STEM-opleidingen zijn cruciaal voor de toekomst, maar voor veel studenten een flinke uitdaging. Zo geldt organische chemie vaak als een berucht 'struikelvak' door de complexe theorie, het mechanistisch redeneren en de ingewikkelde representatievormen (Graulich, 2025; O'Dwyer & Childs, 2017). Eerder onderzoek naar de resulterende lage inschrijvingen en hoge uitval richt zich vooral op de ervaringen van studenten (bijv. Walpuski et al., 2021). Het perspectief van de universitaire docent blijft daarin vaak buiten beeld. Toch bepaalt juist de docent – die de lessen plant, geeft en evalueert – voor een groot deel het studiesucces (Hattie, 2009). Om dit lastige vak beter over te brengen, is het dan ook hoog tijd om de vakdidactische kennis (Pedagogical Content Knowledge, PCK) van deze docenten grondig te onderzoeken.
Methode
Systematische literatuurstudie
Dit project combineert drie complementaire benaderingen om inzicht te krijgen in de pedagogical content knowledge (PCK) van docenten organische scheikunde. Eerst is een systematische literatuurstudie uitgevoerd om bestaand onderzoek en nog openstaande hiaten te identificeren met betrekking tot de analyse en ontwikkeling van de PCK van docenten in de scheikunde. De review toonde een specifieke behoefte aan objectieve, kwantitatieve metingen van PCK in de universitaire context.
Kwalitatieve hardop-denkstudie
Dit project combineert drie complementaire benaderingen om inzicht te krijgen in de pedagogical content knowledge (PCK) van docenten organische scheikunde. Eerst is een systematische literatuurstudie uitgevoerd om bestaand onderzoek en nog openstaande hiaten te identificeren met betrekking tot de analyse en ontwikkeling van de PCK van docenten in de scheikunde. De review toonde een specifieke behoefte aan objectieve, kwantitatieve metingen van PCK in de universitaire context.
Kwalitatieve hardop-denkstudie
Om de PCK van docenten organische scheikunde te structureren, worden vier schriftelijke vignetten ontwikkeld die centrale concepten uit de introductie organische scheikunde behandelen. Deze vignetten zijn ontworpen om het onderwijsgerelateerde denken van docenten te contextualiseren in termen van verschillende studentengroepen en verschillende onderwijsvormen, zoals hoorcolleges, werkgroepen en practicumcursussen. Ze worden gebruikt in een studie waarbij docenten hardop redeneren, om kwalitatieve inzichten te verkrijgen in de structuur, diepte en onderlinge verbondenheid van verschillende PCK-facetten.
Kwantitatieve studie
In de daaropvolgende kwantitatieve fase worden dezelfde vignetten gebruikt om beoordelingsitems te genereren op basis van de kwalitatieve hardop-denkdata. Afhankelijk van de aard van de verkregen antwoorden kunnen deze items open of gesloten formats hebben. Het resulterende instrument wordt internationaal afgenomen om objectieve, kwantitatieve vergelijkingen tussen verschillende landen en hogeronderwijscontexten mogelijk te maken. De data maken een kwantitatieve beschrijving van de PCK van docenten mogelijk en ondersteunen de statistische validatie van PCK-constructen in de universitaire context, gebruikmakend van Item Response Theory (IRT) met Partial Credit Modeling (PCM).
Resultaten
Systematische literatuurstudie (afgerond)
De systematische literatuurstudie identificeerde hiaten in het onderzoek die de noodzaak onderstrepen van een valide, objectief en kwantitatief instrument om de pedagogische vakinhoudelijke kennis (PCK) van docenten in diverse onderwijscontexten te beoordelen. Eerder onderzoek naar de PCK van docenten heeft voornamelijk gebruikgemaakt van kwalitatieve methoden en is vaak uitgevoerd in niet-specifieke contexten, zowel qua discipline als onderwijssituaties (bijvoorbeeld practicumcursussen). Ook studies die gericht waren op het bevorderen van PCK-gerelateerde kennis hebben doorgaans ofwel kwalitatieve benaderingen gebruikt, zoals interviews, of evaluatieve vragenlijsten waarin deelnemers de bruikbaarheid van trainingsinterventies beoordelen. Deze kwantitatieve blinde vlek benadrukt de noodzaak om een robuust, kwantitatief testinstrument te ontwikkelen.
Kwalitatieve hardop-denkstudie
De tweede studie genereert discipline-specifiek bewijs over de PCK van docenten, gekoppeld aan de facetten die zijn voorgesteld door Magnusson et al. (1999). Op basis van dit bewijs worden prestatie-indicatoren voor de PCK van docenten ontwikkeld, geoperationaliseerd met behulp van de competentieniveaus beschreven door Schiering et al. (2022). Deze indicatoren zullen naar verwachting eerste inzichten verschaffen in de structuur, diepte en onderlinge verbondenheid van de PCK van docenten en dienen als basis voor het ontwikkelen van beoordelingsitems voor een vervolgonderzoek. Vignetten over kernonderwerpen in bachelor organische-chemiecursussen, afgestemd op de RCM-onderwijscyclus (plannen–onderwijzen–reflecteren; Carlson et al., 2019), dienen als primaire basis voor het ontlokken van de PCK van docenten.
Kwantitatief onderzoek
Resultaten van het kwalitatieve onderzoek dienen als basis voor de kwantitatieve beoordeling van de PCK van docenten. Items afgeleid van de vignetten uit studie 2 worden aangepast naar korte-antwoord (geproduceerde-respons) of gesloten formaten, afhankelijk van de kwalitatieve bevindingen, en gebruikt om de PCK-niveaus van docenten kwantitatief te beschrijven. Data worden geanalyseerd met behulp van Item Response Theory, waarbij het Partial Credit Model wordt toegepast op geordende polytome items wanneer de steekproefgrootte dit toelaat. Het instrument wordt internationaal afgenomen om vergelijkingen tussen landen mogelijk te maken, mits de steekproefgrootte toereikend is.
Belangrijkste referenties
- Carlson et al. (2019). The Refined Consensus Model of Pedagogical Content Knowledge in Science Education.
- Graulich, N. (2025). The tip of the iceberg in organic chemistry – revisited.
- Hattie, J. (2009). Visible learning: A synthesis of over 800 meta-analyses relating to achievement.
- Magnusson et al. (1999). Nature, Sources, and Development of Pedagogical Content Knowledge for Science Teaching.
- O' Dwyer & Childs (2017). Who says Organic Chemistry is Difficult? Exploring Perspectives and Perceptions.
- Schiering et al. (2022). A proficiency model for pre‐service physics teachers' pedagogical content knowledge (PCK)—What constitutes high‐level PCK?
- Walpuski et al. (2021). Chemie, Sozialwissenschaften und Ingenieurwissenschaften: Studienerfolg und Studienabbruch.
