Argumenteren op basis van bewijsmateriaal

515641_8532_Picto_argumentArgumenteren-kop

De basisattitude die we willen aanbrengen in wetenschapsonderwijs is “Vragen stellen over de wereld en bereid zijn antwoorden te zoeken door observaties of door dingen uit te proberen”. 

In deze paragraaf focussen we op het deel “antwoorden”. We bekijken wanneer een antwoord als aanvaardbaar kan beschouwd worden, en wat de rol is van redeneren en argumenteren in wetenschap.

In essentie komt het neer dat als je een wetenschappelijk verantwoord antwoord geeft op een vraag over de werkelijkheid, je eveneens moet kunnen antwoorden op de vraag: “Maar hoe weet je dat?”. Een antwoord moet onderbouwd zijn.

argumenteren-kritisch

De attitude die je je leerlingen wil bijbrengen is wat dit betreft tweeledig:

  • Enerzijds wil je de leerlingen de nodige vaardigheden (en attitude) bijbrengen om antwoorden die zij geven te onderbouwen, zodat zij jou en hun medeleerlingen kunnen duidelijk maken hoe ze weten wat ze weten. Met andere woorden, dat ze steeds bereid en klaar zijn om te antwoorden op de vraag “Maar hoe weet je dat?”.
  • Anderzijds verwacht je van een wetenschappelijk geletterde leerling dat ook zij die vraag “Maar hoe weet je dat?durven stellen en blijven doorvragen tot ze een helder antwoord krijgen op die vraag.

Wil je een verklaring of voorspelling (hypothese) onderbouwen, dan komen daar volgende aspecten aan bod (Sampson and Clark, 2008):

  • In eerste instantie moet de uitspraak duidelijk gebaseerd zijn op bewijsmateriaal (evidence), ofwel zelf verzameld in observaties of experimenten, ofwel verwijzen naar wetmatigheden of theorieën die al veelvuldig bevestigd zijn door observaties of experimenten. Het is evident dat dit verder moet gaan dan “Iedereen weet dat…”, of “dat denk ik gewoon…”. Wees zelf kritisch genoeg, en maak je leerlingen kritisch daarover.
  • Behalve bewijsmateriaal, moet de uitspraak logisch opgebouwd zijn. De conclusies die getrokken worden uit bewijsmateriaal moeten steek houden, en geen logische fouten bevatten.
  • En slotte komt er dikwijls ook wel enige verbeelding en creativiteit aan te pas, om fenomenen te begrijpen en voorspellingen te doen. Niettemin, de verbeelding moet wel logisch consistent zijn en in overeenstemming met bewijsmateriaal.

Laten we volgend voorbeeld bekijken van een hypothese (voorspelling). De vraag was de volgende “Als we een blad papier en een tennisbal laten vallen vanop dezelfde hoogte, wat zal dan eerst de grond raken?”

Een leerling geeft daarop het volgende antwoord:

Ik denk dat de tennisbal eerst op de grond komt. Het blad is lichter dan de tennisbal, en lichte voorwerpen vallen minder snel dan zware. Dat komt omdat de Aarde minder hard trekt aan lichte dan aan zware voorwerpen.

De uitspraak is gebaseerd op een theorie (de zwaartekracht inwerkend op voorwerpen met grote massa is groter dan deze inwerkend op een voorwerp met kleine massa), dus evidence based.

Uit deze theorie wordt een op het eerste zicht logische conclusie getrokken (de Aarde trekt harder aan zware voorwerpen, dus zware voorwerpen vallen sneller), en gebaseerd op deze logica wordt een voorspelling gedaan.

Door het effectief uitvoeren van het experiment kan de hypothese getest worden. Bij dit experiment kan duidelijk gemaakt worden dat de leerling zijn hypothese fout was (het opgefrommelde papier valt even snel als de tennisbal, nochtans is het niet zwaarder geworden). Doordat de leerling zijn redenering heeft geëxpliciteerd, kan er direct aangeduid worden wààr de leerling de redeneerfout heeft gemaakt (Er wordt een logisch verband verondersteld tussen harder trekken en sneller vallen, maar de rol van de massa als inertie wordt hier verwaarloosd).

Als tweede voorbeeld nemen we een besluit van een experiment.

Gebaseerd op de metingen met de vermelde werkwijze, besluiten we dat er een recht evenredig verband is tussen de uitrekking en de belasting van een veer, voor de onderzochte veren in het gemeten bereik van belasting.

Ook hier zien we een duidelijke structuur:

  • Een verwijzing naar het bewijsmateriaal (Gebaseerd op de metingen met de vermelde werkwijze)
  • De effectieve uitspraak of claim (besluiten we dat er een recht evenredig verband is tussen de uitrekking en de belasting van een veer)
  • Een beperking die de geldigheid van de uitspraak beperkt of limiteert (voor de onderzochte veren in het gemeten bereik van belasting)

Deze structuur biedt een vrij goede houvast voor het formuleren van besluiten, verklaring of hypotheses.

Gebaseerd op…

… besluit ik/vermoed ik/voorspel ik dat…

…tenzij…

…of…

…want…

…zodoende…