FAKULTETEN FÖR TEKNIK OCH SAMHÄLLE. Utveckling av kurser inom byggteknik genom användning av interaktiva föreläsningar Ett pilotprojekt

Transkript

1 FAKULTETEN FÖR TEKNIK OCH SAMHÄLLE Utveckling av kurser inom byggteknik genom användning av interaktiva föreläsningar Ett pilotprojekt Anders Peterson Februari 2014

2 Sammanfattning Föreläsningar sker i dag ofta i storgrupp, ibland runt 100 personer, vilket innebär en begränsning i kommunikation och interaktion mellan lärare och studenter. Genom att använda mentometrar kan man åstadkomma en undervisningsmiljö där man varvar traditionell envägskommunikation med moment där studenterna såväl individuellt som i grupp engageras under föreläsningen. Mentometrar har i ett pilotprojekt vid Malmö högskola, Fakulteten för teknik och samhälle, använts vid undervisning i teknikkurser. Den erfarenhet som kan dras av projektet är att lärande sannolikt kan stimuleras genom ett ökat inslag av interaktivitet. Såväl studenter som lärare upplever det som positiva inslag/avbrott i föreläsningsmiljön. Det saknas dock ännu erfarenhet om huruvida studenternas prestationer i praktiken förbättras. Användningen av mentometrar kommer att fortsätta att utvecklas bland annat i ett internt utvecklingsprojekt på högskolan som beviljats medel under Nyckelord: mentometer, clickers, föreläsning, interaktivitet, högskola, ingenjör, utbildning i

3 Förord Byggrådet beviljade 2012 Malmö högskolas byggingenjörsutbildning medel till ett pilotprojekt Utveckling av kurser inom byggteknik genom användning av interaktiva föreläsningar. Stödet har tillsammans med visst bidrag internt på högskolan skapat möjligheter för att under våren 2013 studera metoder och ta fram material för en större interaktivitet på föreläsningar i teknikkurser. Malmö i februari 2014 Anders Peterson ii

4 Innehåll 1 Inledning Kort om utbildningen Byggingenjör 180 hp Bakgrund och syfte med projektet Presentation av utfört arbete Inledning Hård- och mjukvara för insamling av data Exempel på genomförda inslag i utbildningen Resultat och diskussion Referenser iii

5 1 Inledning 1.1 Kort om utbildningen Byggingenjör Ingenjörsutbildningar inom byggteknik på högskolenivå har funnits i Malmö sedan Under åren i regi av Lunds tekniska högskola, därefter i Malmö högskolas regi. Utbildningen har genomgått ett antal skepnader, men till starten hösten 2010 genomfördes den mest omfattande förändringen. En målsättning var att gå ifrån det tidigare rätt fragmentiserade upplägget med många små kurser, till ett innehåll baserat på större helheter, och med en ambition om att studenten bättre ska utveckla sin kunskap och förståelse om hela byggprocessen och dess aktörer. Idé Rivning Program Ombyggnad Förmedling Förvaltning Skiss Konstruktiv utformning Arkitektonisk utformning Brukande Byggande Figur 1-1 Enkel illustration av aktiviter i bygg- och fastighetsbranschen Utbildningen har från och med hösten 2011 fyra inriktningar som speglar fyra tänkta mottagare av en färdig ingenjör: Teknik och arkitektur (arkitektkonsulten), Byggteknik (teknikkonsulten), Projektledning och byggproduktion (entreprenören) samt Fastighetsteknik (fastighetsbolaget). Vid högskolan finns även utbildningar mot fastighetsföretagande och förmedling som tillsammans med utbildningar inom den tidiga stadsplaneringen kompletterar utbudet. Samtliga högskoleingenjörsstudenter får samma examensbenämning nämligen högskoleingenjörsexamen i byggteknik. De senaste åren har antagningen till ingenjörsutbildningen varit cirka 100 nya studenter per år, vilket innebär att en hel del av undervisningen bedrivs i stora grupper i form av föreläsningar. 1.2 Bakgrund och syfte med projektet Föreläsningar med ett stort antal studenter, innebär en begränsning i kommunikation och interaktion mellan lärare och studenter. Detta minskar undervisningsmomentets inlärningspotential och studenternas måluppfyllelse samt studenternas möjlighet att påverka innehållet i föreläsningarna. Föreläsningar begränsas till att bli informationsöverföring utan lärande. Nytt stoff som inte bearbetas glöms ofta snabbt bort. 4

6 Det finns en omfattande internationell erfarenhet av interaktivitet vid föreläsning genom användning av olika former av interaktiva verktyg eller SRS Student Response System, se t.ex. Kjetil Liest Nielsens avhandling från 2012 Student Response Systems in Science and Engineering Education [1] eller webbsidan Classroom Response System ( Clickers ) Bibliography vid universitet i Vanderbilt, USA [2]. En av pionjärerna inom området är fysikprofessorn Eric Mazur vid Harvard, se till exempel en artikel i Harvard Magazine [3] eller hans bok [4]. 1 Mazurs idé är att studenterna engageras i sitt eget lärande och lär av varandra även i ett föreläsningssammanhang. Vid föreläsningar kan envägskommunikation bland annat varvas med konceptuella frågor som är utformade för att fånga upp svårigheterna i materialet. Studenterna kan anonymt besvara frågor från läraren genom att använda en s.k. mentometer och återkopplingen på studenternas förståelse (för såväl den individuelle studenten själv som för hela studentgruppen) av ämnet är därför omedelbar genom att svaren direkt kan redovisas med t.ex. en presentation i ett program på datorn. Utifrån svaren kan läraren låta studenterna diskutera frågan igen i mindre grupper och ge nya svar alternativt kan studenterna begära en ytterligare förklaring. Syftet med det aktuella projektet var testa en användning av mentometrar i föreläsningssammanhang. Då metoden var helt ny för lärarlaget, så var själva metodutvecklingen central. 1 Se även Mazur på youtube: 5

7 2 Presentation av utfört arbete 2.1 Inledning Ingen i lärarlaget hade tidigare använt system eller metoder för att momentant samla studentgruppens respons på frågor, mer än att muntligen ställa frågor på materialet. Viljan att besvara frågor i storklass har dock varit begränsad kanske för att man då tydligt riskerar att visa sin okunnighet inför sina studiekamrater. Det är viktigt att en så stor del av studentgruppen som möjligt besvarar frågorna för att kunna dra relevanta slutsaser om kunskapsnivån. 2.2 Hård- och mjukvara för insamling av data Det finns system för insamling av studentsvar som bygger på användning av datorer eller smarta telefoner, se t.ex. Socrative [5] eller Voto [6]. Dessa bygger dock på samtliga studenter har tillgång till egen hårdvara och är som oftast inte integrerade med vanligt förekommande presentationsverktyg som t.ex. Microsoft PowerPoint. Vi valde att införskaffa mentometrar från Ombea [7] som utvärderats i samband med en stor upphandling vid KTH. Ombeas system som vi använder består av tre komponenter, mentometrar(som varje student har, se Figur 2-1 en insamlingsdosa (som läraren har ansluten till sin dator, se Figur 2-2) samt en programvara som används tillsammans med Powerpoint, se Figur 2-3. Figur 2-1. En RemotePad. Figur 2-2. En responselink. Figur 2-3. Extra menyval i Powerpoint Läraren arbetar på vanligt sätt i Powerpoint. Genom det extra menyvalet kan man skapa frågor med flervalsalternativ. Vid själva presentationen på föreläsningen svarar studenterna genom att ge ett alternativ på mentometern. Läraren kan välja att direkt presentera resultatet, eller att be studenterna fundera ytterligare, gärna tillsammans. Valfriheten i upplägget är stort. 6

8 2.3 Exempel på genomförda inslag i utbildningen Kursen Husbyggnad teknik och funktion omfattar traditionella byggtekniska ämnen som byggnadsfysik, byggnadsmateriallära och strukturmekanik (byggnadsmekanik och hållfasthetslära). Kursen läses under hela andra terminen första året på byggingenjörsutbildningen och examineras genom tre tentor och åtta inlämningsuppgifter samt en laboration. En introduktion av mentometrarna och för att tidigt fånga upp studenteras synpunkter genomfördes en enklare test med koppling till ämnesdelen byggnadsmaterial. I Figur 2-4 visas några av de frågor som förekom. Det var varierande studenter som medverkade. Figur 2-4. Exempel på frågor efter momentet byggnadsmaterial. Föreläsningspasset avslutades med en fråga kring hur studenterna upplevt användningen. Figur 2-5. Studenternas svar. 7

9 Strukturmekanikdelen omfattar både statiskt bestämda och obestämda konstruktioner. Friläggning och jämvikt är centrala delar av innehållet. Studenterna brukar ha svårigheter med att nå lärandemålen. I kursen ges drygt ett tiotal föreläsningar, i merparten av dem fanns det inslag med frågor kring innehållet. Nedan visas några av de frågor som studenterna fick på föreläsningar. Figur 2-6. Exempel på strukturmekanikfrågor. Vi kursens slut genomfördes en kursvärdering och en av frågorna rörde särskilt användningen av mentometrar, se Tabell 2-1. Tabell 2-1. Utdrag ur kursvärderingen. På delen strukturmekanik har mentometrar använts, kryssa för de alternativ som du tycker stämmer in. Du kan här ange flera alternativ Tycker att Andel (%) har varit en trevlig del av föreläsningar 67 har bidragit en del till mitt lärande 33 kan med fördel utvecklas ännu mer 37 känns helt onödigt 12 En del andra lärare har blivit inspirerade till möjligheten att använda mentometrar, ett exempel visas nedan och är från kursen Naturvetenskaplig metodik. 8

10 Figur 2-7. Exempel på svar från studenter i en kurs om naturvetenskaplig metodik. 9

11 3 Resultat och diskussion Mentometrar har införskaffats och testats i föreläsningssituationer i några kurser. Hård- och mjukvara har fungerat väl. Från lärarhåll upplevs det som positivt att med enkla medel göra avbrott i monologerna, det blir en större aktivitet och interaktivitet på föreläsningar och det tycks stimulera en större eftertänksamhet hos studenter. Arbetsinsatsen inför en föreläsning blir större, då relevanta frågor måste konstrueras och som lärare måste man också vara beredd på alternativa vägar på en föreläsning om det visar sig att studenternas svar indikerar brister i kunskap och förståelse för grundläggande begrepp. Då behövs snarare en repetition i stället för genomgång av nya moment. Vi saknar för närvarande underlag för att se om studenternas prestationer blivit bättre. Det finns dock internationella studier som visar detta [8]. Det är sannolikt så att det för vår del behövs en mer omfattande insats än som varit möjlig i detta projekt, särskilt med att ta fram goda exempel på konceptuella frågställningar, för att öka studenternas lärande. Under våren 2014 kommer en del av denna utveckling att göras inom ramen för kursmomentet i strukturmekanik. Det finns ett stort intresse från lärarhåll att fortsätta med utvecklingen och bland annat har en lärargrupp fått högskolemedel för att göra ett pedagogiskt projekt kring mentometrar under Det finns även andra möjligheter att använda mentometrar till exempel kursvärderingar (som har ett problem med mycket låg svarsfrekvens) och olika former av examinationer. 10

12 Referenser [1] K. L. Nielsen, avhandling Student Response Systems in Science and Engineering Education, Norwegian University of Science and Technology Faculty of Natural Science and Technology, Department of Physics, Trondheim, [2] Vanderbilt, Classrom Response System ("Clickers") Bibliography, [Online]. Available: [Använd ]. [3] Harvard Magazine, Twilight of the Lecture, The trend toward active learning may overthrow the style of teaching that has ruled universities for 600 years, [Online]. Available: [Använd ]. [4] E. Mazur, Peer instruction: A user s manual., Upper Saddle River, NJ: Prentice Hal, [5] Socrative, [Online]. Available: [Använd ]. [6] Voto, [Online]. Available: [Använd ]. [7] Mentometrar - OMBEA, [Online]. Available: [Använd ]. [8] J. E. Caldwell, Clickers in the Large Classroom: Current Research and Best-Practice Tips, CBE Life Sciences Education, vol. Vol. 6, p. 9 20,