| dc.description.abstract | Energie is een begrip dat zowel in het dagelijkse leven als bij natuurwetenschappelijke vakken wordt gebruikt. Het dagelijkse begrip energie heeft echter (een) andere betekenis(sen) dan het wetenschappelijke begrip energie. In het dagelijkse leven wordt het vaak situationeel gebruikt. Wie kent niet uitspraken als: “Ik heb even geen energie meer.” En “Mars geeft je energie!”? Het probleem hierbij is dat de dagelijkse betekenis de wetenschappelijke betekenis van energie in de weg kan gaan staan. Dit probleem wordt tijdens het volgen van het voortgezet onderwijs niet weggenomen. Er is geconstateerd dat er in het huidige voortgezet onderwijs geen goede basis van het energiebegrip wordt gelegd bij de leerlingen (Doménech e.a., 2007; Zegers e.a., 2003). Dit impliceert dat de aansluiting op het wetenschappelijk onderwijs niet naar wens is.
De cursus Machines en Energie probeert de aansluiting te verbeteren door actief in te spelen op de voorkennis. De cursus kiest voor een vernieuwende aanpak. De eerstejaars scheikunde student wordt aan de hand van een historische context ge(her)ïntroduceerd in het wetenschappelijk begrip energie. Door het volgen van een historische lijn ervaren de studenten welke empirische en theoretische stappen hebben geleid tot de wet dat energie behouden blijft (i.e. Eerste Hoofdwet). De rollen die maatschappelijke en economische vraagstukken destijds gespeeld hebben, zijn hierbij belangrijk. Praktische vragen als: “Hoe pompen we het water uit de steenkoolmijnen?” hebben geleid tot ontwikkeling van de stoommachine en de ontwikkeling van theoretisch denken over begrippen als warmte, arbeid en energie.
Het onderzoek heeft twee focuspunten. Het eerste focuspunt is achterhalen of tijdens de cursusonderdelen vaardigheden zijn verworven en begripsvorming heeft plaatsgevonden. Het tweede focuspunt is de motivatie van de studenten tijdens de cursus.
Om deze focuspunten te kunnen onderzoeken, zijn verschillende methodes gebruikt. Allereerst heeft de onderzoeker (met behulp van enkele studentassistenten) de colleges geobserveerd en gedocumenteerd. Er zijn aantekeningen gemaakt over de (non)verbale motivatie van de studenten. Ook is er nagegaan of de studenten de kernbegrippen begrijpen door te analyseren hoe ze tijdens de cursus over de begrippen praten. Naast het verbale werk, is ook het schriftelijke werk van de studenten geanalyseerd. De studenten hebben tijdens de cursus twee schrijfopdrachten gemaakt. De beoordeling van deze schrijfopdrachten op gebied van schrijfvaardigheid en begripsvorming kon door de onderzoeker direct gebruikt worden. Verder zijn de studenten aan het einde van de cursus geïnterviewd. Tijdens dit interview zijn de studenten gevraagd hoe gemotiveerd ze waren voor de verschillende onderdelen van de cursus. Ook werd in dit in interview gevraagd hoe hun begrip van energie na de cursus is. Tenslotte is er na de cursus nog een online enquête afgenomen onder de studenten, die de onderzoeker extra informatie over de motivatie kon geven.
De voorkennis van de studenten was niet op het verwachte niveau. De studenten hadden voor aanvang van de cursus Machines en Energie de cursus Fysische Chemie gevolgd, waarin de Eerste en Tweede Hoofdwet uitgebreid behandeld worden. Begripsvorming op het gebied van energie en exergie is daarbij vereist. De interactieve werkwijze in de cursus Machines en Energie zorgde er voor dat de hiaten in de voorkennis zichtbaar werden. Door het stellen van vragen aan de studenten kon de voorkennis geactiveerd en in op niveau geschat worden. Andere scheikundecursussen kunnen daarom ook baat hebben bij meer interactie tijdens de colleges, vooral om na te gaan of de veronderstelde voorkennis in voldoende mate aanwezig is.
In dit onderzoek is ook duidelijk geworden dat de studenten na het volgen de cursus nog niet alle kernbegrippen goed beheersen. Begripsvorming op het gebied van energie heeft maar deels plaatsgevonden, terwijl dit toch het hoofdbegrip van de cursus was. Begripsvorming op het gebied van exergie heeft nog niet/onvoldoende plaatsgevonden. Exergie bleek een begrip te zijn dat te ingewikkeld is om in korte tijd over te brengen op de studenten.
Verder is er uit dit onderzoek gebleken dat studenten veel moeite hebben met het schrijven van wetenschappelijke teksten. De formulering en argumentatie moet eenduidiger worden. Dit zou bewerkstelligd kunnen worden door studenten plenair te laten oefenen met geschreven stukken van voorgaande jaren. Andere scheikunde cursussen kunnen baat hebben bij het oefenen van wetenschappelijk schrijven. Het is vaardigheid die alleen verworven kan worden door veel oefenen en de studenten vooral ook feedback te geven op hun schrijven.
De studenten waren tijdens de cursus Machines en Energie niet altijd even gemotiveerd. Veel studenten gaven aan dat ze de aanpak van de cursus te schools vonden en de gevoerde discussies te gemaakt. De studenten gaven aan dat ze het niveau van enkele onderdelen van de cursus te laag vonden. Maar tegelijk is duidelijk geworden dat er op deze onderdelen onvoldoende begripsvorming heeft plaatsgevonden. De studenten waren zich dus niet bewust van hun eigen niveau. | |
