Onderzoekinhetprimaironderwijs 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Enschede, 27 december 2011 

ArdLazonderYvonneMulderPascalWilhelmUniversiteit Twente 

Faculteit Gedragswetenschappen 

Vakgroep Instructietechnologie 

1 

Samenvatting 

Leerkrachten uit het primair onderwijs vinden het organiseren en begeleiden van eenvoudige 

natuurkundige proefjes vaak een hele opgave. Andere vormen van onderzoekend leren vergen 

zo mogelijk  nog meer  tijd, materiaal,  en  organisatietalent. Mede  hierdoor  krijgen  leerlingen 

relatief weinig gelegenheid om te leren onderzoeken.  

In dit project is onderzocht of het gebruik van computersimulaties deze problemen kan 

helpen verminderen. Vanuit het perspectief van de leerkracht is hierbij gekeken of simulaties de 

voorbereiding  en  uitvoering  van  hands‐on  activiteiten  bij  natuuronderwijs  efficiënter  doet 

verlopen. Vanuit het perspectief van de  leerlingen  is nagegaan hoe effectief deze activiteiten 

zijn voor de ontwikkeling van vakinhoudelijke kennis en onderzoeksvaardigheden.  

Drieëntwintig  leerkrachten van 21 basisscholen uit de provincies Overijssel en Friesland 

verzorgden drie lessen onderzoekend leren in hun eigen klas (groep 6 en 7). Deze lessen gingen 

over  de  onderwerpen  ‘balans’,  ‘rollende  voorwerpen’  en  ‘zinkende  voorwerpen’.  De  klassen 

waren verdeeld over drie condities.  In de conditie  ‘proefjes met echte materialen’ voerden de 

leerlingen onder begeleiding van hun  leerkracht enkele proefjes uit met behulp van  concrete 

materialen. In de conditie ‘proefjes met simulaties’ deden zij dezelfde proefjes met behulp van 

een  computersimulatie.  In  de  conditie  ‘onderzoekend  leren  met  simulaties’  werkten  de 

leerlingen  volgens  een  didactiek  die  hen  stap‐voor‐stap  door  een  aantal  onderzoekscycli 

heenleidde. Met een voortoets, drie natoetsen en een retentietoets werd de ontwikkeling van 

vakinhoudelijke kennis en onderzoeksvaardigheden van de leerlingen gemeten. De leerkrachten 

vulden voor en na elke les een logboek in waarin zij hun ervaringen met de lessen optekenden. 

In  een  focusgroepbijeenkomst  na  afloop  van  de  lessenserie  werd  met  leerkrachten  dieper 

ingegaan op de effectiviteit en efficiëntie van de lessen in de verschillende condities. 

Uit  de  resultaten  bleek  dat  simulaties  het  voor  leerkrachten  eenvoudiger maken  om 

leerlingen zelf iets te laten onderzoeken. Leerkrachten die met simulaties werkten ondervonden 

veel minder problemen dan hun collega’s die de lessen met echte materialen hebben gegeven. 

Simulaties vergroten bovendien de efficiëntie van de  lessen:  leerkrachten uit de  ‘proefjes met 

simulaties’ conditie hadden minder tijd nodig voor het verzamelen van materialen en geven van 

de lessen dan hun collega’s uit de ‘proefjes met echte materialen’ conditie, terwijl de leerlingen 

uit beide condities evenveel vakinhoudelijke kennis en onderzoeksvaardigheden ontwikkelden. 

Uit de vergelijking  tussen de beide simulatie condities bleek dat het doorlopen van meerdere 

onderzoekscycli  in  de  ‘onderzoekend  leren’  conditie  niet  noodzakelijkerwijs  meer 

voorbereidings‐ en  lestijd vergt. Deze meer gedegen manier van onderzoek doen heeft echter 

niet  geleid  tot een  grotere  toename  van  vakinhoudelijke  kennis en onderzoeksvaardigheden. 

Vervolgonderzoek zal moeten uitwijzen onder welke omstandigheden dit wel het geval kan zijn.  

 

2 

Dankwoord 

In  2011  hebben  wij  een  grootschalig  onderzoek  mogen  uitvoeren  naar  het  gebruik  van 

computersimulaties in het primair onderwijs. De resultaten van dit project worden in dit rapport 

beschreven.  

 

Financieel werd dit project mogelijk gemaakt door de Stichting Kennisnet. Tijdens het project 

zijn wij geholpen door een aantal personen en  instanties, die elk op hun eigen manier hebben 

bijgedragen aan de inhoud en praktische uitvoering van het onderzoek. Een speciaal woord van 

dank gaat uit naar de volgende personen: 

 

Juliëtte Walma  van der Molen en Dzanella Tihic  van Twente Academy Young, die ons 

hebben geholpen bij het werven van scholen door het onderzoek onder de aandacht van 

de brede schoolregisseurs te brengen. 

Marlous  Gauw,  die  in  het  kader  van  haar  afstudeeropdracht  heeft  onderzocht  hoe 

leerlingen met een  simulatie omgaan,  en of de uit de  Engelstalige  literatuur bekende 

gedragingen en problemen zich ook voordoen bij leerlingen uit het Nederlandse primair 

onderwijs. De  resultaten  van dit onderzoek hebben belangrijke  informatie opgeleverd 

voor het ontwerp  van de  lesmaterialen en de daarin  gebruikte Denken‐Meten‐Weten 

methode.  

Tessa Eysink en Alieke van Dijk, die de eerste versie van de toetsen hebben afgenomen 

bij  leerlingen uit het BeCOOL! project. De antwoorden en  reacties van deze  leerlingen 

bevatten belangrijke aanwijzingen voor hoe wij de toetsen verder konden verbeteren.  

Margriet Postma en Daphne Spaan, die de secretariële ondersteuning voor hun rekening 

hebben genomen en met ons hebben meegedacht bij het oplossen  van praktische en 

logistieke problemen. 

En tot slot de  leerkrachten en  leerlingen die met veel enthousiasme met de  lessen aan 

de slag zijn gegaan. Zonder hen was dit project niet mogelijk geweest.  

 

Allemaal heel hartelijk bedankt! 

 

 

Ard Lazonder 

Yvonne Mulder 

Pascal Wilhelm 

 

 

3 

Inhoudsopgave 

 

1.  Inleiding  4 

 

1.1  Probleemstelling  4 

1.2  Algemeen model voor onderzoekend leren  5 

1.3  Proefjes en simulaties  7 

1.4  Onderzoekend leren met simulaties  8 

1.5  Onderzoeksvragen  10 

 

2.  Onderzoeksmethode  11 

 

2.1  Totstandkoming van de onderzoeksgroep  11 

2.2  Deelnemers  11 

2.3  Lesmateriaal  12 

2.4  Meetinstrumenten  15 

2.5  Procedure  19 

 

3.  Resultaten  20 

 

3.1  Vergelijkbaarheid van de condities  20 

3.2  Resultaten van de leerlingen  21 

3.3  Resultaten van de leerkrachten  23 

 

4.  Conclusies en discussie  31 

 

5.  Referentielijst  37 

4 

1.Inleiding 

1.1ProbleemstellingVolgens kerndoel 42 leren kinderen in het primair onderwijs onderzoek doen aan materialen en 

natuurkundige verschijnselen (Ministerie van OC&W, 2006). In de onderwijspraktijk gebeurt dit 

vaak door het uitvoeren van eenvoudige proefjes met behulp van concrete materialen. Bij dit 

soort proefjes  is het gebruikelijk dat de  leerlingen aan de hand van werkbladen een opstelling 

bouwen  (bijvoorbeeld  een  stroomcircuit),  één  voorgeschreven proefje uitvoeren  (druk op de 

schakelaar)  en  vervolgens  verklaren wat  er  is  gebeurd  en waarom  (het  lampje  ging  branden 

omdat de stroomkring gesloten was). Ter afsluiting van de  les worden de ervaringen klassikaal 

besproken en legt de leerkracht uit ‘hoe het zit’. 

Deze manier van  leren onderzoeken kent echter een aantal beperkingen. Door  slechts 

één  proefje  te  doen  kunnen  leerlingen  de  oorzaak  van  waargenomen  verschijnselen  niet 

achterhalen. In het voorbeeld van het stroomcircuit hebben de leerlingen alleen gezien dat het 

lampje  gaat  branden,  maar  geen  systematisch  onderzoek  gedaan  om  te  kunnen  bepalen 

waarom dit zo  is. Het proefje dient zodoende ter  illustratie van de uitleg van de  leerkracht en 

niet  om  zelf  kennis  te  ontwikkelen.  Daarnaast wordt  veel  tijd  besteed  aan  het werken met 

concrete onderzoeksmaterialen, en geeft het uitvoeren van één enkel experiment de leerlingen 

ten onrechte de  indruk dat onderzoek bedoeld  is om  te  testen of  iets werkt. Hierdoor blijven 

vaardigheden  als  voorspellingen  doen,  systematisch  experimenteren,  en  resultaten  interpre‐

teren onderbelicht.  

Om  leerlingen een completer beeld te geven van wat  ‘onderzoek doen’  inhoudt,  is het 

van  belang  om  naast  eenvoudige  proefjes  ook  vormen  van  onderzoekend  leren  te 

implementeren  (VTB‐Pro, 2008). Om  leerkrachten goed voor  te bereiden op deze manier van 

leren,  zijn  diverse  professionaliseringsprojecten  gestart.  Deze  richten  zich  ten  eerste  op  het 

begeleiden van scholen om wetenschap en techniek op schoolniveau te  integreren. Een derde 

van de scholen in Nederland heeft aan deze projecten deelgenomen (VTB‐Pro, 2011). Daarnaast 

hebben ongeveer 5000 leerkrachten en 5000 aspirant‐leerkrachten een bijscholing gehad in het 

gebruik  van  een  onderzoekende  en  ontwerpende  didactiek.  Hoewel  alle  fasen  uit  het 

onderzoekend  leerproces  in deze scholingsinitiatieven aan bod komen (Van Graft & Kemmers, 

2007),  lijkt  de  aangereikte  kennis  zijn  weg  naar  het  klaslokaal  nog  nauwelijks  te  hebben 

gevonden. Zo blijkt dat  leerkrachten  slechts enkele  fasen uit het onderzoekend  leerproces  in 

hun  lessen  gebruiken  (Van  Eijck  &  Van  den  Berg,  2009,  2010).  De  belangrijkste  oorzaken 

hiervoor  zijn  een  gebrek  aan  geschikte  materialen  en  onvoldoende  tijd  om  leerlingen  een 

volledige onderzoekcyclus te laten doorlopen.  

Deze problemen  zijn overigens niet uniek  voor onderzoekend  leren, maar  gelden ook 

voor alle praktische werkvormen waarin leerlingen iets moeten ontwerpen of onderzoeken. Dit 

heeft  ertoe  bijgedragen  dat  leerlingen  de  afgelopen  jaren  relatief  weinig  met  proefjes  en 

experimenten in aanraking zijn gekomen (Thijssen, van der Schoot, Verhelst, & Hemker, 2004). 

Zelf een proefje uitvoeren, of kijken naar de  leerkracht die een proefje demonstreert komt  in 

ons  land  minder  vaak  voor  dan  in  andere  landen.  De  afgelopen  4  jaar  is  het  plezier  van 

5 

leerlingen  in  natuuronderwijs  bovendien  gedaald,  evenals  hun  zelfvertrouwen  in  de  vaardig‐

heden op dit gebied (Meelissen & Drent, 2008).  

Samengevat  zijn  een  gebrek  aan  tijd  en  materiaal  een  belangrijke  reden  waarom 

basisschoolleerlingen  (te)  weinig met  proefjes  in  aanraking  komen  en  vrijwel  nooit  op  een 

onderzoekende  manier  leren.  ICT  zou  deze  problemen  kunnen  helpen  oplossen  door  het 

gebruik  van  eenvoudige  computersimulaties.  Hierdoor  heeft  de  leerkracht  minder 

voorbereidingstijd en materialen nodig, en meer tijd voor de inhoudelijke begeleiding tijdens de 

les; de leerlingen hoeven immers geen proefopstelling meer te bouwen. Dit maakt het doen van 

eenvoudige proefjes gemakkelijker te organiseren en kan er toe bijdragen dat leerkrachten deze 

proefjes  vaker  gaan  gebruiken  binnen  de  lessen  natuuronderwijs.  Simulaties  kunnen  er 

bovendien  voor  zorgen  dat  leerlingen  in  relatief  korte  tijd  een  volledige  onderzoekcyclus 

doorlopen.  Met  een  kant‐en‐klare  simulatie  kunnen  leerlingen  snel  met  hun  onderzoek 

beginnen  en  in  korte  tijd  veel,  en  veel  verschillende  experimenten  uitvoeren  om  hun  eigen 

verwachtingen te toetsen. Onderzoekend  leren met computersimulaties beantwoordt hiermee 

aan de roep om een laagdrempelig didactisch ‘tussenmodel’ voor onderzoekend leren (Van Eijck 

& Van den Berg, 2009). 

In dit project zijn beide toepassingen van simulaties onderzocht. Vanuit het perspectief 

van de leerkracht is hierbij gekeken of simulaties de voorbereiding en begeleiding van hands‐on 

activiteiten bij natuuronderwijs efficiënter doen verlopen en of de inspanningen die nodig zijn in 

verhouding  staan  tot de  lestijd en de gepercipieerde  leeropbrengsten. Vanuit het perspectief 

van  de  leerlingen  is  nagegaan  hoe  effectief  deze  activiteiten  zijn  voor  de  ontwikkeling  van 

vakinhoudelijke kennis en onderzoeksvaardigheden.  

Bij  de  beantwoording  van  deze  vragen  worden  drie  soorten  hands‐on  activiteiten 

vergeleken:  (1)  proefjes  met  concrete  materialen,  (2)  proefjes  met  simulaties,  en  (3) 

onderzoekend  leren met simulaties. In de volgende paragrafen worden deze activiteiten nader 

uitgewerkt.  Hieraan  voorafgaand  wordt  een  algemeen  model  voor  onderzoekend  leren 

gepresenteerd dat dient als referentiekader.  

 

1.2AlgemeenmodelvooronderzoekendlerenDe National  Science  Foundation  definieert  onderzoekend  leren  als  “an  approach  to  learning 

that  involves  a  process  of  exploring  the  natural  or material world,  and  that  leads  to  asking 

questions, making  discoveries,  and  rigorously  testing  those  discoveries  in  the  search  for  new 

understanding” (2000, p. 2). Hoewel onderzoekend leren vaak wordt gezien als een manier om 

vakinhoudelijke  kennis  te  verwerven,  biedt  het  ook  goede  mogelijkheden  om  te  leren 

onderzoeken. Wanneer  leerlingen zelf een experiment uitvoeren, oefenen zij hun onderzoeks‐

vaardigheden  en  ervaren  zij  hoe  deze  vaardigheden  kunnen  helpen  bij  het  ontwikkelen  van 

kennis en  inzicht over natuurwetenschappelijke onderwerpen. Bij onderzoekend  leren gaat de 

ontwikkeling  van  domeinkennis  en  onderzoeksvaardigheden  dus  hand  in  hand  (Van  Graft & 

Kemmers, 2007; Van Joolingen, De Jong, Lazonder, Savelsbergh, & Manlove, 2005).  

Onderzoekend  leren  kent  drie  centrale  processen:  hypotheses  opstellen,  experimen‐

teren, en de resultaten van deze experimenten interpreteren en beoordelen (Lazonder, in druk; 

Zimmerman, 2007). Deze processen worden meerdere keren en  in samenhang uitgevoerd; de 

6 

resultaten  van  een  eerste  experiment  leiden  vaak  tot  nieuwe  hypotheses  die  vervolgens 

onderzocht worden door een nieuw experiment te bedenken en uit te voeren (White, Shimoda, 

& Frederiksen, 1999). Deze cyclus herhaalt zich totdat de leerlingen al hun hypotheses hebben 

onderzocht  en  geen  nieuwe  hypotheses meer  kunnen  bedenken.  Om  ervoor  te  zorgen  dat 

leerlingen  deze  cyclus  doelgericht  en  betekenisvol  doorlopen,  zijn  enkele  voorbereidende  en 

oriënterende activiteiten nodig. Hierdoor wordt de nieuwsgierigheid van de  leerlingen gewekt 

en kunnen zij op  ideeën komen voor onderzoeksvragen en hypotheses. Aan het einde van het 

onderzoekend  leerproces  rapporteren  de  leerlingen  hun  bevindingen  en  proberen  zij  de 

opgedane inzichten te verbreden en verdiepen.  

Deze  fasering  komt  overeen  met  de  gangbare  interpretaties  van  het  onderzoekend 

leerproces (o.a., De Haan & Kuiper, 2008; De Jong, 2006; De Vaan & Marell, 2006; Van Graft & 

Kemmers, 2007).  In dit onderzoeksproject  is gebruik gemaakt van het model dat  is ontwikkeld 

door Van Graft en Kemmers (2007) en centraal staat in de nascholingen van VTB‐Pro. Dit model 

geeft een compleet overzicht van de  fasen en activiteiten die bij onderzoekend  leren aan bod 

kunnen komen  (zie Tabel 1.1). Uit een  review van Zimmerman  (2007) blijkt dat  leerlingen uit 

groep  6  en  7  in  principe  in  staat  zijn  om  deze  activiteiten  uit  te  voeren.  Ze  begrijpen 

bijvoorbeeld wat een experiment is, kunnen goed en slecht opgezette experimenten van elkaar 

onderscheiden en weten dat je met een experiment een hypothese kunt toetsen. Bij dit laatste 

kunnen  zij  onderscheid  maken  tussen  de  hypothese  en  het  bewijs  voor  (of  tegen)  die 

hypothese, en zijn ze  in staat nieuwe hypotheses op te stellen aan de hand van de resultaten 

van een experiment.  

De meeste  leerlingen gebruiken deze kennis echter niet, of niet consequent als ze  iets 

onderzoeken.  Dit  is  de  belangrijkste  conclusie  uit  een  recente  studie  van  Gauw  (2011).  Zij 

observeerde  22  leerlingen  uit  groep  7  en  8  die  werkten  met  een  simulatie  over  rollende 

voorwerpen  (zie Figuur 2.2). Meer dan de helft van deze  leerlingen begon  te experimenteren 

zonder eerst een duidelijke hypothese op te stellen. Driekwart van de leerlingen bedacht soms 

experimenten waarin meer  dan  één  variabele werd  veranderd  (en waaruit  dus  geen  valide 

conclusies  konden worden getrokken). Dit bleek ook uit het  interpreteren  van de  resultaten: 

80%  van  de  leerlingen  trok  soms  ongeldige  conclusies  en  40%  van  de  leerlingen  negeerde 

resultaten die niet overeen kwamen met hun voorkennis of aanvankelijke ideeën.  

Ander  onderzoek  laat  zien  dat  leerlingen  hun  onderzoeksvaardigheden  kunnen 

verbeteren door deze activiteiten onder begeleiding uit te voeren. Zo vonden Klahr en collega’s 

dat  kinderen  van  8  tot  10  jaar  systematischer  gaan  experimenteren  na  een  korte  uitleg  en 

demonstratie  van  de  control‐of‐variables  strategie  (Beishuizen, Wilhelm,  &  Schimmel,  2004; 

Klahr & Li, 2005). Hetzelfde resultaat kan worden bereikt door leerlingen aan het begin van de 

les een hint te geven (“verander steeds maar één ding”) of de onderzoeksvraag in kleine stukjes 

te verdelen (Kuhn & Dean, 2005; Lazonder & Kamp, ingediend). Uit het onderzoek van Keselman 

(2003) blijkt verder dat instructie en oefening in het doen van voorspellingen ertoe leidt dat 12‐

jarigen hun verwachtingen op meerdere manieren toetsen en hieruit betere conclusies trekken. 

Chinn  en Malhotra  (2002a)  lieten  zien  dat  uitleg  van  de manier waarop  experts  resultaten 

evalueren  ertoe  leidt  dat  10‐  tot  12‐jarigen  betere  voorspellingen  doen,  gerichter  naar 

resultaten kijken, en deze beter interpreteren. 

7 

Tabel 1.1 

Fasering van de drie soorten hands‐on activiteiten bij natuuronderwijs.  Onderzoekend leren  Proefjes doen Onderzoekend leren 

met simulaties 

1. Confrontatie Het probleem of verschijnsel wordt geïntroduceerd en de leerlingen worden gestimuleerd ‘op onder‐zoek uit te gaan’.  

1. ConfrontatieHet probleem of verschijnsel wordt geïntroduceerd en de leerlingen krijgen een gesloten vraag of opdracht aangereikt. 

1. Confrontatie Het probleem of verschijnsel wordt geïntroduceerd en de leerlingen krijgen een open vraag of opdracht aangereikt. 

2. Verkennen Vrije exploratie van het probleem of verschijnsel om voorkennis te activeren en zelf onderzoeksvragen en hypotheses te bedenken 

2. Verkennen– 

2. Verkennen De leerlingen voeren verkennende experimenten uit met de simulatie om voorkennis te activeren en zelf hypotheses te bedenken. 

3. Opzetten van een experiment Bepalen hoe de onderzoeksvragen of hypotheses beantwoord kunnen worden (systematisch experimen‐teren), en de praktische voorberei‐dingen hiervoor treffen (materialen en instrumenten verzamelen) 

3. Opzetten van een experimentMet behulp van aanwezige materia‐len wordt een proefopstelling of instrument gebouwd. 

3. Opzetten van een experimentBepalen hoe de hypotheses ge‐toetst kunnen worden (systema‐tisch experimenteren). 

4. Uitvoeren van een experiment Het onderzoek wordt uitgevoerd en de resultaten worden genoteerd. 

4. Uitvoeren van een experimentHet proefje wordt uitgevoerd en het resultaat wordt genoteerd. 

4. Uitvoeren van een experimentHet onderzoek wordt uitgevoerd en de resultaten worden genoteerd. 

5. Concluderen De resultaten worden geïnterpre‐teerd in het licht van de hypothe‐ses. Dit kan leiden tot nieuwe vragen of hypotheses, die onder‐zocht kunnen worden door fase 1‐4 opnieuw te doorlopen  

5. ConcluderenHet resultaat moet door de leerlingen worden verklaard. 

5. Concluderen De resultaten worden geïnterpre‐teerd in het licht van de hypothe‐ses. Dit kan leiden tot nieuwe vragen of hypotheses, die onder‐zocht kunnen worden door fase 3 en 4 opnieuw te doorlopen 

6. Presenteren van resultaten De opzet en uitkomsten van het onderzoek worden aan de hele klas gepresenteerd. 

6. Presenteren van resultatenDe ervaringen worden uitgewisseld (meestal in een kringgesprek). 

6. Presenteren van resultatenDe ervaringen worden uitgewisseld (meestal in een kringgesprek). 

7. Verdiepen en verbredenDe leerkracht bespreekt de resultaten van alle leerlingen in samenhang en legt verbanden met andere onderwerpen of gebruikscontexten.  

7. Verdiepen en verbredenDe leerkracht legt uit wat er tijdens het proefje gebeurde en waarom. 

7. Verdiepen en verbreden De leerkracht bespreekt de resultaten van alle leerlingen in samenhang en legt verbanden met andere onderwerpen of gebruikscontexten. 

Noot. De linker kolom toont het algemene model voor onderzoekend leren van Van Graft en Kemmers (2007). In de middelste kolom zijn de fasen uit dit model ingevuld voor de gangbare manier van een proefje doen; in de rechter kolom staat de invulling voor het didactisch ‘tussenmodel’ van onderzoekend leren met simulaties.  

 

1.3ProefjesensimulatiesHet model  van  Van Graft  en  Kemmers  (2007)  geeft  een  beschrijving  van  de manier waarop 

onderzoekend leren in het ideale geval verloopt. In de praktijk blijkt dit echter vaak moeilijk te 

realiseren vanwege een gebrek aan  lestijd en geschikte materialen, en komen kinderen vrijwel 

8 

alleen  in aanraking met onderzoek door het uitvoeren van eenvoudige proefjes. Uit een door 

ons  uitgevoerde  quick  scan  van  leerling‐  en  leerkrachtmateriaal  blijkt  dat  hierbij  vrijwel  alle 

fasen van het onderzoekend leerproces worden doorlopen; alleen de verkenningsfase ontbreekt 

(zie Tabel 1.1). Het actieve gedeelte voor de leerlingen concentreert zich rondom het opzetten 

en  uitvoeren  van  een  experiment.  De  overige  fasen  worden  in  sterk  afgeslankte  vorm 

uitgevoerd en de  leerlingen hebben hierbij een minder actieve  rol: de  leerkracht  introduceert 

het  proefje  en  geeft  na  afloop  uitleg  over wat  er  gebeurde. Het  proefje  dient  zodoende  als 

illustratie van de lesstof die door de leerkracht klassikaal wordt behandeld.  

Op zich hoeft deze beperkte  invulling van het onderzoekend  leerproces geen probleem 

te  zijn,  zo  lang  de  leerlingen  ook  op  andere manieren met  onderzoek  in  aanraking  komen. 

Belangrijker  is  dat  de  leerlingen  bij  het  opzetten  en  uitvoeren  van  een  proefje maar weinig 

oefening  in de hiervoor benodigde onderzoeksvaardigheden krijgen. Verreweg de meeste  tijd 

gaat zitten in het bouwen van een proefopstelling. Dit is weliswaar motiverend en kan bijdragen 

aan andere kerndoelen (bijvoorbeeld die voor kunstzinnige oriëntatie), maar reduceert ook de 

mogelijkheid  om  verschillende  experimenten  te  doen.  Met  hun  zelf  gebouwde  materialen 

kunnen leerlingen vaak maar één soort proefje uitvoeren, waarbij zij dus maar één waarneming 

doen, één keer een uitkomst noteren en één conclusie trekken. Om deze vaardigheden goed te 

oefenen,  zouden  de  leerlingen  dus  vaker  verschillende  proefjes  moeten  doen  en  dat  lijkt 

vanwege een gebrek aan voorbereidingstijd en materialen moeilijk te realiseren.  

Zoals  eerder  gezegd,  kunnen  computersimulaties  deze  praktische  bezwaren  voor  een 

belangrijk deel wegnemen. Simulaties kunnen de efficiëntie voor de  leerkracht dus vergroten, 

maar  mogen  tegelijkertijd  de  effectiviteit  voor  de  leerling  niet  verkleinen.  Wat  dit  laatste 

betreft,  bestaat  er  zowel  in  de  praktijk  als  bij  sommige  onderzoekers  (o.a.,  Flick,  1993)  de 

overtuiging dat  leerlingen het meest  leren  van het werken met  concrete materialen. Uit een 

recente meta‐analyse blijkt echter dat leerlingen wel degelijk iets leren van het werken met een 

simulatie, vooral wanneer  zij er veelvuldig mee kunnen experimenteren  (Scalise et al., 2011). 

Ander onderzoek laat zien dat leerlingen bij het experimenteren met simulaties evenveel kennis 

en onderzoeksvaardigheden opdoen als bij het experimenteren met concrete materialen (Klahr, 

Triona & Williams, 2007; Triona & Klahr, 2003; Zacharias & Olympiou, 2011).  In Nederland zijn 

vergelijkbare  resultaten  gevonden  bij  leerlingen  uit  het  voortgezet  onderwijs  (Van  Klink, 

Wilhelm, & Lazonder, 2010).  

 

Op  basis  van  deze  theoretische  analyse  kunnen  een  aantal  voorspellingen  worden  gedaan. 

Verwacht wordt  dat  simulaties  de  voorbereidingstijd  voor  de  leerkracht  verminderen  en  de 

begeleiding  vereenvoudigen.  Voor  de  leerlingen  heeft  het  gebruik  van  een  simulatie  geen 

nadelige  gevolgen:  verwacht  wordt  dat  zij  evenveel  vakinhoudelijke  kennis  en  onderzoeks‐

vaardigheden ontwikkelen als wanneer zij een proefje uitvoeren met echte materialen.  

 

1.4OnderzoekendlerenmetsimulatiesIn  de  vorige  paragraaf werd  geconcludeerd  dat proefjes  vaker  op  het  lesprogramma  zouden 

moeten staan én moeten worden aangevuld met vormen van onderzoekend leren. Volgens Van 

Eijck en Van den Berg (2009, zie ook Appleton, 2008)  is hiervoor een didactisch  ‘tussenmodel’ 

9 

nodig dat het omvangrijke en  tijdsintensieve model  van Van Graft en Kemmers  (2007) beter 

uitvoerbaar maakt. Simulaties kunnen ook hierbij een belangrijke rol vervullen. Net als bij het 

doen van proefjes kunnen zij ervoor zorgen dat de voorbereiding van en begeleiding door de 

leerkracht efficiënter verloopt. Een belangrijk bijkomend voordeel is dat simulaties de leerlingen 

op  een  snelle  en  eenvoudige  manier  kennis  laten  maken  met  een  breed  arsenaal  aan 

onderzoeksvaardigheden.  

Het soort simulaties dat wij hierbij voor ogen hebben, bevat een beperkt aantal (meestal 

drie)  onafhankelijke  variabelen  en  één  afhankelijke  variabele.  In  de  simulatie  over  zinkende 

voorwerpen  (zie  Figuur  2.2)  bijvoorbeeld,  is  de  afhankelijke  variabele  de  tijd  waarin  een 

voorwerp  naar  de  bodem  zinkt.  De  leerlingen  kunnen  onderzoeken waardoor  het  komt  dat 

sommige voorwerpen sneller zinken dan andere door steeds twee voorwerpen van verschillend 

materiaal, vorm of volume te laten zinken. Door de waarden van deze onafhankelijke variabelen 

systematisch te variëren, kunnen de leerlingen hun invloed op de zinktijd achterhalen.  

Met  dit  soort  simulaties  kunnen  leerlingen  in  korte  tijd  een  vrijwel  volledige 

onderzoekcyclus doorlopen. Het didactisch  ‘tussenmodel’ dat hiervoor  is ontwikkeld,  is te zien 

in de rechterkolom van Tabel 1.1. Dit model voorziet  in tijdwinst doordat de onderzoeksvraag 

vastligt: de  simulatie bepaalt wat de  leerlingen  kunnen onderzoeken  en hierdoor  kunnen de 

overige  fasen  snel  en  gericht  worden  uitgevoerd.  Daarnaast  zorgt  de  simulatie  ervoor  dat 

leerlingen  in  zeer  korte  tijd  een  experiment  kunnen  opzetten  en  uitvoeren:  ze  kiezen  een 

waarde voor elke onafhankelijke variabele, stellen deze  in, en klikken op de ‘start’ button. Om 

de benodigde  lestijd verder  te verminderen  is er bovendien voor gekozen om de onderzoeks‐

resultaten en ervaringen op een klassikale manier uit te wisselen.  

Tijdwinst  is echter niet het enige criterium waaraan een didactisch  tussenmodel moet 

voldoen.  Kijkend  naar  de  functie  die  het  model  zou  moeten  vervullen  (een  laagdrempelig 

alternatief voor onderzoekend leren als aanvulling op het doen van proefjes), dient ook gelet te 

worden op de  leeropbrengsten. Dit betekent dat het tussenmodel de  leerlingen  in staat moet 

stellen  om  minstens  zoveel  vakinhoudelijke  kennis  én  meer  onderzoeksvaardigheden  te 

ontwikkelen  als  door  het  uitvoeren  van  proefjes.  De  verwachting  is  dat  het  didactisch 

tussenmodel aan deze voorwaarden voldoet.  In het resterende deel van deze paragraaf wordt 

deze voorspelling onderbouwd en aangegeven welke specifieke leerwinsten te verwachten zijn.  

 

Wat betreft de kennisontwikkeling blijkt uit eerder onderzoek dat het didactisch  tussenmodel 

effectief is voor leerlingen en studenten uit het voortgezet en hoger onderwijs (o.a., Lazonder, 

Wilhelm & Hagemans, 2008; Lazonder, Wilhelm, & Van Lieburg, 2009; Lazonder, Hagemans, & 

De  Jong,  2010; Van  Klink  et  al.,  2010). Ook  bij  leerlingen  uit  het  primair  onderwijs  leidt  het 

gebruik  van dit model  tot een  toename  van  vakinhoudelijke  kennis  (Hallerberg, 2010; Gauw, 

2011; Veenman, Wilhelm, & Beishuizen, 2004). Hoe deze  leerwinst zich verhoudt tot het doen 

van  proefjes  is  nog  niet  bekend.  Uit  een  recente  review  blijkt  dat  het  zelf  onderzoeken  en 

ontdekken van natuurkundige verschijnselen  tot meer en beter  inzicht  leidt  (Minner,  Levy, & 

Century, 2010). Omdat leerlingen bij het doen van proefjes echter alleen onderzoeken dat iets 

gebeurt  maar  niet  waarom  dit  zo  is  (dit  wordt  door  de  leerkracht  uitgelegd  tijdens  de 

verbredings‐  en  verdiepingsfase),  ontwikkelen  zij  waarschijnlijk  minder  inzicht  dan  bij  het 

10 

didactisch  tussenmodel.  Dit  leidt  tot  de  verwachting  dat  het  tussenmodel  qua 

kennisontwikkeling beter scoort dan het doen van proefjes.  

Het didactisch tussenmodel zou er bovendien voor moeten zorgen dat leerlingen meer, 

en andere onderzoeksvaardigheden oefenen dan bij het doen van proefjes. Uit Tabel 1.1 blijkt 

dat  de  grootste  verschillen  zich  zullen  voordoen  bij  het  opstellen  van  hypotheses  in  de 

verkenningsfase, het opzetten van meerdere experimenten (systematisch experimenteren), en 

het  koppelen  van  resultaten  aan  hypotheses  om  conclusies  te  trekken.  Bovendien  zullen  de 

leerlingen  de  vaardigheden  die  nodig  zijn  tijdens  het  uitvoeren  van  hun  experimenten  (o.a., 

waarnemen,  noteren,  vergelijken)  vaker  uitvoeren  en  dus  beter  kunnen  oefenen  dan  bij  het 

doen van één proefje. Op basis van deze vergelijkingen wordt verwacht dat het tussenmodel de 

leerlingen beter  in staat stelt de vaardigheden die behoren bij de drie centrale processen van 

onderzoekend leren te oefenen. 

 

1.5 Onderzoeksvragen 

Dit project onderzoekt de mogelijke meerwaarde van simulaties bij hands‐on activiteiten tijdens 

lessen  natuuronderwijs.  Hierbij  staat  de  vraag  centraal  of  simulaties  de  efficiëntie  voor  de 

leerkracht en de effectiviteit voor de leerlingen kunnen vergroten. Deze algemene onderzoeks‐

vraag is geconcretiseerd in vier deelvragen: 

 

1. Ontwikkelen  leerlingen  die  proefjes  doen met  een  simulatie  evenveel  vakinhoudelijke 

kennis  en  onderzoeksvaardigheden  als  leerlingen  die  proefjes  doen  met  concrete 

materialen? 

2. Ontwikkelen leerlingen die onderzoekend leren met een simulatie meer vakinhoudelijke 

kennis en onderzoeksvaardigheden dan leerlingen die proefjes doen met een simulatie? 

3. Hoe beoordelen leerkrachten de efficiëntie van de voorbereiding en begeleiding van de 

lessen? 

4. Vinden  leerkrachten  hun  inspanningen  tijdens  de  voorbereiding  en  begeleiding  van 

lessen onderzoekend  leren met simulaties redelijk en  in verhouding staan tot de  lestijd 

en gepercipieerde leeropbrengsten? 

 

Voor elke vraag zijn in de vorige paragrafen enkele specifieke hypotheses geformuleerd. Om de 

hypotheses voor deelvraag 1 en 2  te  toetsen,  is een grootschalige effectstudie uitgevoerd bij 

leerlingen uit groep 6 en 7. De  leerkrachten van deze klassen vormden de responsgroep voor 

deelvraag 3 en 4. Omdat het aantal betrokken  leerkrachten te gering was voor een betekenis‐

volle kwantitatieve vergelijking,  is voor dit deel van het onderzoek een case study benadering 

gebruikt.  

 

 

11 

2.Onderzoeksmethode 

2.1TotstandkomingvandeonderzoeksgroepBasisscholen zijn op twee manieren benaderd om aan het onderzoek deel te nemen: door direct 

contact  op  te  nemen  met  de  directeur  of  via  zogenaamde  brede  schoolregisseurs.  Beide 

wervingsacties resulteerden in 25 geïnteresseerde scholen, die in mei en juni 2011 zijn bezocht 

om de doelen en werkwijze van het project verder toe te lichten.  

Na  dit  schoolbezoek  hebben  23  scholen  hun medewerking  toegezegd.  In  de meeste 

gevallen ging het om één klas  (groep 6 of 7); drie  scholen hebben met  twee klassen aan het 

onderzoek deelgenomen. Van de in totaal 26 klassen zijn er 8 toegewezen aan de ‘proefjes met 

simulaties’ conditie; de overige twee condities bestonden elk uit 9 klassen. Bij deze verdeling is 

zo  veel mogelijk  rekening  gehouden met  de  voorkeur  van  de  leerkracht  voor  een  bepaalde 

conditie en de ICT voorzieningen binnen de school. Bovendien is geprobeerd de groepen 6 en 7 

zo gelijk mogelijk over de condities te verdelen.  

Vier klassen hebben bij nader inzien besloten niet aan het onderzoek deel te nemen. Dit 

betrof één klas uit de  ‘proefjes met echte materialen’ conditie, 2 klassen uit de  ‘proefjes met 

simulaties’ conditie, en één klas uit de ‘onderzoekend leren’ conditie. De leerkrachten van deze 

klassen  zagen  af  van  deelname  vanwege  persoonlijke  omstandigheden  of  omdat  ze  in  hun 

school een andere groep kregen (bijvoorbeeld groep 5 of 8) dan aanvankelijk gepland was. Op 

één school heeft zo’n leerkrachtwissel ertoe geleid dat het onderzoek in groep 8 is uitgevoerd; 

de  resultaten van deze klas  zijn buiten beschouwing gelaten. Als gevolg van deze wijzigingen 

bestond de uiteindelijke onderzoeksgroep uit 21 klassen, afkomstig van 18 scholen.  

 

2.2DeelnemersLeerlingen 

In totaal hebben 459 leerlingen aan het onderzoek meegewerkt. De steekproef bestond uit 256 

jongens (55%) en 203 meisjes, variërend  in  leeftijd van 8 tot 11  jaar (M = 9.42, SD = 0.71), die 

klasgewijs zijn verdeeld over de drie condities. Dit heeft geleid tot 161 leerlingen in de ‘proefjes 

met  echte materialen’  (P‐EM)  conditie,  121  leerlingen  in  de  ‘proefjes met  simulaties’  (P‐S) 

conditie en 177 leerlingen in de ‘onderzoekend leren met simulaties’ (O‐S) conditie.  

 

Leerkrachten 

De leerkrachten hebben de lessen voorbereid en uitgevoerd aan de hand van de materialen die 

in  paragraaf  2.3  zijn  beschreven.  Zestien  van  de  21  leerkrachten  (9  vrouwen  en  7 mannen) 

hebben bovendien hun ervaringen tijdens de lessenserie bijgehouden in een logboek. Van deze 

16 leerkrachten waren er 5 afkomstig uit de P‐EM conditie, 4 uit de P‐S conditie en 7 uit de O‐S 

conditie. Alle  leerkrachten waren geïnteresseerd  in natuur‐ en  techniekonderwijs en maakten 

tijdens deze  lessen  regelmatig gebruik van concrete materialen om de  leerlingen  iets  te  laten 

bouwen of onderzoeken. Hun ervaring met  lesgeven  liep uiteen van enkele  jaren  tot  ruim 20 

jaar.  

 

12 

2.3LesmateriaalAlle  leerlingen  volgden  drie  lessen  waarin  zij  achtereenvolgens  de  onderwerpen  ‘balans’, 

‘rollende  voorwerpen’  en  ‘zinkende  voorwerpen’  hebben  onderzocht.  Deze  onderwerpen 

sluiten goed aan bij de  leerlijn van de SLO voor natuur en techniek  in groep 6 en 7; tijdens de 

schoolbezoeken bleek bovendien dat deze onderwerpen nog niet eerder waren behandeld. 

In de  les over  ‘balans’ onderzochten de  leerlingen waardoor het komt dat een balans 

(een wip) al dan niet  in evenwicht blijft. De  leerlingen gebruikten hierbij een vereenvoudigde 

versie van de balans uit het onderzoek van Siegler en Chen  (2002). Op deze balans konden zij 

maximaal vier voorwerpen plaatsen; de voorwerpen verschilden  in gewicht  (licht of zwaar) en 

konden aan de binnenkant of buitenkant van de balans worden gezet. Beide factoren bepalen of 

de balans in evenwicht blijft; hun gezamenlijke invloed is door de leerlingen onderzocht.  

De  les  over  ‘rollende  voorwerpen’  was  gebaseerd  op  slope  task  van  Chen  en  Klahr 

(1999).  In  deze  les  lieten  de  leerlingen  knikkers  van  een  helling  rollen  en  keken  zij waar  de 

knikker uiteindelijk  tot stilstand kwam. De afstand die de knikker aflegde was afhankelijk van 

het  gewicht  van  de  knikker  (licht  of  zwaar),  de  lengte  van  de  helling  (lang  of  kort)  en  de 

hellingshoek  (vlak  of  steil).  Door  deze  factoren  systematisch  te  veranderen,  konden  de 

leerlingen erachter komen waarom voorwerpen ver of minder ver rollen.  

Het onderwerp  ‘zinkende voorwerpen’ was ontleend aan het onderzoek van Penner en 

Klahr (1996). Anders dan bij de bekende ‘drijven en zinken’ proefjes, ging het in deze les om de 

snelheid waarmee voorwerpen zinken. De voorwerpen verschilden van elkaar voor wat betreft 

materiaal  (licht  of  zwaar),  vorm  (rond  of  vierkant)  en  volume  (klein  of  groot). Door  goed  te 

experimenteren konden de  leerlingen uitvinden welke  invloed deze eigenschappen hebben op 

de tijd om naar de bodem te zinken. 

Tijdens  elke  les  hadden  de  leerlingen  de beschikking over  experimenteermateriaal  en 

werkbladen. De leerkrachten hadden een leshandleiding met informatie over de voorbereiding 

en uitvoering van de lessen. De aard en inhoud van deze materialen verschilde per conditie en 

wordt hieronder kort beschreven1.  

 

Proefjes met echte materialen (P‐EM) 

Leerlingen  in de P‐EM conditie kregen van hun leerkracht een set basismaterialen waarmee zij 

zelf een proefopstelling konden bouwen. In de eerste les moesten zij met een PVC‐buisje en een 

verflatje een balans maken. In de tweede  les werd van een WC‐rolletje en karton een knikker‐

baan gemaakt en in de derde les zijn voorwerpen van klei gemaakt die tijdens de proefjes in een 

vaas of emmer met water konden zinken. De proefopstellingen worden getoond in Figuur 2.1.  

 

1 Alle materialen zijn beschikbaar op: 

http://www.utwente.nl/gw/ist/projecten/lopende_projecten/Inquiry_learning_in_elementary_education.doc/  

13 

Balans  Rollende voorwerpen Zinkende voorwerpen

 Figuur 2.1: Proefopstellingen uit de P‐EM conditie. 

 

Per les kregen de leerlingen een werkblad met aanwijzingen voor de activiteiten uit fase 

3, 4 en 5  (zie Tabel 1.1). De aanwijzingen waren gemodelleerd naar de gangbare manier van 

‘proefjes  doen’. Na  een  korte  inleiding werd  stap‐voor‐stap  uitgelegd hoe  de  proefopstelling 

moest  worden  gemaakt.  Elke  handeling  werd  in  korte,  eenvoudige  zinnen  beschreven  en 

geïllustreerd met een tekening. De werkbladen gaven daarna een stapsgewijze beschrijving van 

de  proefjes  die  de  leerlingen moesten  uitvoeren.  In  elke  les moesten  vier  proefjes worden 

gedaan waarin steeds één van de factoren werd veranderd. Op het werkblad was ruimte om het 

resultaat  van  de  proefjes  te  noteren  (“Wat  gebeurt  er?”)  en  hiervoor  een  verklaring  te 

bedenken (“Hoe denk je dat dat komt?”).  

Voor  de  leerkrachten was  een  leshandleiding  beschikbaar. Hierin werd  uitgelegd  hoe 

elke  les moest worden voorbereid en uitgevoerd, en werd uitleg gegeven over het natuurkun‐

dige verschijnsel dat in de proefjes centraal stond. De leshandleidingen bestond uit drie onder‐

delen: organisatie,  lesplan en achtergrondinformatie. Het onderdeel  ‘organisatie’ bevatte een 

korte beschrijving van de  les en de leerdoelen, het benodigde materiaal, de groepsindeling, de 

voorbereidingsactiviteiten  en  een  globale  tijdsindeling  van  de  les.  In  het  onderdeel  ‘lesplan’ 

werden  suggesties gegeven voor de  inleiding, kern en afsluiting van de  les. De  inleiding komt 

overeen met de  fase 1 uit Tabel 1.1, de kern betreft de  fasen 3 t/m 5, en de afsluiting omvat 

fase  6  en  7.  In  het  onderdeel  ‘achtergrondinformatie’ werden  de  resultaten  van  de  proefjes 

beschreven en werd uitgelegd hoe deze  resultaten worden  veroorzaakt door de  factoren die 

tijdens de proefjes konden worden onderzocht.  

 

Proefjes met simulaties (P‐S) 

De  leerlingen in deze conditie werkten met een simulatie (zie Figuur 2.2) die van tevoren door 

de  leerkracht  op  de  computers  (of  het  netwerk  van  de  school) was  geïnstalleerd.  Door  het 

gebruik van simulaties zijn de werkbladen en leshandleidingen op enkele punten aangepast; de 

aard van de proefjes en de didactische aanpak was echter hetzelfde als in de P‐EM conditie. 

Op de werkbladen was het bouwen  van de proefopstelling  vervangen door een  korte 

uitleg  van  de  bediening  van  de  simulatie.  Vervolgens  werd  een  stapsgewijze  beschrijving 

gegeven van de vier proefjes die de leerlingen moesten uitvoeren met de simulatie—dit waren 

dezelfde  proefjes  als  in  de  P‐EM  conditie.  De  resultaten  van  de  proefjes  moesten  op  de 

werkbladen worden genoteerd en voor elke uitkomst moest een verklaring worden gegeven.  

14 

 Balans  Zinkende voorwerpen 

 

Rollende voorwerpen 

Figuur 2.2: Simulaties uit de P‐S en O‐S conditie. 

 

De leshandleidingen voor de  leerkrachten waren vrijwel gelijk aan die  in P‐EM conditie; 

het  enige  verschil  betrof  het  gebruik  van  de  simulaties.  Hierdoor  was  in  het  onderdeel 

‘organisatie’  een  aangepaste  beschrijving  opgenomen  van  de  benodigde  materialen, 

voorbereidingsactiviteiten en het  tijdschema.  In het onderdeel  ‘lesplan’ waren alle  suggesties 

die  betrekking  hadden  op  het  bouwen  van  de  proefopstelling  vervangen  door  tips  voor  het 

omgaan met de simulatie. Het onderdeel ‘achtergrondinformatie’ bleef ongewijzigd.  

 

Onderzoekend leren met simulaties (O‐S) 

De lessen in de O‐S conditie zijn opgezet aan de hand van het didactisch tussenmodel uit Tabel 

1.1. De fasen 2 t/m 5 zijn opgenomen in de werkbladen, de overige fasen zijn beschreven in de 

leshandleidingen voor de leerkracht.  

De werkbladen waren verdeeld  in 4 onderdelen: proberen, denken, meten, weten. Het 

onderdeel  ‘proberen’ bestond uit een korte  instructie over de bediening van de simulatie  (die 

gelijk was aan de P‐S conditie) en aanwijzingen om enkele verkennende experimenten te doen. 

De uitkomsten konden  in een tabel worden genoteerd en dienden om voorkennis te activeren 

15 

en hypotheses  te bedenken  (fase 2). De onderdelen  ‘denken’,  ‘meten’,  ‘weten’  (fase 3  t/m 5) 

zijn apart uitgewerkt voor elke  factor die met de  simulatie kon worden onderzocht.  In de  les 

over ‘zinkende voorwerpen’ kregen de leerlingen dus een apart werkblad voor materiaal, vorm 

en  volume,  waarop  per  factor  werd  uitgelegd  hoe  een  hypothese  kon  worden  opgesteld 

(‘denken’),  proefjes  konden worden  gedaan  om  die  hypothese  te  onderzoeken  (‘meten’)  en 

conclusies konden worden getrokken (‘weten’). Anders dan in de P‐EM en P‐S conditie, waar per 

factor  één  proefje  werd  gedaan,  moesten  de  leerlingen  elke  factor  onder  alle  mogelijke 

omstandigheden  onderzoeken.  Bij  ‘zinkende  voorwerpen’  werd  de  invloed  van  het  soort 

materiaal onderzocht bij grote en zware voorwerpen én bij ronde en vierkante voorwerpen. Dit 

leidde tot drie proefjes per factor, dus negen proefjes in totaal voor alle drie de factoren.  

In de handleidingen voor de  leerkrachten was het onderdeel  ‘organisatie’ op dezelfde 

manier  ingevuld als  in de P‐S  conditie, met uitzondering van het  tijdschema voor de  les. Het 

onderdeel ‘lesplan’ bevatte extra aanwijzingen om te controleren of de leerlingen de proberen‐

denken‐meten‐weten methode begrepen en gebruikten. Bovendien was de afsluiting van de les 

veranderd: in plaats van uit te leggen ‘hoe het zit’ kregen de leerkrachten tips om de leerlingen 

zelf verklaringen te laten geven op basis van hun eigen resultaten en conclusies. Het onderdeel 

‘achtergrondinformatie’ bleef wederom ongewijzigd. 

 

2.4MeetinstrumentenVoor de  leerlingen zijn  toetsen ontworpen om de ontwikkeling van vakinhoudelijke kennis en 

onderzoeksvaardigheden te meten. Voor de leerkrachten zijn logboeken gemaakt waarin zij hun 

ervaringen tijdens de voorbereiding en uitvoering van de lessen konden bijhouden. 

 

Vakinhoudelijke kennis 

De  kennis  van  de  leerlingen  over  de  onderwerpen  ‘balans’,  ‘rollen’  en  ‘zinken’  is  op  drie 

momenten gemeten: aan het begin van de lessenserie (voortoets), direct na de les (natoets) en 

na  afloop  van de  lessenserie  (retentietoets). Per  toets werd over elk onderwerp acht  vragen 

gesteld.  Bij  de  eerste  vier  vragen  moesten  de  leerlingen  de  uitkomst  van  een  experiment 

voorspellen, bij de overige vragen moesten zij de uitkomst van een experiment controleren. In 

Figuur 2.3 wordt van beide vraagtypen een voorbeeld getoond. In dit figuur is bovendien te zien 

dat alle items hetzelfde format hadden: een plaatje van een proefopstelling, een vraag, en vier 

antwoordmogelijkheden. De  leerlingen  konden de  vragen  beantwoorden  door  een  antwoord 

aan te kruisen en de bijbehorende zin af te maken. Door deze combinatie van meerkeuzevragen 

en  open  vragen  is  het mogelijk  een  onderscheid  te maken  tussen  ‘weten’  (meerkeuze)  en 

‘begrijpen’ (open vraag). In de scoring is echter de nadruk gelegd op het begrip. 

 

16 

 

 

 

 

 

 

 Wat gebeurt er als je de weegschaal loslaat? Kruis aan en vul in: 

  De weegschaal klapt naar links             want . . . . . . . . . . . . . . 

  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

  De weegschaal klapt naar rechts             want . . . . . . . . . . . . . 

  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

  De weegschaal blijft in evenwicht, want . . . . . . . . . . . . . . . . . 

  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

  Ik weet het niet. 

 

 Staat de weegschaal in de goede stand? Kruis aan en vul in: 

  Ja, hij staat goed, want . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  

  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

  Nee, hij staat fout, want . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

  Ik weet het niet. 

 

Figuur 2.3:  Voorbeeldvragen  uit  de  toets  over  ‘balans’.  Bij  de  eerste  vraag  (links) moet  de  uitkomst  van  het 

experiment worden voorspeld, bij de tweede vraag (rechts) moet de uitkomst worden gecontroleerd. 

 

De moeilijkheidsgraad  van  de  items  werd  bepaald  door  het  aantal  factoren  dat werd 

gevarieerd. In een eenvoudig item werd slechts één factor veranderd, in een moeilijk item twee. 

De eerste vraag  in Figuur 2.3  is een voorbeeld van een moeilijk  item: hier verschilt zowel het 

gewicht als de positie van de voorwerpen. De tweede vraag is een eenvoudig item waarin alleen 

de positie van de voorwerpen verschilt. Per onderwerp werd over elke factor één eenvoudige 

vraag gesteld; de overige items waren moeilijke vragen.  

De voortoets bevatte de  items over alle onderwerpen. De volgorde van de vragen kwam 

overeen met de volgorde waarin de onderwerpen in de lessen aan bod kwamen. De natoetsen 

bevatten  alleen  de  acht  items  over  het  onderwerp  uit  de  voorbije  les.  Deze  items  waren 

inhoudelijk  gelijk  aan  de  items  uit  de  voortoets,  maar  werden  in  een  andere  volgorde 

gepresenteerd. Bovendien was bij elk  item het plaatje met de proefopstelling gespiegeld. De 

retentietoets was volledig identiek aan de voortoets.  

 

De begripsvaliditeit van de toetsen is gewaarborgd door nauwkeurig aan te sluiten op de inhoud 

van de lessen en gebruik te maken van wetenschappelijke inzichten over de voorkennis van de 

doelgroep. Naar de ontwikkeling van de kennis over ‘balans’ is uitgebreid onderzoek gedaan (zie 

voor een overzicht Siegler & Chen, 2002). Hieruit blijkt dat leerlingen uit groep 6 en 7 drie regels 

gebruiken bij het oplossen van balansproblemen. De zogenaamde gewichtregel  (“de kant met 

het meeste gewicht zakt naar beneden”) wordt consequent toegepast. De positieregel (“de kant 

waar  het  voorwerp  het meest  aan  de  buitenkant  zit  zakt  naar  beneden”)  wordt  eveneens 

toegepast, maar  nog  niet  in  alle  gevallen. Het  gebruik  van  de  combinatieregel  (“gewicht  en 

positie bepalen samen of en naar welke kant de balans naar beneden zakt”) begint zich rond het 

tiende  levensjaar  te  ontwikkelen;  de  rekenkundige  regel waarin  de  effecten  van  gewicht  en 

positie correct zijn verdisconteerd, wordt zelfs  in de adolescentiefase nog weinig gebruikt. Op 

licht licht zwaar

licht

licht 

17 

basis  van deze  inzichten  is besloten de  lessen en  toetsitems  toe  te  spitsen op de positie‐ en 

combinatieregel.  

Het onderwerp  ‘rollende voorwerpen’  is veelvuldig gebruikt door Klahr  (zie bijvoorbeeld 

Klahr & Li, 2005; Klahr & Nigam, 2004). Omdat de nadruk in deze onderzoeken ligt op het leren 

ontwerpen  van  systematische  experimenten,  is  niet  in  detail  bekend  hoeveel  voorkennis 

leerlingen van 9 en 10  jaar hebben. Wel  is duidelijk dat kinderen  in deze  leeftijdsgroep geen 

volledig begrip van het onderwerp hebben. Dit werd bevestigd door het onderzoek van Gauw 

(2011) bij leerlingen uit groep 7 en 8.  

Uit  het  onderzoek  van  Penner  en  Klahr  (1996)  blijkt  dat  10‐jarigen  ‘gewicht’  als  enige 

reden zien waarom voorwerpen snel of  langzaam zinken. Ook de meeste 12‐jarigen noemden 

gewicht als enige  factor. Na geëxperimenteerd  te hebben met  voorwerpen  van  verschillende 

materialen, vormen en afmetingen, noemden alle 10‐jarigen tenminste 2  factoren; de meeste 

12  jarigen  noemden  er  drie.  Deze  resultaten  laten  zien  dat  de  leerlingen  in  ons  onderzoek 

waarschijnlijk weinig over  ‘zinkende voorwerpen’ weten, maar wel  in  staat zijn hun kennis  te 

vergroten door te experimenteren.  

 

De betrouwbaarheid van de toetsen  is bepaald door (1) een schatting op basis van een enkele 

testafname, (2) de test‐hertest betrouwbaarheid, en (3) de betrouwbaarheid van het scorings‐

protocol.  

Voor een schatting van de betrouwbaarheid op basis van een enkele testafname  is per 

toets  en  per  onderwerp  de  Guttman’s  Lambda‐2  berekend  (Sijtsma,  2009).  Tevens  is  de 

Spearman‐Brown split‐half betrouwbaarheid berekend voor de items waarin de uitkomsten van 

een experiment moesten worden voorspeld en gecontroleerd. De resultaten uit Tabel 2.1 laten 

zien  dat  de  betrouwbaarheidsindices  geleidelijk  toenemen  en  pas  bij  de  retentietoetsen  het 

vereiste minimum niveau bereiken. Hierbij dient opgemerkt  te worden dat  sprake  is van een 

beperkt aantal  items en een doelgroep waarvan bekend  is dat zij minder consistent zijn  in de 

toepassing van hun kennis dan volwassenen.  

De  test‐hertest  betrouwbaarheid  is  berekend met  correlaties  tussen  de  scores  op  de 

voortoets,  natoetsen  en  retentietoets.  Uit  de  resultaten  in  Tabel  2.2  blijkt  dat  het  verband 

tussen de scores op de voor‐ en natoetsen en de voor‐ en de retentietoets weliswaar significant, 

maar  niet  bijzonder  sterk  is.  Dit  is  te  verklaren  door  de  interventie  (de  lessen)  die  in  de 

tussentijd zijn gevolgd. Kennelijk is de prestatie op de voortoets geen goede voorspeller voor de  

 Tabel 2.1 

Guttman’s Lambda‐2 en Spearman‐Brown split‐half coëfficiënt van de toetsen. 

  Balans  Rollende voorwerpen  Zinkende voorwerpen 

  2  S‐B  n  ‐2  S‐B n ‐2  S‐B  n

Voortoets  .50  .56  400 .56 .59 400  .581  .69  399

Natoets  .57  .61  384 .59 .64 401 .63  .68  373

Retentietoets  .62  .67  373 .65 .70 372 .65  .72  369

Noot. 2 = Guttman’s Lambda‐2. S‐B = Spearman‐Brown coëfficiënt. 1 Op basis van 7 items in plaats van 8.  

18 

Tabel 2.2 

Pearson correlaties tussen de scores op de voortoets, natoetsen en retentietoets. 

  Balans  Rollende voorwerpen  Zinkende voorwerpen 

  r  n r n r  n

Voortoets ‐ Natoets  .36  381 .38 381 .36  370

Voortoets ‐ Retentietoets .32  371 .45 371 .35  371

Natoets ‐ Retentietoets  .58  367 .60 359 .64  357

Noot. Alle correlaties zijn significant, p < .01 (tweezijdig) 

 

mate waarin de  leerlingen profiteren van de  instructie. De correlaties  tussen de scores op de 

natoetsen en de  retentietoets waren eveneens  significant. De hoogte  van de  correlaties was 

redelijk, wat betekent dat de scores op beide toetsen tamelijk stabiel zijn. Ondanks het feit dat 

de items in de natoetsen en de retentietoets wel inhoudelijk maar niet exact identiek zijn, lijken 

de instrumenten het kennisniveau dus redelijk betrouwbaar te meten.  

Tot slot is de betrouwbaarheid van de scoring van de toetsen bepaald. Op basis van de 

antwoorden op de voortoets is in twee rondes een scoringsprotocol ontwikkeld. Per item kon 1 

punt worden gehaald voor een correct antwoord; de juistheid van de antwoorden werd bepaald 

op basis van het antwoord op zowel de meerkeuzevraag als de open vraag. Twee leden van het 

projectteam  die  betrokken  waren  bij  het  ontwerp  van  het  scoringsprotocol  hebben 

onafhankelijk van elkaar de voortoetsen van 60  leerlingen gescoord. Cohen’s kappa over alle 

items bedroeg .82. Voor ‘balans’ was dit .87, voor ‘rollende voorwerpen’ .87 en voor ‘zinkende 

voorwerpen’  .73.  Op  basis  van  deze  gegevens  werd  het  scoringsprotocol  als  voldoende 

betrouwbaar  beschouwd.  Wel  is  het  protocol  bijgesteld  op  basis  van  de  geconstateerde 

verschillen in scoring tussen de twee beoordelaars. Aangezien de overeenstemming al hoog was 

en  de  aanpassingen minimaal waren,  is  de  interbeoordelaarsovereenstemming  niet  opnieuw 

berekend. 

 

Onderzoeksvaardigheden 

In de voortoets en retentietoets waren zes vragen opgenomen om de onderzoeksvaardigheden 

van de  leerlingen  te meten.  (Omdat onderzoeksvaardigheden  zich  langzaam ontwikkelen,  zijn 

deze  vragen  niet  in  de  natoetsen  opgenomen).  De  vragen  hadden  betrekking  op  de 

vaardigheden ‘hypotheses opstellen’, ‘experimenteren’ en ‘conclusies trekken’. Per vaardigheid 

werden twee meerkeuzevragen gesteld die de  leerlingen konden beantwoorden door één van 

de vijf antwoorden aan te kruisen. Wisten zij het antwoord op een vraag niet, dan konden zij de 

zesde antwoordmogelijkheid (“Ik weet het niet”) kiezen.  

Alle vragen waren  ingebed  in een bekende activiteit: vliegtuigjes gooien. De  leerlingen 

kregen vier vliegtuigjes te zien die verschilden voor wat betreft het soort materiaal  (papier of 

karton) en de vorm van de vleugels (smal of breed). Bij de vragen over  ‘hypotheses opstellen’ 

moesten  zij  aangeven  welke  hypothese  met  deze  vliegtuigjes  kon  worden  onderzocht 

(bijvoorbeeld “Vliegtuigjes van karton vliegen verder dan vliegtuigjes van papier”). Bij de vragen 

over  ‘experimenteren’ moest worden aangegeven met welke  combinatie van vliegtuigjes een 

gegeven  hypothese  kon  worden  getest.  Bij  de  vragen  over  ‘conclusies  trekken’  werden  de 

19 

resultaten van twee proefjes gegeven en moesten de  leerlingen aangeven welke conclusie kon 

worden getrokken.  

De  begripsvaliditeit wordt  gewaarborgd doordat  de  vragen  ingaan  op  de onderzoeks‐

vaardigheden die  centraal  stonden  in de O‐S  conditie. Om eventuele  storende  invloeden  van 

vakinhoudelijke kennis uit  te  sluiten,  is gekozen voor een alledaags onderwerp dat niet  in de 

lessen is gebruikt. De effecten van de factoren ‘materiaal’ en ‘vorm van de vleugels’ zijn arbitrair 

en  naar  verwachting  even  plausibel.  De  betrouwbaarheid  van  de  items  was  redelijk.  De 

Guttman’s Lambda‐2 en Spearman‐Brown coëfficiënt op de voortoets waren respectievelijk .50 

en  .42. Op  de  retentietoets  zijn waarden  van  .59  en  .59  gevonden. De  correlatie  tussen  de 

scores op beide toetsen was redelijk hoog, r = .59, p < .01.  

 

Logboeken 

Voor de  leerkrachten  is een  logboek gemaakt met vragen over de voorbereiding en uitvoering 

van elke les. Bij het onderdeel ‘lesvoorbereiding’ zijn meerkeuzevragen gesteld over de tijd die 

het de leerkrachten kostte om de materialen te verzamelen en de les verder voor te bereiden. 

Bij de lesuitvoering hadden de meerkeuzevragen betrekking op de tijd die de les duurde, of de 

leerlingen individueel of in groepjes hadden gewerkt, en of er tijdens de les assistentie was van 

bijvoorbeeld  een  collega of  stagiair. Bij de open  vragen  is de  leerkrachten  gevraagd  voor de 

lesvoorbereiding en de  lesuitvoering steeds drie positieve ervaringen (‘tops’) en drie negatieve 

ervaringen  (‘tips’)  te  beschrijven.  In  de  instructie  bij  de  logboeken  is  aangegeven  dat  de 

logboeken ook gebruikt zouden worden tijdens de afsluitende focusgroepbijeenkomst. 

 

2.5ProcedureHet onderzoek is uitgevoerd in de eerste zes weken van het schooljaar 2011‐20122. Aan het eind 

van de  zomervakantie  zijn  alle materialen naar de  scholen  gestuurd of  gebracht. De  zending 

bevatte een draaiboek waarin de  leerkrachten precies konden zien wat zij per week moesten 

doen. Volgens dit draaiboek hebben de leerlingen in de eerste week de voortoets gemaakt. De 

leerkrachten hebben  een  lijst met  leerlinggegevens  ingevuld. Naast  algemene  kenmerken  als 

geslacht en leeftijd hebben zij een algemene inschatting gegeven van het cognitieve niveau van 

de  leerlingen.  In  de  drie  daarop  volgende  weken  zijn  de  lessen  over  ‘balans’,  ‘rollende 

voorwerpen’  en  ‘zinkende  voorwerpen’  gegeven.  Aan  het  einde  van  elke  les  hebben  de 

leerlingen  de  natoets  gemaakt. De  lessen  zijn  zoveel mogelijk  op  een  vaste  dag  in  de week 

gegeven. De leerkrachten hebben hun ervaringen tijdens de voorbereiding en uitvoering van de 

lessen  bijgehouden  in  het  logboek.  In  de  vijfde week  hebben  de  leerlingen  de  retentietoets 

gemaakt.  

Tijdens  de  zesde  week  is met  de  leerkrachten  een  afsluitende  focusgroepbijeenkomst 

gehouden. Deze bijeenkomst vond plaats op een centrale locatie en duurde 3 uur. Het doel van 

de bijeenkomst was om ervaringen uit te wisselen en met collega’s uit dezelfde conditie tot een 

synthese  te  komen  van  de  positieve  en  minder  positieve  aspecten  van  de  lessenserie.  De 

aantekeningen uit de logboeken dienden als hierbij als geheugensteun.  

2 In twee klassen uit de P‐S conditie zijn de lessen op een later tijdstip gegeven. 

20 

3.Resultaten 

De  onderzoeksvragen  hebben  betrekking  op  de  leerlingen  en  de  leerkrachten.  Bij  de 

beantwoording  van  deze  vragen  worden  de  resultaten  voor  beide  doelgroepen  apart 

beschreven.  Bij  de  analyses  van  de  leerlingen  wordt  eerst  een  controle  uitgevoerd  op  de 

vergelijkbaarheid van de condities (paragraaf 3.1). Vervolgens wordt  in paragraaf 3.2  ingegaan 

op de ontwikkeling van vakinhoudelijke kennis en onderzoeksvaardigheden. De vakinhoudelijke 

kennis over de onderwerpen  ‘balans’,  ‘rollende  voorwerpen’  en  ‘zinkende  voorwerpen’  is op 

drie momenten gemeten: voorafgaand aan de lessenserie (voortoets), direct na de betreffende 

les  (natoets)  en  na  afloop  van  de  lessenserie  (retentietoets).  Onderzoeksvaardigheden 

ontwikkelen zich doorgaans langzamer en zijn daarom alleen gemeten met de voortoets en de 

retentietoets.  De  resultaten  voor  de  leerkrachten  worden  beschreven  in  paragraaf  3.3.  Dit 

onderdeel bestaat uit een overzicht en  synthese van de mening van de  leerkrachten over de 

lessen.  

 

3.1VergelijkbaarheidvandeconditiesOmdat de  leerlingen per klas  zijn  toegewezen aan een bepaalde  conditie,  is gecontroleerd  in 

hoeverre de drie condities onderling vergelijkbaar waren. Dit bleek redelijk het geval te zijn. In 

elke  conditie  zaten  naar  verhouding  evenveel  jongens  als meisjes,  2(2) = 2.84,  p = .24, met 

relatief gelijk cognitief niveau, 2(4) = 3.92, p = .42. De condities verschilden echter qua leeftijd, F(2, 456) = 16.57, p < .001, wat waarschijnlijk  is veroorzaakt door de klassen die op het  laatste 

moment hebben afgezegd. De gemiddelde  leeftijd  in de P‐EM conditie  lag 4.8 maanden  lager 

dan  in de P‐S conditie  (p <  .001) en 2.4 maanden  lager dan  in de O‐S conditie  (p =  .023). Het 

leeftijdsverschil tussen deze laatste twee condities bedroeg 3.2 maanden (p = .002). 

Vervolgens  is gekeken of de verschillen  in  leeftijd een  storende  invloed hadden op de 

vakinhoudelijke kennis en onderzoeksvaardigheden. Hoewel de  totale  scores op de voortoets 

significant verschilde tussen de condities, F(6, 902) = 2.38, p = .028, bleek dit verschil te worden 

veroorzaakt door de vragen over  ‘zinkende voorwerpen’, F(2, 452) = 4.60, p =  .010; de scores 

voor  ‘balans’ en  ‘rollende voorwerpen’ waren vergelijkbaar (balans: F(2, 452) = 1.99, p =  .137; 

rollen: F(2, 452) = 1.62, p = .200). Uit post hoc analyses bleek dat alleen de leerlingen uit de P‐

EM  conditie  significant minder wisten  over  ‘zinkende  voorwerpen’  dan  leerlingen  uit  de O‐S 

conditie (p = .008). Omdat deze condities niet worden vergeleken bij de beantwoording van de 

onderzoeksvragen,  is  besloten  de  vakinhoudelijke  kennis  zonder  verdere  correcties  te 

analyseren; het leeftijdsverschil tussen de condities heeft niet geleid tot relevante verschillen in 

voorkennis.  

De onderzoeksvaardigheden verschilden eveneens tussen de condities, F(2, 452) = 5.96, 

p = .003. Dit verschil werd veroorzaakt doordat  leerlingen uit de P‐S  conditie  significant  lager 

scoorden  dan  leerlingen  uit  de  O‐S  conditie  (p  =  .002),  alle  andere  verschillen  waren  niet 

significant (p > .189). Omdat het niet aannemelijk is dat dit verschil samenhangt met de leeftijd 

van de  leerlingen  (oudere kinderen zouden  juist onderzoeksvaardiger moeten zijn), hoeft ook 

hier geen statistische correctie van de scores plaats te vinden. Bij de analyses wordt bovendien 

21 

gekeken naar de relatieve toename van onderzoeksvaardigheden binnen elke conditie zodat de 

aanvankelijke verschillen worden verdisconteerd.  

 

3.2ResultatenvandeleerlingenBij de analyse  is gekeken of de gemiddelde  toetsscores  in de drie condities zich op eenzelfde 

manier ontwikkelen  in de  tijd. Hierbij  is gebruik gemaakt van een gemengd onderzoeksdesign 

met conditie als between‐subject  factor en  tijd als within‐subject  factor. Omdat hier  sprake  is 

van een herhaalde meting, zijn de scores van  leerlingen die een of meer  toetsen niet hebben 

gemaakt bij de betreffende analyses buiten beschouwing gelaten. Hierdoor verschilt het aantal 

leerlingen per analyse.  

 

Vakinhoudelijke kennis 

Figuur  3.1  toont  de  totaalscores  op  de  voortoets,  de  gezamenlijke  natoetsen,  en  de 

retentietoets.  In  alle  drie  de  condities  waren  de  scores  op  de  natoetsen  hoger  dan  op  de 

voortoets,  wat  betekent  dat  de  leerlingen  tijdens  de  lessen  iets  hebben  geleerd  over  de 

onderwerpen die ze hebben onderzocht. De scores op de retentietoets zijn weliswaar iets lager 

dan die van de natoetsen, maar wel hoger dan de voortoetsscores. Dit betekent dat de kennis 

die tijdens de lessen is opgedaan voor een groot deel beklijft. 

 

 

Figuur 3.1:  Gemiddelde scores voor vakinhoudelijke kennis op de voortoets,  

de gezamenlijke natoetsen en de retentietoets. 

 

Om  te  bepalen  of  de  toetsscores  significant  van  elkaar  verschillen,  zijn  twee mixed 

design MANOVAs  uitgevoerd.  Uit  de  eerste MANOVA  blijkt  dat  de  scores  op  de  natoetsen 

significant hoger zijn dan op de voortoets, F(3, 402) = 127.31, p < .001. Er is dus sprake van een 

significante kennistoename. Daarnaast blijkt dat de toetsscores  in de drie condities van elkaar 

verschilden, F(6, 806) = 4.02, p =  .001, terwijl de tijd  conditie  interactie niet significant was, F(6, 806) = 0.94, p =  .469. Dit betekent dat de toetsscores  in de drie condities niet even hoog 

waren, maar dat er geen significante onderlinge verschillen waren in de toename in kennis over 

tijd.  

22 

Tabel 3.1 

Gemiddelden (en standaarddeviaties) van de scores op de vakinhoudelijke kennistoetsen 

 

Conditie 

Proefjes met echte 

materialen (P‐EM) 

Proefjes met 

simulaties (P‐S) 

Onderzoekend leren 

met simulaties (O‐S) 

  Balans

Voortoets  2.82  (1.11) 2.64 (1.05) 2.82  (1.10)

Natoets  2.70  (1.40) 2.82 (1.44) 3.05  (1.30)

Retentietoets  3.01  (1.31) 3.13 (1.43) 3.21  (1.11)

  Rollende voorwerpen

Voortoets  2.23  (1.65) 2.15 (1.45) 2.51  (1.58)

Natoets  3.52  (1.83) 3.39 (1.80) 3.84  (1.66)

Retentietoets  2.93  (1.87) 3.09 (1.89) 3.55  (1.75)

  Zinkende voorwerpen

Voortoets  1.79  (1.04) 2.08 (1.33) 2.20  (1.26)

Natoets  2.93  (1.50) 3.45 (1.68) 3.52  (1.32)

Retentietoets  2.89  (1.63) 3.35 (1.76) 3.17  (1.37)

Noot. Op elke toets kon per onderwerp maximaal 8 punten worden gehaald.  

 

Voor een meer precieze duiding van deze effecten  zijn de  toetsscores voor de onder‐

werpen  ‘balans’,  ‘rollende  voorwerpen’  en  ‘zinkende  voorwerpen’  apart  geanalyseerd;  de 

gemiddelde  scores worden weergegeven  in Tabel 3.1. Uit de univariate ANOVAs blijkt dat de 

kennistoename significant was voor de onderwerpen ‘rollende voorwerpen’, F(1, 404) = 179.28, 

p  <  .001,  en  ‘zinkende  voorwerpen’,  F(1, 404)  =  248.85,  p  <  .001, maar  niet  voor  ‘balans’, 

F(1, 404) = 1.75, p =  .187. De verschillen  tussen de condities waren eveneens significant voor 

‘rollende voorwerpen’ en  ‘zinkende voorwerpen’, F(2, 404) = 3.35, p =  .036 respectievelijk F(2, 

404) = 8.49, p < .001. De toetsscores voor ‘balans’ verschilde niet significant tussen de condities, 

F(2, 404) = 1.75, p =  .175. Post‐hoc analyses  lieten zien dat  leerlingen  in de O‐S conditie meer 

wisten  over  ‘rollende  voorwerpen’  dan  leerlingen  uit  de  P‐S  conditie  (p  =  .050).  Bij  het 

onderwerp  ‘zinkende  voorwerpen’  scoorden  O‐S  leerlingen  even  goed  als  P‐S  leerlingen 

(p = 1.00), die op hun beurt betere scores hadden dan de P‐EM leerlingen (p = .011).  

 

De  tweede mixed  design MANOVA  vergeleek  de  scores  van  de  natoetsen met  die  van  de 

retentietoets. Uit de resultaten bleek dat het verschil in toetsscores over de tijd significant was, 

F(3, 368)  =  15.93,  p  <  .001,  de  scores  in  de  drie  condities  significant  van  elkaar  verschilde, 

F(6, 738) = 3.27, p = .001, en het interactie‐effect niet significant was, F(6, 738) = 1.73, p = .112. 

Dit betekent dat  lichte daling  van de  scores uit  Figuur 3.1  significant  is, de  scores  in de drie 

condities niet gelijk zijn, maar gemiddeld wel evenveel afnemen in de tijd.  

Uit analyse van de afzonderlijke onderwerpen bleek dat de daling van scores van natoets 

naar  retentietoets  zich bij alle drie de onderwerpen voordeed, F(1, 370) > 9.32, p <  .001. De 

verschillen  tussen de condities waren significant voor  ‘rollende voorwerpen’, F(2, 370) = 3.72, 

p = .025, en ‘zinkende voorwerpen’, F(2, 370) = 6.81, p = .001, en bijna‐significant voor ‘balans’, 

F(2,  370)  =  2.90,  p  =.057.  Post‐hoc  vergelijkingen  lieten  zien  dat  de  verschillen  bij  ‘rollende 

voorwerpen’ zich alleen voordeden tussen de P‐EM en O‐S conditie  (p =  .024). Op de  toetsen 

23 

over  ‘zinkende  voorwerpen’  presteerden  de  O‐S  leerlingen  even  goed  als  de  P‐S  leerlingen 

(p = 1.00), terwijl de P‐S leerlingen hogere scores hadden dan de P‐EM leerlingen (p = .003).  

 

Onderzoeksvaardigheden 

De voortoets en retentietoets bevatten zes vragen over het doen van onderzoek; de gemiddelde 

scores op deze vragen staan in Tabel 3.2. De scores op de voortoets waren relatief laag: in alle 

drie de condities lagen de gemiddelde scores slechts 1 punt boven kansniveau. Dit betekent dat 

de leerlingen aan het begin van de lessenserie over weinig onderzoeksvaardigheden beschikten. 

Op de retentietoets werd een bescheiden toename van de scores gemeten, wat aangeeft dat de 

leerlingen na afloop van de lessenserie over (iets) meer onderzoeksvaardigheden beschikten.  

De  scores  uit  Tabel  3.2  zijn  geanalyseerd  met  een  mixed‐design  ANOVA.  Uit  de 

resultaten  bleek  dat  de  leerlingen  significant  beter  scoorden  op  de  retentietoets  dan  op  de 

voortoets,  F(1,  409)  =  7.37,  p  =  .007.  Het  verschil  in  scores  tussen  de  drie  condities  was 

eveneens significant, F(2, 409) = 3.58, p = .029, terwijl het interactie‐effect niet significant was, 

F(2, 409) = 1.56, p = .211. Uit post‐hoc vergelijkingen bleek verder dat leerlingen uit de P‐EM en 

P‐S conditie over evenveel onderzoeksvaardigheden beschikten (p = 1.00) en dat deze vaardig‐

heden tijdens de  lessen even veel zijn verbeterd. De scores uit Tabel 3.2 geven echter aan dat 

de  feitelijke  toename  van  onderzoeksvaardigheden  niet  bijzonder  groot was.  De  vergelijking 

tussen de O‐S en P‐S conditie laat een soortgelijk beeld zien. Weliswaar beschikten de leerlingen 

uit de O‐S  leerlingen over meer onderzoeksvaardigheden dan de  leerlingen uit de P‐S conditie 

(p = .039), maar het niet‐significante  interactie effect geeft aan dat het vaardigheidsniveau al 

voor aanvang van de lessenserie verschilde en tijdens de lessen evenredig is toegenomen. 

 

3.3ResultatenvandeleerkrachtenDe  onderzoeksvragen  voor  de  leerkrachten  hadden  betrekking  op  de  voorbereiding  en 

begeleiding  van  de  lessen.  Door middel  van  de  logboeken  en  de  focusgroep  bijeenkomst  is 

geïnventariseerd hoeveel tijd de leerkrachten nodig hadden voor het voorbereiden en uitvoeren 

van de lessen, welke positieve en negatieve ervaringen zij hierbij hebben opgedaan, en hoe de 

leerkrachtinspanningen zich verhouden tot de gepercipieerde leeropbrengsten.  

 Tabel 3.2 

Gemiddelden (en standaarddeviaties) van de scores op de onderzoeksvaardigheden toetsen 

 

Conditie 

Proefjes met echte 

materialen (P‐EM) 

Proefjes met 

simulaties (P‐S) 

Onderzoekend leren 

met simulaties (O‐S) 

Voortoets  2.10  (1.40) 1.78 (1.52) 2.38  (1.56)

Retentietoets  2.20  (1.60) 2.23 (1.61) 2.50  (1.68)

Noot. De maximale score voor beide toetsen was 6 punten. 

 

  

24 

Tabel 3.3 

Mediaan (en modus) van de tijd voor lesvoorbereiding en –uitvoering. 

 

Conditie 

Proefjes met echte 

materialen (P‐EM) 

Proefjes met 

simulaties (P‐S) 

Onderzoekend leren 

met simulaties (O‐S) 

Materiaal verzamelen  30‐60 min.  ( 30 min.)   30 min.  ( 30 min.)   30 min.  ( 30 min.) 

Les voorbereiden   30 min.  ( 30 min.)   30 min.  ( 30 min.)   30 min.  ( 30 min.) 

Les uitvoeren  60‐90 min.  (60‐90 min.) 30‐60 min. (30‐60 min.) 30‐60 min.  (30‐60 min.)

Noot. P‐EM: n = 5; P‐S: n = 4; O‐S: n = 7 

 

Tabel 3.3 geeft een  indruk van de  tijd die de  leerkrachten nodig hadden om de  lessen 

voor  te  bereiden  en  te  geven.  De  positieve  en  negatieve  ervaringen  die  zij  hierbij  hebben 

opgedaan  zijn  samengevat  in  Tabel  3.4  en  3.5.  In  al  deze  tabellen  zijn  de  drie  lessen 

samengenomen  omdat  afzonderlijke  analyses  weinig  betekenisvol  zouden  zijn  vanwege  het 

geringe aantal leerkrachten per conditie.  

Uit de resultaten in Tabel 3.3 blijkt dat leerkrachten uit de P‐EM conditie meer tijd nodig 

hadden  om  de  benodigde materialen  te  verzamelen  dan  leerkrachten  uit  de  beide  simulatie 

condities.  Hoewel  dit  resultaat  overeen  komt  met  de  verwachtingen,  bestaat  er  ook  een 

aanzienlijke  spreiding  in  de  scores  (de  mediaan  is  namelijk  hoger  dan  de  modus).  Deze 

diversiteit  is  ook  terug  te  zien  in  de  positieve  en  negatieve  ervaringen  tijdens  de 

lesvoorbereiding (zie Tabel 3.4). Sommige leerkrachten vonden het verzamelen en voorbereiden 

van de materialen  voor  de  proefjes  relatief  eenvoudig  terwijl  andere  leerkrachten  hierbij  op 

problemen  stuitten  en  hulp  van  een  stagiair  of  conciërge  hebben  moeten  inroepen.  Deze 

verschillen werden deels veroorzaakt door de proefjes zelf: voor het maken van een balans zijn 

andere  materialen  nodig  dan  voor  een  knikkerbaan  of  waterbak,  en  het  ene  materiaal  is 

gemakkelijker te verzamelen dan het andere.  

Uit Tabel 3.4 blijkt verder dat de voorzieningen op de  scholen van elkaar verschilden. 

Sommige  leerkrachten  hadden  het  benodigde  materiaal  gewoon  op  school  voorhanden  of 

konden dit gemakkelijk aanschaffen  terwijl andere  leerkrachten dit meer  tijd en moeite heeft 

gekost. Eventueel zouden de  leerlingen zelf wat materiaal kunnen verzamelen  (één  leerkracht 

had  hier  positieve  ervaringen mee), maar  de meer  specifieke materialen  zoals  hoge  glazen 

vazen,  PVC  koppelstukjes,  en  een  speciaal  soort  klei  zijn  veelal  door  de  leerkracht  zelf 

verzameld. En dit heeft sommige leerkrachten relatief veel tijd en moeite gekost. 

In de beide simulatie condities vormde het verzamelen van materialen geen probleem. 

Dit  is  logisch omdat alle materialen werden aangeleverd en alleen moesten worden geïnstal‐

leerd en gekopieerd. Dit was voor de meeste leerkrachten geen probleem, wat blijkt uit de vele 

positieve opmerkingen over de simulaties en bestanden op de USB stick. Slechts op één school 

bleek het niet mogelijk de simulaties op het netwerk te installeren vanwege de instellingen van 

de  server. Andere  leerkrachten waren  zeer  tevreden  over  de  eenvoudige manier waarop  de 

simulaties op het netwerk van de school konden worden gezet. Mede hierdoor werden door de 

leerkrachten uit de beide simulatie condities zeer weinig negatieve ervaringen gerapporteerd en 

waren er geen negatieve ervaringen die meer dan twee keer werden genoemd. 

25 

Tabel 3.4 

Overzicht van de meest genoemde positieve en negatieve ervaringen tijdens de lesvoorbereiding.  

Conditie 

Proefjes met echte

materialen (P‐EM) 

Proefjes met 

simulaties (P‐S) 

Onderzoekend leren 

met simulaties (O‐S) 

Positieve ervaringen

(10)  Het materiaal voor de leer‐kracht (lesplan, achtergrond‐informatie, draaiboek voor de lessen, lijst benodigde mate‐rialen) was duidelijk en goed. 

(8) Alle materialen stonden over‐zichtelijk op de USB stick en konden direct worden geprint en gekopieerd. 

(10) Het materiaal voor de leer‐kracht (lesplan, achtergrond‐informatie, draaiboek voor de lessen) was duidelijk en goed. 

(9)  De materialen voor de leerlingen waren gemakkelijk te verkrijgen, of door de kinderen van huis mee te nemen.  

(7) Het materiaal voor de leerkracht (lesplan, achtergrondinformatie, draaiboek voor de lessen) was duidelijk en goed. 

(5) Alle materialen waren overzich‐telijk en werden op een duide‐lijke, goed gestructureerde manier aangeleverd. 

(3)  De werkbladen waren al geprint, dat maakte het kopiëren eenvoudig. 

(3) De simulaties konden direct vanaf de USB stick worden gestart, bevatte duidelijke animaties en werden duidelijk op het beeldscherm gepresenteerd. 

(5) De USB stick werkte prima en de simulatie kon gemakkelijk op de schoolserver worden gezet. 

(3)  De tijdsinvestering was beperkt en organisatorisch was het prima te doen. 

  (4) De werkbladen konden direct gekopieerd worden. 

(3)  Hulp van anderen bij het verzamelen en voorbereiden van de materialen. 

 

Negatieve ervaringen

(8)  Vooral de specifieke materialen kostten veel tijd en moeite om te verzamelen. 

 

(6)  Het voorbereiden van de materialen (pasvormen, mallen en steuntjes maken) is teveel werk en te moeilijk om door de leerlingen zelf te laten doen. 

 

(4)  De benodigde materialen en ruimte waren soms niet gedetailleerd genoeg beschre‐ven, waardoor de proefjes moeilijk(er) konden worden uitgevoerd.  

 

Noot. De getallen tussen haakjes geven aan hoe vaak de betreffende ervaring werd genoemd. Ervaringen die minder dan 3 keer en/of door slechts 1 leerkracht per conditie werden genoemd, zijn niet in de tabel opgenomen.  

 

 

26 

Uit Tabel 3.3 blijkt  verder dat de  lesvoorbereiding  in  alle drie de  condities  gemiddeld 

even veel tijd in beslag nam. Deze uitkomst is enigszins verrassend omdat leerkrachten in de O‐S 

conditie de lessen op een andere manier moesten geven dan ze gewend waren. De verwachting 

was  dat  de  didactiek  van  de  Denken‐Meten‐Weten  methode  extra  voorbereidingstijd  zou 

kosten, maar dit bleek niet het geval te zijn. De relatief korte voorbereidingstijd hang wellicht 

samen met  de  kwaliteit  van  de  leshandleiding,  die maar  liefst  tien  keer werd  genoemd  als 

positief punt tijdens de voorbereiding (zie Tabel 3.4). Ook in de andere twee condities werd de 

kwaliteit van het leerkrachtmateriaal door veel leerkrachten gezien als een pluspunt.  

 

De lessen zelf duurden gemiddeld 30 tot 90 minuten. Tijdens de lessen hebben de leerlingen in 

elke klas samengewerkt  in groepjes van  twee  tot vier  leerlingen; alle  leerkrachten hebben de 

lessen zonder extra hulp van een collega, ouder of stagiair gegeven. Uit de logboeken ontstaat 

verder het beeld dat de  lessen  in alle  condities  leuk en boeiend werden gevonden  (zie Tabel 

3.5). De  leerlingen waren oprecht geïnteresseerd  in de onderwerpen en zeer gemotiveerd om 

zelf proefjes te doen. Ze werkten hierbij goed samen en zijn actief en serieus met de opdrachten 

aan de slag gegaan.  

Per  conditie  zijn  nauwelijks  verschillen  gevonden  in  de  tijdsduur  voor  de  drie 

afzonderlijke lessen. Tussen de condities bestond wel een verschil: de gemiddelde lesduur in de 

P‐EM conditie was hoger dan in de P‐S conditie, wat er op wijst dat het maken van en werken 

met een ‘echte’ proefopstelling meer tijd kost dan het experimenteren met een simulatie. Net 

als  bij  de  lesvoorbereiding  waren  de  ervaringen  van  de  leerkrachten  uit  de  P‐EM  conditie 

verdeeld.  Uit  Tabel  3.5  blijkt  dat  sommige  leerkrachten  vonden  dat  hun  leerlingen  de 

opdrachten uit de werkbladen goed en zelfstandig konden uitvoeren terwijl andere leerkrachten 

rapporteerden dat de  leerlingen dit moeilijk  vonden en  veel begeleiding nodig hadden. Deze 

laatste  leerkrachten kwamen tijdens de  les vaak  letterlijk handen tekort. Daarnaast  leidde het 

gebruik van de echte materialen soms tot rommelige situaties, bijvoorbeeld doordat de proefjes 

met de knikkerbaan op de gang of het  schoolplein moesten worden uitgevoerd, of omdat de 

proefjes met klei en water een kliederboel werden. Desondanks waren er geen aanwijzingen dat 

de  P‐S  leerlingen  meer  of  betere  mogelijkheden  hadden  om  vakinhoudelijke  kennis  en 

onderzoeksvaardigheden te ontwikkelen dan de P‐EM leerlingen; hooguit was de efficiëntie wat 

hoger doordat dezelfde proefjes in minder tijd konden worden uitgevoerd.  

Opvallend  is  verder  dat  de  lesduur  in  de  beide  simulatie  condities  niet  verschilde, 

ondanks het  feit dat de  leerlingen  in de O‐S conditie meer en op een andere manier moesten 

experimenteren. Wellicht vergt dit weinig extra tijd en/of levert het uitgebreid experimenteren 

volgens de Denken‐Meten‐Weten methode tijdwinst op tijdens het afsluitende klassengesprek. 

Een ander  resultaat was dat de  leerlingen uit de O‐S conditie hun aanvankelijke motivatie en 

goede werkhouding niet tot het einde van de les konden vasthouden. Dit hangt mogelijk samen 

met de complexiteit van de werkbladen  (die  inderdaad veeleisender waren dan  in de andere 

condities) en het feit dat de simulaties soms vastliepen.  

 

27 

Tabel 3.5 

Overzicht van de meest genoemde positieve en negatieve ervaringen tijdens de lesuitvoering.  

Conditie 

Proefjes met echte

materialen (P‐EM) 

Proefjes met 

simulaties (P‐S) 

Onderzoekend leren 

met simulaties (O‐S) 

Positieve ervaringen

(11)  De opdrachten waren duidelijk en konden zelfstandig worden uitgevoerd. 

(8) Het inleidende en afsluitende kringgesprek ging goed. 

(9) De simulaties waren duidelijk, mooi van kleur, en gemakkelijk om mee te werken. 

(8)  De leerlingen waren gemoti‐veerd voor de proefjes en geïnteresseerd in de onder‐werpen. 

(5) De simulaties waren duidelijk, en gemakkelijk om mee te werken. 

(8) De groepjes werkten zelf‐standig en goed samen. 

(4)  De groepjes werkten goed samen. 

(5) De leerlingen waren gemoti‐veerd voor de proefjes en geïnteresseerd in de onder‐werpen. 

(7) De leerlingen waren gemoti‐veerd voor de proefjes en geïnteresseerd in de onder‐werpen. 

(4)  De leerlingen hadden een goede werkhouding (actief, goed overleg). 

(4) De leerlingen hadden een goede werkhouding (aandachtig, veel inzet). 

(4) De leerlingen hadden een goede werkhouding (serieus, betrokken). 

(4)  De leerlingen hebben zelf ontdekt ‘hoe het zit’.  

 

(3)  De leerlingen hebben spon‐taan eigen proefjes bedacht. 

 

Negatieve ervaringen

(9)  Het uitvoeren en begeleiden van de proefjes. 

(6) Veel leerlingen wilden te snel beginnen achter de computer. Het was moeilijk om ze tot lezen en denken aan te zetten.  

(17) De werkbladen waren te ingewikkeld; de opdrachten moeten in kleinere stapjes worden gepresenteerd en zonder terugverwijzingen naar eerdere bladzijden. 

(4)  De leerlingen hadden veel moeite met het bouwen van de proefopstelling.  

(3) Het verschil in werktempo tussen de leerlingen was groot. 

(7) De leerlingen konden de con‐centratie en motivatie niet de hele les vasthouden. 

(3)  Samenwerken in groepjes van 4 is moeilijk; tweetallen is beter. 

  (6) De simulaties liepen soms vast of deden onverwachte dingen. 

Noot. De getallen tussen haakjes geven aan hoe vaak de betreffende ervaring werd genoemd. Ervaringen die minder dan 3 keer en/of door slechts 1 leerkracht per conditie werden genoemd, zijn niet in de tabel opgenomen.  

 

Tijdens  de  afsluitende  focusgroep  bijeenkomst  hebben  de  leerkrachten  uit  elke  conditie 

gediscussieerd  over wat  zij  de  vijf meest  belangrijke  voor‐  en  nadelen  van  hun  lesmethode 

vonden.  De  resultaten  zijn  te  zien  in  Tabel  3.6  en  dienen  ter  validatie  van  de  hierboven 

gepresenteerde  synthese uit de  logboeken. Door de  vele  afzeggingen  voor deze bijeenkomst 

moeten de resultaten echter met enige voorzichtigheid worden geïnterpreteerd.  

28 

Tabel 3.6 

Belangrijkste voor‐ en nadelen van de lesmethode in de drie condities volgens deelnemers aan de 

focusgroepbijeenkomst. Conditie 

Proefjes met echte

materialen (P‐EM) 

Proefjes met 

simulaties (P‐S) 

Onderzoekend leren 

met simulaties (O‐S) 

Voordelen

1.  De werkbladen bevatten duidelijke opdrachten. 

1.  Het materiaal was aanwezig; geen zoekwerk. 

1. De opdrachten stimuleerden overleg tussen leerlingen. 

2.  De opdrachten leidden tot kennisontwikkeling. 

2.  De lessen vergden weinig voorbereiding. 

2. De Denken‐Meten‐Weten methode stimuleerde de leerlingen tot oorzaak‐gevolg denken. 

3.  De proefjes waren leuk en leerzaam, het ‘wetenschap‐pelijke’ kwam goed tot zijn recht. 

3.  De simulaties waren duidelijk. 3. De leshandleiding was duidelijk.

4.  De opdrachten stimuleerden overleg tussen leerlingen. 

4.  De leshandleiding was duidelijk. 4. De simulaties waren aantrekkelijk en motiverend. 

5.  Alle toetsen hadden eenzelfde vraag‐antwoord format. 

5.  De lessen waren motiverend.  5. De simulaties waren eenvoudig en snel te installeren. 

Nadelen

1.  Het voorwerk was te tijdrovend om door de leerlingen te laten doen. En ook voor de leerkracht. 

1.  Het project startte in de eerste week van het schooljaar. 

1. De werkbladen maakten de systematiek van de Denken‐Meten‐Weten methode onvoldoende duidelijk; ondersteuning door de leerkracht was noodzakelijk.  

2.  De voortoets was te moeilijk.  2.  De toetsen waren (te) lang. 2. De simulaties werden op den duur wat eentonig. 

3.  Stapsgewijze begeleiding door de leerkracht was noodzakelijk. 

3.  De werkbladen bevatten te weinig proefjes. 

3. De lessen en simulaties waren zo motiverend dat de leerlingen ‘vergaten’ de werkbladen te lezen.  

4.  Samenwerken met meer dan 2 leerlingen was nodig door gebrek aan materiaal, maar was moeilijk voor de leerlingen. 

4.  De toetsvragen waren (te) open geformuleerd. 

4. De simulaties bevatten geen differentiatiemogelijkheden (slimme leerlingen waren snel klaar). 

5.  De toetsvragen over onder‐zoeksvaardigheden waren te moeilijk. 

5.  De simulaties konden niet op elke school via het netwerk worden geïnstalleerd. 

5. De voortoets was lang en moeilijk.  

 

Uit  de  P‐EM  conditie was  slechts  één  leerkracht  aanwezig;  zij  heeft met  een  van  de 

onderzoekers gesproken over haar ervaringen. De voordelen die door deze  leerkracht werden 

genoemd geven aan dat de kwaliteit van het  lesmateriaal hoog was. De  leerlingen konden er 

goed mee uit de voeten en  leerden op een  leuke manier  iets nieuws over het onderwerp én 

over het doen van onderzoek. De nadelen van deze lesmethode lagen vooral op het terrein van 

29 

de leerkracht: er ging veel werk zitten in de voorbereiding van en begeleiding tijdens de lessen. 

De  beschikbaarheid  van  sommige  materialen  leidde  er  bovendien  toe  dat  de  leerlingen  in 

viertallen moesten samenwerken, wat minder goed verloopt dan wanneer in tweetallen wordt 

gewerkt. Ook de toetsen werden moeilijk gevonden.  

De  leerkrachten uit de P‐S conditie waren duidelijk enthousiast. Hun voorbereiding van 

de lessen verliep snel en doeltreffend, mede dankzij een duidelijke leshandleiding. De simulaties 

waren  eenvoudig  en motiverend  om mee  te werken.  De  genoemde  nadelen  hadden  vooral 

betrekking  op  de  eisen  en  randvoorwaarden  van  het  onderzoeksproject  (planning,  toetsen). 

Daarnaast  vonden de  leerkrachten het  aantal proefjes  te beperkt, wat direct  aansluit bij het 

idee dat door het  gebruik  van  simulaties meer proefjes per  les  kunnen worden  gedaan.  Eén 

leerkracht had problemen met de installatie van de simulaties via het netwerk. Dit had te maken 

met de  instellingen van het netwerk, op alle andere scholen, ook uit de O‐S conditie,  lukte dit 

zonder problemen. 

De  leerkrachten  uit  de  O‐S  conditie  waren  positief  over  de  Denken‐Meten‐Weten 

methode. De eerste  twee voordelen uit Tabel 3.6  laten  zien dat deze methode de  leerlingen 

echt uitdaagde om dieper over de  lesstof na  te denken en verbanden  te  leggen, bijvoorbeeld 

tussen  hypotheses  en  onderzoeksopzet,  of  tussen  de  resultaten  en  de  conclusie.  Dit  soort 

uitdagingen  krijgen de kinderen  te weinig bij andere  lessen of  lesmethoden. De  leerkrachten 

konden  dit  zogenoemde  oorzaak‐gevolg  denken  goed  begeleiden,  mede  dankzij  de  goede 

leshandleidingen. Wat betreft de  simulaties werden  twee belangrijke voordelen genoemd:  zij 

waren motiverend voor de leerlingen en eenvoudig te installeren door de leerkrachten. 

De simulaties hadden echter ook één nadeel: ze waren zo motiverend dat de leerlingen 

er direct mee aan de  slag gingen zonder eerst de werkbladen  te  lezen. Als de  leerkracht hen 

hiertoe aanzette, bleek dat de systematische manier van onderzoek doen volgens de Denken‐

Meten‐Weten  methode  onvoldoende  duidelijk  werd;  hierbij  moesten  de  leerkrachten 

herhaaldelijk  uitleg  geven.  Volgens  twee  leerkrachten  zou  een  betere  structurering  van  de 

werkbladen uitkomst bieden, de derde leerkracht had goede ervaringen met het geven van een 

klassikale demonstratie.  

De leerlingen in de O‐S conditie hebben meer, en op een andere manier proefjes moeten 

doen. Deze werkwijze had als nadeel dat de leerlingen na verloop van tijd ‘uitgekeken’ raakten 

op de relatief eenvoudige simulaties; het zou motiverender zijn als de  interface veranderd zou 

kunnen worden, bijvoorbeeld door halverwege de les een andere balans of helling te gebruiken. 

Een  tweede  nadeel was  dat  slimme  leerlingen  veel  eerder  klaar waren;  in  een  commerciële 

versie van de simulaties zouden differentiatiemogelijkheden moeten worden ingebouwd. 

 

Tijdens  de  focusgroep  bijeenkomst  is  bovendien  gevraagd  of  de  leerkrachten  hun  eigen 

inspanningen  in  verhouding  vonden  staan  tot  de  leeropbrengsten  van  de  leerlingen.  De 

leerkracht uit de P‐EM conditie vond de  lessen wel de moeite waard, maar zou het voorwerk 

voor de  leerlingen  (het maken van de proefopstelling) en de  leerkrachten  (het verzamelen en 

klaarzetten van de materialen) wel beperkter willen  zien. De  leerkrachten uit de P‐S  conditie 

vonden  de  voorbereiding  en  uitvoering  van  de  lessen  zeker  in  verhouding  staan  tot  de 

leeropbrengsten. Zij waren zeer positief over de  lessen en de weinige voorbereiding waardoor 

30 

ze  de  lessen  volgend  jaar  zo  weer  zouden  geven.  De  leerkrachten  uit  de  O‐S  conditie 

beantwoordden deze vraag met een volmondig  ‘ja’. De  leerlingen vonden de  lessen over het 

algemeen leuk en motiverend en uit de afsluitende kringgesprekken bleek dat ze er ook wat van 

hadden  opgestoken.  De  leerkrachten  vonden  de  voorbereiding  en  uitvoering  van  de  lessen 

eenvoudig en gemakkelijk.  

 

31 

4.Conclusiesendiscussie 

In dit project  is onderzocht of simulaties een meerwaarde kunnen hebben bij hands‐on  lessen 

natuuronderwijs.  De  centrale  vraag  was  of  simulaties,  al  dan  niet  gecombineerd  met  een 

didactisch  tussenmodel  voor  onderzoekend  leren,  de  efficiëntie  voor  de  leerkracht  en  de 

effectiviteit  voor  de  leerlingen  kunnen  vergroten.  Deze  algemene  onderzoeksvraag  is 

beantwoord aan de hand van de volgende vier deelvragen: 

 

1. Ontwikkelen  leerlingen  die  proefjes  doen met  een  simulatie  evenveel  vakinhoudelijke 

kennis  en  onderzoeksvaardigheden  als  leerlingen  die  proefjes  doen  met  concrete 

materialen? 

2. Ontwikkelen leerlingen die onderzoekend leren met een simulatie meer vakinhoudelijke 

kennis en onderzoeksvaardigheden dan leerlingen die proefjes doen met een simulatie? 

3. Hoe beoordelen leerkrachten de efficiëntie van de voorbereiding en begeleiding van de 

lessen? 

4. Vinden  leerkrachten  hun  inspanningen  tijdens  de  voorbereiding  en  begeleiding  van 

lessen onderzoekend  leren met simulaties redelijk en  in verhouding staan tot de  lestijd 

en gepercipieerde leeropbrengsten? 

 

In  dit  afsluitende  hoofdstuk  worden  de  belangrijkste  resultaten  voor  elke  deelvraag  kort 

samengevat, en worden conclusies getrokken in het licht van de centrale onderzoeksvraag. 

 

Voor het antwoord op deelvraag 1 is gekeken naar de leerprestaties in de P‐EM en P‐S conditie. 

Bij de analyse van de toetsscores uit deze condities werden geen significante interactie‐effecten 

zijn gevonden, wat betekent dat de ontwikkeling van vakinhoudelijke kennis en onderzoeksvaar‐

digheden in de P‐EM en P‐S conditie niet verschilde. In beide condities was de vakinhoudelijke 

kennis  op  de  natoets  groter  dan  op  de  voortoets,  en  bleef  het  verval  op  de  retentietoets 

beperkt tot ongeveer 1 punt. Bij de onderzoeksvaardigheden werd in beide condities een lichte 

stijging  van  de  scores  van  voortoets  naar  retentietoets  gemeten.  Tezamen  bevestigen  deze 

resultaten de verwachting dat leerlingen evenveel leren van proefjes met een simulatie als van 

proefjes met echte materialen.  

Deze  conclusie  komt  overeen  met  bevindingen  uit  eerder  onderzoek  waarin  echte 

materialen en simulaties zijn vergeleken (o.a., Klahr et al., 2007; Triona & Klahr, 2003; Van Klink 

et al., 2010; Zacharias & Olympiou, 2011). In al deze studies deden de leerlingen op uitgebreide 

schaal  onderzoek  en  doorliepen  daarbij  een  (vrijwel)  volledige  empirische  cyclus.  Voor  de 

ontwikkeling van zowel vakinhoudelijke kennis als onderzoeksvaardigheden maakte het hierbij 

geen verschil of de leerlingen hun onderzoek uitvoerden met echte materialen of een simulatie. 

De resultaten van het huidige onderzoek  laten zien dat de vergelijkbaarheid van simulaties en 

echte materialen ook geldt voor het doen van slechts enkele, door de onderzoekers bedachte 

proefjes. Hierdoor  kunnen  tevens  kritische  kanttekeningen  geplaatst worden bij de  conclusie 

van  Scalise  et  al.  (2010),  die  vonden dat  leerlingen  vooral  iets  leren  van  simulaties  als  zij  er 

32 

veelvuldig mee kunnen experimenteren. De huidige resultaten  laten echter zien dat  leerlingen 

ook iets leren door het doen van slechts een paar proefjes, en dat het gebruik van simulaties of 

echte materialen hierbij geen verschil maakt.  

 

Voor de beantwoording van deelvraag 2 zijn de  leerprestaties van  leerlingen uit de P‐S en O‐S 

conditie  vergeleken. De  verwachting was dat wanneer  simulaties worden  gecombineerd met 

een didactisch tussenmodel voor onderzoekend  leren (de Denken‐Meten‐Weten methode), de 

leerresultaten  beter  zullen  zijn  dan wanneer  simulaties worden  gebruikt  voor  het  doen  van 

eenvoudige proefjes. Dit bleek echter niet het geval  te  zijn: de  toename  van  vakinhoudelijke 

kennis en onderzoeksvaardigheden in de P‐S en O‐S conditie was vergelijkbaar. Voor wat betreft 

de vakinhoudelijke kennis zou dit deels  te verklaren zijn vanuit de algemene  lesopzet:  tijdens 

het klassikale nagesprek hadden de  leerkrachten uit de P‐S conditie de gelegenheid om uit  te 

leggen wat er in de proefjes gebeurde. Het nagesprek fungeerde zodoende als ‘vangnet’ om er 

zeker  van  te  zijn  dat  de  leerlingen  alle  kennis  uit  de  betreffende  les  aangeboden  kregen. 

Wellicht dat hierdoor de natoetsscores vergelijkbaar waren. 

De  vergelijkbare  scores  voor onderzoeksvaardigheden  zijn enigszins  verrassend omdat 

de  leerlingen  uit  de  O‐S  conditie  vaker  en  vollediger  hebben  geëxperimenteerd  dan  de  P‐S 

leerlingen.  Desondanks  werd  ook  in  de  O‐S  conditie  maar  een  geringe  stijging  van  de 

toetsscores gevonden. Dit zou kunnen betekenen dat de duur van de lessenserie te kort was om 

meer  of  betere  onderzoeksvaardigheden  te  ontwikkelen.  In  vergelijkbare  studies  waren 

leerlingen gedurende 8 tot 20  lessen met hun onderzoek bezig  (o.a., Keselman, 2003; Kuhn & 

Dean, 2005) of kregen zij gerichte instructie of aanwijzingen om hun onderzoeksvaardigheden te 

verbeteren  (o.a.,  Klahr  &  Nigam,  2004). Met  een  uitbreiding  van  het  aantal  lessen  of  door 

toevoeging  van  explicietere  uitleg  zouden  de  O‐S  leerlingen  uit  het  huidige  project wellicht 

beter hebben gepresteerd dan de P‐S leerlingen.  

Uit  de  reacties  van  de  leerkrachten  blijkt  dat  het  geven  van  extra  ondersteuning 

inderdaad noodzakelijk is. Hoewel de Denken‐Meten‐Weten methode de leerlingen stimuleerde 

om op een systematische manier onderzoek te doen, hadden veel  leerlingen moeite met deze 

nieuwe werkwijze. Sommige leerkrachten hebben hierop geanticipeerd, bijvoorbeeld door extra 

hulp  te bieden, uitleg  te geven, of van  tevoren één experiment klassikaal  te doen. Daarnaast 

werd het herhaaldelijk uitvoeren van ogenschijnlijk dezelfde proefjes door sommige  leerlingen 

saai  gevonden.  Door  deze  ‘aanloopproblemen’  heeft  de  Denken‐Meten‐Weten  methode 

wellicht niet  tot de verwachte, grotere  toename van onderzoeksvaardigheden geleid. Het zou 

interessant  zijn  om  te onderzoeken  hoe  leerlingen  (beter)  kunnen worden  voorbereid op  en 

begeleid  bij  het  meermaals  doorlopen  van  een  volledige  onderzoekscyclus,  en  of  deze 

maatregelen  ertoe  leiden  dat  leerlingen  met  de  Denken‐Meten‐Weten  methode  betere 

onderzoeksvaardigheden ontwikkelen dan door het doen van enkele proefjes.  

Een alternatieve verklaring voor de vergelijkbare onderzoeksvaardigheden is de aard van 

de toetsvragen. Bij de constructie van de toetsen is er bewust voor gekozen om leerlingen hun 

(opgedane)  onderzoeksvaardigheden  te  laten  toepassen  in  de  context  van  een  eenvoudige, 

bekende taak (vliegtuigjes vouwen). De fouten die zij hierbij hebben gemaakt kunnen deels het 

gevolg  zijn  van  het  ontbreken  van  kennis  over  het  doen  van  onderzoek,  en  deels  van  het 

33 

verkeerd  toepassen  van  aanwezige,  ‘correcte’  kennis.  In  het  eerste  geval weet  een  leerling 

bijvoorbeeld  niet  hoe  je  de  resultaten  van  3  proefjes moet  vergelijken;  in  het  tweede  geval 

heeft de leerling deze kennis wel, maar past hij/zij deze kennis op een verkeerde manier toe bij 

het  beantwoorden  van  de  vraag.  Een  toets  waarin  leerlingen  in  eigen  woorden  kunnen 

beschrijven wat ze weten over de drie centrale vaardigheden bij het doen van onderzoek, zou 

misschien  een  beter  beeld  geven  van  de  onderzoeksvaardigheden  die  tijdens  de  lessen  zijn 

ontwikkeld. Voor een grootschalig onderzoek  is deze methode echter minder geschikt omdat 

een dergelijke toets het best mondeling kan worden afgenomen (leerlingen uit groep 6 en 7 hun 

gedachten laten opschrijven leidt tot een onvolledig en weinig valide beeld van ze daadwerkelijk 

weten). Met de 459  leerlingen uit dit onderzoek was  zo’n mondelinge afname praktisch niet 

haalbaar. In vervolgonderzoek zou bij een kleinere groep leerlingen kunnen worden onderzocht 

of een mondelinge afname van de huidige toets tot vergelijkbare resultaten leidt, danwel of de 

hierboven beschreven alternatieve toets een beter beeld geeft van de aanwezige onderzoeks‐

vaardigheden.  

 

Bij  deelvraag  3  is  gekeken  naar  de mening  van  de  leerkrachten  over  de  efficiëntie  van  de 

voorbereiding en begeleiding van de  lessen. De verwachte meerwaarde van simulaties bij het 

voorbereiden  van de  lessen werd duidelijk bevestigd door de  resultaten.  Leerkrachten uit de 

beide simulatie condities waren zeer tevreden over de snelle en eenvoudige manier waarop de 

simulaties gebruiksklaar konden worden gemaakt. Hun collega’s uit de P‐EM conditie hadden 

aanzienlijk meer tijd nodig voor de  lesvoorbereiding, wat voornamelijk veroorzaakt werd door 

het verzamelen en prepareren van de benodigde materialen. Hoewel sommige leerkrachten het 

materiaal relatief snel konden vinden, gaf het merendeel van de P‐EM leerkrachten aan dat dit 

veel  tijd en moeite kostte. Zodoende kan geconcludeerd worden dat  simulaties de efficiëntie 

van  de  lesvoorbereiding  vergroten  en  vooral  tijdwinst  opleveren  bij  proefjes  waarvoor  de 

materialen niet direct voorhanden zijn of moeten worden voorbewerkt.  

Uit de vergelijking tussen de P‐EM en P‐S conditie blijkt dat het gebruik van simulaties 

geen  invloed  had  op  de  tijd  voor  de  didactische  voorbereiding  van  de  lessen. Dit werd  van 

tevoren ook niet verwacht, en onderstreept nogmaals de meerwaarde van simulaties tijdens de 

lesvoorbereiding: de tijdwinst bij het verzamelen van materialen wordt niet teniet gedaan door 

een  langere didactische voorbereiding. Opvallend was wel dat de didactische voorbereiding  in 

de O‐S conditie evenveel tijd kostte als in de P‐S conditie. De didactische aanpak van de lessen 

in deze  condities was wél  verschillend en de O‐S  leerkrachten waren niet  vertrouwd met de 

Denken‐Meten‐Weten methode. De vergelijkbare voorbereidingstijd suggereert echter dat deze 

didactiek  dermate  helder was  beschreven  in  de  leshandleidingen  en werkbladen  dat  het  de 

leerkrachten  geen  extra  tijd  heeft  gekost  om  de  lessen  voor  te  bereiden.  De  vele  positieve 

opmerkingen over de  leshandleiding bevestigen dit beeld. De Denken‐Meten‐Weten methode 

lijkt hierdoor een didactisch tussenmodel dat door leerkrachten relatief eenvoudig kan worden 

gebruikt. 

Deze conclusie wordt ten dele ondersteund door de ervaringen tijdens de lesuitvoering. 

Geen  van  de  leerkrachten  uit  de  O‐S  conditie  rapporteerde  moeilijkheden  of  negatieve 

ervaringen  met  de  toepassing  van  de  Denken‐Meten‐Weten  methode.  In  de  P‐S  conditie 

34 

verliepen  de  lessen  eveneens  vrij  soepel,  terwijl  sommige  leerkrachten  uit  de  P‐EM  conditie 

letterlijk  handen  tekort  kwamen  om  de  proefjes  te  begeleiden.  Dit  heeft  waarschijnlijk 

bijgedragen  aan de  langere  lesduur, wat nogmaals  aangeeft dat  simulaties de efficiëntie  van 

praktische lessen natuuronderwijs kan vergroten. Opvallend is wel dat de lestijd in O‐S conditie 

niet verschilde van de P‐S conditie: de leerlingen uit de O‐S conditie moesten immers veel meer 

proefjes  doen.  Het  kan  zijn  dat  de  klassikale  nagesprekken  hierdoor  sneller  verliepen, maar 

andere,  minder  positieve  verklaringen  zijn  ook  denkbaar.  Veel  O‐S  leerkrachten  meldden 

namelijk  dat  de werkbladen moeilijk waren  voor  de  leerlingen  en  dat  hun motivatie  afnam 

doordat  ze  veel  soortgelijke  proefjes moesten  doen. Wellicht  heeft  dit  er  toe  geleid  dat  de 

leerlingen een deel van het werk hebben ‘afgeraffeld’, wat een verklaring zou kunnen zijn voor 

het  feit  dat  de  leerprestaties  in  de O‐S  conditie  niet  beter waren  dan  in  de  P‐S  conditie.  In 

vervolgonderzoek zou de vormgeving van de werkbladen kritisch moeten worden bekeken, en 

zouden manieren moeten worden onderzocht om de motivatie van de leerlingen langer vast te 

houden.  

Samenvattend kan geconcludeerd worden dat de  leerkrachten enthousiast waren over 

het  gebruik  van  simulaties. De  simulaties maakten  het mogelijk  om  in  relatief  korte  tijd  een 

praktische  les  natuuronderwijs  voor  te  bereiden  en  te  geven,  en  bieden  hierdoor  goede 

mogelijkheden  om  leerlingen  vaker  zelf  een  onderzoekje  te  laten  doen.  De  Denken‐Meten‐

Weten methode werd eveneens waardevol gevonden omdat het de leerlingen stimuleerde om 

goed over de lesstof na te denken. Ondanks de eerder genoemde kritische kanttekeningen biedt 

dit  didactisch  tussenmodel  in  elk  geval  vanuit  het  perspectief  van  de  leerkrachten  goede 

mogelijkheden  om  leerlingen  kennis  te  laten maken met  een  breed  scala  aan  onderzoeks‐

vaardigheden.   

 

Het antwoord op deelvraag 4 werd gegeven tijdens de focusgroep bijeenkomst. Omdat relatief 

weinig  leerkrachten  aan  deze  bijeenkomst  hebben  deelgenomen, moeten  de  resultaten met 

enige  voorzichtigheid  worden  geïnterpreteerd.  Desondanks  bevestigen  de  reacties  van  de 

aanwezige  leerkrachten het algemene beeld dat uit de vorige deelvragen naar voren komt. De 

P‐EM  leerkracht  was  enigszins  sceptisch:  de  lessen  waren  de  moeite  waard,  maar  het 

verzamelen  en  prepareren  van  de  materialen  zouden  minder  tijd  moeten  kosten.  De 

leerkrachten  uit  de  beide  simulatie  condities  waren  unaniem  van  mening  dat  hun  eigen 

inspanningen  relatief  laag waren,  en  de  leeropbrengst  voor  de  leerlingen  relatief  hoog. Met 

enige voorzichtigheid zou hieruit geconcludeerd kunnen worden dat simulaties en de Denken‐

Meten‐Weten  methode  door  leerkrachten  worden  gezien  als  een  efficiënte  manier  om 

leerlingen  zelf  onderzoek  te  laten  doen  en  hierdoor  iets  te  leren  over  de  materialen  of 

verschijnselen die zij onderzoeken.  

Het blijft echter de vraag of  leerkrachten dezelfde mening zouden hebben wanneer zij 

wisten  hoe  goed  de  leerlingen  hadden  gepresteerd  op  de  natoetsen.  Voor  hun  eigen 

inspanningen maakt dit uiteraard geen verschil, maar de mening over de  leeropbrengsten zou 

kunnen veranderen wanneer de leerkrachten naast hun eigen indrukken ook zicht hadden op de 

toetsscores. In dit project was het helaas niet mogelijk om alle toetsen na te kijken voordat de 

focusgroep bijeenkomst werd gehouden; vandaar dat naar de gepercipieerde  leeropbrengsten 

35 

is  gevraagd.  Daar  staat  tegenover  dat  toetsscores  alleen  iets  zeggen  over  de  cognitieve 

leeropbrengsten:  zaken als motivatie  tijdens de  lessen, geconcentreerd  samenwerken en een 

positieve  houding  ten  opzichte  van  natuur‐  en  techniekonderwijs  behoren  eveneens  tot  de 

leerresultaten, en hier hadden de  leerkrachten wél  zicht op. Bovendien hebben  zij  tijdens de 

lessen en de nagesprekken ongetwijfeld een  indruk gekregen van de kennis die de  leerlingen 

hebben opgedaan. Het lijkt daarom aannemelijk dat de bovenstaande conclusie ook geldt voor 

de  relatie  tussen  leerkracht‐inspanning  en  feitelijke  leeropbrengsten,  maar  of  deze 

veronderstelling klopt zal in vervolgonderzoek moeten worden aangetoond. 

Het  is eveneens de vraag of  leerkrachten dezelfde mening zouden hebben wanneer zij 

niet  één, maar  alle  drie  de  lesmethodes  hadden  gebruikt.  In  dat  geval was  een  preciezere 

vergelijking tussen de methodes mogelijk geweest. Praktisch gezien was het echter niet mogelijk 

om de  leerkrachten per  les een  andere methode  te  laten proberen, niet  in de  laatste plaats 

omdat dit de meting van de leerresultaten bij de leerlingen onmogelijk had gemaakt.  

 

De  centrale  vraag  van  dit  project  was  of  simulaties,  al  dan  niet  gecombineerd  met  een 

didactisch  tussenmodel  voor  onderzoekend  leren,  de  efficiëntie  voor  de  leerkracht  en  de 

effectiviteit voor de  leerlingen kunnen vergroten. Het antwoord op deze vraag  is overwegend 

positief. Simulaties maken het voor leerkrachten eenvoudiger om leerlingen in korte tijd enkele 

proefjes te laten doen. Omdat leerlingen evenveel leren van deze proefjes als wanneer zij met 

echte materialen aan de slag gaan, bieden  ‘proefjes met simulaties’ goede mogelijkheden om 

leerlingen vaker op een actieve manier met onderzoek bezig te  laten zijn. Daarnaast werd het 

didactisch tussenmodel voor onderzoekend  leren positief beoordeeld door de  leerkrachten.  In 

tegenstelling  tot het volledige zevenstappen model van van Graft en Kemmers  (2007) kon dit 

model  in  relatief weinig  tijd worden doorlopen, waardoor  leerlingen meermaals een volledige 

onderzoekscyclus hebben uitgevoerd. Hoewel dit volgens de  toetsscores niet heeft geleid  tot 

meer  vakinhoudelijke  kennis  en  onderzoeksvaardigheden,  zullen  zij wellicht  een  beter  beeld 

hebben gekregen van wat ‘onderzoek doen’ inhoudt. De opmerking van de O‐S leerkrachten dat 

hun  leerlingen “echt werden uitgedaagd om over de proefjes na te denken”  is wat dat betreft 

illustratief.  

 

Deze  laatste  conclusie  onderstreept  het  belang  van  een  goede  didactiek  voor  het  leren  van 

onderzoeksvaardigheden. De (verdere) ontwikkeling van deze didactiek zou gekoppeld kunnen 

worden aan het opzetten van een  leerlijn voor de bovenbouw van het primair onderwijs, met 

referentieniveaus voor de groepen 6  tot en met 8. Voor de vakinhoudelijke kennis  is door de 

SLO  een  voorbeeldleerlijn  ontwikkeld  (zie  http://tule.slo.nl);  een  soortgelijk  voorbeeld  voor 

onderzoeksvaardigheden ontbreekt echter nog. De resultaten uit het huidige onderzoek bieden 

enkele  goede  aanknopingspunten  voor  het  ontwerpen  van  een  dergelijke  leerlijn.  Zo  zou  de 

werkwijze uit de  ‘proefjes met simulaties’ conditie gebruikt kunnen worden om  leerlingen uit 

groep 6 veelvuldig een klein onderzoekje te laten doen; het gebruik van simulaties zorgt ervoor 

dat  de  leerkrachten  deze  proefjes  binnen  de  beschikbare  tijd  kunnen  organiseren  en  laten 

uitvoeren.  In  groep  7  kunnen  de  proefjes met  simulaties  geleidelijk  vervangen worden  door 

‘onderzoekend  leren  met  simulaties’  waardoor  leerlingen  de  gelegenheid  krijgen  de  nog 

36 

ontbrekende onderzoeksvaardigheden te ontwikkelen. Leerlingen uit groep 8 tenslotte zouden 

aan  het  eind  van  het  schooljaar  in  staat  moeten  zijn  om  zelfstandig  een  volledige 

onderzoekscyclus te doorlopen.  

 

 

 

 

 

 

 

 

37 

5.Referentielijst 

Appleton, K. (2008). Developing science pedagogical content knowledge through mentoring 

elementary teachers. Journal of Science Teacher Education, 19, 523‐545. 

Beishuizen, J., Wilhelm, P., & Schimmel, M. (2004). Computer‐supported inquiry learning: 

Effects of training and practice. Computers & Education, 42, 389‐402. 

Chinn, C. A., & Malhotra, B. A. (2002a). Children’s responses to anomalous scientific data: How 

is conceptual change impeded? Journal of Educational Psychology, 94, 327‐343. 

Chinn, C. A., & Malhotra, B. A. (2002b). Epistemologically authentic inquiry in schools: A 

theoretical framework for evaluating inquiry tasks. Science Education, 86, 175‐218. 

van Eijck, T., & van den Berg, E. (2009). Het effect van nascholingen onderzoekend en 

ontwerpend leren op de lespraktijk van leraren in het primair onderwijs – een nulmeting. 

In H. van Keulen en J. Walma van der Molen (Eds.), Onderzoek naar wetenschap en 

techniek in het Nederlands basisonderwijs (pp. 67‐76). Den Haag: Stichting Platform Bèta 

Techniek.  

van Eijck, T., & van den Berg, E. (2010). Resultaten nascholing van leraren. In Expertisecentrum 

Wetenschap en Techniek Noord‐Holland Flevoland (Eds.), Stuiteren en spiegelen. 

Wetenschap en techniek op pabo’s en basisscholen (pp. 32‐45). Amsterdam: 

Expertisecentrum Wetenschap en Techniek. 

Flick, L. B. (1993). The meanings of hands‐on science. Journal of Science Teacher Education, 4, 1‐

8. 

Gauw, M. (2011). Ontwerp, ontwikkeling en evaluatie van lesmateriaal voor onderzoeken leren 

in het basisonderwijs. Ongepubliceerde Masterthese, Universiteit Twente, Enschede. 

van Graft, M., & Kemmers, P. (2007). Onderzoekend en ontwerpend leren bij natuur en techniek. 

Den Haag: Stichting Platform Bèta Techniek.  

de Haan, D., & Kuiper, E. (2008). Leerkracht in beeld. Assen: Van Gorcum. 

Hallerberg, J. (2010). Peer or adult collaboration? What works best to enhance evidence 

evaluation skills? Ongepubliceerde Bachelorthese, Universiteit Twente, Enschede. 

de Jong, T. (2006). Computer simulations: Technological advancements in inquiry learning. 

Science, 312, 532‐533. 

van Joolingen, W. R., de Jong, T., Lazonder, A. W., Savelsbergh, E., & Manlove, S. (2005). Co‐Lab: 

Research and development of an on‐line learning environment for collaborative 

scientific discovery learning. Computers in Human Behavior, 21, 671‐688. 

Keselman, A. (2003). Supporting inquiry learning by promoting normative understanding of 

multivariable causality. Journal of Research in Science Teaching, 40, 898‐921 

Klahr D., & Li, J. (2005). Cognitive research and elementary science instruction: From the 

laboratory, to the classroom, and back. Journal of Science Education and Technology, 14, 

217‐238. 

Klahr, D., & Nigam, M. (2004). The equivalence of learning paths in early science instruction: 

Effects of direct instruction and discovery learning. Psychological Science, 15, 661‐667. 

38 

Klahr, D., Triona, L. M., & Williams, C. (2007) “Hands on what? The relative effectiveness of 

physical versus virtual materials in an engineering design project by middle school 

children. Journal of Research in Science Teaching, 44, 183‐203. 

van Klink, M., Wilhelm, P., & Lazonder, A. W. (2010). Met je blote handen of met de muis? 

Didactief, 40(5), 23‐24. 

Kuhn, D., & Dean, D. (2005). Is developing scientific thinking all about learning to control 

variables? Psychological Science, 16, 866‐870.  

Lazonder, A. W. (in druk). Inquiry learning. In M. Spector, M. D. Merrill, J. Elen & M. J. Bishop 

(Eds.), Handbook of research on educational communications and technology. New York: 

Springer. 

Lazonder, A. W., Hagemans, M. G., & de Jong, T. (2010). Offering and discovering domain 

information in simulation‐based inquiry learning. Learning and Instruction,20, 511‐520.  

Lazonder, A. W., & Kamp, E. (ingediend). All at once or bit by bit? Splitting up the inquiry 

question to promote children’s scientific reasoning. Manuscript ingediend voor 

publicatie.  

Lazonder, A. W., Wilhelm, P., & Hagemans, M. G. (2008). The influence of domain knowledge on 

strategy use during simulation‐based inquiry learning. Learning and Instruction, 18, 580‐

592 

Lazonder, A. W., Wilhelm, P., & Van Lieburg, E. (2009). Unraveling the influence of domain 

knowledge during simulation‐based inquiry learning. Instructional Science, 37, 437‐451. 

Ministerie van OC&W (2006). Kerndoelen primair onderwijs. Den Haag: Deltahage 

Minner, D. D., Levy, A. J., & Century, J. (2010). Inquiry‐based science instruction—what is it and 

does it matter? Results from a research synthesis years 1984 to 2002. Journal of 

Research in Science Teaching, 47, 474‐496. 

Meelissen, M., & Drent, M. (2008). TIMSS‐2007 Nederland. Trends in leerprestaties in exacte 

vakken in het basisonderwijs. Enschede: Universiteit Twente. 

National Science Foundation (2000). Foundations: Inquiry – Thoughts, views, and strategies for 

the K‐5 classroom. Arlington: NSF. 

Penner, D. E., & Klahr, D. (1996). The interaction of domain‐specific knowledge and domain‐

general discovery strategies: A study with sinking objects. Child Development, 67, 2709‐

2727. 

Scalise, K., Timms, M., Moorjani, A., Clark, L., Holtermann, K., & Irvin, P. S. (2011). Student 

learning in science simulations: Design features that promote learning gains. Journal of 

Research in Science Teaching, 48, 1050‐1078. 

Siegler, R. S., & Chen, Z. (2002). Development of rules and strategies: balancing the old and the 

new. Journal of Experimental Child Psychology, 81, 446‐457. 

Sijtsma, K. (2009). Over misverstanden rond Cronbachs alfa en de wenselijkheid van 

alternatieven. De Psycholoog, november, 561‐567. 

Thijssen, J., van der Schoot, F., Verhelst, N., & Hemker, B. (2004). Balans van het natuurkunde‐ 

en techniekonderwijs aan het einde van de basisschool 3: Uitkomsten van de derde 

peiling in 2002 (PPON‐reeks, deel 26). Arnhem: Citogroep. 

39 

Triona, L. M., & Klahr, D. (2003). Point and click or grab and heft: Comparing the influence of 

physical and virtual instructional materials on elementary school students’ ability to 

design experiments. Cognition and Instruction, 21, 149‐173. 

de Vaan, E., & Marell, J. (2006). Praktische didactiek voor natuuronderwijs. Bussum: Coutinho. 

Veenman, M. V. J., Wilhelm, P., & Beishuizen, J. J. (2004). The relation between intellectual and 

metacognitive skills from a developmental perspective. Learning and Instruction, 14, 89‐

109. 

VTB‐Pro (2008). Uitwerking van het theoretisch kader voor de professionalisering van 

leerkrachten op het gebied van wetenschap en techniek. Verkregen op 7 oktober 2010 

van http://www.vtbpro.nl/docs/VTB‐Pro/Theoretisch%20Kader%20VTB‐Pro.doc.pdf 

VTB‐Pro (2011). Over programma VTB. Verkregen op 10 mei 2011 van 

http://www.vtbprogramma.nl 

White, B. Y., Shimoda, T. A., & Frederiksen, J. R. (1999). Enabling students to construct theories 

of collaborative inquiry and reflective learning: Computer support for metacognitive 

development. International Journal of Artificial Intelligence in Education, 10, 151‐182 

Zacharia, Z. C., & Olympiou, G. (2011).Physical versus virtual manipulative experimentation in 

physics learning. Learning and Instruction, 21, 317‐331. 

Zimmerman, C. (2007). The development of scientific thinking skills in elementary and middle 

school. Developmental Review, 27, 172‐223.