Universiteit Utrecht

1. Centrum voor Didactiek van Wiskunde en NatuurwetenschappenVan contexten naar probleemstellend leren in gedidactiseerde handelingspraktijkenOp weg naar een onderzoeksprogramma voor ontwikkelings-onderzoekKoos Kortland  Inleiding  Leren in contexten  Probleemstellend leren  Leren in handelingspraktijken  Onderzoeksprogramma  Afsluiting F(sme Universiteit Utrecht

2. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Ontwerpen van lesmateriaal binnen ontwikkelingsonderzoek Historische benadering  Leren in contexten – PLON 1972-1986 – leefwereldgericht (contexten) en participatiegericht (werkvormen)  Probleemstellend leren – vanaf 1990 – participatiegericht (inhoud)  Leren in gedidactiseerde handelingspraktijken – vanaf 2000 – leefwereldgericht (beroepspraktijken) en participatie-gericht (inhoud)  Onderzoeksprogamma – vanaf 2006 – probleemstellende benadering van leren in gedidactiseerde handelingspraktijken Bronnen Piet Lijnse, Kees Klaassen, Astrid Bulte, Harrie Eijkelhof, Albert Pilot, Hanna Westbroek, Kerst Boersma en vele anderen…

3. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Ontwerpen van lesmateriaal binnen ontwikkelingsonderzoek Historische benadering  Leren in contexten – PLON 1972-1986 – Leefwereldgericht (contexten) en participatiegericht (werkvormen)  Probleemstellend leren – vanaf 1990 – participatiegericht (inhoud)  Leren in gedidactiseerde handelingspraktijken – vanaf 2000 – Leefwereldgericht (beroepspraktijken) en participatie-gericht (inhoud)  Onderzoeksprogamma – vanaf 2006 – probleemstellende benadering van leren in gedidactiseerde handelingspraktijken ? ! Bronnen Piet Lijnse, Kees Klaassen, Astrid Bulte, Harrie Eijkelhof, Albert Pilot, Hanna Westbroek, Kerst Boersma en vele anderen…

4. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Leren in contexten Project Leerpakket Ontwikkeling Natuurkunde (PLON)  Context: verzameling samenhangende praktijksituaties met natuurwetenschappelijke aspecten  Praktijksituatie: verbinding met dagelijks leven > relevantie > interesse, motivatie en beter begrijpen abstracte vakinhoud  Doelen: leren vakinhoud (vervolgopleiding, beroep) en functioneren in leefwereldrollen (consument, burger)  Praktijksituatie en vakinhoud (of ‘context-concept’): didactische frictie (in terugblik) Voorbeeld Module Verkeer en Veiligheid

5. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting PLON module Verkeer en Veiligheid Doel  Vakinhoud: relatie tussen kracht en beweging (bij remmen, botsen)  Context: verantwoord verkeersgedrag (snelheid, gebruik autogordel, valhelm) Didactische structuur (in terugblik) 1 Introductie: oproepen van globaal motief voor studie van verkeers-veiligheid(smaatregelen) 2 Kennisbehoefte: inperken van globaal motief tot maatregelen waarvoor natuurkundekennis nodig is om hun noodzaak te begrijpen 3 Kennisverwerving: uitbreiden van bestaande kennis over kracht en beweging 4 Kennistoepassing: toepassen van uitgebreide kennis bij verklaren noodzaak maatregelen Didactische fricties tussen fase-overgangen

6. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting PLON module Verkeer en Veiligheid Doel  Vakinhoud: relatie tussen kracht en beweging (bij remmen, botsen)  Context: verantwoord verkeersgedrag (snelheid, gebruik autogordel, valhelm) Didactische fricties 1 Introductie: oproepen van globaal motief voor studie van verkeers-veiligheid(smaatregelen) 2 Kennisbehoefte: is er natuurkundekennis nodig om de noodzaak van die maatregelen te begrijpen? 3 Kennisverwerving: welke natuurkundekennis is nodig om de noodzaak van die maatregelen te begrijpen? 4 Kennistoepassing: toepassen van uitgebreide kennis bij verklaren noodzaak maatregelen

7. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting PLON module Verkeer en Veiligheid Didactische fricties  Introductie > Kennisbehoefte: voor het contextuele doel (verantwoord verkeersgedrag) is geen natuurkundekennis over kracht en beweging nodig – het geconstateerde effect van maatregelen is voldoende

8. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting PLON module Verkeer en Veiligheid Didactische fricties  Introductie > Kennisbehoefte: voor het contextuele doel (verantwoord verkeersgedrag) is geen natuurkundekennis over kracht en beweging nodig – het geconstateerde effect van maatregelen is voldoende  Kennisbehoefte > Kennisverwerving: voor het begrijpen van nood-zaak maatregelen is alleen de empirische relatie Fs = ½mvb2 tussen kracht, verplaatsing en beginsnelheid nodig Nuanceringen  Natuurkundekennis zal geen afbreuk doen aan verantwoord verkeers-gedrag  Discussie mogelijk over omvang inhoudsreductie (didactische structuur, implementatie-overwegingen)  Andere ‘praktische oriëntatie’, of suggestie van ‘praktische oriëntatie’ vervangen door ‘theoretische oriëntatie’

9. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Ontwikkelingsonderzoek Ervaringen  Door leerlingen ervaren relevantie vakinhoud, motivatie, interesse redelijk (maar… inhoud of participatie?), geen beter begrip, weinig gebruik vakinhoud in praktijksituaties  Praktijksituatie en vakinhoud: didactische fricties (in terugblik) bij faseovergang 1 > 2 > 3 (introductie > kennisbehoefte > kennis-verwerving) Probleemstellend leren

10. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Probleemstellend leren Didactische fricties  Introductie > kennisbehoefte > kennisverwerving Gebrek aan interne coherentie van het onderwijsleerproces Probleemstellende benadering Leerlingen weten voortdurend wat ze waarom doen > inhoudelijke motieven  Ontwikkelen globaal motief: zicht op relevantie en richting leerproces  Ontwikkelen lokale motieven: zicht op noodzaak en richting kennis-uitbreiding op basis bestaande kennis, vaardigheden en attitudes – sociaal-constructivistische benadering…  Praktische en/of theoretische oriëntatie Voorbeeld onderzoeksmodule Radioactiviteit (Klaassen, 1995)

11. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Module Radioactiviteit Probleemstellende opbouw  Inleiding: praktische toepassingen en veiligheid  Praktisch probleem: hoe iets radioactief maken?  Toepassingen en veiligheids-maatregelen  Wat is radioactiviteit?  Straling: snel bewegende deeltjes  Atoombouw Gangbare opbouw  Inleiding: praktische toepassingen en veiligheid  Atoombouw  Wat is radioactiviteit?  Toepassingen en veiligheids-maatregelen Zwakke inhoudelijke coherentie: alleen achteraf in terugblik Sterke inhoudelijke coherentie: van praktische naar theoretische oriëntatie

12. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Module Radioactiviteit Didactische structuur (in terugblik) 1 Introductie: oproepen van globaal motief voor studie van radio-activiteit 2 Kennisbehoefte: inperken van globaal motief tot willen oplossen van praktisch probleem (naar aanleiding van ‘actueel probleem’: Tsjernobyl): hoe maak je iets radioactief? 3 Kennisverwerving: uitbreiden van bestaande kennis en alledaagse denkwijze tot kwalitatieve > kwantitatieve macroscopische theorie over radioactiviteit 4 Kennistoepassing: toepassen van uitgebreide kennis bij verklaren noodzaak maatregelen 5 Kennisbehoefte: uitbreiden van globaal motief tot willen oplossen van theoretisch probleem: wat is radioactiviteit? 6 Kennisverwerving: uitbreiden van verworven kennis tot microscopische theorie over radioactiviteit

13. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Ontwikkelingsonderzoek Gegeneraliseerde didactische structuur (in terugblik) Kennis Motief Fase 1 globale oriëntatie op leefwereld-niveau stellen van een praktisch probleem 2 3 ontwikkelen van praktische kennis (empirische generalisa-ties) 4 toepassen van die kennis voor oplossen praktisch probleem stellen van een theoretisch probleem 5 6 ontwikkelen van theoretische kennis

14. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Ontwikkelingsonderzoek Ervaringen  Oplossing voor didactische fricties bij faseovergangen 1 > 2 > 3: introductie > kennisbehoefte > kennisverwerving  Opdrachtgestuurd leerling-aangedreven onderwijsleerproces door aaneenschakeling en in-elkaar-nesting van globale en lokale inhoudelijke motieven, coherentie tussen leerlingactiviteiten achteruit en vooruit  Probleem voor docent: onderwijsleerproces expliciteren, leerling-inbreng productief gebruiken  Gegeneraliseerde didactische structuur (gevisualiseerde fasering) bruikbaar als ontwerpheuristiek, maar beperkt… Probleem voor ontwerper: onderwerpspecifieke inhoudelijke motieven > ontwerp didactische structuur, lesmateriaal en scenario voor fase 1 en 2 Leren in handelingspraktijken

15. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Leren in handelingspraktijken Authentieke handelingspraktijken  Context > authentieke handelingspraktijk: professionele groep beroepsbeoefenaars met gemeenschappelijk doel en werk- of denkwijze – cultuurhistorische benadering…  Doel: oplossen van praktisch of theoretisch probleem > globaal motief in gedidactiseerde handelingspraktijken  Middel: karakteristieke werk- of denkwijze met inbreng van functionele bestaande kennis, vaardigheden en attitudes > lokale motieven in gedidactiseerde handelingspraktijk  Gedidactiseerde handelingspraktijk: aaneenschakeling en in-elkaar-nesting van inhoudelijke motieven  Leefwereld- en beroepspraktijken (maatschappelijk/wetenschappelijk) Voorbeeld Onderzoeksmodule Waterkwaliteit (Westbroek, 2005)

16. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Module Waterkwaliteit Authentieke handelingspraktijk  Beroepspraktijk: maatschappelijke dienstverlening  Doel: beoordeling waterkwaliteit > globaal motief in gedidactiseerde handelingspraktijk  Middel: karakteristieke werkwijze (karakteristieke procedure) met inbreng van functionele bestaande kennis, vaardigheden en attitudes > lokale motieven voor kennisuitbreiding in gedidactiseerde handelingspraktijk Gedidactiseerde handelingspraktijk  ‘Simulatie’  Uitbreiding van functionele kennis, vaardigheden en attitudes in plaats van inbreng daarvan in karakteristieke werkwijze  Intuïtief invoelbare karakteristieke werkwijze (procedure) dragend en sturend voor uitbreiding functionele kennis…

17. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Module Waterkwaliteit Karakteristieke werkwijze waterfunctie identificeren Functionele kennis, vaardigheden en attitudes kwaliteitscriteria (parameters en normen) parameters vaststellen normen vaststellen watermonster testen testmethoden nauwkeurigheid en betrouw-baarheid testresultaten evalueren oordeel geven

18. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Module Waterkwaliteit Didactische structuur 1 Introductie: oproepen van globaal motief voor studie van water-kwaliteitsbeoordeling 2 Kennisbehoefte: inperken van globaal motief tot willen oplossen van praktisch probleem (naar aanleiding van ‘actueel probleem’) met intuïtieve ideeën over karakteristieke procedure 3 Kennisverwerving: uitbreiden van bestaande kennis, vaardigheden en attitudes binnen zich verfijnende stappen van karakteristieke procedure 4 Kennistoepassing: toepassen van uitgebreide kennis, vaardigheden en attitudes bij oplossen praktisch probleem 5 Reflectie: oproepen behoefte aan reflectie op verworven algemene vaardigheid door verwijzing naar vergelijkbare praktische problemen 6 Metacognitie: ontwikkelen van (gecontextualiseerd) metacognitief instrument door expliciteren van karakteristieke procedure

19. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Ontwikkelingsonderzoek Gegeneraliseerde didactische structuur Kennis Motief Vaardigheid Fase 1 globale oriëntatie op kennis op leefwereldniveau gebruik makend van intuïtieve vaardigheid 2 stellen van kennisgerelateerd praktisch probleem 3 ontwikkelen van praktisch kennisniveau 4 toepassen van die kennis voor oplossen praktisch probleem 5 stellen van vaardigheidsgerelateerd probleem 6 toepassen van deze vaardigheid op nieuw kennisgebied ontwikkelen van praktisch vaardigheidsniveau

20. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Ontwikkelingsonderzoek Ervaringen  Ervaren coherentie onderwijsleerproces: herkenning/waardering doelen authentieke handelingspraktijk (globaal motief), richtingsgevoel door opgeroepen intuïtieve ideeën over karakteristieke procedure (lokale motieven)  Uitwerkingsprobleem bij faseovergang 4 > 5: kennistoepassing > reflectie – onderontwikkeld motief voor expliciteren karakteristieke procedure  Probleem voor docent: onderwijsleerproces expliciteren, leerling-inbreng productief gebruiken  Gegeneraliseerde didactische structuur (gevisualiseerde fasering) bruikbaar als ontwerpheuristiek, maar (nog steeds) beperkt… Authentieke handelingspraktijk helpt ontwerper bij vormgeven probleemstellend onderwijsleerproces – wederzijdse versterking

21. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Ontwikkelingsonderzoek Voorwaarden Authentieke handelingspraktijk helpt ontwerper bij vormgeven probleemstellend onderwijsleerproces – wederzijdse versterking – als leerlingen  de met de authentieke praktijk verweven doelen waarderen > globaal motief voor ‘iets willen leren’  de karakteristieke procedure op basis van intuïtieve kennis ruwweg kunnen verwoorden > richtinggevend voor dat ‘iets willen leren’  de natuurwetenschappelijke kennis, vaardigheden en attitudes in globale zin maar nog niet in de noodzakelijke details kennen > lokaal motief voor kennisuitbreiding als inbreng in karakteristieke procedure  de karakteristieke procedure herkennen als bruikbaar voor andere authentieke handelingspraktijken > lokaal motief voor expliciteren karakteristieke procedure M C

22. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Ontwikkelingsonderzoek Vragen  Uitwerking leefwereld- en beroepspraktijken (maatschappelijk/ wetenschappelijk) op moduleniveau  Uitlijning op curriculumniveau Voorbeelden onderzoeksmodule Verpakkingsafval (Kortland, 2001) onderzoeksmodule Bewegingsverklaring (Klaassen & Emmet, 2010)

23. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Module Verpakkingsafval – leefwereldpraktijk Besluitvorming in persoonlijke mileukeuzesituaties Karakteristieke werkwijze keuzesituatie identificeren Functionele kennis levensloop verpakkingen: grondstofwinning > afval-verwerking criteria ontwikkelen alternatieven genereren alternatieven evalueren criteriagerelateerde eigen-schappen verpakkings-materialen alternatief kiezen

24. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Module Bewegingsverklaring – wetenschappelijke praktijk Introductie in de mechanica Karakteristieke denkwijze basale structuur van causaal denken: ‘dingen blijven zoals ze zijn, tenzij ze beïnvloed worden’ Functionele kennis een kracht veroorzaakt een afwijking van hoe een voorwerp uit zichzelf zou bewegen (invloedsloze beweging), waarbij de afwijking wordt bepaald door de omstandigheden (inter-actietheorie) invloedsloze beweging: aan-names van Kepler en Newton bijbehorende interactie-theorie: krachtwetten criteria voor natuurweten-schappelijke theorie

25. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Onderzoeksprogramma Onderzoeksthema’s – Inhoudelijke kern – Moduleniveau  Oproepen van geschikt globaal motief – Waaraan moet het gaan deelnemen aan de gedidactiseerde praktijk voor leerlingen zijn waarde ontlenen? Hoe maken we dat deelnemen aantrekkelijk en relevant?  Relaties tussen authentieke en gedidactiseerde praktijk – In hoeverre is in de authentieke praktijk sprake van een karakteristieke werk- en/of denkwijze die voor leerlingen intuïtief invoelbaar is, zodat deze in gedidactiseerde vorm dragend en sturend kan zijn?  Natuurwetenschappelijke opbrengst – Welke natuurwetenschap-pelijke kennis, vaardigheden en attitudes kunnen leerlingen zich eigen maken door deelname aan de gedidactiseerde praktijk, in functie van de realisering van het bij de didactisering opgeroepen globale motief?

26. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Onderzoeksprogramma Onderzoeksthema’s – Inhoudelijke kern – Module-/Curriculumniveau  Mogelijkheden tot differentiatie – Wat zijn de mogelijkheden om de keuze van te didactiseren praktijken af te stemmen op diverse doelgroepen? Welke verschillende globale motieven? Welke verschillende leerwegen?  Handelingsmotieven voor onderwijsgevenden – Welke moeilijkheden ondervinden onderwijsgevenden met de uitvoering van gedidactiseerde praktijken? Wat kan de docent zicht geven op waar hij of zij mee bezig is en waarom?

27. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Onderzoeksprogramma Onderzoeksthema’s – Inhoudelijke kern – Curriculumniveau  Systematisering van globale motieven en daarop afgestemde dragende en sturende werk- en denkwijzen – Wat zijn de mogelijkheden voor zo’n systematisering voor een variëteit aan praktijken in het licht van mogelijke didactiseringen?  Relaties tussen globale motieven, dragende en sturende werk- en denkwijzen en natuurwetenschappelijke opbrengst – Wat zijn de mogelijkheden voor selectie en sequentiëring van gedidactiseerde praktijken met het oog op voortgang in natuurwetenschappelijke opbrengsten…  Legitimatie van een natuurwetenschappelijk curriculum – … en een gewenste en acceptabele ontwikkeling, breedte en diepgang van natuurwetenschappelijke opbrengsten voor diverse doelgroepen?

28. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Onderzoeksprogramma Uitvoering  Onderzoeksproject ‘Leren in handelingspraktijken’ – Hanna Westbroek & Arthur Bakker  Lopend ontwikkelingsonderzoek Drinkwaterzuivering – Gjalt Prins Ecosysteembeheer – René Westra Bewegingsverklaring – Katrina Emmet Klimaatvoorspelling – Bart Ormel Meten op afstand – Marjon Engelbarts Productontwikkeling – Marijn Meijer

29. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Afsluiting Terugblik  Evolutie begrip ‘context’: samenhangende praktijksituaties > gedidactiseerde authentieke handelingspraktijken  Didactische frictie tussen ‘context’ en ‘concept’ oplosbaar door ontwerpen van een probleemstellend onderwijsleerproces: leerlingen inhoudelijk zicht geven op waar ze mee bezig zijn en waarom – inhoudelijke handelingsmotieven verschaffen  Voor dat ontwerpen vormen authentieke handelingspraktijken een rijke inspiratiebron: globale motieven, dragende en sturende karakteristieke werk- en/of denkwijzen met inbreng van functionele natuurwetenschappelijke kennis, vaardigheden en attitudes

30. Inleiding | Leren in contexten | Probleemstellend leren | Leren in Handelingspraktijken | Onderzoeksprogramma | Afsluiting Afsluiting Vooruitblik  Didactisering van authentieke handelingspraktijken is niet onproblematisch: ‘vertaling’ van globale motieven, ‘ontdekking’ van karakteristieke werk- en/of denkwijzen, ‘vereenvoudiging’ van functionele natuurwetenschappelijke inhouden…  Inhoudelijke opbrengst van het onderzoeksprogramma – mogelijk op moduleniveau, maar in elk geval op curriculumniveau – is … onzeker Is een samenhangend, vanuit natuurwetenschappelijke opbrengst gezien acceptabel curriculum gebaseerd op handelingspraktijken mogelijk?