STEM-OVUR-model

 Oriënteren: Onderzoeksvraag stellen

Uit de echt-willen-weten vragen kunnen leerlingen een vraag selecteren waarop ze het antwoord via een onderzoek te weten willen komen. Die vraag kunnen ze dan -samen met hun leerkracht-  omvormen naar een onderzoeksvraag.  Het stellen van een goede onderzoeksvraag is misschien wel de moeilijkste stap in het proces van onderzoekend leren.

Een goede onderzoeksvraag voldoet aan de volgende criteria (Strubbe et al., 2012):

• • • • • • • • • Een onderzoeksvraag is ondubbelzinnig en helder geformuleerd.
                • Een onderzoeksvraag is specifiek en voldoende afgebakend.
                • Het antwoord op de onderzoeksvraag kan onderzocht worden door het uitvoeren van experimenten of het analyseren van beschikbare gegevens.
                • Het onderzoek is haalbaar binnen de klascontext (tijd, materiaal, voorkennis…)

Voorbereiden: Hypothese vormen

Het formuleren van een hypothese is een belangrijke fase in het onderzoek.  Het is niet zomaar een wilde gok, maar een redelijke veronderstelling van wat het antwoord op de onderzoeksvraag zou kunnen zijn op basis van voorkennis. Leerlingen argumenteren waarom ze een bepaalde hypothese vooropstellen (KOV, 2022a). De hypothese geeft richting aan het verdere ontwerp van je onderzoek.  In de volgende stappen van je onderzoek zal je immers proberen om je hypothese te bevestigen, bij te stellen of te verwerpen (Pedaste et al., 2015). Een hypothese kan dus ook verkeerd zijn.

Voorbereiden: Onderzoek ontwerpen

In deze fase van het onderzoek denken leerlingen na over een correcte oplosstrategie.  Hoe kunnen ze het antwoord op de onderzoeksvraag vinden?  Hoe zal het onderzoek concreet verlopen?  Welke stappen zullen ze hierbij zetten (Pedaste et al., 2015)?  Tijdens deze fase werken de leerlingen een concreet werkplan uit (Strubbe et  al., 2012).  Om tot dit werkplan te komen kunnen leerlingen zich volgende vragen stellen:

• • • • • • • • • Hebben we al eens een gelijkaardig probleem onderzocht? Hoe hebben we dat toen aangepakt?
                • Wat weten we al en wat weten we nog niet? Wat moeten we nog dus nog onderzoeken om een antwoord te vinden op onze onderzoeksvraag?
                • Wat kennen en kunnen we al? Welke kennis en kunde kunnen we dus inzetten om onze onderzoeksvraag te beantwoorden?

Het uiteindelijke werkplan kan bv. (maar niet uitsluitend) volgende elementen bevatten:

• Een schema met de verschillende stappen die leerlingen zullen zetten bij het uitvoeren van het onderzoek
• Een lijst van benodigdheden, bv. bepaalde apparatuur, materialen, stoffen…
• De te respecteren veiligheidsaspecten: Zijn er gevaren en risico’s? Wat zal er gebeuren met eventueel afval?...
• Een strategie voor het opslaan en structureren van de data, waarnemingen… Welke gegevens moeten opgeslagen worden en in welke vorm? Gebeurt dit op de computer, op papier?  Gebruiken de leerlingen tabellen, tekeningen, woorden, grafieken…?

Uitvoeren

Tijdens de uitvoeringsfase voeren de leerlingen het onderzoek uit volgens het opgestelde werkplan.  Het is hierbij belangrijk dat ze gericht observeren en de waargenomen gegevens zo nauwkeurig mogelijk registeren (Strubbe et al., 2012; Pedaste et al., 2015).  Leerlingen kunnen, afhankelijk van de context, al hun zintuigen gebruiken om te observeren: kijken, horen, ruiken, voelen, smaken (Wetenschapsknooppunten Zuid-Holland, 2018).  Om de nauwkeurigheid van de observaties te vergroten, is het vaak zinvol om de observatie verschillende keren te herhalen. Een aandachtspunt is  dat leerlingen hun waarnemingen niet laten sturen door hun verwachtingen, maar objectief waarnemen.  De observaties moeten zo volledig mogelijk geregistreerd worden.  Bij een goed ontworpen onderzoek hebben leerlingen al in het werkplan vastgelegd hoe ze hun observaties zullen registreren en structureren.

Uitvoeren: Analyseren

Wanneer de data op een gestructureerde wijze geregistreerd zijn, moeten ze geanalyseerd worden.  Het kan hierbij gaan om het zoeken naar bepaalde patronen, het interpreteren van bepaalde waarnemingen… (Pedaste et al., 2015).

 Reflecteren: Besluit formuleren

Het besluit is een antwoord op de onderzoeksvraag op basis van de geanalyseerde data (Pedaste et al., 2015; Strubbe et al., 2012).  De voorgestelde hypothese wordt aanvaard, bijgesteld of verworpen.  Soms leidt het onderzoek niet tot een antwoord op de onderzoeksvraag.  Dan leidt de conclusie vaak tot nieuw en beter onderzoek (KOV, 2023).

 Reflecteren: Ruimer kijken

In deze fase bekijken de leerlingen of hun conclusie in een groter plaatje past.  Dit behelst twee aspecten (Pedaste et al., 2015).

Enerzijds kunnen leerlingen hun resultaten vergelijken met ander onderzoek of resultaten van medeleerlingen (Strubbe et al., 2012). Verschillen roepen heel wat vragen op:

• • • • • • • • • Waren de omstandigheden van de verschillende onderzoeken hetzelfde? Misschien zijn de resultaten van het onderzoek slechts geldig binnen bepaalde grenzen.
                • Zijn de verschillende onderzoeken met dezelfde nauwkeurigheid uitgevoerd? Heeft de nauwkeurigheid van het onderzoek een invloed op het besluit?
                • Is er iets misgelopen? Was de gebruikte methodiek geschikt?

Anderzijds is het belangrijk om stil te staan bij de bredere betekenis van de conclusie (KOV, 2023):

• Kunnen we uit een vereenvoudigd onderzoek in de klas iets leren over de complexe wereld rondom?
• Roept de conclusie nieuwe vragen op? Welke? Leiden deze vragen tot een nieuwe onderzoeksvraag?
• Kunnen de resultaten van het onderzoek gebruikt worden in een cirkel van ontwerpend leren?

In deze fase van het onderzoek kan discussie een zinvolle werkvorm zijn.  Leerlingen leren zo argumenteren en kritisch reflecteren.