Technologieprojecten via projectonderwijs
Algemene info
De doelstelling van dit technologieopleidingsonderdeel is de studenten in contact te brengen met het eigenlijke ingenieursberoep, waarbij zowel het toepassen van bestaande technologie, alsook het ontwerpen van nieuwe technologieën centraal staan.
Er wordt hierbij gebruik gemaakt van Projectonderwijs, met ook wat elementen uit het Probleemgestuurd onderwijs. Studenten creëren via groepswerk zelf het gros van het studiemateriaal doorheen de ontwikkeling van het project. ICT wordt gebruikt als hulpmiddel om veilige (computer)simulaties op te zetten ivm de ontwikkelde oplossingen. Basismateriaal wordt aangeboden via het elektronisch leerplatform. Online interacties worden door de studenten zelf georganiseerd.
Het doceren wordt tot een strikt minimum herleid. Dit omdat er zowel reeds opgedane competenties uit verschillende disciplines van de exacte wetenschappen worden toegepast in authentieke projecten, als ‘nieuwe’ competenties worden ontwikkeld.
Het opleidingsonderdeel zet evaluatievormen in die zowel formatief als summatief worden aangewend. Studenten schrijven een schriftelijk verslag over hun project, en moeten dit in groep presenteren. Het groepsproces wordt bewaakt middels gebruik van co-assessment.
-
Studenten kunnen taken verdelen, constructief in groep werken, een groep leiden.
-
Studenten kunnen zichzelf, en groepsleden beoordelen op basis van een aantal procescriteria.
-
Studenten kunnen voor het project de relevante maar ontbrekende kennis bij zichzelf identificeren, en hierop ageren door zelfstandig literatuur op te zoeken, in te studeren, en te communiceren naar anderen (groepsleden). Deze nieuwe kennis kunnen studenten samen met de al verworven kennis integreren en toepassen in de praktijk.
-
Studenten beschikken over een houding van ‘levenslang leren’.
-
Studenten beschikken over probleemoplossingsvaardigheden, en dit op verschillende vlakken: problemen van praktische, economische, computertechnische, … aard kunnen adequaat aangepakt worden.
-
Studenten beschikken over specifieke technieken en vaardigheden, in het bijzonder op het gebied van de analytische technieken, (spectroscopie, gaschromatografie, massaspectroscopie, elektronenmicroscopie) en op het gebied van simulatietechnieken. (proces simulaties en computational fluid dynamics berekeningen)
-
Studenten hebben kennis over veiligheidsaspecten rond het werken met toxische chemicaliën, en kunnen deze ook toepassen.
- Studenten kunnen een project (proces en product) presenteren en verdedigen voor een publiek.
- Introductie
Het project start met een korte plenaire introductie over de manier van werken, wat er van de studenten verwacht wordt, hoe er zal begeleid worden en hoe er zal geëvalueerd worden. Deze intro kan in deze fase minimaal gebeuren. Dit project is namelijk het derde project waar men aan werkt tijdens dit academiejaar. De eerste 2 projecten (= 2 andere opleidingsonderdelen) worden tijdens het begin van het tweede semester behandeld en dan wordt er wel uitgebreide zorg aan de introductie besteed omdat studenten vaak voor de eerste keer met deze manier van werken geconfronteerd worden. Tijdens deze intro stellen de studenten op basis van deze info zelf de groepen samen.
Leeractiviteiten:
- De studenten luisteren
- De studenten stellen de groepen samen
- Projectfase
Na deze introductie voorziet het curriculum een vrijstelling van telkens 1 volledige dag per week (woensdag) om (on campus) aan het project te werken, en dit gedurende 6 weken. Deze werkwijze kennen ze al uit de vorige projecten. Alle projectwerk zou op deze dagen moeten kunnen voltooid worden. De studenten moeten dus op de campus aanwezig zijn maar tegen het einde van het project zijn er vaak taken die ook elders kunnen uitgevoerd worden. Enkel de bespreking aan het begin van elke “projectdag” is voor iedereen verplicht en daarna bepalen de studenten zelf wie wat doet. Seminarielokalen en labo’s staan die dagen ter beschikking van de studenten.
Tijdens deze dagen ligt de nadruk vooral op het zelfstandig werk, hoewel er hier en daar ‘just in time’ en indien nodig korte labosessies en doceermomenten georganiseerd worden om de groep vooruit te helpen. Het moet daarbij wel duidelijk blijven dat de projectbegeleider in de eerste plaats coach is, en geen ‘kennisoverdrager’. De studenten moeten het zelf uitzoeken. Het is een ‘ill structured’ krachtige leeromgeving, waarbij er niet één juist antwoord bestaat, maar meerdere juiste. De projectbegeleiders proberen ook om vragen van de studenten niet met een pasklaar antwoord te beantwoorden maar om door het stellen van gerichte vragen de studenten te laten nadenken en hen in de juiste richting te sturen.
Doorheen de ontwikkeling van het product kan een proces of een onderdeel van een proces met de computer worden gesimuleerd. Op die manier wordt aangetoond dat veel processen kunnen geoptimaliseerd worden zonder laboproeven uit te voeren. Bijv. bij de productie van biodiesel (uit olie + methanol + katalysator) zou je de overmaat aan methanol en glycerol kunnen overdestilleren na de reactie. Men kan die destillatie echter ook simuleren met een computer en eruit leren dat dat geen zin heeft.
Na drie weken wordt er een formele tussenbalans opgemaakt waarbij er peer assessment louter formatief wordt toegepast, met resultaten die enkel dienen om de studenten feedback te geven over hun vooruitgang, hoe ze het doen in de groep etc. Studenten hebben op dat moment nog de kans om zichzelf te verbeteren doorheen het proces. Resultaten van de peer assessment worden daardoor steeds in de groep besproken, en indien nodig bijgesteld.
Leeractiviteiten:
- Studenten werken samen in groep, ontwikkelen ideeën, overleggen, beslissen, luisteren naar elkaar, communiceren op een professionele wijze met elkaar
- Studenten passen eerder verworven theoretische inzichten toe op een concreet project
- Studenten ‘herontdekken’ theoretische inzichten die reeds eerder zouden moeten verworven zijn, en passen ze onmiddellijk toe in het eigen project
- Studenten zoeken in de literatuur nieuwe theoretische kennis en inzichten en passen deze (indien bruikbaar, nuttig, …) onmiddellijk toe in het eigen project
- Studenten testen ontwikkelde processen of deelprocessen uit zowel op de computer (simulaties) als in het labo
- Studenten beoordelen zichzelf en groepsleden op het groepsproces
- Presentatie van het resultaat
Alle projecten monden steeds uit in een bepaald product, bijv. een meer efficiënte biodiesel, waarover ook een verslag dient gemaakt te worden, en te worden voorgesteld voor de hele studentengroep. Hierin tonen de studenten de individuele bijdrage in het project. Een tweede peer assessment wordt in deze fase wél summatief ingezet, om zo groepsscores (die de docent geeft voor de opgeleverde producten) individueel te kunnen variëren.
Leeractiviteiten:
- Studenten maken een verslag van de uitgevoerde activiteiten, en bekomen resultaten
- Studenten stellen het proces en product mondeling voor
- Studenten luisteren naar andere groepen en stellen vragen over de andere projecten
Doorheen de jaren komen onderwerpen van projecten vaak terug, en is het de bedoeling om verder te werken op het werk van voorgangers. Dat geeft soms verrassende resultaten, ook voor de projectbegeleiders. Zo hadden studenten in de literatuur een (theoretisch) procedé gevonden om biodiesel nog fijner te raffineren. Dit was niet gekend bij de procesbegeleiders. Toch is het procedé uitgetest in het labo, en kwamen de resultaten overeen met de (theoretische) verwachtingen.
- Projectonderwijs
De nadruk ligt op het toepassen van eerder verworven kennis uit verschillende vakgebieden waarbij studenten tot een concreet en tastbaar product dienen te komen (bijv. biodiesel). Studenten doen dit in groep en worden ondersteund door een projectbegeleider. De ondersteuning gaat vooral uit van een procesbegeleiding, en quasi geen inhoudelijke begeleiding. Zelfstandig groepswerk staat centraal. Naast het product zelf dienen de studenten ook een verslag en een mondelinge presentatie af te leveren. Hierin moet duidelijk tot uiting komen wat de individuele bijdragen aan het welslagen van het project waren.
- Ondersteuning
Een student wordt ingedeeld in 1 groep, dat 1 project behandelt. Per jaar worden er in totaal 3 projecten (=3 onderwerpen) uitgewerkt, die telkens door 2 groepen behandeld worden. Elk project krijgt een projectbegeleider aangewezen, die de 2 groepen dient te begeleiden. De projectbegeleider bewaakt de voortgang van de projectgroep. Er zijn m.a.w. per jaar 6 groepen die dienen begeleid te worden. Een groep bestaat doorgaans uit 6 à 7 studenten.
Tijdens de korte plenaire introductie krijgen de studenten een uitleg over de onderwerpen van de projecten van dat jaar. Tijdens deze eerste twee uur moeten studenten kiezen rond welk onderwerp ze willen gaan werken (in principe individueel). Vaak zijn er wel al kleine groepjes gemaakt van studenten die willen samenwerken en dus samen ook een keuze maken. De studenten stellen dus in feite zelf de groepen samen.
De Projectbegeleiders kiezen om de 4 jaar nieuwe onderwerpen. Dat vergt heel wat voorbereidend werk omdat de projectbegeleiders zelf moeten nagaan of het onderwerp door de studenten kan uitgevoerd worden binnen de voorziene tijd en met de beschikbare middelen.
Het curriculum voorziet 1 volledige dag per week (woensdag) om (on campus) aan het project te werken, en dit gedurende 6 weken. De projectbegeleiders hebben minstens bij het begin van de dag een overlegmoment met de hele groep om te bespreken wat er zal gedaan worden. Het principe is dat de studenten een voorstel doen en dat de projectbegeleider hen vraagt of ze met alles rekening gehouden hebben, waarom ze juist die metingen doen, of ze alles ter beschikking hebben om dat uit te voeren (experimenteel werk), wat ze daaruit willen leren etc. De begeleidingsvorm is dus eerder 'sturend door vragen te stellen' en de studenten zelf te laten uitzoeken wat en hoe ze het gaan doen dan dat er opgelegd wordt wat er moet gebeuren. Aangezien een deel van het werk in het labo doorgaat moet de begeleiding op die momenten zeer intensief zijn. Er is ook telkens iemand (eventueel technieker) aanwezig in het labo als er gewerkt wordt. Tijdens de werkdag zal de projectbegeleider ook regelmatig de vooruitgang bespreken -soms op vraag van de studenten, soms omdat men wil vermijden dat de studenten teveel tijd verliezen met verkeerde werkmethodes.
De projectbegeleider kan indien en wanneer nodig een 'doceermoment' inlassen. Dit is nooit voor de twee groepen samen (die hij/zij begeleidt) en soms zelfs enkel voor enkele leden van de groep. Het kan ook voorkomen dat een projectbegeleider of technieker bepaalde laboproeven uitvoert voor de studenten -in principe in het bijzijn van de studenten- omdat de apparatuur die gebruikt wordt te ingewikkeld of te duur is. De beslissing om extra info te geven ligt bij de docent die tijdens de besprekingen soms oordeelt dat de studenten iets niet voldoende begrepen hebben (zelfstudie) en dus beslist om de theorie nogmaals uit te leggen.
Ergens in het midden van de looptijd van het project (ongeveer na 3 weken) wordt er een peer assessment georganiseerd die louter formatief wordt ingezet. Studenten geven zichzelf (= self assessment) en de mede-groepsleden een score (gaande van ‘hinder voor de groep op dit criterium tot ‘veel beter dan het gemiddelde van de groep op dit criterium’) op een aantal op voorhand gedefinieerde criteria. Deze criteria gaan vooral over het groepsproces bijv. inzet, voorbereid zijn, rekening houden met anderen, … De peer assessment resulteert in een score per criterium (ook in een totaalscore, maar deze wordt niet gebruikt in het tussentijds gebruik van de peer assessment). De projectbegeleider bespreekt deze scores met de studenten. Het gesprek heeft als hoofdbedoeling om de groep als geheel beter te doen functioneren waarbij ieder groepslid zichzelf op deze criteria kan verbeteren tijdens de tweede helft van het project.
- Materiaal
Nota's betreffende het globale concept worden ter beschikking gesteld.
Literatuur dient opgezocht te worden in de bibliotheek, op elektronische wijze en in vakliteratuur beschikbaar in de verschillende deelnemende vakgroepen. De belangrijkste zaken om experimenten te doen en een labo opstelling te bouwen zijn aanwezig maar soms nemen de studenten zelf het initiatief om iets extra aan te schaffen of te bouwen.
- Projectinhoud
De projecten zijn niet elk jaar dezelfde en ook niet dezelfde voor alle studenten.
De leerinhoud hangt in die zin voor de individuele student nauw samen met het project dat hij/zij uitvoert. Mogelijke onderwerpen van projecten zijn: zuivering van afvalwater, synthese van biodiesel, productie van brandstofcellen, recyclage van (elektronische) apparatuur, …
Er zijn natuurlijk wel aspecten die in elk project en voor elke student moeten aanwezig zijn:
- Karakterisatie: De stoffen waarmee gewerkt wordt moeten gekarakteriseerd worden. Dit kan zowel een fysische (vb sterkte, E-modulus), fysicochemische (vb smeltpunt) als chemische (vb moleculaire structuur) karakterisatie inhouden. Hierdoor worden in het bijzonder een aantal analytische technieken aangeleerd, zoals scanning elektronen microscopie, infrarood spectroscopie, thermische analyse.
- Laboschaal opstelling bouwen: een proces (vb afvalwaterzuivering) moet uitgevoerd worden op laboschaal. Hiertoe moet een opstelling gebouwd en getest worden.
- Economische evaluatie: elk voorgesteld proces moet ook op zijn economische haalbaarheid gecontroleerd worden.
- Computersimulatie: een proces of een onderdeel van een proces wordt met de computer gesimuleerd. Op die manier wordt aangetoond dat veel processen kunnen geoptimaliseerd worden zonder laboproeven uit te voeren. Bijv. bij de productie van biodiesel (uit olie + methanol + katalysator) zou je de overmaat aan methanol en glycerol kunnen overdestilleren na de reactie. Men kan die destillatie echter ook simuleren met een computer en eruit leren dat dat geen zin heeft.
- Wetgeving: De processen die worden uitgevoerd moeten voldoen aan de VLAREM en VLAREA. Dit geldt bijvoorbeeld voor de normen van het lozingswater.
- Veiligheid/gezondheids- en milieuaspecten.
Algemeen genomen worden de studenten door de ‘projectbegeleider’ zowel individueel als in groep geëvalueerd door regelmatige besprekingen en observatie. Zowel formatief als summatief gebruikte evaluatievormen spelen een rol.
Elke projectgroep dient op het einde van het project een schriftelijk verslag van het uitgevoerde in te leveren. Hierbij schrijft elke student van de groep een gedeelte van het verslag. De groep verdedigt het project mondeling. Ook hier neemt elke student van de groep een deel van de presentatie voor zich. Dit om een individuele beoordeling over dit aspect mogelijk te maken.
Quotering: Elke groep krijgt een groepsscore (punt /20) die bestaat uit een score op het praktische werk, de verslagen en tot slot de mondelinge presentatie en discussie (elk van de 3 onderdelen staan op 1/3 van de punten). Deze groepsscore wordt voor elke student individueel maximaal 3 punten gevarieerd, op basis van peer assessment, die de manier van samenwerken in de groep evalueert (= het groepsproces). Naast een quotering die door de projectbegeleiders gegeven wordt, evalueren de studenten binnen elke groep elkaar op basis van een aantal procescriteria (voorbereid zijn op de bijeenkomst, initiatief nemen, betrokkenheid, ...).
Voor peer assessment wordt gebruik gemaakt van het elektronisch leerplatform, dat een module peer assessment heeft, om de administratie voor de projectbegeleiders tot een minimum te beperken. Elke student geeft zichzelf én de mede-groepsleden een score van -1 tot 3 op een aantal voorgedefinieerde criteria. Het systeem genereert een score per criterium (vooral van belang voor de tussentijdse feedback) alsook een resulterende score (van belang voor de individuele quotering).
Aanwezigheid tijdens de ‘projectdagen’ is verplicht. Ongewettigde afwezigheid op 1 sessie leidt tot een 0 quotering voor dit gedeelte. Ongewettigde afwezigheid op meer dan 1 sessie, leidt tot een administratieve ‘weigering voor deelname aan het examen’. Dit wil zeggen een score ‘afwezig voor het vak’. Ongewettigde afwezigheid op de mondelinge presentatie leidt ook tot een score ‘afwezig voor het vak’.
Hoe ziet de tweede zittijd eruit?
Voor de 2de zittijd wordt een nieuwe versie gevraagd van het gedeelte van het verslag waarvoor de student verantwoordelijk is. De mondelinge presentatie wordt ook opnieuw gedaan.
De quotering kan niet gedeeltelijk worden overgedragen naar een volgend jaar.