Leren met behulp van een simulatie.

Hoe leermiddelen in te zetten in curricula?

Door Rik Min (CTIT) en Henk Roosing (Dinkel)
(nog in bewerking; nog in discussie in kleine kring; nog niet elders gepubliceerd)

Net als leermiddelen goed ontworpen dienen te worden, dient een curriculum - op zich zelf genomen - ook goed ontworpen te zijn. Leermiddelen moeten altijd goed worden ingebed in een zo goed mogelijk curriculum; op straffe van zijn/haar falen. De basis van elk goed ontworpen curriculum is een zo gedifferentieerd mogelijk leermiddelen-aanbod te creeren. Deze eenvoudige boodschap schrijven de curriculum-ontwerpers al jarenlang voor.

Om een goed curriculum waarin computersimulaties zijn opgenomen op te bouwen dient men de doelgroep en de precieze populatie te weten en te kennen. Men dient te weten over welke populatie men praat en wat de voorkennis is en welke attitudes de individuen van de populatie hebben.

Computersimulaties zijn op een groot aantal manieren te gebruiken

  • om iets te demonstreren (voor de klas)
  • om een leerling te kunnen laten oefenen (individueel)
  • met opdrachten (iets laten doen)
  • met casussen (problemen laten oplossen)
  • om een leerling te testen
  • om theoretische vraagstukken inzichtelijk te maken
  • om de leerling te examineren en te 'meten' of een leerling iets begrepen heeft van de theorie en/of de theorie kan toepassen in de praktijk.
  • Derhalve kunnen computersimulatieprogramma's op een groot aantal plaatsen in een curriculum worden aangewend. Voorin, middenin of achteraan als alle stof al behandeld is en er getest moet worden op inzicht en toepassen. Bij een computersimulatieprogramma moet aan diverse minimum eisen voldoen, t.w.:

  • het simulatieprogramma zelf moet functioneren eenduidig en duidelijk functioneren;
  • er moeten minstens drie soorten goede handleidingen zijn:
    * voor de leerling
    * voor de docent
    * voor het onderhoudspersoneel (of gecombineerd)
  • er moet een goede instructie zijn. Minstens drie soorten instructie, t.w.:
    * goede instructie in het algemeen (uitleg, etc.)
    * goede opdrachten
    * goede casussen en casusbeschrijvingen
  • er moet een goed ingericht werk- annex leeromgeving zijn met ten minste de volgende componenten
    * een ruime tafel (minstens 150 cm breed; 40 cm vrije schrijfruimte voor het toetsenbord) (dus niet zoals in de interactive classroom)
    * een kladblok met voldoende ruimte om notities te maken (idem)
    * ruimte voor allerlei paper-werk
  • er moet goede en veelsoortige feedback zijn
  • Zonder al deze functionaliteit kan de leerling vaak niet prettig werken en dus niet optimaal leren.

    De ene student/leerling wil gestructureerd leren de ander kan best wel eens iets leren als het ongestructureerd wordt aangeboden. Docenten hebben ook dit soort wensen. Daar dient natuurlijk aan voldaan te worden. De docent kent zijn leerlingen en hun bijzonderheden immers het best.

    Oefenen is alles bij leren. Dat wordt vaak miskent. Het werken in de leeromgeving moet dus goed mogelijk zijn; er moet ongehinderd geoefend kunnen worden. Vaak hele kleine handelingen die onervaren ontwerpers soms over het hoofd zien. Er moet met een applicatie, met de courseware, met de betreffende (gesimuleerde) microwereld, plezierig gewerkt kunnen worden. Dan wordt er ook een optimale leeromgeving geschapen. (Over de juiste instructies, de juiste opdrachten, de juiste handleidingen: zie elders op de web-sites van Min.)

    Over een curriculum valt heel veel te zeggen. Als het curriculum over een dag, over een week, ja zelfs over een periode van een jaar niet goed in elkaar zit, komen er problemen. Simulaties kunnen dan wel eens niet goed werken; en vanuit leer-ervaringen opdoen bekeken, zelfs contraproductief zijn. Het ideale curriculum bestaat wel, een sandwich constructie, maar de praktijk is weerbarstig. In de praktijk moet rekening worden gehouden met leerlingen die een goed curricula half doorlopen hebben of half gesnapt hebben waar de stof over gaat. Bij dergelijke gevallen zou je trouwens altijd - achteraf - wensen dat het curriculum anders in elkaar had gezeten, maar er kan nu eenmaal weinig rekening worden gehouden met individuele gevallen. (Simulaties als leermiddel, bieden op dat punt trouwens wel uitkomst.) Het komt voor dat een leerling achter een computersimulatieprogramma zit en de lessen niet heeft gevolgd of de stof niet heeft begrepen of een boek niet heeft gelezen of de demonstratie door de docent in de eerste les niet heeft gezien of het conceptueel schema van het onderliggend model niet logisch vindt en niet begrijpt waar het programma uberhaupt over gaat. Eigenlijk dien je een leerling dus van tevoren te kunnen toetsen op zijn kennis (pre-toets, en daarna ook met een zogenaamde post-toets). Een curriculum opbouwen zonder feedback momenten is zinloos. Simulaties kunnen dergelijke feedback momenten voor de docent zijn. Immers de resultaten kunnen op een of andere manier geregistreerd worden en informatie voor de docent vormen.

    Het ideale curriculum voor een bepaald simulatieprogramma is bijvoorbeeld dat het simulatieprogramma op het eind van de eerste les met de introductie in de leerstof van een bepaald curriculum van bijvoorbeeld tien weken door de docent gedemonstreerd wordt. De leerlingen kunnen zich dan een beeld vormen van het dynamisch gedrag van een stukje uit de werkelijkheid van de theorieles. Vervolgens kunnen er dan enkele lessen theorie en oefeningen volgen. Dan een hele middag oefeningen doen achter een simulatieprogramma en vervolgens (later?) casussen voorgeschoteld krijgen. Een casus is een 'probleem' welke een leerling (of een groepje leerlingen) op dient te lossen. Ze moeten een diagnose stellen en een therapie geven. Doen ze dat verkeerd dan belanden ze in een moeras van vreemde verschijnselen. Een begeleider dient deze verschijnselen voor te blijven. Een programma en met name de feedback van een programma is daarbij heel essentieel. Een casus zonder goede feedback kan een hele boel verknoeien.

    Goed onderwijs is een afwisseling in gebruik van leervormen en leermethoden en leermiddelen. Leermiddelen als simulaties kunnen op zich zelf door de docent ook weer verschillend worden ingericht. Dat is wel essentieel bij goede leermiddelen. Een goed leermiddel is aanpasbaar aan elke situatie. THESIS applicaties hebben bewezen dat te zijn. Producten die in het veld worden gebruikt, hetzij op het web, hetzij standalone, en zijn gebaseerd op deze THESIS filosofie, hebben de meeste van de hier besproken functionaliteit dan ook (Min, 1990 - 2005).

    Oefenen is de kunst van alles. Maar blind oefenen mag niet zomaar toegestaan worden. Dat dient de ontwerper of de docent te voorkomen. Als een leerling verkeerde kennis aan boord heeft - een verkeerd 'mental model' of verkeerde 'concept map' - is vooraf oefenen (vaak) verkeerd...

    Twee stromingen zijn bij leren met simulaties van belang: vrij ontdekkend leren en probleem-gestuurd leren. Skinner speelt een belangrijke rol en het constructivisme speelt bij dit soort simulatie een belangrijke rol. Bij Skinner benadering kun je problemen krijgen dat men de verkeerde dingen aanleert en dat er met de verkeerde dingen geoefend wordt. Dan ontstaat er een probleem waar je als leerling en als docent niet zomaar vanaf bent. Bij de constructivistische aanpak dien je leerlingen te hebben die actief zijn anders leert men niet. Iemand aktief aan de gang krijgen is nogal eens een probleem. Daar zijn wel allerlei middelen voor. (Zie daarvoor elders.)

    Enschede, 1997 - 2000; updated: 2005.

    Referenties

  • De THESIS filosofie: zie elders op deze sites.
  • JavaTHESIS systeem: zie elders op deze sites.
  • MacTHESIS systeem: zie elders op deze sites.
  • Over instructie bij simulaties: zie elders op deze sites.
  • De parallelle instructie theorie: zie elders op deze sites.
  • Parallellisme: zie elders op deze sites.
  • een 'zo gedifferentieerd mogelijk leermiddelen-aanbod': een term uit het probleem-georienteerd leren zoals dat plaats vind aan de Medische faculteit van de Universiteit Maastricht; zie elders op deze sites.
  • Simulatie en leren: zie de vele publicaties elders op deze sites. Zie ook het e-book van Rik Min over 'hogere orde courseware'.