Zelf sleutelen aan beter onderwijs

Lees meer

Zelf sleutelen aan beter onderwijs

Studenten willen meer en vaker feedback krijgen tijdens colleges en labwerk, maar met de toegenomen studentaantallen lukt dat niet in die mate waarin zij en hun docenten dat zouden willen. Die laatste groep is ook veel tijd kwijt met het nakijken van toetsen. Interactieve testen, systemen die tussentijds terugkoppeling geven en tools die data al klaarzetten, kunnen daar verandering in brengen. Bij Biomedische Technologie en Electrical Engineering gaan ze ermee aan de slag, met geld uit het programmaplan BOOST. Cursor besteedt in twee achtergrondverhalen aandacht aan enkele projecten uit dit programma.

Werken met een groep van driehonderd studenten betekent dat niet alle studenten direct antwoord kunnen krijgen op hun vragen en pas laat weten in welke mate ze de stof beheersen. Het betekent ook dat docenten evenzoveel toetsen moeten nakijken. Een BOOST-project dat is opgezet voor het eerstejaarsvak Systems en het derdejaarsvak Control Systems bij Electrical Engineering moet daar met interactieve toetsen, videobytes en challenges verandering in brengen. Bij het derdejaars vak is onlangs al een proef geweest met een interactieve toets en de eerste resultaten zijn veelbelovend.

Toen de mogelijkheid van het verkrijgen van budget vanuit BOOST zich voordeed, was dat voor de docenten bij Systems (Mircea Lazar en Maarten Schoukens) en Control Systems (Paul van den Hof en Sofie Haesaert) een extra motivatie om hun wensen om te zetten naar concrete plannen. Die komen erop neer dat videobytes (korte video's waarin iets wordt uitgelegd) en pencasts een wezenlijk onderdeel gaan uitmaken van hun colleges, dat theorie en praktijk beter op elkaar aansluiten via challenges en dat studenten voortdurend feedback kunnen krijgen op hun prestaties. 

Effectief

Bij het derdejaarsvak Control Systems liepen ze er tegenaan dat het labwerk en de voorbereiding daarop studenten en docenten behoorlijk veel tijd kost. En die tijd wordt niet altijd even effectief besteed, constateert universitair docent Sofie Haesaert. “Studenten kwamen vaak onvoorbereid het lab in en we kregen het idee dat ze de theorie niet altijd goed aan de praktijk konden koppelen.”

Om die reden is tijdens het eerste kwartiel het aantal laburen teruggeschroefd en is een toets geïmplementeerd, die studenten moeten maken voor ze in het lab aan de slag mogen. Haesaert: “Met die test, waarbij studenten een wiskundig model voor een controller ontwikkelden en analyseerden, konden ze, voor ze het lab ingaan, verifiëren of hun controller effectief is. Ze kregen via Matlabgrader terugkoppeling over wat goed was en wat niet, en waarom. De resultaten moeten nog worden geanalyseerd, maar zijn veelbelovend. Technisch werkte nog niet alles optimaal, daar gaan we verbeteringen in doorvoeren.” Bij het vak Systems willen ze deze ‘test vooraf’ ook implementeren.

Bij beide vakken willen de docenten sowieso meer interactieve toetsen implementeren, om zo te proberen het slagingspercentage omhoog te krijgen en docenten werk uit handen te nemen. Uit evaluaties blijkt ook dat studenten graag meer feedback hadden gewild.

Het idee is om elektronische en interactieve opdrachten te implementeren via Matlabgrader, een tool die al wordt gebruikt bij de vakken - en ook bij verschillende andere vakken aan de TU/e. Daaraan wordt gesleuteld en er worden elementen toegevoegd om het geschikt te maken. Studenten kunnen de resultaten van een experiment en antwoorden op vragen in dat systeem invoeren. Ze krijgen direct te zien wat ze goed of fout hebben en waarom, en ze zien hoe ze ten opzichte van andere studenten presteren. Universitair docent Mircea Lazar: “Dat motiveert studenten om niet achterop te raken. Dat is heel anders dan dat je halverwege de collegereeks een toets krijgt. Tijdens mijn colleges kan ik niet alle vragen van alle studenten beantwoorden, op deze manier krijgen ze eerder en vaker feedback.”

De docenten willen ook meer met video’s gaan werken. Lazar: “De huidige studenten zijn opgegroeid met beeld. Ik zet nu tijdens mijn colleges nu en dan een video op als ik merk dat studenten hun aandacht er niet meer bij kunnen houden, maar het liefst wil je dat die video’s integraal onderdeel gaan uitmaken van de collegereeks.” De docenten denken er aan om tijdens een college theorie van een experiment te behandelen en vervolgens ‘live’ via een videoverbinding te laten zien hoe dat experiment er in het laboratorium uitziet. 

Bovendien willen ze de studenten laten werken met praktijkgerichte challenges. Lazar: “Je kunt studenten een softwareprobleem laten oplossen met getallen, maar je kunt ze ook laten berekenen hoe ze met een auto de snelste rondetijd kunnen neerzetten.” Hij wil nog dit collegejaar aan het eind van het vierde kwartiel een challenge toevoegen aan de reguliere vragen om zo te testen hoe dit uitpakt.

Over ongeveer twee jaar moeten alle veranderingen bij de twee vakken, met behulp van student-assistenten, zijn doorgevoerd.


 

Efficiënter groepswerk en tussentijdse feedback

Met het BOOST-project bij Biomedical Engineering willen ze dat de beoordeling van het groepswerk efficiënter verloopt en dat studenten tussentijds feedback krijgen en van elkaar leren. Bovendien moeten ze sneller aan de slag kunnen en niet zoveel tijd meer hoeven te besteden aan de voorbereiding van datasets op het gebied van (medische) beeldanalyse en machine learning.

Het kost studenten die vakken volgen op het gebied van beeldanalyse of machine learning, aardig wat tijd om datasets voor te bereiden en experimenten op te zetten. En docenten kost het op hun beurt tijd om de set-up te controleren, want een kleine afwijking in de code kan voor een grote afwijking in de resultaten zorgen. Tijd die de docenten - en studenten - liever anders besteed willen zien. Ook twintig presentaties beluisteren van groepjes studenten is behoorlijk tijdsintensief, vertelt Mitko Veta, één van de projectindieners en universitair docent bij de onderzoeksgroep Medical Image Analysis. Hij stelde het projectvoorstel op met Veronika Cheplygina (universitair docent Medical Image Analysis) en Joaquin Vanschoren (universitair docent Machine Learning). Veta: “Studenten zien elkaars presentatie bovendien niet, kunnen niet van elkaar leren of in een eerder stadium samenwerken en ideeën uitwisselen.”

Een oplossing voor deze ‘problemen’, deels veroorzaakt door de toegenomen studentaantallen, zien de projectindieners in een online platform. Met een druk op de knop moeten data en voorbeelden klaarstaan, zodat de studenten zich daar niet meer om hoeven te bekommeren en ze zich kunnen focussen op de opdrachten en de analyse. Bovendien moeten de data uit de praktijk komen en met de realiteit corresponderen, vertelt Veta. De data en beelden die bij de vakken worden gebruikt, richten zich onder meer op de detectie van kanker en de analyse van bloedvaten. Daar komt bij dat er een gezamenlijke werkomgeving wordt gecreëerd, waarbij ideeën, oplossingen en modellen kunnen worden uitgewisseld. Dat heeft ook als voordeel dat studenten tussentijds feedback krijgen en eerder weten of ze op de goede weg zijn.

Platform

De projectindieners willen dit voorstel bij elf vakken implementeren, en verwachten dat het ook in het bacheloreindproject en verschillende masterprojecten kan worden ingezet. Ze willen hierbij gebruikmaken van OpenML, een platform dat aan de TU/e is ontwikkeld en waarmee onderzoekers experimenten, data en algoritmes op het gebied van machine learning kunnen delen en bediscussiëren. De basis daarvan is al goed, stelt Veta, maar er moeten verschillende functionaliteiten aan worden toegevoegd. Op dit moment wordt een geschikte programmeur gezocht om dat uit te voeren. Als alles volgens planning verloopt, is het vernieuwde platform in een jaar klaar voor gebruik.

Maar liefst 34 indieners van digitale en innovatieve onderwijsprojecten krijgen binnen de TU/e de mogelijkheid om onder de vlag van BOOST aan de slag te gaan. De meeste van die projecten zitten nu in de opstartfase. Door de afschaffing van de basisbeurs en invoering van het sociale leenstelsel is er ook geld van OCW, de zogeheten studievoorschotmiddelen, om de projecten financieel te ondersteunen. Eerder schreef Cursor al over BOOST, wat staat voor Be the Owner of your Own Study. De projecten zijn zeer divers van aard en volgende week komen er nog twee aan bod.

Deel dit artikel via je socials