In dit project heeft de opleiding Werktuigbouwkunde een app ontwikkeld die precies doet wat een docent bij individuele begeleiding doet. De nieuwe Step-Wise-app geeft studenten oefeningen, feedback en houdt hun vorderingen bij. Ook detecteert de app hiaten in de basiskennis van studenten en raadt de app gericht oefenopgaven aan om die hiaten op te vullen. Studenten zijn erg te spreken over het oefenen met de nieuwe app.
Aanleiding en doel
Studenten met verschillende achtergronden starten de opleiding Werktuigbouwkunde van de Hogeschool Utrecht. Door de verschillende achtergronden komen ze niet allemaal binnen met voldoende basiskennis over wiskunde en natuurkunde. De studenten hebben vaak zelf niet door dat ze kennis missen en daardoor oefenen ze opgaven op het verkeerde niveau. Het kost de docenten veel tijd om studenten de juiste oefenopgaven aan te raden. De docenten bedachten dat dit makkelijker moest kunnen.
Het doel van het project was om de begeleiding te automatiseren. De vraag was of er een app ontwikkeld kon worden die precies doet wat een docent doet. Dit houdt in dat de app bijhoudt hoe goed een student in elke vaardigheid is en ook de student gericht begeleidt in hun leerproces. Hiervoor moet de app de student aanraden welke vaardigheid hij/zij het beste kan oefenen en welke oefenopgave daarbij past. Ook is het cruciaal dat de app feedback geeft op het gemaakte werk om de student gemotiveerd te houden en het leereffect te vergroten.
Opzet en aanpak
Voor dit project heeft de opleiding een nieuwe app ontwikkeld genaamd Step-Wise. De belangrijkste onderdelen, zoals het machine learning algoritme, waren al ontworpen en hoefden alleen toegepast te worden. Andere zaken moest de opleiding nieuw ontwikkelen, bijvoorbeeld het geven van directe feedback op gemaakt werk. Tijdens het ontwerp maakte de opleiding gebruik van input van studenten Communicatie en Media Design (CMD).
Er is relatief weinig gebruikgemaakt van literatuur tijdens het ontwikkelen van de app. Dit komt omdat er op dit vlak vrijwel geen literatuur is.
Wel is veel gekeken naar de implementatie van soortgelijke programma’s. Er is bijvoorbeeld een leerboom toegepast, die vergelijkbaar is als bij de adaptieve app LeerLevels. Ook is er een intuïtieve interface toegepast, die weer vergelijkbaar is als bij het online toets- en oefenplatform Grasple. En er is zogeheten detailfeedback op geleverd werk opgezet, zoals ook het online toets- en leerprogramma Sowiso levert. Ten slotte is de layout van de app gebaseerd op de Google Material User Interface design-richtlijnen. Dit heeft ervoor gezorgd dat de app gebruikersvriendelijk is. Die gebruiksvriendelijkheid werd ook veelvuldig opgemerkt door studenten.
De belangrijkste uitdaging was vooral regelgeving. Goedkeuring van bepaalde onderdelen van de app gaf vertraging. Hierdoor startte de eerste toepassing binnen een cursus helaas te laat. Maar dit is opgelost door de focus te verleggen naar een andere cursus met soortgelijke lesstof.
Evaluatie en resultaten
Het oorspronkelijke plan was om te berekenen of er significante veranderingen optreden doordat studenten de app toepassen. Maar vanwege de coronacrisis was dit niet mogelijk. In een jaar waarin alles anders is, kunnen significante veranderingen niet direct aan dit project toegeschreven worden. In plaats daarvan zijn veel interviews met studenten afgenomen om de resultaten van het project beschrijvend te evalueren.
Studenten zijn blij met de nieuwe manier van oefenen via een app. Ze vragen namelijk continu om de app, ook bij andere cursussen. De effectiviteit van de app lijkt bevestigd doordat studenten aangeven dat ze op een andere manier oefenen. Ze oefenen effectiever en ze oefenen meer met de lesstof. Daarnaast zijn er meerdere studenten geweest met een mbo-achtergrond (de voornaamste doelgroep) die dankzij de app voor het eerst een Exacte Wetenschap-tentamen met een voldoende hebben afgerond.
Samengevat kan geconcludeerd worden dat het project zeker zijn vruchten heeft afgeworpen. De app wordt dan ook, via een SURF Stimuleringsbeurs, verder uitgebreid richting de mechanica-leerlijn van de opleiding.
Duurzame inzet
Naar aanleiding van het succes van dit project is een SURF Stimuleringsbeurs aangevraagd en toegekend om de Step-Wise-app uit te bouwen richting de mechanica-leerlijn van de opleiding. Zo wordt dit project breder uitgerold binnen de opleiding.
Hiernaast is contact gelegd met de partneropleiding Bachelor Built Environment die bij hun mechanica onderwijs de app wil toepassen. Deze opleiding is ook binnen de Hogeschool Utrecht. Op deze manier verspreidt dit project zich langzaam over de hogeschool.
Naast deze ontwikkelingen binnen de Hogeschool Utrecht zijn er plannen om de resultaten te presenteren op de Conferentie Domein HBO Engineering. Hier zijn verschillende techniekopleidingen aanwezig. Mogelijk leidt dit tot connecties om het project op termijn ook naar andere hogescholen uit te breiden.
Een factor die een rol speelde, en nog steeds speelt, om ervoor te zorgen dat resultaten duurzaam en/of breder ingezet worden, is om in contact te komen met de juiste docenten van partneropleidingen. Een andere factor die een rol speelt is om zelf te netwerken.
Gebruikte literatuur
- M.A.H.A. Meijers, & P.P.J.L. Verkoeijen (2019). The relationship between ICT based formative assessment and academic achievement in a Mechanics of Materials course. In Proceedings of the SEFI 47th Annual Conference (pp. 1753 – 1762).
- Gavrin, A. D. (2010). Using just-in-time teaching in the physical sciences. Just-in-time teaching: Across the disciplines, across the academy, 117-128.
- Holmström, J., Tuunanen, T., & Kauremaa, J. (2014, January). Logic for accumulation of design science research theory. In 2014 47th Hawaii International Conference on System Sciences (pp. 3697-3706). IEEE.
Opgeleverde producten
Comenius Teaching Fellowship 2020
