Biologie in bewegende beelden

Het gebruik van filmpjes in de biologie les heeft een enorme vlucht genomen. Wanneer is beeld effectief? Welke praktische criteria voor keuze zijn er? Dit artikel biedt twee aanpakken om met leraren-in-opleiding met deze vragen aan de slag te gaan. En de opbrengst hiervan: vuistregels vanuit de lespraktijk, verwijzingen naar literatuur en een lijst zoekpagina’s en favoriete filmpjes.

Variatie in ‘bewegende beeld’

De keuzemogelijkheden zijn enorm: natuurfilms, bioscoopfilms, soaps, toneelstukken, educatieve films voor leerlingen, edutainment op wetenschappelijk gebied, actualiteiten programma’s, liedjes&hits (met beeld), ‘educatieve biosongs’, ‘wisebits’ en web lectures. En dan nog interactieve beelden bij games zoals SimLife, door modelleren of door leerlingen zelf opnames laten maken.

De toename van de mogelijkheden gaat sneller dan het onderzoek naar effectiviteit. Bewegende beelden zijn enorm populair onder docenten en leerlingen. Een goede reden om het gebruik in de lerarenopleiding aan de orde te stellen. Kernvraag daarbij: wanneer is bewegend beeld effectief?

Wat heeft een lerarenopleider aan dit artikel?

• Twee aanpakken om met leraren-in-opleiding aan de slag te gaan in een bijenkomst. Overeenkomstig doel: lio’s gaan na de bijeenkomst doelgerichter en voor leerlingen leereffectiever aan de slag met bewegende beelden in de biologieles
• Een combinatie van ‘fast en frugal heuristics’ en de resultaten van een meta-analyse naar de onderzoeken op dit gebied

Wat heeft een docent aan dit artikel?

• Didactische vuistregels voor het gebruik
• Een lijst met zoekpagina’s voor biologie
• Selectie favoriete filmpjes

Verschillende doelen bij gebruik ‘bewegend beeld’

Bewegende beelden kunnen voor verschillend doelen worden ingezet in de les.

[collapsibles]
[collapse title=”Overzicht van mogelijke doelen en voorbeelden”]

[/collapse]
[/collapsibles]

Ongeacht welk doel, kun je de vraag stellen: Wanneer is beeld effectief?

Hieronder staat een samenvatting uit literatuur en didactische aanpakken die met lio’s vuistregels ontwikkelen naar aanleiding van hun eigen ervaringen.

Effectiviteit van bewegende beelden

Samenvatting van meta-analyse van onderzoek naar effectiviteit van bewegende beelden in bètaonderwijssituaties:

• Tversky B. & Morrisony JB (2002). Animatie: kan het faciliteren? International Journal of Human-Computer Studies, 57, 247-262

[collapsibles]

[collapse title=”Nederlandse samenvatting Tversky et al. (2002)”]

Om effectief te zijn, moeten animaties aan twee principes voldoen:

• Het congruentie principe: de structuur en inhoud van een beeld moeten overeenkomen met structuur en inhoud van de te behandelen concepten. Animaties zouden daarom geschikt moeten zijn om veranderingen / ontwikkelingen weer te geven. Dan komt de structuur namelijk overeen: niet statisch, maar het verandert.
• Het bevattelijkheid principe: de structuur en inhoud van de animatie moeten gemakkelijk en precies te bevatten en begrijpen zijn. Animaties moeten bijvoorbeeld niet te snel gaan. Animaties voldoen vaak niet aan het ‘bevattelijkheid principe’, waardoor ze niet effectief zijn. Dit komt doordat de animaties vaak niet duidelijk en langzaam genoeg zijn om alle veranderingen en details waar te kunnen nemen.

De auteurs van dit artikel vinden het niet bewezen dat animaties van complexe systemen effectiever zijn dan stilstaande beelden. Ongeacht of de animaties wel of niet aan de principes voldoen. Ze trekken de validiteit van onderzoeken, die leeropbrengsten met animaties vergelijken met stilstaande beelden, in twijfel. Want vaak bevat een animatie over eenzelfde onderwerp bijvoorbeeld meer informatie dan het plaatje. Of er wordt bij de animatie gebruik gemaakt van interactiviteit (wat op zich al het leren bevordert).

[/collapse]

[/collapsibles]

Van ervaringen naar vuistregels voor in de opleiding

Hieronder korte beschrijvingen en materialen bij twee verschillende aanpakken. De vragen die lio’s bespreken naar aanleiding van hun ervaringen zijn gelijk.

Wanneer is beeld effectief?
• Didactische aanpakken/ontwerpcriteria?
• Praktische criteria voor keuze van film?
• Wat zijn je favoriete filmpjes; waarom?

Bio-filmmarathon
Klassikaal favorieten bekijken, doelen bespreken, wat werkt?, waarom?, tot vuistregels komen en lijst van favorieten samenstellen.

• Download: Draaiboek met doelen, opzet en ideeën
• Download: Handout bijeenkomst

De digitale carrousel
Groepjes bekijken elkaars materiaal en vullen dit aan, via ELO. Werkvorm is volgens simpele versie van het VESIt model.

• Download: Draaiboek met doelen, opzet en materialen
• Download: Bijbehorende ppt

De uitkomsten van beide bijeenkomsten zijn gebundeld in een reader voor de lio’s.

• Download: Reader Biologie in bewegend beeld. Met links naar favoriete filmpjes van lio’s!

VO-lesmateriaal voor bij de film Outbreak

• Download: Werkblad bij de film Outbreak
• Download: Antwoorden werkblad bij de film Outbreak
• Download: Outbreak de NVOX
• Download: Goofs voor de film Outbreak

VO-lesmateriaal voor bij de film ‘Chimps onder elkaar’

• Download: Werkblad voor leerlingen

Filmbeelden als metafoor voor het immuunsysteem

Hieronder zijn ideeën en ervaringen van docenten verzameld die de film ‘The Lord of the Rings’ (LotR) of ‘Contagion’ gebruiken, als metafoor voor het immuunsysteem.

[collapsibles]

[collapse title=”Ideeën en ervaringen van docenten met LotR”]

Een veel gebruikte metafoor voor het imuunsysteem is ‘het belegerde kasteel’. Met de muren als beeld voor ‘de 1e linie’ (aspecifiek extern), de soldaten als 2e linie (aspecifiek intern) en de cavalerie als 3e linie (specifiek intern) of een variatie daarop.

3 linies in LotR
Docent Krijn Kieviet heeft een voor leerlingen aansprekende variant:
In zijn lessen trekt hij de vergelijking met scènes uit LotR. Of leerlingen boek of film hebben gezien, maakt voor de vergelijking niet uit.

Sauron (de badguy) wordt centraal gesteld. Hij is bang voor een stel hobbits met een ring en beschermt zich daartegen met:

1. een eerste linie van bergen rond Mordor (aspecifiek extern)
2. een tweede linie van orks: hersenloze wezens die alles pakken wat ze pakken kunnen (aspecifiek intern)
3. de ringgeesten als specifieke interne afweer. Deze elitetroepen gaan specifiek achter de hobbits aan

Werkblad bij de 3 linies
Docent Yuri Stevens heeft bij 2 scènes uit LotR een werkblad gemaakt. In het werkblad wordt aangegeven welke scènes bekeken worden.

• Download: Werkblad LotR – Het gevecht van het immuunsysteem

Scène LotR als voorbeeld voor immuunsysteem
Docente Philomeen Duinisveld heeft de scène “Battle of Helm’s Deep” uit LotR The Two Towers gebruikt in 6 vwo. Zij vertelt hierover:

“De orks vallen het stadje aan. De elfen en de mensen strijden samen, min of meer aspecifiek door pijlen af te schieten, maar ook specifiek bij man op ork gevechten. De dwerg gaat via een geheim zijdeurtje naar buiten en laat zich op de brug werpen: ‘toss me!’. Tegelijkertijd gaan de ents naar Saruman, breken de dam open en laten alles onder water lopen. Deze scènes duren een klein half uur. Daarna heb ik de leerlingen gevraagd zelf na te denken welke manieren van afweer ze hebben gezien. Daar hebben we een hele lijst van gemaakt. De les erna heb ik de cellulaire en humorale afweer behandeld, refererend aan de film.”

[/collapse]

[/collapsibles]

[collapsibles]

[collapse title=”Ideeën en ervaringen van een docent met Contagion”]

De film Contagion is een medische thriller. Het gaat over een dodelijk virus dat zich verspreidt door aanraking. Docente Philomeen Duinisveld heeft deze film gebruikt in 6 vwo. Zij vertelt hierover:

“De film Contagion heb ik als toetje aan vwo 6 geserveerd, nadat ze de toets over afweer al hadden gemaakt. Ze vonden het een hele goede film en ik vond delen ervan (want tussendoor gaf ik ook les aan een eerste klas) ook erg spannend, met serieuze werkvloersettings en het is aangrijpend dat hoofdpersonen overlijden. Ik heb er verder geen opdrachten aan gekoppeld, dat hoort niet bij toetjes vind ik, maar ik kan hem echt aanraden.

Daarna heb ik in 1 les de specifieke afweer er doorheen ‘gejaagd’, refererend aan de film die ze ervoor hadden gezien. Elk onderdeel was wel op een bepaalde manier te koppelen aan een scène. Zo kregen de leerlingen het meteen heel beeldend voor zich, ze konden zich er een concrete voorstelling van maken, en dat heeft enorm geholpen in het overzicht. Omdat het in 1 les lukte de theorie te behandelen, hadden de leerlingen het complete verhaal te pakken, en niet steeds kleine stukjes die ze later alsnog bij elkaar moeten zien te voegen in hun hoofd. Het was wel vwo 6, ik weet niet of dit ook werkt in vwo 4, als ‘Biologie voor jou’ en ‘Nectar’ het behandelen (veel te moeilijk in klas 4, in klas 6 is het een makkie voor ze).”

[/collapse]

[/collapsibles]

Aanvullende literatuur en webpagina’s

Onderzoek

• Literatuur: Knippels MCPJ, Severiens SE & Klop T. (2008) .Education door middel van fictie: Het verwerven van meningsvorming vaardigheden in het kader van genomics. International Journal of Science Education, 31:15, 1-27

[collapsibles]

[collapse title=”Engelse samenvatting Knippels et al. (2008)”]

De huidige studie onderzocht de resultaten van een nieuw ontworpen vier-les wetenschap module op meningsvorming in het kader van genomics in de bovenbouw van het voortgezet onderwijs. De lesvoorbereiding is gericht op 16-jarige scholieren opiniërende vaardigheden te bevorderen in het kader van genomics en om het effect van het gebruik van fictie in de module te testen. De fundamentele hypothese getest in deze studie is de vraag of fictie stimuleert studenten om adviezen met betrekking tot de sociaal-wetenschappelijke vraagstukken te ontwikkelen. Een quasi-experimenteel pretest en posttest werd gebruikt, waarbij twee behandelingsgroepen en een controlegroep. Een van de experimentele groepen kregen een science module voorzien van filmclips (dat wil zeggen, de film groep). De andere experimentele groep kreeg dezelfde wetenschap module, maar alleen nieuwsbericht clips werden gebruikt (dat wil zeggen, het nieuws rapport groep). Voorafgaand aan en na de module, 266 middelbare scholieren een vragenlijst om hun opiniërende vaardigheden te testen. De resultaten tonen aan dat de wetenschap module een significant positief effect op de opinievorming vaardigheden van studenten en dat de film groep verbeterden hun vaardigheden meer in vergelijking met het nieuws rapport groep had. Geconcludeerd kan worden dat het gebruik van fictie-om meer specifiek te zijn, filmclips over genomics gewonnen uit speelfilms tot een sociaal-wetenschappelijk onderwerp te introduceren in de klas stimuleert studenten om hun opiniërende vaardigheden te ontwikkelen.

• Bijbehorend webartikel en lesmateriaal is te vinden in het ECENT artikel “Morele oordeelsvorming“

[/collapse]

[/collapsibles]

• Literatuur: Rose CS (2007). Biologie in de films: Met behulp van de tweesnijdend zwaard van de populaire cultuur aan het publiek begrip van wetenschap te verbeteren. Evolutionaire Biology, 34: 1-2, 49-54

[collapsibles]

[collapse title=”Engelse samenvatting Rose (2007)”]

Dit artikel illustreert hoe films met genetica en ontwikkelingsbiologie thema’s kunnen worden gebruikt om belangrijke ideeën te leren zoals hoe genen dierlijke ontwikkeling en evolutie, hoe klonen werken, of DNA is voldoende om leven te creëren, en hoeveel genen van belang bij het bepalen van het menselijk gedrag.

De auteur legt relaties Tussen bioscoopfilms, hun misconcepten, Nieuwe Ontwikkelingen en DUS aanknopingspunten for ontmoette naam genetica onderwijs VO en HO onderwijs. Concrete didactische Aanpakken ontbreken.

[/collapse]

[/collapsibles]

• Literatuur: Efthimiou C. & Llewellyn R. (2004). “Physics in films” Een nieuwe benadering van het onderwijswetenschap

[collapsibles]

[collapse title=”Nederlandse samenvatting Efthimiou et al. (2004)”]

Efthimiou en Llewellyn hebben een aanpak ontwikkeld om natuurwetenschappenlijke thema’s te onderwijzen op hogescholen en universiteiten: de ‘Physics in films’ aanpak. Studenten moeten filmscènes uit populaire films analyseren, zoals uit Armageddon of Batman. Met behulp van natuurwetenschappelijke kennis, moeten ze bijvoorbeeld uitleggen of de scène in werkelijkheid wel of niet had kunnen gebeuren.

De aanpak is getest op 800 studenten. Zowel de interesse als prestaties van studenten namen toe, in vergelijking met de traditionele aanpak over hetzelfde onderwerp. De tabel illustreert de betere prestaties van de studenten.

In 2002 gaf een leraar les met de traditionele aanpak (aan 295 studenten). In 2003 gaf dezelfde leraar les over hetzelfde onderwerp (ook aan 295 studenten), maar nu met de ‘Physics in films’ aanpak. De gemiddelden van de toetsen zijn weergegeven (100 is de maximale score).

[/collapse]

[/collapsibles]

• Literatuur: Westelinck de K. & Valcke M. Ontwerpen van multimedia leermaterialen. In: D’haese I. & Valcke M. (2005). Digitaal leren: ICT-toepassingen in het hoger onderwijs. Leuven: LannooCampus, 33-54

[collapsibles]

[collapse title=”Nederlandse samenvatting Westelinck et al. (2005)”]

De Cognitieve Multimedia Theorie (CTML) beschrijft en verklaart de invloed van multimedia leermaterialen op de opbouw van kennis. De CTML gaat uit van drie veronderstellingen:

• We verwerken informatie via twee aparte kanalen: een visueel kanaal (ogen) en een auditief kanaal (oren)
• In ons werkgeheugen kunnen we een beperkte hoeveelheid informatie vasthouden
• We selecteren, organiseren en integreren aangeboden informatie met onze eigen (reeds aanwezige) kennis

Deze veronderstellingen zijn de basis voor zeven ontwerpprincipes voor multimediale leermaterialen:

• Het multimediaprincipe: studenten leren beter van woorden en beelden, dan van alleen woorden
• Het spatial contiguity principe: studenten leren beter als woorden en beelden die bij elkaar horen, ook dicht bij elkaar worden weergegeven
• Het temporal contiguity principe: studenten leren beter als woorden en beelden gelijktijdig aangeboden worden, dan wanneer dit afzonderlijk (bijvoorbeeld opeenvolgend) gebeurt
• Het coherentieprincipe: studenten leren beter als er geen extra (overbodig) materiaal aangeboden wordt
• Het modaliteitsprincipe: studenten leren beter van beelden met daarbij gesproken tekst, dan van beelden in combinatie met tekst op het scherm
• Het redundantieprincipe: studenten leren beter van animatie met geluid, dan van animatie met geluid en tekst
• Het principe van de individuele verschillen: er moet rekening gehouden worden met kenmerken van de doelgroep, vooral voorkennis

Onderzoek heeft aangetoond dat multimediale leermaterialen, die ontworpen zijn volgens deze principes, leiden tot betere leerresultaten.

[/collapse]

[/collapsibles]

• Literatuur: Michel E., Roebers CM & Schneider W. (2007). Educatieve films in de klas: Verhoging van de uitkering. Leren en instructie, 17, 172-183

[collapsibles]

[collapse title=”Nederlandse samenvatting Michel et al. (2007)”]

Michel, Roebers en Schneider hebben onderzocht hoeveel en wat voor soort informatie kinderen onthouden van educatieve films. Zij hebben 91 8-jarige en 82 10-jarige kinderen onderzocht. Kinderen onthouden ongeveer evenveel van een film als van een schoolles over hetzelfde onderwerp. De film 2x laten zien in 1 week, of 1x de les en 1x de film, zorgt ervoor dat de kinderen meer belangrijke informatie onthouden.

Opzet onderzoek
De kinderen werden willekeurig verdeeld over vier lessituaties:

• Schoolles (duur: 10 minuten) over suiker + 3 dagen later film (duur: 6.44 minuten) over suiker (= L1)
• Film over suiker + 3 dagen later dezelfde film over suiker (= L2)
• Alleen de film over suiker (= L3)
• Alleen de schoolles over suiker (= L4)

In de schoolles en film kwam dezelfde lesstof over suiker aan bod.

Na 1 week werden de kinderen individueel geïnterviewd:

• Eerst moesten ze alles vertellen wat ze nog wisten van de les en/of film (free recall)
• Daarna kregen zij 15 open vragen en vervolgens dezelfde vragen in meerkeuze vorm. Deze vragen gingen zowel over ‘belangrijke’ (belangrijk voor begrip van het onderwerp) als ‘onbelangrijke’ (bv. kleur of vorm van een object) informatie

Uitkomsten
Tussen de situaties ‘schoolles + film’ (L1) en ‘film + film’ (L2) zaten geen significante verschillen, in de hoeveelheid en soort informatie die de kinderen onthouden hadden. Hetzelfde gold voor de situaties ‘film’ (L3) en ‘schoolles’ (L4).

Er waren wel significante verschillen tussen de kinderen die film/les + film (L1 & L2) hadden, en de kinderen die maar 1 film/les (L3 & L4) over suiker hadden. Zowel voor de free recall, open vragen als meerkeuze vragen. Onderstaande tabel laat zien hoeveel procent van de open vragen de kinderen gemiddeld goed hadden. Dit is onderverdeeld in vragen over belangrijke en onbelangrijke informatie.

Conclusie
Bij de open vragen over belangrijke informatie, presteerden de kinderen uit de film/les + film groepen (L1 & L2) beter dan de film/les groepen (L3 & L4). Bij de vragen over onbelangrijke informatie, waren er geen significante verschillen tussen de 4 groepen. Dit impliceert dat de film/les + film situaties (L1 & L2), door herhaling, specifiek het onthouden van belangrijke informatie stimuleren.

De auteurs geven aan dat meer onderzoek nodig is, om te bepalen of de onderzoeksresultaten generaliseerbaar zijn naar andere leeftijdsgroepen en onderwerpen. Zijzelf gaan met de kinderen uit dit onderzoek vervolginterviews houden, om te onderzoeken wat de effecten van de 4 situaties op langere termijn zijn.

[/collapse]

[/collapsibles]

• Literatuur: Schönborn KJ & Anderson TR (2010). Het overbruggen van de onderwijsonderzoek-lespraktijk gap: Stichtingen voor het beoordelen en ontwikkelen van visuele geletterdheid biochemie studenten. Biochemie en Moleculaire Biologie Onderwijs, 38: 5, 347-354

[collapsibles]

[collapse title=”Nederlandse samenvatting Schönborn et al. (2010)”]

Hoeveel studenten leren van visualisaties, hangt af van 3 factoren:

• C: conceptuele kennis
• R: cognitieve vaardigheden
• M: soort visualisatie

Deze factoren staan met elkaar in verband. Dit is te zien in het onderstaande model

Bron: komt uit het artikel

Toepassingen van het model
Uit het model kunnen onderstaande toepassingen afgeleid worden:

• Een zekere hoeveelheid voorkennis (C) is nodig, om een visualisatie te kunnen interpreteren. Het is daarom belangrijk om de voorkennis van studenten te weten, voordat ze een visualisatie te zien krijgen.
• Hoeveel studenten leren van een visualisatie, hangt af van het type visualisatie en de kwaliteit ervan (M). Het is goed om de kwaliteit en begrijpelijkheid van een visualisatie na te gaan, voordat studenten hem te zien krijgen. Geef indien nodig uitleg bij de visualisatie en vertel de beperkingen.
• De juiste voorkennis (C) en een goede visualisatie (M), zijn niet genoeg als studenten de benodigde cognitieve vaardigheden (R) missen. Cognitieve vaardigheden zijn nodig om de visualisatie te interpreteren (R-M) en te begrijpen m.b.v. voorkennis (R-C).

In het artikel worden voorbeeldoefeningen gegeven, waarmee biochemie studenten 8 verschillende cognitieve vaardigheden kunnen oefenen. Sommige van deze oefeningen, kunnen (in aangepaste vorm) voor biologie leerlingen ook relevant zijn. Bijvoorbeeld (oefenen met relatieve groottes):

Zet in volgorde van grootte en zoek de bijbehorende diameter:

Glucosemolecuul – rode bloedcel – watermolecuul – mitochondrium – ribosoom – bacterie – DNA dubbele helix – virus

Diameters: 7 µm • 1-3 µm • 0,5-1,0 µm • 80 nm • 25 nm • 2,4 nm • 1 nm • 0,3 nm

[/collapse]

[/collapsibles]

• Website: Kennisnet: Beschrijft een master onderzoek naar verschillende toepassingen van video in lessituaties (pdf)
• Download: Tversky B. & Morrisony JB (2002). Animatie: kan het faciliteren? International Journal of Human-Computer Studies, 57, 247-262
• Literatuur: Kress G., Jewitt C., Ogborn J. & Tsatsarelis C. (2001). Multimodaal onderwijzen en leren: retoriek van de wetenschap klas. London: Continuum
• Literatuur: Wetzel DC, Radtke PH & Stern HW (1994). Instructie effectiviteit van video media. Hillsdale, New Jersey, [etc.]: Erlbaum
• Download: Overbeek M., Knippels M.C.P.J. & Bakker de E.P.H.M. (2015). Een dialoog in de klas over morele dilemma’s. Podium voor Bio-Ethiek, 22:1, 4-7

Toepassingen

• Website: Surfgroepen.nl: Een uitgebreide lijst van videobronnen met materiaal dat educatief kan worden ingezet
• Download: Bijnens M. et al. (2006). Handboek over digitale video en audio in het onderwijs. De Videoaktiv Project
• Download: Aasman S. & Rosendaal A. (2004) Davideon een wereld in beeld en geluid; handboek voor het gebruik van streaming media in het hoger onderwijs. – Toepassing van audiovisueel bronnenmateriaal via het Internet in lessituaties
• Literatuur (natuurkunde Toepassing): Dark ML (2005). Met behulp van science fiction films in inleidende natuurkunde. Natuur- Meester, 43: 7, 463-465

[collapsibles]

[collapse title=”Nederlandse samenvatting Dark (2005)”]

Dit artikel is een praktische toepassing van de Physics in films aanpak die Efthimiou en Llewellyn (2004) beschrijven. Dark beschrijft drie soorten opdrachten voor natuurkunde, waarbij gebruikt wordt gemaakt van film(fragmenten). Ze beschrijft één opdracht in detail. De opdracht gaat over de film ‘Armageddon’. De leerlingen moeten berekenen of de asteroïde de aarde wel of niet zal raken, en dus of het klopt wat er in de film gebeurt.

[/collapse]

[/collapsibles]