Synergie – Samen systeemdenken met kwalitatieve representaties

Het belang van systeemdenken in het onderwijs wordt breed erkend, vooral vanwege de complexe systemen waarmee leerlingen in vakken zoals biologie, economie en aardrijkskunde te maken krijgen. Het gebruik van computermodellen van dynamische systemen door leerlingen wordt beschouwd als een veelbelovende aanpak om systeemdenken te bevorderen. Echter, onderzoek toont aan dat leerlingen modelleren lastig vinden en dat ze ondersteuning nodig hebben. Ondanks deze uitdaging is er in het onderwijsveld een sterke behoefte dat leerlingen leren systeemdenken en vakinhoudelijke kennis verwerven door zelf modellen te maken, en daardoor ook epistemologische kennis ontwikkelen over modelleren. Het verbeteren van de ondersteuning van modelleringsprogramma's bij het zelf maken van modellen is dus een belangrijk doel.
Het gezamenlijk maken van een model is een effectieve manier van leren. Samenwerken stimuleert leerlingen om actief concepten te ontwikkelen en hun ideeën expliciet te maken. Echter, effectief samenwerkend leren vereist ondersteuning, aangezien leerlingen moeite hebben met samenwerken en docenten het lastig vinden om passende begeleiding te bieden.
Een belangrijke uitdaging bij modelleren en samenwerkend leren is dus het bieden van adequate ondersteuning. Het huidige project richt zich daarom op het ontwikkelen van een computer-gebaseerde leeromgeving die automatisch gegenereerde ondersteuning biedt bij het samen maken van een specifiek type model, nl. een kwalitatieve representatie. Kwalitatieve representaties beschrijven systemen zonder precieze kwantitatieve informatie te gebruiken. Deze representaties sluiten aan bij de menselijke manier van causaal redeneren over dynamische systemen. In de leeromgeving krijgen leerlingen gerichte feedback op de kwaliteit van hun representaties en het proces van samenwerken.
Het voorgestelde onderzoek omvat de ontwikkeling van lessenseries en software-innovaties in samenwerking met scholen. Vervolgens zal een effectstudie worden uitgevoerd om het effect te meten van samenwerkend leren op de ontwikkeling van zowel systeemdenken als vakinhoudelijke kennis.