Fostering students’ meta-modelling knowledge regarding biological concept-process models

Susanne Jansen

Proefschrift Fostering students’ meta-modelling knowledge regarding biological concept-process models Bevordering van de ‘meta-modellering’-kennis van leerlingen inzake biologische concept-procesmodellen Promotor is Wouter van Joolingen en co-promotor Marie-Christine Knippels. Verdediging: 16 mei om 10.15

Abstract

Wetenschappelijke informatie in de vorm van modellen duikt steeds vaker op in de media. Het is daarom voor alle mensen in de samenleving belangrijk om te begrijpen hoe wetenschappelijke modellen gemaakt en gebruikt worden. Het onderwijs kan een belangrijke rol spelen in het ondersteunen van wetenschappelijke kennis van leerlingen over modellen (meta-modelling knowledge). Dit proefschrift bespreekt hoe de meta-modelling knowledge bij leerlingen ondersteund kan worden. We maken hierbij vooral gebruik van een type model dat vaak wordt gebruikt om biologische processen weer te geven: concept-procesmodellen.

In vijf opeenvolgende studies evalueren we eerst de toepasbaarheid van een bestaand raamwerk dat meta-modelling knowledge beschrijft op biologische concept-procesmodellen. Hierna ontwikkelen en verspreiden we een test om de meta-modelling knowledge van leerlingen te beoordelen. Ten derde gebruiken we Lesson Study als onderzoeksinstrument om een les te ontwikkelen die belangrijke aspecten van meta-modelling knowledge bij leerlingen introduceert. In deze derde studie evalueren we ook het gebruik van Lesson Study als onderzoeksinstrument. Ten vierde ontwikkelen we lessen om de visuele geletterdheid van leerlingen te bevorderen en leerlingen te betrekken bij modelleerprocessen. Tenslotte onderzoeken we of leerlingen in staat zijn om hun opgedane meta-modelling knowledge toe te passen op een driedimensionale virtuele omgeving.

Dit proefschrift laat zien dat de ontwikkelde lessen de meta-modelling knowledge van leerlingen met betrekking tot biologische concept-procesmodellen bevorderen. Ook is gebleken dat het gebruik van Lesson Study als onderzoeksinstrument een veelbelovende optie is om de kloof tussen theorie-gedreven onderzoek en onderwijspraktijk te overbruggen. Verder biedt dit proefschrift aanbevelingen over hoe de meta-modelling knowledge van leerlingen kan worden ondersteund.

Lesmateriaal

Susanne Jansen heeft in schooljaar 2018-2019 samen met een team van docenten lesmateriaal ontwikkeld om het redeneren met biologische modellen van processen te stimuleren. Hieruit zijn richtlijnen voortgekomen waarmee je als docent zelf lesmateriaal kunt ontwikkelen, om het niveau van redeneren met biologische modellen bij leerlingen te verhogen. Aangezien dit een vaardigheid is die bij elk onderwerp binnen de biologie bruikbaar is, kan je met deze richtlijnen lesactiviteiten ontwikkelen voor het biologische onderwerp dat je op dat moment behandelt in de klas.

Verwijzingen

• Jansen, S. (2022). Fostering students’ meta-modelling knowledge regarding biological concept-process models. Utrecht: Utrecht Universiteit.
• Jansen, S., Knippels, M.-C. P. J. and Van Joolingen, W. R. (2021). Lesson study as a research approach: a case study (PDF) International Journal for Lesson & Learning Studies, 10(3), 286-301. doi:10.1108/IJLLS-12-2020-0098 .
• Jansen, S., Knippels, M. C. P. J. and van Joolingen, W. R. (2019). Assessing students’ understanding of models of biological processes: a revised framework (PDF) International Journal of Science Education, 41(8), 981–994. doi:10.1080/09500693.2019.1582821 .