Een tekort aan natuurkundeleraren op de middelbare school heeft ertoe geleid dat leraren met weinig tot geen natuurkunde-opleiding de natuurkundeklaslokalen hebben overgenomen. veroorzaakt extra stress en werkontevredenheid voor die leraren - en een moeilijke leerervaring voor hun studenten.

Maar nieuw onderzoek geeft aan dat gerichte professionele ontwikkeling van natuurkunde voor leraren - zelfs degenen die geen eerdere natuurkundeopleiding hebben gehad - kan leiden tot betere ervaringen voor zowel studenten als leraren, en kan het begrip van studenten van natuurkundige concepten verbeteren.

De studie, vorige maand gepubliceerd in de Journal of Science Lerarenopleiding , volgden twee groepen bètadocenten voor gevorderden tijdens hun driejarige opleiding. Het programma is ontworpen om hun begrip van natuurkundeconcepten te verbeteren en om hen te helpen bij het ontwikkelen van onderwijsstrategieën om hun studenten te helpen beter te onthouden wat ze over natuurkunde leren.

Justina Ogodo, de auteur van de studie en postdoctoraal onderzoeker aan de afdeling Onderwijs en Leren van de Ohio State University, zei dat toen ze dit project lanceerde, ze herinnerde zich dat ze een natuurkundestudent was op de middelbare school, en ongeïnspireerd door de opleiding die ze kreeg.

"Ik had een hekel aan natuurkunde, omdat mijn leraar met het bestuur zou spreken — hij zou lesgeven aan het bestuur, " zei ze. "Ik stelde me voor dat studenten dezelfde ervaring hadden als ik, omdat de docenten niet over de inhoudelijke kennis of pedagogische vaardigheden beschikken om natuurkunde te onderwijzen."

Ogodo wilde begrijpen hoe de vakkennis van een leraar het leer- en begripsvermogen van een leerling zou kunnen beïnvloeden. Ze volgde een groep natuurkundeleraren met geavanceerde plaatsingen door middel van intensieve professionele ontwikkeling in de natuurkunde, gefinancierd door de National Science Foundation, vergeleken vervolgens hun onderwijspraktijken en leerlingresultaten met AP-leraren die de cursussen niet hebben gevolgd.

Om de docenten te evalueren, Ogodo gebruikte het instrument Reformed Teaching and Observation Protocol (RTOP), dat sinds 2000 in gebruik is als hulpmiddel voor het evalueren van leraren. Ogodo gebruikte het instrument om de effectiviteit van elke leraar te meten in vijf categorieën:lesontwerp en implementatie, inhoud, klascultuur, communicatieve interacties en student/leraar relaties. Ze ontdekte dat docenten die de training volgden ongeveer 40 procent hoger scoorden dan docenten die niet deelnamen aan de professionele ontwikkeling.

Voorafgaand aan de opleiding, Ogodo gevonden, de meeste leraren gebruikten "traditionele, leraargerichte methoden" om les te geven. Die methoden omvatten lezingen, aantekeningen maken en probleemoplossende activiteiten:methoden die zijn ontworpen om het AP-curriculum te voltooien en gericht op het AP-examen.

Ogodo merkte op dat leraren die de cursus hadden voltooid, meer geneigd waren conceptuele leertechnieken en de socratische methode te gebruiken om hun studenten te onderwijzen - een methode die wordt aangedreven door op onderzoek gebaseerd onderwijzen en leren, samen met praktische labs om studenten te helpen de echte toepassingen van de theorieën die ze hebben geleerd te zien.

De docenten die de opleiding niet hebben afgerond, Ogodo gevonden, bleef terugvallen op colleges en gestandaardiseerde labs.

Het tekort aan natuurkundedocenten is groot. Over de hele Verenigde Staten, slechts 47 procent van de natuurkundedocenten heeft een natuurkundediploma of een natuurkundeopleiding, volgens de National Science Foundation.

En in Alabama, waar dit onderzoek is uitgevoerd, het probleem is nog erger:slechts 9 procent van de natuurkundeleraren daar heeft een natuurkundediploma of een certificaat in het natuurkundeonderwijs.

"Ze worden gewoon in de natuurkundeklassen gegooid om les te geven, " zei Ogodo. "Dat betekent dat ze niet zijn toegerust om natuurkunde te onderwijzen, en dat kan frustrerend zijn voor zowel docenten als studenten."

De resultaten kunnen schadelijk zijn, Ogodo gevonden. Sommige leraren in het onderzoek van Ogodo meldden dat ze een gebrek aan vertrouwen hadden in hun capaciteiten, vooral bij het onderwijzen van natuurkundige concepten die ze niet begrepen, en suggereerde dat deze gevoelens zouden kunnen leiden tot een burn-out bij leraren. Ogodo ontdekte ook dat het gebrek aan kennis van leraren de interesse van studenten in natuurkunde kan verminderen.

Maar in klaslokalen onder leiding van leraren die deelnamen aan de intensieve opleiding natuurkunde, leraren gaven aan meer voldoening te voelen bij het lesgeven in natuurkunde en meer vertrouwen in hun capaciteiten.

Eerdere studies over wetenschap en onderwijs hebben aangetoond dat het vermogen van studenten om in elk vak te presteren direct verband houdt met de kwaliteit en effectiviteit van hun docenten.

Ogodo zei dat deze studie aantoont dat toenemende opleiding voor leraren waarschijnlijk zal leiden tot betere resultaten voor studenten en tot grotere aantallen studenten die een toekomst in de wetenschappen zoeken.

"Een studente vertelde me dat ze graag schrijft, en dat ze een creatieve schrijver wilde worden, maar dat na het volgen van deze natuurkundeles met haar leraar die deze betere technieken had geleerd, ze wil natuurkundeleraar worden, " zei Ogodo. "Dat maakte mijn dag gewoon goed."