer de keuzevrijheid bij leerlingen beperkt wordt en zou er gebruik gemaakt moeten worden van uitnodigende taal (“Je kunt dit doen”) in plaats van controlerende taal (“Je moet dit doen”) (Vansteenkiste et al., 2012).
11 Docenten die de autonomie van hun leerlingen ondersteunen proberen zo veel mogelijk
rekening te houden met de opvattingen van de leerlingen en geven leerlingen de mogelijkheid om zelf richting te geven aan het eigen leerproces terwijl de docent zelf weinig druk en controle uitoefent op leerlingen (Koerhuis & Oostdam, 2013).
2.4 Structuurondersteuning bieden
Het risico bij autonomie-ondersteunende leeromgevingen is dat deze leeromgeving de leerlingen een overdaad aan keuzes kan bieden (van Loon et al., 2012). Structuur verwijst naar de hoeveelheid en de duidelijkheid van de informatie die de docenten aan de leerlingen geven met verwachtingen rondom de studieresultaten (Jang, Reeve & Deci, 2010). Maar ook het communiceren van duidelijke richtlijnen, het bieden van optimale hulp en feedback, het aanmoedigen van de leerlingen wanneer de leertaak niet gelukt is en het stellen van eisen en verwachtingen met betrekking tot de leertaak behoren tot het bieden van
structuurondersteuning (Vansteenkiste, Sierens, Soenens, Luyckx & Lens, 2009;
Vansteenkiste et al., 2012). In het artikel van Vansteenkiste et al. (2012) wordt aangegeven dat het gebrek aan structuurondersteuning bij leeromgevingen waarin veel ruimte is voor autonomie dit veel onduidelijkheid met zich mee kan brengen hoe bijvoorbeeld een leertaak uitgevoerd zou moeten worden. Ook kan er gebrek aan hulp en ondersteuning ontstaan bij het maken van leertaken. Wanneer alleen maar autonomie gegeven wordt aan leerlingen zonder dat er structuurondersteuning geboden wordt kan erin resulteren dat leerlingen taken niet of onvoldoende zelfstandig kunnen uitvoeren wat kan leiden tot gevoelens van incompetentie (Hornstra et al., 2016b). Vansteenkiste et al. (2012) geven aan dat adequate
structuurondersteuning in de eerste plaats kan bijdragen aan de behoefte van competentie doordat leerlingen ervaren dat zij in staat zijn leertaken naar behoren uit te voeren. Daarom is het volgens de ZDT naast het bieden van ruimte aan de behoefte van autonomie ook
belangrijk dat er ook structuurondersteuning geboden worden om aan het gevoel van
competentie te voldoen (Jang, Reeve & Deci, 2010; Stroet, Opdenakker & Minnaert, 2013). Structuurondersteuning moet volgens Hornstra et al. (2016b) niet verward worden met controle. Controle gaat volgens Reeve (2009) over dat de leerlingen moet denken vanuit het perspectief van de docent en dat de leerlingen het gewenste gedrag en handelen van de docent moeten aannemen. Controle wordt vaak gezien als een tegenhanger van autonomie bieden (Hornstra et al., 2016b). Sierens, Vansteenkiste, Goossens, Soenens & Dochy (2009) geven aan dat bieden van structuur binnen een autonomie-ondersteunde leeromgeving gaat om het bieden van kaders waarin leerlingen keuzes kunnen maken. Het bieden van structuur helpt de
12 leerlingen beter met het uitvoeren van een leertaak zodat ze beter weten hoe ze hun eigen doelen kunnen gaan nastreven (Skinner & Belmont, 1993).
Ook blijkt uit onderzoek dat wanneer door de docent structuur wordt geboden dit gerelateerd is aan hogere betrokkenheid van leerlingen en minder ontwijkend leergedrag (Sierens et al., 2009; Dupont et al., 2014). Wanneer de docent structuur aanbiedt in de vorm van competentierelevante feedback krijgen de leerlingen het gevoel meer controle te hebben over hun leeruitkomsten en krijgen ze vertrouwen om leertaken goed uit te voeren (Sierens et al., 2009; Stroet et al., 2013). Sierens et al. (2009) beschrijven dat wanneer structuur geboden wordt in een omgeving waarin een hoge mate van autonomie aanwezig is dit bevorderlijk is voor het zelfregulerend leren van de leerlingen. Daarnaast vonden Vansteenkiste et al. (2012) in hun onderzoek dat leerlingen die een hoge mate van autonomie ervaren in combinatie met structuurondersteuning gemiddeld genomen hoger scoorden op motivatie, concentratie en doorzettingsvermogen.
Binnen onderzoekende leertaken kunnen conceptcartoons helpen om structuur te bieden (Kabapinar, 2009). Een conceptcartoon bestaat uit een tekening van een situatie waarin stripfiguren bepaalde uitspraken doen (Keogh, Naylor & Wilson, 1998). Een conceptcartoon kan bijvoorbeeld helpen om bij leerlingen misconcepties weg te nemen, helpen om over natuurwetenschappelijke fenomenen te discussiëren of natuurwetenschappelijke ideeën te begrijpen (Taşlidere, 2013; Van den Berg & Kruit, 2017). Een discussie tussen leerlingen kan vervolgens bewerkstelligen om te redeneren welke uitspraak uit de conceptcartoon de juiste is (Kabapinar, 2009). Vaak wordt voor de uitspaken in een conceptcartoon gebruik gemaakt van bestaande ideeën die leerlingen over een bepaald natuurwetenschappelijk fenomeen hebben (Keogh, Naylor,1999). Kabapinar (2009) geven in hun onderzoek aan dat het belangrijk is dat een conceptcartoon weinig tekst bevat en de uitspraken gebaseerd zijn opvattingen die
leerlingen hebben. Elke uitspraak moet door de leerlingen als geloofwaardig worden beschouwd. Leerlingen moeten door onderzoek en discussie achterhalen welke uitspraak correct is. Kruit, Wu & Van den Berg (2013) geven aan dat onderzoekend leren goed gebruikt kan worden als startpunt voor onderzoekend leren. Ze geven aan dat conceptcartoons
leerlingen kunnen helpen zelf experimenten te bedenken om te uitspraken te ondersteunen of te weerleggen.
2.5 Basisbehoefte aan competentie
Naast autonomie is competentie ook één van de basisbehoeftes die beschreven wordt in de ZDT. Deci & Ryan (2000) beschrijven competentie als de behoefte van leerlingen om
13 doelen na te streven en nieuwe dingen te leren. Leerlingen voelen zich competent wanneer zij het gevoel hebben dat ze uitdagingen van hun schoolwerk aankunnen en in staat zijn taken op te lossen (Niemiec & Ryan, 2009). De ervaren competentie wordt in verband gebracht met de intrinsieke motivatie (Deci, Schwartz, Sheinman & Ryan, 1981). Als leerlingen vertrouwen hebben in hun eigen kunnen dan is er een grotere kans dat de ze meer intrinsiek gemotiveerd raken. Wanneer leerlingen ervaren dat hun inspanningen keer op keer niet leiden tot een gewenst resultaat kan dit hun gevoel van competentie negatief beïnvloeden (Oostdam et al., 2016). Wanneer leerlingen keer op keer ervaren dat ze iets niet kunnen zullen ze zich
incompetent gaan voelen en steeds minder gaan inzetten voor het vak. Dergelijke ervaringen zullen de motivatie om iets te leren eerder doen afnemen dan bevorderen.
Jang et al. (2010) geven in hun onderzoek aan dat een uitdagende leeromgeving gecreëerd moet worden om het gevoel van incompetentie tegen te gaan. Wanneer er in de leeromgeving vooral aandacht is voor het geven van positieve feedback helpt dit om aan de behoefte van competentie te voldoen (Hattie & Timperley, 2007). Hattie en Timperley (2007) geven aan dat negatieve feedback juist tegemoetkomt aan het gevoel van incompetentie en demotivatie. Deci & Ryan (2000) geven in hun onderzoek aan dat positieve feedback een versterkend effect kan hebben op de intrinsieke motivatie. Wanneer leerlingen het idee
hebben ergens goed in te zijn kan dit het competentiegevoel positief beïnvloeden. Daarnaast is het aanbieden van een leeromgeving waarin aandacht is voor structuurondersteuning van invloed op de ervaren competentie van de leerlingen (Hornstra et al., 2016b). Het idee daarachter is dat wanneer een docent veel autonomie biedt dat de leerlingen veel
keuzemogelijkheden en vrijheid krijgen. Dit kan voor sommige leerlingen leiden tot chaos in hun hoofd omdat ze voor zichzelf niet meer kunnen bepalen wat ze moeten doen om een bepaalde taak op een goede manier op te lossen. Uiteindelijk kan dit ervoor zorgen dat leerlingen gaan vastlopen en steeds slechter geen presteren met als resultaat de ze het vertrouwen in hun eigen kunnen verliezen. Voor sommige leerlingen kan dit leiden tot demotivatie (Deci & Ryan, 2000, Hornstra et al., 2016b). Het geven van zowel positieve feedback als het bieden van structuur, waaronder het uitspreken van duidelijke verwachtingen of het bieden van gestructureerde kaders wordt vanuit de ZDT dan ook als essentieel
beschouwd om aan de leerbehoefte van competentie te voldoen (Hattie & Timplerley, 2007; Hornstra et al., 2016b).
14 3. Methode
3.1 Onderzoeksopzet
Het uitgevoerde interventieonderzoek betrof een quasi-experimenteel post-test only design met een experimentele en controleconditie. Het doel van dit onderzoek is in hoeverre een leeromgeving voor onderzoekend leren waarin tegemoet wordt gekomen aan de behoefte van autonomie en structuurondersteuning de intrinsieke motivatie van de leerlingen en hun gevoel van competentie bevordert. Leerlingen in de experimentele conditie hebben een lessenserie aangeboden gekregen waarin expliciet aandacht is voor autonomie en
structuurondersteuning in combinatie met onderzoekende leertaken. Dit in tegenstelling tot de leerlingen in de controleconditie waarbinnen de lessenserie geen expliciet aandacht is geweest voor het bieden van autonomie en structuurondersteuning. Na afloop van de lessenserie hebben de leerlingen in zowel de controle als experimentele conditie vragenlijsten ingevuld over hun motivatie tijdens deze lessen en de mate waarin zij percipiëren dat tegemoet is gekomen aan hun behoefte aan competentie.
3.2 Deelnemers
Op basis van een a priori power analyse (G*Power versie 3.1.9.7), gegeven een
verwachte gemiddelde effectgrootte (f2= .50; Cohen, 1992) met voldoende power (β= .80) bij een alpha van .05 (eenzijdige toetsing), is een minimale steekproefomvang van ten minste 51 leerlingen per conditie vereist. Uiteindelijk hebben aan dit onderzoek 171 leerlingen uit de tweede klas van een middelbare school uit de regio West-Friesland deelgenomen. Deze leerlingen waren afkomstig uit drie klassen van het vwo (n=85) en vijf klassen van het havo (n=89). In totaal waren er 87 jongen (50,9%), 78 meisje (45,6%) en 6 leerlingen (3,5%) hebben anders aangegeven. De gemiddelde leeftijd van de leerlingen was 13,2 jaar (min=12,
max=15, SD=.517). In de controleconditie bevonden zich twee vwo klassen en drie havo
klassen, in totaal 103 leerlingen. De experimentele conditie bevatte één vwo klas en twee havo klassen, in totaal 68 leerlingen. Door de onderzoeker zijn hele klassen aselect aan een conditie toegewezen. De experimentele lessenserie had grotendeels dezelfde vakinhoud als de lessenserie in de controleconditie waardoor een goede aansluiting werd gerealiseerd met het lopende onderwijsprogramma in de havo- en vwo-klassen. Zowel de leerlingen in de
controleconditie als de leerlingen in de experimentele conditie hebben les gekregen van hun eigen docent. Het volgen van de lessen in de experimentele conditie heeft geen extra
15
3.3 Opzet interventie
De aangepaste lessenserie is samen met de natuur-/scheikunde docenten die op de onderzoekslocatie werkzaam zijn ontwikkeld. Tijdens de lessenserie in de experimentele conditie is er expliciet aandacht geweest voor onderzoekende leertaken waarbij autonomie en structuurondersteuning werden geboden. In de experimentele conditie werden in de lessen bijvoorbeeld gebruik gemaakt van keuzemogelijkheden, niet dwingende taal en positieve feedback. Daarnaast kregen de leerlingen in de experimentele conditie, in tegenstelling tot de leerlingen in de controleconditie, bijna elke les een experiment aangeboden. De experimenten stonden voor de leerlingen in een apart practicumboekje waarin de onderzoekstaken
beschreven stonden. De experimenten konden gemiddeld in 25-30 minuten worden uitgevoerd. In het practicumboekje begon een experiment altijd met een korte inleiding waarin beschreven werd wat de leerlingen konden gaan verwachten. Vervolgens kregen de leerlingen een onderzoeksvraag die onderzocht diende te worden. Een conceptcartoon gaf die leerlingen ondersteuning in het beantwoorden van de onderzoeksvraag.
In tabel 1 is weergeven hoe de lessenserie bij de experimentele conditie is opgebouwd en wat de verschillen zijn in het aanbieden van een opdracht voor het uitvoeren van een natuurkundig experiment. De lessen voor zowel de leerlingen in de controleconditie als experimentele conditie begonnen met een theoretische uitleg over het onderwerp alvorens de leerlingen een experiment gingen uitvoeren. Bij de lessen 1 en 2 hadden de leerlingen in de experimentele conditie nog weinig keuzemogelijkheden. De leerlingen hoefden tijdens deze lessen nog niet zelf een onderzoeksopzet te bedenken. Bij les 3 kregen de leerlingen de mogelijkheid om zelf te kiezen welk experiment ze gingen uitvoeren. De leerlingen hoefden ook tijdens les 3 nog niet zelf een onderzoeksopstelling te bedenken. Les 4 was ten opzichte van les 3 wat meer gestructureerd. De keuzemogelijkheid werd in deze les beperkt. De leerlingen kregen wel de mogelijkheid om zelf te bedenken hoe ze het experiment gingen uitvoeren om antwoord te geven op de onderzoeksvraag. In les 5 kregen de leerlingen zowel de keuze welk experiment ze konden gaan doen als hoe ze het experiment gingen uitvoeren om antwoord te geven op de onderzoeksvraag. De leerlingen in de controleconditie kregen in vergelijking met de leerlingen in de experimentele conditie geen tot weinig mogelijkheden om zelf een onderzoeksopstelling vorm te geven. De leerlingen moesten gestructureerd, vaak aan de hand van een stappenplan, een experiment uitvoeren waarbij relatief weinig eigen inbreng mogelijk was. Het overzicht in tabel 1 is gericht op de verschillen tussen de condities in het aanbieden van de experimenten. De vakinhoud in beide condities was nagenoeg identiek.
16 Tabel 1. Verschillen in het aanbieden van experimenten tussen de controleconditie en experimentele conditie.
Controleconditie Experimentele conditie
Les Naam experiment Onderdelen Naam experiment Onderdelen
1 Geen experiment Experiment: Het gebruik van
verschillende spanningsbronnen.
- Onderzoeksvraag.
- Vragen ter ondersteuning voor het beantwoorden van de onderzoeksvraag.
- Conceptcartoon.
2 Experiment:
Schakelingen bouwen.
- Geen onderzoeksvraag. - Doorlopen van een stappenplan. - Enkel verwerkingsopdrachten. Experiment 1: De stroomkring – serieschakeling. en Experiment 2: De stroomkring – parallelschakeling.
- Per experiment een onderzoeksvraag.
- Per experiment vragen ter ondersteuning voor het beantwoorden van de onderzoeksvraag.
- Per experiment een conceptcartoon.
3 Experiment: Geleiders en isolatoren.
- Geen onderzoeksvraag. - Doorlopen van een stappenplan.
- Enkel verwerkingsopdrachten.
Experiment 1: De spanning in een serieschakeling.
of
Experiment 2: De spanning in een parallelschakeling.
- Per experiment een onderzoeksvraag.
- Per experiment vragen ter ondersteuning voor het beantwoorden van de onderzoeksvraag.
- Per experiment een conceptcartoon.
- De keuze tussen het uitvoeren van experiment 1 of 2.
4 Experiment: Meten aan elektriciteit.
- Geen onderzoeksvraag. - Doorlopen van een stappenplan.
- Enkel verwerkingsopdrachten.
Experiment: Geleiders en isolatoren.
- Onderzoeksvraag.
- Leerlingen moeten zelf een onderzoeksopstelling bedenken.
- Conceptcartoon.
5 Geen experiment. Experiment: Meten aan elektriciteit.
- Keuze uit twee onderzoeksvragen.
- Leerlingen moeten zelf een onderzoeksopstelling bedenken.
- Conceptcartoon. 6 Afsluitende les – geen
experiment.
Afsluitende les – geen experiment.
17
3.4 Onderzoekshypothesen
Vaak worden autonomie en structuur gezien als elkaars tegenpolen (Jang et al., 2010). In het onderzoek van Van Loon et al. (2012) kwam naar voren dat het bieden van ruimte voor autonomie en structuurondersteuning goed samen kunnen gaan. In hun onderzoek werd
gevonden dat wanneer docenten structuur boden in combinatie met autonomie leerlingen beter in staat waren keuzes te maken hoe een leertaak aangepakt kon worden. Een verklaring
hiervoor werd gevonden dat leerlingen niet overweldigd werden met een teveel aan keuzen. Ook door niet gebruik te maken van dwingende taal zal er ingespeeld worden op behoefte van autonomie (Vansteenkiste et al., 2012). Leerlingen in de experimentele conditie zullen een lessenserie krijgen waarin expliciet aandacht is voor het bieden van autonomie. De eerste hypothese is derhalve: Leerlingen in de experimentele conditie ervaren in sterkere mate dat er
tegemoet wordt gekomen aan hun behoefte aan autonomie dan leerlingen in de controleconditie.
In de experimentele conditie wordt expliciet aandacht besteed aan
structuurondersteuning. Bijvoorbeeld door het inkaderen van keuzemogelijkheden, het uitspreken van duidelijke verwachtingen en het aanbieden van conceptcartoons tijdens de onderzoekstaken (Kabapinar, 2009; Vansteenkiste et al., 2009; Vansteenkiste et al., 2012). In de controleconditie zal er naar verwachting veel sprake zijn van controle, de leerlingen zullen veel meer het handelen van de docent moeten aannemen en zullen weinig
keuzemogelijkheden geboden krijgen. De tweede hypothese is daarom: Leerlingen in de
experimentele conditie ervaren in gelijke mate structuurondersteuning dan leerlingen in de controleconditie.
Indien leerlingen zowel autonomie als structuurondersteuning ervaren kan dit
bijdragen aan het competentiegevoel van de leerlingen. Leerlingen die structuurondersteuning ervaren zullen zich beter in staat voelen om leertaken aan te kunnen (Vansteenkiste et al., 2012). Daarnaast kunnen leerlingen zich competent gaan voelen wanneer ze de keuze hebben om een opdracht te maken die voor hem of haar interessant is (León, Medina-Garrido & Ortega, 2013). Ook wanneer er gebruik wordt gemaakt van niet dwingende taal en positieve feedback zullen leerlingen zich competenter gaan voelen (Hattie & Timperley, 2007; Sierens et al., 2009; Stroet et al., 2013. De derde hypothese is dan ook: Leerlingen in de experimentele
conditie ervaren in sterkere mate dat zij competent zijn in het uitvoeren van taken dan leerlingen in de controleconditie.
18 Deci et al. (1991) geven aan dat wanneer er ingespeeld wordt op de basisbehoefte van autonomie een leerling zich meer intrinsiek gemotiveerd zal voelen. Wanneer er binnen de leeromgeving bijvoorbeeld keuzemogelijkheden worden geboden krijgen de leerlingen de mogelijkheid om keuzes te maken in hun eigen leerproces. Guay (2010) geeft alleen aan dat leerlingen eerder geïdentificeerd gemotiveerd zijn dan intrinsiek gemotiveerd omdat
leerlingen het belangrijk achten om het goed op school te doen. Het bieden van meer
autonomie heeft een positief effect op zowel de intrinsieke motivatie als de geïdentificeerde motivatie. Leerlingen in de experimentele conditie krijgen een leeromgeving aangeboden waarin expliciet aandacht is voor meer autonomie. De vierde hypothese is zodoende:
Leerlingen in de experimentele conditie ervaren in sterkere mate intrinsieke en geïdentificeerde motivatie dan leerlingen in de controleconditie.
3.5 Meetinstrumenten
Voor dit onderzoek zijn verschillende vragenlijsten afgenomen om de effecten in kaart te brengen met betrekking tot de perceptie van de leerlingen op het gebied van
autonomieondersteuning, structuurondersteuning, het gevoel van competentie en de motivatie. De totale vragenlijst bestond uit 33 items. Om te onderzoeken in hoeverre leerlingen
autonomie en structuurondersteuning tijdens de lessen hebben ervaren is gebruik gemaakt van een aangepaste versie van de Teacher As Social Context Questionnaire (TASCQ-short form) van Belmont, Skinner, Wellborn & Conell (1992). In de vragenlijsten die gebruikt zijn voor dit onderzoek worden de basisbehoeftes autonomie en structuur onderzocht aan de hand van ieder 8 items waarbij de leerlingen op basis van een 5 punts likert-schaal kan aangeven in hoeverre de stelling waar is voor hem of haar. De stellingen zijn zowel positief als negatief geformuleerd. Een voorbeelditem die vraag naar het gevoel van autonomie is: ‘De docent
heeft mij veel keuze gegeven hoe ik mijn schoolwerk kon aanpakken’. Een voorbeelditem dat
vraagt naar het gevoel van structuur is: ‘Mijn docent ging na of ik klaar was, voordat hij/zij
met iets nieuws ging beginnen’.
Om het effect van het gevoel van competentie en de intrinsieke motivatie te onderzoeken is gebruik gemaakt van de een aangepaste versie van de Intrinsic Motivation
Inventory (IMI). De IMI is vaak van aangepast en is onder andere gebruikt in onderzoeken
van Ryan (1982), Ryan, Conell & Plant (1990) en Ryan, Knoester & Deci (1991). In dit onderzoek worden de subschalen interesse/plezier, en ervaren competentie gebruikt uit de IMI. De subschaal interesse/plezier wordt beschouwd als de schaal die de intrinsieke
19 punts likert-schaal aangeven in hoeverre de stelling waar is voor hem of haar. De vragenlijst over de ervaren competentie bevat 8 items en de vragenlijst die vraagt naar de perceptie van de intrinsieke motivatie 7 items. Ook in deze vragenlijst zijn de stellingen zowel positief als negatief geformuleerd. Een voorbeelditem dat vraagt naar de ervaren competentie is: ‘Na een
tijd aan de opdrachten te hebben gewerkt, voelde ik dat ik het goed kon’. Een voorbeelditem
dat vraagt naar perceptie van de intrinsieke motivatie van de leerlingen is: ‘Ik vond deze
lessen erg leuk om te doen’.
Omdat de IMI geen subschaal bevat die vraagt naar de perceptie van de
geïdentificeerde motivatie van de leerlingen is er gebruikt gemaakt van een aangepaste versie van de Academic Self-Regulation Questionnaire (SRQ-A) van Ryan & Conell (1989). In dit onderzoek is alleen gebruik gemaakt van de subschaal geïdentificeerde motivatie uit de SRQ-A. Deze subschaal bevat 4 items. In dit onderzoek konden de leerlingen op basis van een 5 punts likert-schaal aangeven in hoeverre de stelling waar is voor hem of haar. Een
voorbeelditem dat vraagt naar de geïdentificeerde motivatie is: ’Ik deed tijdens deze lessen
mijn best omdat ik het belangrijk vind om mijn best te doen op school’.
3.6 Procedure
Door de ethische commissie van de Universiteit van Amsterdam is toestemming verleend om dit onderzoek te mogen uitvoeren (dossiernummer 2018-CDE-9901). Aan het begin van de lessenserie is naar de ouders/verzorgers van de leerlingen een informatiebrief met een passief consent gestuurd waarin zij, zonder opgave van reden, aan konden geven wanneer hun kind de vragenlijst niet zal invullen. Hier is geen reactie op gekomen. Ook naar de leerlingen die toe toegewezen waren aan de controleconditie en experimentele conditie is een informatiebrief verzonden met informatie over het verloop van het onderzoek. Na afloop van de lessenserie is bij de leerlingen online een vragenlijst afgenomen via Qualtrics. De leerlingen kregen aan het eind van de laatste les in de lessenserie een link toegestuurd om de vragenlijst te kunnen openen. De vragenlijst werd anoniem ingevuld en er is niet gevraagd naar persoonsgegevens. Leerlingen waren maximaal 10 minuten bezig om de vragenlijst in te vullen. Om onderscheid te kunnen maken tussen leerlingen uit de controle en experimentele conditie is gevraagd om aan te geven in welke klas zij zitten. Bij de onderzoeker was bekend welke klassen deelnamen aan de experimentele conditie en welke aan de controleconditie.
3.7 Data-analyse
Voor het uit uitvoeren van de statistische analyses is gebruik gemaakt van IBM SPSS
20 van de analyses. Zo zijn de respondenten die de vragenlijst niet volledig hebben ingevuld verwijderd uit de dataset en zijn negatief geformuleerde items gehercodeerd. Ook is er gekeken naar potentiële outliers, maar bij controle van het databestand zijn deze niet aangetroffen.
Vervolgens is er op schaalniveau een betrouwbaarheidsanalyse uitgevoerd en gekeken naar de interne consistente van de verschillende subschalen. Door het analyseren aan de hand van de Cronbach’s Alpha is gekeken of er mogelijk items zijn die de Cronbach’s Alpha negatief beïnvloeden. Wanner een item de Cronbach’s Alpha negatief beïnvloedt is deze uit de dataset verwijderd. Zo is er bij de schaal autonomieondersteuning, structuurondersteuning, competentiegevoel en intrinsieke motivatie steeds een item verwijderd om de interne
consistentie te verhogen.
Na het uitvoeren van de betrouwbaarheidsanalyse zijn de gemiddelde scores per schaal gecalculeerd. De gemiddelde scores zijn vervolgens gebruikt voor de verdere statistische analyse van de data. Door middel van een onafhankelijke (eenzijdige) t-test is onderzocht of de gemiddelde scores per schaal tussen de condities significant van elkaar verschillen. Daarna is een itemanalyse uitgevoerd om te onderzoeken of er een verschil per gemiddelde itemscore is tussen de controleconditie en de experimentele conditie. Hiervoor is eerst de gepoolde standaarddeviatie per item berekend bij ongelijke steekproefgrootte. Vervolgens is er een effectgrootte aan de hand van de formule van Cohen’s d gecalculeerd. Een onderscheid kan gemaakt worden tussen een klein effect (.20 tot .49), een middelgroot effect (.50 tot .79) en een groot effect (>.80) (Cohen, 1988).
21 4. Resultaten
4.1 Betrouwbaarheid meetschalen
Voordat de statistische analyses zijn uitgevoerd is er eerst gekeken naar de
betrouwbaarheden van de verschillende schalen. In tabel 2 zijn de betrouwbaarheden, aan de hand van de Cronbach’s Alpa, van de verschillende schalen weergegeven. Daar is af te lezen dat de interne consistentie varieert van .621 tot .897. Dit kan getypeerd worden van acceptabel tot zeer goed.
Tabel 2. Betrouwbaarheden meetinstrumenten, aantal items per schaal (n=29).
Schaal n items Alpha
Autonomieondersteuning 7 .703 Structuurondersteuning 7 .621 Competentiegevoel 5 .802 Intrinsieke motivatie 6 .897 Geïdentificeerde motivatie 4 .776 4.2 Beschrijvende statistieken
Vervolgens zijn de gemiddelde scores per schaal berekend. In tabel 3 zijn de
uitkomsten daarvan weergegeven. Hieruit is op te maken dat leerlingen uit de experimentele conditie gemiddeld (iets) hoger scoren op het gevoel van autonomie, competentiegevoel, perceptie op de intrinsieke motivatie en de geïdentificeerde motivatie. De controleconditie scoort gemiddeld (iets) hoger op het gevoel van structuurondersteuning. Wat opvalt is dat de standaarddeviatie bij de intrinsieke motivatie voor zowel de controleconditie als
experimentele conditie in vergelijking met de andere schalen het grootst is. Daarnaast valt op dat de standaarddeviatie bij de geïdentificeerde motivatie bij experimentele conditie kleiner is dan bij de controleconditie. De standaarddeviatie bij de schalen autonomieondersteuning en structuurondersteuning zijn bij de experimentele conditie juist groter.
Tabel 3. Beschrijvende statistieken schalen bij de controleconditie en experimentele conditie. Controleconditie (N=103) Experimentele conditie (N=68)
Schaal Min Max M SD Min Max M SD
Autonomieondersteuning 1.86 4.86 3.641 .509 2.14 4.86 3.706 .609
Structuurondersteuning 2.29 4.57 3.587 .433 1.71 4.57 3.540 .594
Competentiegevoel 2.00 5.00 3.342 .551 2.00 4.60 3.556 .572
Intrinsieke motivatie 1.00 5.00 3.188 .701 1.83 4.83 3.564 .727
22
4.3 Toetsing van hypothesen
Aan de hand van een onafhankelijke (eenzijdige) t-test is onderzocht of de gevonden verschillen significant zijn. In tabel 4 zijn de resultaten van de t-test weergegeven. Uit de resultaten is op te maken dat het verschil in gemiddelden bij autonomieondersteuning tussen de controleconditie (M=3.64; SD=.509) en de experimentele conditie (M=3.706; SD=.609) niet significant is (t(169)=-.757; p=.225).Ook het verschil in gemiddelden tussen de
controleconditie (M=3.587; SD=.433) en experimentele conditie (M=3.540; SD=.594) bij de schaal structuurondersteuning isniet significant (t(113,08)=.559; p=.289). Bij het gevoel van competentie zijn gemiddelden tussen de controleconditie (M=3.342; SD=.551) en de
experimentele conditie (M=3.556; SD=.572) wel significant (t(169)=2,451; p=0,008). Naast het significante verschil bij de het competentiegevoel is er ook een significant verschil (t(169); p<0,001) in gemiddelden bij de perceptie van de intrinsieke motivatie tussen de controleconditie (M=3.188; SD=.701) en de experimentele conditie (M=3,564; SD=.721). Ten slotte is er ook, volgens verwachting, een significant verschil (t(169); p<0,01) tussen de gemiddelden van de controleconditie (M=3.702; SD=.593) en de experimentele conditie (M=3.993; SD=.461) bij de geïdentificeerde motivatie.
Tabel 4. Onafhankelijke t-test tussen de schaalgemiddelden van de condities bij de verschillende schalen. Controleconditie
(N=103)
Experimentele
conditie (N=68) t-test resultaten
Schaal M SD M SD t df p* Autonomieondersteuning 3.641 .509 3.706 .609 -.757 169 .225 Structuurondersteuning 3.587 .433 3.540 .594 .559 113,08 .289 Competentiegevoel 3.342 .551 3.556 .572 -2.451 169 .008 Intrinsieke motivatie 3.188 .701 3.564 .727 -3.384 169 .000 Geïdentificeerde motivatie 3.702 .593 3.993 .461 -3.422 169 .000 *p < .05 (eenzijdig getoetst) 4.4 Analyses op itemniveau
Om te onderzoeken of er op itemniveau interessante verschillen zijn te vinden is een itemanalyse uitgevoerd. Hierbij is onderzocht of de gemiddelde itemscores significant van elkaar verschillen. In tabel 5 zijn de resultaten van de itemanalyse bij de schaal
autonomieondersteuning weergegeven. Uit tabel 5 valt op dat alleen het item: ‘De docent
heeft mij veel keuze gegeven hoe ik mijn schoolwerk kon aanpakken’ een effectgrootte heeft
van .40 waarbij de experimentele conditie een hoger itemgemiddelde heeft. De overige waardes van de effectgrootte liggen allemaal op of onder .20 waardoor we kunnen zeggen dat deze niet of nauwelijks een verschil aantonen op itemniveau.
23 Op structuurondersteuning was er conform verwachting geen significant verschil van de gemiddelde schaalscore tussen de controleconditie en de experimentele conditie. Het is daarom interessant om te kijken of hier wellicht items zijn die een significant verschil in itemgemiddelde tussen de conditie hebben. De resultaten zijn weergeven in tabel 6. Hier valt één item op. Het item: ‘Mijn docent veranderde telkens zijn manier van doen tegen mij’ heeft een effectgrootte van .52 tussen de gemiddelden, waarbij de gemiddelde score bij de
experimentele conditie hoger ligt.
De schaal competentie toont op schaalniveau wel een significant verschil aan tussen de gemiddelde van controleconditie en experimentele conditie. Toch is het hier ook interessant om te onderzoeken welke items een effect hebben op het verschil in itemgemiddelde. De resultaten van de itemanalyse zijn weergegeven in tabel 7. Bij deze schaal zijn er twee items die opvallen. Het item: ‘Na een tijd aan de opdrachten te hebben gewerkt, voelde ik dat ik het
goed kon’ heeft een effectgrootte tussen de itemgemiddelde van .30. Leerlingen in de
experimentele conditie scoren hoger op dit itemgemiddelde. Ook het item: ‘Ik ben tevreden
over mijn prestatie bij deze lessen’ toont een verschil aan met een effectgrootte van .44, ook
hier scoren de leerlingen in de experimentele conditie hoger op dit itemgemiddelde. Tabel 5. Effectgrootte per item bij de schaal Autonomieondersteuning.
Controleconditie (N=103)
Experimentele
conditie (N=68) Effectgrootte
Item M SD M SD SDpooled* d**
De docent heeft mij veel keuze gegeven hoe ik mijn schoolwerk kon aanpakken.
3.25 .860 3.62 .811 .917 .40
De docent luisterde naar mijn ideeën.
3.61 .899 3.66 .803 .928 .05
Ik had niet veel keuze over hoe ik mijn
schoolwerk kon aanpakken. 3.27 .972 3.47 1.043 1.000 .20
De docent luisterde niet naar mijn
mening. 3.97 1.004 3.96 .921 .985 .01
De docent legde uit hoe ik de dingen,
die ik op school leerde, kon toepassen. 3.79 .800 3.79 .802 .895 .00
De docent had de hele tijd kritiek op de manier waarop ik mijn werk deed in de klas.
4.12 .911 4.05 .888 .950 .07
De docent legde niet uit waarom de dingen die we op school doen, belangrijk voor me zijn.
3.48 .979 3.49 1.058 1.005 .01
24 Tabel 6. Effectgrootte per item bij de schaal Structuurondersteuning.
Controleconditie (N=103)
Experimentele
conditie (N=68) Effectgrootte
Item M SD M SD SDpooled* d**
De docent maakte mij niet duidelijk wat
hij/zij van mij verwachte in de les. 3.56 .915 3.54 .984 .971 .02
Als ik een probleem niet kon oplossen, toonde mijn docent andere manieren om het te proberen.
3.75 .667 3.78 .770 .841 .04
Mijn docent vertelde niet wat hij van mij
verwachte op school. 3.51 .927 3.62 1.037 .985 .10
Mijn docent veranderde telkens zijn
manier van doen tegen mij. 4.10 .679 3.62 1.093 .918 .52
Mijn docent liet zien hoe ik zelfstandig
problemen kon oplossen. 3.31 .841 3.47 .938 .938 .17
Mijn docent ging na of ik klaar was, voordat hij/zij met iets nieuws ging beginnen
3.45 .957 3.35 .927 .972 .10
Mijn docent ging pas verder met de les, als hij/zij merkte dat ik de lesstof begreep.
3.43 .966 3,40 1.024 .995 .03
* Gepoolde standaarddeviatie bij ongelijke groepsgrootte. **Cohen’s d
Tabel 7. Effectgrootte per item bij de schaal Competentie. Controleconditie
(N=103)
Experimentele
conditie (N=68) Effectgrootte
Item M SD M SD SDpooled* d**
Ik denk dat ik best goed was bij deze
lessen. 3.46 .623 3.57 .816 .836 .13
Ik denk dat ik het best wel goed gedaan heb in vergelijking met andere
klasgenoten.
3.17 .818 3.29 .865 .915 .13
Na een tijd aan de opdrachten te hebben gewerkt, voelde ik dat ik het goed kon.
3.42 .721 3.68 .800 .867 .30
Ik ben tevreden over mijn prestatie bij
deze lessen. 3.46 .789 3.84 .683 .864 .44
Ik was behoorlijk vaardig bij de
opdrachten. 3.21 .750 3.40 .650 .843 .23
* Gepoolde standaarddeviatie bij ongelijke groepsgrootte. **Cohen’s d
In tabel 8 is de itemanalyse van de schaal intrinsieke motivatie weergegeven. Uit de resultaten blijkt dat de experimentele conditie op elk item gemiddeld hoger heeft gescoord. Ook bij deze schaal was conform verwacht op schaalniveau een significant verschil in de
25 gemiddelden tussen de controle en experimentele conditie. Wanneer er hier gekeken wordt naar de effectgrootte tussen de itemgemiddeldes zijn er drie items die in ieder geval een middelmatig effect aantonen (een effectgrootte rond .50). Namelijk het item: ‘Ik vond het
doen van deze lessen erg leuk’ met een effectgrootte van .53, het item: ‘Deze lessen waren leuk om te doen’ met een effectgrootte tussen de gemiddelden van .60 en het item: ‘Ik vond deze lessen erg leuk om te doen’ met een effectgrootte van .54. Ook het item: ‘Deze lessen hebben mijn aandacht niet vastgehouden’ toont met een effectgrootte van .42 een effect aan
en het item: ‘Ik zou deze lessen beschrijven als interessant’ toont een klein effect (.19) aan in het verschil tussen gemiddelden. Op al deze items scoorde de experimentele conditie hoger op het itemgemiddelde dan de controleconditie.
Bij de geïdentificeerde motivatie werd tussen de schaalgemiddelden eveneens conform de hypothese een significant verschil gevonden. Wanneer gekeken wordt naar de verschillen tussen itemgemiddelden valt in tabel 9 het item: ‘Ik deed tijdens deze lessen mijn best omdat
ik het belangrijk vind om mijn best te doen op school’ op. Dit item heeft een effectgrootte van
.52 tussen de itemgemiddelden waarbij de experimentele conditie hoger scoort op dit itemgemiddelde. Ook het item ‘Ik vond het belangrijk om het tijdens deze lessen goed te
doen’ heeft met een effectgrootte van .41 waarbij de experimentele conditie scoort hoger op
dit itemgemiddelde.
Tabel 8. Effectgrootte per item bij de schaal Intrinsieke motivatie. Controleconditie
(N=103)
Experimentele
conditie (N=68) Effectgrootte
Item M SD M SD SDpooled* d**
Ik vond het doen van deze lessen
erg leuk. 3.19 .852 3.68 .854 .932 .53
Deze lessen waren leuk om te
doen. 3.27 .854 3.82 .845 .922 .60
Ik dacht dat de lessen saai waren
om te doen. 3.00 .907 3.12 .907 .959 .13
Deze lessen hebben mijn aandacht
niet vastgehouden. 3.14 .921 3.54 .921 .952 .42
Ik zou deze lessen beschrijven als
interessant. 3.36 .888 3.54 .888 .926 .19
Ik vond deze lessen erg leuk om te
doen. 3.17 .937 3.68 .937 .949 .54
26 Tabel 9. Effectgrootte per item bij de schaal Geïdentificeerde motivatie.
Controleconditie (N=103)
Experimentele
Conditie (N=68) Effectgrootte
Item M SD M SD SDpooled* d**
Ik vond het belangrijk om het tijdens
deze lessen goed te doen. 3.64 .790 3.99 .635 .854 .41
Tijdens deze lessen wilde ik graag
nieuwe dingen leren. 3.50 .803 3.79 .659 .864 .34
Ik wilde tijdens deze lessen goed
begrijpen waar het over gaat. 3.97 .664 4.06 .570 .792 .11
Ik deed tijdens deze lessen mijn best omdat ik het belangrijk vind om mijn best te doen op school.
3.69 .805 4.13 .596 .850 .52
27 5. Conclusie en discussie
Dit onderzoek had als doel om door middel van een interventiestudie inzicht te krijgen wat het effect is van autonomie en structuurondersteuning bij onderzoekende leertaken op de motivatie en het gevoel van competentie bij de natuurwetenschappelijke vakken. Hierbij stond de volgende onderzoeksvraag centraal: In welke mate bevordert een leeromgeving voor
onderzoekend leren waarin tegemoetgekomen wordt aan de behoefte van autonomie en structuurondersteuning de intrinsieke motivatie van de leerlingen en hun gevoel van competentie? De meeste onderzoeken focusten zich vooral op het bieden van autonomie en
structuurondersteuning binnen de leeromgeving of op het bieden van keuzes binnen onderzoekend leren. Dit onderzoek heeft de principes vanuit de ZDT toegepast bij het uitvoeren van onderzoekende leertaken.
De scores op de schaal structuurondersteuning blijken conform verwachting uit een eenzijdige t-test geen significant verschil aan te tonen in schaalgemiddelde tussen beide condities. De hypothese: Leerlingen in de experimentele conditie ervaren in gelijke mate
structuurondersteuning dan leerlingen in de controleconditie kan daarom worden
aangenomen. Wordt er specifiek naar de resultaten op itemniveau gekeken dan valt op dat leerlingen in de controleconditie opvallend significant afwijkend scoren op het item: ‘Mijn
docent veranderde telkens zijn manier van doen tegen mij’. Dit duidt erop dat docenten in de
controleconditie op dit punt relatief wat minder structuurondersteuning lijken te hebben geboden dan de docenten in de experimentele conditie.
Wanneer gekeken wordt naar een eenzijdige t-test bij de schaal competentie blijkt het verschil in schaalgemiddelde significant te zijn tussen de controleconditie en experimentele conditie. Daarom kan de hypothese: Leerlingen in de experimentele conditie ervaren in
sterkere mate dat zij competent zijn in het uitvoeren van taken dan leerlingen in de
controleconditie worden aangenomen. Wanneer specifiek gekeken wordt naar de verschillen
in itemgemiddelde zien we een middelmatig significant effect bij de items: ‘Na een tijd aan
de opdrachten te hebben gewerkt, voelde ik dat ik het goed kon’ en ‘Ik ben tevreden over mijn prestatie bij deze lessen’. Leerlingen uit de experimentele conditie scoren met name op deze
items significant hoger dan leerlingen in de controleconditie.
Bij de autonomere vormen van motivatie werd verwacht dat de leerlingen in de experimentele conditie zowel meer intrinsiek als meer geïdentificeerd gemotiveerd zouden zijn. Uit de resultaten van een eenzijdige t-test blijkt dat de hypothese: Leerlingen in de
28
leerlingen in de controleconditie kan worden aangenomen. De leerlingen uit de experimentele
conditie scoren significant hoger op schaalgemiddelde bij het aspect intrinsieke motivatie dan leerlingen uit de controleconditie. Ook de resultaten uit de itemanalyse tonen een significant middelmatig effect aan bij de items: ‘Ik vond het doen van deze lessen erg leuk’, ‘Deze lessen
waren leuk om te doen’ en ‘Ik vond deze lessen erg leuk om te doen’. Leerlingen in de
experimentele condities scoren hierop significant hoger dan de leerlingen in de
controleconditie. Hieruit kan worden afgeleid dat de leerlingen in de experimentele conditie de lessen leuker vonden om te doen dan de leerlingen in de controleconditie. Wordt er
gekeken naar het aspect geïdentificeerde motivatie dan zijn de leerlingen uit de experimentele conditie meer geïdentificeerd gemotiveerd dan leerlingen uit de controleconditie. De items:
‘Ik deed tijdens deze lessen mijn best omdat ik het belangrijk vind om mijn best te doen op school’ en ‘Ik vond het belangrijk om het tijdens deze lessen goed te doen’ ondersteunen deze
bevindingen. Bij beide items werd namelijk een significant middelmatig effect gevonden. De leerlingen uit de experimentele conditie scoren met name op deze items water hoger dan leerlingen uit de controleconditie.
Verwacht werd dat leerlingen uit de experimentele conditie meer autonomie zouden ervaren in vergelijking met leerlingen uit de controleconditie. Uit de resultaten van een eenzijdige t-test blijkt het verschil in schaalgemiddelde voor het aspect autonomie echter niet significant te zijn tussen beide condities. De hypothese: Leerlingen in de experimentele
conditie ervaren in sterkere mate dat er tegemoet wordt gekomen aan hun behoefte aan autonomie dan leerlingen in de controleconditie moet daarom verworpen worden. Wordt er
specifiek gekeken naar de resultaten op itemniveau dan is er tussen beide condities wel een significant middelmatig effect bij het item: ‘De docent heeft mij veel keuze gegeven hoe ik
mijn schoolwerk kon aanpakken.’. Bij dit item scoren de leerlingen uit de experimentele
conditie gemiddeld genomen significant hoger dan leerlingen uit de controleconditie. Hieruit kan worden afgeleid dat leerlingen uit de experimentele conditie meer keuzevrijheid hebben ervaren hoe hun schoolwerk aangepakt kan worden dan leerlingen in de controleconditie.
Het is opvallend dat de gemiddelde schaalscore bij de controleconditie en
experimentele conditie voor het aspect autonomie niet significant van elkaar verschillen. Wanneer er in lessen nadrukkelijk meer ruimte wordt geboden aan leerlingen om eigen keuzes te maken, zoals in de experimentele lessen, dan was de verwachting dat er meer autonomie zou worden ervaren. De resultaten bevestigen dit echter niet. Een mogelijke verklaring kan gezocht worden in het format van de aangeboden leertaken waarin leerlingen zelfstandig een
29 natuurkundig experiment moeten uitvoeren. Blumenfeld et al. (1991) laten namelijk zien dat leerlingen tijdens onderzoekende leertaken meer keuzevrijheid ervaren in hoe zij een taak gaan aanpakken. Het type aangeboden onderzoekende taken in de controleconditie van deze studie zou door de leerlingen op overeenkomstige wijze ervaren kunnen zijn.
Conform de hypothese hebben de leerlingen in de controleconditie en experimentele conditie evenveel structuurondersteuning ervaren. Beide condities hebben structuur ervaren maar waarschijnlijk twee totaal andere vormen van structuur. Het type structuurondersteuning zou echter van een ander karakter kunnen zijn in de controleconditie ten opzichte van de experimentele conditie. Leerlingen in de controleconditie zouden wellicht meer controle hebben ervaren. Controle is een andere vorm dan het bieden van structuur in combinatie met autonomieondersteuning. Leerlingen die structuur in de vorm van controle ervaren zullen veel meer bevelen van de docent moeten volgen (Vansteenkiste et al., 2007). Dit was ook in bepaalde mate terug te zien in hoe leerlingen in de controleconditie de experimenten dienden uit te voeren. De leerlingen dienden een stappenplan te volgen waarbinnen weinig ruimte was voor eigen inbreng. In de experimentele conditie kregen leerlingen juist
structuurondersteuning aangeboden door middel van vooraf uitspreken van duidelijke verwachtingen en werden leerlingen doormiddel van bijvoorbeeld conceptcartoons
ondersteund om antwoord te geven op de onderzoeksvraag (Kabapinar, 2009; Vansteenkiste, Sierens, Soenens, Luyckx & Lens, 2009; Vansteenkiste et al., 2012).
Zoals verwacht voelen de leerlingen zich in de experimentele conditie competenter dan leerlingen in de controleconditie. Uit de literatuur blijkt dat wanneer er een leeromgeving wordt aangeboden waarin expliciet aandacht is voor autonomieondersteuning en
structuurondersteuning dit een positief effect heeft op het gevoel van competentie van de leerlingen (Deci & Ryan 2000; Hornstra et al., 2016b). Binnen de experimentele conditie is de leeromgeving zo vormgegeven dat er zo goed mogelijk wordt voldaan aan de kenmerken van zowel het bieden van autonomie als structuur door de docent. Ook is er gepoogd om zo min mogelijk chaos voor de leerlingen te creëren wat het gevoel van incompetentie kan
bewerkstelligen (Deci & Ryan, 2000). In tegenstelling tot de controleconditie zijn er binnen de experimentele conditie duidelijke verwachtingen, zoals bijvoorbeeld het benoemen van de doelen tijdens het experiment, uitgesproken naar de leerlingen en is er zoveel mogelijk gebruik gemaakt van positieve feedback. Deze factoren dragen volgens Hattie & Timplerley (2007) en Hornstra et al. (2016b) bij aan het competentiegevoel van leerlingen.
