Basiscursus Geo-Informatie

Transcriptie

1 Basiscursus Geo-Informatie student driven learning 1 Versie: GIPSY rapport versie 2.5 Auteurs: Paul van den Heuvel, Ron van Lammeren, Petra Wentzel, Patris van Boxtel, Peter de Klein, Bram Aarts, Sytze Boschma, Willy ten Haaf, Mathilde Molendijk Project: GIPSY 3 e projectenronde (ICT 2002/3) SURFtender 2001 ICT en Onderwijs 1 NOKIA owns the author rights of the picture on the front cover

2 Basiscursus Geo-informatie GIPSY-rapport

3 Voorwoord In januari 2002 startte het SURF Educatie GIPSY-project via een samenwerkingsverband tussen Katholieke Universiteit Nijmegen (Universitair Centrum voor Milieuwetenschappen en Duurzame Ontwikkeling ), Vrije Universiteit Amsterdam (SpinLab) en Wageningen Universiteit (Centrum voor Geo-Informatie). De projectnaam GIPSY is een knipoog naar het niet tijd- en plaatsgebonden leven en leren van de toekomstige student. Uit onderwijsevaluatie bleek dat studenten een toenemende behoefte hebben om binnen opleidingen eigen leertrajecten (naar inhoud en tijd) te kunnen doorlopen. In het GIPSY project is het uitgangspunt dan ook dat ICT wel degelijk kans biedt voor dergelijke, individuele leertrajecten, waarbij zelfs de plaats- ( pak je school op en leer ) en tijdsafhankelijkheid ( 24-uurs leren ) tussen onderwijsvrager en aanbieder kan verdwijnen. Daar tegenover staat de maatschappelijke vraag naar assemblage van kennis, bij voorkeur op multi- of interdisciplinaire wijze. Juist via bundeling van kennis, vaardigheden en houdingen kunnen nieuwe kennis, vaardigheden en houdingen worden geleerd. ICT biedt ook in dit opzicht mogelijkheden om teamwerk te bevorderen. Het GIPSY-project speelt in op beide vragen en richt zich daarbij met name op het terrein van universitaire opleidingen in het kader van milieubeheer, natuurbeheer en omgevingsbeleid. In ieder van deze opleidingen neemt de vraag naar het gebruik van geografische gegevens (locatie gekoppelde gegevens) toe. Het project richt zich dan ook op het ontwikkelen van mobiele leeromgevingen ter ondersteuning van een tweetal vakken waarin geo-informatiekundige aspecten een rol spelen: een basiscursus geoinformatie en een cursus integratie omgevingswetenschappen. De basiscursus richt zich vooral op het individuele leertraject van studenten in de Bachelor-fase van de opleiding, waarbij de kansen voor plaats- en tijdonafhankelijk leren worden verkend. De integratiecursus is bedoeld om het projectonderwijs in de Masterfase verder te brengen via een koppeling van veldwerk aan desktop-werk. Figuur 1. Projectdoelen

4 Basiscursus Geo-informatie GIPSY-rapport In de ontwikkeling van beide cursussen is daarbij gezocht naar een digitale leeromgeving waarin de student letterlijk meer mobiel is en niet perse studeert via de aan de kabel gebonden digitale werkplek. De term wireless learning (W-learning) staat in dit project dan ook centraal. Figuur 1 laat zien op welke wijze de twee cursussen zijn geoperationaliseerd. Voor zowel het individuele leertraject (de basiscursus) als het project- of groepstraject (de integratiecursus) zijn allereerst didactische en inhoudelijke modellen ontwikkeld (niveau I). Vervolgens zijn die modellen vertaald naar de implementatie als een Internetleeromgeving (niveau II). Tenslotte zijn delen van de cursussen omgezet naar een wireless implementatie (niveau III). Om de confrontatie van zowel studenten als docenten met de nieuwe technologie-laag zo toegankelijk mogelijk te maken is tevens gewerkt aan een helpdesk die als het ware assisteert bij het voorbereiden als uitvoeren van de cursus. In dit deel van de eindrapportage staat de totstandkoming van de basiscursus Geoinformatiekunde centraal. Vanuit een didactisch concept voor de cursus is gewerkt aan een Blueprint die vervolgens in de Blackboardomgeving en deels in een dedicated omgeving is geïmplementeerd en getest. De Wireless toepassingen zijn getest in de buildingblock applicatie BlackboardtoGo en een dedicated omgeving.

5 Inhoudsopgave Voorwoord 3 Hoofdstuk 1: Inleiding 1 Hoofdstuk 2: Didactisch concept Inleiding Het voortraject: quick scan van vraag en aanbod geo-informatieonderwijs Workshop Functioneel ontwerp basiscursus: het Matrix-model Bronnen 11 Hoofdstuk 3: E-learning uitwerking Concept Cursuswarenhuis Implementatie Verzorging en test basiscursus 17 Hoofdstuk 4: W-learning uitwerking Inleiding Onderzoek naar mogelijkheden van wireless learning Implementatie 19 Hoofdstuk 5: Resultaten Onderwijskundig Evaluatie selftest Financieel 26 Hoofdstuk 6: Conclusies Terugblik op doelstelling Aanbevelingen 28 Bijlage 1: Opzet evaluatie Basiscursus GIS 29 Bijlage 2: Example: Intake questionnaire for generating automated study advice 30

6 Basiscursus Geo-informatie GIPSY-rapport Bijlage 3 Resultaat Evaluatie Selftest by Blackboard en XDA 32 Bijlage 4: Functioneel Ontwerp Wireless Education GIPSY project 35

7 Hoofdstuk 1: Inleiding Universitair onderwijs is de laatste jaren, aangestuurd door informatie- en communicatietechnologie (ICT), in een sensationeel veranderingsproces terecht gekomen. Afstandonderwijs, E-learning, computer aided training, web-onderwijs zijn enkele van de begrippen waar docenten en studenten mee worden overstelpt en die, zo blijkt nu de PC en internet beter beschikbaar zijn, op nadrukkelijke wijze het leren en het doceren veranderen. Deze ICT-gebaseerde veranderingen maken onderwijs flexibel en op maat gesneden voor zowel vol- als deeltijdstudenten, bieden kansen voor nieuwe onderwijsaanbieders en nieuwe onderwijsvragers (o.a. ouderen, bijscholers, werkenden). Levenlang leren krijgt een extra dimensie. De ervaringen met ICT-gebaseerd onderwijs bij de Katholieke Universiteit Nijmegen (KUN), Vrije Universiteit Amsterdam (VU) en Wageningen Universiteit (WU) tonen een toenemende behoefte bij studenten om binnen opleidingen eigen leertrajecten te doorlopen, afhankelijk van de persoonlijke kwaliteiten en interessen. Inspelen op deze behoefte zal motivatie en ontwikkeling zeker bevorderen. ICT biedt nadrukkelijk kans op individuele leertrajecten, waarbij zelfs de plaats- ( pak je school op en leer ) en tijdsafhankelijkheid ( 24-uurs leren ) tussen onderwijsvrager en aanbieder kan gaan verdwijnen. Het GIPSY-project speelt in op deze ICT-ervaringen en met name in de universitaire opleidingen die zich richten op milieubeheer, landinrichting, omgevingsbeleid en ruimtelijke wetenschappen. Dit inspelen is gebaseerd op een variatie aan didactische concepten en ICT-inzet. Het innovatieve karakter komt mede voort uit de betekenis van de beoogde resultaten voor de verschillende participerende instellingen en hun specifieke opleidingen. Wel geldt dat in ieder van deze opleidingen de vraag naar het gebruik van geografische gegevens (locatie gekoppelde gegevens) in hoog tempo toeneemt. Deze vraag vereist in eerste instantie een leeromgeving waarin de basisbegrippen en -vaardigheden op het terrein van de geo-informatie kunnen worden geleerd. Daarmee is een eerste inhoudelijke afbakening binnen dit project gemaakt: een Basiscursus geo-informatie (werkpakket A1), beschreven in Hoofdstuk 2 (Didactisch concept) van dit rapport. Het beschikbaar krijgen en stellen van didactisch materiaal binnen een cursusstructuur heeft door de inzet van web-client-server technologie een enorme vlucht genomen. Deze technologie lijkt de drager te vormen van de benodigde cursus-organisatie, - inhoud, -begeleiding, -uitvoering en -evaluatie. In dit project wordt voor de basiscursus geo-informatie een webomgeving ontwikkeld die het beschikbare digitale materiaal van VU, WU en KUN passende bij de leerdoelen van de basiscursus op maat aanbiedt. Het gaat hierbij vooral om vergelijking, beschrijving en ontsluiting van beschikbaar digitaal leermateriaal via een Cursus Warenhuis (werkpakket A2). De uitwerking hiervan in een e-learning omgeving komt in Hoofdstuk 3 van dit rapport aan de orde. 24 uurs onderwijs is via internet technologie al reëel; Pak uw school op en leer komt door diverse ontwikkelingen in de mobiele communicatie (GSM, GPRS, UMTS) ook nabij. Interessant genoeg hebben de verwachtingen over transmissiesnelheid van data via deze technologie geleid tot een discussie over de betekenis hiervan voor het (internationale) onderwijs. Ten behoeve van de basiscursus geo-informatie wordt nagegaan op welke wijze het materiaal via mobiele technologie in kleinere eenheden ( byte chunks ) op maat kan worden aangeboden: Draagbaar onderwijs (werkpakket A3). In Hoofdstuk 4 van dit rapport wordt de uitwerking hiervan in een wireless-learning omgeving besproken. 1

8 Basiscursus Geo-informatie GIPSY-rapport In Hoofdstuk 5 worden de behaalde resultaten op onderwijs, technisch en financieel vlak behandeld. Hoofdstuk 6 tenslotte geeft de belangrijkste conclusies uit het ontwikkeltraject, met de lessons learned en enkele aanbevelingen. 2

9 Hoofdstuk 2: Didactisch concept 2.1 Inleiding Geo-technologie: een koppeling tussen wetenschappelijke disciplines en vakgebieden Geografische informatie technologie (Geo-IT of geografische informatie systemen, GIS) voor het verwerken van ruimtelijke en niet-ruimtelijke gegevens heeft zich de laatste jaren steeds meer ontwikkeld als onmisbaar computer-gereedschap dat breed gebruikt wordt door geografen, planners, beleidsmakers, adviesbureaus, milieu- en natuuronderzoekers en wetenschappers, zowel in de publieke als in de private sector. GIS wordt aangewend voor het analyseren en visualiseren van ruimtelijke data en voor het formuleren van oplossingen voor een grote variëteit van problemen op het gebied van omgevingsmanagement, milieubeheer, sociaal ruimtelijk economisch beleid, en verkeer en vervoer. Naast de presentatie- en analysemogelijkheden ligt de grote kracht van GIS in het integreren van veel verschillende beleidsvelden. GIS maakt het mogelijk gegevens van verschillende gebieden, bronnen en sectoren zoals economie, milieu, demografie, verkeer en vervoer, gezondheid, etc. door middel van de ruimtelijke component samen te brengen. Deze zijn anders zeer ontoegankelijk, moeilijk te combineren en lastig gezamenlijk te analyseren. Het gebruik van GIS zet aan tot samenwerking zowel binnen als tussen organisaties en instanties betrokken bij de verschillende aspecten van omgevingsbeleid zoals huisvesting, gezondheid, economie, transport en milieubeleid. Bovendien stelt GIS beleidsmakers en analisten in staat om meer multidisciplinair samen te werken door het betrekken van verschillende perspectieven in hun analyses. Een toenemend aantal publieke en private, lokale en internationale instanties en agenten biedt op het web reeds een variatie aan van 'on-line' empirisch en analytische ondersteuning voor het maken van kaarten en grafieken. Ook is een aantal van de specifiek voor ruimtelijke planning benodigde GIS-faciliteiten reeds beschikbaar in spreadsheets en prognosesoftware. Dit maakt het mogelijk en gemakkelijker voor wetenschappelijk onderzoekers, planners en beleidsmakers uit gevarieerde disciplines, zelf gebruik te maken van het soort gesofisticeerde analyses die voorheen slechts geleverd kon worden door specialisten of externe adviesbureaus. De vaardigheid om met deze tools om te kunnen gaan is dan ook een bijna vanzelfsprekende veronderstelling bij sollicitatieprocedures in het professionele vakgebied. GIS-onderwijs GIS-onderwijs heeft zich de laatste jaren ontwikkeld van een stel eng specialistisch gedefinieerde cursussen naar een breed, open, toegankelijk veld. De technologie wordt ten dele ook ingebed in de mogelijkheden van andere breed beschikbare software. Met de verbreding van de toepassingsmogelijkheden van geotechnologie in meerdere vakgebieden is ook de behoefte aan ontsluiting ervan via basisscholing binnen de diverse universitaire disciplines sterk toegenomen. Het goed kunnen gebruiken van de technologie en met name de analytische mogelijkheden ervan vereist immers wel enige basiskennis en training. 3

10 Basiscursus Geo-informatie GIPSY-rapport De centrale vraag daarbij is: Hoe is de tamelijk specialistische kennis en competentie van Geo IT en GIS efficiënt te verbreiden onder academische gebruikers in een bredere range van disciplines zonder hen GIS-specialisten te maken? Speciaal met het oog op een bredere disseminatie van de geotechnologie in meerdere vakgebieden is onder de vlag van SURF Gipsy als onderwijsvernieuwend interuniversitair samenwerkingsproject opgezet. De basiscursus Geografische Informatiekunde vormt hiervan een onderdeel. De GIPSY Basiscursus Geo-informatie Daar de drie partners van het GIPSY-project beschikken over digitaal onderwijsmateriaal op het gebied van geo-informatiekunde was het initiële idee: "Plaats het reeds aanwezige aanbod aan cursusmateriaal bij elkaar in een grote database en laat de student naar behoefte, interesse, kennis en vaardigheid zelf zijn of haar cursus samenstellen." Op het eerste gezicht is dit basisidee voor de opzet van een basiscursus GIS van een charmante en verbluffende eenvoud. Al vrij snel werd echter duidelijk dat een dergelijke elegante voorstelling van zaken (een cursuswarenhuis ) op nogal wat inhoudelijke, didactische, praktische, technische en organisatorische problemen en valkuilen kan rekenen. De ontwikkeling van de blueprint voor de basiscursus kent dan ook een procesmatig, cyclisch iteratief verloop. Omdat het van groot belang is dat de opzet nauw aansluit bij de behoefte van de afnemers, vond de ontwikkeling van de blueprint voor de opzet van de inrichting van de basiscursus plaats in aantal rondes, waarbij ideeën en voorstellen steeds getoetst werden aan inzichten van de bij het project betrokken partijen: de projectteamleden, studenten, docenten, onderwijsdeskundigen en anderen. In het gelopen traject kan een 3-tal ronden worden onderscheiden die telkens leidden tot een aantal beslismomenten en/of aanscherping van het ontwerpdocument. Deze ronden zijn: 1. Het voortraject (een quick scan van vraag en aanbod), leidend tot een eerste denkmodel en basisontwerp. 2. Workshop met studenten, docenten en andere betrokkenen: wensen, eisen, kansen en bedreigingen. 3. Functioneel ontwerp: een integratiekader leidend tot de blueprint met Matrixmodel en inhoudelijke invulling ervan met leerdoelen, topics en concepten. 2.2 Het voortraject: quick scan van vraag en aanbod geoinformatieonderwijs Conform het Gipsy controlling document is begonnen met een verkenning (quick scan) van het actuele GIS-onderwijsveld. Dit dient enerzijds ter verifiëring van een aantal bij ons levende meer of minder vage noties en veronderstellingen ten aanzien van het functioneren van het academisch georiënteerd GIS-onderwijs. Anderzijds om een eerste denkmodel en filosofie te ontwikkelen als uitgangspunt voor discussies in een workshop met betrokken over uitgangspunten, ideeën en wensen. Er is een eerste snelle verkenning gemaakt van vraag en aanbod van GIS-onderwijs binnen het universitaire veld, ook is daarbij gekeken naar het aanbod via internet. 4

11 De quick scan van het huidige aanbod in GIS-onderwijs, in relatie tot de behoefte en interesse van academische studenten, bevestigde een aantal vermoedens en inzichten ten aanzien van het academische GIS-onderwijsveld: Het aanbod: Het merendeel van de cursussen wordt aangeboden vanuit een aanbodsgezichtspunt: Door softwareleveranciers: dit is wat je moet kennen om ons GIS-pakket te gebruiken. Door opleidingsinstituten: dit is wat wij denken dat je moet leren over GIS Cursussen zijn veelal ontwikkeld als een gesloten compleet product. Gesloten cursussen zijn veelal nogal prijzig (of onderdeel van het totale productaanbod) Open cursusaanbod is nogal oppervlakkig en weinig gestructureerd, of juist weer veel te gedetailleerd. Veel cursusmateriaal (ook op internet) komt voort uit op GIS-specialisten georiënteerde meerjarige cursustrajecten. Tamelijk brede en diepgravende theoretische onderdelen, Te veel voorbereidende en onderling verweven delen Te strak voorgeschreven leertrajecten Tamelijk inflexibele constructie van praktische oefensessies Cursus neemt teveel tijd in beslag en vereist meestal een vervolgcursus (meestal 2x 4studiepunten nodig) De vraagzijde: Veel academische GIS-gebruikers komen van een grote variëteit van disciplines waarin GIS geen regulier onderdeel is van de opleiding of waarin slechts minimale tijd is gereserveerd voor GIS-onderwijs. studenten moeten de vrije keuzeruimte in hun curriculum hiervoor inzetten, maar willen dit niet geheel spenderen aan GIS Gebruikers wensen geen uitgebreide theorie over GIS, maar willen GIS vaak alleen gebruiken als additioneel gereedschap in hun onderzoek of bij hun vak (ze willen slechts een plakje van de hele cake) Gebruikers willen vaak zoveel leren als ze nodig hebben op een bepaald moment en dan op het moment dat ze het nodig hebben, op een tijdstip dat hen past en liefst nog op de plaats waar zij zich op een bepaald moment bevinden. Conclusies: 4. Er is al wel een grote hoeveelheid, sterk gedifferentieerd en gevarieerd aanbod in GIS-onderwijs, ook op internet. Aanbod is echter onoverzichtelijk, nogal ongelijksoortig en verwarrend. 5. Er bestaat een behoorlijke discrepantie tussen de aanbodzijde aan het GISonderwijs en de vraagzijde van de GIS-gebruikers. De verkenningen in het voortraject leiden tot de volgende algemene uitgangspunten voor de opzet: 5

12 Basiscursus Geo-informatie GIPSY-rapport Uitgangspunten: doelgroep: studenten en academische staf toegankelijk: voor veel verschillende disciplines instapniveau: laag, geen drempels theorie: summier (veel verwijzing) praktijk: accent op oefening/toepassing opbouw: modulair opgebouwd met kleine modulen (max. 1, 1/2 stp) aanbod: zoveel mogelijk hergebruik van bestaand onderwijsmateriaal leertraject: zelf samenstellen een van cursus op maat. A. invalshoek vanuit aanbod: Er is al een groot gevarieerd aanbod dat wellicht kan worden opgedeeld in samenhangende en op elkaar voortbouwende modulen (Figuur 2). Rubriceer en documenteer deze goed en stel die ter beschikking in de vorm van verschillende disciplinair gerichte combinaties (leertrajecten). Aanbod 1. Primaire modulen 2. aanbouw modulen 3. uitbouw modulen 4. applicatie modulen 5. vakspecifieke modulen Lijnen suggereren bepaald studietraject Figuur 2. opbouw modulen vraag B. Invalshoek vanuit de vraag (behoefte) In plaats van de gebruikelijke werkwijze bij het samenstellen van onderwijsmodules die moeten worden opgenomen in de cursus, kan ook meer uitgegaan worden van de onderwijsvragers. Wat is de behoefte, welke zijn de wensen en eisen van GISgebruikers? Enkele voorbeelden: 1. Het weergeven van onderzoeksresultaten (vooral presentatie) 2. Eenvoudige desktop-analyses (routinematig/gebruik/vaste datasets/pakketvaardigheid) 6

13 3. Verspreiding resultaten onderzoek o.a. via web 4. Ondersteuning in vakgebieden zoals planologie/ro, biologie, verkeer (onderzoeksgericht ontwerpgericht) 5. GIS-gebaseerd onderzoek: onderzoek waarin GIS onontbeerlijk is: geografie, milieukunde Maar het gaat vaak ook om heel praktische vragen zoals: 6. Hoe doe ik dat, waar kan ik terecht? 7. Welke toegang tot GIS en data; waar vind ik geografische ondergrond; welk pakket? 8. Waar vind ik kaartmateriaal, waar moet ik op letten, hoe koppel ik data aan de kaart 9. Ik heb geen tijd eenvoudig pakket, kant en klare ondergronden 10. Hoe ontdek ik de meerwaarde van GIS. 11. Ik wil slechts één soort analyse ter ondersteuning van mijn onderzoek, ik wil niet eerst een hele cursus volgen, etc. 2.3 Workshop Om een zo goed mogelijk beeld te krijgen van de didactische, technische, inhoudelijke en organisatorische aspecten voor zowel studenten als docenten werd op 25 februari 2002 bij de Katholieke Universiteit Nijmegen een workshop met brainstormsessie georganiseerd. Tijdens deze brainstormsessie konden de betrokkenen op elkaar reageren (studenten reageren op docenten en vice versa). In de workshop is gebruik gemaakt van de elektronische Group Decision Room (het Visa Skills Lab van de faculteit Nijmegen School of Management van de KUN) en het geavanceerde elektronische vergadersysteem: Group systems. Het voordeel van deze omgeving is dat in zeer korte tijd heel veel informatie uitgewisseld en geordend kan worden; informatie kan worden becommentarieerd en eventueel gewaardeerd (Brainstorming, categorizer, commenter en voting tools). Alle reacties werden geordend aan de hand van de klasses puur inhoudelijke zaken, vormgevingskwesties, uitvoeringsaspecten, en didactische aspecten. Tenslotte gaven de deelnemers aan alle geconstateerde kansen en bedreigingen rapportcijfers, op basis van hun eigen inschatting van het belang ervan voor het welslagen van het project. Het doel van de workshop was drieledig: 1. Workshop moet meer helderheid verschaffen in de vraagzijde van het onderwijs: inhoudelijke eisen, wensen, behoeften. 2. Welke didactische eisen en knelpunten zitten er aan nieuwe ICT-onderwijsvormen, distance learning en persoonlijke leertrajecten 3. Welke organisatorische valkuilen en knelpunten zijn te verwachten. Resultaten brainstormsessie Veel van de gesignaleerde knelpunten en kansen zijn niet specifiek voor de cursuswarenhuisgedachte van GIPSY (maar daarom nog niet minder relevant). Ze gelden in zijn algemeenheid voor afstandsonderwijs en individuele leertrajecten: hoe regel je feedback, toetsing, de studentenadministratie etc. Op deze manier leren vereist veel zelfdiscipline (tijdsplanning) van de student, er is geen direct contact met medestudenten en minder feedbackmomenten met de docent. Het is maar de vraag of een virtuele course community (met een cursuswebsite, lijst van de cursisten, chatmogelijkheid, elektronisch prikbord) hierop een afdoende antwoord kan bieden. Voor opleidingscommissies doet zich het probleem voor van het vaststellen van het eindresultaat (de eindtermen) van een individueel leertraject. 7

14 Basiscursus Geo-informatie GIPSY-rapport Er kwamen uit de workshop echter ook tal van specifieke opmerkingen over het cursuswarenhuis en de samenwerking tussen drie universiteiten. De opmerkingen over de techniek en de kosten werden door velen als oplosbaar beschouwd: krijgen studenten tegen een redelijk tarief toegang tot die techniek, hoe zit het met licenties, auteursrechten, onderhoud en beheer van het warenhuis, etc. De organisatorische en didactische knelpunten kregen de hoogste prioriteitscijfers. Goed onderwijs is meer dan het aanbieden van wat losse bouwstenen. Om een onderwijsvernieuwingsproject te laten slagen moeten de studentendoelgroepen goed gespecificeerd worden, en hun leermethoden geanalyseerd. Een voordeel van de interuniversitaire samenwerking is de mogelijkheid tot het aanbieden van relevante case studies: die maken een basiscursus voor de student interessant. Maar waarom zou een individuele docent zijn eigen cursus in het warenhuis stoppen, en deels materiaal van andere docenten gebruiken? Goedkoper wordt het niet, het kost waarschijnlijk even veel tijd, maar het wordt wel leuker. Vakdocenten kunnen hun krachten bundelen, gebruik maken van elkaars materiaal en met hun eigen materiaal nieuwe studentenpopulaties bereiken. Ook werd een punt naar voren gebracht dat waarschijnlijk bij meer SURFprojecten speelt: opleidingen willen een nieuwe cursus alleen maar een vaste plaats in hun curriculum geven als er enige zekerheid geboden kan worden dat de cursus ook na het verstrijken van de tweejarige SURF-subsidieperiode gecontinueerd wordt. 2.4 Functioneel ontwerp basiscursus: het Matrix-model Uitgangspunten De doelgroep is: 1. de academische student van verschillende disciplines waarin GIS een verplicht onderdeel is (opstap). 2. de academische student van verschillende disciplines waarin GIS (nog) geen verplicht cursusonderdeel is maar wel gehonoreerd wordt als keuzevak. 3. de academische student of onderzoeker van verschillende disciplines, die wel geïnteresseerd is in GIS of behoefte heeft aan GIS, maar die geen volledige cursus wil of kan volgen, of die zich alleen wil oriënteren om vervolgens bewust een keuze te kunnen maken voor gericht verder GIS-onderwijs. De eerste 2 typen studenten zullen - onafhankelijk van welke didactische ingang wordt gekozen - 4 studiepunten moeten behalen, dus voldoen aan alle niveau eisen. Het derde type zal vooral doelgericht en partieel (voor eigen behoefte) intekenen (zonder noodzaak van een diploma). Totale ruimte Basiscursus is 4 stp of 6 ects = 160 uur = 4 weken = 40 dagdelen van 3 uur en 40 uur toetsen (de kleinste af te ronden cursuseenheid is derhalve minimaal 1 dagdeel). Beperkt aantal (maximaal 6) inhoudelijke hoofdonderwerpen (modules) met onderliggende topics en begrippen. Kennis en vaardigheid van alle hoofdonderwerpen moet worden getoetst. Bij elk hoofdonderwerp horen een (of meerdere) oefening (en) en toepassing. Meerdere "ingangen" vanuit de didactische leercyclus van de student moeten mogelijk zijn (vanuit elke ingang moet teruggekoppeld en of doorverwezen kunnen worden). Voor geaccrediteerd diploma moet totale som van de eind/voortgangstoetsen 4 stp zijn. Taal van de cursus moet Engels zijn. 8

15 2.4.1 Elementen van de didactische leercyclus: in te bouwen Figuur 3. didactische leercyclus a. theoretisch: begrippen (kennisoverdracht, uitleg, demo s, refs) b. kennisverwerving concepten (uitleg, referenties en zelfstudie) c. oefen opdrachten relaties / verbanden begrippen (voorbeelden) d. theorie-voorbeelden oefenen theoretische kennis (incl. pakketkennis?) e. Praktijkvoorbeelden vraagstuk-cases (variatie naar vakgebied) f. Praktijkgerichte opdrachten opdrachten, vragen g. Reflectie opdrachten, toetsen, verwijzingen (terug/vervolg) Inhoudelijke hoofdthema's: Gekozen is voor een tamelijk eenvoudige overall Inhoudsaanduiding: op basis van de driedeling: Kennen, Begrijpen, Doen Knowing GIS 1. Kennismaken met GIS Understanding GIS Working with GIS 2. Conceptualisering / modelleren 3. Data capture / data opslag / remote sensing 4. Analyse - bevragen Buffer / Overlay spatial modelleren 5. Kaarten maken (presentatie) 6. Samengestelde toegepaste GIS analyses: ( = cumulatie van deeltoepassingen + eindopdracht) 9

16 Basiscursus Geo-informatie GIPSY-rapport Ontwerpmodel basiscursus Figuur 4 geeft de definitieve cursusstructuur weer (in de vorm van een matrix) waarin alle onderdelen opgenomen zijn. THEORIE TOEPASSING MODULE Ingangs toetsen Kennis, begrippen Voorbeelden Praktijkvoorbeeld Opdracht, vraag Voortgangstoetsen Ingangstoets 1 Ingangstoets 2 Ingangstoets 3 1 Knowing GIS: the Why GIS, when GIS, studyfield Wherefor GIS, What is (definitions+components+ GIS, What can GIS do functionalties) 2 Understanding GIS conceptualisering modelering 3 Gis in action: input. Data-capture, data collection, databases spatial entities, georeferencing, datamodels, datastructures data sources, data collection techniques, RS aerophoto, Rel. Databases Beoordelingstoets 1 Beoordelingstoets 2 Beoordelingstoets 3 Ingangstoets 4 4 Gis in action: analysis Queries (Themat/geogr), Overlay / buffer Beoordelingstoets 4 Ingangstoets 5 5 Gis in action: output. Presentation, carthographics chart-types, viz. grammar, legends Beoordelingstoets 5 6Working with GIS: Eindopdracht Figuur 4. ontwerpmodel basiscursus 2 stp Portfolio (studielogboek) Portfolio (studielogboek) (met softwarepakket (incl. bijbehorende hands-on handleiding), met beoordeling, vakspecifieke case) Leerinhoud Webcomponenten Digitale leerobjecten Monitoring Digitale toets Werking van de Matrix-interface: Alle dimensies: Inhoud, Didactiek en Toetsing worden ondergebracht in een Matrix model dat tevens kan dienen als Interface voor het keuzetraject van de student. Voordeel van de matrix als interface is bovendien dat je voortdurend een gemakkelijk overzicht hebt van de gehele cursus en waar je in de cursus bezig bent (vak in de matrix waar je bezig bent is geselecteerd en highlighted). Ingangen voor student: Het belangrijkste kenmerk van de matrix is de open wijze waarop een individueel traject kan worden doorlopen. Trajectkeuze vanuit elk onderdeel van leercyclus (theoretische kennis oefeningen toepassing reflectie) is mogelijk. Mensen studeren op verschillende manieren: een paar voorbeelden: de een begint keurig met de theorie en bekijkt de voorbeelden, stapt vervolgens over op een oefening en bekijkt tenslotte of hij het geleerde kan toepassen. Tenslotte zal hij/zij willen weten of de essentie begrepen is en voldoet aan de norm (dit is het klassieke model). Een ander 10

17 is meer een doener en wil eerst een voorbeeld bekijken en dan zo snel mogelijk aan de slag, als dan blijkt dat kennis ontbreekt zal hij/zij alsnog naar de theorie grijpen. Nog een ander mogelijk traject kan gebaseerd zijn op interesse in een bepaald veld bijvoorbeeld men wil een aantal ruimtelijke gegevens analyseren en in kaart brengen. De instap is dan de presentatie/cartografie module, maar al doende blijkt meer kennis nodig en wordt terugverwezen naar voorliggende modules, etc. Trajectkeuze via verwijzing o.b.v. niveau/instap of ingangstoets: Hierbij wordt de cursus op grond van een vragenlijst/toets verwezen naar een bepaalde route door de matrix. De ingangtoets moet betrekking hebben niet alleen op kennis maar ook op interesse behoefte kennis vaardigheid (waarom wil je wat over GIS leren en wat weet je al of kun je al?) Trajectkeuze met random start Een cursist kan in principe (evt. op basis van zijn instaptoets) overal in de matrix beginnen. Als hij ergens vastloopt wordt door- of terugverwezen naar de voor de oefening of casus benodigde theoretische voorkennis of de benodigde vaardigheid (bijv. ga naar theorie blok 1 of maak eerst oefening xx) Een trajectkeuze via de traditionele top down benadering: Theorie toets oefenen + toepassen cases is natuurlijk altijd mogelijk. Daarbij kan men kiezen om eerst de Theorie kolom met voorbeelden geheel te doorlopen en aansluitend de oefeningen en de case toepassingen te maken. Of men kan horizontaal werken en rij na rij van de matrix doorlopen Functioneringseisen De "vrije" trajectkeuze stelt wel een aantal functionele eisen aan de cellen in de matrix. Elke cel bevatten een aantal kenmerken: verwijzing naar te maken ingangstoets of checkvraag; bijvoorbeeld: "voor het maken van deze oefening wordt de volgende theoretische kennis of praktische vaardigheid verondersteld. (vakje A1 en B2 uit de matrix) Indien je twijfelt maak dan eerst toets x." De twee Theorie- kolommen omvatten 2 studiepunten inclusief de theoriedelen van de bijbehorende Beoordelingstoetsen. Voor onderdelen van de toetsen die onvoldoende zijn wordt terugverwezen naar het betreffende theorieblok. De vaardigheidstrainingen in de twee Toepassingskolommen kunnen cumulatief worden gebundeld in een portfolio of checkkaart en worden getoetst via een daarop gebaseerde (vakgerichte) eindopdracht: Eindopdracht waarin alle eerder geoefende aspecten aan bod komen. Bij het uitvoeren van deze Eindopdracht kan indien nodig worden terugverwezen naar de Portfolio's. De Portfolio + Eindopdracht omvat 2 studiepunten. 2.5 Bronnen P. de Klein, B. Aarts, N. Vugts, W. ten Haaf (2002): Blueprint Basic Course Geographic Information Science < B. Aarts (2002): Input van docenten, studenten en onderwijskundigen via Groupsystems. SURF E-Xchange E-Magazine, eerste jaargang, aflevering 1, mei < 11

18 Basiscursus Geo-informatie GIPSY-rapport Hoofdstuk 3: E-learning uitwerking Een basiscursus die zowel op afstand als zelfstandig te volgen is door studenten van verschillende universiteiten vergt een nieuwe kijk op de ontwikkeling van dit onderwijs. In dit hoofdstuk wordt daarvoor een studiematrix ontwikkeld waarin de verschillende inhoudelijke onderwerpen van het Gisonderwijs worden verbonden met de onderwijsonderdelen (inhoud, voorbeeld, oefening, toets). Uitgangspunt is dat de cursus zoveel mogelijk wordt opgebouwd uit bestaand materiaal. 3.1 Concept In het vorige hoofdstuk werd beschreven hoe vanuit de doelstellingen is gewerkt naar de ontwikkeling van een studiematrix die de basis vormt voor de basiscursus. Deze matrix moest feitelijk worden omgezet naar een internetomgeving met daarbij de notie dat de cursus ook via mobiel internet toegankelijk werd. De matrix wordt gevuld met stukken inhoud uit bestaande basiscursussen die al op de partneruniversiteiten worden verzorgd. Alle dimensies: Inhoud, Didactiek en Toetsing worden in de Matrix ondergebracht. Het model kan tevens dienen als interface voor het keuzetraject van de student. De cursus is opgebouwd uit vijf hoofdstukken elk bestaand uit een theoretisch blok, voorbeelden, oefeningen en opdrachten. Parallel kunnen studenten een ingangstest doen waarin zij kunnen testen of zij het betreffende onderdeel beheersen. Indien zij teveel vragen fout hebben worden ze voor nadere verdieping verwezen naar de betreffende theoretische paragrafen. Het onderwijsconcept stelt de studenten dus in staat om zelfstandig het gehele onderwijstraject te doorlopen zonder daarbij direct afhankelijk te zijn van een docent of periode waarin de cursus gevolgd moet worden. Overigens bleek gaandeweg de projectperiode uit overleg met GIS-docenten dat deze vaak toch de voorkeur hebben de cursus primair op een vast geroosterde tijd groepsgewijs te verzorgen. Dit wordt beargumenteerd vanuit didactische doelen en pragmatische doelen. Uit onderzoek naar de waardering van studenten voor digitaal onderwijs blijkt dat veel studenten het gebrek aan fysieke interactie met de docent als weinig stimulerend ervaren. De motivatie loopt terug en de faalkans wordt groter. Voor groepen waarvoor het GIS-onderwijs in het curriculum zit is het daarom verstandig dergelijke cursussen te combineren met een aantal contactmomenten. Deze versterken de betrokkenheid van de student bij de cursus. Dit betekent dan echter wel dat de cursus moet worden ingeroosterd in het curriculum. Dit neemt overigens niet weg dat studenten die deze cursus op ander tijdstippen zouden willen volgen dit ook moeten kunnen doen. 3.2 Cursuswarenhuis De benodigde flexibiliteit is het beste te realiseren wanneer gebruik wordt gemaakt van een zogenaamd cursuswarenhuis waarin de verschillende cursusonderdelen in de vorm van goed gedefinieerde byte chunks gelabeld zijn opgeslagen. Byte chunks zijn kleine gelabelde digitale informatie pakketten met een stukje inhoud van de cursus. Dit cursuswarenhuis moet dan gekoppeld worden aan een interactieve leeromgeving zoals Blackboard. Voordeel van het cursuswarenhuis is de grote mate van flexibiliteit om het onderwijs op elk gewenst moment aan te passen zonder dat daarvoor de gehele 12

19 cursusstructuur moet worden aangepast. Indien het warehouse in XML wordt opgebouwd is het zelfs mogelijk de cursus op elk willekeurig device te volgen. Dit was in de kader van dit project van belang omdat het uitgangspunt tevens was dat het onderwijs ook via wireless devices moest functioneren. Daarnaast moest ook de test module gebruik kunnen maken van deze database. Zodat terugkoppeling van vragen naar betreffende inhoudelijke byte chunks mogelijk was. Het exploreren van de beschikbare data-opbergsystemen voor dit type Content Managementsystemen bleek complexer dan verwacht. Dit had te maken met: 1. de beschikbare technologie en software 2. de aansluiting van deze software op de universitaire systemen 3. de wens van universiteit om te komen tot standaardisering van de digitale leeromgeving en de daaraan gekoppelde content managementsystemen. Ad 1: Het bouwen van een database met de in stukjes opgedeelde onderwijsinhoud is uitgebreid besproken met de informatiseringafdeling van de KUN daaruit bleek dat het bouwen van een systeem volgens het matrix concept erg duur zou worden. Ook bleek het niet eenvoudig de conversie van internet toepassing naar mobiele internet toepassingen te realiseren. Dit had o.a. te maken met het niet beschikbaar zijn van conversieprogramma s die html bestanden konden omzetten in XML bestanden. Waardoor deze stap zeer tijdrovend en dus kostbaar zou worden. De poging om het cursuswarenhuis te bouwen in een Oracle omgeving liep vast omdat de benodigde licenties ontbraken en een koppeling van Oracle aan BB en aan het studie-informatiesysteem gemaakt zou moeten worden. Ook ontbrak de oracle mobile licentie. Ad 2: In de loop van het project is binnen de KUN en de partneruniversiteiten een begin gemaakt met de invoering van de digitale leeromgeving. Daarna werd pas een keuze gemaakt voor het type learning contentmanagement systeem (LCMS) dat daarvoor gebruikt wordt. Deze LCM-systemen zijn nog volop in ontwikkeling. Dit leidde er toe dat bij afloop van het Gipsy project alleen de WUR gestart is met een combinatie van Blackboard, Harvard Road Hive en Perception en de VU en de KUN alleen nog maar BB hebben ingevoerd als digitale leeromgeving. De definitieve keuzes voor het Learning Contentmanagement systeem zijn nog niet gemaakt. Ad 3: De universiteit van Nijmegen heeft daarnaast tevens besloten een universiteitsbreed extern ingekocht systeem aan te schaffen als LCMS. Dit betekent dat door afdelingen ontwikkelde applicaties niet mogen worden gebruikt. Welk systeem dit gaat worden is nog niet bekend. Het ontwikkelen van een eigen applicatie was daarmee geen optie. Om genoemde financiële en pragmatische redenen is daarom besloten het cursuswarenhuis niet in een database structuur te bouwen. Feitelijk loopt dit project te ver voor op de technologische ontwikkelingen en de organisatorische ontwikkeling van ICT binnen de universiteiten. Het cursuswarenhuis is ook niet meer essentieel voor de succesvolle afronding van het project. In Amerika wordt namelijk momenteel op enkele universiteiten een applicatie voor BB gebruikt; BBtoGO. Dit betreft een applicatie die het gebruik van de normale BB leeromgeving op mobiele devices mogelijk maakt. Deze software is in Europa nog niet geïntroduceerd. Door bemiddeling van SURF is een proeflicentie Bij Blackboard Amerika 13

20 Basiscursus Geo-informatie GIPSY-rapport geregeld, inclusief een Bb server in Amerika, waardoor getest kon worden of deze applicatie inderdaad te gebruiken is voor digitaal onderwijs in de Geo-informatiekunde. Deze constructie biedt in theorie zeer vruchtbare mogelijkheden om de standaard leeromgeving direct te benutten ten behoeve van mobiel onderwijs. Daarbij zijn echter twee problemen te onderscheiden. De gebruikte BBtoGO licentie is alleen te gebruiken in combinatie met de BB5 software. Deze is echter gebruiksonvriendelijker en heeft beduidend minder technische en didactische mogelijkheden dan de recentere BB6 versie. Deze versie wordt nu op veel hogescholen en universiteiten ingevoerd. Het is bovendien de vraag waarom de producent geen update voor de Bb 6 omgeving heeft gebouwd. Aangezien de applicatie (nog) niet gebruikt wordt in Europa is de ondersteuning niet goed geregeld. Toch is voor dit systeem gekozen omdat dit het in theorie de beste mogelijkheden biedt. Wanneer de digitale leeromgeving op de universiteiten gekoppeld wordt aan een LCMS is geen verdere bewerking van onderwijsmateriaal nodig voor de omzetting naar de wireless leeromgeving. Dit verlaagt de toepassingsdrempel voor docenten naar alle waarschijnlijkheid enorm. 3.3 Implementatie Om de cursus volledig via BB te verzorgen volgens de beschreven matrixstructuur is het bestaande onderwijs opgedeeld in kleine onderdelen. Hiervoor is de Wageningse IGI cursus gebruikt en onderdelen van de basiscursus in Nijmegen en het Unigis onderwijs van de VU. De bij dit proces betrokken vakdocenten kwamen al snel tot de conclusie dat dit proces complexer is dan bij aanvang werd gedacht. Hiervoor zijn een aantal reden te geven. Uitgangspunt van de cursus is dat deze studeerbaar is en dat studenten grotendeels zelfstandig kunnen werken. Met name op het punt van de studeerbaarheid ontstonden grote twijfels. Het gebruikte onderwijsmateriaal was namelijk niet zonder een grote mate van redactionele bewerking om te vormen tot een cursus waarin aan de uitgangspunten en doelstellingen van de cursus tegemoet wordt gekomen. Dit heeft te maken met de grote verscheidenheid aan materiaal en ook met de verschillen in diepgang van de cursussen. Hierdoor bleek dat veel tijd moest worden gestopt in het bewerken van bestaand materiaal en de inbedding in de Blackboardomgeving. Uiteindelijk is vanuit pragmatische overwegingen gekozen voor het gebruik van de IGI cursus van de WU. Deze cursus gaat weliswaar op een aantal onderdelen (Remote Sensing etc.) dieper in dan strikt noodzakelijk voor deze specifieke cursus, maar heeft daarbij wel het voordeel dat delen al specifiek voor internet toepassingen zijn gebouwd. Een ander punt is dat de te gebruiken practicum opdrachten in het bestaande onderwijs veelal geprogrammeerd zijn in specifieke onderwijsruimten waarbij data en software via de locale servers wordt verspreid. In de te ontwikkelen cursus moet het oefenmateriaal ook via internet toegankelijk worden gemaakt. Daarvoor is uiteindelijk de Citrix omgeving ingericht. Cursisten die bepaalde software nodig hebben voor het maken van opdrachten zijn daardoor in staat de software en data via een server van de WUR binnen te halen en weg te schrijven Inhoud van de cursus Als basis voor de inhoud van de Basiscursus GIS heeft de cursus Introduction Geo- Information (IGI) (CGI-WUR) gediend. De inhoud van deze cursus is kritisch 14