Versterken stimuleren van problemsolving skills bij eerstejaarsstudenten in het opleidingsonderdeel Problemsolving

werkvormen
Voorbeeld
Instelling: 
Universiteit Hasselt

Algemene info

Opleiding: 
Informatica
Opleidingsonderdeel: 
Problem solving
Opleidingsjaar: 
1 bachelor
Academiejaar: 
2016-2017
Studiepunten: 
5
Contacturen: 
11 x 1 (soms 1,5) uur HC 11 x 1 uur; responsiecollege 11 x 6 uur; zelfstudieopdracht
Aantal studenten: 
+/- 70
Aantal begeleiders: 
3

In het academiejaar 2015 – 2016 werd in de bacheloropleiding Informatica een vernieuwd curriculum ingevoerd. De belangrijkste vernieuwing hierbij is de invoering van een problem solving-leerlijn.Volgens de visie van de opleiding kan je informatica immers in één slagzin samenvatten als “de weg van probleem naar oplossing”. Deze leerlijn start voorlopig met het OPO ‘Problem solving’ in het eerste kwartiel (zeven lesweken) van het 1ste bachelorjaar.

De aanleiding voor een hervorming enhet ontwikkelen van een vernieuwd opleidingsonderdeel bij de start van het eerste bachelorjaar was de discrepantie tussen de voorkennis van de studenten en de verwachte startcompetenties voor de opleiding Informatica. De meerderheid van de informatica-studenten zijn vaak late studiekiezers met een vage motivatie voor de studierichting en weinig hechting met de universiteit. Een gevolg is dat de opleiding geconfronteerd wordt met grote heterogeniteit onder de studenten. Dit resulteert dan weer in een ineffectieve voorbereiding voor de toetsing en een mislukking tijdens de eerste examens.

Remediëring na de eerste examens overtuigt niet altijd. De opleiding is vastberaden dat voor studenten met potentieel meer rekening moet worden gehouden met hun startcompetenties en het aanbieden van aangepaste leervormen, zonder afbreuk te doen aan de eindcompetenties. Een eerste poging om dit te overbruggen was het invoeren van een OPO ‘Redeneren en abstraheren’, maar hierdoor werden de problemen en misverstanden slechts ten dele opgelost.

Doelstellingen

In dit OPO worden de studenten via de zelfstudie-opdrachten verplicht om buiten het kader van de cursus te denken. Studenten krijgen problemen voorgeschoteld van iedere dag. Dus geen specifieke informaticaproblemen. Een voorbeeld is: Tien stoelen staan geplaatst omheen een ronde tafel. Tien gasten nemen plaats aan de tafel. Vóór elk van de gasten wordt willekeurig een naamkaartje* gelegd. Het blijkt dat geen enkele gast achter het kaartje met de juiste naam zit. Kan de tafel worden rondgedraaid zodat minstens twee gasten wél achter een kaartje met de juiste naam zitten? Motiveer uw antwoord.

Bedoeling is om de verschillende stappen bij het probleemoplossen iedere keer opnieuw te doorlopen, de manier waarop een probleem kan worden opgelost kan verschillend zijn, soms is een tekening maken een hulpmiddel, soms is er een combinatie van heuristieken nodig om tot een oplossing te komen.

De eerste stappen worden gezet in de conversie van de student als ‘oefeningenmaker’ naar de student als ‘probleemoplosser’, hetgeen onlosmakelijk verbonden is met een goede informaticus. De student gaat dus vooral bezig zijn met het oplossen van problemen, waarbij de nadruk ligt op problem solving skills:

  • het probleem correct interpreteren en het gevraagde begrijpen
  • de juiste heuristieken toepassen
  • een vermoeden formuleren
  • controle behouden over het oplossingsproces
  • een bewijsvoering of juiste argumentatie opbouwen.

De student moet geen specifieke voorkennis bezitten voor dit OPO.

De eindcompetenties, zoals aangegeven in de studiegids, voor dit OPO zijn:

  • De afgestudeerde bachelor informatica kan oplossingsmogelijkheden voor een probleem en tools die hiervoor beschikbaar zijn, vergelijken en afwegen op hun correctheid, bruikbaarheid en efficiëntie. Hierbij kan hij zijn keuzes verantwoorden.
  • De afgestudeerde bachelor informatica kan reflecteren over kritiek en kan op basis hiervan zijn gedrag aanpassen.
Werkvormen en leermiddelen

Het onderwijsconcept is opdrachtgestuurd onderwijs met begeleide zelfstudie.

Een lesdag van een eerstejaars student ziet er als volgt uit: ‘s morgens wordt een inleidend hoorcollege gegeven over de leerstof en de opdrachten van die dag. Daarna is er tijd voor zelfstudieopdrachten (min. 11 verplichte) die met behulp van de nodige instructies opgelost worden. Deze opdrachten mogen zowel individueel als in groep worden opgelost. Geregeld komt de docent of één van de assistenten langs in de zelfstudielokalen om eventuele knelpunten te helpen oplossen. De dag eindigt met een responsiecollege, waarin je een nabespreking hebt over de zelfstudieopdrachten.

Docent geeft een interactief hoorcollege van (ongeveer) 1 uur, dus geen 2 of 3 uur hoorcollege. Vervolgens – tijdens de zelfstudie – zijn zowel docent als assistenten in de ruimtes aanwezig. Er is nauwelijks verschil in de rol tussen docent en assistent. Tijdens de zelfstudie-tijd gaan de begeleiders (docent en assistenten) per groepje studenten horen hoe ze tot dan toe het probleem hebben aangepakt en of ze ergens vastzaten. Er worden reflectieve vragen gesteld zowel aan groepjes die vlot en goed bezig zijn als aan groepen waar het moeilijker loopt.

In de nabespreking (responsiecollege) worden verschillende oplossingsstrategieën besproken (leergesprek).

Begeleidingstijd: de docent en assistent zijn beschikbaar de volledige 6 uur, ze zijn fysiek in hun nabijheid. Ze komen in de verschillende werkruimtes en daarnaast zijn ze ter beschikking in hun kantoor gedurende de zelfstudie.

Er wordt geen handboek voorzien. Per week wordt het OPO opgebouwd en alle informatie, zelfstudie-opdrachten, artikels, … worden via BlackBoard beschikbaar gesteld.

 

Feedback & begeleiding

Peerreview

Tijdens de onderwijsperiode (kwartiel) zullen de studenten twee keer een peerreview moeten verrichten. Er wordt namelijk een probleemstelling opgegeven, die door iedere student, individueel, wordt opgelost (tijd: 1 uur). De oplossingen worden gecentraliseerd en ad random herverdeeld. Iedere student evalueert de oplossing van een medestudent via het geven van feedback (tijd: 15 minuten). Het onderwijsteam evalueert alle oplossingen en de voorziene feedback. Iedere student evalueert bovendien zijn/haar eigen oplossing mét feedback van een peer nogmaals.

Volgende evaluatiecriteria worden bij ieder controlepunt (peer, onderwijsteam, self)      gebruikt:

  • Is de vraagstelling goed begrepen?
  • Is er gebruik gemaakt van heuristieken (schets, tabel, goede naamgeving, vereenvoudigen, uitgewerkt voorbeeld etc.)?
  • Is er een oplossing/vermoeden geformuleerd?
  • Zijn er op controle-niveau indicaties gegeven, vraagstellingen gedaan?
  • Is er een argumentatie/bewijsvoering gegeven?

Tussentijdse toets

In het midden van de onderwijsperiode zullen de studenten een tussentijdse toets oplossen die representatief is voor de summatieve evaluatie aan het einde van het eerste kwartiel. Er worden twee typische probleemstellingen opgegeven die de student individueel oplost. Hiervoor krijgen ze twee uur de tijd. Dezelfde criteria als bij de peerreview en de summatieve toets worden gehanteerd bij de verbetering van elke oplossing:

  • Is de vraagstelling goed begrepen?
  • Is er gebruik gemaakt van heuristieken (schets, tabel, goede naamgeving, vereenvoudigen, uitgewerkt voorbeeld etc.)?
  • Is er een oplossing/vermoeden geformuleerd?
  • Zijn er op controle-niveau indicaties gegeven, vraagstellingen gedaan? Is er een argumentatie/bewijsvoering gegeven?

Het onderwijsteam evalueert de proeftoets en geeft algemene feedback in een volgend hoorcollege. De evaluatiecriteria worden besproken en verschillende goede antwoorden worden gepresenteerd. De studenten hebben de mogelijkheid om hun eigen kopij in te kijken in de nabespreking om zo een leermoment voor de resterende tijd van het OPO te bekomen. De docent legt klemtonen waar de student moet op inzetten en wat al wel goed verloopt.

De studenten krijgen geen cijfer meegedeeld, aangezien volgens de OER van UHasselt studenten geen tussentijdse resultaten mogen ontvangen. Tot slot worden studenten ook bevraagd, op verzoek van de docent, over hun ervaringen i.v.m. de tussentijdse toets in de tweede vragenlijst.

Evaluatievorm

Dit OPO bestaat uit verschillende evaluatievormen waaronder permanente evaluatie (25%) en een schriftelijk examen op het einde van het eerste kwartiel (75%). Naast summatieve evaluatie krijgen de studenten kansen om formatieve feedback te ontvangen over hun leerproces. Er zal twee keer een peerreview plaatsvinden en één tussentijdse toets tijdens deze onderwijsperiode (gepland tussen de twee peerreviews in). Samen met een portfolio zullen deze deel uitmaken van de permanente evaluatie.

Om problem solving skills te evalueren is het belangrijk dat de evaluatie congruent is met de instructies in de leeromgeving (Segers, Dochy, & Cascallar, 2003). Op het einde van het eerste kwartiel krijgen de studenten een schriftelijk examen waarin drie problemen zullen voorgelegd worden. Deze problemen zijn nieuw, maar vergelijkbaar met diegenen die ze behandeld hebben tijdens de colleges. De studenten krijgen hiervoor drie uur de tijd. Dit examen komt in grote mate overeen met de tussentijdse toets, met als gevolg dat ook dezelfde criteria zullen gehanteerd worden bij de verbetering ervan.

Reflectie

Studenten geven tijdens de focusgroep, zelf aan dat ze problem solving skills toepassen in het parallel vak ‘Inleiding algoritmen en programmeren’ (IAP).

De docent heeft tijdens de laatste twee colleges bewust ervoor gekozen om enkele programmeerproblemen (zoals in het OPO IAP) te laten oplossen door de studenten. Op die manier worden ze bewust gemaakt dat deze skills elementaire kennis is die gedurende hun volledige opleiding en later gebruikt kan worden.

De evaluatievergadering van het tweede kwartiel werd gebruikt om de studenten te bevragen over het toepassen van problem solving skills in de OPO’s van dit kwartiel. Evaluatievergaderingen maken deel uit van het kwaliteitszorginstrumentarium van de UHasselt. Studentenvertegenwoordigers en coördinerend verantwoordelijken gaan halverwege de onderwijsperiode in gesprek met elkaar  over de lopende opleidingsonderdelen en beogen in een sfeer van vertrouwen goodpractices te delen en knelpunten te signaleren en te remediëren.

Hieruit blijkt dat de studenten niet onmiddellijk de link tussen beide expliciet waarnemen. In het OPO ‘Redeneren en abstraheren’ moeten ze wel opnieuw bewijzen geven, maar deze zijn anders opgebouwd dan in het OPO Problem solving volgens hen. De studenten kunnen niet onmiddellijk voorbeelden geven waar de link tussen PS en de nieuwe OPO’s duidelijk aanwezig is. De docent zal daarom samen met de assistenten en studenten nogmaals samenzitten om nog meer diepgang te krijgen in hun ervaringen.

In januari 2016 werd door de betrokken docenten van de opleiding Informatica een eerste aanzet gegeven voor het gaandeweg uitbouwen van een leerlijn ‘problem solving’. In het voorjaar van 2017 is er een onderwijsdag georganiseerd waarop de leerlijn ‘problem solving’ alsook de kenmerken ervan aan de opleiding werden gecommuniceerd. De transfer tussen OPO’s is on-going.

 

Referenties

Referentie: Segers, M., Dochy, F., & Cascallar, E. (2003). Optimizing new modes of assessment: In search of qualities and standards. Boston/Dordrecht: Kluwer Academic.

Type hoger onderwijs: 
universiteit
Studiegebied: 
wetenschappen en toegepaste wetenschappen
Groepsgrootte: 
50 tot 100
Doelstellingen: 
onderzoeksvaardigheden
samenwerken
vaardigheden
Leermiddelen: 
digitale leeromgeving
zelfstudiepakket
Werkvormen: 
practicum/werkcollege/oefening
casusonderwijs
groepswerk
Evaluatievormen: 
peer & zelfevaluatie
portfolio/logboek
schriftelijk product
Feedback & begeleiding: 
in groep
peer2peer
supervisie/intervisie
random