Sector
  • Alle onderwijstypen
Leerplankundig thema
  • Vaardigheden
Vakspecifiek thema
  • Modelvorming
Trefwoorden
  • Modelleren

Modelleren en modelgebruik als natuurwetenschappelijke werk- en denkwijze

31-8-2017

Modelleren (en modelgebruik) is naast onderzoeken en ontwerpen een van de belangrijke natuurwetenschappelijke werk- en denkwijzen. Ook in andere vakgebieden, zoals kunst en economie, speelt modelleren een belangrijke rol. Met de komst van computers met grote rekenkracht zijn de mogelijkheden en het belang van modelleren als wetenschappelijke activiteit alleen maar toegenomen. Bij modelleren kunnen we onderscheid maken tussen het ontwikkelen en gebruiken van een tastbaar (al dan niet geschaald), een conceptueel en een wiskundig, (al dan niet) dynamisch model. Voorbeelden zijn torso's, stroomschema's en klimaatmodellen. Redeneren met behulp van modellen en ontwikkelen van modellen vormen belangrijke hogere orde denkvaardigheden en maken deel uit van een curriculum dat 21e eeuwse vaardigheden centraal stelt (OECD, 2008, 2009). Modelleren past goed in onderwijs waarin meer nadruk gelegd wordt metacognitieve vaardigheden of denkvaardigheden. Het is namelijk bij uitstek een activiteit waarbij leerlingen probleemoplossende vaardigheden leren en gebruik maken van ICT als doel en als middel. Daarnaast is modelleren uitermate geschikt als activiteit binnen concept-contextonderwijs (Savelsbergh, 2008).

Internationaal wordt het belang van modelleren in het onderwijs ruim onderkend. In de Verenigde Staten bijvoorbeeld maakt modelleren deel uit van de zeven werk- en denkwijzen in de Common Core State Standards en de Next Generation Science Standards.

In Nederland is modelleren opgenomen in de leerplanvoorstellen voor Wetenschap &Technologie in het basis- en speciaal onderwijs ​​en in de Kennisbasis natuurwetenschappen en technologie voor de onderbouw vo. In po en onderbouw vo gaat het daarbij meer om modelontwikkeling en -gebruik dan om dynamisch modelleren. In de tweede fase is er met de vernieuwing van de natuurwetenschappelijke vakken, de wiskundeprogramma's en economie meer nadruk komen te liggen op (het belang van) modelleren als werk- en denkwijze.

Uit een onderzoek onder leraren en leerlingen in de tweede fase (Michels, Bruning, Folmer, & Ottevanger, 2014) blijkt dat de vaardigheid modelleren als activiteit nauwelijks aan bod komt in de schoolpraktijk. Leraren hebben in hun eigen opleiding destijds geen ervaring op gedaan met (met name dynamisch) modelleren. Voor leraren is het werk maken van modelleren in de klas een extra uitdaging. Binnen verschillende vaksteunpunten hebben leraren zich binnen een DOT bezig kunnen houden met de didactiek van het modelleren. Hoewel er steeds meer expertise komt, is er onder leraren nog wel sprake van een handelingsverlegenheid. Voor het bètaonderwijs in de tweede fase adviseert Savelsbergh (2008) om (dynamisch) modelleren uit te werken in de hieronder genoemde doelstellingen:

  • De leerling kan een realistische contextsituatie analyseren, inperken tot een hanteerbaar probleem, vertalen naar een model, modeluitkomsten genereren en interpreteren en het model toetsen en beoordelen.
  • De leerling kan bij het oplossen van een modelleerprobleem gebruikmaken van passende modelleersoftware.
  • De leerling kan weergeven hoe modellen ontwikkeld worden, hoe ze gebruikt worden bij verklaren en voorspellen, hoe ze getoetst worden, en wat mogelijkheden en beperkingen zijn van computermodellen bij het vinden van modeluitkomsten.

Er is daarbij behoefte aan zowel een vakoverstijgende als een vakspecifieke doorlopende leerlijn voor modelleren in po en vo. In de tweede fase gaat het met name om het dynamisch modelleren en het uitwerken van een vakoverstijgende en doorlopende leerlijn voor de hierboven genoemde doelstellingen. Daarnaast is er - vanwege de geconstateerde handelingsverlegenheid onder docenten - binnen verschillende vakken behoefte aan concrete voorbeelden van lesactiviteiten en een nascholingsaanbod voor verschillende vakken, zoals economie, aardrijkskunde en de bètavakken.

Contactpersoon