‘Pas als studenten werken met de stof, beklijft het’

Het was zeven jaar geleden zeker geen vooropgezet plan om een vak dat dreigde te verdwijnen om te bouwen tot een Challenge-Based Learning (CBL) vak. Toch is dat wat gaandeweg gebeurde toen Gerrit Kroesen en Rudie Kunnen het tweedejaarsvak Regeltechniek overnamen. Kroesen: “We vonden het een gemis als dit technische onderdeel uit de studie zou verdwijnen”.

En daarmee behoorden ze tot de eerste docenten die de nieuwe onderwijsvorm omarmden. “Het was niet de sport om voor CBL te gaan. We zochten vooral naar een onderwijsvorm waarbij de stof goed blijft hangen bij de studenten. En die vorm is dienend, niet leidend”, zegt Kroesen, hoogleraar en oud-decaan van de faculteit Applied Physics and Science Education (APSE).

Van OGO naar CBL

In eerste instantie bouwden ze het klassieke vak om tot een OGO-vak (Ontwerpgericht Onderwijs). “We goten disciplinaire kennis van regeltechniek in een OGO-vorm. OGO-onderwijs, waarbij studenten in groepen een ontwerp maken, stond vaak los van de theorie en had niet het doel om verplichte kennis over te brengen. Dat hebben wij vanaf het begin wel gedaan. Daar waren we de eersten in. Om die reden noemde Lex Lemmens, de voormalige dean van het Bachelor College, ons de godfathers van CBL”, zegt Kroesen met een glimlach.

Hoewel het vak niet alle vinkjes van CBL aantikte - het multidisciplinaire karakter ontbrak omdat het enkel door APSE-studenten werd gevolgd -, de andere basisingrediënten van CBL waren aanwezig. De opdracht was open-ended, studenten moesten zelf aan de slag, plannen, communiceren en samenwerken in de breedste zin van het woord. En: het grote verschil met OGO: de theorie werd niet langer aangereikt in colleges.

Zelf uitvinden

“Studenten moeten met hun groepje zelf uitvinden wat ze aan theorie nodig hebben om de opdracht tot een goed eind te brengen”, zegt Kroesen. Een van de opdrachten was dat de tweedejaars een balletje moesten laten zweven. Daarvoor kregen ze een magnetische spoel, een printplaatje, wat stekkers, kabels en een metalen balletje mee.

“Natuurlijk gaven we ze wel aanwijzingen voor leesmateriaal, en op YouTube is genoeg te vinden over regeltechniek. En er waren gastlezingen om ze op weg te helpen. Toch vonden de studenten het moeilijk hoe ze moesten beginnen”, zegt Kunnen, universitair hoofddocent bij APSE.

Studenten moesten wennen aan de nieuwe werkvorm, waarin ze de theorie van regeltechniek toepassen, leren hoe ze die kunnen bouwen en gebruiken. Er later mee aan de slag kunnen. “Het gaat niet om parate kennis, maar om inzicht en kunnen toepassen, dat moeten ze later in hun werk ook kunnen. Je moet ze laten werken met de stof, dan pas beklijft die”, zegt Kroesen.

Ik voelde me in het begin best schuldig dat we de studenten zo aan hun lot overlieten.

Hoogleraar Gerrit Kroesen (APSE)

En dat was ook voor de docenten best een uitdaging - dat loslaten van de klassieke onderwijsvorm van colleges en instructies geven. “In het begintijd van het vak zaten we in mijn kantoor te wachten tot er iemand met een vraag kwam. Ik voelde me soms best schuldig dat we ze zo aan hun lot overlieten”, herinnert Kroesen zich.

Het bleek dat binnenlopen in de kamers van Kroesen en Kunnen een te hoge drempel opwierp, dus in de volgende ronde zorgden ze dat ze als begeleider tussen de groepjes studenten zaten in de TU/e innovation Space in Matrix, zodat ze snel aanspreekbaar waren bij vragen.

Hartstikke afstandelijk

“Een college is hartstikke afstandelijk, niemand durft een vraag te stellen voor een volle zaal en naar de instructies komt bijna niemand”, zegt Kunnen. “Op deze manier zijn alle studenten aanwezig, de docent loopt rond en is direct beschikbaar voor vragen of spreekt zelf groepjes aan. Je bent veel nauwer betrokken bij ze.”

Een ander groot voordeel is dat er sociale controle is binnen de groepjes. Kroesen: “Als iemand eerder weggaat, bereikt de groep een minder goed resultaat. Ze leren elkaar aan te spreken als iemand een luie periode heeft, al blijft dat lastig. Vooral belangrijk vind ik dat ze van elkaar leren, elkaar bestuiven en beïnvloeden.”

Het is vooral belangrijk dat studenten van elkaar leren.

Hoogleraar Gerrit Kroesen (APSE)

De benodigde disciplinaire kennis opdoen, blijft een uitdaging, vindt Kunnen. “Hoe garandeer je dat alle studenten de benodigde theorie tot zich nemen?” Ze merkten dat er een natuurlijke taakverdeling ontstaat binnen de groepjes: de een is goed in theorie en neemt dat op zich. De ander is handig met MatLab en weer een ander pakt de presentaties op.

“Er waren er altijd maar twee die de theorie echt goed hadden bekeken. Daarom kwam Rudie met het idee een digitale toets af te nemen voor de theorie”, zegt Kroesen. “En daarna kunnen ze zich specialiseren in de favoriete taak”, vult Kunnen aan.

Meten is weten

Kroesen heeft na drie jaar het vak op deze manier te hebben gedraaid, metingen gedaan om te zien of de ingeslagen methode werkt. “Ik heb drie generaties studenten laten terugkomen voor een proeftentamen van een half uur, met open vragen. Een groep die het vak op de oude OGO-manier heeft gevolgd, een op de nieuwe methode, en een die het vak op de nieuwe methode met tussentoets heeft gehad.

“In de scores tussen de oude methode en de nieuwe zat een vol punt”, zegt Kroesen. “En de groep die in de nieuwe methode de tussentoets had gemaakt, zat ook nog een verbetering. Niet spectaculair, maar wel herkenbaar. Het heeft dus effect”, concludeert Kroesen.

Betere scores

Hij voegt tevreden toe dat de inhoud van het vak aanzienlijk beter is blijven hangen bij de studenten die de CBL-methode hebben gevolgd. “Als je studenten laat werken met de stof, beklijft die veel beter. Dit motiveert ons om Challenge-Based Learning als onderwijsmethode te gebruiken.”

Jij moet doen waar jij goed in bent, sámen met andere experts die hun kennis beheersen.

Hoogleraar Gerrit Kroesen (APSE)

Samen met onderwijskundige Sonia Gómez Puente schreef Kroesen een paper over het onderzoek. “Je onderwijs vormgeven moet je in coproductie doen”, zegt hij overtuigd. “Wij bèta-nerds willen allemaal het beste onderwijs geven en onze kennis overdragen op zo’n manier dat de studenten het onthouden en het wíllen weten. Hoe je dat het beste doet, daarvoor moet je met een onderwijskundige samenwerken. Zij zijn de experts.”

Experts

“Ik doe hetzelfde in mijn onderzoek”, illustreert Kroesen. “Als we kijken naar medische toepassingen van plasma, ga ik niet zelf de medicus uithangen. Daar zijn anderen beter in. Jij moet doen waar jij goed in bent, sámen met anderen die het andere deel beheersen.”

Ook voor CBL geldt: geniet, maar drink met mate.

Universitair hoofddocent Rudie Kunnen (APSE)

Kunnen en Kroesen waren dan wel voorlopers in CBL, toch blijven ze kritisch. “Geniet, maar drink met mate, dat geldt ook voor CBL”, benadrukt Kunnen. “Voor een aantal onderwerpen is deze onderwijsvorm heel goed toe te passen. Voor andere vakken weer niet. Doe het dan ook niet, ga het niet overal in forceren.”

“Het verschilt ook per opleiding”, vult Kroesen aan. “Bij Mechanical Engineering en Biomedical Engineering lenen de curricula zich beter voor CBL. De vakgebieden zijn veel meer toegepast dan bij theoretische natuurkunde het geval is. Werktuigbouwkunde is in zichzelf al een multidisciplinair vak waar natuurkunde, wiskunde voor nodig is.”

Toekomst

Na komend collegejaar gaat Regeltechniek Control of a flexible robotsystem heten en wordt het een gezamenlijk vak voor tweedejaars bachelorstudenten van de faculteiten APSE en ME. Kunnen: “Het vak dat ze bij ME gaven, lag dicht bij het onze qua inhoud. Toen is het idee ontstaan om ze samen te voegen.”

Het vak wordt daarmee multidisciplinair en meer open-ended. “We gaan werken met een opstelling van een robotarm, met webcam. De studenten kunnen losgaan met het bedenken van cases die relevant zijn voor de industrie, bijvoorbeeld op het vlak van de kwaliteitscontrole van de productielijn”, illustreert Kunnen.

Groeien

Met de samenvoeging komt ook een uitdaging: het aantal studenten zal richting de vijf- tot zeshonderd gaan, tegenover zo’n honderdvijftig die bij APSE het vak volgt. Het begeleiden van de groepjes studenten in het vak, waarbij intensief contact is tussen docent en studenten, wordt straks overgenomen door masterstudenten van Mechanical Engineering. “Zij hebben een bredere achtergrond in regeltechniek dan onze studenten”, zegt Kunnen.

Kroesen: “Ik vind dat ze een elegante oplossing hebben bedacht bij ME hiervoor: ze hebben een mastervak waarbij je voor studiepunten bachelorvakken begeleidt. Als je meer CBL in je curricula gaat stoppen, heb je dit soort oplossingen nodig.”

Je bent als docent niet langer coach van de studenten, maar van de begeleiders van de studenten.

Universitair hoofddocent Rudie Kunnen (APSE)

“De rol van docent verandert als de groepen groter worden. Je bent dan niet langer coach van de studenten, maar coach van de begeleiders van de studenten. Dat is jammer, maar dat is nou eenmaal de consequentie van het opschalen”, zegt Kunnen.

Uitdagingen uit de praktijk

In een eerdere pilot hebben vijf groepjes studenten eerder gewerkt aan open-ended uitdagingen van stakeholders uit de industrie, zegt Kunnen. “Met zo’n beperkt aantal groepen is het voor bedrijven wel te doen om iemand langs te sturen die uitlegt met wat voor problemen ze in de beroepspraktijk te maken krijgen. Honderd groepjes zo intensief begeleiden wordt moeilijk voor bedrijven, dan kunnen ze hun kantoor wel sluiten”, zegt hij met een knipoog.

“We zullen de gulden middenweg moeten gaan vinden, want studenten waarderen die externe stakeholders toch wel. Het is leuker om een écht probleem op te lossen.”

Docenten staan bij CLB dicht bij de student. Dat is een prettig neveneffect.

Hoogleraar Gerrit Kroesen (APSE)

“Je staat in deze onderwijsvorm als docent heel dicht bij de student”, zegt Kroesen. “Soms spreken studenten me in de gang aan met een vraag. De informele omgang vind ik een prettig neveneffect van CBL. Ik heb de indruk dat studenten dat ook zo ervaren. Dat maakt het tot een heel belonende manier van onderwijs geven.”