Studenten uitdagen met activerend onderwijs

In 2024 wil TU/e weten hoe Challenge Based Learning in haar curriculum past

Leren zo actief mogelijk maken, hoe doe je dat? Om daar achter te komen, is dit jaar aan de TU/e een taskforce Challenge Based Learning (CBL) opgetuigd. De bedoeling is vóór 2025 onderzocht te hebben hoe en in hoeverre CBL deel kan uitmaken van het onderwijs aan de TU/e. Hoe gebruik je het in een 'blended learning'-omgeving, hoe toets je wat studenten geleerd hebben, en hoe organiseer je dit? Vragen te over, maar ook tijd genoeg om 'evidence based' beslissingen te nemen.

Challenge Based Learning vormgeven aan de TU/e is geen eenvoudige klus. Maar de sleutel hierbij is doorontwikkelen, denkt onderwijsvernieuwer Michael Bots, de kartrekker van het programma. ”We doen op het moment al best veel ervaring op met verschillende experimenten op dit vlak. Maar we hebben ook geleerd van vernieuwingen uit het verleden, zoals Design Based Learning, studententeams, USE-leerlijnen en dergelijke. Hieruit zullen we de geleerde lessen moeten meenemen om tot een goed curriculum voor iedereen te komen”, zegt de programmamanager CBL.

Bij CBL gaan studenten in vaak multidisciplinaire groepen aan het werk met een open vraagstuk dat een maatschappelijke context heeft. Het vraagstuk daagt studenten uit om zelf vorm te geven aan leren, maar ze staan daarin niet alleen. “Er is een netwerk van begeleiding waarin medestudenten, teaching assistants en docenten input en feedback geven op wat de student zelf aangeeft te willen leren. De docent zal daarbij naast expert en coach meer een rol als overall kwaliteitsbewaker krijgen”, zegt Bots. Of CBL te implementeren is met de huidige staf-student-ratio van 1-20, is een van de deelvragen die onderzocht worden. 

“Waar we voor willen oppassen, is dat CBL wordt opgelegd aan docenten”, zegt universitair docent Peter Ruijten-Dodoiu, coördinator van ISBEP (Innovation Space Bachelor Eind Project). "Niet iedereen aan de universiteit is het eens met de Strategie 2030 waarin CBL een van de speerpunten is. Er zijn genoeg mensen die zich afvragen waarom alle disciplines nou moeten worden samengevoegd, want zij zijn bang dat het ten koste gaat van disciplinaire kennis die juist zo belangrijk is voor onze studenten. Maar bij de onderwijsvisie kijkt de TU/e juist vanuit het perspectief van de student. We willen de student een zo groot mogelijke kans geven op de arbeidsmarkt. Wij denken dat we dat kunnen bereiken door die student alvast zoveel mogelijk ervaring te geven in een situatie die ze later zullen tegenkomen - dus werken in een multidisciplinair team.”

Studenten moeten uitgedaagd worden in CBL-onderwijs, maar ze moeten de stappen wel kunnen zetten

Elisa Bergkamp
Promovenda

Op welk moment in hun opleiding studenten met CBL zouden moeten werken, is ook nog een vraag. Promovenda Elisa Bergkamp, die uit het Innovation Fund van de 4TU.Federatie budget kreeg om haar onderwijs bij Mechanical Engineering challenge based te maken, geeft daarop dit antwoord: “We hebben gemerkt dat het opdoen van diepgaande technische vakkennis een uitdaging is in CBL-onderwijs. Zonder goede basis is het voor studenten moeilijk om zelf deze kennis op te doen. De balans tussen het meer traditioneel aanleveren van kennis door de docent en het toepassen en uitbreiden van deze kennis door middel van CBL-onderwijs is daarom erg belangrijk. Dit kan vanaf het begin van de opleiding, zolang het niveau van de verwachte kennis in het CBL-onderwijs maar aansluit bij de tot dan toe opgedane vakkennis. Studenten moeten uitgedaagd worden in CBL-onderwijs, maar ze moeten de stappen wel kunnen zetten.”

De eerste stappen worden momenteel gezet bij ISBEP, de USE-leerlijn Physics of Social Systems en het Mechanical Engineering-vak Energy Storage and Transport. Lees hieronder hoe het de verantwoordelijke docenten en studenten bevalt. En zie hierboven, op de hoofdfoto, hoe een groep studenten in TU/e innovation Space werkt aan de USE Leeerlijn Responsible Innovation for the World.

ISBEP: afstuderen met teamwork

Studenten van alle opleidingen krijgen de kans om hun Bachelor Eindproject (BEP) bij TU/e innovation Space te doen met ISBEP, destijds opgezet door Miquel Bruns, Isabelle Reymen en Rick de Lange. Tijdens een pitchevent in Matrix (of tijdens een online versie) kunnen studenten een van de challenges kiezen die worden ingebracht door het bedrijfsleven, een onderzoeksgroep, een studententeam en sporadisch zelfs van een kunstenaar.

Groeiende belangstelling

ISBEP draait nu ruim drieënhalf jaar en in die periode is een stabiele groei van het aantal deelnemende studenten te zien. In een eerste semester van een academisch jaar zijn vaak minder studenten met ISBEP bezig (nu twaalf), in een tweede semester vaak wat meer. De grootste groep bestond tot nu toe uit 45 studenten, de coördinator verwacht in februari 2021 tussen de 50 en 60 aanmeldingen. Hij streeft naar tweehonderd studenten per collegejaar in 2025.

Studenten van Industrial Engineering, die standaard een bedrijfsstage als eindproject hebbben, en van Computer Science zul je hierbij nog niet aantreffen. Ruijten-Dodoiu: “Die laatsten hebben voor hun BEP een mega-ingewikkelde groepsopdracht, die ze met niet minder dan tien softwarestudenten kunnen maken. Dan leren ze wel hoe moeilijk het is iets te realiseren in samenwerking met negen anderen.” 

Hij hecht er belang aan dat de studenten de tijd nemen voor teambuilding. Daarna moeten zij zelf het probleem definiëren en beschrijven wat zij hopen te bereiken in het semester.

Soms komt een challenge meerdere malen terug. “Want als de groep voor ogen heeft dat een autonoom rijdend elektrisch aangedreven voertuig met drie wielen gebouwd moet worden, is dat niet in één semester gedaan. De volgende keer hopen we een stap dichter bij de oplossing te komen”, aldus Ruijten-Dodoiu.

Beoordeling

Op dit moment heeft innoSpace geen enkele invloed op de beoordeling van de studenten die ISBEP doen. Iedere student wordt beoordeeld door een expert van de eigen faculteit. Ruijten-Dodoiu wil ISBEP niet verplichten voor alle TU/e-studenten. “Het is en blijft een keuze. Ik voorzie wel dat het in de toekomst de default is, terwijl het nu iets speciaals is. Maar of het zo ver gaat komen, moet nog blijken; daarom doen we experimenten om te zien wat er goed en minder goed gaat.”

Gerbert van der Beek: “Dit is een waardevolle ervaring”

Werktuigbouwkundestudent Gerbert van der Beek is helemaal enthousiast dat hij zijn Bachelor Eindproject niet individueel hoeft uit te voeren, maar dat hij in een groep mag samenwerken. In januari hoopt hij klaar te zijn. “Ik merk nu al bij sollicitaties, die ik doe voor een tijdelijke baan alvorens ik aan mijn master begin, dat dit een waardevolle ervaring is. Mijn puur vakinhoudelijke kennis wordt uitgebreid met relevante vaardigheden.”

Met twee Biomedische Technologie-studenten en één van Psychology & Technology optimaliseert hij een OCT-apparaat dat met licht echo’s maakt bij patiënten met huidkanker. “Interessant om te zien hoe in een ‘ander wereldje’ dingen anders worden aangepakt”, vindt Van der Beek. “Mechanical Engineering is toch wel traditioneel van opzet. Ik zie nu hoe dat gaat bij Biomedische Technologie.” Hun opdrachtgever is een promovenda die haar onderzoek doet in Maastricht UMC bij de afdeling dermatologie.

“De eerste weken ISBEP zijn wel lastig; je moet aan elkaar wennen en wij hadden ook niet meteen duidelijk hoe de opdracht en de eisen van de drie verschillende faculteiten goed matchen. Onze opdrachtgever was nog niet bekend met ISBEP en in het begin was er soms miscommunicatie. Dat zou wat mij betreft verbeterd moeten worden. Nieuwe opdrachtgevers moeten bij de start al weten wat er door de opleiding concreet van studenten verwacht wordt.”

Van der Beek is honderd procent voorstander om alle studenten met CBL in aanraking te laten komen.  “Het is goed voor iedereen die het bedrijfsleven in wil om teamwork te leren. En wie erachter komt dat projectwerk helemaal niet bevalt, zou kunnen denken aan een academische carrière.”

Een uitdagende USE-leerlijn

Er zijn zeventien verschillende USE-leerlijnen, die alle bestaan uit drie vakken. Studenten die voor de leerlijn Physics of Social Systems kiezen, krijgen te maken met CBL. In een multidisciplinair team van vier of vijf studenten definiëren zij hun eigen project binnen het onderwerp crowd dynamics. Federico Toschi, hoogleraar Stromingsleer, is de verantwoordelijke docent. Hij vindt het belangrijk dat studenten de vrijheid hebben om zelf de challenge te omschrijven en de aanpak te bepalen.

Peer review

De studenten houden zich bezig met crowd management op een perron, een opdracht van ProRail - bijvoorbeeld met de vraag waar reizigers met voldoende afstand moeten gaan staan om zo efficiënt mogelijk de trein in te kunnen stappen. Toschi laat zijn studenten werken met een combinatie van scrum en CBL. “Vanaf week drie - na aanvang in september - gaan ze aan de slag in kleine groepen”, zegt hij. “Elke dag houden zij een korte online stand-up en elke maandag is er een review-meeting waar ze elkaar en de docenten nieuwe resultaten presenteren. Hierbij is ook belangrijk dat ze binnen de groep reflecteren over hoe dingen zijn gelopen. Vervolgens maken ze een nieuwe weekplanning en zo kunnen ze blijven bijsturen.”

De eindbeoordeling wordt gegeven door de docenten, ProRail, medestudenten van andere groepen en teamgenoten en bestaat uit vier componenten: een verslag, een presentatie, een poster en peer review.

Lastig

Toschi, die zijn studenten sterk gemotiveerd noemt, ziet waar de moeilijkheid ligt. “Ze zijn nog niet erg gewend aan teamwork in een scrum-framework. Ik denk dat ze nog moeten leren in welke volgorde stappen gezet moeten worden om de zaken vlotter te laten verlopen, om de verdeling van de taken en de reflectie binnen de groep te coördineren.”

Esther Maas: “De bal ligt echt bij jezelf”

Esther Maas is halverwege haar USE-leerlijn Physics of Social Systems. ProRail heeft de brede opdracht gegeven te onderzoeken hoe de crowd flow op stations efficiënter kan. Met drie anderen heeft ze zich ten doel gesteld om mensen in een rolstoel sneller én vriendelijker te laten boarden. Andere groepen houden zich bezig met het comfort van de reizigers, of met de coronamaatregelen. Data krijgen ze van de sensoren die ProRail op stations heeft geïnstalleerd.

“Het leuke aan deze leerlijn is dat de techniek gekoppeld wordt aan psychologie en ethiek. Wij denken dus bijvoorbeeld ook na of het wel ethisch verantwoord is om menselijk gedrag uit data te filteren”, zegt Maas.

“De begeleiding is in dit vak beter dan in alle andere vakken die ik tot nu toe heb gevolgd”, vindt de tweedejaars student Electrical Engineering. “Elke dag is er contact met de groep en de teacher assistent. Elke maandag, en indien gewenst op donderdag, is er een meeting met docenten op het gebied van data, psychologie of ethiek. We hebben ook goed contact met de opdrachtgever en met hoogleraren."

Het CBL was overigens even wennen voor Maas. “Het voelt als een grote stap om hulp aan je professoren te vragen. Maar de bal ligt echt bij jou, dus je moet wel. Contact zoeken en hulp vragen heb ik snel geleerd. En mijn planningsvaardigheid is ontzettend vooruitgegaan."

Maas ervaart wel een hoge werkdruk, “maar dat is ook omdat we het serieus nemen en graag goed willen doen.” De dagelijkse scrum-meeting is weliswaar kort, maar breekt wel je dag, ervaart ze. “We hebben allemaal andere roosters, dus het is wel even zoeken naar de juiste momenten. Maar we zien het alle vier als een mooie kans om te werken met dit soort data en we hopen er maatschappelijk impact mee te maken."

Werktuigbouwkunde geschikt maken voor CBL

Mechanical Engineering kent een lange traditie van projectonderwijs. Toen de huidige studenten nog in de luiers liepen, was er al OGO (Ontwerp Gestuurd Onderwijs - tegenwoordig heet dat design-based learning of DBL). De kenmerken daarvan - in een groep je kennis toepassen - vind je ook in CBL. Maar de setting met traditionele werktuigbouwkundige toepassingen blijkt niet erg geschikt voor een open challenge waar out-of-the-box moet worden gedacht. Universitair hoofddocent Clemens Verhoosel en promovenda Elisa Bergkamp geven samen het tweedejaarsvak Energy Storage and Transport en vonden er iets op.

Aanpassingen

“Om het vak geschikt te maken voor CBL, moest er het een en ander veranderen”, zegt Verhoosel. Na ervaringen in een eerste pilot (collegejaar 2019/2020) zijn er drie aanpassingen gedaan. Bergkamp: “We hadden de studenten veel vrijheid gegeven in onderwerpkeuze en dat was niet makkelijk voor ze. Daarom hebben we ze een maatschappelijke context geboden, in dit geval de energietransitie. Verder zijn er meer feedbackmomenten ingelast en als belangrijke verbetering hebben we de groepsgrootte verkleind. We begonnen met zo’n acht studenten in één groep, nu zitten er maximaal vijf studenten samen. In de pilot zagen we gebeuren dat studenten geen initiatief toonden, omdat anderen hen vóór waren met beslissingen nemen of taken vervullen.” Wanneer je onderwijs open maakt, heeft de student juist meer behoefte aan feedback om te horen of hij of zij op de goede weg zit, is haar ervaring. “Al in de eerste week gaan wij daarom als docent een video beoordelen waarin het team de eerste ideeën deelt.”

Alumna

Bergkamp heeft zelf als student OGO’s gevolgd. “Wij wisten dat er één antwoord was waar we naartoe moesten werken. We waren er dus erg op gefocust om dat antwoord goed te hebben; niet op wat we gaandeweg leerden. Bij CBL kan het zijn dat het eindproduct niet werkt, maar dat de student heel goed heeft leren analyseren.” Ze is blij dat het onderwijs bovendien minder abstract is geworden en de groepen kleiner. “Een halve dag per week hebben studenten in innovation Space gewerkt, waar mooie faciliteiten zijn. Daar waren wij bij en daar konden we hen stimuleren om vragen te stellen. Dat moeten sommigen echt nog leren.”

Sem de Jonge: “Gewerkt aan wat ik zelf wil leren”

Sem de Jonge was in zijn eerste studiejaar Mechanical Engineering al in aanraking gekomen met DBL en hij verwachtte een soortgelijke aanpak bij keuzevak Energy Storage and Transport. Maar daar bleken veel meer eigen inbreng en vrijheid de norm te zijn - en hij was "blij verrast". Het project begon voor de studenten met het benoemen van eigen zwakke en sterke punten. Op basis daarvan maakten ze hun persoonlijke leerdoelen. De Jonge wilde onder andere graag zijn academisch schrijven verbeteren en zich verdiepen in het programma MATLAB. “Mijn medestudenten gaven me daar dan feedback op. Iedere week werd er gereflecteerd. Je bent dus bezig met het vak, maar ook met dat wat je zelf wilt leren.”

Tegen introverte studenten zou De Jonge willen zeggen dat CBL een goede manier is om je te ontwikkelen. “In de loop van je studie heb je steeds meer samenwerkingsvaardigheden nodig. In onze eerste week moesten we dus zeggen wat we wilden leren en ook wat we al konden. Iedere TU/e-student heeft iets in zijn mars. Schrijf je ideëen op en als je moeite ervaart met het uiten van die gedachten, dan kun je daar een persoonlijk doel van maken. Daar word je dan door de groep mee geholpen.”

Groep-één: “Enthousiasme mag ons drijven, maar niet leiden”

Ralph van Ierland, voorzitter van de studentenfractie Groep-één, is de studentvertegenwoordiger in de taskforce CBL. “Als de komende vijf jaar blijkt dat CBL niet bij de TU/e past, gaan we er niet op over. Maar we hopen natuurlijk wel dat dit project resulteert in een structurele onderwijsverbetering.”

Van Ierland wil in de gaten houden dat de invoering van CBL niet ten koste gaat van de flexibiliteit van onderwijs zoals de TU/e die nu kent. “Denk bijvoorbeeld aan het doen van extra-curriculaire activiteiten, zoals een bestuursjaar of lid zijn van een studententeam. Maar het is ook belangrijk voor studenten die vanwege persoonlijke redenen meer flexibel onderwijs nodig hebben.”

Daarnaast is het leren over je eigen vakgebied ook belangrijk. “Het leren van elkaar kan een mooi aspect zijn van het multidisciplinair onderwijs, maar je moet óók blijven leren van studenten die dezelfde studie doen als jijzelf. Als wiskundestudent heb ik zelf ook ontzettend veel geleerd van mijn medestudenten bij Mathematics and Computer Science over de aanpak van bepaalde wiskundige problemen. Hoe doe jij deze analyse? Hoe pak jij dit vraagstuk aan? Die ruimte moet er ook blijven.”

Enthousiasme mag ons drijven, maar niet leiden, zegt Van Ierland. Hij waarschuwt voor valkuilen. “Hoe zorgen we dat een student de nodige skills leert en niet gaat kiezen voor taken die hij al kan? Dat degene die goed kan programmeren altijd het programmeren op zich neemt, bijvoorbeeld." Groep-één gaat kijken hoe ze studenten hierbij inspraak kunnen verschaffen. Van Ierland: “Ik denk dat het het belangrijkst is dat studenten er positief over zijn.”

Deel dit artikel