Prosjektbeskrivelse for, og søknad om støtte til utviklingsarbeid ved Fakultet for marin teknikk, NTNU

Vedlagt følger prosjektbeskrivelse for, og søknad om støtte til utviklingsarbeid ved Fakultet for marin teknikk, NTNU. Både Fakultet for marin teknikk og NTNU sentralt yter midler til dette pilotprosjektet. For å kunne gjennomføre arbeidet etter planen, trenger vi imidlertid ekstra støtte. I motsatt fall blir utviklingsdelen av prosjektet, samt dokumentasjon av tiltak, skadelidende. Dette vil være uheldig, ikke minst for andre fag og fakulteter som etter hvert skal legge om sine undervisnings- og læringsformer. Vi håper derfor på velvillig behandling av søknaden.

Sammendrag

Dette pilotprosjektet representerer første steg i fakultetets arbeid for omlegging av undervisnings- og læringsformer, med vekt på bruk av multimedia, IT-basert teknologi og nye evalueringsformer. I det utvalgte faget («Hydrodynamikk og havmiljø GK) består de viktigste virkemidlene i å legge om til en mer fenoménbasert undervisning, med multimedia og IT-baserte hjelpemidler som læringsstøtte. I tillegg blir det arrangert en hjemmeeksamen 3-4 uker før slutteksamen. Alt dette blir gjort for å styrke studentenes læring. En viktig utfording består derfor i å regissere læringsaktiviteter som evner å bidra til en kvalitativt riktigere og mer omfattende forståelse for sentrale fenomén og begreper i faget.

Målsettingen med prosjektet består både i å finne ut hva og hvordan studentene lærer i dette konkrete faget, som er et felles grunnkurs for ca 120 kandidater. Hvordan påvirker multimedia og IT-basert teknologi studentenes motivasjon og læringsutbytte? Og hvordan bidrar eventuelt en hjemmeeksamen til å styrke studentenes læring, og til hvilken pris?

Et sentralt poeng i dette prosjektet er at aktørene skal lære. Dette skjer dels gjennom omfattende og systematisk kommunikasjon mellom faglærere og studenter (fagevaluering, bl.a. via E-post), dels gjennom en hjemmeeksamen litt etter midtveis i semestret.Også faglærerne får gjennom denne bedre innsyn i studentenes behov i læringsprosessen. Slutteksamen ivaretar i sterkere grad behovet for kontroll og rangering av studentene.

Prosjektet er lagt opp etter prinsipper fra aksjonsforskning. Et sentralt poeng er at utviklingsarbeid og forskning går hånd i hånd. Arbeidsmåten er derfor sterkt handlingsrettet. Det meste av datainnsamlingen skjer gjennom intervju og observasjon, loggbøker og spørreundersøkelser. De konklusjonene vi trekker, går inn som beslutningsunderlag for nye tiltak i faget. Ettersom dette er et pilotprosjekt, vil også andre fag og fakulteteter nyte godt av de erfaringene som blir gjort. Dette gjelder også universiteteter og høgskoler utenfor NTNU.

Alt i alt søker vi om kr 580 000 til prosjektet. Nærmere beskrivelse av budsjett og bemanning er gitt side på sju og åtte i den vedlagte prosjektbeskrivelsen.

Pilotprosjekt ved Fakultet for marin teknikk, NTNU:

Nye evalueringsformer og IT-støttet læring i faget «Hydrodynamikk og havmiljø GK»

Innledning

I nær framtid skal sivilingeniørstudiet ved NTNU utvides til fem år, og legges om etter prinsipper fra Virksomhetskomitéens innstilling. Som ledd i dette arbeidet pågår det nå et faglig-pedagogisk utviklingsarbeid ved Fakultet for marin teknikk. Det involverte faget er Hydrodynamikk og havmiljø grunnkurs, med professorene Bjørnar Pettersen og Dag Myrhaug som ansvarlige faglærere. Prosjektet er altså forankret i et aktivt læringsmiljø, med ca 120 studenter involvert. Arbeidet er organisert etter grunnleggende prinsipper fra aksjonsforskning, der et viktig hensyn er å kombinere utviklingsarbeid og forskning. Undertegnede ønsker derfor å kunne fullføre et doktorgradsarbeid, som del av det skisserte utviklingsarbeidet.

Prosjektet har fått tilsagn om noe støtte internt ved NTNU, men mangler fortsatt midler til gjennomføring og drift, samt dokumentasjon av tiltak som blir satt ut i livet. Slik dokumentasjon gir beslutningsgrunnlag for når og hvordan ytterligere utviklingsarbeid kan finne sted. Vi søker derfor om økonomisk støtte som gjør dette mulig. Økonomi- og bemanningssituasjonen er nærmere beskrevet side 7 og 8.

Bakgrunn

Seksjon for universitetspedagogikk ved NTNU startet allerede høsten 1995 et forsknings- og utviklingsarbeid i to fag ved Fakultet for marin teknikk. Et hovedmål var den gangen å undersøke hvordan data fra skriftlige sluttevalueringer (fagevalueringer) kunne brukes til å forbedre undervisning og læring. Etter betydelig forarbeid ble en rekke større og mindre tiltak satt ut i livet høsten 1995, blant annet i faget «Hydrodynamikk og havmiljø GK». En omfattende spørreundersøkelse viste at studentene opplevde at undervisningen gjennom dette ble bedre.

Undersøkelsen viste imidlertid også at studentenes studieatferd var «skippertakspreget», noe som er allment kjent fra en rekke andre fag innen sivilingeniørstudiet ved NTNU. En spørreundersøkelse om studiestrategi (study orientation), som også er brukt i England, ga høyest score på «achieving» og «reproducing orientation», mens «meaning orientation» ga lavest score. Denne tendensen var tydelig i begge fagene, og reiste spørsmål ved kvaliteten i studentenes læring.

Også studentene sjøl var klar over at de leste for ujevnt, og at ikke minst eksamensformen bidro til dette. Med dette som utgangspunkt, ble to hensyn spesielt viktig: Tiltak måtte settes inn som kunne bidra til at studentene ville arbeide jevnere gjennom semestret, og like viktig: Hvordan kunne undervisning og læring legges opp slik at studentene virkelig fikk bedre forståelse for sentrale fenomén og begreper i faget, blant annet som grunnlag for videregående kurs?

Som forberedelse for ytterligere utviklingsarbeid høsten 1997 har en liten gruppe, bestående av faglærere, vit.ass., fem studenter og undertegnede, gjennomført en prosessrettet, kritisk gjennomgang av eksisterende undervisnings- og læringsformer i faget. Spesielt vekt har blitt lagt på tiltak som kan bidra til å styrke studentenes læring. Forholdsvis mye tid og energi har gått med til utvikle et revidert fagdesign, med vekt på studentenes læring. De foreslåtte endringene er altså ikke «kosmetiske», men rører ved grunnleggende spørsmål i undervisnings-og læringsprosessen.

Mål og problemstillinger

De endringene det nå legges opp til, skjer etter prinsipper nedfelt i Virksomhetskomitéens innstilling (1993). Utviklingsarbeidet representerer et pilotprosjekt ved Fakultet for marin teknikk, der vekt også blir lagt på å dokumentere ulike sider ved sjølve endringsprosessen, samt de resultatene den fører fram til. Kan vi gjennom dette vise at studentenes læring blir bedre og mer målrettet, eventuelt til hvilken pris? For å kunne iverksette tiltak for ytterligere forbedringer i faget, er en slik dokumentasjon svært viktig.

Forskning på denne omleggingsprosessen vil også ha stor verdi for andre fag og fakulteter som ønsker å endre undervisnings- og læringsformer i sitt, eller sine fag. Forskningsarbeidet blir gjennomført av førstekonsulent Vidar Gynnild, i nært samarbeid med de involverte faglærerne, og med professor Urban Dahllöf ved Uppsala universitet som veileder (se vedlagt anbefaling). Endelig dokumentasjon vil foreligge i form av en doktorgradsavhandling, som blir skrevet med utgangspunkt i utviklingsarbeidet.

Høsten 1997 blir deler av faget lagt om, mens andre deler av undervisningen fortsetter som før. Årsaken til dette beror dels på begrenset tid og økonomi, men mest på en prinsipiell vurdering knyttet til endring. Omleggingen i faget bygger på en prinsipielt annerledes didaktisk tilnærming til studentenes læring enn den som har vært vanlig tidligere. («Fenomenologisk» kontra pensumrettet læring.) Og sist men ikke minst skjer denne omleggingen gjennom en ny læringsmetodikk, med vekt på bruk av informasjonsteknologi og alternative vurderingsformer («innovative assessment»). Ved at endringene er avgrenset i omfang, gis spesielle muligheter til å studere effektene av disse. Dette gir i sin tur grunnlag for refleksjon og læring, som grunnlag for ytterligere revisjon. Endringsprosessen blir dermed under god styring og kontroll.

Endringene er rettet mot å styrke studentaktive læringsformer for å forbedre studentenes forståelse av sentrale fenomén, begreper og sammenhenger i faget. For å oppnå dette, blir undervisningen lagt om, med spesiell vekt på bruk av multimedia og IT-basert teknologi. I tillegg til dette blir slutteksamen supplert med en «take-away»-eksamen underveis i semestret for å styrke læringa. Denne målsettingen bygger på følgende grunnleggende vurderinger, som er i tråd med Virksomhetskomitéens anbefalinger:

Gjennom dette ønsker vi svar på følgende spørsmål: Hvordan påvirker endringene i faget læringsprosessen, spesielt med hensyn til

a) hva studentene lærer (for eksempel sentrale begreper, og hvordan disse korresponderer med sentrale fysiske fenomén i faget).

b) hvordan studentene studerer («how they approach their studies»). (For eksempel når og hvordan studentene studerer, samt hvilken studiestrategi som blir valgt).

c) hvordan påvirker multimedia og IT-basert teknologi studentenes læringsprosesser.

d) hvordan påvirker en alternativ eksamensform studentenes innsats og læringsutbytte.

e) hvordan er alt i alt sammenhengen mellom punkt a og b.

Eksamensformer (evalueringsformer) og læring

Innen høyere utdanning i Norge er det tradisjon for at evaluering av studentprestasjoner er noe som kommer ved slutten av en læringsprosess, for eksempel som en «eksamen». Hovedvekten ligger her på kontroll av studentenes kunnskaper, mens evalueringsformens funksjon i forhold til studentenes læring er sterkt nedtonet. Dette synet er nå i ferd med å bli nyansert, slik at alternative eller supplerende evalueringsformer blir tatt i bruk for å påvirke og styrke læringen.

Nyere forskning gir godt belegg for å hevde at det er en sammenheng mellom evaluering og læring (se for eksempel Snyder, 1971, Miller & Parlett, 1974). Også slutteksamen påvirker studentenes læring gjennom semestret i et omfang som fikk Benson Snyder til å bruke uttrykket «the hidden curriculum». Dette uttrykket refererer til studentenes vurdering av hva «eksamen» krever eller vektlegger, noe som delvis trer til erstatning for det formelle pensum basert på et gitt antall sider. Dette er vel kjent blant faglærere, som ofte møter spørsmålet: «Er dette stoffet eksamensrelevant»?

Litt etter hvert, ikke minst med et blikk til hva som skjer i Enlgand og USA, er evalueringsformene i norsk høyere utdanning under endring. Stadig flere innser at eksamens- og evalueringsformer er et svært viktig styringsredskap med tanke på det endelige læringsresultatet. Dette kommer av at studentene, som oss andre, er rasjonelle og gjør det som «lønner seg», spesielt i situasjoner med stort arbeidpress.

Mens kunnskapskontroll og innbyrdes rangering av studentene tidligere var svært viktig, er situasjonen i dag en annen. Endelig kvalifisering for et yrke gjennom grunnutdanningen blir relativt sett mindre viktig, fordi samfunnet endrer seg, med store krav til omstilling og ny læring. Derfor blir evnen til å lære seg og lære viktig, det samme gjelder evne til vurdering, analyse og kritikk i faglig sammenheng. Hensikten med omlegging av eksamen er altså å se evalueringsformen(e) i et læringsperspektiv, med et sideblikk til behov i framtidig yrkesliv.

En rekke alternative eller supplerende evalueringsformer er aktuelle i høyere utdanning, for eksempel følgende: Prosjekter, hjemmeeksamen, porteføljer med læringsprofiler, gruppeoppgaver, skrive- eller presentasjonsoppgaver for spesielle målgrupper, rollespill oa. Evalueringsformer kan kombineres ut fra ulike formål, og gis ulik vekting i forhold til en sluttkaraktér. Dette åpner for en mer omfattende og helhetlig kompetanseutvikling. «Students should learn through assessment, not learn to be assessed.» (Mowl, 1994)

Læringsstøtte gjennom multimedia og IT-basert teknologi

I likhet med en rekke andre fag innen sivilingeniørutdanningen behandler Hydrodynamikk og havmiljø GK fysiske fenomén, som dels kan observeres og studeres i naturlig tilstand, for eksempel som bølger på havet. Alle studentene har erfaringer med bølger i vann, samt hverdagsforestillinger og -begreper knyttet til disse. En bærende idé ved revisjon av dette faget er å motivere studentene gjennom større vekt på visualiering av utvalgte bølgefenomén. Dette, sammen med IT-basert simulering av bølger og bølgefenomén, danner utgangspunkt og ramme for studentenes læring. Forelesningene vil, foruten tradisjonell faglig formidling, også få større innslag av kollektiv veiledning i forhold til studentenes eget arbeid med faget.

Den overordnete hensikten med omleggingen er altså å involvere studentene i læringsprosesser, der de sjøl vil være i stand til å beskrive og dokumentere kvalitative endringer i egen forståelse av sentrale fenomén og begreper i faget. For å få til dette, vil studentene ha nytte av tydelige læringsmål, samt varierte læringsformer som bidar til å sikre forståelse, som grunnlag for en «kjernekompetanse»i faget. De nye, IT-baserte hjelpemidlene tas i bruk som læringsstøtte. Vi framhever her spesielt følgende tiltak, som forsøksvis blir satt ut i livet høsten 1997:

På hvert sitt vis tror vi punktene foran bidrar til å styrke studentenes læring. Visualisering betyr konkretisering, noe som i sin tur styrker motivasjonen. Flere viktige læringsprinsipper kommer til sin rett gjennom studentaktivisering, variasjon og samarbeid.

Aksjonsforskning som kompetanseutvikling

Hydrodynamikk og havmiljø GK omhandler tema som bølger, strøm og vind. Dette er fysiske fenomén som alle har erfaringer og «hverdagsforestillinger» om. En viktig utfordring blir derfor å regissere læringsaktiviteter som evner å bidra til en kvalitativt riktigere og mer omfattende forståelse for sentrale fenomén og begreper i faget. Ettersom alle bølger i vann har bevegelse som sentral komponent, blir visualisering av dette svært viktig. Statisk beskrivelse av dynamiske fenomén vil alltid ha mangler ved seg.

De viktigste endringene i faget består i en mer målrettet og dermed tydeligere fokusert undervisning og læring. Dette skjer gjennom en fenoménbasert tilnærming, på bekostning av en tradisjonell gjennomgang av «pensum». Når omfanget av undervisning trappes ned, gis studentene samtidig større ansvar for sin egen læring. Observasjon og beskrivelse av, samt refleksjon over utvalgte bølgefenomén blir dermed en naturlig del av læringsaktivitetene. Visualiering gjennom video gir studentene spesiell mulighet til å konkretisere fysiske fenomén under ulike betingelser. Datasimulering, for eksempel i MAPLE, gir studentene mulighet til eksperimentering og synliggjøring av fenomén som ellers unndrar seg direkte observasjon.

Et svært sentralt poeng i dette prosjektet er at alle aktørene skal lære, samt utvikle og styrke forståelse av egen praksis. Dette skjer dels gjennom omfattende og systematisk kommunikasjon mellom faglærere og studenter (fagevaluering, bl.a. via E-post), dels gjennom en «take-away exam» litt etter midtveis i semestret. Denne vil inneholde faglige utfordringer på høyere nivå i Blooms taksonomi (forståelse, analyse og vurdering), samt egenvurdering (self-assessment) som grunnlag for tiltak med sikte på å gjøre det bedre til slutteksamen.

Også faglærerne får gjennom en slik eksamen bedre innsyn i studentenes spesielle behov i læringsprosessen. En slik heimeeksamen «faseforskyver» studentenes innsats, og legger dermed tilrette for bedre læring. Slutteksamen ivaretar i sterkere grad behovet for kontroll og rangering av studenter. Vi foreslår at vektforholdet mellom de to eksamensformene gis i forholdet 30-70 i forhold til sluttkaraktéren i faget.

Arbeidsmåten i dette utviklings- og forskningsarbeidet er sterkt handlingsrettet, og bryter med etablerte krav i det positivistiske paradigmet. Dette gjelder spesielt kravet til analytisk distanse underveis i forskningsprosessen. Den generelle aksjonsforskningsmodellen kan enkelt beskrives med utgangspunkt i en konstruktiv og en rekonstruktiv fase, slik modellen nedenfor viser:

Carr og Kemmis (1986) skiller mellom tre ulike typer aksjonsforskning: Teknisk aksjonsforskning, praktisk aksjonsforskning og frigjørende aksjonsforskning. Ved teknisk aksjonsforskning er problemstillingen gitt utenfra. I vår situasjon kan dette lett bidra til at involverte faglærere underkaster seg forskerens autoritet, uten analyser av egen praksis og egen forståelse. Økt innsikt gjennom kritisk sjølrefleksjon faller dermed lett utenfor prosessen.

Praktisk aksjonsforskning forutsetter nært samarbeid mellom den/de som kommer utenfra og involverte faglærere. Støtte blir gitt med sikte på å registrere problemer og planlegge endringsstrategier. Forskeren blir på denne måten en prosessveileder der målet ikke er å gi eksakte løsninger, men derimot å bidra til å utvikle deltakernes egen dømmekraft.

Det utviklingsarbeidet jeg legger opp til, bygger på det som her er omtalt som praktisk aksjonsforskning. Jeg tar initiativ og veileder i prosessen, men kommer ikke med ferdigtygde løsninger. Faglærere (og studenter) utvikler sin forståelse av egen praksis som så i sin tur danner grunnlag for aktuelle tiltak. Min rolle blir sokratisk, som bidrag til å utvikle faglærernes egen dømmekraft. Prosessveilederrollen er forankret i veiledningsstrategien i boka «På egne vilkår» (Handal & Lauvås, 1990). Denne strategien legger til rette for den bevisstgjøringen som ifølge Argyris og Schön må til for å få til organisasjonslæring. Veilederrollen kan profileres med utgangspunkt i følgende rolleforståelse:

Prosjektets læringsmodell

I dette prosjektet har jeg, etter inspirasjon fra Argyris og Schön (1978), valgt et aktørperspektv på læring. Et viktig poeng her er at menneskelig atferd formes etter en individuell ‘handlingsteori’. Handlingsteorien fungerer både som praktisk veiledning ved handling og som forklaring av handling. De fleste av oss har imidlertid et relativt ubevisst forhold til våre handlingsteorier. Et første steg for å rydde opp i dette kan være å presisere nærmere hva vi legger i begrepet ‘handlingsteori’.

Argyris og Schön skiller mellom to sentrale kategorier, nemlig a) uttalte teorier og b) bruksteorier. Noe forenklet representerer de to kategoriene forholdet mellom uttalte og reelle styringsmekanismer i konkrete handlingssituasjoner. Bruksteoriene utledes av de handlingene den enkelte utfører, og er derfor i mindre grad kjent for aktøren. Ikke sjelden vil det være et betydelig sprang mellom det enhver av oss sier og tror en gjør i konkrete situasjoner, og det vi faktisk gjør.

Ifølge Argyris og Schön er det vanskelig å få til endringer i organisasjoner så lenge aktørene har et ubevisst forhold til sine bruksteorier. Læring innenfor dette perspektivet innebærer både å oppdage avvik mellom intensjon og praksis, samt å endre handlingsteorien. Første skritt er å finne ut hva en faktisk gjør og hvorfor. Neste skritt er å sammenlikne den uttalte teorien med bruksteorien. I det øyeblikk en bevissgjøring skjer, er det skapt et potensiale for endring.

Metode og datainnsamling

Som nevnt over, bygger prosjektet på prinsipper fra aksjonsforskningsteori. Det betyr i dette tilfelle at én og samme person fungerer i rollen som utviklingskonsulent og forsker på samme tid. Når deler av universitetsmiljøet i Trondheim nå står foran svært omfattende endringer innen undervisning og læring, blant annet med støtte i informasjonsteknologi, mener vi det er viktig og riktig og følge opp ett eller fler pilotprosjekt gjennom forskning. Dette er et spesielt viktig poeng i aksjonsforskningens «rekonstruktive» fase (se figuren foran). Evaluering av læringsutbytte og kosteffektivitet vil her stå svært sentralt.

Innen dette prosjektet legger vi spesiell vekt på kvalitative metoder (dagbøker, observasjon, intervju og spørreundersøkelser) i datainnsamlingen. Spesielt er vi opptatt av hvordan visualisering og annen IT-basert teknologi i undervisningen påvirker studentenes motivasjon og arbeidsinnsats. I tillegg ønsker vi å vite mer om hvordan en ny og annerledes eksamensform påvirker studentenes innsatsprofil, og ikke minst det samlete læringsresultatet. I hvilken grad, og eventuelt på hvilken måte blir studentens kompetanse forbedret?