Cursor | Onderzoek

Digitale ‘studiecoach’ groeit je leven lang met je mee
12 mei 2011 - Een digitale leeromgeving die je hele leven met je meegroeit en zich aanpast aan jouw manier van studeren. De vakgroep Databases en Hypermedia (Wiskunde & Informatica) van prof.dr. Paul de Bra heeft onlangs het ontwerp en de implementatie van zo’n adaptieve leeromgeving voltooid, in samenwerking met veertien Europese onderzoekspartners.	Er worden verschillende kleuren gebruikt om concepten aan te bevelen of af te raden. Foto \| Bart van Overbeeke

Je leert je hele leven. Je begint op de basisschool, en via de middelbare school vervolg je je weg naar bijvoorbeeld het hbo. Daarna een universitaire master, met wellicht een semester in het buitenland. Bij de 7,7 werkgevers die je als gemiddeld mens vervolgens in je werkende leven verslijt, doe je ook regelmatig een cursus. En na je pensioen puur uit interesse een cursus Italiaans, of sterrenkunde, of filosofie. Je doorloopt dus al gauw zo’n 13 verschillende instituten.

Met de digitale infrastructuur die de vakgroep van Paul de Bra heeft ontwikkeld, is het in theorie mogelijk om alles wat je in je leven leert automatisch bij te houden en, nog belangrijker, met elkaar in verband te brengen. De Generic Response Adaptive Personalized Learning Environment (GRAPPLE) kan namelijk aan verschillende bestaande Learning Management Systemen (LMS), zoals Blackboard, worden gekoppeld. Dat betekent bijvoorbeeld dat tijdens je universitaire master nog steeds zichtbaar is wat je op het vwo over een bepaald onderwerp hebt geleerd, mits zowel het LMS van de middelbare school als dat van de universiteit geschikt is voor GRAPPLE.

In de digitale leeromgeving worden geen gewone dictaten aangeboden, maar ‘losse’ stukken leerstof. De docent structureert de leerstof door het aanbrengen van pedagogische relaties. GRAPPLE richt zich dus op het creëren van een gepersonaliseerde pedagogische structuur van onderwijsmateriaal.

De relaties tussen de stukken leerstof zijn niet lineair, zoals wanneer je een boek leest van pagina 1 tot het eind, maar geven bijvoorbeeld aan dat kennis over het één nodig is om het ander te snappen, of dat concept A vergelijkbaar is met concept B, of dat Venus, Mars en Jupiter allemaal deel uitmaken van de verzameling ‘planeten’. Een docent kan die koppeling aangeven, en als het systeem ziet dat een student nog niet bekend is met het concept ‘planeet’, zal het die student eerst naar de juiste lesstof leiden.

GRAPPLE is een adaptief systeem: het past zich aan aan de gebruiker. Zo houdt het bijvoorbeeld rekening met de manier van leren van de student. “De ene student wil eerst overzicht bij het bestuderen van nieuwe stof, de ander wil misschien eerst een voorbeeld”, legt De Bra uit. “Als je voor de klas staat, kun je het maar op één manier doen.” Het voordeel van GRAPPLE is dat het systeem observeert wat een student eerst bekijkt, en zich daar na verloop van tijd steeds beter aan aanpast. Zo kan het systeem dus ook bepalen dat het voor een bepaalde gebruiker handig is om eerst te leren wat Jupiter is, en pas dan het brede concept ‘planeet’ uit te leggen. Hoe langer je het gebruikt, hoe beter het systeem je leert kennen.

In theorie is GRAPPLE een leven lang te gebruiken. Zolang de instellingen die iemand doorloopt gebruikmaken van een Learning Management Systeem dat integreerbaar is met GRAPPLE, blijft alle informatie over het leerproces van die persoon bruikbaar. Zo kan iemand die bijvoorbeeld een cursus doet bij zijn werkgever, zowel qua inhoud als qua leerproces voortbouwen op wat hij eerder heeft gedaan. De meeste Learning Management Systemen zijn met relatief simpele aanpassingen te koppelen aan GRAPPLE.

Niet alleen voor de student is het een voordeel dat zijn leervorderingen zijn leven lang worden bijgehouden, ook voor onderwijsinstellingen en werkgevers kan dit inzicht handig zijn. Zo zou een studieloopbaanbegeleider aan de TU/e kunnen zien wat het precieze voortraject is geweest van een hbo-instromer, of kan een sollicitant zijn toekomstige werkgever laten zien wat hij allemaal heeft gedaan tijdens zijn studie.

Een nadeel is wel dat GRAPPLE (nog) niet registreert dat kennis vervaagt. Als op een bepaald moment wordt geregistreerd dat je iets bestudeerd en begrepen hebt, dan gaat het systeem er na vijf jaar nog steeds vanuit dat je de stof kent.

De studenten die meewerkten aan het testen van GRAPPLE waren positief, volgens De Bra. Docenten daarentegen moesten erg wennen aan het concept ‘exploratief leren’. Ze hadden moeite met het ontwikkelen van collegemateriaal dat volgorde-onafhankelijk is, en het aanbrengen van pedagogische relaties in de studiestof. “We hebben flinke discussies gehad met de mensen die het collegemateriaal maakten”, vertelt De Bra. “Ze vroegen dan: hoe maak ik nu een volgorde? Maar die maken we dus niet. Daar is dus nog wat gewenning nodig, we hebben daar te weinig aandacht aan besteed.”

Overigens is GRAPPLE nog niet integreerbaar met Studyweb, de digitale leeromgeving (géén LMS) die aan de TU/e gebruikt wordt. Studyweb is door de TU/e zelf ontwikkeld op het moment dat er nog nauwelijks Learning Management Systemen bestonden. Het is een uniek systeem dat nog heel wat functionaliteit mist die standaard is in een LMS, waaronder bijvoorbeeld online toetsen. “Heel jammer”, vindt De Bra, omdat GRAPPLE volgens hem juist oplossingen zou kunnen bieden voor problemen waarmee het onderwijs aan de TU/e kampt: “Te hoge werkdruk bij de docenten, studievertraging door problemen met doorstroming, aansluitingsproblemen tussen vwo en universiteit en tussen bachelor en master.” (SK)

A digital learning environment that grows as you do and adapts to your study method. With the help of fourteen European research partners, prof.dr. Paul de Bra’s section Databases and Hypermedia (Mathematics and Computer Science) recently completed such an adaptive learning environment.