Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde

Tijdens het vak Vakdidactiek 2 van de lerarenopleiding natuurkunde moeten mijn studenten een vakdidactisch ontwerponderzoek doen, waarbij we sterk focussen op kwalitatief en kleinschalig onderzoek. Elke semester opnieuw komt dezelfde vraag naar voren: “...maar dit is toch geen écht onderzoek?” Het is een vraag die mijn collega en ik al van mijlenver zien aankomen, en wat we ook proberen – of we de opdracht nu uitgebreid inbedden in wetenschappelijke literatuur of juist de complexiteit van onderzoeken in een klaslokaal benadrukken – deze vraag blijft terugkomen. Voor veel bèta’s die zijn grootgebracht met de natuurwetenschappelijke methode, voldoet kwalitatief vakdidactisch onderzoek niet aan de criteria van écht wetenschappelijk onderzoek. In hun ogen draait wetenschappelijk onderzoek om het variëren van één enkele variabele, terwijl alle andere constant worden gehouden. Dit maakt het mogelijk om verbanden tussen variabelen te bewijzen in een gecontroleerde omgeving.

Toen ikzelf begon met mijn promotieonderzoek stond ik er net zo in als deze studenten. Wetenschappelijk onderzoek betekende ook voor mij dat je systematisch en in een gecontroleerde omgeving op zoek gaat naar algemeen geldende verbanden. Als ik heel eerlijk ben: ik dacht dat ik – met mijn natuurkundige achtergrond – wel even zou laten zien hoe je zo’n onderzoek goed aanpakt. Maar al snel ontdekte ik dat deze benadering in de complexe realiteit van het klaslokaal niet zo eenvoudig is. Er zijn zo veel factoren die een rol spelen waar we geen invloed op hebben. Leerlingen zijn geen homogene groep met identieke achtergronden en ervaringen, en daarnaast spelen bijvoorbeeld ook sociale interacties en de inrichting van het lokaal een rol tijdens het leerproces. Natuurlijk kunnen we proberen leerlingen te selecteren op basis van specifieke kenmerken en in een enigszins gecontroleerde, laboratoriumachtige onderzoekssituatie nagaan wat het effect van een lesactiviteit is, maar op basis hiervan kunnen we geen sluitende conclusies trekken over het effect van de activiteit in een echte lespraktijk. Als we kennis willen opdoen die relevant is voor de lespraktijk, dan is het belangrijk dat we ook in die praktijk onderzoek doen.

Een onderzoeksmethode in de lespraktijk die dicht in de buurt komt van wat onze studenten wél als wetenschappelijk onderzoek beschouwen is de randomized controlled trial (RCT). In een RCT worden deelnemers willekeurig toegewezen aan een experimentele groep of een controlegroep, waarna de effecten van een activiteit worden bepaald met behulp van voor- en nametingen. Omdat het in onderwijssituaties lastig is om leerlingen volledig willekeurig toe te wijzen, wordt er vaak gewerkt met grotere aantallen experimentele en controlegroepen om de impact van toevallige verschillen in de samenstellingen van de groepen te minimaliseren. Hoewel RCT’s waardevolle inzichten kunnen bieden over de effectiviteit van interventies op groepsniveau, laten ze ook invloeden buiten beschouwing. Door te werken met grotere aantallen kunnen belangrijke variabelen die invloed hebben op de resultaten worden gemaskeerd. Dit betekent dat als er geen effect van een interventie wordt waargenomen, er mogelijk andere relevante factoren zijn, die niet zijn meegenomen in het onderzoek. Daarnaast focussen deze grootschalige RCT’s zich vaak op gemiddelde effecten voor de groep als geheel. Dit type onderzoek beantwoordt de vraag óf een bepaalde aanpak werkt voor de meerderheid van de leerlingen, terwijl je als leraar niet alleen wilt weten wat voor de grote groep beter werkt. Je wilt ook rekening houden met individuele behoeften van leerlingen en inzicht krijgen in waar en waarom het precies misgaat.

Hierom richten we ons bij Vakdidactiek 2 op kwalitatief, kleinschalig onderzoek. Onze studenten evalueren een educatief ontwerp dat gericht is op het oplossen van een specifiek probleem op hun stageschool door bijvoorbeeld leerlingen te observeren en te interviewen. Het doel van dit onderzoek is niet het beoordelen óf het ontwerp beter presteert in vergelijking met iets anders, maar het begrijpen hóe dit ontwerp bijdraagt aan het begrip van individuele leerlingen en waar zij specifieke moeilijkheden ondervinden. Belangrijk hierbij is dat dit systematisch en transparant wordt uitgevoerd, met zorgvuldige documentatie en een heldere presentatie van de bevindingen. Daarnaast is triangulatie cruciaal, hierbij worden meerdere databronnen en methoden gebruikt om bevindingen te onderbouwen. Dit kan bijvoorbeeld door interviews, leerlingenwerk en feedback van leerlingen te gebruiken. Hoewel de resultaten van dit type onderzoek meestal niet generaliseerbaar zijn, zorgen ze voor meer inzicht in waarom en hoe een activiteit bijdraagt aan het leren, en welke factoren hierbij een rol spelen.

We richten ons bij Vakdidactiek 2 niet heel sterk op hoe de studenten het onderzoek wetenschappelijk kunnen uitvoeren. Dit vak is niet bedoeld om studenten op te leiden tot vakdidactische onderzoekers, maar om leraren te vormen. We willen dat studenten ervaring opdoen met het systematisch ontwerpen en evalueren van lessen en lesmateriaal en gaan inzien hoe deze aanpak hen kan ondersteunen in hun lespraktijk. Toch wringt het dat een deel van de studenten het type onderzoek waar ik mee bezig ben als niet-wetenschappelijk beschouwt. Het klopt dat kwalitatief onderwijsonderzoek meestal niet leidt tot generaliseerbare theorieën, maar het levert wel gefundeerde diepgaande inzichten die ontzettend waardevol zijn voor de lespraktijk.

Kim Krijtenburg-Lewerissa is universitair docent natuurkundedidactiek aan de Universiteit Utrecht en heeft hiervoor 16 jaar voor de klas gestaan als natuurkundelerares.