Leren onderzoeken op het HLOAndrea Thiele, DocentBregje Vrolijk, 4de jaar student

Beroepsprofiel Afleiden van onderzoekscompetenties van beroepsprofiel Leren onderzoeken in het curriculum Toetsing van onderzoekscompetenties Opbouwende leerlijn van propedeuse tot master

Leren onderzoeken op het HLO

Werkgevers HLO bachelors• Afgestudeerden werken als biologisch, medisch of chemisch analist op

een laboratorium in ziekenhuizen, universiteiten, biotechnologische of pharmaceutische bedrijven

• 30 – 40% (vooral biochemie afstudeerrichting) gaat verder naar master

Radboud Universiteit

Beroepsprofiel

Beroepstaak:Uitvoeren van natuurwetenschappelijk onderzoek in verschillende contextgebieden

Hoe ontstaat een bepaalde ziekte en hoe kan deze behandeld worden?Complexe vraagstellingen die door duizenden deelvragen beantwoord worden …

1. Zijn bacteriën de oorzaak van de ziekte?

1.1. Zijn bacteriën aanwezig?

1.2. Welke bacteriën zijn aanwezig?

1.3. Is de aanwezigheid van bacteriën de oorzaak voor de symptomen?

Typische vraagstelling:

…

Beroepsprofiel

Onderzoeksgroepen beantwoorden complexe vraagstellingen:

Complexiteit van onderzoek (aantal

deelvragen) waarvoor deze persoon

verantwoordelijk is HLO bachelor (analist)

Master, AiO, OiO

Gepromoveerde medewerkers

Groepsleider,Professor

MLOer voor routine werkzaamheden (indien nodig)

Aantal personen per onderzoeks-

groep

Beroepsprofiel

Typische vraagstellingen voor HLO bachelor:

Vragen voor HLO bachelor

Deze moet juiste analyse op juiste manier uitvoeren en analyseren:

Hij/zij moet weten (o.a.): Donkere streepjes zijn bactieren; En zich afvragen (o.a.)Zijn deze in controles niet aanwezig?

1. Zijn bacteriën de oorzaak van de ziekte?

1.1. Zijn bacteriën aanwezig?

1.2. Welke bacteriën zijn aanwezig?

Waarom kiezen mensen voor deze studie?

• Interesse voor het vakgebied• Nieuwsgierig• Geen bewuste keuze voor onderzoek

- Bepaalde affiniteit met onderzoek? -

Bregje:

Afleiden onderzoekscompetenties van beroepsprofiel

• Landelijke competentie: “Onderzoeken” uitgesplitst naar ‘Ontwerpen’, ‘Experimenteren’ en ‘Resultaten analyseren’

Resultaten Mj Mjanalyseren Mj Mj

Ontwerpen Mj

Experimenteren Mj

Afleiden onderzoekscompetenties van beroepsprofiel

• Uitgangspunt van elk onderzoek: doelstelling/vraagstelling • Elk onderzoek doorloopt de volgende cyclus (onafhankelijk van

complexiteit)vraagstelling

Wat betekenen de resultaten m.b.t. de vraag: kennis van het vak en kritische onderzoekshouding

Vakspecifieke onderzoekstechnieken:Analyseren en simuleren van biologische systemen

Wat is al bekend en met welke methoden kan de vraagstelling beantwoord worden?

Resultaten Mj Mjanalyseren Mj Mj

Ontwerpen Mj

Experimenteren Mj

Afleiden onderzoekscompetenties van beroepsprofiel

• Landelijke competentie: “Onderzoeken” uitgesplitst naar ‘Ontwerpen’, ‘Experimenteren’ en ‘Resultaten analyseren’

• Andere opleidingscompetenties: ‘beheer en administratie’, ‘kwaliteitsbeheer’, ‘rapporteren en presenteren’, ‘planmatig en projectmatig werken’, ‘leiden/begeleiden’, ‘adviseren’, ‘samenwerken’, ‘sturen professionele ontwikkeling’

Resultaten Mj Mjanalyseren Mj Mj

Ontwerpen Mj

Experimenteren Mj

Onderzoek leren door het te doen

In alle onderwijseenheden staan een of (meerdere aan elkaar gerelateerde) onderzoeksvragen centraal

Studenten werken aan deze vraag zowel in de theorie (tutortaken) als praktijk

Voorbeeld:Wat is de genetische oorzaak van de ziekte van dit kindje?

Theorie: kennis over erfelijke ziektes, genetica

Workshops:Methodes erfelijke ziektes te onderzoeken

Bio-informatica:Gebruikmaken van databases

Ondersteuning door:

Onderzoekscompetenties:Ontwerpen

Uitgaand van onderzoeksvraag:• Literatuuronderzoek:

wat is al bekend over dit onderwerp?• Welke bronnen zijn betrouwbaaar?• Lezen en verwerken van wetenschappelijk

literatuur• Opstellen van een hypothese

Research

• Opstellen van een onderzoeksplan om de hypothese te testen: welke technieken kan ik gebruiken, welke controles heb ik nodig ….

Onderzoekscompetenties:Experimenteren

• Uitvoeren van technieken om biologische processen te analyseren (b.v. zit een bepaald molecuul in de cellen of niet?), of te simuleren en te beïnvloeden (b.v. voor het testen van medicijnen)

Uitdaging: • Er kan van alles misgaan door technische problemen (o.a.

nauwkeurigheid) en biologische variabiliteit• Begrijpen van technieken (en waar deze mis kunnen gaan) alleen

door begrip van biologische processen

Onderzoekscompetenties: Resultaten analyseren

“Resultaten volgens de geschikte methode analyseren”

Kritische houding: “Zijn de resultaten betrouwbaar?” (zijn alle controles zo als verwacht?)“Zijn de resultaten statistiek significant”

DNA analyse

Analyse van geproduceerd eiwit

“Wat betekenen de resultaten m.b.t. de onderzoeksvraag?”

“Indien er een onverwachts resultaat uitkomt, waaraan kan dit liggen?”

• Op het HLO krijg je alle technieken* aangeleerd om onderzoek te kunnen doen

• Tijdens stages krijg je echt het gevoel onderzoek te doen, omdat je dingen over kan doen en zelf fouten kan oplossen

* experimentele technieken, statistiek, literatuuronderzoek, verslaglegging, juiste onderzoeksopzet (controles), kritische houding

• Onderzoek doen op zich is niet moeilijk, maar vaak gaat er iets mis bij de experimenten en dan is het uitdagend de oorzaken te vinden en gemotiveerd te blijven

Leren onderzoeken uit zicht van de student

Toetsing van onderzoekscompetenties

Toetsing in binnenschoolse curriculum:• Kennistoetsen• Thematoetsen (toepassen van kennis; toetsen

onderzoekscompetenties)• Beroepsproducten: toetsen van competenties

– Literatuurverslagen, Onderzoeksplan (toetsen o.a. van ‘Ontwerpen’)– Onderzoeksverslag (toetsen o.a. van ‘Resultaten analyseren’)– Praktijk (toetsen o.a. van ‘Experimenteren’)– Presentatie of posterpresentatie

Toetsing van stage en afstuderen:• Werkzaamheden worden beoordeeld m.b.v. criteria afgeleid van

competenties/indicatoren• Verslag en presentatie worden beoordeeld

Toetsing van onderzoekscompetenties

Uit zicht van de student

• binnenschoolse curriculum: wel vragen in thematoets over onderdelen van onderzoek (wat betekenen deze resultaten, welke controles heb je nodig?) en onderzoeksplannen, - verslagen en presentaties

• echt bewijzen van onderzoekscompetenties binnen stage ervaren

Propedeuse - hoofdfase – (master)

Opbouwende leerlijn

sturing

complexiteit

Opbouwende leerlijn: voorbeeldenonderwerp complexiteit sturing

Propedeuse Kunnen we een groen fluorescerend eiwit uit bacterien isoleren?

Maximaal 4 stappen moeten hiervoor in een keer overzien worden.

Alle experimentele stappen voorgegeven, protocollen aangereikt

Eind jaar 2 Hoe kunnen we bacterien tot overproductie van een bepaald stof brengen (dat gebruikt kan worden voor biobrandstof-productie)?

Overzien van 10 – 15 stappen.

Doel en kader voor experimentele strategie voorgegeven; stappen met ondersteuning docent uitwerken aan hand van wetenschappelijke publicaties

Master Ontwikkelen van een nieuw vaccine / medicijn

Overzien van onderzoek van enkele maanden (50 + stappen)

Kaders voor doelstelling gegeven; master vult concrete doelstelling (welk medicijn maken) en strategie zelf in

Opbouwende leerlijn uit zicht van de student:

• Het wordt steeds moeilijker/complexer

• Moeilijkheidsgraad stijgt met theorie die je moet kennen

• Hier ben je als student ook steeds meer aan toe

Voorbeeld Bregje:

Stage: Radboud Ziekenhuis in Nijmegen: onderzoek naar metasterende huidkanker

Afstuderen:MRC Protein Phosphorylation Unit Dundee (Schotland):Onderzoek naar de functie van bepaalde eiwitten (transcriptie factoren) en hun mogelijke rol bij kanker

Stage en afstuderen

Student:• Praktisch goed voorbereid

• Alle ‘onderdelen’ voor onderzoek doen geleerd (kritisch denken, resultaten analyseren, literatuur zoeken)

• Tijdens stage echt ‘samenvoegen’ en toepassen in een langer onderzoeksproject

• Theoretisch: “helicopter view” krijg je pas op stage

• Pas bij deze grotere onderzoeken waar je verschillende onderzoeken naast elkaar doet leer je echt plannen

Ervaringen tijdens stage/afstuderen

“Jullie studenten zijn zo vaardig.”Werkveld:

Lectoraat

Lectoraat Industriële Microbiologie:

• Contract Research & Development voor klanten actief in rode en witte biotechnologie

• Eigen onderzoekslijnen: bijvoorbeeld efficiënte eiwitproductie, productie van biobrandstof

Lector dr Christien Lokman Projectleider Nick van Biezen

Analist Dennis Lamers

Rol lectoraat in het onderwijs

Lectoraat Industriële Microbiologie:

• verzorgt minor fermentatietechnologie

• als expert(docent) en faciliterend betrokken bij twee bachelor OWEs en als docent bij mastercurriculum

• Studenten voeren stage- en afstudeerprojecten uit binnen het lectoraat

• Lectoraat is één manier waarop werkveld betrokken is in het HLO onderwijs

Meerwaarde niet per se in het implementeren van onderzoek, maar in het faciliteren (apparatuur, specifieke kennis, ondersteuning als technieken niet werken) en bewaking van niveau en actualiteit

Conclusie

• Leren onderzoeken is niet moeilijk, zeker niet als je eenvoudig begint

• Onderzoek is zo complex als je wilt

• De basisprincipes (een aantal technieken, de kritische houding) gelden voor kleine en grote onderzoeksprojecten