Biologiedocenten krijgen nieuw wapen tegen misconcepten

Een extreme 2D-voorstelling van een cel, waardoor leerlingen cellen ten onrechte vaak als platte schijfjes zien. Illustratie: ImageSelect

Wie cellen uitsluitend kent van de bekende ‘gebakken-ei’-tekeningen in schoolboeken, kan moeilijk beseffen dat ze driedimensionale structuren zijn met uiteenlopende vormen en functies. Toch is dat precies hoe veel leerlingen, en zelfs studenten, over cellen denken. Ze zien cellen als platte schijfjes met één of enkele functies, zonder verband tussen vorm en taak. Het is een klassiek voorbeeld van een misconcept: een denkbeeld dat hardnekkig standhoudt, ook al staat de juiste uitleg in hun boek.

Kennisbank
Het celvoorbeeld staat niet op zichzelf: biologiedocenten ontmoeten in hun lessen talloze vergelijkbare misvattingen. Om die systematisch in kaart te brengen en oplossingen aan te reiken, bestaat er al jaren een kennisbank. Maar de oude databank van de Open Universiteit is verouderd: veel items zijn achterhaald, bronvermeldingen ontbreken en de stijl loopt uiteen. ‘We hadden dringend behoefte aan een actuele en consistente databank’, zegt projectleider Sofie Faes, die samen met Alice Veldkamp (Universiteit Utrecht) en Michiel Dam (Universiteit Leiden) het project aanstuurt. Samen met docenten en vakdidactici van de NVON en beide universiteiten werkt het team aan een grondige update.

‘We willen niet alleen benoemen wat fout gaat, maar meteen oplossingen aandragen´

Misvattingen zijn er in ieder geval in overvloed. Veel leerlingen denken bijvoorbeeld dat lucht en zuurstof hetzelfde zijn, dat alle zuurstof in de longblaasjes volledig in het bloed verdwijnt of dat longen uit spierweefsel bestaan. Anderen nemen aan dat osmose stopt zodra de concentraties gelijk zijn. Sommige ideeën zijn onschuldig – zoals het blauw kleuren van zuurstofarm bloed – maar andere blokkeren fundamenteel begrip en maken het lastig om organismen goed te doorgronden.

Micro-macrodenken
Een belangrijke verklaring is dat biologielessen zelden expliciet schakelen tussen micro- en macrodenken, denkt Faes. Scheikundigen doen dat veel vaker. ‘Leerlingen zien zuurstofmoleculen als kleine belletjes die het bloed binnenstromen, in plaats van als losse deeltjes die oplossen in vocht. Als je het verschil tussen atoomniveau en waarneembaar niveau niet benoemt, ontstaat snel een verkeerd beeld.’ In de kennisbank staat bijvoorbeeld een korte PowerPoint die bij ademhaling laat zien dat moleculen willekeurig bewegen en dat er ook zuurstof wordt uitgeademd – een correctie op versimpelde schema’s in methodes.

Meerkeuzevragen
In de klas pakt Faes zelf misconcepten aan met een eenvoudige maar krachtige werkvorm: diagnostische meerkeuzevragen. Leerlingen krijgen een vraag, denken in stilte na en kiezen tegelijk voor antwoord A, B, C of D. ‘Leerlingen zijn vaak zeker van hun zaak,’ zegt Faes. ‘Als ze dan merken dat ze fout zaten, roept dat emotie op. Juist die confrontatie zorgt ervoor dat nieuwe kennis beter beklijft.’

Dat mechanisme – leerlingen hun eigen zekerheid laten toetsen – is de basis van diagnostischevragen.nl. Die site biedt een grote verzameling losse diagnostische vragen die docenten direct in de klas kunnen inzetten. De vernieuwde kennisbank gaat een stap verder: elk item bevat ook context en aanvullend lesmateriaal zoals werkbladen, practica of PowerPoints.

Thema's
De bank is ingedeeld in herkenbare thema’s, zoals ademhaling, bloedsomloop en cellen. Wie in de kennisbank zoekt op ademhaling, vindt bijvoorbeeld een practicum met de spirometer bij het thema vitale longcapaciteit. Onder bloedsomloop staat een diagnostische vraag die laat zien dat veel leerlingen denken dat haarvaten minder volume hebben dan slagaders. En bij cellen helpt een werkblad leerlingen de vorm van zenuw- en spiercellen te koppelen aan hun functie.

‘We willen niet alleen benoemen wat fout gaat, maar meteen oplossingen aandragen´, aldus Faes. ‘Docenten kunnen het materiaal direct gebruiken, zonder eerst de vakdidactische literatuur te hoeven doorspitten.’

Redactieteam
De selectie is streng. Alleen misvattingen die én hardnekkig zijn, én het leren van complexere concepten belemmeren, krijgen een plek. ‘Anders zie je door de bomen het bos niet meer,’ aldus Faes. Het projectteam gebruikt daarvoor diverse bronnen. Internationale voorbeelden worden vertaald en aangepast, onder meer uit het Best Evidence Science Teaching-project van de University of York. Daarnaast doen Faes en collega’s literatuuronderzoek en toetsen ze materiaal in hun lessen. Een redactieteam zorgt voor consistente stijl en vindbare metadata, zodat de bank straks eenvoudig doorzoekbaar is op niveau en trefwoorden.

Het project loopt nog zeker twee jaar en wordt gefinancierd door Impuls Open Leermateriaal en de NVON. Toch ziet Faes het niet als een tijdelijk traject, maar als een blijvend proces. ‘Nieuwe misconcepten duiken steeds weer op, en ook nieuwe werkvormen kunnen worden toegevoegd. Dat betekent dat we de bank blijvend onderhouden en aanvullen, ook met suggesties van docenten zelf. ‘Ik hoop dat dit straks vanzelfsprekend deel uitmaakt van de lesvoorbereiding van elke biologiedocent. Als leerlingen leren dat zuurstof geen belletjes zijn die rondzweven, maar moleculen die oplossen en bewegen, dan zijn we een stap dichter bij écht begrip. Daar gaat het uiteindelijk om: dat leerlingen biologie niet alleen reproduceren, maar doorgronden.’

De vernieuwde kennisbank is nog in ontwikkeling, maar biologiedocenten kunnen nu al meedenken. Via een online formulier kunnen zij hun meest voorkomende misconcepten aanmelden, zodat het projectteam ze kan meenemen. Een klankbordgroep van docenten geeft feedback op nieuwe items. Wil je nieuwe items en lesmateriaal als eerste zien? Meld je dan aan via sofie.faes@nvon.nl. Ook zijn bestaande diagnostische vragen te vinden op www.diagnostischevragen.nl.