Projectverslag Hogeschool Utrecht, Instituut voor ICT. In dit document wordt een onderzoek beschreven naar de mogelijkheid om een virtuele wereld in te zetten voor het onderwijs over duurzaamheid voor (eerstejaars) ICT studenten. Hierbij zijn de volgende produkten opgeleverd: - Een verslag van een onderzoek naar bestaande virtuele omgevingen waarinn duurzaamheid centraal staat, naar competenties voor duurzaamheid en naar de toetsing van gedragsaspecten. - Een lijst competenties met betrekking tot duurzaamheid die eerstejaarsstudenten ICT zouden moeten verwerven. - Een virtuele wereld (GreenIT op het Virtyou grid in OpenSIM)) waarin opdrachten door studenten uitgevoerd kunnen worden. Deze wereld zal overigens in de komende maanden buiten het kader van dit project nog verder uitgebreid worden. Uit het uitgevoerde onderzoek naar de effecten op attitude en gedrag van studenten, blijkt een positief effect op studenten die intensief met duurzaamheid bezig zijn Het doel van het project is daarmee naar het oordeel van betrokkenen royaal gehaald. Zij willen in het bijzonder de leden van de SIG Virtuality bedanken voor hun enthousiasme en inzet.
Hoe kunnen leeromgevingen in het beroepsonderwijs een rol vervullen bij het oplossen van complexe maatschappelijke problemen? Ilya Zitter, bijzonder lector Leeromgevingen in het Beroepsonderwijs bij Hogeschool Utrecht (HU), onderzoekt hoe je leeromgevingen zo kunt ontwerpen dat een innovatief, lerend systeem ontstaat, zonder sterke scheiding tussen onderwijs en praktijk. Op 25 maart gaf Zitter haar openbare les.
Mondeling presenteren wordt beschouwd als een essentiële competentie van de hoger opgeleide professional. Toch beschikken ‘young professionals’ zelden over deze competentie en ervaren zij presenteren als één van de meest prominente angsten in sociale situaties. Vooral in tijden waarin studentaantallen toenemen en ruimte voor docent-student interactie afneemt, blijkt het ontwerpen van effectieve leeromgevingen gericht op presenteren een uitdaging. Een systematische literatuurstudie benadrukt dat docentfeedback, peerfeedback én self-assessment cruciale principes zijn voor het ontwerp van effectieve leeromgevingen om te leren presenteren (Van Ginkel, 2019). Hoewel deze drie feedbackbronnen worden beschouwd als essentiële vormen van feedback, toont eerder onderzoek aan dat docentfeedback een significant sterkere impact heeft op de ontwikkeling van presentatievaardigheden dan peerfeedback en self-assessment. In een follow-up veldexperiment is getest of Virtual Reality (VR) als alternatieve feedbackbron kan worden ingezet bij leren presenteren. Deze technologie kan immers zowel reële presentatie-situaties simuleren alsook het leveren van geautomatiseerde feedback faciliteren. Hoewel een eerder veldexperiment de effectiviteit van VR-feedback op leren presenteren aantoonde (Van Ginkel, 2019), blijft het de vraag in hoeverre studenten zelfstandig VR-feedback kunnen interpreteren, omdat destijds de docent nodig was om de rapporten uit de VR-computer te vertalen naar waardevolle feedback voor de student. Recente technologische ontwikkelingen maken het mogelijk om kwantitatieve VR-data automatisch om te zetten naar boodschappen die voldoen aan standaarden van hoogwaardige feedback. Deze postdoc richt zich daarom op het uitvoeren van een uitgebreid veldexperiment om te onderzoeken in hoeverre studenten in staat zijn om de geautomatiseerde feedbackboodschappen, gebaseerd op VR-data, zelfstandig te interpreteren tot effectieve feedback. Bovendien wordt getest of deze geautomatiseerde feedback ook peerfeedback en self-assessment kan verrijken en daarmee de impact op leren presenteren kan verhogen. Deze studies hebben tot doel om onderwijskundige ontwerpprincipes gericht op feedback bij leren presenteren te optimaliseren. Verder beoogt dit onderzoeksproject de resultaten in hoger onderwijscurricula te integreren.
Doel van dit project is het vergaren van nieuwe kennis over het ontwikkelen van 21st Century skills (CS) binnen het onderwijs van Moleculaire Biologie. De basishypothese is dat de skills kritisch denken, informatievaardigheden en creativiteit kunnen worden gestimuleerd door leerlingen actief, in een construerende rol en in een virtuele omgeving, te laten experimenteren met realistische simulaties van moleculaire processen. Biologiedocenten in de onderbouw van het voortgezet onderwijs geven aan behoefte te hebben aan kennis en een didactisch handelingsrepertoire om leerlingen deze vaardigheden bij te brengen als onderdeel van de ontwikkeling van een wetenschappelijke houding. In alle wetenschappen, in het bijzonder de bètawetenschappen, spelen modellen een belangrijke rol, als middel voor representatie en ontwikkeling van wetenschappelijke kennis. Een probleem bij het bereiken van leerdoelen rond modellen is de visualisatie van processen op moleculair niveau. Met moderne technologieën (zoals VR) kunnen modellen visueel, driedimensionaal op moleculair niveau weergegeven worden en ook de beweging interactie op celniveau. Kritisch en creatief omgaan met dergelijke modellen is de kern van wetenschappelijk denken. In dit project richt het consortium onder leiding van het lectoraat Onderwijsbehoeften en Inclusieve Leeromgevingen van Windesheim zich op de volgende praktijkvraag: ‘Op welke wijze kunnen biologie docenten hun leerlingen 21e-eeuwse vaardigheden (kritisch denken, informatievaardigheden en creativiteit) en modelbegrip bijbrengen met behulp van digitale leermiddelen (zoals VR)?’ Deze praktijkvraag valt uiteen in de volgende onderzoeksvragen: • Welke leeractiviteiten kunnen de ontwikkeling van 21st CS ondersteunen met behulp van VR-technologie gericht op biologische modellen? • Op welke wijze kunnen docenten deze activiteiten toepassen in concrete lessen? • Wat is het formatieve effect van deze lessen op modelbegrip en 21st CS van leerlingen? Het consortium bestaat uit Hogeschool Windesheim, het Freudenthal Instituut van de Universiteit Utrecht, vo scholen (Goois Lyceum en Greydanus Lyceum Zwolle) en een mkb-onderneming (Zepth, Ltd., Singapore) met expertise op het gebied van VR. Gezamenlijk werken deze partners aan het ontwikkelen en onderzoeken van lesmateriaal met behulp van de Lesson Study methode (Fernandez & Yoshida, 2004). Docenten werken in samenwerkende teams en ontwerpen lessen, voeren deze live uit, waarbij ze het leren van de leerlingen observeren. Zo wordt direct inzicht verkregen in de effecten van de formatieve didactische interventies op het leergedrag van leerlingen. De nieuwe kennis draagt bij aan een gemeenschappelijke basis voor het biologieonderwijs in de onderbouw voor de docenten en uiteindelijk aan hogere-orde kritische denkvaardigheden voor alle leerlingen. De ontwikkelde producten bestaan uit uitdagend lesmateriaal geïntegreerd met 2D- en 3D modelleeromgevingen en simulaties ter bevordering van 21st CS en het vormgeven van wetenschappelijke praktijken in de onderbouw. De resultaten worden gepresenteerd in een openbaar toegankelijke ‘live’ onderzoeksles waarin het publiek de effecten van het ontwikkelde onderwijs direct kan observeren.
Onderwijs in onderzoeksvaardigheden in het laboratoriumonderwijs omvat het aanleren van skills die betrekking hebben op achtereenvolgens de onderzoeksvraag, de onderzoeksopzet, het uitvoeren van het experiment en de analyse van de gegevens. Ten gevolge van beperkingen in kostbare apparatuur en chemicaliën heeft de student in de huidige onderwijspraktijk onvoldoende regie over de onderzoeksvraag en de onderzoeksopzet. In deze vroege fases van de onderwijsmodule is de sturende rol van de docent noodzakelijkerwijs erg groot, wat het eigenaarschap van de student in deze kritieke eerste stappen van het onderzoeksproces beperkt. Uit eerder onderzoek is gebleken dat volledig eigenaarschap over een onderzoeksproject noodzakelijk is voor het ontwikkelen van de 21st century skills ‘probleemoplossend vermogen’ en ‘creatief denken’. In dit praktijkgerichte onderzoek willen wij onderzoeken of met het gebruik van de innovatieve virtuele leeromgeving ‘VirtualLabStore’ het eigenaarschap van de student vergroot kan worden. Deze leeromgeving zal samen met Virtway –gespecialiseerd in virtuele leeromgevingen- opgezet worden. Door de student al vanaf de ontwerpfase verantwoordelijkheid te geven en te confronteren met reële experimentele uitdagingen, functioneert hij of zij gedurende het gehele onderzoeksproject als projecteigenaar. Wij verwachten dat dit de ontwikkeling van creatief denken en probleemoplossend vermogen zal stimuleren. Met behulp van twee rondes van kwalitatief praktijkonderzoek willen wij de effectiviteit van deze nieuwe virtuele leeromgeving evalueren en maximaliseren voor laboratoriumopleidingen op MBO- en HBO-niveau.
