Docenten natuurkunde besteden veel tijd aan het ontwikkelen van kwalitatief hoogwaardige oefenopgaven. Kan educatieve AI hen ondersteunen bij het maken van valide, betrouwbare en duidelijke oefenopgaven?
NOA: Natuurkunde Opgaven Assistent
Een co-creatieproject van NOLAI voor het voortgezet onderwijs
- Looptijd
- januari 2026 tot heden
- Projecttype
- Onderzoek
- Organisatieonderdeel
- Nationaal Onderwijslab AI (NOLAI)
Uitdaging voor onderwijs
In de bovenbouw van het voortgezet onderwijs besteden docenten natuurkunde veel tijd aan het ontwikkelen van geschikt oefenmateriaal. Goede oefenopgaven moeten aansluiten bij de leerdoelen, inhoudelijk correct zijn en voldoen aan kwaliteitsstandaarden zoals die worden gehanteerd door onder meer Cito en SLO. In de praktijk wordt daarom vaak gebruikgemaakt van bestaande bronnen, zoals methodevragen en oude examenopgaven. Deze bronnen raken echter uitgeput, sluiten niet altijd aan bij actuele examenprogramma’s of voldoen niet altijd aan de gewenste kwaliteitscriteria.
Hierdoor ontstaat een spanningsveld tussen beschikbare tijd en gewenste kwaliteit. Docenten investeren veel tijd in het maken, aanpassen en controleren van opgaven. Leerlingen hebben behoefte aan voldoende, gevarieerde en relevante oefenmogelijkheden. Wanneer oefenopgaven onduidelijk zijn, fouten bevatten of onvoldoende aansluiten bij de behandelde stof, kan dit leiden tot frustratie en onzekerheid bij leerlingen.
Wat leraren willen
Docenten van Carmel Hengelo ervaren dagelijks de uitdaging om voldoende kwalitatief hoogwaardige oefenopgaven beschikbaar te hebben voor hun leerlingen. Zij willen minder tijd kwijt zijn aan het ontwikkelen en herschrijven van opgaven en tegelijkertijd de kwaliteit van het oefenmateriaal verhogen.
Docenten zoeken ondersteuning bij het genereren van opgaven die aansluiten bij specifieke leerdoelen, vraagtypen en niveaus. Daarbij willen zij hun professionele regie behouden: de docent blijft verantwoordelijk voor de uiteindelijke beoordeling en inzet van de opgaven. Daarnaast willen zij beter kunnen inspelen op de oefenbehoeften van leerlingen door sneller nieuwe en gevarieerde opgaven te kunnen aanbieden.
Samen slimmer door co-creatie
Carmel Hengelo is door NOLAI gekoppeld aan onderzoekers van Citolab en ontwikkelaars van Examplary B.V. om samen een AI-ondersteunde applicatie te ontwikkelen voor het genereren van hoogwaardige natuurkunde-opgaven.
In dit co-creatieproject worden onderwijs, wetenschap en bedrijfsleven samengebracht. De docenten brengen de onderwijspraktijk en vakinhoudelijke expertise in, Citolab verzorgt de wetenschappelijke onderbouwing en psychometrische validatie, en Examplary ontwikkelt het prototype. Door deze samenwerking wordt praktijkkennis gecombineerd met expertise op het gebied van toetsconstructie, kunstmatige intelligentie en educatieve technologie.
Ontwikkeldoelen
Een prototype van de Natuurkunde Opgaven Assistent (NOA), een open-source applicatie waarmee docenten via generatieve AI complete opgavenclusters kunnen genereren - inclusief inleidende context, afbeeldingen, grafieken, natuurkundige formules, deelvragen en beoordelingscriteria. De docent behoudt volledige regie: hij of zij bepaalt niveau, onderwerp en leerdoelen, beoordeelt het gegenereerde resultaat en kan via een chatinterface aanpassingen doorvoeren. Opgaven zijn exporteerbaar via de open QTI 3.0-standaard, waardoor ze direct inzetbaar zijn in digitale toetsplatformen of zijn te printen.
Onderzoeksvragen
De hoofdvraag van het project is ‘Hoe kunnen docenten ondersteund en ontlast worden bij het ontwikkelen van hoogwaardige opgavenclusters Natuurkunde?’
Stand van zaken
Dit project loopt van 2026 tot en met 2029 en is gestart met de voorbereiding en de conceptfase. In elk co-creatieproject wordt achtereenvolgens gewerkt aan een concept, een werkend prototype en validatie van het prototype. De resultaten worden steeds zo snel en open mogelijk online gedeeld zodat onderwijs, wetenschap en EdTech-bedrijven daar hun voordeel mee kunnen doen.
