27 May 2013 1

De “Studio Classroom”-methode als middel voor activerend onderwijsin het 1e jaar van de studie Technische Natuurkunde aan de TU Delft

Stephan Eijt

27 May 2013 2

Waarom Studio Classroom?

Voorkom verveling!

27 May 2013 3

Waarom Studio Classroom?

Maar wat als ik even goed ben alsWalter Lewin?

Zelfs Walter Lewindoet het allemaal zelf!

27 May 2013 4

1994: Prof. Jack M. Wilson introduceert het Studio Classroom format, Rensselaer Polytechnic Institute

> teveel uitval in de BSc-fase> nieuwe strategie:

Faculty working very hard

while the students listen (rest?).

Students working very hard

while the faculty listen (rest?).

27 May 2013 5

1994: Prof. Jack M. Wilson introduceert het Studio Classroom format, Rensselaer Polytechnic Institute

> teveel uitval in de BSc-fase> nieuwe strategie:

- leren moet een actief proces zijn

- toekomstige werkomgeving technologisch intensief→ leeromgeving ook(e.g. ICT)

- studenten moeten merken dat hun aanwezigheid uitmaakt voor de groep

- nadruk op interactief leren

27 May 2013 6

In de Studio Classroom:

- Geen Colleges → mini-colleges

- Groepswerk: Samenwerking studenten, Peer-instructie

- docent als mentor

- Multimedia omgeving

- combineer mini-college / oefeningen / uitleg & herhaling / demonstraties

Succesvol op Rensselaer Polytechnic Institute

uitgebouwd in het North-Carolina State University Scale-Up program

27 May 2013 7

Wilson: http:\\cde.rpi.edu

Oude kennisoverdracht model:

• The mainframe approach

27 May 2013 8

Wilson: http:\\cde.rpi.edu

What happens to me?

• Will the Web or a CD-ROM Replace your Instructor?

27 May 2013 9

Nieuwe kennisoverdracht model:

•Distributed Collaborative model

Wilson: http:\\cde.rpi.edu

27 May 2013 10

2001 MIT: TEAL*/Studio Physics format for Introductory Mechanics (8.01)& Electricity and Magnetism (8.02)

John W. Belcher Studio Physics at MIT – MIT Physics Annual 2001

http://web.mit.edu/jbelcher/www/PhysicsNewsLetter.pdf

*TEAL = Technology Enabled Active Learning

“Even with an outstanding effective and charismatic lecturer like Professor Walter Lewin, lecture attendance at the end of the term in our introductory courses hovers around 50%.”

“This lack of student engagement is arguably the main reason for failure rates (typically 15%) in these introductory courses.”

27 May 2013 11

Collegezaal → Studio Classroom

27 May 2013 12

<2004 TU Delft: slechts 50% van studenten Technische Natuurkunde slaagt in 1 keer voor Elektriciteit en Magnetisme (1e jaarsvak TN)

Prof. Pieter Kruit onderzoekt oorzaak: studenten besteden slechts 40 uur aan het vak!

2004: Pieter Kruit start met Studio Classroom opzet

-Verdubbeling contacturen: 8 uur i.p.v. 4 uur per week (2 sessies van 2 uur, 1 sessie 4 uur)

-Korte uitleg stof (20 min.)

-Werkbladen: studenten onderzoeken/lezen stof en discussieren aan de hand van vragen

-Opgaven maken in groepjes (ook individueel)

-Eenvoudige proefjes (of applets) door studenten zelf uitvoeren, vragen beantwoorden

-Docenten lopen rond om vragen te beantwoorden-Vraag komt vaak voor? Centraal op ingaan-Score werkblad / groepswerk bepaalt het eindcijfer (20 sessies, minimaal 18x inleveren)

27 May 2013 13

<2004 TU Delft: slechts 50% van studenten Technische Natuurkunde slaagt in 1 keer voor Elektriciteit en Magnetisme (1e jaarsvak TN)

Prof. Pieter Kruit onderzoekt oorzaak: studenten besteden slechts 40 uur aan het vak!

2004: Pieter Kruit start met Studio Classroom opzet

Succes!

80% slaagt in 1 keer90% met herkansing

→ 2006: ook ingevoerd bij Elektronische Instrumentatie→ 2007: nieuwe Studio Classroom ruimtes gereed, fijne en effectieve omgeving

→ heden: Studio Classroom format wordt op verschillende manieren gebruikt bij alle 1e jaars Inleidende natuurkundevakken bij TN (TU Delft)~130 actieve studenten

27 May 2013 14

Studio Classroom

27 May 2013 15

Onderwijsteam:

Prof.dr.ir. Lieven Vandersypen en Dr. Stephan Eijt (colleges & Mastering Physics)

Dr.ir. Ron Haaksman (demonstraties)

Ir. Arjan Beukman, Ir. Maaike Bouwes Bavinck, Ir. Vincent Mourik en Ir. Fei Pei(groepswerk met Mastering Physics in Studio Classroom)

Huidige opzet Inleiding Elektriciteit en Magnetisme

27 May 2013 16

Mastering Physics:Natuurkundeopgaven via internet

27 May 2013 17

Mastering Physics:Natuurkundeopgaven via internet

27 May 2013 18

Opgaven selecteren uit database

27 May 2013 19

Set Opgaven aanmaken

27 May 2013 20

Opgaven Mastering Physics

27 May 2013 21

Hints bij Opgaven Mastering Physics

27 May 2013 22

Online inzage in de prestaties van de studenten

Student aStudent bStudent cStudent detc.

Student 1Student 2Student 3Student 4etc.

27 May 2013 23

Online inzage in de prestaties van de studenten

27 May 2013 24

Vergelijk rendementen 2011-2012 en 2012-2013Inleiding Elektriciteit en Magnetisme

Mechanica, Optica en Golven: In beide jaren Studio Classroom format o.l.v. P. Kruit→ studenten zijn al getraind in het studeren, met Studio Classroom format

2011-2012: hoorcollege Elektriciteit en Magnetisme + Mastering Physics thuis

2012-2013:Hoorcollege Elektriciteit en Magnetisme + Studio Classroom

2011-2012 1e kans: 137/208 (66% geslaagd), totaal: 158/225 (70%)2012-2013 1e kans: 134/182 (74% geslaagd), totaal: 150/201 (75%)

→ Studio Classroom leidt ook hier tot verhoging rendement

27 May 2013 25

opzet college:

•Boek R. Wolfson “Essential University Physics” 2nd Edition H.20-H.29

•16 colleges van 2 uur

•9 opgavensessies (groepswerk met Mastering Physics) -> 1.5 punt van eindcijfer

•3 tussentoetsen (met Mastering Physics) -> 3x1.5 = 4.5 punten van eindcijfer

•eindtentamen 9 november 2012, 9:00-12:00 -> 4 punten van eindcijfer(schriftelijk)

Huidige opzet Inleiding Elektriciteit en MagnetismeProf. dr. Lieven Vandersypen en Dr. Stephan Eijt