Leerlingen helpen met micro-macrodenken bij scheikunde
Hoe helpen demonstratie-experimenten in de klas leerlingen om te leren chemisch redeneren? Dat onderzocht Marie-Jetta den Otter, promovendus bij het ICLON. Zij verdedigt haar proefschrift op 6 december.
Van klein naar groot
Door een nieuw examenprogramma kwam in het scheikundeonderwijs meer nadruk op het ontwikkelen van het micro-macrodenken (structure-property reasoning (SPR)). Leerlingen op de middelbare school zijn beginners in de scheikunde. Zij zijn georiënteerd op de waarneembare wereld om ons heen, het macroniveau. Met micro-macrodenken moeten ze eigenschappen van stoffen als water of benzine op macroniveau verklaren. Dit doen ze met het niveau van de deeltjes. Deze deeltjes zijn niet met het blote oog is te zien, en noemen we daarom het microniveau. Leerlingen vinden deze manier van redeneren moeilijk om te leren.
Proeven doen
Omdat de deeltjes niet te zien zijn, wordt er gewerkt met modellen. Leerlingen vinden het lastig om met de grenzen van modellen om te gaan. Hierdoor ontstaan misconcepten en moeilijkheden in het aanleren van het micro-macrodenken. Uit wetenschappelijk onderzoek blijkt dat het laten zien van chemische fenomenen in de klas helpt om dit type redeneren te leren. Docenten laten deze chemische fenomenen zien in demonstratie-experimenten en leggen het daarna uit op microniveau. Zo stimuleren ze de ontwikkeling van micro-macrodenken bij leerlingen.
Onderzoek in eigen klas
Marie-Jetta den Otter is zelf docent scheikunde op een middelbare school voor twee dagen in de week. ‘Als docent op een middelbare school kom je weinig in aanraking met onderzoek naar onderwijs en met alle theorie die daaruit voortvloeit. Om me hier helemaal in onder te dompelen was erg leuk, maar ook inspannend. De theorie over hoe leerlingen het beste leren en hoe docenten het beste onderwijzen vond ik het leukst en het meest interessant. Daarentegen was het schakelen tussen onderzoek en lesgeven het moeilijkst. En nog ingewikkelder was die dubbelrol op hetzelfde moment uitvoeren. Onderzoek doen in je eigen klas veroorzaakte een overload van mijn eigen werkgeheugen.’
Predict - observe - explain
‘Hopelijk vinden de resultaten van dit onderzoek hun weg naar het klaslokaal. Ik hoop dat met de resultaten de demonstraties beter ingezet kunnen worden doordat docenten nu gebruik maken van een POE-taak; predict-observe-explain. Oftewel voorspel de uitkomst, observeer de proef, leg de waarneming uit.
Daarnaast hoop ik dat de vragen van het perspectief voor micromacrodenken docenten en leerlingen beter zullen ondersteunen in het leren van scheikunde. Als laatste hoop ik dat het SPR-instrument met daarin een sorteertaak en een mappingtaak gebaseerd op het perspectief voor micro-macrodenken ingezet wordt om formatief te handelen. Er liggen dus nog een hoop mooie kansen voor de resultaten en voor mij.'
