Millenniumonderwijs 2.0met OASE en ALINA

Peter Lievens & Iris Peeters

Faculteit Wetenschappen

LESEC – 16 september 2015

Overzicht

• “Millennium”-onderwijs

• Innoverende werkvormen

• Onderwijsproject Alternatieve Semesterindeling en Evaluatie (OASE)

• Activerende Leerruimtes in de Associatie (ALINA)

• Besluit

“ Millennium”-onderwijs

Millenniumwerkgroep KU Leuven 2011 (i.h.b.: Arthur Spaepen, Herman Buelens, Rebecca Resseler)

Eric Mazur:“I’ve walked into science classrooms here to see what the others do. Some of it makes me burn. You know, these great, fantastic performances by energetic professors where attendance is miserable and half the students seem asleep. Toward the front of the room, you see a handful of kids furiously taking notes, while others fiddle with their laptops. “Any questions?” the professor asks. There are none.”

“You know, I’ve come to think of professorial charisma as dangerous. I used to get fantastic evaluations because of charisma, not understanding. I’d have students give me high marks, but then say, “physics sucks.” Today, by having the students work out the physics problems with each other, the learning gets done. I’ve moved from being ‘the sage on the stage’ to ‘the guide on the side.’”

Carl Wieman over STEM-onderwijs (1)“The mastery of science and math is not a matter of simply transferring knowledge into the brain, which is the traditional model. Rather, such learning and expertise is a response to strenuous practice.

Effective STEM teaching is a lot like effective coaching. First, the coach figures out the central skills needed, creates challenging practicing activities that the players carry out, motivates them to achieve that level of expertise, and offers frequent and targeted instruction. All these techniques apply to teaching STEM.

This approach has been demonstrated, but it's profoundly different than what is found in the typical K-12 or college classroom.”

“To be a successful teacher, you must understand how a student thinks. To be a successful student, you must learn how an expert thinks.”

“Such learning, meanwhile, also demands an investment of time, and greater levels of engagement and mental activity from the students. Most of the learning will happen outside of the classroom, during homework and other activities meant to prime students into continuing to learn. Technology plays a role in various forms, from clickers used by students in the classroom, to the Internet for communication and interactive programs for learning and testing.”

Carl Wieman over STEM-onderwijs (2)

Probleemstelling universitair onderwijs

• Louter informatie ter beschikking stellen in een les (voor grote groep) fit niet (meer).

• Aandacht voor: informatie-competenties, netwerk- en communicatievaardigheden.

• Door een afnemende kennis-autoriteit, neemt belang van begeleidingskwaliteit toe.

The far side, Gary Larson

“Mr. Osborne, may I be excused?My brain is full.”

Werkvormen

Problemen met “klassiek” hoorcollege:

• Weinig efficiënt (~20%)

• Aandacht verslapt snel, concentratieverlies

• Moeilijkheden met heterogene groepen

Andere werkvormen:

• Diepgaand leren bevorderen

• Studenten actief laten meedenken voor/tijdens/na contactmomenten.

• Regelmatig en systematisch leerstof verwerken.

Contactmomenten nieuwe stijl: interactie

Strategieën voor verwerking ter plekke gebruiken:

• “Leren in de aula”

• Q&A: individuele of groepsantwoorden, besprekingen…

• Samen werken: docent, assistenten, studenten

Functionaliteit van contactmomenten herzien:

• Duur drastisch inkorten

• Lesvoorbereiding

• Kernbegrippen en problemen bespreken

• Opdrachten uitvoeren

Projecten

Voordelen:

• Combinatie van leerinhouden mogelijk (integrerend)

• Groepswerk en ontwikkeling soft skills

• Docent als coach

Uitdagingen:

• Evaluatie (inhoud, proces, soft skills)

• Tijdsbesteding

• Leerresultaten vs. inhouden

Innoverende werkvormen

Hoe innoveren?

• Activerend lereno Actieve studenten en betrokkenheid in het leerproces

• Collaboratief lereno Nadruk op interactie en samenwerking tussen studenten (in tegenstelling

tot leren als individuele activiteit)

• Coöperatief lereno Nadruk op samenwerken in plaats van op competitie om het leren te

bevorderen

• Probleem-gebaseerd lereno Activerende werkvorm waarbij studenten-engagement en samenwerking

tussen studenten is vereist. Daarnaast is PBL inductief, leerling-gestuurd en traint het vaak expliciet nodige vaardigheden.

M. Prince, Does active learning work? A review of the research, J. Engr. Education 93(3), 223-231 (2004).

Peer InstructionProf. Eric Mazur, Harvard Univ., USA,

“Peer Instruction: A User’s Manual”

(Prentice Hall Inc., New Jersey, 1997)

www.peerinstruction.net

.kuleuven.be/apps/peerinstruction/vakken.html

Peer Instruction – vele ladingen

• Lessen voorbereiden is een must (pre-class questions)

• Motiveren door concrete voorbeelden te bespreken

(dagelijks leven, onderzoek,…)

• Studenten werken hard tijdens de lessen (activeren)

• Nadruk op concepten

• Examens (open boek, oefeningen en toepassingen)

(aangepast toetsproces/permanente evaluatie)

State-of-the-art

It helps to act while learning…

Vergelijkend onderzoek

• Experimentele groep (1 week, B) en controlegroep (A)

• 3 lessen van 50’, zelfde inhoud, zelfde voorgeschiedenis

• Beide groepen krijgen oefeningensessies, huiswerk op punten, en tussentijds examen, alleen college verschilt

• Docent van A is ervaren en uitstekend, docenten van B zijn beginnelingen (postdoc en doctoraatstudent)

• Experimentele les: uitdagende vragen (clicker questions), oefeningen, groepsdiscussies, feedback

• Zelfde toets op eerste dag van week volgend op experiment, vooraf door alle docenten samen opgesteld

• Alle studenten krijgen alle informatie, inclusief clickerquestions etc. van experimentele groep

Meta analysis of 225 studies

“Finally, the data suggest that STEM instructors may begin to question the continued use of traditional lecturing in everyday practice, especially in light of recent work indicating that active learning confers disproportionate benefits for STEM students from disadvantaged backgrounds and for female students in male-dominated fields (27, 28). Although traditional lecturing has dominated undergraduate instruction for most of a millennium and continues to have strong advocates (29), current evidence suggests that a constructivist “ask, don’t tell” approach may lead to strong increases in student performance—amplifying recent calls from policy makers and researchers to support faculty who are transforming their undergraduate STEM courses (5, 30).”

Conclusies

• Minder colleges met informatieoverdracht

• Leren tijdens lessen door activerende werkvormen

• Voorbereide lessen (door studenten)

• Toenemende begeleidingskwaliteit

• Permanente evaluatie en regelmatige feedback

• Minder examens – meer geïntegreerd

• Efficiëntere jaarindeling

• Aangepaste infrastructuur

• Professionalisering van docenten en assistenten

Iris Peeters, Sophie Lemmens, Jo De Wachter, Gerda Neyens, Johan Quaegebeur, Johan QuaegebeurWalter Troost, e.v.a.

Onderwijsproject(en) aan FW

- OAS1: Haalbaarheidsstudie van Alternatieve Semesterindeling in de bacheloropleidingen wiskunde en fysica: 2009-2010 (Dr. Iris Peeters)

- OAS2: Implementatiestudie van Alternatieve Semesterindeling in de bacheloropleidingen wiskunde en fysica: 2011-2013 (Ir. Sophie Lemmens)

- OASE - Onderwijsproject Alternatieve Semesterindeling en Evaluatie: implementatie in 2013-2014 en 2014-2015 (Jo De Wachter)

Naar een betere onderwijsorganisatie • Programmering

o Serieel bloksysteem verschillende voordelen

o Examens spreiden, niet te veel herkansingen

• Onderwijstijd

o Optimum rond 12u contacttijd per week

o Voldoende ruimte voor (gestimuleerde & zinvolle) zelfstudie

o Grenzen verwerkingscapaciteit student

o Presentatie-uitwerkingsmodel voorbereidings-feedbackmodel

• Lesmethodes

o Onderzoeksgebaseerd: “waarom” i.p.v. “wat”

o Cognitieve lading beperken, relevante links leggen

o Studenten activeren, zelf laten redeneren & reflecteren

o Frequente deadlines permanente evaluatie (formatief en summatief)

3 krachtlijnen

• Betere afstemming van het doceer- en leerproces

• Een voorbereiding-feedback model in plaats van een klassiek presentatie-assimilatie model

• Meer permanente evaluatie, geen nood meer aan een stresserende eindspurt

…concreet

1 vak per dag

Activerende werkvormen

Max 4 contacturen / dag

Voldoende tijd en plaats voor zelfstudie

Voorbereiding & feedback

Permanente evaluatie

Reductie blok- + examenperiode

Evaluatie

• Peiling betrokkenen: studenten, didactische teams (docenten, assistenten, monitoren)

o Bevragingen/hearings tijdens 2 academiejaren

• Studievoortgang – slaagcijfers

o Kleine getallen, nog onvolledig

• Retentie

o Moeilijk te kwantificeren

o Volgend academiejaar

Betere afstemming van het doceer- en leerproces

• Studenten:

o Actief tijdens semester – efficiëntie kan beter

o Verwerkingstijd - PAL

o Uitdaging tijdens contactmomenten nodig

• Docenten/didactische teams:

o Studiemethode – uitstelgedrag

o Structuur nodig – efficiëntie suboptimaal

Voorbereidings-feedback-model

• Studenten:

o Timing (‘s morgens...)

o Te moeilijke voorbereiding – te veel tijd nodig

o Vragen stellen belangrijk – goede organisatie nodig

• Docenten/didactische teams:

o Structuur nodig, sterk vakafhankelijk

o Voorbereidingen kunnen beter

o Veilige leeromgeving?

Meer permanente evaluatie

• Studenten:

o Stress

o Ook eindexamen – afronding leerstof

o Liefst niet te veel summatieve PE

• Docenten/didactische teams:

o Slaagcijfers?

o Leerwinst?

o Tijdsbesteding andere vakken?

?

2014-2015

Retentie

• Lopend onderzoek:

o Voorkennistest

o Motivatie en zelfconcept

o Marktonderzoek

o Studievaardigheden

o Retentietests

Besluit

• Positief !

• Uitbreidingen?

o 2de en 3de fase: selectief en voor interactieve werkvormen

o Ander bacheloropleidingen: 1ste fase, mits organisatorische randvoorwaarden

• Knelpunten:

o Optimale organisatie permanente evaluatie (formatief)

o Leeromgevingen, geschikte leslokalen

ALINA

Iris Peeters, Nele Kesteloot

Collaboratieve leerruimte – concept

• Middel om interactieve werkvormen tussen studenten onderling en met de docent te stimuleren

• Optimale ondersteuning voor groepssessies, projectonderwijs, responsiecolleges en andere activerende werkvormenen

• Cfr. “blended learning”

• Tekort aan grote lokalen (tot 150 studenten) die een flexibele opstelling voor activerende werkvormen toelaten

• Matrix: Indeling onderwijsruimtes volgens werkvormen (2012)• Nota onderwijsraad (mei 2013): Collaboratieve en informele leerruimtes:

voorstel tot implementatie

Collaboratieve leerruimte – inrichting

• Twee grote zones:

o een instructie- en debatzone die bestaat uit een meer klassieke opstelling (sta-ruimte)

o een collaboratieve zone met een of meerdere groepswerktafels (eilanden)

• Mogelijk scenario van contactmoment:

o de docent die in de instructiezone het doel en het verloop van dit contactmoment toelicht

o de docent ondersteunt de studenten tijdens de sessie in de collaboratieve zone

o presentaties van elke groep kunnen opnieuw gegeven worden vanuit de instructiezone

Collaboratieve leerruimte

Informele leerruimte - concept

• Lokalen in de nabijheid van formele onderwijsruimtes zoals een klassiek auditorium, seminarieruimtes en dergelijke

• Op informele, toevallige manier leeractiviteiten uitlokken

Informele leerruimte - inrichting

• Meubilair en ontwikkeling van kleine specifieke zones waarin men zich van het doorstromend verkeer kan afzonderen

• Twee onderscheiden types:

o Cockpit: een plaats waar men zich kan terugtrekken en op een beperkte oppervlakte kan werken

o Lounge: een zone waar meerdere personen elkaar op een informele manier ontmoeten en een overleg hebben.

Informele leerruimte

ALINA - Collaboratief leren in ruimte en tijd: bridging the gap

OOF 2014/43, promoter Iris Peeters

Uitdagingen ALINA

Kader voor ontwerp en evalueren onderwijsruimtes

D. Radcliffe et al., Learning spaces in higher education: Positive outcomes by design, Proceedings of the Next Generation Learning Spaces 2008 Colloquium (2009)

Afstemming werkvorm - lokaal

Gebruikte werkvormen in een biologieles, voor traditionele klaslokalen (blauw) en active learning class rooms (ALCs).

A. Whiteside, D.C. Brooks and J.D. Walker, Making the case for space: Three years of empirical research on learning environments, Educause review (2010)

Inrichting “Active Learning Classroom” (ALC)

• Temperatuur

• Ruimte

• Akoestiek

• Licht

• Technologie

• Meubilair

• Sfeer

Quid werkvormen?

Quid lokalen?

Voorbeeld KU Leuven

Seminarielokaal 01.40 in het Van den Heuvelinstituut aan de KU Leuven –docent vooraan, tafels rechthoekig, 50 plaatsen, schermen, bord...

Voorbeelden wereldwijd

University of Minnesota, USA: 171 plaatsen, ronde tafels voor 9 personen, white boards, meerdere schermen, centrale werkplek voor docent...

Besluit

We zullen doorgaan...

• Evidence based teaching approaches...

• Actie op 3 fronten noodzakelijk:

o Bottom up

o Top down

o Middle out

Docenten

Waar het begint...

• Meer wetenschappelijk en reflectief onderwijs

• Meer betrokkenheid en activiteit van studenten

• ...

Universiteitsbestuur

Lichtbaken voor onderwijskwaliteit...

• Goed onderwijs erkennen en belonen

• Onderwijs als doelstelling

• Doorstroomgegevens beschikbaar maken en analyseren

• ...

Faculteiten, departementen en POC’s

De facilitator...

• Leerdoelen voor basisvakken objectiveren (cf. force concept tests)

• Tijd en middelen voor onderwijs voorzien

• Peer ondersteuning en overleg

• Doceren zinvol evalueren

• Belang van onderwijs voor promotie

“Progress is likely to be slower than many of us would prefer. Moving forward will require a commitment at all levels to share and adapt the practices highlighted, to achieve systemic and sustainable change in undergraduate STEM education. It will require a reallocation of funds — not just priorities. As a first step, institutions, colleges and departments must expect and enable their faculty members to be scholarly about teaching. And they must assess, recognize and reward those who are.”

Dank !!