Een theorie klopt (bijna) nooit in de praktijk
Ingewikkelde theorie en een moeilijke toets hebben bij studenten in Leiden vaak de voorkeur boven een practicum. Toch is universitair docent Paul Logman van mening dat studenten veel leren van practicumonderwijs. Hij daagt zijn studenten uit om hun eigen onderzoek te bedenken. Het Leids Instituut voor Onderzoek in de Natuurkunde is koploper in de ontwikkeling van dit vernieuwende practicumonderwijs.
Hoe ontwikkel je de juiste onderzoeksvaardigheden?
‘Een theorie klopt (bijna) nooit in de praktijk’, Logman legt uit dat er altijd ruis is op je data. ‘Bijvoorbeeld door wrijvingskracht of via het electriciteitsnetwerk. En dat gebeurt voor je ogen in een experiment.’ Alleen deze les is al een meerwaarde van practicumonderwijs.
De practica van Logman en zijn team zijn zo ontworpen dat studenten creatief moeten zijn. Dat betekent niet alleen zelf bedenken welk experiment ze gaan doen, maar ook je eigen proefopstelling ontwerpen en uitzoeken wat hier al over bekend is in de literatuur.
Studenten kunnen zoveel meer en leukere experimenten bedenken, hun creativiteit is uitzonderlijk.
Never give up
Studenten krijgen tijdens hun experimenten te maken met tegenslag. ‘We leren onze studenten om juist deze momenten te omarmen. Als je niet meer weet wat je moet doen en anderen kunnen ook geen snel antwoord geven op je vragen, dan ben je kennelijk iets interessants aan het doen’, zegt Logman enthousiast. Het komt dan aan op doorzettingsvermogen en dat is ook precies wat je later nodig hebt bij een PhD-traject.
De ervaring van Logman is dat de meeste studenten na enkele practica de meerwaarde zien van de combinatie theorie en experiment. 'Op dat moment heb je je eerste doel bereikt.'
'Ons labonderwijs is lang niet slecht, maar kan het nog beter?'
Dit is een typische vraag die Logman zichzelf stelt. Wat blijkt uit internationaal onderzoek uitgevoerd in 41 landen (zie kader)? Het practicumonderwijs in Leiden scoort heel goed. Studenten krijgen er het meest vernieuwende labonderwijs.
Dat is mede te danken aan Logman, die van het zoeken naar verbetermogelijkheden een sport maakt. Al meer dan twintig jaar combineert hij onderwijs geven met het doen van onderzoek naar zijn eigen onderwijs.
Internationale vergelijking van het labonderzoek voor natuurkundestudenten
Het eerstejaars practicumonderwijs natuurkunde is onderzocht in 41 landen, waaronder Duitsland, Nederland, China, India en de Verenigde Staten. De belangrijkste conclusies gepubliceerd in Physics Review PER:
- Er is veel verschil in hoe universiteiten het labonderwijs organiseren
- Over het algemeen is het labonderwijs nog erg ouderwets
- Nederland en de Universiteit Leiden in het bijzonder is koploper van het geven van zo veel mogelijk open labonderwijs
- Alle universiteiten kunnen vanaf nu hun eigen onderwijs vergelijken met hoe anderen het doen (en hiervan leren)
Open versus gesloten labonderwijs
Traditioneel, gesloten practicumonderwijs is voor veel landen nog altijd de standaard. Studenten volgen een handleiding – een soort kookboek – en krijgen daarbij alles op een presenteerblaadje aangereikt: de onderzoeksvraag, de theorie die ze moeten gebruiken en een stappenplan van hoe ze dit aan moeten pakken.
Maar leren studenten hier genoeg van?
‘Nee, absoluut niet’, volgens Logman. Daarom heeft hij het lesaanbod uitgebreid. In het curriculum van zijn studenten staan nu zoveel mogelijk open practicumlessen. Het resultaat is volgens Logman dat studenten de meest verrassende onderzoeksvragen en proefopstellingen bedenken. ‘Studenten zien aan ons (docenten) dat wij de uitkomst van hun experiment ook echt graag willen weten.’
Vanwege de gekozen cookie-instellingen kunnen we deze video hier niet tonen.
Bekijk de video op de oorspronkelijke website ofBijvoorbeeld bedachten studenten dit experiment: Faraday Worms.
Ze plaatsten twee vloeistoffen die niet vermengen in een bakje. Daarna onderzochten ze met geluid op welke manier resonantie optreedt in deze vloeistoffen. Wat blijkt? De vloeistof past zijn eigen vorm aan om met de verschillende tonen te resoneren.
Open labonderwijs, dat is toch veel te duur?
‘Niet dus!’, legt Logman uit. ‘Je hoeft namelijk niet veertig specifieke sensoren aan te schaffen, maar hebt aan enkele genoeg. Iedereen voert namelijk een ander experiment uit en heeft dus andere apparatuur nodig. De meeste spullen hebben we voldoende op voorraad.
Is het open labonderwijs wel geschikt voor iedereen?
Angst voor open labonderwijs komt ook voort uit angst dat studenten mogelijk niet het gewenste eindniveau halen. ‘En ja, er zijn verschillen’, geeft Logman toe. ‘Bij de goede studenten overtreft de uitkomst van het labonderwijs juist onze verwachtingen. Ze leren ook precies de vaardigheden die ze nodig hebben als ze een PhD-traject willen gaan doen, dus hiermee zijn ze beter voorbereid op hun toekomst’.
Er zijn ook studenten die in hun eerste studiejaar nog geen zinvolle experimenten bedenken, deze studenten zijn dan gewoon nog niet zo ver in hun denkniveau. ‘Dat is niet erg’, legt Logman uit. ‘In het begin kijken we nog niet echt naar het niveau van wat ze doen, maar meer naar de stappen die ze nemen, bijvoorbeeld of ze een goede foutanalyse doen. Het niveau kun je altijd nog verhogen, als je werkwijze maar goed is’.
De vijf tips van Paul Logman voor goed practicumonderwijs
- Durf je onderwijs open te gooien. De beloning aan creativiteit is groot!
- Formuleer je leerdoelen. Gebruik de uitkomsten van het internationale onderzoek om te bepalen waar je in de toekomst heen wilt.
- Laat ouderejaarsstudenten jongerejaars helpen. Praat als docent ook met je student-assistenten, luister naar deze groep met goede ideeën.
- Onderzoek de effectiviteit van je eigen onderwijs waar het kan. Met hulp van een promovendus hoeft dit je niet veel tijd te kosten.
- Bouw je netwerk op. Practicumdocent werk je vaak alleen, dus zoek samenwerking met docenten van andere universiteiten en doe hier je voordeel mee.
Dromen voor de toekomst
En natuurlijk heeft Logman al veel ideeën voor verder onderzoek in de toekomst. ‘Je kunt met Rubrics-scoretabellen, die in Leiden al gebruikt worden, bijvoorbeeld de voortgang van je populatie studenten gaan meten over een bepaalde periode. Ik wil graag weten op welke momenten in het collegejaar het niveau van mijn studenten omhoogschiet (of juist niet). Welk practicum deden de studenten op dát moment? Met die informatie kunnen we de resultaten van ons onderwijs ongetwijfeld nog verder verbeteren.’