Onderzoekend leren met simulaties in het middelbaar technisch beroepsonderwijs

In het rapport wordt verslag gedaan van een vierjarig onderzoeksproject waarin de effectiviteit van onderzoekend leren met simulaties is onderzocht in de context van het middelbaar technisch beroepsonderwijs. De verwachting was dat deze effectiviteit toeneemt door de jaren heen. In het onderzoek was sprake van een individuele en een samenwerkingsvariant, waarbij de samenwerkingsvariant in een aantal ontwikkelingsstappen werd ontwikkeld.

Vraagstelling

De centrale onderzoeksvraag in het onderzoek betrof de effectiviteit van onderzoekend leeromgevingen in vergelijking met klassikale instructie zoals gemeten met inhoudelijke en procesmatige kennismaten. Deze effectiviteit werd over een aantal jaren gemeten bij ROC leerlingen waarbij de verwachting was dat deze effectiviteit toe zal nemen door de jaren heen. Dit gebeurt in een individuele en een samenwerkingsvariant, waarbij de samenwerkingsvariant in een aantal ontwikkelingsstappen werd ontwikkeld.

Conclusie

Door gebruik van simulaties zijn mbo-studenten aantoonbaar beter in staat om complexe vraagstukken op te lossen dan studenten die de traditionele lesmethode volgen. Complexe vraagstukken doen een beroep op conceptuele kennis waarvoor inzicht nodig is in onderliggende relaties en de werking van mechanismen.

Door onderzoekend leren met simulaties ontwikkelen studenten in het mbo aantoonbaar meer conceptuele kennis dan bij traditionele instructie. Computersimulaties maken onderzoekend leren mogelijk en bieden studenten de gelegenheid om snel, veilig en betrouwbaar experimenten uit te voeren. Met name bij experimenten die in een proefopstelling met echte apparatuur ingewikkeld, tijdrovend of risicovol zijn, geven simulaties studenten de mogelijkheid om in minder onderwijstijd meer en diepgaandere kennis te verwerven.

De resultaten van het onderzoek laten verder zien dat een aanpak om te komen tot een hoog opleidingsniveau waarin studenten de kennis en vaardigheden verwerven die nodig zijn voor het oplossen van complexe vraagstukken niet gezocht hoeft te worden in extra onderwijstijd of meer (praktijk)oefening binnen de traditionele lesmethode. Conceptuele kennis is een onderscheidende vorm van kennis die anders is dan de kennis die studenten verwerven binnen de traditionele lessen. Daarmee zijn computersimulaties geen vervanging van het bestaande onderwijs maar een aanvulling die bijdraagt aan een (hoger) opleidingsniveau van studenten die zonder ict moeilijk te bereiken is. Studenten die in het eerste leerjaar van het mbo met computersimulaties werken, bouwen op andere studenten een (kennis)voorsprong op die ze in latere leerjaren niet alleen behouden, maar ook verder uitbouwen.

Een combinatie van het traditionele beroepsonderwijs en virtuele oefensituaties lijkt vooralsnog de beste mix voor het opleiden van studenten die toegerust zijn om in de beroepspraktijk zowel eenvoudige als complexe vraagstukken te kunnen op lossen.