20 jaar doctor

Gisteren (22 juni) was het exact 20 jaar geleden dat ik mijn proefschrift verdedigde: “Understanding and facilitating discovery learning in computer-based simulation environments”. Het proefschrift gaat over het toepassen van computersimulaties als middel om leerlingen te leren door experimenteren. Het was in de tijd dat het constructivisme opkwam. In die visie is het belangrijk de leerling te zien als een actieve deelnemer aan het leerproces. Informatie wordt niet ‘gekopieerd’ in de hersenen maar actief verwerkt. Als gevolg daarvan moet de leerling ook actief informatie verzamelen en verwerken. Ontdekkend leren (tegenwoordig spreken we liever van onderzoekend leren) is een manier om dat expliciet te doen: leerlingen experimenteren zelf en (her) ontdekken de onderliggende regels en wetten.

De oppositie
De oppositie

In mijn proefschrift gebruikte ik simulaties als een middel waarbinnen leerlingen veilig in een gecontroleerde omgeving konden experimenteren. Ik deed mijn studies met eerstejaars scheikundestudenten die iets moesten leren over meetfouten. Ik vond (en vind) het idee ze helemaal los te laten zonder enige verdere ondersteuning niet goed en bedacht ter ondersteuning een “hypothesekladblok” (hypothesis scratchpad). Hierop konden de studenten invullen welke hypothese ze wilden toetsen, al dan niet geholpen door een aangeboden structuur. Die structuur bestond er uit dat ze in de zin “Als … … dan geldt dat … …”, op de stippeltjes gegeven namen variabelen en relaties konden invullen zodat de hypothesen een correcte vorm kregen zoals: “Als de hoeveelheid stof toeneemt, dan geldt dat de relatieve meetfout afneemt”. Het idee was dat leerlingen dat vervolgens met de simulatie (van een titratie-experiment) gingen toetsen. Idealistisch als ik was dacht ik dat het kladblok enorm zou helpen.

Dat pakte anders uit. Hoewel ik in mijn proefschrift probeer een en ander positief uit te leggen is er eigenlijk geen enkele aanwijzing dat het kladblok werkt. Integendeel, studenten gebruikten het niet spontaan, en als ze gedwongen werden formuleerden ze vooral heel algemene en daardoor niet toetsbare hypothesen. De reden waarom bedacht ik later: studenten doen vooral dingen om verder te komen met de opdracht. Het kladblok liet zich makkelijk invullen en de studenten kregen de indruk dat ze opschoten. Waar ik dacht dat het zou leiden tot dieper nadenken bereikte ik het tegenovergestelde.

Met paranimfen
Met mijn paranimfen, Melanie Njoo en Erica de Vries

Leuk is dat ik in het proefschrift een methode heb ontworpen om automatisch hypothesen en experimenten van de leerlingen met de simulatie te kunnen interpreteren. Een soort learning analytics avant-la-lettre (hoofdstuk 9). En mijn laatste stelling had een voorspellende waarde, die gaat over leraren. Sinds een jaar ben ik directeur van een lerarenopleiding.

Het onderzoek heeft een vervolg gekregen in een aantal mooie projecten die leidden tot het auteurssysteem SimQuest, een systeem waar ik nog alijd trots op ben. Met SimQuest is het eenvoudig om een computersimulatie te maken en daaromheen vervolgens instructie te ontwerpen in de vorm van opdrachten, uitleg, en het geleidelijk moeilijker maken van het simulatiemodel. SimQuest hebben we nog lang gebruikt, en het is ook opgepikt door groepen in binnen- en buitenland – zo kregen we op een bepaald moment het verzoek om het in het Vietnamees te vertalen.

Promotie 9

Het hypothesekladblok is een eigen leven gaan leiden. Het is door anderen gekopieerd en/of heruitgevonden en in veel systemen gebruikt, vaak met als doel om er achter te komen wat de leerling denkt. Natuurlijk zijn onder invloed van de snelle ontwikkelingen in de technologie de versies steeds fraaier geworden, aan het basisprincipe is weinig veranderd. Dat is jammer, want als mijn proefschrift één ding aantoont is dat er een fundamentele ontwerpfout in zit. Door in het programma een invulformulier aan te bieden wordt dat automatisch onderdeel van de taak en haalt de aandacht weg van het werkelijke doel: leren over het onderwerp van de simulatie. Op een conferentie heb ik niet zo lang geleden eens gezegd dat we het hypothesis scratchpad ritueel moeten verbranden. Recent zag ik het echter – zelfs dicht bij huis – weer opduiken. In de loop der tijd heb ik geleerd dat het het belangrijkst is de leerling te motiveren. Je kunt nog zulke mooie modellen maken van de leertaak, die wordt pas effectief als de leerling zelf daadwerkelijk wil leren. En gedachteloos inzetten van invulformulieren als ondersteuning van hypothesevorming, experimentontwerp of planning zit die motivatie vaak alleen maar in de weg.

Simulaties ben ik blijven maken, de laatste tijd post ik ze op deze blog.

Geef een reactie