Samenvatting promotie onderzoek – Summary dissertation

Door het opschonen van deze website heb ik gezien dat er niet een duidelijke, korte samenvatting van mijn onderzoek te vinden is behalve het Zone artikel (en natuurlijk in de officiele publicaties en directe link naar online proefschrift). Vandaar hieronder de samenvatting zoals die ook op de NWO website staat zal komen . Laten we beginnen met de conclusie in het Engels, klik op read more voor de hele samenvatting [English summary at the end of the text].

All in all, the question, whether or not students show better learning outcomes when they are the model designers in knowledge-rich simulated workplaces in a process of guided-co-construction, is unresolved. Based on the tests in the two experiments, there is hardly or no difference in learning outcomes when compared to students who had ready-made models provided. However, two findings lead us to believe that guided-co-construction might improve the students’ understanding of modelling and codified knowledge. First, the students in the experimental condition in the first experiment produced better models of their designs. It seemed that this was due to the fact that the teachers used their models as communication and orientation tools. Secondly, at two schools in the final experiment more interactions over models were found and models were a part of the process for a longer time.

In het huidige technisch vmbo is er op veel scholen een andere organisatorische context ontstaan met nieuwe mogelijkheden voor het verbinden van praktijk en theorie. De afzonderlijke vakken komen in geïntegreerde opdrachten aan de orde in een gesimuleerde werkplaats, onder begeleiding van een team van leraren uit verschillende disciplines. Deze organisatorische context biedt in principe nieuwe mogelijkheden. Er blijven echter vele vragen voor de realisering in de praktijk.

Samen met leraren heeft de onderzoeker opdrachten ontworpen waarbij leerlingen onder begeleiding samenwerken aan technische constructies bijvoorbeeld een driewieler. In dit ontwerp- en constructieproces komen wis-, en natuurkundige vraagstukken naar voren die leerlingen moeten oplossen. Door deze vakken niet geisoleerd in afzonderlijke vakken aan te bieden, maar in de context van een zinvolle praktijkopdracht raken leerlingen gemotiveerd en ervaren zij het nut van de wiskunde voor hun leven en beroep.

De probleemstelling was: Is het beter leerlingen kantklare modellen aan te reiken of is het effectiever leerlingen – onder begeleiding – te leren zelf modellen te ontwerpen in de context van een geïntegreerde leeromgeving (werkpleksimulatie) in het technisch beroepsonderwijs? (vgl. ook Van Dijk, Van Oers & Terwel 2003). De doelstelling voor de leerlingen is ‘learning for understanding’ in de technische en exacte vakken.

Wat is nu de opbrengst van dit onderzoek? In de analyses kon geen significant verschil worden aangetoond in de leerresultaten tussen experimentele en controle leerlingen zoals gemeten met een landelijke, gestandaardiseerde toets voor wiskunde en science. De leerlingen in beide condities scoorden evengoed op deze toets.

Er is echter niet alleen gekeken naar de scores op toetsen. Er is ook uitgebreid onderzoek gedaan naar de leer- en samenwerkingsprocessen op de werkvloer. Er is een groot aantal video-opnamen gemaakt, met drie camera’s tegelijk. En er is zorgvuldig geobserveerd het het proces in de werkplaats en in de kleine groepen (teams) is verlopen. Uit die observaties en analyses kwamen belangrijke inzichten naar voren.

Niet de tegenstelling tussen ‘providing’ versus ‘guided co-construction’ bleek bepalend voor leereffecten op de eindtoets voor wiskunde en science. Het gebruik en de functies van het ontwerp (bijv. de tekening) gedurende het gehele constructieproces zijn doorslaggevend. Soms werd het ontwerp als een geïsoleerde stap afgerond en speelde het nog nauwelijks een rol in de constructiefase. Maar als het ontwerp gedurende het gehele proces werd meegenomen en bijgesteld tijdens het construeren van het technisch object waren de leerresultaten op de toetsen beter. Dit laatste was het geval op een experimentele en op een controleschool. Hier werd het ontwerp voortdurend als een ‘tool’ in het gehele constructieproces gebruikt, zowel voor communicatie in de groep als voor het nemen van beslissingen over de technische specificaties van het technisch produkt tijdens het constructieproces (orientatie).

Het onderzoek heeft gegevens opgeleverd over de wijze waarop leerlingen samenwerken in een gesimuleerde werkplaats onder begeleiding van een team van leraren uit verschillende disciplines bijvoorbeeld een leraar motorvoertuigen techniek, een wiskunde leraar en een leraar Engels of Nederlands. Er is meer inzicht ontstaan hoe het ontwerpen en construeren van een technisch produkt kan bijdragen aan kennis en inzicht in vakken als wiskunde en science. Die kennisontwikkeling bij leerlingen ontstaat niet vanzelf. In het gehele proces moet steeds geprobeerd worden relaties te leggen tussen het technisch handelen en de kennis uit de verschillende vakgebieden. De rol van de leraren is daarbij essentieel. Er blijven dus nog verschillende vragen voor verder onderzoek.

 

English

Most 12-16 year-old students receive vmbo-education. VMBO may be the most innovative part of our educational system. However, this type of education is not very popular with parents and students have motivational problems. Too many students leave school without a diploma or do not proceed to mbo. Students and parents complain that education is too theoretical and too far away from practice. On the other hand, however, in fast changing vocations in technology, construction, engineering and welfare, more than ever the importance of knowledge increases. In contemporary technical vmbo many schools have created a different organisational context to connect theory and practice.Separate school subjects are integrated in assignments in simulated workplaces guided by a team of teachers form several disciplines. This organisational context creates new opportunities, although many questions remain with regard to the realisation in practice. Together with teachers the researcher has designed assignments for which students under guidance cooperatively work on technical constructions such as a tricycle. In this design and construction process scientific and mathematical problems emerge and have to be solved. By not teaching these subjects isolated, but in a context of a meaningful practical assignment, students are motivated and experience what mathematics can mean for their live and profession. The research question was: is it better to provide students with ready made models or is it more effective to have students -under guidance- design the models themselves in a context of an integrated learning environment (workplace simulation) in technical vocational education (cf. Van Dijk, Van Oers & Terwel, 2003). The goal for students is learning for understanding in the technical and scientific school subjects.

What are the results of this research project? In the analyses no significant difference in learning outcome could be found between the experimental and control condition as measured by a national standardised test for mathematics and science. Students in both conditions performed equally well on this test. However, test scores were not the only data in the analyses. Extended analyses were also performed on the learning and cooperation processes in the workplace simulation. An extensive body of video recordings was made with three synchronised cameras. And carefully the process in the workplace simulation and in the subgroups was observed. From those observations and analyses important insights emerged.

Not the ‘providing’ versus ‘guided co-construction’ dichotomy was the main cause of the differences in learning outcomes regarding mathematics and science. The use and functioning of the design (i.e. a drawing) during the complete construction process proved to be the most important. At some schools the design only was an isolated step that had to be completed and was hardly used in the actual construction. When, on the contrary, the design was used and developed all along during the construction of the technical object, learning outcomes on tests were better. The latter was the case at an experimental as well as at a control school. The design was continuously used during construction as a ‘tool’ for communication in the group and used for taking decisions on technical issues of the product all along the production process (orientation)

The research project has resulted in data on the way in which students cooperate in simulated workplaces under guidance of a team of teachers form several different disciplines, for example teachers of mechanical engineering, mathematics and Dutch or English. We have now more insights in how the design and construction of a technical product can improve students’ understanding in mathematics and science. That understanding will not emerge by itself. All along the process it is needed to connect technical activities with knowledge from the different disciplines. The role of the teachers is essential. For future research several questions remain.