Instructie en begeleiding

Studenten leren bij ons programmeren door concrete programmeerproblemen (opdrachten) op te lossen, waarbij de problemen steeds complexer worden en nieuwe kennis moet worden gekoppeld aan eerder geleerde zaken. Deze manier van onderwijs is geïnspireerd door het 4C-id-model zoals dat wordt beschreven in 'Innovatief onderwijs in de praktijk' (van Merriënboer, 2011).

Aangezien ik en mijn collega's al vanaf de start van de (nieuwe) opleiding in 2014 met het vraagstuk van instructie en begeleiding bezig zijn, is het denk ik goed om even stil te staan bij de stappen die we in de loop der tijd hebben gezet.

Werkconferentie met studenten

Tijdens schooljaar 2014/'15 hebben we een werkconferentie met de eerstejaars studenten georganiseerd. Centrale vraag was hoe wij volgens hen ons onderwijs zouden kunnen verbeteren. Studenten werden in groepjes verdeeld en kregen opdracht om een kahoot te maken met een aantal stellingen over vooraf vastgestelde onderwerpen.

JIT informatie

Eén van de belangrijkste uitkomsten was dat studenten aangaven behoefte te hebben aan uitleg en instructie op het moment dat ze tegen problemen aanlopen.

Just-in-time informatie (JIT) is de kennis die men nodig heeft om routine-matige aspecten van de complexe vaardigheid te kunnen uitvoeren. Deze informatie wordt dan ook bij voorkeur op deductief-presenterende wijze aangeboden precies op het moment dat de leerling de bijbehorende leertaak uitvoert, vandaar de term just-in-time informatie.

Aangezien we van onze studenten verwachten dat ze hun eigen werk plannen en organiseren en ze daarbij redelijk veel vrijheid geven, is het probleem dat het juiste moment voor iedere student verschillend kan zijn.

Uitleggen

Tijdens mijn eerste ervaringen met lesgeven liep ik er al snel tegenaan dat instructie en uitleg slechts bij weinig studenten goed aankwam. De ene helft "begreep er niks van", de andere helft had het allang begrepen. De focus komt daardoor meer en meer op individuele begeleiding te liggen. Studenten krijgen opdrachten die ze uit moeten werken en de docent helpt studenten die er niet uitkomen en stimuleert ze om de opdrachten te maken.

Voordoen

Learning is promoted when the instruction demonstrates what is to be learned rather than merely telling information about what is to be learned.

Bovenstaande observaties hebben er toe geleid dat ik meer ging voordoen hoe je een programmeertaak oplost. Tijdens klassikale instructies neem ik een programmeertaak waar de gemiddelde student op dat moment aan toe is. Ik probeer de klas mee te nemen in het probleem door bij ieder stapje aan de klas te vragen wat er moet gebeuren. Dit geeft studenten die de opgave al zelfstandig hebben gemaakt de gelegenheid om hun gekozen oplossing voor het voetlicht te brengen hetgeen aardige discussies op kan leveren en demonstreert dat er verschillende oplossingen mogelijk zijn. Studenten die nog niet zover zijn krijgen inzicht in de strategie waarmee een programmeur problemen oplost en leren dat er verschillende wegen naar Rome leiden.

Ik ben begonnen met schermopnames van de lessen te maken zodat studenten die het niet goed bij kunnen benen het later in hun eigen tempo kunnen terugkijken. Dit geeft zwakkere studenten wat meer houvast.

Instructievideo's

Klassikaal voordoen werkt redelijk goed, zolang het om kleine behapbare problemen gaat. Bij complexere opdrachten werkt dit echter niet omdat het te lang duurt en het teveel van de docent vergt. De ervaring leert dat maar weinig studenten het kunnen opbrengen om langer dan ca 20 minuten bij de les te blijven. De meesten haken dan af. Toch moeten ze de benodigde technieken leren. In 2016 ben ik begonnen instructievideo's te maken waarbij ik voordoe hoe je steeds complexere apps programmeert. Studenten kunnen de video's op hun eigen tempo bekijken en mee coderen. Zwakkere studenten kunnen meeschrijven (nadoen), betere studenten bekijken de video om de benodigde nieuwe technieken die aan de orde komen te leren en proberen het vervolgens zelf. Het maken van video's is erg tijdrovend, daar staat tegenover dat ze in de toekomst (wellicht) herbruikbaar zijn. Een mogelijk alternatief is om gebruik te maken van bestaande online cursussen (MOOCS) die in de meeste gevallen ook deze wijze van instructie hanteren. Dit is op het moment van schrijven nog onderwerp van gesprek binnen de opleiding.

Flipping the classroom

In 2016 ben ik begonnen met de ontwikkeling van een cursus Android programmeren waarbij ik wekelijks een instructievideo maak waarin een concrete app wordt gemaakt.

Studenten moeten de app maken en de code inleveren, waarbij ze soms zelf iets moeten toevoegen. Hiermee leren ze enerzijds concrete Android technieken, anderzijds meer algemene niet-Android-specifieke programmeervaardigheden. In ieder filmpje komen nieuwe onderdelen/technieken aan de orde die in volgende opgaven opnieuw aan de orde komen. Op die manier wordt nieuwe kennis aan eerder opgedane kennis gekoppeld en heb je de nieuwe kennis nodig voor toekomstige opgaven. De opdrachten worden steeds een stukje complexer.

Betere studenten kijken eerst het filmpje in zijn geheel en proberen het dan zelf te doen. Als ze er niet uitkomen, kunnen ze fragmenten terugkijken. Zwakkere studenten schrijven de code regel voor regel over en proberen achteraf te begrijpen wat ze hebben gedaan. In eerste instantie waren studenten sceptisch, met name de lengte van de filmpjes stuitte op nogal wat weerstand. Inmiddels zijn ze er - na enige druk - aan gewend en zien in dat ze in betrekkelijk korte tijd heel veel leren over het onderwerp. het is duidelijk dat de meesten er lol in beginnen te krijgen en ik zie dat een aantal studenten hele creatieve varianten verzinnen.

Ik kijk eerst hoe jij het doet. Dan ga ik het zelf proberen. Zo nu en dan kijk ik nog even terug naar een fragment als ik ergens niet uit kom. Ik vind dit heel goed en kijk uit naar een nieuw filmpje.

De reactie van studenten op deze wijze van instructie is positief. Ze vinden de filmpjes wel lang duren maar beseffen zich dat ze de gedemonstreerde kennis nodig hebben.

Ik vind het wel fijn om te zien hoe je zoiets aanpakt, maar vraag me wel af of ik het straks ook zelfstandig zal kunnen

Bovenstaande reactie is terecht. Studenten worden met deze wijze van voordoen wel erg aan het handje genomen en worden niet gedwongen om zelf oplossingen te vinden. Om die reden gaan ze nadat ze zich de basisvaardigheden hebben aangeleerd in een volgende periode een concreet project in teamverband doen waarin het geleerde in de praktijk moet worden gebracht.

Eerste opnames lessituaties

Reflectie

Voor de reflectie gebruik ik de Reflectiecyclus van Korthagen (1993).

Handelen

Ik wilde met deze les een aantal dingen dingen bereiken:

• Een gesprek over hoe je een website met vele pagina's opzet en daarbij aanhaken op hun ervaringen met het maken van een online portfolio.
• Een opgave die veel studenten nog moeilijk vinden voordoen om ze te laten zien hoe een programmeur zo'n probleem stapje voor stapje aanpakt en daarbij allerlei problemen tegenkomt en oplost. Dit werkt in mijn ogen veel beter dan code uitleggen. Het gaat meer om het totstandkomingsproces dan om het eindresultaat.

Terugblikken

Het filmpje terugkijkend zie ik de volgende zaken. Ik heb daarbij de feedback van mijn coach verwerkt.

Bij de start benoemen wat er tijdens de les op het programma staat en hoe lang dit gaat duren. Leerdoelen die op de website staan benoemen/benadrukken.

Het eerste gedeelte van de les verloopt goed. Er is levendige interactie met studenten en de sfeer is goed. Het onderwerp haakt aan op een opdracht die ze net hebben afgerond.

Je contact met de deelnemers verloopt soepel. Ze voelen zich vrij om opmerkingen te plaatsen en vragen te stellen. Je gaat hier ook goed op in.

Je activeert de studenten door het stellen van vragen, na te denken. Je zou ze nog iets meer kunnen uitdagen elkaar te helpen, zaken uit te leggen om de betrokkenheid te vergroten.

Ik kreeg de indruk dat de inhoud voor de meeste aanwezigen (behalve ondergetekende) te volgen was. Niet iedereen had een actieve houding: heb je dit gesignaleerd? Wat kan je doen om iedereen erbij te betrekken?

Top: Je relaxte houding, je openheid in de uitleg over mijn aanwezigheid, plezier in het uitleggen.

Tip: Structureren van de les, programma les en doelen benoemen.

Het tweede gedeelte verloopt een stuk rommeliger omdat ik tijdens het programmeren een foutje maak en niet snel zie wat er mis gaat. Sommige studenten roepen het goede antwoord door het lokaal, maar ik hoor ze niet en ben geheel gefocussed op mijn code. Ik voel een lichte paniek. Dit laat heel goed het dilemma zien waar ik veelal tegenaan loop. Het werkt goed om studenten voor te doen hoe je programmeert, maar deze werkwijze kan heel veel tijd kosten en is erg instensief. Sommige studenten haken af. Programmeren vereist de nodige concentratie en dat staat nu eenmaal op gespannen voet met het managen van een klas vol adolescenten. Mijn conclusie is dat voordoen alleen goed werkt als het om een behapbaar probleem gaat en eea binnen ca 20 minuten kan worden voltooid.

Handelen

Ik wilde met deze les een aantal dingen dingen bereiken:

• Studietempo aan de orde stellen
• Een opgave die veel studenten nog moeilijk vinden voordoen om ze te laten zien hoe een programmeur zo'n probleem stapje voor stapje aanpakt en daarbij allerlei problemen tegenkomt en oplost. Dit werkt in mijn ogen veel beter dan code uitleggen. Het gaat meer om het totstandkomingsproces dan om het eindresultaat.

Terugblikken

De opening verloopt goed, ik introduceer een aantal gasten en bespreek tempo en voortgang. Studenten geven aan dat ze veel werk op hun bord krijgen en ik wijs ze op hun verantwoordelijkheid om hun werkzaamheden te plannen. Al met al een prettig onderwijs-leergesprek.

Ik verzuim om doelen van de les aan te geven.

Ik kom terug op de inhoud van de vorige les en geef een alternatieve uitwerkingen aan naar aanleiding van opmerkingen van een aantal studenten uit de vorige les.

Ik kies er deze keer voor om uit te leggen aan de hand van al gemaakte code in plaats van voor te doen. Voor een klein aantal studenten levert dit nieuwe inzichten op, de meesten begrijpen er echter weinig van. Dit geeft een onbevredigend gevoel, maar de ervaring leert dat bij de meeste studenten het kwartje uiteindelijk wel valt als ze niet opgeven en zich er toe zetten de opgaven te maken.

De les is voor zover ik dat kan inschatten, redelijk te volgen voor je doelgroep. Je benoemt de doelen niet expliciet. Je zou dit bijvoorbeeld kunnen doen door de pagina op de website roc-dev te laten zien waar de doelen beschreven staan.

Uitgangspunt is een opdracht. Je vraagt: wie heeft deze opdracht al gemaakt? Je zou de opbouw duidelijker kunnen maken voor de student door aan te geven wat je deze les met de betr. opdracht gaat doen. De les duurde wat langer dan gepland (pauze erbij) en voor sommigen is dat te lang om de aandacht erbij te houden. Zij gaan praten, met hun mobiel bezig etc.

Er hangt een ontspannen sfeer en er worden vragen gesteld bij onduidelijkheden. Je bent benaderbaar en je gaat op een leuke manier in op de vragen die gesteld worden.

Je kiest nu voor een lange instructie. Is het mogelijk afwisseling aan te brengen door korte opdrachten tussendoor?

Er is een verschil in niveau in deze groep. Je kunt hier op inspelen door bijv. op een gegeven moment een groep aan het werk te zetten en een andere groep nadere uitleg te geven.

Top: Je enthousiasme over de stof is merkbaar in je verhaal. Je kwam mooi terug op het feit dat je de vorige les een aantal opmerkingen niet had gehoord omdat je te druk bezig was een fout te herstellen in de website.
Tip: Zie bovenstaande opmerkingen.

Bewust worden van essentiële aspecten

diversiteit

Ik wil aan studenten voordoen en uitleggen hoe je als programmeur een probleem aanpakt. Voor veel studenten is dit nog heel moeilijk. Door studenten veel praktijkopdrachten te geven en "live" voor te doen hoe je problemen aanpakt moeten ze hierin een zekere routine ontwikkelen. Voor veel studenten is het beginnen aan opdrachten zonder dat ze de stof goed begrijpen een brug te ver. Soms zoeken ze hulp bij medestudenten en aanwezige docenten, anderen volstaan met het kopieren van code. Ze moeten gaan ervaren dat leren programmeren vaak een kwestie is van eerst doen, dan begrijpen.

Voordoen werkt beter dan uitleggen en het maken van opnames hiervan geeft zwakkere studenten het houvast dat ze mee kunnen schrijven en gaandeweg gaan begrijpen wat ze aan het doen zijn. Dit is een gekende methode van leren programmeren. Zie artikel "The easy way to learn hard stuff". "Live" voordoen hoe je code schrijft werkt goed voor verschillende studenten. Voor studenten die de stof goed kunnen behappen en zelfstandig de opdrachten hebben gemaakt geeft het de mogelijkheid hun oplossingente vergelijken met de mijne. Dit levert vaak interessante discussies op. Klassikaal voordoen is slechts toepasbaar bij een probleem dat in korte tijd (ca 15 minuten) kan worden uitgewerkt. Anders duurt het simpelweg te lang en kan een groot deel van de studenten de aandacht er niet bijhouden.

Ik heb kortom nog steeds niet een goede vorm voor het geven van directe klassikale instructie gevonden. Studenten die het niet goed begrijpen kunnen zich er moeilijk toe zetten om te proberen de opdrachten te maken. Klassikale uitleg lijkt weinig zinvol. Mijn inspanningen concentreren zich hierdoor vooral op het individueel begeleiden van studenten bij het maken van opdrachten.

Handelingsalternatieven

Geïnspireerd door online programmeercursussen die ik zelf heb gevolgd denk ik dat het beter is om instructie te geven middels video's die studenten in hun eigen tijd en tempo kunnen bekijken. Als docent kun je je tijdens instructies meer richten op proces- en klassenmanagement en de rol van de docent verschuift meer van inhoud naar individuele loopbaan- en studiebegeleiding. Studenten kunnen zich niet langer verschuilen achter het argument dat ze het niet begrijpen. Ze kunnen immers gewoon nadoen wat er wordt voorgedaan.

Inmiddels is het idee geboren om volgend jaar gebruik te gaan maken van bestaande online cursussen die gebruik maken van video tutorials. Dit jaar ga ik daar een start mee maken door voor een nieuwe cursus Android programmeren eerst zelf instructievideo's te gaan maken om hiermee alvast ervaring op te doen. Ik laat me daarbij volop inspireren door bestaand online aanbod en zoek naar daaruit de meest geschikte opgaven. Op het moment van schrijven staan 7 van deze video's online. Ik heb dit nog niet geëvalueerd met de studenten, maar de resultaten zijn zeker bemoedigend te noemen. Na een aarzelende start worden de filmpjes goed bekeken en de meeste studenten leveren inmiddels de opdrachten op tijd in.

Plan van aanpak

In de komende lessen wil ik op de volgende punten letten:

• experimenteren met video instructies in plaats van uitleggen/voordoen bij een cursus Android programmeren. Deze cursus ben ik momenteel aan het ontwikkelen en leent zich dus prima voor een experiment met een andere instructievorm.
• experimenteren met een lesmethode waarbij studenten eerst zelfstandig een opdracht krijgen en deze vervolgens klassikaal voordoen. Hiervoor een geschikte opgave uitzoeken die in maximaal 20 minuten kan worden voorgedaan.
• meer structuur bieden: gebruik maken van de leerdoelen zoals die op de AO website staan vermeld.
• verbeteren tijdsbewaking. Niet langer dan 20 minuten.

Video instructie

Het volgende filmpje toont een les met de groep Android studenten. De les is bijgewoond door twee onderwijsbegeleiders van bureau Fenom (onderwijsdiensten). Helaas zijn de opnames waarop ik te zien ben mislukt, maar het filmpje aangevuld met de lesobservaties geeft volgens mij een aardige indruk.

Feedback lesbezoeksters

Begin 2016 is bureau Fenom ingehuurd om bij ons lesbezoeken af te nemen en middels feedback de kwaliteit van de lessen te verbeteren. Zij hebben een verslag van het bezoek gemaakt. Samengevat:

Kort samengevat zien wij dat Piet:

• in deze les wil bereiken dat de studenten inzicht in en grip op hun leerproces krijgen;
• aanspraak doet op de eigen verantwoordelijkheid van studenten;
• leiding neemt op momenten dat het nodig is;
• vriendelijk is en een band heeft met de studenten.
• de les structureert en zo voorspelbaarheid en houvast creëert;
• perspectief biedt aan de studenten.

Reflectie

Omdat ik niet langer allerlei dingen hoef uit te leggen of voor te doen kan ik me geheel concentreren op het leer- en groepsproces. Voor het eerst in mijn schoolcarrière heb ik het gevoel dat ik een vorm van klassikale instructie heb gevonden die voor mij en de gehele groep goed werkt. Iedereen was actief bij de les betrokken. Ik heb de les met een aantal studenten nabesproken. Deze studenten gaven aan dat ze de bijeenkomst als zeer zinvol hadden ervaren en ze kijken erg uit naar het project dat we in de volgende periode gaan doen.

Studenten gaven aan de (strenge) aanpak wel terecht te vinden. Vanaf deze les zijn bijna alle studenten ook echt hard aan het werk gegaan en de meeste studenten hebben de deadline gehaald. Het is me dus gelukt om (bijna) alle studenten te activeren. Studenten die nog steeds niet actief mee doen heb ik doorverwezen naar hun coach die gesprekken met ze voert. Afhankelijk van de uitkomst van deze gesprekken gaan we kijken wat ze moeten presteren om weer tot de cursus te worden toegelaten.

Voordoen na zelf proberen

Wat betreft voordoen van een opgave heb ik een les gedaan waarbij ik studenten opdracht gaf om te proberen een rekenmachine te programmeren met behulp van een java klasse. Een half uur voor het einde van de les heb ik de studenten in het instructiekokaal geroepen en heb de opgave voorgedaan. Dit nam ongeveer 20 minuten in beslag. Met studenten die het zelf was gelukt ontstond een levendige discussie. Studenten die er niet in waren geslaagd hebben gezien hoe ik het deed en kwamen er achter dat het minder ingewikkeld was dan ze aanvankelijk dachten.

Structuur en tijdsbewaking

De volgende les vindt plaats enkele weken voor het einde van de periode. Studenten moeten als toets een webshop. De les leent zich goed om terug te blikken op de leerdoelen.

Leerdoelen kunnen het best worden geëvalueerd nadat de taken zijn afgerond, zodat ze voor studenten concreet worden

Reflectie

Ik heb 20 minuten voor de les gepland en weet me hier goed aan te houden.

Ik blik terug op de leerdoelen en geef hier en daar voorbeelden van uitwerkingen die eerder behandeld zijn.

Voor betere studenten die de opgaven gemaakt hebben is het een bevestiging en samenvatting van hetgeen ze afgelopen periode geleerd hebben.

Voor studenten die de stof nog niet zo goed beheersen is de les vooral een wake-up call dat ze nog flink aan de slag moeten om de toetsing te halen.

Gerealiseerde verbeteringen

• betere tijdsbewaking. Eerdere lessen liepen nogal eens uit omdat ik teveel wil uitleggen of een opdracht wil voordoen en de uitwerking langer duurt dan ik had gepland. Ik had me deze les voorgenomen om ca 20 minuten voor de les uit tevtrekken. Dit is aardig gelukt. Eén leerling wil vooruitlopen op stof die we in de volgende periode gaan behandelen. Ik ga hier kort op in en verwijs naar de volgende periode.
• terugkoppeling leerdoelen. Het lesmateriaal staat op een website en per onderdeel worden de leerdoelen benoemd. Een opmerking van mijn coach was dat ik daar tijdens de les geen gebruik van maak. Ik heb er daarom voor gekozen om in deze les (aan het einde van de cursus) de leerdoelen aan de hand van concrete voorbeelden (gemaakte opdrachten) langs te lopen. Studenten zijn gedurende een aantal maanden met opdrachten bezig geweest. Het is denk ik goed om achteraf terug te blikken op wat ze concreet hebben geleerd. Ik verwacht dat de stof daardoor beter beklijft.
• betrekken studenten. Door een aantal studenten direct een vraag te stellen zorg ik er voor dat alle studenten beter bij de les betrokken zijn.
• ik heb nogal de neiging om erg inhoudelijk les te geven, hetzij door complexe materie goed uit te willen leggen, hetzij door concrete opdrachten voor te doen voor de klas. Nadeel is dat dit vrij tijdrovend is en veel studenten afhaken. In deze les besteed ik minder tijd aan de inhoud en neem meer tijd voor uitleg van procedure en planning en hoe er beoordeeld gaat worden (Ninja levels). De les duurt korter en wordt door meer studenten als zinvol ervaren.

Reactie op de gerealiseerde verbeteringen

De opsomming van de verbeteringen vind ik herkenbaar.

Ad Tijdbewaking: Naast een betere tijdsbewaking zorgde je er ook voor dat er sprake was van een gevarieerder en ook meer gestructureerd lesprogramma. Je gaf informatie over het toetsmoment en liep de verschillende opdrachten bij langs. Studenten hebben, zeker met het toetsmoment voor de deur, behoefte aan duidelijkheid over de beoordeling en de opdrachten die ingeleverd moeten worden. Aan de reactie in de klas was te merken dat het van belang was dat je deze informatie met ze door liep aangezien niet iedereen er van op de hoogte was.

Ad Betrekken studenten: Mooi dat je studenten er meer bij betrekt door het stellen van vragen. Dit zou ik zeker blijven doen om de wat passieve studenten meer te activeren.

Individuele begeleiding en toetsing

Studenten maken opdrachten in hun eigen tempo. Dit betekent dat veel begeleiding individueel plaats vindt. Mijn inschatting is dat ik ca 80% van mijn onderwijstijd besteed aan individuele begeleiding. Dit kan zijn hulp bij problemen, het nabespreken van (toets)opgaven of gewoon een praatje over hoe het er mee gaat.

Reflectie

• Door steeds open vragen te blijven stellen dringt het langzaam maar zeker tot student door hoe objectgeoriënteerd programmeren in elkaar steekt. Pas later viel het kwartje echt en vertelde hij me dat hij er ontzettend veel van had geleerd.

Nabespreking toetsopdracht

Aan het eind van een onderwijsperiode vindt toetsing plaats door middel van een mini Hackathon waarin ze in 5 à 6 uur een praktijkopdracht moeten maken. De beoordeling vindt plaats middels een technisch gesprek waarin student moet kunnen aantonen dat hij/zij de ingeleverde code daadwerkelijk begrijpt. Het voeren van een technisch gesprek is onderdeel van het examen.

Ik leer nog het meest van die toetsen van jou.

Reflectie

Doordat de student zich niet aan de opdracht heeft gehouden en zijn werk in het verkeerde format heeft ingeleverd, duurt het allemaal ontzettend lang. Ik straal hiermee wel uit dat ik alle tijd neem, maar voortaan zal ik aan studenten vragen om eerst hun werk op hun eigen computer klaar te zetten.

Ik vraag hoe hij de opdracht heeft aangepakt, attendeer hem op foutmeldingen, vraag naar specifieke functionaliteiten (Wat gebeurt er precies als ik op die knop klik?), geef tips over codeer stijl en geef complimenten over dingen die hij goed heeft gedaan.

De student gaf naderhand aan veel van dit soort gesprekken te leren.

Nabespreking toetsopdracht 2

Reflectie

Student had een eerdere toets gehaald, maar ik had hem toch geadviseerd om ook de herkansing te maken omdat hij wat meer oefening nodig heeft. Dit was hij wel met me eens en hij heeft dit advies dan ook ter harte gebomen en de toets ijverig gemaakt. Ik complimenteer hem hier uitgebreid over.

De toets waar het hier om gaat had hij niet tot een goed einde gebracht. Als herkansing krijgt hij nog een week de tijd om het wel goed uit te werken. In dit gesprek probeer ik hem wat dat betreft op weg te helpen.

Vaak vinden studenten het moeilijk om een begin te maken. Ik doe hem voor dat je moet beginnen met de opgave heel goed te lezen en van daaruit een klassendiagram te maken.

Hij heeft uiteindelijk de opdracht ingeleverd en een voldoende gekregen