Kind die op het toetsenbord drukt op een computerscherm

Model-onderwijs: Ondersteunen van 21st Century Skills met Virtual Reality in de Biologie

Onderzoeksproject (lijn 4, lopend) - In dit project richt het consortium onder leiding van het lectoraat Onderwijsbehoeften in inclusieve Leeromgevingen zich op de volgende praktijkvraag: Op welke wijze kunnen biologiedocenten hun leerlingen 21e-eeuwse vaardigheden (kritisch denken, informatievaardigheden en creativiteit) en modelbegrip bijbrengen met behulp van digitale leermiddelen (zoals VR)?

Doel van dit project is het vergaren van nieuwe kennis over het ontwikkelen van 21st Century Skills (CS) binnen het onderwijs van moleculaire biologie. De basishypothese is dat de skills kritisch denken, informatievaardigheden en creativiteit kunnen worden gestimuleerd door leerlingen zelf actief, in een construerende rol en in een virtuele omgeving, te laten experimenteren met realistische simulaties van moleculaire processen.

Behoefte aan kennis en didactisch handelingsrepertoire

Biologiedocenten in de onderbouw van het voortgezet onderwijs geven aan behoefte te hebben aan kennis en een didactisch handelingsrepertoire om leerlingen deze vaardigheden bij te brengen als onderdeel van de ontwikkeling van een wetenschappelijke houding.

Bereiken van leerdoelen rond modellen

In alle wetenschappen, in het bijzonder de bètawetenschappen, spelen modellen een belangrijke rol, als middel voor representatie en ontwikkeling van wetenschappelijke kennis. Een probleem bij het bereiken van leerdoelen rond modellen is de visualisatie van processen op moleculair niveau. Met moderne technologieën (zoals Virtual Reality (VR)) kunnen modellen visueel, driedimensionaal op moleculair niveau weergegeven worden en ook de beweginginteractie op celniveau. Kritisch en creatief omgaan met dergelijke modellen is de kern van wetenschappelijk denken.

Praktijkvraag

In dit project richt het consortium onder leiding van het lectoraat Onderwijsbehoeften in inclusieve Leeromgevingen zich op de volgende praktijkvraag:

Op welke wijze kunnen biologiedocenten hun leerlingen 21e-eeuwse vaardigheden (kritisch denken, informatievaardigheden en creativiteit) en modelbegrip bijbrengen met hulp van digitale leermiddelen (zoals VR)?

Deze praktijkvraag valt uiteen in de volgende onderzoeksvragen:

  • Welke leeractiviteiten kunnen met behulp van VR-technologie de ontwikkeling van 21st Century Skills gericht op biologische modellen ondersteunen?
  • Op welke wijze kunnen docenten deze activiteiten toepassen in concrete lessen?
  • Wat is het formatieve effect van deze lessen op modelbegrip en 21st Century Skills van leerlingen?

Het consortium

Het consortium bestaat uit hogeschool Windesheim, het Freudenthal Instituut van de Universiteit Utrecht, vo-scholen (Goois Lyceum en Greydanus Lyceum Zwolle) en een mkb-onderneming (Zepth, Ltd., Singapore) met expertise op het gebied van VR. Gezamenlijk werken deze partners aan het ontwikkelen en onderzoeken van lesmateriaal met behulp van de Lesson Study-methode (Fernandez & Yoshida, 2004).

Docenten werken in samenwerkende teams, ontwerpen lessen en voeren deze live uit. Daarbij observeren ze ze het leren van de leerlingen. Zo wordt direct inzicht verkregen in de effecten van de formatieve didactische interventies op het leergedrag van leerlingen.

Nieuwe gemeenschappelijke basis

De nieuwe kennis draagt bij aan een gemeenschappelijke basis voor het biologieonderwijs in de onderbouw voor de docenten en uiteindelijk aan hogere orde kritische denkvaardigheden voor alle leerlingen. De ontwikkelde producten bestaan uit uitdagend lesmateriaal geïntegreerd met 2D- en 3D-modelleeromgevingen en simulaties ter bevordering van 21st Century Skills en dragen bij aan het vormgeven van wetenschappelijke praktijken in de onderbouw. De resultaten worden gepresenteerd in een openbaar toegankelijke ‘live’ onderzoeksles waarin het publiek de effecten van het ontwikkelde onderwijs direct kan observeren. 

Meer weten?

Neem voor meer informatie over dit project contact op met Teresa Dias Pedro Gomes via e-mailadres: tm.pedrogomes@windesheim.nl

Abstract  
Soort Praktijkgericht onderzoek naar 21st Century skills en Virtual Reality
Omvang 15 september 2017 tot 15 september 2018
Opdrachtgever Windesheim
Partners Windesheim
Freudenthal Instituut van de Universiteit Utrecht
Vo-scholen (Goois Lyceum en Greydanus Lyceum Zwolle)
Mkb-onderneming (Zepth, Ltd., Singapore)           
Status Lopend
Financiering RAAK (SIA)