Leerdoelen in beeld voor de wiskundeles

| VO |

Project 2024-2026 Lesmaterialen koppelen aan leerdoelen uit de wiskundecurricula

Samenvatting

In het wiskundeonderwijs in het voortgezet onderwijs worden behalve de gangbare lesmethodes ook andere bronnen gebruikt. Leerlingen bekijken bijvoorbeeld online instructievideo’s of gebruiken oefenomgevingen. Leraren willen graag de mogelijkheid hebben om ander – soms zelf ontworpen – lesmateriaal in te zetten en hun lessen zo op hun eigen manier te arrangeren. Er is dus behoefte aan meer vrijheid in de keuze van lesmateriaal. Dit roept echter verschillende vragen op. Komen alle leerdoelen wel aan de orde als je van de gebaande paden van de reguliere lesmethodes afwijkt? Hoe past het nieuwe materiaal in de gangbare leerlijn? Worden de leerdoelen voldoende beheerst? Deze vragen spelen op het Coornhert Gymnasium in Gouda, waar de wiskundesectie eigen lesmateriaal ontwikkelt en arrangeert, maar onzeker is over de mate waarin de leerdoelen worden gedekt en behaald.
Om deze vragen te adresseren, is het doel van het voorgestelde project om een AI-gebaseerde omgeving te ontwikkelen waarin lesmateriaal gekoppeld wordt aan leerdoelen uit de wiskundecurricula en waarin leerprestaties op die leerdoelen worden gemonitord. Concreet maakt deze omgeving gedetailleerde samenhangende ‘landschappen’ van leerdoelen, inclusief de afhankelijkheidsrelaties die daarbinnen bestaan. Bestaand of nieuw lesmateriaal wordt vervolgens gekoppeld aan deze leerdoelenoverzichten, waardoor zichtbaar wordt welke leerdoelen het afdekt en hoe het in te passen is in een leerarrangement. Daarnaast biedt de omgeving de mogelijkheid om de prestaties voor de leerdoelen van leerlingen in beeld te brengen door middel van zogeheten studentmodellen. De omgeving biedt mogelijkheden om met behulp van de leerlingdata de kwaliteit van het lesmateriaal te evalueren en te visualiseren in relatie met de leerdoelen.

Onderzoeksvraag

De onderzoeksvraag is dus hoe een dergelijke omgeving ontwikkeld kan worden en hoe die door docenten en leerlingen wordt gebruikt. Binnen het ontwerp wordt AI gebruikt om de structuur van leerdoelen te genereren en deze te koppelen aan lesmateriaal en om een studentmodel bij te houden waarin de leerling en de docent kan zien in hoeverre de leerdoelen worden beheerst.

In eerste instantie richt het onderzoek zich op het vak wiskunde B in de bovenbouw van havo en vwo en op het gebruik van verschillende lesmaterialen daarbinnen. De innovatieve aanpak, gericht op meer autonomie voor leraar en leerling, is echter domeinoverstijgend en lijkt ook veelbelovend voor onderwijs in andere vakken.

Uitvoering

Het ontwikkelwerk voor deze omgeving wordt door het bedrijf Numworx uitgevoerd in nauwe samenwerking met het Coornhert Gymnasium. Het Freudenthal Instituut van de Universiteit Utrecht zal het flankerend onderzoek bij het project voor haar rekening nemen.

Dit project wordt (mede) mogelijk gemaakt door het groeifonds NOLAI: Nationaal onderwijslab kunstmatige intelligentie