Lerarenopleidingen Science en Wiskunde/Rekenen

Lerarenopleidingen Science en Wiskunde/Rekenen

De aard van natuurwetenschappen en techniek in het onderwijs

In het lager en voortgezet onderwijs wordt een bepaald beeld geschetst van de natuurwetenschappen. Het vele onderzoek dat in dit verband aan het natuurwetenschappelijk onderwijs is gedaan, staat bekend onder de noemer Nature of Science (NoS). Onderzoek op dit gebied heeft bijvoorbeeld laten zien dat het beeld van wetenschap dat leerlingen meekrijgen, zelden in overeenstemming is met hoe wetenschap zich in werkelijkheid voltrekt of heeft voltrokken. Er wordt in schoolboeken dan ook vaak geïdealiseerd over de professionele wereld van onderzoekers. Deze bijdrage is een inleiding in het onderzoek op het gebied van de Nature of Science (NoS), met een uitstap naar het beeld van technologie in het onderwijs.

[collapsibles]

In het lager en voortgezet natuurwetenschappelijk onderwijs wordt de ‘wetenschappelijke methode’ vaak opgevoerd als een universele manier waarop onderzoekers hun onderzoek opzetten en uitvoeren, als een soort recept voor betrouwbare en geldige theorievorming. Het bestaan van deze methode is echter discutabel. In de wetenschapsfilosofie is er bijvoorbeeld helemaal geen overeenstemming over een ‘wetenschappelijke methode’ (zie bijvoorbeeld Feyerabend, 1978). Gedetailleerd empirisch onderzoek aan de manier waarop natuurwetenschappers te werk gaan in hun onderzoek laat bovendien allerlei methoden zien die ieder sterk verschillen van de ‘wetenschappelijke methode’ die we terugvinden in schoolboeken (zie bijvoorbeeld Latour, 1987). Omgekeerd is het werk van wetenschappers zoals gepresenteerd in schoolboeken een eenzaam tijdverdrijf dat niet strookt met het sociale karakter van het wetenschapsbedrijf en de omstandigheden waaronder onderzoekers meestal werken of hebben gewerkt (van Eijck and Roth, 2008).

Het onderwijzen van een universele ‘wetenschappelijke methode’ is dus nogal discutabel. Dat neemt niet weg dat sommige karakteristieken van wetenschappelijk onderzoek de moeite waard zijn om te onderwijzen. Helaas verworden deze karakteristieken in het onderwijs vaak tot statische voorschriften, bijvoorbeeld voor practica. Het probleem is dat juist deze statische voorschriften niet stroken met het dynamische karakter van het wetenschappelijke onderzoek waar ze naar verwijzen. Hierdoor ontstaat een beeld van wetenschap dat leerlingen weinig inzicht biedt in de dynamische manier waarop wetenschappelijk onderzoekers hun werk doen (McComas, Clough & Almazroa, 1998).

Artikelen over de wetenschappers en de wetenschappelijke methode in schoolboeken:

Techniek als toegepaste wetenschap

Een variatie op het thema NoS is de aard van technologie in het onderwijs. In het onderwijs in de natuurwetenschappen en techniek wordt vaak de innige relatie tussen deze twee disciplines aangehaald. Dit leidt er zelfs toe dat techniek wordt gepresenteerd als ‘toegepaste wetenschap’. Niet alleen doet dit weinig recht aan het eigen karakter van technologie met een heel eigen kenleer en manier van ontwerpen. Ook leidt dit er toe dat alle vormen van technologie die niets met wetenschap te maken hebben, zoals vaak aangetroffen bij inheemse volkeren, niet als echte technologie worden opgevat en aldus worden miskend. Hiermee kan het onderwijs dus bijdragen aan een scheef wereldbeeld.

Het meten van het beeld dat leerlingen hebben van wetenschappelijk onderzoek

Een heel ander probleem is het onderzoeken van de kennis van leerlingen over de aard van wetenschap. Ook hier geldt weer een soort inherente tegenstelling met de dynamische aard van wetenschap. Het onderzoeken van de kennis van leerlingen is namelijk afhankelijk van onderzoeksinstrumenten die de kennis van leerlingen die ze hebben over zo iets dynamisch als natuurwetenschappelijk onderzoek, statisch maken. De kennis die leerlingen ‘hebben’ over natuurwetenschappelijk onderzoek is daarom moeilijk te achterhalen, laat staan op een betrouwbare wijze te toetsen. Recent onderzoek heeft zelfs aangetoond dat het interviewen van leerlingen een vertekend beeld kan geven over wat ze daadwerkelijk leren door het zelf doen van onderzoek in een authentieke onderzoeksomgeving (van Eijck, Hsu, Roth, in druk).

Het onderwijzen van de aard van natuurwetenschap

Er zijn vele pogingen ondernomen om leerlingen de aard van natuurwetenschap te onderwijzen met meer of minder succes (voor een overzicht, zie Bell et al., 2001). Eén veelbelovende manier om in het onderwijs een betrouwbaarder beeld te creëren van wetenschap is authentiek natuurwetenschappelijk onderwijs (Roth, van Eijck, Reis, & Hsu, 2008). Bij deze vorm van onderwijs doen leerlingen zelf natuurwetenschappelijk onderzoek, waarbij de autoriteit en diversiteit van leerlingen centraal staat. Leerlingen krijgen de mogelijkheid om hun eigen onderzoek van het begin tot het eind zelf op te zetten en uit te voeren en hierbij van voorspelbare paden af te wijken. Bovendien is van belang dat diversiteit in de klas een natuurlijke plaats krijgt. Dat wil zeggen, niet iedereen doet hetzelfde, maar leerlingen moeten in staat worden gesteld op een manier aan onderzoek bij te dragen die in overeenstemming is met hun expertise, interesse en capaciteiten. Onder deze omstandigheden is het aannemelijk dat er in de klas een gemeenschap ontstaat die leerlingen de gelegenheid geeft om te ervaren wat het doen van natuurwetenschappelijk onderzoek is.

Referenties

  • Bell, R.L., Abd El Khalick, F., Lederman, N.G., McComas, W.F., & Matthews, M. R. (2001). The nature of science and science education: A bibliography. Science and Education, 10, 187-204.
  • Feyerabend, P .F. (1978). Against method: Outline of an anarchistic theory of knowledge. London, UK: Verso Publications.
  • Latour, B. (1987). Science in action: How to follow scientists and engineers through society. Cambridge, MA: Harvard University Press.
  • McComas, W. F., Clough, M. P. & Almazroa, H. (1998). The role of character of the Nature of Science in science education. Science and Education, 7, 511–532
  • Van Eijck, M.W., Hsu, P.L., & Roth, W.-M. (in druk). Translations of scientific practice to “students’ images of science.” Science Education. DOI: 10.1002/sce.20322
  • Van Eijck, M.W. & Roth, W.M. (2008). Representations of scientists in Canadian high school and college textbooks. Journal of Research in Science Teaching, 45, 1059-1082.

[/collapsibles]

Gerelateerde artikelen

ELWIeR en Ecent als één STEM