woensdag 28 maart 2012

Herontwerp productietechniek


Plan van aanpak herontwerp


1.     Welke onderwijseenheid


De module die in aanmerking komt voor het herontwerp is de pas ontwikkelede module “productietechniek 1”. Deze module is opgezet volgens het 4C/ID model van Merriënboer. Dit houd in dat de module uit een combinatie van theorie en practicum bestaat, waarbij de theorie ondersteunend aan het practicum is.

2.     Technische kennis


Binnen de module wordt gebruik gemaakt van powerpoint presentaties en filmpjes om de productietechnieken te verduidelijken. Ook zijn er twee filmpjes over het gebruik van de draaibank en de freesbank. Deze worden als instructiefilmpjes in de les gebruikt.

Volgend jaar wordt er overgegaan naar een nieuw boek overgegaan; “Manufacturing Engineering and Technology” van S. Kalpakjian. Dit boek heeft een eigen website waar ook veel filmpjes en ander digitale informatie te vinden is. De theorie is daarmee goed afgedekt met betrekking tot de leerdoelen.

3.     Didactische kennis


De module is geheel volgens het 4C/ID model opgezet. De lessen worden gegeven in blokken van vijf lesuren waarbij regelmatig gewisseld wordt van theorie naar praktijk. De lessen worden gegeven in het theorielokaal dat grenst aan de werkplaats.

4.     Doel herontwerp


Het herontwerp richt zich niet zozeer op het theoriegedeelte maar meer op  het praktijkgedeelte. Theorie en praktijk lopen door elkaar. Tijdens het blok van vijf lesuren wordt er enkele keren gewisseld. Het tweede deel van het blok bestaat voornamelijk uit praktijk. Hierin moeten de studenten werkstukken maken die bij elkaar een bureaulamp vormen. In dit werkstuk zijn alle productietechnieken verzameld. Logistiek gezien zijn hier een aantal obstakels te nemen. De groepsgrootte is ongeveer twaalf studenten. Zij kunnen niet alleen tegelijk eenzelfde werkstuk maken. Dit is niet mogelijk omdat er niet twaalf draaibanken, twaalf freesbanken enz. enz. staan. Studenten worden verspreid over de werkplaats en worden door twee docenten begeleid. Hierdoor kunnen wachttijden ontstaan voor sommige leerlingen, wanneer de docenten andere studenten aan het helpen zijn. Om dit voor een groot deel te voorkomen zouden didigtale hulpmiddelen een uitkomst kunnen bieden. 

5.     Samenhang technologische en didactische kennis


Buiten de filmpjes die al bestaan voor de verschillende productietechnieken die bij Saxion aanwezig zijn zullen er nog een aantal gemaakt moeten worden. Nadat de productietechniek is behandeld in de theorie zou het erg handig zijn wanneer deze theorie/filmpjes ook geraadpleegd zou kunnen worden bij de desbetreffende machine. Zo kan stap voor stap bekeken worden wat er gedaan moet worden. De uitleg door de docent is al geweest, zowel in theorie als aan de machine. Het nogmaals bekijken van de film is goed om het nog eens rustig door te nemen, maar ook wanneer de student één of twee weken later aan de machine staat is het handig om het nog eens te bekijken. De docent hoeft dan niet iedere keer opnieuw de machine uit te leggen. Studenten kunnen dan snel aan de slag en werken in hun eigen tempo (ook buiten de lessen).
Het is ook mogelijk de machine af te beelden en achter iedere “knop” een uitleg zetten waar deze knop voor dient. Daarnaast zou voor bijvoorbeeld “draadsnijden” op een draaibank een heel stappenplan weergegeven worden.

6.     Digitale tools


De digitale tools die voor een dergelijk herontwerp nodig zijn, zijn voornamelijk goede instructievideo’s en het softwareprogramma “STAP 1” van Kusoma (http://www.kusoma.nl/?page_id=120). In “STAP 1” kan een plattegrond van de werkplaats gemaakt worden met alle machines. Vervolgens kan er per machine een layout gemaakt worden van bijvoorbeeld alle bedieningselementen. Deze kunnen stuk voor stuk worden voorzien van een uitleg. Daarnaast kunnen er opdrachten in gezet worden of procedures zoals bijvoorbeeld het “draadsnijden”. Naast deze functionaliteiten kunnen alle handleidingen die bij de machine horen er digitaal in opgeslagen worden alsmede de onderhoudshistorie. Dit kan weer interessant zijn voor studenten om te kijken hoe duur een machine daadwerkelijk is. 

Deze informatie hoort bij de machine opvraagbaar te zijn. Alle studenten van wertuigbouwkunde hebben een laptop. Het is echter niet aan te raden deze laptops bij verspanende machines te zetten in verband met olie en metaalkrullen. Om één en ander goed in te richten is een zuil met touchscreen of I-pad noodzakelijk. Zo ontstaan er ook geen gevaarlijke situaties met losse laptops en bijbehorende snoeren. Bij het ontwerp dient de veiligheid goed in de gaten te worden gehouden.

7.     Doelstelling


Zoals ook in les 1 omschreven is de doelstelling van dit herontwerp om de studenten interactiever bij te kunnen staan tijdens het practicum waardoor er efficiënter gewerkt kan worden. Zowel voor student als docent is dit een positieve ontwikkeling. Ook de veiligheid zal hierbij gebaat zijn aangezien er studenten zijn die een jaar na productietechniek 1 nog wel eens iets moeten maken. Zij kunnen dan zelfstandig hun kennis wat ophalen en aan het werk gaan.

8.     Onderbouwing


In het onderzoek dat gedaan is tijdens de pilot (september 2012 tot november 2012) werden er regelmatig opmerkingen gemaakt ten aanzien van het wachten op docenten voor uitleg. Ook in de gesprekken met de docenten kwam dit naar voren. Zij gaven aan dat het vaak kleine dingen zijn waar de studenten op “vast lopen” en die tijdens de theorie zijn uitgelegd. Ook buiten de lessen zijn de dovcenten vaak druk met het begeleiden van de studenten. Hiermee zou dat wat minder intensief hoeven te gebeuren.

dinsdag 6 maart 2012

TPACK in het hoger onderwijs

Analyse les T-PACK


De analyse volgens TPACK van een eigen les word uitgelegd aan de hand van enkele vragen. Alle voorbeelden die genoemd zijn van toepassing op de opleiding werktuigbouwkunde van Saxion.
De vragen zijn niet één voor één behandeld, maar vormen een deel van de totale uitleg.

Aan de hand van figuur 1 is goed te zien wat TPACK inhoudt.

                                              










Figuur 1: TPACK model

Het TPACK model bestaat uit drie deelgebieden die elkaar overlappen.

Het eerste gebied is de “Technological Knowledge (TK)”  Hieronder worden alle hulpmiddelen bedoeld waarmee het onderwijs wordt gegeven. Voorbeelden hiervan zijn de schoolborden, overheadprojectoren, digiborden, internet en alle software die in het onderwijs wordt ingezet. Een voorbeeld hiervan bij de opleiding werktuigbouwkunde is het 3D CAD-programma SolidWorks gebruikt om het hele ontwerpproces mee uit te voeren.
Het tweede gebied is de “Content Knowledge (CK)”. Hier wordt de kennis die de docent heeft van het onderwerp bedoeld. In dit geval zijn dit de ontwerpmethodieken zijn die een procedure zijn om het ontwerp te realiseren.
Het derde gebied is de “Pedagogical Knowledge (PK)”. Dit is de manier waarop de lessen is ingericht. Het ontwerpen vindt plaats in projecten. De studenten krijgen een opdracht en de docenten begeleiden dit. Er zijn een aantal terugkoppelmomenten ingebouwd. Op het moment dat de student van een bepaald programma gebruik moet maken, wordt deze uitgelegd, waarna de studenten weer verder kunnen. Tijdens het project sturen de docenten steeds bij door gerichte vragen te stellen.

Naast de drie hoofdgebieden zijn er een drietal deelgebieden en één “kerngebied”.
Bij “Technological Content Knowledge (TCK)” komen TK en CK samen. Hieronder wordt de technologische ontwikkeling van het vak verstaan ten aanzien van de ICT. Hier valt te denken aan de ontwikkelingen met betrekking tot de 3D CAD-omgeving en alle rekentools die daarbij komen.
Bij “Pedagogical Content Knowledge (PCK)” komen PK en CK samen. Dit is toevallig nu erg actueel bij de opleiding werktuigbouwkunde. De manier waarop SolidWorks wordt onderwezen wordt drastisch gewijzigd. De contacturen gaan daarbij van zeven lesuren naar drie lesuren. Toch zal geprobeerd worden hier een beter rendement te halen. De lesvorm gaat van weinig uitleg en veel zelf uitzoeken, naar veel uitleg en veel zelf oefenen. Hierdoor wordt de software beter gebruikt.
Bij “Technological Pedagogical Knowledge (TPK)” gaat over de onderwijskundige veranderingen ten gevolge van de inzet van ICT. Bij het ontwerpen wordt ook gebruik gemaakt van een programma voor kostencalculatie. Hier kunnen bepaalde productieprocessen worden gedefinieerd waarbij alle stappen al in het programma aanwezig zijn. Aan de hand van dit programma word het spuitgietproces minutieus doorgenomen. Iedere stap staat erin inclusief alle stappen.
De kern van alle gebieden is het “Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK)”. Hier komen alle disciplines samen. Zowel ICT als didactiek en vakkennis worden hier samengevoegd. Door een goede inzet van ICT, zoals 3D CAD, en goede inhoudelijke coaching kunnen studenten zich het complexe ontwerpen eigen maken. Studenten vinden het over het algemeen erg stimulerend om met computers te werken. Door een goede begeleiding, zowel op ontwerptechnisch gebied als op 3D CAD, wordt het ontwerponderwijs afwisselender en kunnen er meer onderwerpen worden behandeld.
Op welke manier kan het TPACK model jou als docent ondersteunen?
Binnen de werktuigbouwkunde wordt zeer veel gebruik gemaakt van ondersteunende software. Sinds kort is er ook Blackboard dat iedere docent nog goed moet inrichten. Het TPACK model is een goed model dat, vaak onbewust, wordt toegepast.
Curriculumdoelen & ICT  (Curriculum-gebaseerd ICT-gebruik)
In het curriculum staan doelen met betrekking tot het kunnen modelleren met 3D CAD. Hierbij gaat het om een goede strategie te ontwikkelen voor het maken van een 3D model. Hierbij wordt later nog het rekenen aan modellen aan toegevoegd en het vervaardigen van 2D tekeningen.

Instructiestrategieën & ICT  (Gebruik van ICT bij lesgeven en leren)
Het gebruik van het kostencalculatieprogramma binnen het ontwerpen draagt veel toe aan het begrip van de productieprocessen. Hier wordt tijdens het lesgeven gebruik van gemaakt. Ook leren de studenten zelfstandig verder werken met dit softwarepakket waardoor zij zich andere productietechniekprocessen eigen maken.

ICT selectie(s)  (aansluiting van ICT bij de curriculumdoelen en de instructiestrategieën)
Zowel het gebruik van 3D CAD en het kostencalculatieprogramma zijn niet meer weg te denken uit het ontwerponderwijs. Ze zijn geheel geïntegreerd en het onderwijs heeft een enorme ontwikkeling meegemaakt door het gebruik van deze software. De ICT sluit perfect aan bij de onderwijsbehoefte.


Afstemming (vakinhoud, didactiek en ICT samen)
De afstemming tussen ICT, didactiek en vakinhoud is in het ontwerponderwijs goed. De drie componenten lopen goed in elkaar over. De ICT is de laatste stand der techniek. De vakinhoud en didactische werkvorm is hierop afgestemd.

Inhoud, instructiestrategieën en ICT worden optimaal afgestemd in het lesplan. Dit lesplan beperkt zich niet alleen tot één module, maar breidt zich uit over et hele curriculum.


Reflecterende vragen
De TPACK zelftest was geen verassing. Doordat er binnen de opleiding werktuigbouwkunde veel gebruik gemaakt wordt van ICT, ligt de uitkomst voor de hand. Ook het beroep waarvoor de student wordt opgeleid loopt voorop als het gaat om het gebruik van complexe software.


Literatuur

Koehler, M. J. & Mishra, P. (2005). What happens when teachers design educational
                technology? The development of Technological Pedagogical Content Knowledge. Journal of
                Educational Computing Research, 32(2), 131-152. Geraadpleegd 15 februari 2012
               http://www.punyamishra.com/publications/journal_articles/Koehler_Mishra_JECR05.pdf.

Koehler, M. J., & Mishra, P. (2009). What is technological pedagogical content knowledge?
                 Contemporary Issues in Technology and Teacher Education, 9(1), 60-70.
                 Geraadpleegd 15 februari 2012 via http://www.citejournal.org/articles/v9i1general1.pdf.

Ervaring bloggen
Een blog opzetten is wat complexer dan aanvankelijk gedacht. Het kan voor een deel aan het programma liggen dat hier gekozen is. Wel kan de informatie goed weergegeven worden en geeft het een goed overzicht. Wel is de hoeveelheid ervaring beperkt waardoor de BLOG er nogal statisch uitziet. Dit zal een kwestie van uitproberen zijn. Ik zie wel mogelijkheden binnen enkele akken van het vierde jaar. Hier kan bloggen worden toegepast tussen studenten, docent en bedrijfsbegeleider van het project.

Reflectie bloggen
Er zijn vele digitale middelen beschikbaar voor het onderwijs. Deze zijn veelal niet specifiek voor het onderwijs ontwikkeld maar kunnen deze wel ondersteuen. Zo zijn de mogelijkheden om on-line te discussiëren alom aanwezig (Baars, 2009). Het is alleen zaak de digitale mogelijkheden op mogelijkheden en onmogelijkheden in te schatten. Bloggen is één van die tools die onderbelicht blijven omdat hier de technical knowledge bij de onderwijzer ontbreekt (Koehler, 2012).
Literatuur
Baars, G.J.A., Verkuijl-Wieland, A., Deinum, J.F., Ven, M.J.J.M. van den, D’haese, I.L.G. &
          
Linde, E.M.  van der. (2009). Digitale techniek Praktische stappenplannen voor het
          gebruik van ICT in het hoger onderwijs
.(1e druk) (p.27-40, p.115-132). Den Haag:
          LEMMA