Glow and the dark What’s in a game? Onderzoeksplan Mini Leegwater 1621505 HU Master of Education Biologie OWPO 19 november 2014 Docenten: Ada Herwig Birgitte van Rens Inhoudsopgave 1. Inleiding ............................................................................................................................................2 2. Theoretisch kader ............................................................................................................................3 2.1 .Waarom spelen leerlingen zo graag een spel? ............................................................................2 2.2 .Spel of game, is er een verschil? .................................................................................................3 2.3 .Kun je leerstof overbrengen door middel van het laten spelen van een spel door leerlingen? ...3 2.4 .Wat is nu precies leuk en wat maakt het spelen van een spel leuk? ............................................3 2.5 .Wat maakt een spel uitdagend en leuk om te doen? ....................................................................3 2.6 .Hoe kun je ervoor zorgen dat een spel langere tijd uitdagend blijft om te spelen? ....................4 2.7 .Hoe leren leerlingen bij het spelen van een spel en waarmee dien je rekening te houden bij het ontwikkelen van een educatief spel?............................................................................................4 3. Voorgestelde interventie ..................................................................................................................5 3.1 Context .........................................................................................................................................5 3.2 Interventie ....................................................................................................................................5 3.3 Mechanismen ...............................................................................................................................6 3.4 Outcomes .....................................................................................................................................7 4. Voorgestelde methode......................................................................................................................7 4.1 Het doel ........................................................................................................................................7 4.2 Design ..........................................................................................................................................7 4.3 De variabelen en instrumenten ....................................................................................................8 4.4 Validiteit en betrouwbaarheid .....................................................................................................9 4.5 Wat betreft de ethiek ....................................................................................................................9 5. Planning en organisatie .................................................................................................................10 Literatuur .......................................................................................................................................11 Zelfreflectieverslag.........................................................................................................................12 1 Glow and the dark Mini Leegwater Onderzoeksplan Naar aanleiding van de probleemverkenning en het theoretisch kader zijn de volgende vragen geformuleerd: 1. Inleiding De school waar het praktijkonderzoek plaatsvindt is een school voor havo, atheneum en vwo op de Veluwe. Er zitten ruim 1400 leerlingen op deze school. De vakgroep biologie bestaat uit 8 docenten en 1 vaste TOA. Er is veel ruimte voor het aanbrengen van vernieuwingen binnen de biologielessen en collega’s zijn bereid mee te denken en mee te werken. Gedurende het lesgeven tijdens schooljaar 2013/2014 aan de bovenbouw van het havo en het vwo bleek, wanneer de les minder interessant werd gevonden door leerlingen of wanneer leerlingen geacht werden opgaven te maken, dat veel leerlingen biologie lieten voor wat het was en een spel gingen spelen op mobiel of tablet. Hoe komt het toch dat het spelen van een spel voor de leerlingen zo aantrekkelijk is? En is het mogelijk één en ander te combineren? Zou er een spel gemaakt kunnen worden wat de leerlingen boeiend vinden om te spelen en waarbij hen tegelijkertijd een moeilijk onderdeel, lastige concepten, binnen de leerdoelen van het curriculum bijgebracht kunnen worden? Tijdens de probleemverkenning is door het uitvoeren van een literatuurstudie duidelijk geworden wat de kracht is van spellen en waarom een spel als een sterk en fundamenteel leermiddel kan dienen. Dit zal verder uiteengezet worden in het hoofdstuk Theoretisch kader. Na interviews afgenomen te hebben bij twee ervaren biologiecollega’s, is naar voren gekomen dat fotosynthese, de donker- en lichtreacties, een geschikt onderwerp zal zijn voor het spel. Deze stof wordt gegeven aan leerlingen van 5 vwo, waarmee ook de doelgroep bepaald is. Uit beide interviews bleek dat leerlingen van het vwo tot aan het examen moeite blijven houden met deze stof en zodoende is gekozen voor fotosynthese als onderwerp voor een spel. Hoofdvraag Kunnen door een nieuw ontworpen spel voor de leerlingen van de bovenbouw van het vwo de verschillende facetten van de donker- en lichtreacties duidelijk gemaakt worden? Deelvragen Welke criteria zijn belangrijk voor een leerzaam spel voor leerlingen van de bovenbouw van het vwo? Hoe wordt een spel vormgegeven wat de leerlingen van de bovenbouw van het vwo de verschillende facetten van de donkeren lichtreacties bijbrengt? Wat een spel leuk maakt om te spelen en boeiend voor de doelgroep kan voor een groot deel beantwoord worden door literatuurstudie. In de literatuur is te vinden hoe een spel vormgegeven kan worden wat leerzaam is en de beoogde leerdoelen bij zal brengen. De beoogde leerdoelen die de leerlingen door het spelen van het spel bijgebracht zouden moeten worden zijn leerdoelen binnen het curriculum van het vwo. Of de leerlingen de beoogde leerdoelen beheersen na het spelen van het spel zal door verschillende metingen duidelijk gemaakt worden. Aangezien er een spel ontworpen zal worden wat in de praktijk getest en geëvalueerd zal worden, is er sprake van een ontwerponderzoek (Van der Donk & Van Lanen, 2013). 2 2.4 Wat is nu precies leuk en wat maakt het spelen van een spel leuk? Volgens Koster (2014) is iets leuk als je er plezier aan beleeft en plezier wordt in de literatuur omschreven als een bron van genot. Aangezien Koster dit zelf nogal vaag vindt komt hij met een biologische verklaring voor plezier. Volgens Koster (2014) heb je plezier wanneer het brein zich goed voelt en dit is het geval wanneer endorfine in ons systeem vrijkomt. Chemische stoffen die een blij gevoel veroorzaken komen onder andere vrij wanneer we iets leren of een opdracht onder de knie krijgen. Omdat het belangrijk is voor het overleven van de soort dat de mens leert, beloont het lichaam ons daarmee met een fijn gevoel aldus Koster (2014). Volgens hem zijn er verschillende aspecten waardoor mensen plezier beleven aan het spelen van een spel maar hij is van mening dat het leeraspect daarvan het belangrijkste is. Volgens Koster (2014) komt plezier bij het spelen van een spel door rijkelijk interpretabele situaties. Des te meer manieren er zijn om de regels en situaties te interpreteren des te meer plezier men beleeft. Omgekeerd, des te meer vastomlijnd en rigide het spel is, des te beperkter het zal zijn in de duur van het spel en het plezier. Spellen waarbij de mogelijkheden eindeloos zijn, waarbij de oplossingen moeilijk of niet via wiskundige formules te berekenen zijn of waarin meer en onvoorspelbaardere variabelen zitten zoals psychologische, natuurkundige, enzovoorts zullen veel langer leuk blijven om te spelen. Voorgaande is belangrijk om rekening mee te houden bij het maken van een leerzaam spel maar er zijn meer aspecten belangrijk, daarover later meer. 2. Theoretisch kader 2.1 Waarom spelen leerlingen zo graag een spel? Veel leerlingen grijpen de kans, zodra het enigszins mogelijk is in de les, om een spelletje te spelen op telefoon of tablet. De reden dat leerlingen zo graag spellen spelen komt volgens Kisjes en Mijland (2009) onder andere omdat pubers extra gevoelig zijn voor ‘snelle kicks’, ofwel kortetermijn beloningen. Spellen hebben als eigenschap dat ze kortetermijn beloningen bieden wat een van de redenen is waarom pubers games vaak aantrekkelijk vinden (Kisjes & Mijland, 2009). Bij het spelen van spellen met anderen, spelen er volgens Kisjes en Mijland (2009) nog een aantal andere sterk motiverende elementen, die uitnodigen om het spel te blijven spelen: • competitie; • sociale interactie en daaraan gepaard gaande sociale druk; • het oneindig aantal variaties en mogelijkheden, waardoor het spel boeiend blijft. 2.2 Spel of game, is er een verschil? Deze termen zullen beiden gebruikt worden en houden dan hetzelfde in. Zoals verderop uitgelegd zit er niet veel verschil tussen speelgoed, spellen en games of spelen en sport (Koster, 2014), om deze reden zullen beide benamingen gebruikt worden in het verslag. Aangezien het de bedoeling is een spel te ontwikkelen wat deels digitaal is, is het tevens om die reden verantwoord om beide aanduidingen te gebruiken. De digitale component die het spel bevat laat de verschillen in de stand tussen de groepjes onderling zien op het digibord. Competitie is een belangrijke drijfveer voor het spelen van een spel, zie hierboven. 2.5 Wat maakt een spel uitdagend en leuk om te doen? Volgens Koster (2014) zijn spellen speciaal en uniek omdat ze een vereenvoudigde en iconische weergave van de werkelijkheid zijn, makkelijk te behappen voor ons brein. In het dagelijks leven moeten onze hersenen volgens hem hard werken om de onoverzichtelijke werkelijkheid om te zetten in zoiets helders als een spel is. Om deze redenen dienen spellen volgens Koster (2014) als erg fundamentele en krachtige leermiddelen. Koster (2014) vindt dat er niet veel verschil zit tussen speelgoed, spellen en games of spelen en sport. Het gaat steeds om het ontdekken van 2.3 Kun je leerstof overbrengen door middel van het laten spelen van een spel door de leerlingen? Aangezien de meeste leerlingen graag een spel spelen dient de vraag zich op of het mogelijk is een spel te ontwikkelen waarbij je bepaalde stof kunt overbrengen. Hierbij zal dan wel met verschillende aspecten rekening gehouden moeten worden. Het spel zal leerzaam moeten zijn maar ook leuk en boeiend voor de leerlingen. 3 een bepaald patroon, waarbij er geleerd wordt. Volgens Koster (2014) is het brein vooral een gulzige patronenzoeker. In gezichten, in situaties, in het dagelijks ritme, overal zoekt en vindt de mens een patroon, een schema, een model. Spellen zijn bijzonder prettige en hapklare brokjes patronen voor het brein (Koster, 2014). Volgens Koster (2014) zijn spellen die het brein niet uitdagen saai. Bij het herkennen van de patronen die horen bij het spel is steeds een hoger niveau nodig om het spel aantrekkelijk te houden, anders wordt het spel te makkelijk. Dit sluit weer precies aan bij de theorie over de flow die hierna uitgelegd wordt. Voor een boeiend spel is het belangrijk dat de uitdaging aansluit bij het niveau van de leerling. 2.7 Hoe leren leerlingen bij het spelen van een spel en waarmee dien je rekening te houden bij het ontwikkelen van een educatief spel? Naast wat al eerder genoemd is over leren door het spelen van een spel zijn er nog veel meer theorieën te vinden over leerprincipes tijdens spelen. Koops (2011) behandelt naar aanleiding van een studie van Gee (zoals geciteerd in Koops, 2011) verschillende leerprincipes uit de gamewereld die ook in lessen kunnen worden toegepast om lessen effectiever en motiverender te maken. Gee (zoals geciteerd in Koops, 2011) stelt dat een game alleen succesvol kan zijn als het spel goed uitlegt. Succesvolle games slagen erin om zichzelf uit te leggen op een manier die de speler als plezierig ervaart. Hieronder volgt een opsomming van een paar van deze leerprincipes zoals Koops (2011) deze vanuit het boek Learning by Design: Good Video Games as Learning Machines van Gee (zoals geciteerd in Koops, 2011) heeft vertaald en die gebruikt kunnen worden bij het ontwikkelen van een spel en die ook aansluiten bij de theorieën van Koster (2014) • Inbreng van ontwerper en speler (Codesign) Voor goed leren moet de leerlingen een actieve rol hebben. Co-design betekent dat het spel zelf pas tot spel wordt door de inbreng van de speler. De gameontwerper heeft een deel van de ervaring ontworpen, de speler voegt daar zijn inbreng aan toe en daarmee ontstaat de spelervaring. De leerling is dus niet alleen een passieve consument, zoals in frontale lessen. Dit is een essentieel onderdeel van het motiveren. • Aan de klant aanpassen (Custumize) Verschillende mensen hebben verschillende leerstijlen. Mensen kunnen hun eigen leren niet sturen als ze geen keuzes kunnen maken met betrekking tot hun leren. Tegelijkertijd moeten ze ook aangemoedigd worden om nieuwe wegen te bewandelen. 2.6 Hoe kun je ervoor zorgen dat een spel langere tijd uitdagend blijft om te spelen? In vrijwel alle literatuur over de kracht van spellen komt het begrip ‘flow’ naar voren. Dit begrip is uitgewerkt door Csikszentmihalyi (zoals geciteerd in Koops, 2011). Csikszentmihalyi stelt dat heldere doelen, haalbare uitdagingen en accurate feedback nodig zijn om een toestand van flow te bereiken bij het uitvoeren van een activiteit. Een speler die ‘in de flow’ verkeert, opereert in opperste concentratie en kan lange tijd de aandacht vasthouden. Volgens Harmsen (2012) is de flow een soort kanaal waarin uitdaging en het niveau van kunnen precies aan elkaar gelijk zijn. Is de uitdaging ten opzichte van het niveau van de speler te hoog dan spreken we van frustratie, stress of zelfs faalangst. Is het niveau van een speler te hoog ten opzichte van de uitdaging dan zal iemand zich vervelen en afhaken (Harmsen, 2012). Zie hiervoor figuur 1. Figuur 1 ‘Voorwaarden voor ‘de flow’’ Overgenomen uit “Educatief spelontwerp” van M. Koops, 2012, p.5 4 Op een plezierige manier frustrerend (Pleasantly Frustrating) Leren gaat het best als nieuwe uitdagingen een beetje frustreren. De leerling moet het gevoel krijgen aan de rand van zijn kennis te opereren, maar wel het vertrouwen hebben dat de oplossing binnen handbereik ligt. • Vissenkom (Fish Tank) De term vissenkom geldt als metafoor voor een omgeving waarin eenvoudige systemen zijn gecreëerd waarin een paar sleutelvariabelen worden benadrukt. De leerling kan zo de interactie van het basale systeem doorgronden zonder overdonderd te worden door de complete complexe werkelijkheid. Zo kunnen op gestructureerde wijze de eerste stappen gezet worden naar het doorgronden van het systeem. • Ervaring als strategie (Skills as Strategies) Mensen leren vaardigheden het best als ze een set van vaardigheden als strategie kunnen inzetten om doelen te bereiken. Door verschillende vaardigheden te integreren in nieuwe taken kunnen doelen bereikt worden. • Systematisch denken (System Thinking) Mensen leren vaardigheden, strategieën en theorieën het best als duidelijk is hoe ze in een groter geheel passen. Elke ervaring wint aan waarde als de lerende het grotere geheel kan blijven overzien. De speler moet het spel niet ervaren als mooie omgeving op zich maar de samenhang van de acties en interacties kunnen blijven doorgronden (Koops, 2011). Bovenstaande leerprincipes overlappen voor een deel de beschreven theorieën van Koster (2014). Bij het ontwikkelen van het spel kunnen de theorieën gebruikt worden om tot een boeiend en leerzaam spel te komen. Hoofdvraag Kunnen door een nieuw ontworpen spel voor de leerlingen van de bovenbouw van het vwo de verschillende facetten van de donker- en lichtreacties duidelijk gemaakt worden? Het spel Om te beginnen worden er groepen gevormd, in totaal 6 à 7 per klas van 4 à 5 ll’en per groep. De leerlingen spelen om te beginnen een spel samen wat niets met biologie te maken heeft maar samenwerking vraagt en leidt tot een oplossing waarbij zij een schatkistje verdienen. • Welke criteria zijn belangrijk voor een leerzaam spel voor leerlingen van de bovenbouw van het vwo? Hoe wordt een spel vormgegeven wat de leerlingen van de bovenbouw van het vwo de verschillende facetten van de donkeren lichtreacties bijbrengt? 3. Voorgestelde interventie 3.1 Context Leerlingen van de bovenbouw van het vwo blijven de donker- en lichtreacties van de fotosynthese tot aan het examen lastig vinden en moeilijk te begrijpen. Uit de probleemverkenning blijkt dat dit vooral komt omdat leerlingen de stof erg scheikundig vinden waar vooral de leerlingen zonder scheikunde problemen mee hebben en leerlingen vinden de stof abstract. Nu wordt er door veel oefenen met invulstencils en opdrachten, filmpjes en klassikale uitleg geprobeerd de leerlingen de fotosynthesereacties uit te leggen. De idee is dat door het spelen van een spel de leerlingen de aspecten van de fotosynthesereacties bijgebracht kunnen worden. 3.2 Interventie Nu ligt hier de uitdaging een spel vorm te geven wat leerlingen leuk en boeiend vinden om te spelen en wat hen tegelijkertijd de verschillende aspecten van de fotosynthese bijbrengt. Voor een leuk en leerzaam spel bestaan verschillende criteria, zie hiervoor ook het hoofdstuk Theoretisch kader. Tijdens de probleemverkenning is gebleken dat de meeste leerlingen het liefst een spel spelen uit de categorie puzzel, gevolgd door behendigheid en strategie/simulatie. Ook spelen ze het liefst samen een spel. Met deze gegevens is rekening gehouden bij het ontwerpen van het spel. Deelvragen 5 In de gewonnen schatkist zitten verschillende begin- en eindstoffen van de lichtreacties zoals H2O en ½O2 +2H+, 2e-, ADP + Pi, ATP, NADP+ + H+, NADPH enz. De namen van deze stoffen staan geschreven op metalen plaatjes. Er is een opstelling gemaakt gelijkend op de fotosystemen I en II in het thylakoïdmembraan maar deze stoffen ontbreken nog. Het is de bedoeling dat de leerlingen de verschillende metalen plaatjes op de juiste plek plaatsen. Wanneer alle plaatjes op de juiste plek geplaatst zijn gaat er een stroom lopen. Nu gebeuren er twee dingen, een plant op het digibord wat via een kleine server reageert op de stroomtoevoer gaat groeien, de competitie tussen de groepen is gestart én er gaat een rad draaien wat kleine balletjes oppompt, deze balletjes stellen H+-ionen voor die voor ATP gaan zorgen via ATP-synthase (alles eenvoudig uitgebeeld/nagebouwd). Naast de balletjes H+, worden er ook nieuwe metalen plaatjes met nieuwe stoffen opgepompt. Deze nieuwe stoffen zijn stoffen nodig voor de donkerreactie zoals 6H2O, 6CO2, 6 + 12ATP, 12NADPH, glucose enz. Deze metalen plaatjes dienen door de leerlingen op de juiste plaats op een metalen schijf geplaatst te worden waarna er weer een stroom gaat lopen en de schijf gaat draaien, de donkerreacties lopen/de calvincyclus loopt. Zodra de schijf draait gaat er een grotere stroom naar de kleine server en de plant op het digibord groeit sneller. Eén groepje zal nu als eerste een volgroeide plant op het digibord hebben wat te zien is door bloemen aan de plant. Nadat het spel voltooid is wordt de leerlingen gevraagd de verschillende stoffen ook op de juiste plaats op een schematische tekening van de licht- en donkereacties te schrijven, deze weergave kunnen de leerlingen bewaren in hun schrift. gecreëerd waarin sleutelvariabelen worden benadrukt. De leerling kan zo de interactie van het basale systeem doorgronden zonder overdonderd te worden door de complete complexe werkelijkheid (Koops, 2011). Volgens Koster (2014) zijn spellen speciaal en uniek omdat ze een vereenvoudigde en iconische weergave van de werkelijkheid zijn, makkelijk te behappen voor ons brein. Om deze reden dienen spellen volgens Koster (2014) als erg fundamentele en krachtige leermiddelen. Ook bij het fotosynthese-spel wordt de werkelijkheid, de donker- en lichtreacties, vereenvoudigd en iconisch weergegeven en zou dus als krachtig leermiddel kunnen dienen. Chemische stoffen die een blij gevoel veroorzaken komen onder andere vrij wanneer we iets leren of een opdracht onder de knie krijgen aldus Koster (2014). Volgens hem zijn er verschillende aspecten waardoor mensen plezier beleven aan het spelen van een spel maar hij is van mening dat het leeraspect daarvan het belangrijkste is. De idee is dat het niveau goed aansluit bij het niveau van de leerlingen aangezien uit de probleemverkenning naar voren is gekomen dat leerlingen deze stof moeilijk vinden maar toch uiteindelijk onder de knie kunnen krijgen. Om de leerlingen te helpen de reacties te doorgronden en zij door trial and error tot een goede oplossing kunnen komen, alsmede door de snelheid en afwisseling binnen het spel wordt verwacht dat de leerlingen in een flow raken wat belangrijk is om het spel uit te willen spelen en er van te leren (Csikszentmihalyi zoals geciteerd in Koops, 2011). Omdat er meerdere mogelijkheden zijn voor het plaatsen van de metalen plaatjes zijn er meerdere interpretabele situaties waardoor er meer plezier aan het spelen wordt beleefd (Koster, 2014). Zowel bij het beginspel om de schatkist te veroveren als bij het laten draaien van zowel de lichtreacties als de donkerreacties is er een actieve rol voor de leerlingen. Het beginspel moet als groep gespeeld worden, enkel door samen te werken kan het einddoel bereikt worden. Ook bij het plaatsen van de metalen plaatjes is er een actieve rol voor de leerlingen, als regel zou gesteld kunnen worden dat ieder groepslid bij elk van de twee reacties minimaal één metalen plaatje plaatst om elke leerling een actieve rol binnen het spel te geven. 3.3 Mechanismen De leerlingen spelen om te beginnen samen een spel wat niets met biologie te maken heeft maar samenwerking vraagt en leidt tot een oplossing, bij dit spel zijn rijkelijk interpretabele situaties voor meer plezier aanwezig (Koster, 2014) en uit de probleemverkenning is gebleken dat leerlingen het liefst samen een spel spelen. Door de vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid binnen het spel wordt voldaan aan het principe dat eenvoudige systemen zijn 6 Zowel bij het beginspel als het laten lopen van de reacties is sprake van co-design, het spel wordt pas spel door de inbreng van de speler (Koops, 2011). Samenwerken, een actieve rol voor de spelers en co-design zijn belangrijke criteria voor een boeiend en leerzaam spel (Koops, 2011). Wanneer we kijken naar de verschillende leerstijlen beschreven door Kolb (Hendriksen, 2014) zien we dat binnen het volledige spel zowel de doener als de denker als de bezinner als de beslisser aan bod kunnen komen. Zonder hier al te diep op in te gaan kan gebruik worden gemaakt van het experimenteren door de doener, de verbeeldingskracht van de bezinner, het logisch redeneren van de denker en de oplossingsgerichtheid van de beslisser (Hendriksen, 2014). In deze zin kunnen de leerlingen hun eigen leren sturen wat bijdraagt aan de leerzaamheid van het spel (Koops, 2011). Doordat de planten van de verschillende groepen op het digibord gaan starten met groeien op verschillende tijdstippen en ook in verschillende snelheden is er een sterk competitief effect. Kisjes en Mijland (2009) zien competitie als een sterk motiverend element, dat uitnodigt om het spel te blijven spelen. Tot slot is de verwachting dat het spel zowel uitdagend als een beetje frustrerend is. De leerling moet het gevoel krijgen aan de rand van zijn kennis te opereren, maar wel het vertrouwen hebben dat de oplossing binnen handbereik ligt (Koops, 2011). De leerlingen zullen het spel hopelijk niet ervaren als mooie omgeving op zich maar de samenhang van de acties en interacties kunnen blijven doorgronden (Koops, 2011), ook dit zijn criteria voor een boeiend en leerzaam spel. Bovenstaande inzichten uit de literatuur doen veronderstellen dat leerlingen lastige stof onder de knie zouden kunnen krijgen door het spelen van het fotosynthese-spel wat dit als doel heeft. Juist het plezier en de uitdaging tijdens het spelen van het spel zou ervoor moeten zorgen dat de leerlingen zich de lastige aspecten van de donker- en lichtreacties eigen maken. 4. Voorgestelde methode 4.1 Het doel Waar het uiteindelijk om gaat is dat de leerlingen van de 5vwo-klassen de verschillende aspecten van de licht- en donkerreacties onder de knie krijgen door middel van het spelen van het fotosynthesespel. Het gaat om 74 leerlingen, 37 meisjes en 37 jongens, verdeeld over drie klassen. 4.2 Design Aangezien er bij dit praktijkonderzoek een spel wordt ontworpen wat in de praktijk wordt getest is er sprake van ontwerponderzoek (Van der Donk & Van Lanen, 2013). Voor het design van mijn onderzoek gebruik ik de tien stappen zoals beschreven in het stuk ‘Ontwerpgericht onderzoek in het moeras van de praktijk’ van Andriessen (2013) 1. Diagnose Leerlingen van 5vwo blijven tot aan het examen moeite houden met het begrijpen van de verschillende aspecten van de lichten donkerreacties van de fotosynthese. 2. Theorie Nadat gebleken is tijdens de probleemverkenning dat de leerlingen van de bovenbouw van het vwo de reacties van de fotosynthese tot aan het examen moeilijke stof blijven vinden is gekeken op welke manieren dit tot nu toe is onderwezen en is de conclusie getrokken dat deze stof wellicht over te brengen is door het spelen van een spel door deze leerlingen. In de literatuur is gevonden waarom een spel een krachtig en fundamenteel leermiddel kan zijn en aan welke criteria een leerzaam spel zal moeten voldoen. 3. Onderzoeksagenda Onderzocht is welke aspecten van de fotosynthese nu specifiek zo lastig zijn voor de leerlingen van 5vwo en hoe deze in een spel verwerkt kunnen worden om aan de leerlingen duidelijk gemaakt te kunnen worden. 4. Ontwerpen Met de verkregen kennis na literatuuronderzoek en naar aanleiding van de resultaten van de probleemverkenning is een ontwerp voor het spel gemaakt. 3.4 Outcomes Het spel draagt daadwerkelijk bij aan het overbrengen van de reacties van de fotosynthese bij de leerlingen van de bovenbouw van 5vwo. 7 5. Actieplanning Nadat het spel ontworpen en klaar voor gebruik is zal het eerst getest worden door een andere maar vergelijkbare groep dan de doelgroep. In dit geval zal het uitgeprobeerd worden door leerlingen van 6vwo vlak voor hun examen. Er zal een voormeting plaatsvinden en een nameting, gelijk aan die de leerlingen van 5vwo ook zullen krijgen. Het kan wel zo zijn dat de metingen aangepast zullen worden na deze testfase omdat dit door de test noodzakelijk blijkt. 6. Implementatie Na eventuele aanpassingen zal het spel ingezet worden met als doel de reacties van de fotosynthese duidelijk te maken aan de leerlingen van 5vwo. Vooraf vindt een voormeting plaats, achteraf een nameting en later in de tijd nog een uitgestelde meting. Hierover verderop meer. 7. Evaluatie Na de metingen kunnen resultaten weergegeven worden. 8. Vaststellen van leren Aan de hand van de resultaten kan geconcludeerd worden of het spel bijgedragen heeft aan het overbrengen van de verschillende aspecten van de reacties van de fotosynthese bij de leerlingen van 5vwo. 9. Reflectie De successen, beperkingen en verbeteringen kunnen in kaart worden gebracht. 10. Kennisontwikkeling Wat heeft het maken en implementeren van het spel uiteindelijk opgeleverd en welke kennis heeft het opgeleverd? docenten samengesteld worden en zoveel mogelijk aspecten van de licht- en donkerreacties aan het licht laten komen. Dezelfde so wordt ook gebruikt als nameting en als uitgestelde meting. Nu is het zo dat leerlingen door deze meting tijdens het spelen van het spel misschien in de richting leren van de vragen van de so maar een totaal ander so als nameting is veel lastiger te vergelijken en zal andere resultaten geven. Wel kan de kennis van de leerlingen nogmaals getest worden door het geven van een extra so met vragen over de fotosynthese naast de voor-, na- en uitgestelde metingen om te zien of de stof daadwerkelijk overgebracht is. De uitgestelde meting wordt verricht om antwoord te geven op de vraag of de stof ook voor langere tijd in het geheugen van de leerlingen blijft opgeslagen. Leerlingen zouden tot aan het examen en liefst nog langer over de opgedane kennis moeten beschikken om profijt te hebben van het spelen van het fotosynthesespel. Omdat er voor betrouwbare resultaten zoveel mogelijk respondenten gewenst zijn leent een vragenlijst zich daar bij uitstek voor (Harinck, 2013). Naast deze metingen is er ook de toets die bij de methode hoort en volgens het PTA gegeven wordt. Wanneer de resultaten van deze toets bekend zijn bij de verschillende klassen waarbij het spel gespeeld is zal een kort interview afgenomen worden bij de ervaren collega’s van de andere klassen. Dit om vast te stellen of de leerdoelen die in het spel ingebed zaten over het algemeen minder goed, even goed of beter begrepen worden door de leerlingen die nu het spel hebben gespeeld dan door leerlingen van voorgaande jaren die het spel niet hadden gespeeld. Er wordt gekozen voor interviews omdat tijdens het interview misschien aspecten naar boven komen waar van te voren nog geen rekening mee is gehouden (Harinck, 2013). Aangezien er door middel van vragenlijsten en interviews met ervaren vakcollega’s getoetst wordt of de leerdoelen door het spel worden overgebracht, wordt dit op twee verschillende manieren bekeken en is er sprake van biangulatie. 4.3 De variabelen en instrumenten Het belangrijkste is om aan te tonen dat de leerlingen hun kennis van de reacties van de fotosynthese daadwerkelijk hebben vergroot door het spelen van het spel. Om dit te meten wordt een voormeting gedaan in de vorm van een so (schriftelijke overhoring) waarin de verschillende aspecten van de lichten donkerreacties worden bevraagd. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van verschillende vragen over de fotosynthese zoals die in het recente verleden aan leerlingen van 5vwo tijdens so’s en toetsen gesteld zijn. De voormeting met de vragen zal in samenwerking met twee andere lesgevende Bekeken wordt of de verschillende criteria waarmee rekening is gehouden bij het maken van het spel opleveren wat de theorie verondersteld. 8 Door middel van een vragenlijst wordt de leerlingen gevraagd of zij samenwerken tijdens het spel prettig vinden; vinden dat zij vrijheid hebben binnen het spel of dat zij ervaren dat de te verrichten handelingen al vastliggen; de opzet van het spel eenvoudig vinden; de licht- en donkerreacties herkennen in het spel; het idee hebben dat het spel hen de reacties van fotosynthese duidelijk maakt; plezier hadden bij het spelen van het spel; het spel te moeilijk of te makkelijk vinden; het spel graag uit wilden spelen; het tempo van het spel langzaam of snel vonden; vonden dat zij een actieve rol in het spel hadden; voor hun gevoel invloed hadden op het verloop van het spel; het competitie-aspect doorhadden en zo ja op prijs stelden of niet; deze manier van stof aanleren prettig vinden; het spel saai of uitdagend vonden; het spel hen frustreerde en zo ja op welke manier. Deze vragen zullen in een enquête opgenomen worden en de enquête zal afgenomen worden bij alle leerlingen die het spel hebben gespeeld. Omdat er voor betrouwbare resultaten zoveel mogelijk respondenten gewenst zijn leent een enquête zich daar bij uitstek voor (Harinck, 2013). Van de drie de lessen waarin het spel wordt gespeeld, wordt door dezelfde persoon video-opnamen gemaakt en deze videoopnamen zullen worden geanalyseerd. Verwacht wordt dat aan de reacties van de leerlingen te zien is of zij plezier beleven aan het spelen van het spel of niet. Om de videoopnamen te analyseren wordt een observatieschema gemaakt (Van der Donk & Van Lanen, 2013). De vakcollega’s die aanwezig zullen zijn wanneer het spel gespeeld wordt in de les, zullen worden bevraagd inzake hun ervaringen met betrekking tot plezier tijdens het spelen van het spel van de leerling Er wordt gekozen voor een interview omdat ervan uitgegaan wordt dat een ervaren docent weet wanneer leerlingen plezier beleven en omdat tijdens het interview misschien aspecten naar boven komen waar van te voren nog geen rekening mee is gehouden (Harinck, 2013). Aangezien er door middel van een enquête, interviews met ervaren vakcollega’s en analyse van video-opnamen bekeken wordt of de leerlingen het spel leuk vinden om te spelen, wordt dit op drie verschillende manieren bekeken en is er sprake van triangulatie (Van der Donk & Van Lanen, 2013). De vragenlijsten, interviewvragen en het observatieschema zal ik voor ingebruikname voorleggen aan mijn collega’s zodat zij hierop nog op- en of aanmerkingen kunnen geven waarna ik de instrumenten eventueel nog aan kan passen. 4.4 Validiteit en betrouwbaarheid De betrouwbaarheid van het onderzoek zal ik aan kunnen tonen als de verschillende instrumenten hetzelfde laten zien. De validiteit van het onderzoek waarborg ik door vanuit verschillende invalshoeken dezelfde variabelen te meten. 4.5 Wat betreft de ethiek. Er worden video-opnamen gemaakt en interviews afgenomen waarvan geluidsopnames worden gemaakt. Alle betrokkenen zullen van te voren worden ingelicht en er zal toestemming gevraagd worden om de opnames te mogen maken. De opnames zullen niet openbaar gemaakt worden. De betrokkenen bij het onderzoek zullen anoniem blijven tenzij dit niet anders kan en dan zal er eerst toestemming gevraagd worden of hun naam bekend en/of openbaar gemaakt mag worden. 9 schooljaar gegeven worden zodat er een heel jaar is om het spel te ontwikkelen, te testen en te verbeteren voordat het geïmplementeerd wordt. Zie voor de planning figuur 2. 5. Planning Het thema waarin de leerdoelen behandeld worden die ingebed zitten in het spel, zal in periode 1 van het volgend Planning ontwerponderzoek Week Actie 36 t/m 5 Ontwikkeling + testen + verbeteren van het spel 48+49 Ontwikkelen van vragenlijst voor leerlingen over de leerdoelen binnen het spel 50+51 Maken interview voor docenten over resultaten na het spelen van het spel 1+2 Maken enquête voor leerlingen over het spelen van het spel 1+2 Ontwikkelen observatieschema voor video-analyse met betrekking tot plezier van de leerlingen tijdens het spelen van het spel. 2+3 Maken interview voor docenten met betrekking tot het plezier van de leerlingen tijdens het spelen van het spel. 7 Testen van het spel bij 6vwo 7 Afnemen van alle metingen, zie voor volgorde het hoofdstuk Voorgestelde methode 7 Enquête afnemen 7 Afname van de interviews 8 Analyse van video-opname 8+9 Verwerken van testdata 38 Implementeren van het spel 38 Afnemen van alle metingen, zie voor volgorde het hoofdstuk Voorgestelde methode 38 Enquête afnemen 38 Afname van alle interviews 39 Analyse van video-opname ? Uitgestelde meting afnemen vlak voor afronden onderzoeksverslag 40 Verwerken van alle data 40+41 Onderzoeksverslag schrijven Figuur 2 Planning en organisatie 10 Literatuur Andriessen, D. (2013). Ontwerpgericht onderzoek in het moeras van de praktijk. In: Prikken in de praktijk. De Jong, H., Tops, P., van der Land, M. (red). Den Haag : Boom Lemma Harinck, F. (2013). Basisprincipes praktijkonderzoek. Antwerpen-Apeldoorn: Garant. Harmsen, D. (2012). Why so serious? Powerpointpresentatie. Amsterdam: IJsfontein.Geraadpleegd April 12, 2014, op https://onderwijsteams.sharepoint.hu.nl/fe/ia/gastsprek ersMaster/Presentaties gastsprekers/IJsfontein Serious Game Development.pptx Hendriksen, J. (2014). Cirkelen rond Kolb (6th ed.). Amsterdam: Uitgeverij Boom Nelissen. Hermans, K. (2008). Evidence-based practice: opportuniteit voor sociaal werk. Alert, 2 Kisjes, H., & Mijland, E.(2009). It’s all in the games. Middelbeers: InnoDoks. Koops, M. (2012). Educatief spelontwerp. Hogeschool van Utrecht. Geraadpleegd April 12, 2014, op https://onderwijsteams.sharepoint.hu.nl/FE/IA/OAMINOR02-05/edidactiek/Educatief spelontwerp Koops.doc Koops, M. (2011). Wat weten we over gamen in de klas? In G.M. van der Aalsvoort (Red.), Van spelen tot serious gaming. (pp. 212-230). Leuven:Acco. Koops, M. (2011). Space Challenge Powerpointpresentatie. Hogeschool van Utrecht. Geraadpleegd April 12, 2014, op http://www.saganet.nl/content/saganet-seminar-15maart-2011-good-practices-van-serious-gaming-hetvoortgezet-onderwijs Koster, R. (2014). A Theory of Fun for Game Design (2nd ed.). Sebastopol, CA: O’Reilly. Munneke, L. (2013). Evidentie Prezi. Geraadpleegd Augustus 20 t/m 25, 2014, op https://hubl.hu.nl/module/12021/overview/12279 Tijmstra, J., & Boeije, H.(2011). Wetenschapsfilosofie in de context van de sociale wetenschappen. Den Haag: Boom Lemma uitgevers. Van der Donk, C., & Van Lanen, B.(2013). Praktijkonderzoek in de school. Bussum: Uitgeverij Coutinho. 11 Reflectieverslag Manier van werken Tijdens de probleemverkenning op de havo-/vwo-school waar ik werk kwam naar voren dat de leerlingen van de bovenbouw vwo tot aan het examen moeite blijven houden met de licht- en donkerreacties van de fotosynthese. Dit kwam aan het licht na twee interviews met twee ervaren biologiedocenten van deze leerlingen. Volgens deze docenten hadden de leerlingen vooral moeite met het scheikundige gedeelte van deze stof en de abstractie. Aangezien deze stof op diverse manieren werd onderwezen namelijk door klassikale uitleg, laten oefenen door de leerlingen door opdrachten te laten maken, diverse filmpjes en ander digitaal materiaal over de stof op de elektronische leerweg te plaatsen, klassikaal filmmateriaal te laten zien en de leerlingen door diverse opdrachten veel uit te laten zoeken is gekeken hoe deze stof nog meer aangeleerd zou kunnen worden. Beide docenten zagen veel in mijn idee de stof over te brengen door middel van een door mij te ontwikkelen spel. Om dit spel aan te laten sluiten bij de leerlingen van de bovenbouw van het vwo heb ik door middel van een enquête uitgezocht welke spellen leerlingen graag spelen. In de literatuur was veel bewijs te vinden dat spellen tot een krachtig en fundamenteel leermiddel kunnen dienen en aan welke criteria een leerzaam spel zou moeten voldoen. Vanuit verschillende literaire bronnen heb ik een lijst met criteria opgesteld en aan de hand daarvan, in combinatie met de uitkomsten van de leerling-enquête, een spel ontworpen. Bij het ontwerpen van het spel heb ik steeds feedback gevraagd aan dezelfde ervaren biologiecollega’s die mij op het probleem brachten van de moeilijk door de leerlingen te bevatten lesstof over de reacties van de fotosynthese. Zij hebben mede bepaald welke aspecten van de lesstof terug zouden moeten komen in het spel. Koppeling naar de literatuur Een inspirerende lezing op de Hogeschool Utrecht op 19 december 2012 door Daniël Harmsen over hoe de motiverende kracht van spellen vertaald kan worden naar de lesomgeving bracht mij op het idee een spel te gebruiken binnen mijn onderwijs om te zien of dit een manier is om moeilijke leerstof bij leerlingen over te brengen. Daniël Harmsen wees op het boek van Koster (2014) ‘A Theory of Fun for Game Design’ als zijn grote inspiratiebron, dit boek heb ik aangeschaft en gelezen en maakte mij erg enthousiast voor het ontwerpen van een leerzaam spel. Daarnaast heb ik nog veel andere bronnen in de literatuur gevonden met bewijs voor het effectief inzetten van spellen binnen het onderwijs zoals beschreven in het theoretisch kader. Door op deze manier te werk te gaan bij de start van mijn onderzoek denk ik dat ik een innovatiegerichte houding heb getoond die laat zien dat ik in mijn onderwijs als professional in staat ben aan te sluiten bij en vorm te geven aan vernieuwingen die voor mijn doelgroep relevant zijn. Door het raadplegen en interpreteren van diverse literatuur waarbij ik in de verschillende bronnen steeds op dezelfde criteria stuitte voor een educatief spel ben ik van mening dat ik vanuit de literatuur bewijs heb gevonden voor de ontwerpcriteria van mijn spel en het bewezen effect als leermiddel. Hierbij is dan sprake van evidence-based practice. Immers, evidence-based practice benadrukt dat het sociaal werk, waaronder ook het onderwijs, meer gebruik zou moeten maken van onderzoeksresultaten. Meer specifiek zouden enkel die praktijken en interventies ter bestrijding van problemen ingezet mogen worden waarvan de effectiviteit door middel van onderzoek voldoende bewezen wordt (Hermans, 2008). Vanuit de literatuur is er genoeg bewijs dat spellen in het onderwijs ingezet zouden kunnen worden als een krachtig en fundamenteel leermiddel. 12 Onderzoeksdesign Aangezien er bij dit praktijkonderzoek een spel wordt ontworpen wat in de praktijk wordt getest is er sprake van ontwerponderzoek (Van der Donk & Van Lanen, 2013). Voor het design van mijn onderzoek heb ik de tien stappen zoals beschreven in het stuk ‘Ontwerpgericht onderzoek in het moeras van de praktijk’ van Andriessen (2013) gebruikt. De precieze manier van werken staat in het hoofdstuk ‘Voorgestelde methode’ maar in het kort heb ik door middel van twee interviews met ervaren vakcollega’s eerst de diagnose gesteld namelijk het onderdeel van de biologie binnen het curriculum waar leerlingen van het vwo tot aan het examen moeite mee blijven houden. Vervolgens heb ik in de literatuur bewijs gezocht en gevonden om als oplossing voor het probleem een spel in te zetten. Er is een onderzoeksagenda opgesteld en onderzocht wát er nu precies zo moeilijk is voor de leerlingen en aan welke criteria een leerzaam spel moet voldoen. Met behulp van ervaren collega’s, de resultaten van de leerling-enquête en de kennis opgedaan uit de literatuur is het spel ontworpen. Er is een duidelijke actieplanning gemaakt voor het testen van het spel, de implementatie, de evaluatie en de conclusie. Ook is bepaald vanuit de literatuur welke instrumenten er ingezet gaan worden om de opbrengst te meten. Zie hieronder. Validiteit en betrouwbaarheid De betrouwbaarheid van het onderzoek zal ik aan kunnen tonen als de verschillende instrumenten dezelfde resultaten laten zien. Om aan te tonen dat de leerlingen na het spelen van het spel de lesstof hebben begrepen en de inhoud hiervan hebben onthouden zal er een voor-, na- en uitgestelde meting worden gedaan. Hierbij maken alle leerlingen een bepaalde so waarin hun kennis over de verschillende aspecten van de reacties van de fotosynthese wordt getest. Daarnaast wordt er na het maken van de reguliere toets door middel van een kort interview aan twee ervaren vakdocenten gevraagd of de leerlingen de stof na het spelen van het spel volgens hen beter begrijpen dan voorgaande jaren. Door vanuit verschillende invalshoeken de (opgedane) kennis van de leerlingen te meten waarborg ik de validiteit. Om aan te kunnen tonen dat de ontwerpcriteria binnen het spel daadwerkelijk teweegbrengen wat de theorie veronderstelt dat deze zullen doen wordt onder de leerlingen een enquête afgenomen over de verschillende aspecten van het spel. Zie hiervoor paragraaf 4.3 ‘De variabelen en de instrumenten’ van het onderzoeksplan. Tevens worden video-opnamen van de drie lessen waarin het spel gespeeld wordt aan de hand van een observatielijst met beoordeling van dezelfde variabelen als waar de leerlingen naar gevraagd geanalyseerd. Tot slot worden de vakcollega’s die bij twee van de drie lessen aanwezig zullen zijn tijdens het spelen van het spel door middel van een interview naar hun beleving met betrekking tot de verschillende variabelen gevraagd. De betrouwbaarheid wordt aangetoond als de verschillende instrumenten hetzelfde laten zien en de validiteit waarborg ik door vanuit verschillende invalshoeken dezelfde variabelen te meten. Evidentie Door de wijze waarop ik de instrumenten heb ingericht en door vanuit diverse invalshoeken dezelfde variabelen te meten verwacht ik aan te kunnen tonen dat de leerlingen de leerstof daadwerkelijk op zullen pakken door het spelen van het spel. Met andere woorden: aan de hand van de resultaten verwacht ik te kunnen bewijzen dat het spel en niet andere oorzaken zorgt voor het begrijpen van de lesstof door de leerlingen. Wanneer het spel, wat voldoet aan de criteria gevonden in de literatuur, de beoogde resultaten zal opleveren is er sprake van evidence-based practice. Tevens is er sprake van practice-based evidence (Munnike, 2013). Immers, het bewijs ontstaat in de praktijk. Na het verzamelen van de data zal er gekeken worden of er sprake is van evidentie, is er een causaal verband tussen het spelen van het spel en het onder de knie krijgen van bepaalde lastige stof? De praktijk zal het uitwijzen. 13 Empirisch-analytische benadering Na het bestuderen van de drie wetenschapsparadigma’s blijkt dat vooral de empirischanalytische benadering past bij mijn onderzoek. Zoals beschreven door Tijmstra en Boeije (2011) worden bij de vragenlijst en enquête verschillende variabelen gemeten en de leerlingen en docenten worden als onderzoekseenheden gezien. Door mij, de onderzoeker, wordt vooral gekeken en geobserveerd, ik zal het spel zelf niet spelen om lesstof op te doen (Tijmstra & Boeije, 2011). Ook wordt getracht iedere deelnemer aan het onderzoek op precies dezelfde manier te behandelen en zo hun eigen persoonlijke invloed op de onderzoeksgegevens tot een minimum te beperken. In het onderzoek wordt het experiment ingezet en zoals al genoemd de enquête, bij beide strategieën heb ik als onderzoeker een relatief grote controle over de onderzoekssituatie. Tevens worden de resultaten zoveel mogelijk in cijfers uitgedrukt en worden statistische technieken toegepast bij het analyseren van de resultaten (Tijmstra & Boeije, 2011). Alle voorgaande kenmerken passen bij de empirisch-analytische benadering en mijn onderzoek valt binnen het empirisch-analytisch paradigma. Overwegingen met betrekking tot de ethiek Er worden video-opnamen gemaakt en interviews afgenomen waarvan geluidsopnames worden gemaakt. Alle betrokkenen zullen van te voren worden ingelicht en er zal toestemming gevraagd worden om de opnames te mogen maken. De opnames zullen niet openbaar gemaakt worden. De betrokkenen bij het onderzoek zullen anoniem blijven tenzij dit niet anders kan en dan zal er eerst toestemming gevraagd worden of hun naam bekend en/of openbaar gemaakt mag worden. Opgedane kennis van onderzoek binnen de onderwijspraktijk Tijdens de probleemverkenning en het maken van het onderzoeksplan ben ik bekwaam geworden in het opzetten van een onderzoek binnen het onderwijs. Ik had in eerste instantie wel moeite met het goed opstellen van het onderzoeksplan. Ik wist niet precies wat nu exact in het onderzoeksplan thuishoorde. Mijn probleemverkenning was erg goed bevonden en is als voorbeeld voor andere studenten op de site van de cursus geplaatst. Met veel vertrouwen begon ik aan het onderzoeksplan maar helaas was dit werk de eerste keer niet voldoende. Dus opnieuw ben ik de boeken ingedoken en ik heb ook veel gehad aan de bezemlessen van Lisette Munneke. Deze extra lessen over het doen van onderzoek binnen de onderwijspraktijk had ik niet willen missen, zij hebben mij veel geleerd over de juiste manier van vraagstelling, CIMO, het inrichten van de instrumenten, variabelen bepalen en operationaliseren en welke onderzoeksinstrumenten bij welke metingen in te zetten. Kortom, ik heb veel geleerd en veel gelezen en vond het leuk en interessant om mee bezig te zijn. Ik kijk ernaar uit het onderzoek daadwerkelijk uit te voeren. Op de school waar ik werk heb ik aangegeven beschikbaar te zijn voor praktijkonderzoek, bijvoorbeeld om te bewijzen dat bepaalde ingezette vernieuwingen daadwerkelijk opleveren wat beoogd was van te voren. 14