In het webartikel ’Soorten practica’ worden de verschillende typen practica beschreven: apparatuur practicum, onderzoekspracticum en begripspracticum. Binnen deze typen practica kan de docent kiezen voor weinig of veel invloed van de leerling (vrijheidsgraden):
1. Gesloten practicum

De leerling heeft vrijwel geen eigen inbreng. Het practicum verloopt volgens een voorschrift (kookboek).
2. Half open practicum

De leerling heeft in dit type practicum enigszins invloed. Er wordt nog steeds gewerkt met een voorschrift, maar daarbinnen zijn een aantal vrijheidsgraden. Een leerling kan bijvoorbeeld zijn eigen proefopzet bedenken bij een gegeven onderzoeksvraag.
3. Open practicum

De leerling heeft in dit type practicum veel invloed. (Vrijwel) alle aspecten van het onderzoek worden aan de leerling overgelaten (Foeken, 2009).
Vier basismogelijkheden
De keuze voor een (half) open of gesloten practicum kan afhankelijk zijn van verschillende factoren. De positie van het practicum binnen het curriculum wordt beïnvloed door de kennis en vaardigheden die een leerling bezit en kan gebruiken. Kan een leerling een volledig open experimenteel onderzoek uitvoeren zonder kennis te hebben van de verschillende fasen van de natuurwetenschappelijke methode? Of heeft een leerling eerst oefening nodig in de verschillende fasen? Daarnaast is ook het type practicum en het bijbehorende doel van invloed (Van den Berg, 1994). Stokking & Schaaf (1999) formuleren een viertal basismogelijkheden op basis van literatuur en praktijk:
1. Introductie & oefening

De leerlingen maken kennis met de afzonderlijke stappen van het onderzoek doen. Deze stappen worden geoefend voordat tot een groter geheel wordt overgegaan.
2. Afbouwende voorstructurering

Naar mate de ervaring met onderzoek doen toeneemt, worden de opdrachten minder voor gestructureerd.
3. Volledig open, met begeleiding

De leerling doet onderzoek en heeft vrijheden in bijvoorbeeld het formuleren van de onderzoeksvraag of methode. De docent begeleidt het onderzoek en helpt waar nodig.
4. Volledig open, met begeleiding op verzoek

De leerling doet net als bij 3 een open onderzoek. Echter, in dit geval is begeleiding afhankelijk van het moment dat de leerling er beroep op doet.

Falk, Keuchenius & Saaltink (1974, p. 161) hebben onderstaand schema opgesteld waarmee bestaande practica kunnen worden geanalyseerd.

De taak van de docent is een afweging te maken tussen een meer open of meer gesloten optie, afhankelijk van het doel van het practicum, de leerstijl van de leerlingen en de aanwezige voorkennis van de leerlingen. Ook de moeilijkheidsgraad van het practicum speelt hierbij een rol. Hierbij kan de inhoudelijke theorie moeilijker zijn of de uitvoering van het practicum (Stokking & Schaaf, 1999). Deze keuze kan daarnaast ook afhankelijk zijn van de overeenstemming die het practicum moet hebben met de wetenschappelijke praktijk van onderzoek doen (Van Eijck, 2009).
De docent kan in het aanleren van de onderzoekvaardigheden ook binnen een practicum keuzes maken. Een deel van de stappen van de natuurwetenschappelijke methode kan opengelaten worden, terwijl de rest gesloten is. Bijvoorbeeld: het aanreiken van een onderzoeksvraag maar het open laten van de methode. De docent kan er ook voor kiezen om juist in de uitwerking meer te sturen (Stokking & Schaaf, 1999).
De docent kan ook variëren in de mate en de wijze waarop feedback wordt gegeven aan de leerlingen:

• “meer gericht op de vakinhoud of meer op het onderzoek als onderzoek
• meer globaal of meer gedetailleerd
• meer procesgericht of meer productgericht
• convergerend (toewerkend naar beslissingen, conclusies) of divergerend (opties genererend)
• meer gericht op de concrete activiteiten, dus de doe-kant van onderzoek of meer gericht op de denk-kant: begrippen, argumenten, conclusies, relaties tussen het onderzoek en de verkregen kennis, reflectie op gemaakte keuzes en de consequenties daarvan en ‘hoe het ook anders had gekund’ ”

(Stokking & Schaaf, 1999, p. 31)

Als biologieleraar krijg je te maken met verschillende typen practica zoals genoemd in dit artikel. Als beginnend docent heb je een arsenaal aan uitgeschreven practica tot je beschikking vanuit diverse biologiemethoden. De keuze van het practicum en de bijbehorende werkwijze kun je als docent aanpassen aan de ervaring van de groep leerlingen.
Deze opdrachten zijn ontwikkeld voor de eerstejaars studenten aan de lerarenopleiding biologie tweedegraads. De doelen van deze opdrachten zijn:

• De student kan de verschillende typen practica (apparatuur practicum, onderzoekspracticum, begripspracticum) herkennen
• De student kan herkennen of een bestaand practicum gesloten, half open of open is
• De student kan benoemen wat de gevolgen van een gesloten, half open of open practicum zijn voor de voorbereiding van de docent

Opdracht 1: Typen practica

• Kies 5 verschillende practica.
• Bepaal per practicum of het een apparatuur practicum, onderzoekspracticum en/of begripspracticum is.

Alternatief:
Bekijk een biologiemethode en selecteer een:

• apparatuur practicum
• onderzoekspracticum
• begripspracticum

Opdracht 2: Vrijheidsgraden in een practicum

• Kies twee verschillende practica.
• Analyseer het practicum en bepaal de hoeveelheid vrijheidsgraden. Maak hierbij gebruik van het schema ontwikkeld door Falk, Keuchenius & Saaltink (1974, pagina 161).
• Beargumenteer of de hoeveelheid vrijheidsgraden past bij het niveau van de leerlingen en in hoeverre dit consequenties heeft voor de organisatie en instructie rondom het practicum.
• Pas waar nodig het practicum aan (meer of minder vrijheidsgraden), zodat het past bij het niveau van de leerlingen.

Een volgende stap in je ontwikkeling is dat je practica zelf gaat ontwerpen of herontwerpen.

Opdracht 3: (Her)ontwerpen van een practicum

• Download: Opdracht ‘Een practicum: ontwerpen, uitvoeren, terugblikken’

Ben je klaar met het ontwerpen van je practicum of wil je een bestaand practicum kritisch analyseren op effectiviteit, dan kun je gebruik maken van onderstaande checklist (inventory):

• Website: Millar, R. (2009). Analysing practical activities to assess and improve effectiveness: The Practical Activity Analysis Inventory (PAAI). York: Centre for Innovation and Research in Science Education, University of York

Opdracht 4: Leerlijn practicum
Practica staan binnen een vak, maar eigenlijk ook binnen een school, met elkaar in verbinding. Om vaardigheden aan te leren is stap voor stap oefening nodig. Door de practica met elkaar in verbinding te brengen kan een leerlijn ontstaan. De volgende stap in het nadenken over practica vaardigheden is daarom het ontwerpen van een leerlijn op dit gebied. De volgende opdracht helpt je daar over na te denken en een leerlijn te ontwikkelen voor één jaarlaag.

• Download: Opdracht ‘Naar een leerlijn practicum’

Abrahams & Millar (2008). Does practical work really work? A study of the effectiveness of practical work as a teaching and learning method in school science. International Journal of Science Education, 30:14, 1945-1969

Abrahams en Millar hebben een tabel opgesteld waarmee de effectiviteit van een practicum bepaald kan worden. Een practicum kan op twee niveaus effectief zijn:

• Het doen niveau: de leerlingen doen wat ze zouden moeten doen (niveau 1)
• Het leren niveau: de leerlingen leren wat ze zouden moeten leren (niveau 2)

Verder kan een practicum leerdoelen hebben op het gebied van:

• (wetenschappelijk) onderzoek
• (wetenschappelijke) kennis / ideeën

Deze effectiviteitniveaus en leerdoelen hebben Abrahams en Millar gecombineerd tot onderstaande tabel:

Abrahams en Millar hebben 25 case studies uitgevoerd op 8 verschillende middelbare scholen in Engeland. Per case observeerden zij een practicum les (vooral scheikunde en natuurkunde practica, een paar biologie). Voor en na de les praatten zij met de docent, en indien mogelijk tijdens en/of na de les met wat leerlingen. De leeftijd van de leerlingen was 11-14 en 15-16 jaar.

Opvallende uitkomst en verklaring
Opvallend is dat de practica alleen effect hebben op niveau 1o en 2o. Dit heeft alles te maken met de manier waarop docenten het practicum introduceren. Zij leggen de focus op hoe het practicum uitgevoerd moet worden, en besteden weinig tot geen aandacht aan de achterliggende ideeën. Gevolg: leerlingen zijn slechts bezig met het goed proberen uit te voeren van het practicum. Wanneer leerlingen moeten vertellen wat zij geleerd hebben van het practicum, kunnen zij slechts handelingen beschrijven die zij gedaan of gezien hebben. Ze bereiken daardoor niveau 1i en 2i niet. Op deze manier is de leeropbrengst n.a.v. practica gering.

De effectiviteit van een practicum verhogen
Docenten zouden meer aandacht moeten besteden aan achterliggende ideeën (klassikaal en/of in de practicumbeschrijving), om de leeropbrengst van practica te verhogen.

Veel docenten verwachten dat leerlingen door het doen van een practicum achterliggende ideeën / theorie leren. Maar hoe goed leerlingen het practicum ook uitvoeren, ze zullen de achterliggende ideeën niet halen uit de handelingen en observaties die zij doen. Deze ideeën moeten aangedragen worden door de docent. Alleen dan zullen de leerlingen een link kunnen leggen tussen wat zij in het practicum doen en de achterliggende ideeën. Leerlingen hebben als het ware een scaffold nodig.

Het is belangrijk dat de leerlingen al tijdens het practicum over de achterliggende ideeën beschikken. Op deze manier is het practicum meer betekenisvol: het doel van het practicum is duidelijker en de observaties kunnen gekoppeld worden aan de ideeën / theorie. Als de achterliggende ideeën niet tijdens het practicum beschikbaar zijn, verlaagt dit de leeropbrengst van het practicum.

De tabel van Abrahams en Millar kan gebruikt worden als tool, om na te denken over het leerdoel van een practicum en de mate en soort van begeleiding die nodig is. Een leerdoel op niveau 2i stelt bijvoorbeeld hogere cognitieve eisen dan op niveau 2o.