COMPUTER ASSISTED INSTRUCTION IN COMPUTER AIDED SHIP DESIGN
EGBERTUS DEETMAN
TR diss 1512
lij /iVi ^ si>- K*1 COMPUTER ASSISTED INSTRUCTION IN COMPUTER AIDED SHIP DESIGN
COMPUTER ASSISTED INSTRUCTION IN COMPUTER AIDED SHIP DESIGN
PROEFSCHRIFT TER VERKRIJGING VAN DE GRAAD VAN DOCTOR IN DE TECHNISCHE WETENSCHAPPEN AAN DE TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT, OP GEZAG VAN DE RECTOR MAGNIFICUS, PROF.DR. J.M. DIRKEN, IN HET OPENBAAR TE VERDEDIGEN TEN OVERSTAAN VAN HET COLLEGE VAN DEKANEN s '-%; C: OP DINSDAG 25 NOVEMBER 1986 TE 14.O0^UÜR ;\ OOOr
O prome'hr:•<-.?:;ifi 'I —
VSL EGBERTUS DEETMAN
DELFT
#/
>P
SCHEEPSBOUWKUNDIG INGENIEUR
y ^
- ^
GEBOREN TE 'S-GRAVENHAGE
DELFTSE UNIVERSITAIRE PERS/1986
TR diss^ 1512
Dit proefschrift is goedgekeurd door de promotoren Prof.dr. J. Vastenhouw Prof.dr.ing. C. Gallin
Copyright © 1986 by E. Deetman, The Netherlands All rights reserved No part of the material protected by this copyright notice may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage and retrieval system, without written permission from the author. Printed in the Netherlands
Aan mijn vrouw en dochters aan mijn ouders
Inhoudsopgave
Summary
ix
Hoofdstuk
blz
I.
Inleiding
1
II.
De beroepsinhoud van naval architect
3
De ontwerper Het ontwerpproces Het heden: rekenen met en tekenen zonder de computer De toekomst: rekenen en tekenen met de computer Samenvatting III.
De opleiding van de naval architect De huidige opleiding in ontwerpen Naar de gewenste opleiding van de CAD-gebruiker De opleidingsproblemen in de overgangsfase naar CAD Een mogelijke oplossing: toepassen van een ISS Het onderwijsleerproces voor CASD Leren door middel van de computer Samenvatting
IV.
Onderwijskundige achtergronden van CAI in CAD
5 6 11 12 13 15 17 19 21 24 26 31 34 36
Een aantal mogelijkheden waaruit men met CAI kan kiezen .... 37 Wat kan men van CAI verwachten? 41 Waarop letten bij programmeren van de mens-machine dialoog? 47 De onderwijsmiddelen voor CAI 54 Taakanalyse met behulp van de taxonomie van Bloom 59 De onderwijsmaatregelen van Gagne in de CAI-dialoog 64 Samenvatting en konklusie 67 V.
Konstruktie van CAI in CAD Het oefenprogramma voor de adspirant CAD-gebruiker Ontwikkelen van het kursusmateriaal voor CAI in CAD Format ieve evaluat ie Summatieve evaluatie Onderwijsevaluatie Systeemorganisatie van het oefenprogramma Samenvatting en konklusie
69 70 80 89 94 96 100 108
VI.
Opzet en uitvoering van het onderzoek Effektiviteit van adjunct CAI Aanvaardbaarheid van adjunct CAI Funktionaliteit van adjunct CAI Samenvatting en konklusie VII.
110
Evaluatie van CAI in CAD
Nabeschouwing
.
111 118 127 131 137 139
Geraadpleegde literatuur
144
Bijlage
blz
A.
TENTAMEN JANUARI 1986
155
B.
STEEKPROEFRESULTATEN 1986
163
Tabellen
Tabel
blz
1.
KOGNITIEVE DOELSTELLINGEN-DIDAKTISCHE METHODEN MATRIX
27
2.
RELATIES TUSSEN CAD ONDERWIJSFUNKTIES EN -PROCEDURES
28
3.
OVERZICHT GEWENST CAD ONDERWIJSLEERPROCES
29
4.
BEGELEIDING VAN HET LEERPROCES
70
5.
RETENTIE EN TRANSFER
77
6.
DOELSTELLING EN CAD-INVOER/-UITVOER
77
7.
SCHERMBEELDFORMULIER: VOORBEREIDEN VAN EEN LEERTAAK
81
8.
PLAATS VAN HET ALTERNATIEF
90
9.
FORMATIEVE EVALUATIE
92
10.
CAD-INVOER VAN STUDENT NUMMER 12
95
11.
STAND VAN ZAKEN
96
12 .
ONDERZOEKOPZET
112
13.
CHRONOLOGISCH OVERZICHT UITVOERING
116
14.
TENTAMENRESULTAAT VRIJBOORD
118
15.
INVLOED GROEPSINDELING OP TENTAMENRESULTAAT
120
16.
INVLOED PRETESTRESULTAAT OP TENTAMENRESULTAAT
122
17.
INVLOED ONDERWIJSLEERPROCES OP TENTAMENRESULTAAT
125
18.
ATTITUDE T.O.V. ONTWERPEN, CAI EN HET KURSUSMATERIAAL
126
19.
ATTITUDE T.O.V. DE DIALOOG
128
20.
GESCHATTE TIJDSBESTEDING AAN ONDERWIJS VAN CAD I
130
21.
FOUTENANALYSE
132
- iii -
Figuren
Figuur
blz
1.
ONTWERPPROCES
8
2.
DE ONTWERPOEFENINGEN EN HET KOLLEGE CAD 1
30
3.
VOORBEELD VAN EEN TUTORIELE DIALOOG
66
4.
DIALOOG VOOR HET OPLOSSEN VAN PROBLEMEN
72
5.
DIALOOG VOOR HET KIEZEN VAN DE LEERTAKEN
74
6.
SYSTEEMORGANISATIE
106
- iv -
Symbolenlijst
A A
A2 A3
aanwezigheid op 2 hoorkolleges en Ie instruktie ... attitude t.o.. V. het nut van CAI na tentamen ... 125 125 attitude t.o.. V. het nut van CAI voor CAI attitude t.o.. V. de dialoog na tentamen ... 127 attitude t.o.. V. de dialoog voor CAI ... 127 attitude t.o.. V. het kursusmateriaal na tentamen ... attitude t.o.. V. het kursusmateriaal voor CAI ... 12 betrouwbaarheidskoefficient ... 118 attitude t.o.. V. ontwerpen na tentamen ... 125 attitude t.o.. V. ontwerpen voor CAI . . . 125 aanwezigheid op eerste hoorkollege ... 124 aanwezigheid op 2 hoorkolleges en 2 instrukties ... aanwezigheid op tweede hoorkollege ... 124 aanwezigheid op Ie instruktie ... 124
B B BH B2 B5
boodschap ... 91 werkelijke boeghoogte op voorloodlijn (mm) ... 85 tentamenopgave 2 in kognitieve gebied begrip ... 119 tentamenopgave 5 in kognitieve gebied begrip ... 119
C CAD CADC CADI CB CHIKWA
aanwezigheid op de 2e instruktie over CAD ... 124 CAD-berekening ... 91 CAD-invoer ... 91 volheidskoefficient op 85% van D ... 85 de statistische grootheid chi-kwadraat ... 119
D D DEC DS
holte naar de mal (m) ... 85 holtekorrektie voor basisvrijboord. (mm) ... 85 bovenbouwkorrektie voor basisvrijboord (mm) ... 85
E EE EG
tentamenopgave in kognitieve gebied evaluatie ... 11 aantal studenten in'de experimentele groep ... 118
F F F FCB FM FP
basisvrijboord (mm) ... 85 de statistische grootheid F ... 118 basisvrijboord gekorrigeerd voor CB (mm) ... 85 negatieve faalangst ... 119 positieve faalangst ... 119
ACN ACV ADN ADV AKN AKV ALFA
AON AOV Al AlCAD
G GROEP
groep studenten ... 118
H HAT HS1 HS2 HS3
eerste of tweede klasse afsluitmiddelen ... 85 werkelijke hoogte kampanje (m) ... 85 werkelijke hoogte brug of voll. bov. bouw (ra) ... 85 werkelijke hoogte bak (m) ... 85
K KG KG' K2 K3
aantal studenten aantal studenten tentamenopgave 2 tentamenopgave 3
L L LSI LS2 LS3
lengte tussen vrijboordloodlijnen (m) ... 85 gemiddelde lengte kampanje (m) ... 85 gemiddelde lengte brug of voll. bov. bouw (m) gemiddelde lengte bak (m) ... 85
M MBH MM MSY
kleinst toelaatbare boeghoogte (mm) ... 85 moeilijkheidsgraad van CAI-opgave t3 ... 132 moeilijkheidsgraad van CAI-opgave ss ... 132
N N NA
aantal studenten . . . 118 VWO-cijfer voor natuurkunde
P p P PB PMAX PMIN PRE PRES PREMAX PI P2 P3 P4
overschrijdingskans ... 118 verantwoordelijkheidsbesef ... 119 CAD-invoer als opgave in kognitieve gebied begrip ... 121 hoogste score op de prestes ... 121 laagste score op de pretest ... 121 somscore over alle pretestopgaven ... 121 naar SOM genormeerde somscore PRE ... 121 maximum te behalen score op de pretest ... 121 pretestopgave 1 in kognitieve gebied toepassing ... 121 pretestopgave 2 in kognitieve gebied toepassing ... 121 pretestopgave 3 in kognitieve gebied toepassing ... 121 pretestopgave 4 in kognitieve gebied toepassing ... 121
Q01
antwoord op attitude-vraag 1 na tentamen ... 169
in in in in
de kontrole groep ... 118 KG minus bijzonder geval ... 119 kognitieve gebied kennis ... 119 kognitieve gebied kennis ... 119
Pearson's korrelatiekoefficient
85
123
... 119
s SA1 SA2 SA3 SC SE SE**2 SF1 SF2 SF3 SOM SOMNAX SP SS ST**2 SX SX**2
zeeg op achterloodlijn (m) ... 85 85 zeeg op 1/6 L uit achterloodlijn (m) 85 zeeg op 1/3 L uit achterloodlijn (m) zeegkorrektie voor basisvrijboord (mm) ... 85 standaard meetfout ... 118 "error score" variantie ... 118 zeeg op voorloodlijn (m) ... 85 zeeg op 1/6 L uit voorloodlijn (m) 85 zeeg op 1/3 L uit voorloodlijn (m) 85 somscore over alle tentamenopgaven 119 maximum te behalen score over alle tentamenopgaven .. dikte van de stringerplaat (m) ... 85 tentamenopgave in kognitieve gebied synthese ... 119 "true score" variantie ... 118 standaard afwijking ... 118 variantie ... 118
T t TDE TIM TMAX TMIN TYP Tl T2 T3 T4
de statistische grootheid t ... 118 dikte van de dekbedekking (m) ... 85 wel of geen deklast hout ... 85 hoogste score over alle tentamenopgaven ... 118 laagste score over alle tentamenopgaven ... 118 scheepstype B, B-60, B-100, A ... 85 tentamenopgave 1 in kognitieve gebied toepassing tentamenopgave 2 in kognitieve gebied toepassing tentamenopgave 3 in kognitieve gebied toepassing tentamenopgave 4 in kognitieve gebied toepassing
V VMAX VMIN V01 VI V2
hoogste score VWO-cijfer WN ... 119 laagste score VWO-cijfer WN ... 119 antwoord op attitude-vraag 1 voor CAI-oefening verklaring van eerste antwoord ... 91 verklaring van tweede antwoord ... 91
W WN Wl W2
gemiddeld VWO-cijfer voor wiskunde en natuurkunde VWO-cijfer voor wiskunde 1 ... 123 VWO-cijfer voor wiskunde 2 ... 165
X XGEM
rekenkundig gemiddelde score
118
118
119 119 119 119
.. 168
119
SUMMARY
The principal experience with adjunct CAI (which supplements traditional learning situation) in CAD will be discussed in following format:
the the
After the introduction, in which the subject matter of research is mentioned, the second chapter briefly describes the naval architect profession. In chapter 3 the education for this profession is discussed, while chapter 4 discusses the educational background for the benefit of the development of CAI in CAD. Chapter 5 describes the construction of CAI in CAD. Within chapter 6, the results of an investigation towards the feasibility of the system in the practice of education is analysed. Finally chapter 7 provides recommendations for the sake of teachers, who would like to introduce such a system. 1.
INTRODUCTION At the Delft University of Technology a new kind of adjunct CAI has been developed for the benefit of teaching in designing with CAD. In the study, the attention is directed towards the specific CAD instruction methodology. It is not the intention to determine if education based on CAI yields better results than the traditional way of education. Literature has already determined this fact.
2.
THE PROFESSION OF THE NAVAL ARCHITECT Designing is an iterative and interactive process, where, besides performing drawings.and calculations, many decisions have to be made. Ship design is a goal-directed problem solving activity. Design is also a creative activity; it means the development of something new, which did not exist before. The final result, the ship, is a very complex product including a great deal of compromising between different limiting conditions. These are caused by the need to integrate, within one product, many, sub-systems with their particular specifications. Therefore, ship design problems can be treated in a systematical way. One of the possibilities is to execute the design process in three phases. At first the problem is broken down into pieces, which are seperately examined (analysis). Then the pieces are integrated together in a new way (synthesis). Finally it is tested to discover the technical, social and economical consequences of putting the new arrangement into practice (evaluation). The phases are
completed respectively with the concept-definition, preliminary design and the contract-design.
the
In the traditional design process without a computer as, a rule the designer has no time to investigate more than a few alternative solutions of the problem. By inserting CAD to perform the calculations and drawings, it is expected that the designer can concentrate solely on the creative thinking process; through which he is able to select the best solution to the problem out of a great number of alternative solutions. THE EDUCATION OF THE NAVAL ARCHITECT The objective of the education of the CAD-user in the field of naval architecture is to inform him of the existence of the CAD approach to design maritime objects and to teach him the basic knowledge and intellectual skills to enable him to use an existing CAD-system. Besides foreknowledge of the introductory lectures in naval architecture, mathematics, physics and structural mechanics, the students need some experience in programming and drawing. It is supposed that this knowledge and intellectual skills will be taught in the first year at the Delft University of Technology. In the second year the education of the CAD-user of maritime software has to be started. The theory of the analysis phase in the design process has to be taught in lectures. The teacher presents the theory and practical examples on a CAD workstation, which the students simultaneously monitor on their own workstation. After the students are assigned a personal project to solve independently, which would be a concept-definition of a basic ship from literature. At the same time they will be able to train their intellectual skills in the use of CAD by adjunct CAI in CAD programs. The teacher can make a formative evaluation of the study performance by the use of the CAI-manaqement-system and can discuss the attained results in discussion-groups. The summative evaluation will be done by means of a written examination, in which knowledge and intellectual skills in the subject matter of teaching CAD can be tested. With the information from the management-system it is possible to evaluate the courseware. EDUCATIONAL BACKGROUNDS OF CAI IN CAD The topic of this study was the development of CAI for education in the use of CAD-calculation programs. Next it should be checked if this kind of education is effective, efficient and functional, and in which way student and teacher can appreciate the new CAI-method.
- x -
First of all, to practice fundamentals, it was necessary to conduct a literature search to determine the existing experience with a. number of well . known CAI-systems, among others PLATO and TICCIT. From this became obvious: In comparison with traditional educational methods, the aims of education always were achieved, sometimes the effectiveness was improved, that is if adjunct CAI was used in the educational process. To learn how to solve independent problems a learner-controlled dialogue is preferred above a computer-controlled dialogue. However one may not forget, that novices need more background information and computercontrol than the experienced CAI-users. It is very important in the CAI-dialogue that the dispatch of the commands is logical and consistent. To ensure a simple transfer of information, function-keys are mostly used; these special defined keys are used in the CAI-dialogue. Error messages have to be presented brief, concise, fast, and at the right moment. Students are interested to sent messages to the teacher, when something is wrong or when they have a question that cannot be answered by CAI. If there is a possibility that the students can communicate by terminal with each other or with the teacher, this is highly appreciated. It seems that the best learninqstation can consist of a alfanumerical display to which a simple printer is connected. Thus allowing the opportunity to keep important information on paper. If the system goes down and/or the response time is too long, it is demotivating to students. This is the reason that personal computers in a local area network are preferred above terminals connected.to a mainframe or a minicomputer. Students have a positive attitude towards CAI. They are very busy with CAI in an intensive and interactive way and are activated by CAI. The active participation of the students determine the surplus value of the CAI-training program with respect to traditional teaching methods. . For this it is very important that the first characteristic of the personalized system of instruction, the so-called Kellerplan, is fulfilled: namely that the students can make use of CAI at any time of the day! It is recommended that the teachers develop the courseware as a team. The same recommendation is valuable for the use of the CAI-management-system and individual instruction. The surplus value of education by CAI is for the teacher, whereby CAI provides the possibility of automatic registration of student performances.
5.
THE CONSTRUCTION OF CAI IN CAD The training-program for CAI in.CAD consists of dialogue, courseware and a management-system.
a standard-
The dialogue is compiled in such a way that the nine instructional events proposed by Gagne are used and is in general usefull for each (CAD-) calculation program. During the first exercise the dialogue is partly computer-controlled. In the next exercise the dialogue is learner-controlled. The students become quickly familiarized with the dialogue because of the used standard. The courseware consists of problems, covering all cognitive domains in the taxonomy of Bloom. The questions related to the cognitive domain 'knowledge' are concerned with the theory dealed with in the lectures and described in the lecturenotes. The preparation of the CAD-input belongs to the cognitive domain 'comprehension'. The use of the CADcalculation comes under the domain 'application'. The restrictions, which are conditions of the elements of the CADinput, belong to the cognitive domain 'analysis'. The variation of the values of the CAD-input, by which a new configuration is treated, and their influence on the results of the calculation belong to the cognitive domain 'synthesis' The qualitative and quantitative judgments of the result of the CAD-calculation belongs to the cognitive domain 'evaluation' A management-system is connected to the training-program. All interactions between student and computer are collected in it. Mainly this information consists of: a student response report, with the exact reponses and explanations; latencytime; messages and the way through the dialogue; and a student status report, by which the teacher can check how far the students are in the course. The student response report is usefull for the preparation of material for the discussion group and for preparing the problems of the written examination. The latencytime is necessary to be sure that the examination problems can be solved by trained students within the available time. In general, the messages and the way through the dialogue are used to evaluate the courseware and the dialogue. By maintaining a student status report, the teacher can see at any moment if the students are performing the exercises and how many exercices they have completed. After finishing the concept of the CAI-training-program, 6 students, who had about finished their study in naval architecture, made a fieldtest. From the results and remarks of these experienced students, the dialogue and courseware of the CAI-program were improved. In a second fieldtest, 18 second year students worked on a voluntary basis with the final program. They also answered the questions of a
- xii -
quéstionaire about ship design and CAI. From the second fieldtest, it was decided that the learningstation has to consist óf .a printer, with an—alphanumerical display so the students can easily work with the standard dialogue. Finally the quéstionaire for the 'evaluation of CAI in CAD' was prepared. THE EVALUATION OF CAI IN CAD The CAI in CAD training-program was used in the first year course to educate the designer, instead of in the second year course for which it was originally developed. The reason for this was a new course development program at the faculty, where the CAI in CAD freeboard-calculation, that was developed, was moved from the second year into the first year. At the beginning of the evaluative investigation that synchronized with the commencement of the lectures in the freeboard-calculation, the students were divided into a controlgroup (KG) of 15 students and an experimental group (EG) of 16 students. It was explained that the students in the KG were instructed in the traditional way and those in the EG should exercise with CAI. At the -end both groups of students got the same examination problems to solve for the sake of the summative evaluation. From the beginning the students in the EG worked harder than those in the KG and achieved sinificant better scores on the examination. The impression obtains that the managementsystem of CAI plays a prominent part, because the" teacher can effectively check the performance of the students. Because of illness of one of the teachers, the students in the KG missed part of the planned exercises, which could have contributed to the significant lower achievement on the examination. An error-analysis provided indications of improvement of the courseware, the management-system.
great value for the dialogue and the
Thé discussion-group was highly appreciated by the teacher and the students who participated. The students joined spiritedly in the discussion. Probably in consequence of the downtime of the computer and/or the slow responsetime, not all students in the EG visited the discussion-group. Therefore the discussion-group has to be made obligatory. The students enjoyed training with adjunct CAI in CAD. From the responses to the questions in the evaluative-questionaire, that was offered to the students at the beginning of the CAIexercise and directly after the examination, it appeared that the attitude towards the speciality ship design and towards the use of CAI remained positive.
- x m
-
An estimate of the total teaching-load showed that the load with CAI was equal to the load in traditional teaching. However CAI ..makes .the ..work of the teacher more meaningful, because of his intensified contact with the students. The experiences of the author with confirmed the existing literature.
adjunct CAI
in CAD
has
RECOMMENDATIONS The development of a CAI-system is an expensive affair, in which experts from different disciplines should be called in for help. Minimal expertise is required ^in the field of informatics, the theory of education and the design of maritime objects using CAD. Because of the general character of the dialogue of CAI in CAD and on account of the costs of the design of a CAI in CAD system, it seems meaningful to organize and to finance the system design acitivities on a central level within the university. Due to the experience obtained with CAI in CAD, recommended to add to the traditional instructional adjunct CAI in phases:
it is system
a.
In the first phase, the teacher has to design problems for a written examination for a limited part of the subject matter in teaching the design process using CAD. All the problems brought together in the examination have to cover the whole cognitive domain in the taxonomy of Bloom. This examination serves as summative evaluation for the subject matter of teaching. In this way, the teacher can discover if his teachingload changes with this systematical approach and can decide to continue with phase 2.
b.
In the second phase, a CAI-management-system is connected to the CAD-system. At the same time a very limited dialogue is developed for the presentation of the problems in the cognitive domains 'comprehension' and 'evaluation'. The teacher also needs a program (later on part of the author-system that will be developed in phase 3) to collect all information from the management-system. In this way the teacher gets experience with adjunct CAI; however in limited amounts. In this phase it is necessary to call in the help of a computer expert in order that the teaching-load of the teacher does not change.
c.
If the teacher is sure of the benefit of adjunct CAI in his teaching, the dialogue can be expanded to all cognitive domains of the taxonomy of Bloom using the instructional events of Gagne. In addition an authoringsystem has to be built for the development and maintenance of courseware in the whole cognitive domain.
In comparison with phases 1 and expensive in terms of investment.
2,
phase
3 is
more
If phase 3 is finished, this means there exists a CAI in CAD for a limited part of the subject matter of teaching. In that case the courseware can be expanded by the teachers of the faculty to other parts of CAD. For the structure is fixed. The authorsystem including the management-system is finished, so that the help of external expertise is not needed anymore. The reader will have noticed, that in the recommendations the interests of the teacher weighs very heavily and it is up to him to go through with it or not. In fact, the teacher can retreat from the experiment in phase 1 and in phase 2, whatever his reason may be. In the authors opinion, it is certainly worthwhile adjunct CAI in the teaching system at university level.
to
incorporate
Hoofdstuk I INLEIDING
Aan de Technische Universiteit Delft is op de afdeling der Maritieme Techniek tussen 1978 en 1986 een onderwijskundig onderzoekprojekt uitgevoerd waaruit moet blijken of, en zo ja in hoeverre, het gebruik van CAI (Computer Assisted Insruction) binnen een CAD (Computer Aided Design) kader- verhelderend kan werken met betrekking tot de' processen die zich afspelen ■ tijdens het technisch ontwerpen, waarbij de computer steeds meer taken van de ontwerper overneemt. Aanleiding tot het onderzoek vormen dan ook de problemen in het oefenen van de intellektuele vaardigheden, die ontstaan zodra de computer wordt toegepast in het ontwerponderwijs. Ontwerpen is een iteratief en interaktief proces, waarin naast tekeningen veel berekeningen worden gemaakt en veel beslissingen worden genomen. In het traditionele ontwerpen zonder computer heeft de ontwerper van maritieme objekten geen tijd om in de regel meer dan enkele alternatieven te onderzoeken. CAD is een goede hulp bij het zoeken naar de beste oplossing, door het met elkaar vergelijken van de vele alternatieve mogelijkheden. Dit kan, omdat van het denkwerk, tekenwerk en rekenwerk, dat in het traditionele ontwerpproces zonder computer allemaal door de ontwerper wordt uitgevoerd, bij CAD het tekenwerk en rekenwerk veel sneller en akkurater wordt uitgevoerd door de computer en de ontwerper zich geheel op het kreatieve denkwerk - voor het nemen van beslissingen - kan koncentreren. Het doel van de toekomstige opleiding van de CAD-gebruiker is dat de studenten kennis en intellektuele vaardigheden opdoen in het gebruik van CAD in situaties, waarin van hen wordt verwacht dat zij een nieuw probleem kunnen oplossen. Zij moeten leren hoe het probleem te ordenen en herordenen, met welke methoden het probleem het beste kan worden aangepakt en tenslotte op welke manier de methoden worden toegepast. In de huidige ontwerpers-opleiding worden de berekeningen met de computer gemaakt, terwijl de ontwerper de beslissingen neemt en de meeste tekeningen op de traditionele manier worden vervaardigd. De scheepsvorm kan via een moedervorm of met behulp van vormkoefficienten met de computer worden gegenereerd. De berekeningsmethoden worden in hoorkolleges gedoceerd. Omdat de studenten daarna met de computer werken, vergeten zij vaak de inhoud van de methode en gaat soms het inzicht verloren. Daardoor ervaren zij het CAD-programraa als een black box en zijn zij in het algemeen niet in staat de uitkomsten van de berekeningen, die met de computer zijn gemaakt, te beoordelen. Daarbij komt nog, dat de komplexiteit van het
- 1 -
moderne scheepsontwerp en die van de rekensoftware zoveel is toegenomen, dat volledig met de hand kontroleren van alle uitkomsten van de computerberekeningen ondoenlijk is. Alleen de essentiële resultaten van de berekening worden nog gekontroleerd. De persoonlijke intuitie, een belangrijk aspekt in het zelfstandig kunnen nemen van de beslissingen in het ontwerpproces, is in hoge mate gerelateerd aan de (ambachtelijke) ervaring van de ontwerper. Door herprogrammeren van het studieprogramma en herstruktureren van de studie is tegelijkertijd met het inschakelen van de computer in het leerproces de tijd voor (tekenjoefeningen in het laatste decennium aanzienlijk gereduceerd. Hetzelfde geldt voor het praktisch werken in het bedrijfsleven om tijdens de studie enige ambachtelijke ervaring op te doen. De vraag is nu: "Hoe kan de student-ontwerper tijdens zijn studie toch genoeg ervaring opdoen in het nemen van beslissingen aan de hand van resultaten van berekeningen, als omwille van tijdsbesparing alle routinematige berekeningen met de computer worden uitgevoerd, waardoor de student het rekenproces snel vergeet?" Een mogelijke didaktische oplossing als antwoord op deze vraag is Keller's methode (zie paragraaf 3.4) van Individuele Studie Systemen (ISS) in het onderwijsleerproces toe te passen met de computer als assistent. Met individuele instruktie leert de student zelfstandig te werken op de tijd, die hem het beste uitkomt. De gekozen CAI methode is: leren door middel van de computer, waarbij de computer wordt gebruikt als toetsend (en onderwijzend) apparaat en als hulp bij studiebegeleiding. Voor het toetsen van kennis en intellektuele vaardigheden in het leren oplossen van ontwerpproblemen is voor de studenten een CAI in CAD oefenprogramma ontwikkeld, bestaande uit een universeel te gebruiken CAI-dialoog en per CAD-programma te ontwikkelen CAI-kursusmateriaal. Het kursusmateriaal van het CAD-rekenprogramma bestrijkt het hele kognitieve gebied en maakt hierbij gebruik van de indeling in zes klassen volgens de taxonomie van Bloom, zie paragraaf 4.5. De dialoog is opgezet volgens het principe van Gagne's negen onderwijsmaatregelen, zie paragraaf 4.6. Ten behoeve van het onderwijskundig onderzoek naar het nut van genoemde CAI in CAD programma zijn de volgende onderzoekvragen geformuleerd: 1.
Worden met CAI in CAD de kognitieve doelstellingen bereikt?
2.
Ervaren docenten en en stimulerend?
3.
Kan CAI in ingepast?
studenten CAI in CAD
CAD funktioneel in het
- 2 -
als zinvol, prettig
onderwijsleerproces worden
Hoofdstuk II DE BEROEPSINHOUD VAN NAVAL ARCHITECT
Het volgende citaat betreffende een korte beschrijving van het beroep van een scheepsbouwkundig ingenieur is overgenomen uit het rapport Wet Herstrukturering W.0. [1976:6&7]: "De huidige scheepsbouwkundig ingenieur is een technischwetenschappelijke nazaat van de oude scheepsbouwmeester. In deze ambachtelijke vakman waren nog geen eeuw geleden de ontwerper, konstrukteur, bouwer, zakenman en vaak ook dereder verenigd. Het vakmanschap van de scheepsbouwmeester kon op (overgeleverde) ervaring gebaseerd zijn omdat de ontwikkeling in grootte en type van de schepen zich in zeer kleine stappen voltrok. Ieder schip was zo een geringe extrapolatie uit het verleden en vormde op zich een ware-grootte experiment waarvan de uitkomst de richting van het volgende stapje aangaf. Eenvoudige rekenmethoden om sommige eigenschappen van het schip reeds voor de bouw te kunnen voorspellen en tegen elkaar af te wegen kwamen pas de vorige eeuw spaarzaam ter beschikking. Toch was een scheepsontwerp ook in die tijd een ingewikkeld kompromis van vele eisen op verschillend gebied, die impliciet tegen elkaar afgewogen werden binnen het gevoel, de intuitie en de ervaring van de enkele scheepsbouwmeester. De grote verschillen met vroeger spruiten voort uit de snelheid waarmee maatschappij en techniek zich, vooral na de tweede wereldoorlog, ontwikkelden en eisen'stelden. De vraag naar snel en goedkoop transport leidde tot scheepstypen, die sprongsgewijs groter en/of sneller werden en/of van gespecialiseerd type waren. Andere aktiviteiten ter zee, zoals de winning van gas en olie, eisten eveneens in hoog tempo zeer speciale, op dat doel gerichte ko'nstrukties. Het produktenskala van de scheepsbouwindustrie is daarmee uitgebreid en omvat nu de meest uiteenlopende eenheden als kontainerschepen, gastankers, supplyschepen, grote tankers voor transport van ruwe olie, pijpenleggers, produktieplatforms, cruise schepen, boorschepen, tanks voor olie-opslag onder water en wat dies meer zij. In veel gevallen wijken de produkten zo ver van alle voorgaande af dat bij ontwerp • en bouw ervaring slechts zeer ten dele bruikbaar is." Het ontwerpen van schepen is derhalve een praktijkgeorienteerde zeer komplexe wetenschap. Er moet rekening worden gehouden met erg veel andere disciplines [Schneekluth,1975]. Het uiterst gekompliceerde produkt, het schip, is een groot kompromis. Hierbij slaat groot volgens
- 3 -
Jaeger [1958] en Langenberg [1984] zowel op de omvang van dit begrip, als op het voorwerp. Het ontwerp is in feite een integratie van vele deelsystemen met ieder hun eigen randvoorwaarden. Het ontwerpen van een schip is een opdracht tot optimaliseren van het te bereiken resultaat, waarbij de ontwerper het toepassingsgebied (bijvoorbeeld de scheepstypen) in aanmerking moet nemen. Hij dient de technisch ekonomisch optimale hoofdafmetingen en verhoudingsgetallen van een schip tezamen met de machinekamerinstallatie, de inrichting en de uitrusting te bepalen. Hij houdt daarbij rekening met de volgende randvoorwaarden: 1.
De speciale eisen van de opdrachtgever, meestal een reder.
2.
Het resultaat moet natuurkundige wetten, eisen.
3.
De ontwerper dient bij zijn ontwerp daarvoor in aanmerking komende wettelijke voorschriften.
4.
Het ontwerp wordt gemaakt volgens de laatste techniek en de ekonomische situatie.
5.
Tenslotte is het nodig, dat het ontwerp technische mogelijkheden van de werf, waar gebouwd en van de toeleveringsbedrijven.
voldoen aan technische,
de algemeen geldende ekonomische en sociale
rekening te houden met de klassevoorschriften en
stand van
de
voldoet aan de het schip wordt
De moeilijkheidsgraad van deze komplexe opdracht met de zo talrijke theoretische en praktische groepen van specifieke problemen is erg hoog. Algemeen geldende en exakte oplossingen zijn tot nu toe niet gevonden en ook niet te verwachten. Daarvoor is alleen al het gemiddelde aantal onbekenden en aangegeven beperkingen te groot en de uitwerking van hun onderling soms tegenstrijdige betrekkingen te talrijk [Henschke,1964 ]. De ontwerpopgave wordt daarom opgelost middels een iteratieproces onder meer of minder beperkende veronderstellingen en vereenvoudigde aannamen [Lyon,1982]. Het hele ontwerpwerk kan worden beschouwd als een opeenvolging van numerieke en niet numerieke processen, iteratief gebruik makend van een enorme hoeveelheid gegevens [Vahl,1972]. De wezenlijke gang van zaken in het ontwerp van een snel vrachtschip met behulp van de computer is door Gallin [1967:271] dan ook als volgt verwoord (waarbij hij uitgaat van de vereiste snelheid): "Es wird die maximale Geschwindigkeit, die das Schiff auf Konstruktionstiefgang unter Probefahrtsbedingungen erreicht, fuer den Entwurf zugrunde gelegt. Falls diese nicht gegeben ist, wird sie aus der dann gegebenen Dienstgeschwindigkeit mit Hilfe eines vorlaufig geschatzten Koeffizienten berechnet und spater auf den richtigen Wert geprüft und iteriert. Zunachst werden die Hauptabmessungen des Schiffes berechnet. Dabei wird entsprechend der schiffbaulichen Praxis von einer kleinsten denkbaren Schiffslange ausgegangen, die im Laufe der
- 4 -
Rechnung erforderlichenfalls schrittweise vergrössert wird. Das Prinzip bei diesem ersten Teil der Entwurfsrechnung ist, dass bei denjenigen Grossen, die nicht unmittelbar berechnet werden können, von geschatzten Werten der jeweiligen Grosse ausgegangen wird und alle Grossen dann mit Hilfe von Iterationsrechnungen schrittweise aufeinander abgestimmt werden, bis sie miteinander harmoniëren. Dieses Herantasten an die richtigen Werte wird durch die Rechengeschwindigkeit des elektronischen Rechners ermöglicht, der innerhalb sehr kurzer Zeit eine grosse Zahl von Iterationsrechnungen bewaltigen kann."
2.1
DE ONTWERPER •
Een (wetenschappelijke) ontdekking is volgens Gagne [1970] het resultaat van probleem oplossende aktiviteiten. Het lijkt alsof de onderzoeker voor de oplossing ;an een probleem plotseling een helder ogenblik krijgt, nadat hij vaak al een hele tijd met het. probleem bezig is geweest. Veel kreatieve onderzoekers beweren, dat zij zich diep in een probleem hebben ingewerkt, zelfs meerdere malen over een erg lange periode. Dit komt onder andere, omdat de onderzoeker wel eerst kennis moet hebben van de basisregels, die nodig zijn, om de oplossing mogelijk te maken. Ontwerpen van schepen is, evenals wetenschappelijk onderzoek, een probleemoplossende aktiviteit, waarin vele deelgebieden moeten worden samengevoegd om het concept van een maritiem objekt tot stand te kunnen brengen. Het meest waardevolle deel in het ontwerpproces is dat deel dat plaats vindt in het brein van de ontwerper en zelfs gedeeltelijk buiten zijn bewustzijn om gebeurt. Wat in deze black box plaats vindt is volgens Jones [1973] als volgt samen te vatten: 1.
Het produkt van de ontwerper ontstaat uit de informatie, die hij (recentelijk) over het probleem heeft vergaard en door de. ervaring, die hij heeft opgedaan met vroegere problemen.
2.
Zijn kreativiteit kan hij vergroten door zijn ideeën een poosje voor zich te houden, maar met de konsekwentie dat hij naderhand niet meer precies kan verklaren hoe de oplossing tot stand kwam.
3.
Zijn vermogen tot produceren van resultaten die van belang zijn voor het oplossen van het probleem, is afhankelijk van de tijd om dingen te proberen en te trachten het probleem te struktureren. Tijdens soms lang en schijnbaar vruchteloos zoeken naar een oplossing kan hij plotseling een ingeving krijgen het probleem zo te struktureren dat de konflikten binnen het probleem uit de weg worden geruimd. Dan wordt een ingewikkeld probleem zodanig vereenvoudigd, dat het kan worden opgelost.
- 5 -
4.
Om de kans te vergroten, dat een probleem in elk geval wordt opgelost, is het zaak de manier, waarop het probleem in de menselijke black box-wordt-geordend, onder kontrole te hebben.
Vanuit de systematische probleemaanpak gezien is de ontwerper een glass box, waarbinnen een volledig rationeel proces kan worden verklaard. De kenmerken van de glass box methode worden hieronder vermeld: 1.
De werkwijze wordt van te voren vastgelegd en verloopt gewoonlijk volgens een bepaald patroon, waarin ook parallelle, voorwaardelijke en iteratieve bewerkingen een plaats kunnen hebben.
2.
Doelen, variabelen, randvoorwaarden en kriteria worden van te voren vastgesteld in de ontwerpfase: de analyse.
3.
De analyse is goeddeels afgerond, nagestreefd, voordat naar een oplossing synthese wordt gezocht.
4.
De evaluatie van het ontwerp geschiedt voor gedeelte schriftelijk en logisch.
dat is tenminste door middel van een
het
grootste
Het merendeel van de ontwerpmethoden berust op extern uitwerken van het denkwerk, dat zich in de black box afspeelt. Deze methoden hebben daarom meer te maken met de rationele glass box dan met de mysterieuze black box benadering.
2.2
HET ONTWERPPROCES
Volgens Jones [1973], Lorentz e.a. [1976] en Nijhuis [1984] wordt het ontwerp in de volgende drie fasen gekreeerd, te weten: analyse, synthese en evaluatie. Jones [1973:63] beschrijft deze drie essentiële fasen in het ontwerpproces in eenvoudige bewoordingen als "breaking the problem into pieces", "putting the pieces together in a new way" en "testing to discover the consequences of putting the new arrangement into practice". Eames en Drummond [1976] gebruiken andere benamingen voor de indelingsfasen van het ontwerp, maar hun uitwerking komt ook neer op de drie genoemde fasen. De auteur is van mening, dat het ontwerpproces in de maritieme techniek ook in deze drie fasen kan worden ingedeeld en heeft daarbij gebruik gemaakt van de beschrijvingen van het ontwerpproces door Andrews [1985] en Cardo e.a. [1986]. De tijd, die de ontwerper besteedt aan de ontwerpfasen analyse en evaluatie, zou volgens Jones moeten worden vergroot en de inspanning voor de synthese moet worden teruggebracht. Met CAD kan deze bewering worden waar gemaakt, omdat het iteratieproces in de synthesefase automatisch door de computer wordt uitgevoerd. Omdat de computer in het ontwerpproces wordt toegepast, wordt eerst een beknopt overzicht gegeven van het CAD-gereedschap, dat hoofdzakelijk bestaat uit een CAD-tekensysteem en CAD-rekenprogramma's. De laatste
- 6 -
zijn weer onder te . verdelen in schattingsmodellen, ontwerpmodellen, stuurmodellen en rekenmodellen. -Ken-tekensysteem wordt.in.CAD gebruikt voor het uitwerken en modificeren van de tekeningen, die nodig zijn voor de onderhandelingen tussen werf en reder, het technisch ontwerp etc. Schattingsmodellen zijn berekeningsmethoden, die geen exakte resultaten opleveren. Enkele voorbeelden van schattingsmethoden in de maritieme techniek zijn: hydrostatica, het bepalen van weerstand en voortstuwingskarakteristieken, energiebalans, ruim- en tankinhouden, het (lege) scheepsgewicht, bewegingen, bouwkosten én operationele kosten. Het ontwerpmodel is eigenlijk niet veel meer dan een procedure of subroutine, waarin de schattingsmodellen in een bepaalde volgorde, onder andere afhankelijk van het scheepstype, zijn gerangschikt. Met het ontwerpmodel worden de waarden berekend, die uiteindelijk overeen moeten komen met de rederseisen. Het stuurmodel wordt gebruikt om door systematisch variëren de hoofdafmetingen en/of koefficienten van het schip te schatten. Het zijn zuiver wiskundige methodieken. Met een stuurmodel wordt het iteratieproces in de synthesefase geregeld. •• ■ Rekenmodellen zijn eigenlijk'de berekeningsmethoden, die voor een groot deel al in het traditionele ontwerpproces werden toegepast. Enige voorbeelden van rekenmodellen: transformatie-lijnenplan, capaciteitenplan, capaciteiten-hulpwerktuigen, . ' hydrostatische berekeningen, energiebalans, kromme van ruiminhouden, beladingstoestanden, bewerkt grootspant volgens klassevoorschriften, (langsscheepse) sterkteberekeningen. In de analysefase van het ontwerpproces -begint de ontwerper met het verzamelen van informatie. De hoofdkenmerken van het ontwerp worden in groepen bij elkaar gezet. Voor iedere groep worden specifieke gegevens berekend, die dienst zullen doen als bouwstenen in het iteratieproces van de synthesefase. De belangrijkste ontwerpeisen en -kriteria worden onderzocht. In de analysefase wordt nog geen nieuw probleem opgelost. De ontwerper voert de analyse alleen zover uit, dat hij het nieuwe probleem veilig in een zo kort mogelijke tijd met zo min' mogelijk berekeningen en tekeningen kan oplossen. Daarom probeert hij het grote aantal variabelen in het ontwerpproces te beperken tot een bruikbaar aantal onafhankelijke variabelen. Afhankelijk van zijn ervaring zal de ontwerper in de analysefase van het ontwerpproces daarna de volgende werkzaamheden verrichten (zie figuur 1
): 1.
.•
;
Uit de analyse van de rederseisen. wordt op grond van hoofdkenmerken, ontwerpeisen en -kriteria informatie uit de vakliteratuur verzameld, zodat de ontwerper op de hoogte is van de laatste stand van de techniek met betrekking tot het specifieke scheepstype (of een ander maritiem objekt).
- 7 -
L
REDERSEISEN SCHEEPSTYPE
"T VERGEL I JKING5SCHEPEN
7
LU
tn LL LU
ALTERNATIEVEN VERGELIJKEN
KEUZE BASI55CHIP
cn >-
I
KEUZE 'SCHATTINGSMODELLEN' ERVAR1NG5K0EFF1CIENTEN
I
7 3 1 ÏËTT7 GESCHATTE HOOFDAFMETINGEN
ZL
L
Q
z:
C0NCEPTDEF1N1TIE
SCHETS 'ALGEMEEN PLAN
I T
'5TUURM0DEL'
LU
'ONTWERPMODEL"1"
u_
tn
LU LH LU X
VOORONTWERP TECHNISCHE BEREKENINGEN S
>LH
TEKENINGEN
0<3 LU
cn LL. LU
NEE
GEDETAILLEERDE BEREKENINGEN, TEKENINGEN EN BE5CHRIJVING
/ ^
T
OFFERTE-ONTWERP
1
< Figuur 1:
ONTWERPPROCES
- 8 -
LU
/ )
2.
De informatie wordt overzichtelijk bij elkaar geplaatst in een lijst met vergelijkingsschepen, waarmee de ontwerper in een oogopslag een indruk krijgt van de karakteristieken van het scheepstype, waarvan hij een nieuw ontwerp gaat concipiëren. Met behulp van de lijst van vergelijkingsschepen worden ook grafieken getekend voor het schatten van de eerste hoofdafmetingen. Door middel van regressieanalyse is het zelfs mogelijk voor het schatten van de eerste hoofdafmetingen (lengte, breedte, holte en diepgang) formules te ontwikkelen [Weenig,1983].
3.
Het vergelijkingsschip met de meeste informatie wordt meestal gebruikt als basisschip, dat, waar nodig, wordt nagerekend met de schattingsmethoden. Verschillen tussen berekening en werkelijkheid worden ervaringskoefficienten genoemd. Deze dienen ervoor om de resultaten met de schattingsmethoden aan te passen aan de realiteit. In geval van twijfel kan de ontwerper verschillende aspekten, bijvoorbeeld bij de beladingstoestanden: de stabiliteit en de trim nader onderzoeken.
Het resultaat van dit onderzoek wordt samengevat in de conceptdefinitie. De ontwerper heeft nu ervaringskoefficienten ter beschikking en informatie' voor het bepalen van het startpunt van het iteratieproces in de synthesefase. Verder heeft hij tevens een idee van een geschikte indeling voor het nieuwe ontwerp voor ogen. In de tweede ontwerpfase, de synthesefase, wordt het probleem opgelost. Er wordt een nieuw maritiem objekt gekreerd, dat voldoet aan de belangrijkste rederseisen. De ontwerper is er nu in geïnteresseerd de beste konfiguratie te kreeeren, die voldoet aan.de rederseisen. In een haalbaarheidsstudie probeert de ontwerper een set mogelijke oplossingen te vinden. De hoofdafmetingen en de scheepsvorni van het ontwerp worden bepaald. De synthesefase is eigenlijk de kritieke fase in het ontwerpproces. De schattingen, die in de synthesefase 'worden gemaakt, worden in drie stappen uitgevoerd (zie figuur 1 ) : 1.
Met of zonder hulp van de grafieken uit punt 2 van de analysefase worden de startwaarden van de hoofdafmetingen voor het iteratieproces gekozen. Doordat de ontwerper in de analysefase een indeling heeft gekozen, kan hij de overgebleven variabelen zo als parameters iri het iteratieproces van het voorontwerp konstant houden.
2.
Met de hoofdafmetingen en in de analysefase aangenomen scheepsindeling is het mogelijk een schets algemeen plan van het ontwerp te tekenen. • ' -
3.
De ontwerper kontroleert met behulp van de schattingsmethoden uit de analysefase of de eerste schatting een bevredigend resultaat oplevert, waarmee het probleem het schip te ontwerpen, dat aan de rederseisen en randvoorwaarden (zie blz 4) voldoet, is opgelost. Als dat niet zo blijkt te zijn, zal
-9 -
hij de hoofdafmetingen en/of vormkoefficienten wijzigen en opnieuw kontroleren of zijn wijzigingen een ontwerp oplevert, dat dichter in. de buurt van de rederseisen komt. Dit deel van het iteratieproces kan met CAD geheel automatisch door de computer worden uitgevoerd. De uiteindelijk bepaalde hoofdafmetingen en de scheepsvorm worden verkregen met behulp van stuurmodellen, waarmee de hoofdafmetingen systematisch worden gevarieerd. Daarbij worden via ontwerpmodellen de in de analysefase gekozen schattingsmodellen gebruikt. Het resultaat van de synthesefase is een voorontwerp, waarvan de hoofdafmetingen en de scheepsvorm met het iteratieproces zodanig zijn bepaald, dat het resultaat voldoet aan de rederseisen. Het is echter nog niet zeker, dat hiermee het probleem ook technisch is opgelost, d.w.z. voldoet aan alle randvoorwaarden. Dat komt, omdat het iteratieproces is uitgevoerd met schattingsmodellen, die zijn gekorrigeerd met ervaringskoefficienten en derhalve geen exakte berekeningsresultaten opleveren. De evaluatiefase van het ontwerpproces is een kontrole en beoordeling van het technisch ontwerp. Er worden theoretische berekeningen en tekeningen gemaakt van het technisch ontwerp. Een aantal tekeningen worden voorgeschreven door de klassifikatiemaatschappijen. Hieronder worden bijvoorbeeld gerekend: het kapaciteitenplan, hydrostatische grafieken, konstruktietekeningen, beladingstoestanden, elektrische schema's en mechanische schema's. De ontwerper kontroleert in elk geval de volgende drie punten (zie figuur 1 ) : 1.
Blijkt achteraf, dat de vereiste transportkapaciteit (draagvermogen, laadruimhoud en snelheid) niet wordt bereikt, doordat de resultaten van de exakte berekeningen niet met de schattingen overeenkomen, dan moeten de ervaringskoefficienten worden bijgesteld.
2.
Alle beladingskondities, waaronder het schip moet opereren, inklusief die uit het iteratieproces, worden gekontroleerd. Blijkt het ontwerp in een van de beladingstoestanden bijvoorbeeld een trim te hebben, die niet voldoet aan de eisen van de klassevoorschriften en/of wettelijke voorschriften (trim voorover of teveel achterover), dan zal de ontwerper de scheepsindeling en/of de ligging van het drukkingspunt moeten wijzigen.
3.
De ontwerper kontroleert ook of met het schip veilig kan worden gevaren. Voor bepaalde maritieme konstrukties worden de bewegingen in golven aan een nader onderzoek onderworpen. Eventueel wordt de vorm van deze konstruktie verbeterd met modelproeven.
Als uit de kontroles naar voren komt, dat met de schatting in de synthese het probleem niet bevredigend is opgelost, doordat bijvoorbeeld de ervaringskoefficienten en/of de scheepsindeling en/of de scheepsvorm moet(en) worden veranderd, dan dient het voorontwerp met deze
- 10 -
korrektie(s) opnieuw te worden gemaakt, gevolgd door een nieuw technisch ontwerp. Interaktief worden de parameters dan veranderd. Het iteratieproces wordt net zo lang voortgezet, totdat een bevredigende oplossing voor de rederseisen is gevonden en aan alle randvoorwaarden wordt voldaan. Het ontwerpproces wordt tenslotte afgesloten met het offerte-ontwerp, waarvoor gedetailleerde berekeningen, tekeningen (algemeen plan, konstruktieplan en machinekamerplan) en een beschrijving (bestek) worden gemaakt.
2.3
HET HEDEN: REKENEN MET EN TEKENEN ZONDER DE COMPUTER
Jones [1973] is tot de konklusie gekomen, dat het een rationele gedachte is om aan te nemen, dat vakbekwame handelingen, onbewust worden gekontroleerd en het is irrationeel te verwachten dat ontwerpen volledig rationeel kan worden verklaard. In de praktijk komt de bewering van Jones hierop neer, dat alleen tekenen en rekenen met een CAD-systeem kunnen worden uitgevoerd, maar dat het kreatieve denkproces, dat aan de beslissingen ten grondslag ligt, voor rekening van de ontwerper blijft. De ontwikkeling van ontwerpen zonder computer naar computer gesteund ontwerpen heeft laten zien, dat Jones het bij het rechte eind heeft gehad. Het kreatieve denkwerk zal wel altijd voor de ontwerper blijven. De huidige stand van zaken is, dat met de computer de tijdrovende routinematige berekeningen worden gemaakt, terwijl de ontwerper het denkwerk doet, de beslissingen neemt en verreweg de meeste tekeningen vervaardigt met de konventionele middelen als tekentafel, tekenpennen, etc. Sinds het midden van de jaren vijftig gebruikt men de computer als gereedschap bij het tot stand komen van een scheepsontwerp. De. computer werd eerst in de evaluatiefase ingezet, omdat het gemakkelijk was de tijdrovende, steeds terugkerende routine berekeningen daarmee te maken. Het zijn eigenlijk de rekenintensieve programma's voor het carenediagram, de beladingskondities, ruiminhoud, klassevoorschr.iften, etc. De mogelijkheden van de computer, die hiermee aan het licht kwamen, veroorzaakten de behoefte aan meer en betere wiskundige procedures ten behoeve van algemeen bruikbare methoden en betere resultaten. Bovendien kunnen nieuwe berekeningsmethoden worden toegepast, zoals het maken van sterkteberekeningen met behulp van de eindige elementen methode. Wat het tekenen betreft, is de ontwikkeling van de lokale hardware veel langzamer gegaan. Pas de laatstse jaren is de hardware zodanig verbeterd, dat op grafische beeldschermen nauwkeurig kan worden getekend. Tot nu toe werden in de scheepsbouw alleen de scheepsvorm en de resultaten van de hydrostatische berekeningen in de batch met de plotter van een casual mainframe getekend. Tegenwoordig is er veel meer hardware lokaal aanwezig, .dan enige jaren geleden, toen deze slechts bestond uit een terminal per gebruiker.
- 11 -
De zogenaamde "natte vinger" methoden voor het schatten van de hoofdafmetingen van het voorontwerp met de rekenschuif in de synthesefase zijn erg onnauwkeurig. Het is ook niet mogelijk om zonder computer een groot aantal iteraties te maken, omdat dit teveel tijd kost. Door de iteraties uit te voeren met de computer, meende Saarilahti reeds in 1973, dat de resultaten van de schattingen in de synthesefase aanmerkelijk kunnen worden verbeterd. Gallin heeft het iteratieproces voor het schatten van het voorontwerp van een 10000 tons vrachtschip met een snelheid van 21 knopen al in 1967 geautomatiseerd. Hij heeft daarbij gebruik gemaakt van de ideeën van Murphy, Sabat en Taylor [1963]. Later heeft Kupras voor andere scheepstypen het iteratieproces geprogrammeerd [1984]. Tot op heden werden de onderzoekresultaten niet in de praktijk toegepast, omdat met de hardware niet interaktief grafisch kon worden gewerkt. De tijd was blijkbaar nog niet rijp om de computer in te zetten voor het ingewikkelde iteratieproces in de synthesefase.
2.4
DE TOEKOMST: REKENEN EN TEKENEN MET DE COMPUTER
De CAD-software in de maritieme techniek zal naast de reeds in gebruik zijnde rekenmodellen, gaan bestaan uit schattingsmodellen, ontwerpmodellen, stuurmodellen, specifieke maritieme tekensoftware en een turnkey tekensysteem. Door de computer ook in te schakelen voor het maken van tekeningen en berekeningen in het ontwerpproces is de methode van ontwerpen veel systematischer geworden. Afhankelijk van het iteratieproces, dat wordt toegepast in de synthesefase, zijn de schattingsmodellen in de meeste gevallen gebaseerd op benaderingsmethoden, die minder invoervariabelen nodig hebben dan-de rekenmodellen. Dit heeft korte interaktie- en rekentijden tot gevolg. Voor. de scheepsbouw is het stroken van het lijnenplan en het tekenen van de konstruktie een essentieel onderdeel. Dit deel van het ontwerpproces is meestal ondergebracht in de CAM pakketten, - zoals Autokon [Oian,e.a,,1983] en Schiffko [Verhasselt,1985], die bij nederlandse werven in gebruik zijn. Beide pakketten zijn speciaal ontwikkeld voor de maritieme techniek. Een turnkey tekensysteem (d.w.z. een systeem dat gereed voor gebruik wordt afgeleverd) voor CAD [Ikonen,1985] kan een heel belangrijke bijdrage leveren in het uitwerken en modificeren van de tekeningen, die nodig zijn in alle fasen van het ontwerpproces. Voor de rekenmodellen is in het algemeen een computer met een groot werkgeheugen nodig en een snelle processor om een korte wachttijd te kunnen garanderen en voor de interaktieve ontwerpprogramma's, die veelal weinig geheugen gebruiken, is een snelle processor met een kleiner werkgeheugen voldoende. Aan de afdeling der Maritieme Techniek is voor geintegreerde CAD gekozen voor een werkstation gekoppeld aan een dedicated minicomputer (dit is een computer met een beperkte kapaciteit, die slechts voor een soort toepassing wordt gebruikt), die op zijn beurt weer wordt verbonden aan
- 12 -
een casual mainframe (dit is een grote computer, die voor meerdere toepassingen tegelijkertijd wordt gebruikt). De minicomputer wordt ingezet voor de ..berekeningen in het. voorontwerp en in het technisch ontwerp, die niet teveel rekentijd vergen. Daarnaast wordt het grafische werk en alle andere interaktieve werkzaamheden bij pre- en post processing van bijvoorbeeld de .rekenmodellen ook gedaan met de minicomputer. Het zware rekenwerk zelf wordt uitgevoerd op de mainframe. Een korte wachttijd is een essentiële eis voor een gebruikersvriendelijk CAD systeem. Voor de ontwerper is de lokale hardware het deel, waar hij direkt mee te maken heeft. Bij een geintegreerd CAD systeem [Biran,1986] wordt de terminal vervangen door een werkstation, bestaande uit tenminste, een karakter beeldscherm, een grafisch beeldscherm, een lokale printer een een harcopy unit. Daarbij zal de CAD-gebruiker voor de interaktie met het CAD-systeem bijvoorbeeld de beschikking krijgen over een toetsenbord met joystick voor plaatsbepaling op het beeldscherm, een menutablet als aanvulling op het toetsenbord voor specifieke opdrachten en een digitiser voor het lezen van met de hand vervaardigde tekeningen in het computergeheugen.
2.5
SAMENVATTING
Vanuit een kreatief standpunt bekeken komt de ontwerper op de buitenwereld over als een black box waaruit plotseling een nieuw idee te voorschijn komt. Het ontwerpproces is echter volledig te verklaren, ook als de ontwerpers in de praktijk soms niet in staat zijn een overtuigende verklaring te geven van alle beslissingen die zij hebben genomen. Het ontwerpproces in de maritieme techniek kan in principe in drie fasen worden uitgevoerd: analyse, synthese en evaluatie. De concept-definitie is het resultaat van de analysefase in het ontwerpproces, waarin de opdracht wordt geanalyseerd, de vakliteratuur wordt bestudeerd en met een bestaande configuratie ervaringskoefficienten worden bepaald voor schattingsmethoden. Het eigenlijke oplossen van het ontwerpprobleem begint in de synthesefase, waarin het voorontwerp met een iteratieproces wordt geconcipieerd. Het iteratieproces wordt geregeld met een stuurmodel, waarin met de schattingsmodellen, die in een bepaalde volgorde in een ontwerpmodel zijn gerangschikt, wordt gekontroleerd of aan de redersopdracht en overige eisen wordt voldaan. In de evaluatiefase wordt het technisch ontwerp gemaakt, dat bestaat uiteen technische beschrijving van het ontwerp en een aantal gedetailleerde kontroleberekeningen, die worden uitgevoerd met rekenmodellen, waarmee het voorontwerp verder wordt uitgewerkt. De beschrijving, het bestek, is tevens de basis voor de bouw van het maritieme objekt. Het gereedschap van rekenmachine, een tekenbenodigdheden.
de ontwerper bestond uit een rekenschuif, een tekentafel
- 13 -
mechanische en andere
De tijdrovende routinematige berekeningen, die vroeger met de mechanische rekenmachines werden gemaakt, zijn inmiddels vervangen door de nieuwe-rekentechnieken, met. - de computer. Bovendien kunnen nu ingewikkelde berekeningen worden gemaakt, die zonder computer niet mogelijk zijn. In de toekomst zal de tekentafel meer en meer worden vervangen door een werkstation, waarmee de tekeningen met de computer worden vervaardigd. Deze apparatuur zal de ontwerper de kans geven zich volledig met het kreatieve denken en het nemen van beslissingen bezig te houden, omdat ook het interaktieve iteratieproces in de synthesefase met de computer zal worden uitgevoerd. De komplexiteit van het ontwerpproces zal met deze nieuwe techniek echter beduidend groter worden. Aan de kennis en intellektuele vaardigheden van de ontwerper, om de problemen met deze geavanceerde apparatuur op te kunnen lossen, zullen nieuwe eisen worden gesteld.
- 14 -
Hoofdstuk III DE OPLEIDING VAN DE NAVAL ARCHITECT.
In Nederland zijn er op vier niveaus technische opleidingen, te weten het lager technisch onderwijs (LTS), het middelbaar technisch onderwijs (MTS), het hoger technisch onderwijs (HTS) en het technisch wetenschappelijk onderwijs (TU). In de twee laatstgenoemde opleidingen komt het ontwerpproces aan de orde. Op de HTS leren de studenten naast technisch tekenen tevens komplexe technische berekeningen te maken. Op de TU wordt het accent meer op de theorie gelegd dan op de praktische toepassing, zoals op de HTS. Door de meer theoretische benadering van de techniek leert de student gefundeerd beslissingen te nemen bij het oplossen van komplexe technische problemen, zoals het scheepsontwerp. De algemene doelstelling van TU-opleiding is verwoord in artikel 1 van de wet op het wetenschappelijk onderwijs (WWO, suppl. 39, sept 81, B-3]: "Wetenschappelijk onderwijs omvat de vorming tot zelfstandige beoefening der wetenschap en de voorbereiding tot het bekleden van maatschappelijke betrekkingen, waarvoor een wetenschappelijke opleiding vereist is of dienstig kan zijn, en bevordert het inzicht in de samenhang van de wetenschappen." De 5-jarige scheepsbouwopleiding was tot 1982 ingedeeld in een 3-jarige basisstudie gevolgd door een 2-jarige specialisatiefase. De basisstudie was onderverdeeld in een 1-jarige propaedeutische fase en een 2-jarige kandidaatsfase, de daaropvolgende periode bestond uit een 1-jarige kollegefase en een 1-jarige afstudeerfase. Voor de propaedeuse golden de volgende eindtermen: 1.
de student heeft gehad;
een
introduktie
in de
basiswetenschappen
2.
de student heeft een zodanige introduktie in inhoud, methoden en samenhang van het eigen vakgebied gehad, dat hij zich een idee kan vormen over aard en inhoud van het gehele gebied.
Het kandidaatsmoment diende om onder andere te kontroleren of aan de volgende eindtermen werd voldaan [Voorstel ex. art. IV Wet Herstructurering W.O.,1976]: .1.
De student heeft een brede, maar globale kennis van de basiswetenschappen en de afgeleide wetenschappen en kan deze bij eenvoudige problemen toepassen.
- 15 -
2.
De student heeft een brede, maar globale kennis van de maritieme techniek en kan deze problemen zelfstandig . toepassen..Bij een.eenvoudig -totaalprobleem heeft hij zijn kennis en vaardigheid synthetiserend leren verwerken, zij het onder begeleiding.
Uit de analyse van de beroepsinhoud en de eindtermen van de opleiding tot maritiem ingenieur in Delft, de enige wetenschappelijke scheepsbpouwopleiding in Nederland, zijn de volgende hoofdlijnen gedestilleerd ten behoeve van de opbouw van het programma [Wet Herstructurering w.o., studierichting scheepsbouwen scheepvaartkunde,1976:35]: 1.
"De opleiding moet gericht zijn op ontwikkeling van denkvermogen. Dit houdt in dat o.a. grote aandacht geschonken moet worden aan oefening in analyseren en synthetiseren.
2.
De overgedragen kennis moet zoveel mogelijk waardevast zijn en moet daarom zoveel mogelijk stoelen op fundamentele kennis en inzicht.
3.
Vanuit het fundamentele inzicht moet een breedheid worden opgebouwd door een uitgebreide introduktie in andere kennisgebieden (disciplines) en het brede scala van maritieme objekten.
4.
De breedheid van de beroepsinhoud en de opleiding impliceert dat sterke aandacht geschonken moet worden aan de onderlinge relaties van kennisonderwerpen door het systeemtechnisch denken te stimuleren.
5.
Omdat de afgestudeerde direkt "maatschappelijk bruikbaar" moet zijn, moet in de opleiding een belangrijke ruimte aan de ontwikkeling van toepassingsvaardigheden gegeven worden.
6.
Bij de toepassingsvaardigheden zal het element vernieuwing een vooraanstaande plaats moeten innemen. Ook de kennisoverdracht zal hiermee doordrenkt moeten zijn door het overbrengen van een kritische geesteshouding, het steeds uitwerken van de vraag "waarom ", en het stimuleren van systematisch evaluerende kreativiteit.
7.
De opleiding moet onderzoekgericht zijn om te kunnen bijdragen tot de ontwikkeling van het vakgebied.
8.
Door kombinatie van fundamenteel inzicht met toepassingsvaardigheden moet aan het eind van de studie een hoog wetenschappelijk niveau verkregen zijn."
In 1982 is een start gemaakt met een 4-jarige opleiding. De studenten die in 1982 met de studie voor scheepsbouwkundig ingenieur zijn begonnen waren de eerste die de geherstruktureerde opleiding volgden. In de Handleidingen van 1982 tot en met 1986 staan het oude en het nieuwe
- 16 -
studieprogramma naast elkaar, omdat er tussen 1982 en 1986 sprake was van een overgangsperiode, waarin het 5-jarige programma en het 4-jarige programma.naast - elkaar werden.gedoceerd.. ..Het afsluitend onderzoek is uitgevoerd met studenten, die de 4-jarige opleiding volgden. Ontwerpen was als volgt in het 5-jarige studieprogramma ingepast. In het eerste studiejaar werd een inleidend kollege gegeven over het vakgebied, waarvoor een heel klein deel (3%) van de eerste jaars studielast ter beschikking stond. Het tweede studiejaar voor ontwerpen deed dienst als voorbereiding op het eigenlijke ontwerpproces, door de student kennis en intellektuele vaardigheden bij te brengen in het oplossen van deelproblemen, die zich voordoen bij het ontwerpen van een schip. De studiebelasting was laag (5.5%). In de basisstudie lag het accent van ontwerpen in het derde studiejaar, waar de studenten een kwart (24.5%) van de studielast besteedden aan ontwerpen. De student leerde het iteratieproces van technisch ontwerpen toe te passen, waarbij de kennis en intellektuele vaardigheden, opgedaan in het tweede studiejaar, werden toegepast door het maken van een ontwerpoefening, die in twee delen werd gemaakt. Het eerste deel betrof het voorontwerp en werd afgerond met een interimrapport. Het tweede deel betrof een deel van het technisch ontwerp en werd afgerond met een eindrapport. In de beoordeling van het eindrapport werd tevens het cijfer van het interimrapport betrokken.
3.1
DE HUIDIGE OPLEIDING IN ONTWERPEN
De kennis van ontwerpen was vroeger alleen gericht op het ontwerpen van schepen. Tegenwoordig is het vakgebied verbreed naar ontwerpen van maritieme objekten en heeft dan tevens betrekking op off-shore konstrukties, zoals drijvende booreilanden [Goldan,1985]. De doelstelling van het onderwijs in ontwerpen is, dat de studenten intellektuele vaardigheden (vaardigheden om kennis te hanteren en toe te passen) krijgen in het gebruik van ontwerpmethoden in situaties, waarin van hen wordt verwacht dat zij in staat zijn een nieuw probleem op te lossen. Zij moeten het probleem kunnen organiseren en reorganiseren en weten welke methode geschikt is om het vraagstuk aan te pakken, zich de methode kunnen herinneren en tenslotte weten hoe die toe te passen. De didaktische werkvormen in het vakgebied ontwerpen bestaan tot nu toe in hoofdzaak uit de onderwijsaktiviteiten doceren en' zelfstandig leren probleem oplossen. Tot de onderwijsaktiviteiten behoren ook het schrijven van diktaten voor kolleges en instrukties, het geven van kolleges en insrukties met de doceermethode in klassikaal verband in groepen van 30 a 40 studenten [Gage,1975], het samenstellen van de opgaven voor de tentamens, het opstellen van opgaven voor en de individuele studiebegeleiding bij de ontwerpoefening. In de instrukties wordt het accent van de aktiviteiten van de docent meer gelegd op het voormaken van problemen, die bij het tentamen aan de orde kunnen komen. De instrukties worden klassikaal verzorgd. Op de instrukties wordt een probleem uitgewerkt van de onderwerpen, die op
- 17 -
kollege zijn behandeld, als voorbereiding dergelijke opgaven kunnen worden veTwacht.
op
het
tentamen,
waar
Het inleidende kollege Maritieme Techniek in het eerste studiejaar omvat het hele gebied der Maritieme Techniek. Van het ontwerpen worden hierin de eerste beginselen behandeld. In het tweede jaars kollege in ontwerpen wordt de algemene strategie van het ontwerpproces gedoceerd. Schattingsmodellen en rekenmodellen met de traditionele methoden komen aan de orde. Alle tekeningen, die voor het technisch ontwerp worden gemaakt, worden in dit kollege behandeld. In instrukties worden enige berekeningsvoorbeelden gedemonstreerd met schattingsmethoden in het ontwerpproces. In het derde studiejaar worden er twee didaktische werkvormen toegepast, te weten: -kolleges en instrukties, die worden onderwezen met de doceermethode en worden aangevuld met de demonstratiemethode; -de ontwerpoefening, wat betekent zelfstandig studeren met studiebegeleiding. Bij het kollege ontwerpen in het derde studiejaar wordt ingegaan op de ontwerpbijzonderheden van verschillende scheepstypen en andere maritieme objekten dan schepen. Verder worden enige bijzondere onderwerpen, waaronder ekonomische berekeningen en computer aided ship design, globaal behandeld. Alle kennis is in.het derde studiejaar aanwezig om onder begeleiding een eenvoudig scheepsontwerp te kunnen maken. De mate van uitwerking is wel minder dan in de praktijk in het algemeen gebruikelijk en gewenst is [Wet Herstructurering w.o., studierichting scheepsbouw- en scheepvaartkunde,1976;Handleiding,1983]. Bij zelfstandig leren krijgt de student een taak waaraan hij een betrekkelijk lange tijd moet werken, zonder dat de docent uit eigen initiatief aanwijzingen of hulp verstrekt. De ontwerpoefening is zo'n individueel projekt, waarbij elke student een aparte opgave krijgt, die hij geheel alleen moet uitwerken. Iedere student moet een ontwerp maken van een van de scheepstypen, die er zijn. Dit technisch ontwerp wordt als een integrerend bestanddeel van de basisstudie beschouwd. Het sluitstuk van het didaktisch proces bestaat uit het bepalen van de resultaten door het meten van de toetsresultaten, beoordelen en beslissen. De kontrole, of de doelstellingen met kolleges en instrukties ziin bereikt, gebeurt met een tentamen. Door middel van selektie wordt vastgesteld, welke studenten, wat betreft het vak ontwerpen, toegelaten kunnen worden tot het vervolg van de opleiding. De samenhang tussen meten, beoordelen en beslissen is hierna in schema weergegeven. Beslissing van de D-O-C-E-N-T TOETSRESULTAAT
>BEOORDELING
selektieve meting ■
>voldoende >onvoldoende
>BESLISSING
:
- 18 -
>bevorderen >niet bevorderen
Het tentamen ontwerpen wordt pas afgenomen, nadat de kolleges en instrukties aan.de orde zijn geweest en duurt in totaal drie • uur. De docent-kontroleert. .vervolgens, het., toets resultaat en beoordeelt of dit voldoende of onvoldoende is; waarna wordt besloten of de student al dan niet wordt bevorderd. De toetsvorm zou de volledige leerstof van ontwerpen moeten dekken en bestaat uit twee delen, te weten: Ie deel - 3 a 4 open vragen uit de gehele stof, zonder gebruik te maken van boeken en/of aantekeningen (beschikbare tijd: 1 uur). 2e deel - ontwerpproblemen, met gebruikmaking, van boeken en/of aantekeningen. Het tweede deel betreft een praktijkprobleem, waaraan in een tijdsbestek van twee uur de intellektuele vaardigheden in het gebruik van de theorie worden getoetst. Deze wijze van tentamineren wordt toegepast zowel in het tweede als in het derde studiejaar. De toetsvorm van de derde jaars ontwerpoefening bestaat tevens uit een interimrapport en een eindrapport, tezamen met een aantal tekeningen. Het cijfer dat op grond van deze rapporten en de bijbehorende tekeningen wordt gegeven is een zelfstandig tentamencijfer [Handleiding,1983].
3.2
NAAR DE GEWENSTE OPLEIDING VAN DE CAD-GEBRUIKER
Voor het ontwikkelen van een visie op de toekomstige opleiding is gebruik gemaakt van de inzichten van David [1981]. Het onderwijs in CAD bestrijkt eigenlijk drie fundamentele gebieden, namelijk: -informatika; -ontwerpmethoden; -praktische toepassing. Ten aanzien van CAD definieert David de kennisniveaus opklimmend van beperkt, naar ermee kunnen werken, gevolgd door belangrijk en afgesloten met fundamenteel. In overeenstemming daarmee maakt hij, wat de laatste drie kennisniveaus betreft, onderscheid tussen de CAD gebruiker, de CAD deskundige en de CAD systeemontwerper. De CAD gebruiker zal bestaande CAD systemen toepassen om er zijn specifieke problemen mee op te lossen. Hij dient daarbij kennis en intellektuele vaardigheden te hebben in het gebruik van de CAD software. Zijn kennis van de informatika hoeft slechts beperkt te zijn. De CAD deskundige zal ook het CAD gereedschap toepassen, om er zijn specifieke probleem mee op te lossen, maar beoordeelt bovendien nieuwe CAD gereedschappen op hun toepassingsmogelijkheden in zijn vakgebied. Hij zal in staat moeten zijn de eisen voor een CAD systeem te formuleren en nieuwe ontwikkelingen aan het systeem toe te voegen, waarbij hij de ekonomische en sociale gevolgen van zijn voorstellen kan overzien. Aan de kennis en intellektuele vaardigheden van de CAD syteemontwerper zullen nog hogere eisen worden gesteld. Hij zal nieuwe CAD methoden ontwikkelen en dient daarvoor fundamentele kennis van de informatika•en het ontwerpen te hebben en verschillende toepassingsgebieden . moeten
- 19 -
beheersen. Hij zal ook in staat moeten zijn, naast de taken van de CAD deskundige, de verschillende ontwerpproblemen en ontwerpmethoden te klassif iceren om.de. rol van de computer.In .liet... ontwerpproces te kunnen bepalen. Als de beschrijving van David wordt toegepast op de opleiding tot maritiem ingenieur, dan ligt het voor de hand, dat men zich in de basisopleiding richt op het opleiden van de CAD gebruiker. In de specialisatiefase van het vakgebied ontwerpen in de 4-jarige opleiding voor maritiem ingenieur zal de CAD deskundige kunnen worden opgeleid. De tweede fase kan dan worden gereserveerd voor het opleiden van de CAD systeemontwerper. Naar de mening van de auteur kan de kursus voor de CAD gebruiker in twee delen worden gedoceerd, in overeenstemming met de indeling van het ontwerpproces in figuur 1 van paragraaf 2.2. In de kursus CAD I zal de analysefase van het ontwerpproces aan de orde komen, terwijl in de kursus CAD II de synthesefase en de evaluatiefase tezamen zullen worden behandeld, omdat het ontwerpproces een interaktief proces is, waarin de ontwerper heen en weer pendelt tussen de evaluatiefase en de synthesefase. In paragraaf 3.5 zal het onderwijsleerproces van de CAD kursus uitgebreid worden beschreven. De doelstelling van het kollege CAD I is de studenten in het tweede studiejaar te leren de analysefase van het ontwerpproces uit te voeren, het resultaat de concept-definitie te beoordelen om hiermee aanbevelingen te kunnen doen voor het nieuw te ontwerpen objekt in de synthesefase van het ontwerpproces. De doelstelling van het kollege CAD II is de studenten in het derde studiejaar te leren de synthesefase en de evaluatiefase van het ontwerpproces uit te voeren. In de synthesefase wordt van de studenten verwacht, dat zij de technisch-ekonomisch optimale hoofdafmetingen, verhoudingsgetallen en vormkoefficienten van het voorontwerp kunnen bepalen, rekening houdend met de rederseisen en andere randvoorwaarden. In de evaluatiefase wordt het voorontwerp verder uitgewerkt in een technisch ontwerp, waarmee de studenten leren te kontroleren, of aan alle randvoorwaarden is voldaan (zie de inleiding van hoofdstuk II). De studenten moeten reeds kunnen programmeren, voordat zij met de kursus CAD I beginnen. Deze kennis kan zijn opgedaan in het VWO of in het begin van de TH-opleiding. Verder moeten zij hun technische voorkennis hebben verkregen in het inleidende scheepsbouwkollege en hun theoretische voorkennis in de inleidende kolleges wiskunde, technische mechanica, stromingsleer, etc. Tevens moeten zij nu enige (ambachtelijke) ervaring hebben in het tekenen en op een bedrijf hebben gewerkt of onder begeleiding enige bedrijven hebben bezocht en het geleerde in een verslag hebben vastgelegd. Het laatste doen zij tijdens hun studie in de praktische werkweek. De hier geschetste beginsituatie zal in feite ongewijzigd blijven in vergelijking met die, vereist wordt voor het onderwijsleerproces van het traditionele ontwerpen. De kognitieve doelstellingen voor CAD zijn geformuleerd, gebruik makend van de ideeën van McGettrick[1981 ], zoals die door hem in het informatika onderwijs zijn toegepast. Dat leidt in de basisstudie tot de volgende doelstellingen van de kursus voor de CAD gebruikers:
- 20 -
1.
begrijpen van de basis definities, uitdrukkingen, technieken, beginselen, theorieën, theoretische grenzen, denkbeelden, symbolen -en. .resultaten.
2.
het opdoen van ervaring en kennis op het, gebied van introduktie van belangrijke toepassingsgebieden.
3.
het krijgen van begrip voor de beperkingen van de computer, de programma's, de theorie en praktijk van CAD; zich realiseren, dat theorien niet fout behoeven te zijn, als ze in een bepaald geval niet toepasbaar blijken; praktische ervaring opdoen; theorie en praktijk aan elkaar relateren; het begrijpen van de relaties met het onderwerp.
4.
kennis hebben van bestaande CAD methoden, in.staat zijn groteprojekten aan te pakken en het doel hiervan kunnen bepalen,, in staat zijn voort te bouwen op reeds bestaande informatie.
5.
het ontwikkelen van de kapaciteit om problemen te herkennen, te analyseren en systematisch op te lossen; oog leren hebben voor het detail; het kweken van doorzettingsvermogen en geduld.
CAD; de
De kognitieve deeldoelstellingen per CAD programma in de kursussen CAD I en CAD II kunnen verder worden uitgewerkt volgens de methode van Bajpai [1974]. Hij heeft voor het wiskunde onderwijs de deeldoelstellingen gedefinieerd. Voor de adspirant CAD gebruiker zal dat inhouden, dat hij aan het einde van de kursus CAD I zelfstandig de leerstofeenheden als CAD-schattingstnodellen en -rekenmodellen in de analysefase van het ontwerpproces zal kunnen toepassen om de concept-definitie te concipiëren. Daartoe zal per leerstofeenheid worden getoetst of hij: 1.
kennis heeft van de methode;
2.
de fundamentele gang van zaken in de methode begrijpt;
3.
de methode intelligent kan toepassen;
4.
de beperkingen verklaren;
5.
de resultaten interpreteren;
6.
een oordeel kan geven over de resultaten van de schatting of berekening na vergelijking met de werkelijke waarden van het basisschip.
en
van
onnauwkeurigheden
een
schatting
- 21 -
van
de
methode
of
berekening
kan
kan
3.3
DE OPLEIDINGSPROBLEMEN IN DE OVERGANGSFASE NAAR CAD
In de-periode. 1964 tot. 1971 waren de oefeningen nog -verdeeld over vier studiejaren en het ontwerp was in tweeen gesplitst, met een deel in het derde jaar en een deel in het vierde jaar. De totaal beschikbare tijd voor de oefeningen was respektievelijk van het eerste- t/ra het vierde jaar 1420 uur, waarvan 1000 uur in de eerste drie jaar. Vooral ten aanzien van de intuitie en ervaring, die de student tijdens zijn studie moet opdoen, is er sinds 1971 veel veranderd. Door onder andere studiebeperkende maatregelen is de tijd nodig voor het opdoen van intellektuele vaardighheden gehalveerd, terwijl de komplexiteit van de problemen is toegenomen. Na 1971 is de tijd voor oefenen steeds minder geworden. Zo is in 1973 de tijd voor oefenen in het vierde jaar verdwenen en is de ontwerpoefening geheel in het derde jaar geplaatst met nog eens een drastische vermindering van de toebedeelde oefentijd. Hierdoor moest een deel van deze oefening komen te vervallen. De studiebelasting voor oefenen etc. was in 1973 in de eerste drie jaar 988 uur, waarvan voor de ontwerpoefening 450 uur waren gereserveerd. Herprogrammeren en herstruktureren van het studieprogramma hebben vanaf 1976 geleid tot de stand van zaken in 1982. De toegekende studielast voor oefenen is in de eerste drie jaren teruggebracht tot 863 uren, waarvan voor de ontwerpoefening 320 uur beschikbaar waren. De werkelijke studiebelasting van ontwerpen' is bij de ontwerpoefening gemiddeld aanmerkelijk hoger dan nominaal is aangegeven in het studieprogramma. In het verleden en ook heden ten dage regent het van studentenzijde dan ook klachten inzake een te hoge studiebelasting. Als de ontwerpoefening zou verdwijnen, zal dit erg nadelig zijn voor de opleiding tot scheepsbouwkundig ingenieur, omdat in de ontwerpoefening vele disciplines moeten worden samengebundeld om uiteindelijk tot het ontwerp van een schip te geraken. Parallel aan het verminderen van de tijd voor de oefeningen is ook het praktisch werken in het bedrijfsleven als onderdeel van de studie van een half jaar in 1970 teruggebracht naar drie maanden in 1976 en daarna. Naast kennis en intellektuele vaardigheden heeft de adspirant ontwerper ambachtelijke ervaring nodig. Het routinematige rekenwerk voor de ontwerpoefening wordt al jaren met de computer gedaan. Daarbij komt, dat bij het inschakelen van de computer het rekenproces tevens is veranderd en nauwkeuriger is gemaakt. Doordat de student zijn berekeningen niet meer met de hand maar direkt met de computer maakt, doet hij geen ervaring meer op in het zelf maken van de berekeningen. Deze rekenmethoden met de hand narekenen kost bovendien veel te veel tijd. Het wordt zelfs moeilijk in te zien, dat het rekenproces in de computer het traditionele rekenwerk met de hand vervangt. Een specifiek probleem bij het toepassen van de computer in de ontwerpoefening was, dat tot 1983 de studenten in het eerste studiejaar leerden programmeren in een andere programmeertaal (PASCAL), dan die (FORTRAN), die in de praktijk wordt toegepast voor computer programma's. De programma's, die de studenten schrijven hebben niets te maken met het vakgebied. Daarbij komt nog, dat de apparatuur, waarmee in het eerste studiejaar wordt gewerkt, verschilt met de apparatuur, die in het tweede en derde jaar voor de oefeningen wordt gebruikt. - 22 -
Naast de reeds genoemde vermindering van oefeningen en het praktisch werken is de inhoud van de studie in omvang en zwaarte toegenomen. Verder is de ontwerpoefening ...verdeeld.over ..meerdere vakken, die door diverse docenten worden verzorgd, waardoor de aansluitproblemen in de beginsituatie van het onderwijsleerproces zijn toegenomen. De verschillende docenten geven op hun eigen manier kollege in een onderdeel van ontwerpen en houden daarbij geen rekening met het gebruik van de computer. De toeleverende vakken worden soms anders gedoceerd en getoetst, dan nodig is voor ontwerpen. Zo zijn bijvoorbeeld de toetsen in een aantal gevallen meer gericht op kennis dan op intellektuele vaardigheden. De ontwerpoefening is een opdracht om een maritiem objekt te ontwerpen. Elke student moet deze opdracht geheel zelfstandig uitvoeren. Zelfstandig leren is een aktiviteit van de individuele student. Dit moet worden geleerd [Pilot,19841. Studenten vertonen grote verschillen in geschiktheid om in dit soort leersituaties te funktioneren. Sommige studenten hebben voor het uitvoeren van projekten in hoge mate de hulp en de begeleiding van de docent nodig; andere studenten kunnen langere tijd werken zonder studiebegeleiding. Er wordt beweerd dat de zelfontdekkingsmethode alleen effektief is voor studenten die de oplossing vinden. Het niet vinden van de oplossing heeft vooral negatieve gevolgen in de vorm van tijdverlies en verlies aan motivatie [ffl,1976]. Deze taakvorm heeft dus alleen zin als verwacht mag worden dat de studenten de oplossing(en) zelfstandig kunnen vinden. Elke student heeft een eigen ontwerpprojekt gekregen. Elke studiebegeleider krijgt enige projekten te begeleiden, waarbij hij zijn eigen ervaring gebruikte en begeleidde naar eigen inzicht. Als twee studenten in eenzelfde soort projekt op verschillende manieren worden begeleid, onstaat er wrijving tussen de studenten en de begeleiders. Met de traditionele onderwijsleermiddelen kan dit didaktische probleem echter niet worden opgelost. Een volledige aansluiting van de ontwerpoefening en de hoorkolleges is erg moeilijk te verwezenlijken als men opdrachten wil geven, die aktuele onderwerpen betreffen om goed aan te sluiten op de hedendaagse praktijk. Vaak is er nog geen tentamen gedaan in de toeleverende vakken. De volgorde kollege/instruktie klopt niet altijd, omdat tijdens de kursus het rooster moet worden bijgesteld in verband met de vele andere instrukties, praktika en oefeningen, die de studenten tijdens de kursus moeten volgen. Een populair hulpmiddel in het technisch onderwijs is het gewone schoolbord, hoewel dit in een toenemend aantal gevallen te kort schiet terwijl de komputer met zijn interaktieve (grafische) mogelijkheden steeds beter in te zetten is en zich bovendien uitstekend leent voor individueel onderwijs. De onderwijsleermiddelen, die tijdens de kolleges en instrukties over ontwerpen gebruikt worden, zijn: diktaat met bijlagen en instruktie handleidingen [Handleiding,1983 e.v.] in kombinatie met bord en krijt', of dia- of filmprojektor of overheadprojektor.
- 23 -
De leermiddelen worden hoofdzakelijk tijdens de ontwerpoefening toegepast. Bij deze oefening • zijn nodig: diktaten, bijlagen, ■instruktiehandleidingen,- vaktijdschriften,. wettelijke voorschriften, richtlijnen voor het technisch ontwerp-, een tekentafel, scheepsbouwmallen, strooklatten en tekenloden, algemeen tekenmateriaal, een zakrekenmachine en de terminal. In de leerstof van ontwerpen worden geen computer programma's behandeld. Het schriftelijk studiemateriaal bestaat uit kollegediktaat met bijlagen, instrukties, uitgewerkte examenopgaven en programmabeschrijvingen. Deel 1 van het diktaat b'evat de kollegestof. In deel 2 zitten de bijlagen, behorend bij de kollegestof. Meestal zijn dit literatuurgegevens, die als nadere toelichting van de theorie zijn bijgevoegd. In de instruktiehandleidingen is per kollege onderwerp een vraagstuk uitgewerkt. De bijlagen van het diktaat zijn nog hetzelfde als bij ontwerpen zonder computer. Een duidelijk verband tussen kollegediktaat, bijlagen, instruktiehandleidingen en programma's is niet altijd aangegeven. Zodra de student met de computer gaat werken heeft hij bij het beeldscherm slechts de beschikking over een handleiding, waarin summier is aangegeven hoe men de invoer van het programma moet verzorgen en welke uitvoer men kan verwachten. Hoe kan de student nog een technisch juiste konstruktie samenstellen als voor de ervaring, die hij moet opdoen met praktisch werken, tekenen en rekenen, als de hiervoor gereserveerde tijd tot de helft is teruggebracht, terwijl de komplexiteit van het ontwerpproces bovendien groter is geworden?
3.4
EEN MOGELIJKE OPLOSSING: TOEPASSEN VAN EEN ISS
Een van de belangrijkste veranderingen in het onderwijs van vandaag is de groeiende belangstelling voor de zogenaamde individuele studiesystemen, waarmee de studenten zelfstandig kunnen leren, zie hiervoor onder andere de publikatie van Knippenberg en Loos[1983]. In feite is een ISS een manier om onderwijs aan te passen aan de individuele studenten, vooral op het gebied van de tijdsbesteding van de studenten. De doelmatigheid of ef f ekt iviteit van het onderwijsleerproces wordt met een ISS verhoogd, omdat de leerstof en oefenstof in een kortere tijd kunnen worden beheersd. Carroll heeft in 1963 een idee gepubliceerd over mastery-learning of beheersingsleren. Er wordt herhaaldelijk, systematisch en tot in details nagegaan tot op welke hoogte de studenten ieder afzonderlijk de leerstof beheersen, om hen dan in de gelegenheid te stellen de eventueel gekonstateerde leemten aan te vullen. De aanwijzing of de student aanleg voor een vak heeft, is de tijd, die hij nodig heeft om te komen van onwetend tot begrijpend, of van een onbekwame tot een vakkundige verrichting. Carroll beweert, dat de graad van leren of mate van beheersing van de leertaak (TL) die de student aan de dag legt een funktie is van de bestede tijd (TB) gedeeld door de tijd die de student nodig heeft om te leren (TN), dus TL = TB / TN. TN hangt weer af van de geschiktheid van de leertaak, m.a.w. of de student
- 24 -
voldoende voorkennis heeft van het vakgebied, van de kwaliteit van het onderwijs en het vermogen van de student om het onderwijs te kunnen begrijpen (intelligentie)—. TB- is, een.-£unktie..van de., beschikbare tijd en van de volharding bij het studeren (motivatie). Is TL=1, dan is er een perfekte beheersing van de taak. Als de leerling maar de helft van de voor hem nodige tijd aan de taak heeft gewijd, beheerst hij derhalve de taak voor 50% (TL=.5) (Warries,e.a.,1979]. Op deze manier kan TN worden verminderd. Als TB dan gelijk blijft, zal TL=1 in kortere tijd worden bereikt. Keiler publiceerde in 1968 een methode van individuele instruktie, die kan worden toegepast in het hoger onderwijs. De samenstelling van de traditionele instruktie bestaat uit het stellen en oplossen van een probleem op een direkte manier door uit allerlei oplossingen de juiste te kiezen, waarbij het probleem op de door de docent gekozen manier wordt opgelost. De methode van Keiler daarentegen geeft de student eengrote vrijheid om de studie op zijn eigen manier aan te pakken, dus een probleem op zijn eigen manier op te lossen en bovendien in zijn eigen tempo [Mitzel,1982]. Keiler beschrijft de vijf kenmerken, waarmee hij onderscheid maakt tussen ISS en de traditionele onderwijsmethoden-als volgt [Keiler,1968;Gage,1975]: 1.
De studenten kunnen in principe hun eigen studietempo bepalen.
2.
Aan een universiteit ligt het zelfstandig leren. De student leerstof al dan niet beheerst.
3.
De overdracht van de leerstof vindt voornamelijk plaats door middel van schriftelijk studiemateriaal en andere materialen ' die te allen tijde voor de student beschikbaar zijn.
4.
Groepsbijeenkomsten worden voornamelijk te motiveren.
5.
Studenten krijgen individuele aandacht bij de toetsing beoordeling van de leerresultaten.
aksent van het onderwijs kan zelf bepalen of hij
op de
gehouden om studenten
en de
Een ISS is een erg effektieve onderwijsmethode, die goed te gebruiken is in vele soorten kursussen in het technisch onderwijs. Daartoe behoren die, waarin het kursusmateriaal is gestruktureerd volgens een definitieve indeling met goed gedefinieerde doelen en waarvan voldoende op schrift gesteld is. Daarom is zo'n kursus meer geschikt voor ISS dan elk ander soort onderwijs. Studenten vinden' het leren middels een ISS in het algemeen prettiger dan het leren met behulp van de traditionele klassikale methoden. Forman [1982] meent, dat een de volgende voordelen heeft: 1.
ISS t.o.v. de traditionele onderwijsvormen
Systematische aanpak van het kursusmateriaal en evaluatie zijn mogelijk.
- 25 -
2.
De student kan zijn eigen methode van probleemaanpak volgen.
3.
De. .studenten . kunnen verwerken.
in
4.
In het studiemateriaal worden verwerkt.
kan de ervaring van
5.
Het studiemateriaal gebruikt.
6.
Alle studenten krijgen dezelfde training.
3.5
kan
een..: kartere... tijd
als
naslagwerk
meer
leerstof
meerdere docenten
blijvend
worden
HET ONDERWIJSLEERPROCES VOOR CASD
Het model van Van Gelder en Van der Velde [1968) is gebruikt voor de didaktische analyse van het onderwijsleerproces. Het bestaat uit het formuleren van de kognitieve doelstellingen, beginsituatie en leerstof inhoud, zoals in paragraaf 3.2 is gedaan, gevolgd door het bepalen van de daarbij behorende didaktische werkvormen en wijze van toetsen, die nu aan de orde zijn. Gage (1975] heeft de doelstellingen-onderwijsmethoden matrix gepubliceerd, die hier zal worden gebruikt voor het zoeken naar de meest geschikte onderwijsmethode voor het leren van bepaalde kognitieve doelstellingen. Uit de matrix is af te lezen (zie tabel 1 ) , dat kennis het best wordt onderwezen met een ISS, terwijl hoorkolleges als goed onderwijs worden aangemerkt. Voor het onderwijzen van intellektuele vaardigheden zijn zowel een individueel studiesysteem als werkkolleges zeer geschikt. Alleen het kognitieve gebied evaluatie kan zeer goed met een werkkollege worden gedoceerd, terwijl een ISS als tamelijk goed wordt gewaardeerd. De diskussiemethode is weer geschikt voor de kognitieve domeinen toepassing, analyse, synthese en evaluatie. Het overlappingsgebied tussen een ISS en de diskussiemethode betreft de kognitieve doelstellingen toepassing, analyse en synthese. Het maakt dus niet zoveel uit of men nu de diskussiemethode of het onderwijsleergesprek kiest. In het onderwijsleerproces van CAD zullen drie didaktische werkvormen worden toegepast: -hoorkolleges tezamen met demonstraties; -zelfstandig leren probleem oplossen met individuele studiebegeleiding; -werkkolleges volgens de diskussiemethode of het onderwijsleergesprek. De onderwijsleermiddelen, die bij ontwerpen met CAD zullen worden gebruikt, blijven bij het inzetten van een ISS gehandhaafd. Voor de oriëntatie zullen op kollege voorbeelden behandeld worden van problemen, die met het CAD programma kunnen worden opgelost (zie tabellen 2 en 3 ) . Met een toepassing zal worden aangetoond, hoe het programma wordt gebruikt bij de aanpak van een probleem. Van een basisschip uit de literatuur zal de CAD-invoer worden voorbereid. Voor klassikaal
- 26 -
Tabel 1. KOGNITIEVE DOELSTELLINGEN-DIDAKTISCHE METHODEN MATRIX
1 | |
Cognitive domain
Teach:Lng Methods Lecture Classroom Discussion Ind ividual
Explanation
±
t| | | | | |
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
j.
Knowledge B Comprehensioni B Application . C Analysis C Synthesis C Evaluation D
B B B B B B
C B A A A A
1
A A A A A C
A=excellent B=good C=fair D=poor
Bron: Gage,1975: 488
onderwijs is het wenselijk aan het leerstation, bestaand uit een toetsenbord met een beeldscherm, waarop akties en reakties van zowel de docent als van de computer zichtbaar worden gemaakt, de TV monitors te koppelen, die staan opgesteld in de kollegezaal [Harding,1975]. De studenten kunnen hiermee de handelingen van de docent met het CAD programma nauwgezet volgen en beinvloeden, wat niet mogelijk is bij video. In het hoorkollege CAD I zullen de onderwerpen: scheepstypen, schattingsmodellen en dat deel van de rekenmodellen (zie paragraaf 2.2), dat niet zal worden toegeleverd, worden gedoceerd. Bij CAD I behoort de ontwerpoefening van de concept-definitie, zie figuur 2. De schattingsmodellen, die bijvoorbeeld in het kollege CAD 1 worden behandeld, staan in het rechter stroomdiagram. Per kollege komt een schattingsmodel aan de orde. In het hoorkollege CAD II zullen de volgende onderwerpen worden gedoceerd: tekenen met het turnkey tekensysteem, werken met stuurmodellen en ontwerpmodellen. De theoretische kenmerken van de verschillende maritieme objekten zullen ook worden behandeld. Bij CAD II behoort de ontwerpoefening van het voorontwerp en het technisch ontwerp. Het totale aantal invoeren uitvoervariabelen in het ontwerpproces is erg groot, zodra met ontwerpmodellen en stuurmodellen wordt gewerkt. Bij de oefening voor CAD I zal in de analysefase van het ontwerpproces (zie figuur 2 het linker stroomdiagram) gebruik worden gemaakt van een basisschip uit de vakliteratuur, dat in deze ontwerpoefening wordt geanalyseerd (zie tabel 2 en tabel 3 ) . De studenten zullen het proces van de analysefase doorlopen en oefenen met de schattingsmodellen en de rekenmodellen om intellektuele vaardigheden op te doen in het gebruik ervan. Zij moeten voor de CAD-invoer de waarden van de onafhankelijke variabelen voorbereiden met gegevens uit de vakliteratuur. In het statistiekonderwi js worden door Hartley [1975] op dezelfde manier
27
Tabel 2. RELATIES TUSSEN GAD-ONDERWIJSFUNKTIES EN -PROCEDORES
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nr Onderwijsfunktie
hoorkollege/demonstratie diktaat bijlagen CAD-handleiding CAI verslag-ontwerp werkkollege/diskussiegroep individuele begeleiding tentamen
Onderwijsprocedure 1 2 3 4 5 6 7
ORIËNTATIE 1
essentiële kenniselementen en vakspecifieke denkhandelingen presenteren
2
operationeel maken van deze kenniselementen en denkhandelingen OEFENING(d iagnose)
3
aansluiten bij het beginniveau realiseren
4
ontwerpoefening met CAD
5
inzicht geven in vereist eindniveau
6
geven van terugkoppeling
X X
X
X
X
X X
X
X
X
X
TOETSEN(selektie) 7
nagaan welk leerresultaat is bereikt en of het voldoet aan de norm
gegevens uit de vakliteratuur gebruikt ter voorbereiding van de onafhankelijke variabelen. Ook hij laat de studenten een voorbeeld uit de literatuur doorrekenen.
28
Tabel 3. OVERZICHT. GEWENST...CAD,ONDERWIJSLEERPROCES
Nr Onderwijsfunktie
Onderwijsleeraktiviteit Procedure
ORIËNTATIE essentiële kenniselementen begrippen en regels en vakspecifieke denkvan CAD uitleggen, handelingen presenteren zich eigen maken operationeel maken van deze kenniselementen en denkhandelingen
hoorkollege diktaat bijlagen
afleidingen presenteren C A D — relatie CAD programma. handleiding voorbereiden CAD invoer
OEFENING(diagnose) 3
aansluiten bij het beginniveau realiseren
voorkennis (zie paragraaf 4.6)
4
ontwerpoefening met CAD
opgeven CAD invoer; CAI + berekening met komputer ontwerp
inzicht geven in vereist eindniveau
intellectuele vaardigheden; problemen registreren
CAI
geven van terugkoppeling
kontrole en terug koppelen via beheer
werkkollege/ diskussiegr.
6
CAI
aanvullende leeraktivi- -individuele teiten om ' tot beheer begeleiding sing te komen TOETSEN(selektie) nagaan welk leerresultaat is bereikt en of het voldoet aan de norm
afnemen en beoordelen van tentamen
tentamen
Voor de in de vakliteratuur ontbrekende gegevens kunnen zij het kollegediktaat en/of een docent raadplegen. Andere waarden worden ontleend aan de wettelijke voorschriften en klassevoorschriften. Er is meer dan voldoende informatie beschikbaar om te garanderen dat de opgaven per student verschillend zijn. De concept-definitie wordt in een rapport uitgewerkt.
29 -
z:
7
BLOKKOEFFICIENT WATERVERPLAATSING
s~
£
ftBSlklKW SCHEEPSTYPE
7
ALTERNATIEVEN VER6EUJKEN m i 7 F BAJÏISSCWP
I
WEERSTAND 8 VOORTSTUWING
<M
I
1 c
o
GEWICHTEN
X
RUIM- 8 TANKINHOUD HOOGTE ZWAARTEPUNT
EffltofillffSKI
h
I
inl
STABILITEIT 8 HYDRODYNAMICA
en :D en cc :D v
—'
VRIJBOORD BOUWKOSTEN
7
2_
c 2a. Het ontwerpproces in de ontwerpoefen ing
Figuur 2:
A
LET OP'. De votgorde 'm het ontwerpmodeL hangt af van het scheepstype
TFEFW1W6EN EN BESCHPIJVINfi
Fig.
>
Fig.
2b. Voorbeeld van scha 11 i ngsmode L Len in een ontwerpmodeL
DE ONTWERPOEFENINGEN EN HET KOLLEGE CAD 1
- 30 -
In de synthesefase en evaluatiefase van het ontwerpproces zullen de studenten de kolleges CAD II volgen en oefenen zij zich in het concipiëren van .een ..voorontwerp en. een technisch ontwerp van een bepaald scheepstype (zie tabel 2 en tabel 3 ) . Voor deze oefening zal er een volledig nieuw maritiem objekt worden ontworpen. De studenten zullen in de voorontwerpfase van het ontwerpproces zelf een deel van de waarden van de onafhankelijke variabelen en parameters • bepalen. Andere onafhankelijke variabelen en parameters worden in de opgave verstrekt of ontleend aan de wettelijke voorschriften'en klassevoorschriften. Met stuurmodel, ontwerpmodel en schattingsmodellen zal het voorontwerp in een iteratieproces worden gemaakt. Met rekenmodellen zal in het technisch ontwerp het voorontwerp worden gekontroleerd. De interimrapportage zal de synthesefase van het ontwerpproces betreffen en de eindrapportage de evaluatiefase.
3.6
LEREN DOOR MIDDEL VAN DE COMPUTER
De individuele studiebegeleiding per projekt zal gelijk blijven aan die bij de traditionele opleiding in ontwerpen, waarbij het routinematige deel zal worden overgenomen door Computer Assisted Instruction. CAI is een geavanceerd ISS. De Advieskommissie voor Onderwijs en Informatietechnologie (AOI) werd op 18 mei 1981 door de toenmalige minister van Onderwijs en Wetenschappen ingesteld om te adviseren inzake de beleidsvoornemens en beleidsuitvoering met betrekking tot de relatie tussen het onderwijs en de nieuwe technologische mogelijkheden voor de verwerking van informatie [Plomp,1982]. De AOI gebruikt in feite de indeling, die Zinn in 1978 heeft gepubliceerd: 1.
Leren over informatietechnologie, i.h.b.over de computer.
2.
Leren met behulp van de computer.
3.
Leren door middel van de computer.
4.
De computer als werktuig voor de school.
De toepassing van de computer in ontwerpen was bedoeld om te leren met behulp van de computer. Hierbij wordt gedacht aan het gebruik ervan als hulpmiddel bij het rekenen, sorteren, opslaan en terugzoeken van gegevens uit een gegevensbestand (databank), het genereren van gegevens, etcKenmerkend voor deze gebruiksvorm is dat met de computer als hulpmiddel nieuwe mogelijkheden in het onderwijs worden aangeboden en dat voor de bestaande problemen betere oplossingen mogelijk worden. Boardman [1979] heeft gekonstateerd, dat het gebruik van CAD-programma's kan worden gezien als een vorm van CAI. Hij suggereert, dat dit een belangrijke manier is, waarop CAI kan worden ingepast in het technisch onderwijs. Het CALSM systeem van Ke-shun [1981] is zo'n CAD systeem, dat als CAI systeem wordt gebruikt. Zodra CAI wordt toegepast, verandert leren met behulp van in leren door middel van de computer. Kenmerkend voor het leren door middel van de
- 31 -
computer is dat het leren van de student gestuurd wordt door en gericht wordt op speciaal daarvoor ontwikkelde computer programma's op basis van •gegevens over.-.het leerproces van -de..betrokkene- Deze gegevens kunnen direkt door hem of op andere wijze aan het programma worden toegevoegd. Leren door middel van de computer - het doel van deze studie - wordt in een drietal funkties van de computer onderscheiden: 1.
De computer als onderwijzend apparaat.
2.
De computer als toetsend apparaat.
3.
De computer als hulp bij studiebegeleiding.
De eerste funktie betekent, dat de student leert in interaktie met een computerprogramma, dat de inzet van leermateriaal en het verloop van het onderwijsleerproces bestuurt, zij het dat dit vaak via het bijsturen door de student zelf beinvloed wordt. De interaktie verloopt via een leerstation. In het kader van de tweede funktie worden binnen het computerprogramma naast de direkte en individuele begeleiding van het leerproces op mikroniveau, in het algemeen taken uitgevoerd in het kader van het toetsen en evalueren. Het resultaat van deze toetsing kan aanleiding zijn voor de student om gebruik te maken van de mogelijkheid van aanvullende instruktie of eenvoudige toetsvragen. De derde funktie betreft de computer als hulp bij studiebegeleiding. Op grond van voortgangstoetsen komt via de computer de gewenste tussentijdse informatie beschikbaar voor student en docent. Afhankelijk van de behaalde resultaten kan de student eventueel in overleg met de docent nieuw, te herhalen of aanvullend oefenmateriaal kiezen. De echte betekenis van leren door middel van de computer ligt in het multifunktioneel gebruik van de computer als docent, als toetser en als studiebegeleider, waarbij een groot computerprogramma de drie genoemde funkties op een geïntegreerde en onderling op elkaar afgestemde wijze mogelijk maakt en zelfs funkties van het leren met behulp van de computer annexeert. De computer kan een waardevolle bijdrage leveren in het onderwijs, als hij een ondersteunende rol krijgt toebedeeld in kombinatie met de andere onderwijsaktiviteiten. De docent zal daardoor minder aandacht hoeven te besteden aan groepsonderwijs en meer aan individueel onderwijs [Bork,1980]. CAI lijkt hiervoor zinvol, omdat er in het hoger onderwijs geen onderwijsmethoden zijn, die CAI kunnen vervangen [Kulik,1980 ] . De computer wordt dus gebruikt voor onderwijstaken, die niet met eenvoudiger middelen kunnen worden uitgevoerd [Einarsson,1979]. De computer wordt meer funktioneel ingezet, zodra in het computerprogramma meer onderwijssteunende funkties tegelijkertijd kunnen worden uitgevoerd. Op deze wijze evolueert het leren met behulp van de computer steeds meer in de richting van het leren door middel van de computer.
- 32 -
Het is mogelijk met de computer bepaalde soort fouten en impasses (moeilijkheid, waaruit men zich niet weet te redden) op te. sporen. De computer ..kan ...echter, nie.t ..of. heel... moeili jk..het-oplossingsproces van de student vergelijken met het oplossingsproces van de computer of. dat van de docent. Het is bovendien moeilijk het aantal toegestane oplossingen door de computer te laten bepalen. Dit heeft Kane [1980] ook met het in de onderwijskunde zeer bekende CAI-systeem PLATO gekonstateerd. PLATO kan moeilijk nagaan of de fout van de leerling een interpretatie fout is of een rekenfout. Klassikale besprekingen en individuele begeleiding zijn bij PLATO nodig. Deze klassikale terugkoppeling na de CAI oefening in het gebruik van CAD dient te omvatten: planning van de leerstof, benodigde voorkennis van de student en de verandering van zijn bekwaamheid tijdens de oefeningen [Mitchell,1979]. De leergeschiedenis van de student wordt systematisch en automatisch bijgehouden door de computer. De docent kan uit deze informatie van alle studenten een overzicht samenstellen van de mogelijke typen fouten, die worden gemaakt in de vakinhouden en de gevolgde strategie. Hij kan daarmee een diagnostisch schema opstellen, waarin een overzicht wordt gegeven van de mogelijke oorzaken van elk type fout. Het resultaat zal worden behandeld in een werkkollege achteraf en kan bij een volgende jaargang studenten in de kollegestof en het CAI kursusmateriaal worden verwerkt. In het werkkollege zullen de problemen dus door de studenten worden gesteld en niet meer door de docent. Die delen, waar de studenten moeilijkheden mee hebben zullen door de docent worden behandeld. Bij de behandeling van de CAI opgaven zal hij in het algemeen een van de volgende wegen kiezen: 1.
hij kan de oplossingen van de studenten met de studenten de konklusies trekken;
bespreken en daaruit
2.
hij kan een feit vaststellen en zoeken naar de bewijzen door naast zijn eigen informatie ook gebruik te maken van de informatie die hij middels het beheer van CAI van de studenten heeft verzameld.
Afhankelijk van de mogelijkheden kan voor het werkkollege worden gekozen uit het onderwijsleergesprek en de diskussiemethode. Dit hangt onder andere af van de taaksituatie. Het onderwijsleergesprek zal worden toegepast, omdat in de maritieme opleiding de groepsgrootte varieert tussen de 20 en 40 studenten (Gage,1975]. Het onderwijsleergesprek is een kombinatie van de doceermethode, de diskussiemethode en zelfstandig werken en is geschikt om het begrip te bevorderen. Daarnaast is het mogelijk om verbanden tussen de verschillende onderdelen van de les duidelijk te maken. Een bijkomend voordeel is eveneens, dat de docent met een groepsgesprek kennis verkrijgt van het niveau van de studenten. Uit het beheer van CAI zal de docent niet alleen informatie krijgen om de student te kunnen adviseren of om zijn eigen diagnostische aanpak te verbeteren, maar ook zal hij informatie krijgen om zijn tentamenopgaven op te stellen (zie toetsen in tabel 2 en tabel 3 ) . En zelfs zeer betrouwbare informatie, waardoor hij i.p.v. de relatieve manier van
- 33 -
beoordelen de absolute manier van beoordelen kan gebruiken. Met behulp van het beheer van CAI zal hij een betrouwbare itemotheek, dit is een bibliotheek met vraagstukken., .kunnen.,sameas,t.ellen_... ..Omdat elke student met een ander basisschip zal werken, vaak ook nog van een ander scheepstype, zal het mogelijk zijn uit de gegevens van alle studenten een tentamen samen te stellen'met een zeer brede inhoud. De CAD resultaten van de CAI oefening zullen direkt gebruikt worden in de interimrapportage en eindrapportage van de ontwerpoefening met CAD. De studenten zullen voor deze verslagen een apart cijfer krijgen. Er zal echter ook nog een tentamen worden gedaan over de gehele leerstofinhoud. De methode van tentamineren middels deel 1 en deel 2 van de traditionele methode bij ontwerpen blijft verder onveranderd behouden (zie de toetsvorm aldaar). De docent zal voor deel 1 van het tentamen de CAI opgaven gebruiken, die de kognitieve domeinen kennis en begrip betreffen. Voor deel 1 is totaal 1 uur beschikbaar. Er zullen een aantal kennis- en begripsvragen worden opgesteld, die tezamen de gehele leerstof bestrijken. De gemiddelde latentietijden zullen worden opgeteld en mogen tezamen niet meer dan 1 uur bedragen. Door de kennis met meerkeuzevragen te testen, mag het diktaat ook bij het tentamen worden gebruikt, wat bij de huidige tentamenvorm van ontwerpen niet kan. Voor deel 2 zullen de kognitieve domeinen toepassing, analyse, synthese en evaluatie in aanmerking komen. De gehele leerstof kan worden bestreken wat betreft de CAD schattingsmodellen alsmede eventueel het aantal scheepstypen, dat op kollege en tijdens de ontwerpoefening is toegepast. Voor deel 2 zal 2 uur beschikbaar zijn. Ook hier zal gebruik worden gemaakt van de gemiddelde latentietijden, zodat zeker is, dat het tentamen deel 2 in 2 uur kan worden gemaakt. Voor het samenstellen van de opgaven zal de docent gebruik maken van de CAI oefenresultaten van de studenten. Het zal dus heel goed mogelijk zijn, dat een student uit de groep toevallig letterlijk een opgave krijgt, diè hij tijdens een van de CAI oefeningen reeds heeft gehad. Dat geldt echter voor alle studenten. De gewichtsfaktor, die bij de traditionele toetsvorm werd toegepast, zal ook bij de nieuwe toetsvorm worden gebruikt. Deel 1 zal de gewichtsfaktor 1 krijgen en deel 2 de gewichtsfaktor 2. T.o.v. de traditionele methode van tentamineren wordt er een grote verbetering verwacht, omdat de gehele leerstof zal worden getentamineerd en de beschikbare tijd voor de normstudent voldoende zal zijn. Hiertegenover staat, dat het docententeam veel werk zal hebben met het beheer van CAI en de werkkolleges die een goede voorbereiding vergen.
3.7
SAMENVATTING
Ontwerpen van schepen is een probleem oplossende aktiviteit. De ontwerper heeft ambachtelijke ervaring en intuitie op technisch gebied en kennis en intellektuele vaardigheden op technisch en theoretisch gebied nodig om de komplexe problemen op te kunnen lossen.
- 34 -
Door de nieuwe technische ontwikkelingen worden de onderwijsprogramma's voortdurend geherprogrammeerd. Door het inschakelen van de computer gaan de- veranderingen..zo.snel.,...dat..hei. ..voor. .de docent niet eenvoudig is de leerstof en de didaktische-methoden direkt aan te passen. Tekenen en rekenen werden vroeger door de ontwerper gedaan met respektievelijk tekenapparatuur en mechanische rekenmachines. Tegenwoordig worden de berekeningen echter met de computer gemaakt. Binnen afzienbare tijd zal de CAD-gebruiker niet alleen met de computer rekenen, maar ook tekenen. Mede door de ekonomische recessie van de jaren 70 is de nominale studieduur in het technisch akademisch onderwijs in het begin van de jaren 80 van 5 jaar teruggebracht naar 4 jaar met een 3-jarige basisopleiding en een specialisatiefase van 1 jaar. In de basisopleiding zal de CAD-gebruiker worden opgeleid, terwijl in de specialisatiefase de CAD-deskundige kan worden opgeleid. Door beperken van de studietijd werd de computer al snel ingeschakeld in het onderwijsleerproces. De in het studierooster beschikbare tijd voor de oefeningen werd bovendien aangepast aan het inschakelen van dit moderne rekenapparaat. Het rekenwerk wordt daardoor niet meer op de traditionele manier met de hand gedaan, maar met de computer, waardoor de tijd, die ■ daarvoor nodig was, nu voor andere onderwerpen kan worden benut. In de overgangsperiode van de 5-jarige naar de 4-jarige opleiding en van ontwerpen zonder computer naar ontwerpen met computer zijn daardoor in de opleiding problemen ontstaan. In een korter tijdsbestek moet in feite meer leerstof van een hogere moeilijkheidsgraad worden verwerkt. Met de traditionele didaktische werkvormen hoorkollege/-instruktie en ontwerpoefening kan deze leerstof moeilijk in zo'n korte tijd worden verwerkt. Individuele studie systemen kunnen onder deze omstandigheden in het onderwijs worden toegepast, omdat met een ISS het onderwijs kan worden aangepast aan de individuele student, waardoor de studenten minder tijd nodig hebben om een bepaald studieonderdeel te leren beheersen. Daar de computer bij CAD toch al in het ontwerpproces wordt toegepast voor het leren met behulp van de computer is het voor de hand liggend over te stappen naar het leren door middel van de computer met CAI, waarbij de computer tevens wordt ingezet als onderwijzend en toetsend apparaat. In het beheer van CAI kunnen de oefenresultaten systematisch en foutloos worden verzameld en bewaard. Het docententeam kan met deze informatie het studiemateriaal verbeteren, onderwerpen voor de werkkolleges uitzoeken -die in de plaats komen van de traditionele instrukties- en tentamenopgaven voorbereiden. Door deze aanpak zal het in principe mogelijk worden in een tentamen de leerstof in zijn geheel te examineren, een betrouwbare tijdschatting te maken en het resultaat absoluut te beoordelen.
- 35 -
£ 01 01
cr a 3
»-••
L J .
ID
1—
O £ n ID 0
ZT H 01 3
N
o c
11
a. £ ■a N 0 l - l o 01 • i H X n 0 rt H- LJ. rr TJ 3 ID r- 3 o- (D h - T> 1 io ID 10 c 3 0 r r w x r r O 01 TJ r r 03 ID
ID n n ID ZT ID
< o
r r
1
i n
ID ID 3
ID
<
O
t-*
M
B' c Mcr a e ID IS x ID o a r| ID n> K* 01 Q i 3 CL € UI O O 1 Zr a (0 ID n 3
3
a H-
*-"
rr O O l_J. c n n C X 3
r r C
O 3
3 r r
> tr
a ID i d
ID
!->•
LJ.
<
1-»
X
X
Oi
ID r r
et
a n> 3
n > 3
o> x rr
<
0> 3
ID
rr
ro en r r ID X
01 ID O 1 ID 3 3 3
a o ZT ►-■
3 ID
1
a
M ' 01 l-"
o o i d
in
*
O i-l
o a 3 - ID
I-1 i-3
ID
<
a o l-h
3
3
ID ID 3
3 0
ID
ID r r
01 r r
e-* ►-•
— | - NO
l-h
3
a 3 ID 01
3
H '
e
i d ID rt
!->' 0
3
3
3
ID
%
3
0
•O
l-h
O ID
&> 3
«
3" ID O H
(-•• x
ID
(D ID 3
M
3"
3
ID r r
a H '
C rr 3
rr
ID
O 3
a
■*
CL 01 r r
O
> n *■ a
01
n
ID
r r O
O 3 ZT O HID VI x rr tr
a>
ID < n
3 ■a
c r r
ID H
O 3
w ID
ID rTJ h— 01 L J . 01 W 1
cr
01 01 01 ID r n 3
3 r r
C 0 n
a ID 3
3
a
rr tr (D r- I D
» -• m
LJ.
rr
?r ID 3
a ID
< ri
I-I
ID r r
O
*a
<
f-.
O ID \Q ID TJ 01 01
3
(D
01
H
a M-
M
ID
«
ID
n
i d
01
r r
3
ID
3
ID 01 01
N 01
r-
* ^ O rn
€
01 01 ri
3" ID r r
C hJ
ID ID l-t
r r
1
3 O
ID IQ M 01 ID1 ID r r I-
O
>
>
M
ID
3 01
r r
!-•• O 3
n
a >< ID 0 1
3
3
ID r r
O n
03
CL r r
3
0
3
3
•< •
a ID 0 3
03 ID 3
ID 0 01 3 rn >< a 01 I D ITID ID L J
r r
H-
i—
a *-■•
l_i.
ID ri
^ < 01
Tr
3
ID
M-
01
a a it
C M 3 rr 0> 3
h -
ID 10 3 3 ■» ?r
01 r r
O
O TJ
0
M x- 01 TJ £
0
ID ID r r 3
rti
a
ID
n
> M
xID
3
M
10 3 O r i ri r r 3 03 X " l l 10 ID 1 0 n 1 0 10 n 3 ID 01 3 01 ri i-3 3 3 n O ID O a £ rr 3 o 01 01 ID ID ID 0 n H ' i-l o 3 a a, TJ TJ 3" KT n x- 0 1 0 ID ►-• l - l ID r r c 3 n H3 ►-• w 3 01 o H - TJ O I T Tj M - 10 3 £ 0 c r t i ID M* r r I-I H 3 •o ID H- I D CO 1 3 xri r\ ID O £ 01 xID 0 1 01 r - ID C 0 1 a 0 H i 3 a rHr- 01 3r h r-> r r 0 rr n a 0 n n 3 s >< 0 d0 1 0 1 01 01 ?! a. 0 r r M 0 ID 3 Di r r C 3" 3 r i ID 3 M M ID a O M ' 3 ID i—i ID 01 3 a xa i r i 01 H 01 O ID r r I— 01 M r3 3" wCb LJ. 01 ID 01 3 O ID 3 c 01 l O n I T » 01 t r 3 n 0 0 -r O ID H - 3- O c n ■—• 3 I 01 M ' • ID i - l 3 01 01 3! 0 1 ID in I D 3 ri r r ID 01 0 i H03 i-" i-l 0 1 r r M 3 !-•■ 1 01 L3 i- - O O a O 01 !-■■ CO r r TJ •a 3 3 O I D ID f O r— 03 h j I Q 3 n ID ?! rr 01 1-3 r r r3 r r M TJ C O e ID t o C H" 0 r0 ~J t r M < 01 i - l M . n ID hJ 01 01 TJ cn 3 c x■—■ 01 ID w rr n M M 3 01 MID \D M ID (D 00 h J ID O O tr n O M - EC 3 3 3 ID a ID 3 r r 0 r r 01 ID ID 10 Hrr, n 3 * ■ H ' 01 H - X 3 ID 01 01 0 I D
c 3
■<
!-••
rt
01 r r
<
>
>*■
><
>
<
!-*•
>
^^
<
*
*-•
<
!-•
<
<
»
*
>
^
»•
I
>
<
**••«
>
<
•
.• • »—
3 r r
03
3
ID 3
>
!-••
\—
r r
r r
z
0> ■o ID 01 a 3 a 01 10 o. LJ. ID r r a ID a 7T i - i ID
TJ ri
r r
•
h—
l-J
tr ID ID 3 3" r r (D I D C
x01 3
ID
3
r r
r r
o o
ID 01 0 1 i-i ID r - h N ID ■3 0 M 01 ID 3 T r
ID
h"
a ID
o ID
tr ID
l-l
H"
rr,
•
ID
a ID r r
tr n
ID
ID
r r
»-•• 3
3" ID r r 01 3 rr ID 3 rr d ID r r H a O ID rr,
3
H "
rr
ID r r
£
Qi
r r
ri
0
0
3 "
O
01
ID
H '
*> a H
01 r r
ID 3
3 rr ID 3
n
h -
r r
ID
3
*-*•
a ID
x M 01 ID ■< H-* M 01 a 3 l-l
« H-
LJ.
a c o ID
x
C M-
H
01
ID
^
3
10 (-■
x
r r ID ID 3 ID 3 ID 01 H 0) ID N 01 3 0
LJ.
01 O 3"
i d
X-
N
£ rr
ID
c a 10
1
*-■-
n
Q. ID 3
r r
t-
iQ
0 0 ID ID n l-l £ 3 3 O 3 rr x tr O T> r r rr ID n c £ 0 a r r
<
C 01 03 3
ID
o 3 a > rr. zr 01
L J .
ID h ID h-« 3 ID X ID x C ID N C M* N id ID
£ 0 ID Zr ID 0
ri-
01 H-
0 3 r r
n o M£* 3 ■o w c xr r
h -
ID
M
ID
i-i
a
0 3
ID ri
3
n
10 r— ID 3 3 03
ID
03
It
n
<
0 0 O 0 ID r r n r r
It
!-■•
01
r r r r ID
a o
x- o c n 3 3 It 3
r r
M
10
3
O 3
a.
a ID
<
n £
O 11
O ID r*
01 CL ID O 01 N 0 rr r r ID a »w. ri ID ID rr 3 r r x- ID 10 3 N N n H Oi Oi h O 01 01 r r 03 ID c 10 O £ rt c 3 01 0 I D 3 n ID n XT a a n HH ' ID x- 10 01 r r 01 ID n 3 r r
3
ID
< < ID 0
n
N
M
<
<
r h
C 3 X r r w-
0 3
< o o ri
N MLJ.
3
01
r-* | Q
ID
<
3
ID 01 0 IT 3 ID ID 3 3 a
>a
IT o>
LJ.
at
< 01
£
H"
01 r r
ID
li
ID
h"
01 a 3 ra ID 3 i_>. 3- 3 10 3 10 3 n ID 3 r r I-.. a M ID 3 10 01 a i ~ H " 01 3 it 3 3 X ri 1-3 a 01 r r HI ri O 01 r r-i O O M O O 01 ID zr
< 01 > i ^
3
O
> • <
<
<
<
M
O 3
i-3
M
>
<
M.
<
l-J
a x- o ID ID ID
ID
01 r r
0i
C
3
ID r r
3
ID l - h 1 0 01 M 3" 3 ft! 0 1
n ID a ID a
•
ri
r-
it
0
•Ü Qi
ID
ID
£
o o 3
Oi 0i 1
x01 3
N
TJ C
O rr 03 I D ID n 3 01 01 01 O 3 l-h
a ID
O TJ
TJ
c IT-
IT-
H-
ID
ID
3
01
r*-
r-1
ri
0 3
0
r r
IT-
HLJ.
I D
D,
03
n
10
< 3
< n
> M *
3 ID IT-
01 01 3 M ID ID ID ID a H 3 ID
10 i-
1
a ID
»i
10
<
r r ID r^
3 ID
3 ID
3
i-"
O n
0
O O 3 TJ C r r ID
l-h 01 n 3 3 0 01 ID 0 3 ID 3 O H*
r r
£
ID
n ID 01 3 r r 01 r r
>
O 3
•
H-
tH
LJ.
3
3
zr
M.
ID IT-
3 ID ID
H
H
t—i
tr
01
3
H>'
r r
3
ID
H -
03
zr a 3 03
ID
< 01
h-1
01 01 r r
r-1
3 ID r r
01 IT-
Qi
ID
ID
zr 3 h " ID a H* O 3 ID ID ' ID 0 r r 3 il 01 CL 10 cr l-h cr HI-*.- Mcr. N n O 01 01 O ID 0 LJ. LJ. LJ. X X M ID n ID r r h - n xX ID 01 h - t-i- ID r>01 3 w r " I D a M01 L J . 3 3 Oi h" X rr Id 3 C 10 n 3 Ii~>D 01 a 10 M n I D O 01 I — 10 H 0 ID 3 ID Tl 1— w 3 r i 3 r r 3 HIt H-" 3 01 ID a 01 w 0 01 zr ID a Q j r r h - 3 r r ID 3 ID 10 C I D a r01 r r a X 10 0> X H ' r r »i 01 N 0 ID C £ x- tr O I D 3 ID i d tr 1 0 I - I 3 rUrl r r ID 3 ID h J L J . I J . 11 01 ID (0 01 as r r H3 01 h ID I— 01 0 3 3 a O i ID ID 3 01 r r r r MH3 a ID a ID a £ 1 0 01 ID » - i . M n a 0 X i - " 0 n X l-J M 3 r r 10 3 X M' ID 3 a r-- 3 r r HID 01 01 € ID r-, i d r r w I — 01 n O 3 X £ zr 3 t-iX 0 1 03 01 c LKJ *. ID NH - ID r r r r CO £ L J . r - C i — ■ O r- ID 3 I-.. a n TJ ID n 3 ID 0 1 IT10 X 03 3 i d N • r r ID M ID ■» TJ O O Hr-i n n zr O O 3 01 01 V O ^J ID O i t 3 3 Ln O n ID 3 i d ID 01 O a I T h 3 ID I d £ ID r-> i d O O ID TJ n £ 01 3 M ID 01 Q, O 01 10 I t r r ID n 3 3 01 03 3 a ID rr CO 01 i d n It 1 1 01 0 H' 3 rr 3 C 01 n 10 i d r r 3 r r 01 ID O ID 1 0 3 H ID 3 rr o M. ID 0 03 n ■ — i r0 1r ID 3 ID ID r-i r r ID TJ H* H n a 01 03 01 01 X cn 0 0 01 I T r-" 0 01 cn zr 0 «—i ID rh 3 ID n D
B
01
M
01 M
< *-••
< 1
<
<
>
1
•
<
(-•
<
>
!-••
•
<
<
» J .
<
< 1
< ID
ID r r
zr
>
ID
n a ID X
ID o 3 ID 0 i 01 3
H '
-■
a it
1—
a. 0
r r
01
lt M
h*
«
i-"
ri
1—
r-1
3 3 x- rr ID 0 It r i rr a ID M 0 n 3 i-3 0 TJ i t H■ 3
01 H-
M-
>-3 3- 01 3 H * It 0 3 3 tr 0 ID 0 r h a 3- a Cb IT-
< T>C
O
O K' 3 ID ri
h-'
01 K " 01 3 3 M tO 01
10 r r
3
3
zr ID ID 03
3 -
o
a
£ 03 3 O r r 01 n 03
O
It
ID 03 I D r r n ID n 01 M 01 3 ID H ' r r a L J . ID 01 i 3 x- r r 0 1
**•
LJ.
H*
03
01
rr 01 01 rr
•
<
z a w
»
£
H
u CO 3«!
G Z D M
> a0 o 8 ;■ l -0h i-3 M a 01 W O
•
><
<
r r
» O
C
Ö
M
ra z
<
Z
< > z o
9» M
± - ,
>
•
O
M
z n
> D
X
Er waren een groot aantal programmeertalen, waaruit kon worden gekozen. Deze talen zijn weer in te delen in interaktieve talen en in eonversationele.. talen..— Daarnaast was. het ook mogelijk zelf een speciale taal voor CAI te ontwikkelen. Hier zou ook een keus moéten worden gemaakt. Een CAI-oefening bestaat uit kursusmateriaal gebaseerd op de leerstof en de dialoog, waarmee aan de student het kursusmateriaal wordt gepresenteerd. Bloom heeft richtlijnen ontwikkeld voor. het samenstellen van kursusmateriaal en leertaken. . In 1956 publiceerde hij zijn Taxonomy of Educational Objectives; een boek dat als geweten van toetssamenstellers een belangrijke invloed heeft. De taxonomie van Bloom heeft te maken met het verstandelijke funktioneren; het vergaren van kennis en het ontwikkelen van intellektuele vaardigheden in het hanteren en toepassen van die kennis. Bloom volgt nog de traditionele methode van klassikaal onderwijs, terwijl Keiler de studenten in een individueel tempo wil laten studeren. Zijn ISS is een manier om dit te bereiken. Het onderwijs wordt daarbij vooral aangepast aan de tijdsbesteding van de studenten. Door in een CAI Bloom.en Keller te kombineren, kan de student zijn eigen studietempo bepalen en hoeft hij niet meer op vaste tijden aanwezig te zijn op het instituut. De lineaire vorm van geprogrammeerde instruktie (g.i.) volgens Skinner wordt veel meer in eenvoudige CAI programma's toegepast dan de tutoriele dialoog. De student krijgt dan per leertaak drie soorten instrukties gepresenteerd in de volgorde van teksten, vragen en terugkoppeling. Gagne, Wager en Rojas [1979] hebben deze vorm van g.i. voorzien van aanvullende onderwijsmaatregelen. Bij deze. gewijzigde vorm van tutoriele dialoog worden aanvullende onderwijsmaatregelen verstrekt, die kunnen worden beschouwd als uitbreidingen van de reeds genoemde tekst presentatie. Er zijn verschillende typen van vraagstelling mogelijk. Meerkeuzevragen zijn. zeer geschikt voor CAI. Open vragen zijn. moeilijker te programmeren, maar voor het leren oplossen van problemen nodig.
4.1
EEN AANTAL MOGELIJKHEDEN WAARUIT MEN MET CAI KAN KIEZEN
Cohen [1983] noemt de vijf didaktische werkvormen, die voor CAI. kunnen worden toegepast. Dit zijn: gaming, simulatie, drill-and-practice, de tutoriele dialoog en probleem oplossen. Gaming is een situatie, waarin studenten aantonen bepaalde feiten te kennen, zekere vaardigheden te hebben of te laten zien dat zij bepaalde concepten beheersen; winnen betekent, dat deze kognitieve vaardigheden worden beheerst. Bij simulatie-programma's wordt de computer gebruikt om aspekten van de werkelijkheid te simuleren. . Simulaties worden in het onderwijs ook zonder CAI toegepast. Zij worden gebruikt, indien leren in de realiteit te veel risiko's of tijd en geld kosten [Moonen, 1983].. Simulatie is
- 37 -
gericht op het verwerven van kennis over hoe een in werkelijkheid voorkomend proces verloopt [Camstra', 1980]. Drill-and-Practice wordt gebruikt -als .aanvulling, .van „het ..xeguliere onderwijs, dat elders is gegeven. Met deze soort CAI kunnen concepten, die in klassikaal verband zijn onderwezen, worden geoefend. Met drilland-practice programma's kan een student zijn kennis oefenen. Het gaat bij drill-and-practice zelden om het aanleren van nieuwe kennis. Het betreft meestal opgaven, die niet te gekompliceerd zijn en op betrekkelijk eenvoudige manier zijn op te lossen [Camstra,1980]. Volgens Moonen en Gastkempers [1983] is ' de tutoriele dialoog gericht op het verwerven van kennis en inzicht. Hij bestaat uit het aanbieden van informatie, het verwerken van antwoorden in vrije of meerkeuzevragen, het geven van terugkoppeling en het bepalen van de volgende stappen in het leerproces. Naarmate er meer alternatieve leerwegen zijn ingebouwd is meer individuele variatie in het gebruik mogelijk. Programma's voor het leren oplossen van problemen hebben betrekking op het aanleren van vaardigheden, waarbij de student enig inzicht verwerft in het oplosproces en de oplosprocedure. Het accent ligt op het maken van berekeningen [Leiblum,1979]. Het betreft hier vaardigheden van een grotere komplexiteit dan bij drill-andpractice. Bij programma's voor probleem oplossen wordt vaak niet volstaan met in een keer aanbieden van het probleem, maar. wordt dat ordelijk in stapjes opgebouwd [Camstra,1980]. Probleem oplossen is in de praktijk niet altijd gemakkelijk als zodanig te herkennen. Afhankelijk van de inhoud en vorm benadert dit type programma soms de tutoriele dialoog en soms de simulatie [Moonen,1983]. Genoemde didaktische werkvormen met CAI kunnen op twee manieren.in het onderwijsleerproces worden ingevoerd, namelijk als adjunct CAI en primary CAI. Het eerste staat voor aanvulling op het traditionele onderwijs, terwijl de tweede CAI de reguliere onderwijsmethode vervangt [Chambers,1980]. PLATO is een voorbeeld van adjunct CAI, terwijl TTCCIT oorspronkelijk was bedoeld voor primary CAI [Chambers,1980]. De tutoriele dialoog kan als primary CAI worden toegepast. Probleem oplossen, simulatie en drill-en-practice zijn voorbeelden waar adjunct CAI wordt toegepast [Cohen,1983]. Persoonlijke kontakten tussen docent en studenten zijn belangrijk. Kontakt tussen docent en student blijkt een faktor, waardoor primary CAI minder kans heeft dan adjunct CAI [Chambers,1980 ] . Volgens Hooper[1974], Harding[1975], Chambers[1980], Jacques[1980], Kulik(1980] en [Einarsson [1979] moet adjunct CAI worden gezien als aanvulling van het reeds bestaande kollege- en instruktiemateriaal, waarbij het accent van de werkzaamheden van de vakdocent komt te liggen op produktie en onderhoud van CAI-kursusmateriaal en individuele studiebegeleiding. Een programma wordt generatief genoemd, als er aan de mededeling aan de student tenminste enigszins een konstruktieproces te pas komt waarin de te presenteren mededeling wordt gegenereerd. Het door de computer laten genereren van een willekeurig getal is een veel gebruikte manier om een generatief element in de leersituatie te brengen, omdat de waarde daarvan . nooit van tevoren vaststaat maar op ■ het moment zelf wordt gegenereerd volgens bepaalde gespecificeerde regels [Camstra,1980]. Hiervoor wordt vaak van een random generator gebruik gemaakt.
- 38 -
Kenmerkend voor een niet-generatieve CAI. dialoog is, dat alle mededelingen voorgeprogrammeerd zijn en dus eigenlijk ook de grote lijn van de interaktie met.-de student vast..ligt.. Vink [1975] geeft het volgende voorbeeld van het gebruik van een random generator in een computer-gestuurd deel van CAI. Afhankelijk van de oefening kan de computer probleem en oplossing genereren, uit een aantal vaste voorbeelden een voorbeeld kiezen en een bepaald type opgave genereren. Verder is het mogelijk een aantal variaties, die zich bij het probleem kunnen voordoen, te simuleren. Het ontwerp van de CAI dialoog bepaalt of het programma computer gestuurd dan wel leerlinq-qestuurd is. [Lahey,1978] heeft computer gestuurd en leerling-gestuurd als volgt gedefinieerd: -computer-gestuurd, waarbij de leerling noch.de opgave noch de leerweg zelf. kan kiezen. -leerling-gestuurd met advies met betrekking tot de opgaven, die in dit stadium van de oefening het beste kan worden gekozen, de rest is leerling-gestuurd; -leerling-gestuurd, waarbij de student de opgaven zelf en binnen de opgaven de leerweg vrij kan kiezen; Bij een leerling-gestuurd systeem ligt de leerweg niet stap voor stap vast. Hoe meer beslissingen worden genomen door de computer des te minder wordt afgeweken van een algemene leerweg. Het kursusmateriaal is modulair samengesteld, anders is het niet mogelijk een leerling-gestuurd systeem met adviesmogelijkheid samen te stellen [Allred,1977]. Een. voorbeeld van een computer-gestuurde CAI is de PLATO kursus, die in modulen is ingedeeld. De student dient, om met een volgende module verder te verdergaan, aan te tonen een bepaald niveau van mastery level van presteren behaald te hebben. Het is echter mogelijk, dat de leerlingen toestemming krijgen om toch door te gaan, als ze te ver achterop dreigen te raken. De mastery level wordt dan uitgeschakeld. Gewoonlijk gaan de leerlingen later weer terug naar het punt, waar ze gebleven waren; zij kunnen dan als nog de module voltooien [Kane,1980]. De resultaten van computer-gestuurde CAI tonen van pre-test naar post test een signifikante verbetering van de scores. De post-test scores van beginners, die werken met een leerling-gestuurd- systeem zijn in vergelijking daarmee signifikant lager; verder hebben zij aanzienlijk meer studietijd nodig [Hartley,1978]. Zodra de leerlingen meer ervaring opgedaan hebben, kan worden overgegaan naar een leerlinq-qestuurd systeem. Het principe van individueel onderwijs is bij TICCIT verwezenlijkt door een leerlinq-qestuurd onderwijspakket samen te stellen, waarbij de leerling zijn eigen leerweg in het kursusmateriaal kan bepalen [Allred,1977]. De dialoog is van te voren door onderwijskundigen in een logische struktuur ontworpen, waarbij de student om hulp, uitleg, een nieuwe opgave of een voorbeeld kan vragen. De CAI-kommando's worden met behulp van funktietoetsen gegeven (zie paragraaf 4.3). Er zijn volgens Bunderson [1974] bij TICCIT drie niveaus voor de interaktie tussen student en computer. Het laagste niveau is computer gestuurd, waarbij de computer informatie verstrekt en vragen stelt, terwijl de student het tempo bepaalt en de antwoorden geeft. Het
- 39 -
middelste niveau omvat tevens het laagste niveau, maar de student kan nu ook de strategie (volgorde) in' de goed . gedefinieerde set van instruktieve komponenten (le.erling-gestuurd) -bepalen.. Het hoogste niveau omvat de beide voorgaande niveaus, doch de computer kan de student nu adviseren middels de in het beheer bijgehouden leergeschiedenis van de student. Na het kiezen van een onderdeel uit de kursus kan, binnen dat onderdeel, een les worden gekozen en daarna van die les de theorie,de uitgewerkte voorbeelden of een oefening. Voor het leren probleem oplossen is het het beste, dat het systeem zoveel mogelijk leerlinq-qestuurd is, zodat de student zijn eigen oplossingsmethode kan genereren. Op deze manier kunnen de studenten elk een eigen leerweg door de inhoud van de leerstof kiezen (Leiblum,1979]. Op een universiteit ligt het zwaartepunt van de opleiding op zelfstandig werken. Van de student wordt verwacht naar eigen inzicht te werken en zelf een strategie te ontwikkelen met het doel een leerstofeenheid met sukses af te kunnen handelen [Smith,1975). De student moet daarom zelf uit kunnen maken, of hij de leerstof voldoende beheerst [Vink,1975;Smith,1975]. Het is dus essentieel, dat in dat geval het CAI-systeem leerling-gestuurd en niet computer-gestuurd is. Om dit met sukses te verwezenlijken is het nodig, dat de student weet, hoe het programma werkt. De CAI-programma's dienen voldoende flexibel te zijn en zo te worden geprogrammeerd, dat ze aktief door de student worden gebruikt [Einarsson,1980]. Vink [1975] heeft getracht de student zoveel mogelijk vrij te laten bij het oplossen van een opgave. Hij heeft gekozen voor een meer kontrolerende funktie van de computer, in tegenstelling tot een meer dirigerende. Deze vrijheid wordt echter beperkt door de eisen die worden opgelegd door de oplossingsmethode. Bovendien wordt de student op de verschillende aspekten van de oplossingsmethode gewezen, want hij werkt immers met een oefenkursus. Met behulp van CAI-kommando's kan de student zijn wensen kenbaar maken. De CAI-kommando's worden als trefwoorden opgegeven, i.p.v. met een funktietoets, zoals bij TTCCIT. De student moet zelf de invoergegevens van elk rekenprogramma kunnen wijzigen om de invloed ervan op het resultaat van de berekening te kunnen beoordelen [Johnson,1977;Leiblum,1979]. Er moet met de invoergegevens kunnen worden geëxperimenteerd, d.w.z. de student moet de invoergegevens kunnen selekteren en zelf kunnen bepalen, wat hij wil veranderen [Smith,1975). Met het CAI-systeem, dat Moss [1979] heeft ontwikkeld voor de civiele techniek, kan de rekenmethode worden verklaard en kunnen er snel alternatieve mogelijkheden worden berekend. Bij de eindige elementen methode bijvoorbeeld vergelijkt men daarom voor hetzelfde probleem twee oplossingen met elkaar, die zijn opgebouwd uit verschillende geometrische elementen. Of men vergelijkt bij hetzelfde probleem de oplossingen met verschillende polynoom benaderingen. Een andere mogelijkheid is de mate van konvergeren na te gaan, die men kan verwachten bij hetzelfde probleem, indien men de berekening nauwkeuriger maakt door de stapgrootte te verkleinen [Patterson,1974]. Meestal worden bij CAI-oefeningen vragen gesteld in de vorm van openeind vragen of in de vorm van geprekodeerde vragen. Open-eind vragen kan men weer onderverdelen in drie typen, namelijk opstelvragen, aanvulvragen en invulvragen. In het geval van
- 40 -
opstélvragen krijgt de student enkele opgaven, die van dien aard zijn, dat hij de antwoorden zelf, in de meeste gevallen uitgebreid, moet formuleren.. Bij aanvul vragen kan, de .student.. , een, kort, antwoord geven op de vraag, vaak in de vorm van een zin. Invulvraqen zijn de eenvoudigste vorm van open vragen, waarbij de student alleen maar een woord op een open plaats invult. Geprekodeerde vragen zijn zeer geschikt voor het toetsen van kennis en inzicht. Er zijn dan vrijwel geen grenzen aande toepassingsmogelijkheden [DeGroot/1973]. De geprekodeerde vragen worden onderverdeeld in drie typen, te weten waar-onwaar-vragen, matchingvragen en meerkeuzevragen. Met waar-onwaar-vragen zegt de student telkens van een uitspraak dat deze waar of niet waar is. Bij matchinq-vragen plaatst hij twee dingen bij elkaar. Worden meerkeuzevragen gebruikt, dan wijst de student van verschillend gegeven alternatieve antwoorden het enig juiste'antwobrd aan. De laatste itemvorm wordt bij geprekodeerde vragen verreweg het meest toegepast. De meest effektieve manier om de programmeerarbeid voor CAI te verminderen bestaat uit het volledig vervangen van de 'open vragen door meerkeuzevragen [Camstra,1980]. Als men van open itemvormen overgaat naar geprekodeerde itemvormen, moet men in het algemeen andere vragen opstellen. In bijzondere gevallen kunnen open-eind vragen noodzakelijk zijn, bijvoorbeeld, waar de student zijn antwoord moet verklaren. Men kan de meest uiteenlopende problemen zonder veel verlies aan inhoud en efficiency in deze vraagvorm omzetten. Indien meerkeuzevragen worden toegepast, heeft de beoordelaar, mits hij zich aan de skoringsvoorschriften houdt, geen invloed op de beoordeling van het studieresultaat. De skoringstaak kan door een machine of een computerprogramma worden overgenomen. Afname, korrektie en bepalen van de skores van de student zijn objektief geregeld. Dit betreft dus alles wat er na de konstruktie van de studietoets gebeurt ' [DeGroot,1973]. Meerkeuzevragen hebben bovendien nog het voordeel dat er eenvoudig een statistische analyse op kan worden uitgevoerd. Konkluderend kan gesteld worden, dat uit het literatuurondezoek in deze paragraaf blijkt, dat als men CAI in de opleiding inschakelt voor het leren oplossen van problemen, dit beter leerling-gestuurd kan zijn. Het inzicht in de materie kan worden vergroot, als de studenten de invoer van rekenprogramma's naar eigen idee kunnen wijzigen om te zien wat de invloed hiervan is op het resultaat van de berekening. Tenslotte lijken twee typen vraagstelling voor CAI in CAD in aanmerking te komen, namelijk de open-eind vragen en de meerkeuzevragen.
4.2
WAT KAN MEN VAN CAI VERWACHTEN?
Uit onderzoek naar CAI in het statistiek-onderwijs door o.a. Smith [1975] is gebleken, dat het pas zinvol is om CAI toe te passen, als hierdoor de studieduur wordt verkort. Als aan deze voorwaarde wordt voldaan is de eerste vraag, die nien zich kan stellen bij het inschakelen van CAI: "Leren de studenten van het programma [Laudato,1975]?"
- 41 -
Moonen [1981] heeft voor het statistiek onderwijs CAI ontwikkeld om de efficiëntie . te verbeteren. De studieduur blijkt volgens Hofstetter [1978] met- CAI aanmerk el i.jJc -te. kunnen., worden, .vermindexd. -..Door CAI kan de leerstof in een . korter tijdsbestek . worden verwerkt middels een geregistreerde aktieve respons van de student [Leiblum,1979]. Beard [1976] onderschrijft deze mening door te beweren, dat men, ö.a. in de statistiek, op interaktieve wijze met CAI tracht in korte tijd de studenten te leren werken met rekenprogramma's. Tussen de traditionele onderwijsmethoden en het onderwijs, waarin CAI wordt ingevoegd, zijn geen noemenswaardige verschillen gevonden ten aanzien van het studieresultaat [Kulik,1980; Chambers,1980 ]. Harding [1975], Hall [1980], Alderman [1979] en Kurz[1978] konstateren dat het studieresulaat hetzelfde blijft of verbetert. Hartley [1975] heeft voor het vak statistiek gevonden,, dat de eindcijfers ook hoger waren dan voorheen. Murphy [1978] heeft gekonstateerd, dat PLATO geen effekt had op het studieresultaat. Dit komt volgens Hartley [1979] waarschijnlijk, omdat het lesmateriaal werd ontwikkeld door de docent, die anders het klassikaal onderwijs verzorgde. De examenresultaten van de PLATO leerlingen waren volgens Kane [1980] niet beter dan. die van de nietPLATO leerlingen. De examen problemen waren echter moeilijker dan de PLATO problemen. Het waren dan ook meer intelligentie tests. Er waren meer studiestakers bij PLATO dan bij traditioneel onderwijs. Kulik [1980] meent, dat dit werd veroorzaakt, omdat deze leerlingen veel minder uren achter de terminal maakten dan diegenen, die de studie met sukses afrondden. Het bepalen van het eigen studietempo hield volgens Alderman [1979] bij TICCIT het risiko in, dat de leerlingen, die niet zelf hun studie kunnen organiseren, de studie niet afmaakten. Het aantal studiestakers zou volgens hem zeker afnemen, als er maatregelen zouden worden genomen om de leerlingen meer te motiveren. Er was te weinig persoonlijk kontakt met de leerlingen tijdens het leren. Bij TICCIT werd de nominale studieduur in het vak rekenendoor gemiddeld 16% van de studenten gehaald, terwijl dit bij klassikaal onderwijs op 50% lag. De oorzaak was niet te wijten aan onbetrouwbaarheid van het systeem of aan een inkompleet leerplan. Het bleek dat alleen de leerlingen met aanleg voor rekenen met behulp van TICCIT de nominale studieduur nodig hadden [Alderman,1979]. Bij het vak Engels bleek, dat er nog aanvullende kontakten tussen leerlingen en docenten gewenst zijn. In kleine groepen werden dan algemene voortgangsproblemen behandeld. Dit gebeurde niet bij rekenen, daar werden alleen maar inhoudelijke problemen doorgenomen [Jones,1978]. Bij het reken-pakket van TICCIT bleef het studieresultaat gelijk met dat van klassikaal onderwijs [Chambers,1980]. Bij Engels bleken de resultaten beter dan bij rekenen [Kulik,1980]. Men vermoedde, dat bij meer instruktie, gericht op de problemen die zich kunnen voordoen, rekenen ook betere resultaten zou afwerpen [Jones,1978]. Samengevat kan worden verwacht, dat als het CAI in CAD operationeel is en het als aanvulling van het traditionele onderwijs wordt toegepast, hierdoor de studieduur gelijk blijft of korter wordt, en/of het studieresultaat hetzelfde blijft of verbetert. - 42 -
De tweede vraag, die men zich kan stelllen is: "Wordt het leren door het inschakelen van de computer . aantrekkelijk voor, de student [ Johnson, 1977].?? Met de evaluatieve vragenlijsten betreffende • het CAI-statistiek praktikum in Leeds is reeds aangetoond, dat het CAI-experiment interessant werd gevonden, hoewel voorheen statistiek door de studenten werd ervaren als een vervelend vak f Hartley,1975]. Volgens Hofstetter[1978], Bork[1980], Chambers[1980] en Kane(1980] biedt de computer nieuwe onderwijskundige mogelijkheden, die niet met de reeds bestaande onderwijssystemen kunnen worden uitgevoerd. Niet alleen kan de student zijn eigen studietempo bepalen, maar ook binnen het kurrikulum is per student een verschillend tempo mogelijk. De student wordt door CAI gedwongen aktief deel te nemen in het onderwijs. Ook met CALSM (Computer Aided Learning for Structural Mechanics of frame systems) uit Dalian in de Volksrepubliek China vindt men, dat de studenten worden geaktiveerd [Ke-shun,1981]. Ook Vink [1975], Murphy[1978], Johnsonf 1978] en Moonen [1980] konstateren, dat CAI. de studenten stimuleert en aktiveert. In het natuurkunde onderwijs werd door Bason (1981] gekonstateerd, dat de docent erop moet letten, dat de studenten niet overijverig worden. Sharp beweerde reeds in 1974, dat de attitude van de studenten in het hoger onderwijs meer en meer computer gericht zal zijn. De docenten krijgen meer tijd om in te gaan op de individuele problemen van de studenten [Chambers,1980]. Het kontakt tussen docent en student wordt beter [King,1975], Als de oefeningen en kolleges goed zijn voorbereid en op elkaar zijn afgestemd, kan het toezicht op de student worden teruggebracht tot studiebegeleiding op verzoek van de student [Smith,1975]. Misschien is de grootste uitdaging die van CAI voor de docent uitgaat, het zijn van manager in een individueel onderwijssysteem [Hooper,1974]. Voor de docent is een snelle, overzichtelijke konfrontatie met de fouten die hij maakt bij de overdracht van kennis van vitaal belang om beter onderwijs te leren geven. De kunst van het vragen stellen moet trouwens worden geleerd; ook dit leerproces is alleen goed mogelijk bij een efficient werkende terugkoppeling naar de student. De beschikbaarheid (tijdigheid) van de terminal is voor het sukses van CAI van essentieel belang [Kane,1980], Er zijn geen noemenswaardige verschillen gevonden in de attitude van de student in het voordeel van PLATO of van het traditionele onderwijs en de attitude van de student ten opzichte van het vakgebied [Kulik,1980; Chambers,1980]. De PLATO studenten vinden het interessant op interaktieve wijze met het computer oefenmateriaal te kunnen werken. De studenten en docenten zijn enthousiast over PLATO, hoewel het studieresultaat door PLATO niet is verbeterd [Kulik,1980]. Dit komt misschien, omdat PLATO het kontakt tussen studenten en docenten toch niet bevordert [Murphy,1978]. CAI kan invloed hebben op het studieresultaat als er op een ■ andere manier wordt gedoceerd. Een docent, die naast kolleges ook CAI in zijn onderwijs-programma opneemt, verkrijgt in het algemeen ■ betere studieresultaten dan de docent, die hetzelfde onderwerp uitsluitend op de traditionele manier, dus via kolleges, doceert [Kulik,1980].
- 43 -
DJ h -
UI r r
r r
C
H-
a
Ul.
H—
3"
rr
M
a 0
IJ r r
ID
3
10
a ID
a ID cr n cr vIT)O ICDL re r-i ID 10 h i .
a Bi h-» Ul UI r r
h^
UI r r
I-I
3 h<3 01
3" 10 r r
h-*
UI
r r
•
e 10
a o ID h-1 til r r
10 t-1
10
3
a Dl r r
a ID
D>
h -
Dl
Dl
Dl
O
m
UI
c a M-
ID
ID
IB
N
n
3 £
e
*
Dl
r r
c a Mra UI-
C
Dl
l IS ra vO 3 ra 3 £ n> h ID 10 € n 1-1 Qj DJ ra Htn re r r a a • UI ID 1
hl
O
10
M-
C
ra
3
o c IaD
■o a ID
£
r r
r r
hl
3 r r
(D
(D
ID
UI r r
c a h" 3 f t ra UI. ft cr ra DD ll 0(_*1 vQ ra a hl h n 0 1 I D ra M 3 ra ra h" UI 3 r r * ara C a O3 " tnn ID 3 r r
ID
ID
ID
3
!-• 3
s
X
< ra
n rr 01 a
h"
raa vo 3 0i
e ra i-i
X
*
r r
3
< 1
01
ra
ID r r
h--
H*
01
U l .
r r
UI
£
K*
ID h -
i_i. CL
h--
3
3
a
yr
ID
c hi
?r
o
> M
1
EC 0 o 3 Dl ra a rUrl h i hI Dh a 3 ID 01 3 h--
ID
**•
r r
3
ID
l O
10 hi
r-^
a 10
h-
a
01
if> i—1
Ul
hi
vQ
O 3
M3"
h^
10 h -
hi
a
a a 10 3
10 r r
3
3 C r r
3
<
h--
01
3
3
ID Ul
Ul.
01 r r
r r
a a ra M-
C
3
0
r r
3
3
3
n ro cr a to 3 ID ra ID < 3
<
x c hi
ID
Ul
H
O
a c Ul
■*
O h -
<
hh
3 H '
l£> hi
3
ra cr 3 ra r r
Dl
ID hi
C r r ID hi
O Q i
> M
01 l-l
3 r r
■o h 0
a 0 0H ' ID 3 ID n 3 c 3 01 01 3
«
Dl hi
*
h -
Ul
t o
n 0 3" 3 h a
- J
vo
• ■ t_J.
•
3
01 r r
h -
X
!«r
•
3
10 3
ID
h| X
3
3 3
lO ■ 1
a
r r
3
r r
ID
h"
ID
hi
\Q
3
hh
ID r r
e
M-
Ul
Z
3
r r
0>
a h"
C
a 01
<
a c ID
3
3 £ n O n n h i
1
!»!■
01 r r
h-»
C
a
ID
cr 10
3 h"
ID
Oi IQ
cr cr hi a l M_ l*. c ra h"
10
3
X*
S ID r r
h i
3 10 r r
C r r
0 cr H h H '
1—
I_l.
01
ST r r
h -
< 01 3
►^
ra O ra Ul n r r M i-t
C r—
r-1
3
01
I D
ID
£ a ID ID
~0
3
hi
n
k - ^
cr ID
£
X
HLJ.
3
Ul r r
Ul
01 X
C
a 10
10
a ra h! ra 3
3
Ul r r
ra
c 3 a ra 3
01
rr
l-J h-
r—
10
ID
3
3
C ID
^
H-
3 0> 01 hi
H-
O
r r
l£>
a. ID
lO
•
ID 3 M« I d 10
01 r r
h-
Ul r r
t
h*-
10
—» cr
ra 3" 10
Ul r r
H '
r—
10
•^
10
< T J n
S
-
O u l . ID
10 r r
X r r
3
10
3
3
Qi
3
ra rr
01 3"
3
10 r r
rr a ID 10
■o hi
M-
Ul
!_!•
3
h" 3
3
Ul
a a ra ra ID t-> a 3 o ra o 3 ra ra r3r 3 ra 3
cr
"
a
01 r r
r r
10
h"
r r
10 h -
l_i*
ID
Oi
Qi
n
ID
Ul X
0 Ul
rr
< ra ra
01 vQ
N
» h - i
10
VO
3
-O un i—.
Dl
H '
0i
Oi
3
01
vQ hi
3
0 hi 3
3 ■*
3" ID r r
01 r r
a O
O1 01
>< 01 r r
3 -
10
ID
3
10 hh r r
N
hi
r r
hi-
f i 3" r r
!-•
ID
ID r r
r r
l-h
3
a ro n £
73 f
MUl-
10
3 Ul
a H-
hi
3
vO re hh
VQ
ID
ro 3 3
< re hi
Ul
H3 r r
ID
0 Dl
3 3 01
X
r r
O
ID
g
3 X
O
I D
a 0 o ID 3 r r 10
X
3
01
o 10
3 10
£ 0
h -
hi
HUl.
ID
X
X
a ra
Ul
X
3"
ID
10
h-i
h i -
ID
Q.
3
r r
<<
O 0 0 0 hl hi
3
< 10 1-1
O
Q,
3 r r .
10 hi !-•■
01
10
a 0i
3 r r
3
3
re
N
ID
ID
TJ h i
a
3
3 ID
c a ro 3
3
£ c Q i
Ul.
ID
01
3 r r
*
01
X
00
01 hi
h-i
o
0>
OP
r r
Ul r r
01
ra 3
ID
3 h -
01 01
a a re ID 3
IQ
h-i
ID
m 01
*
(0
01
ID
h-i
e
o 3
3
a hi re 3 a 01 re 01
VO
U l .
~J
C M-
a o o ri
r r
3
a re 3
3 "
ID
hi
01
X
10
r r
ID r r
H-
H-
<
3
01
3 -
£ ID
3 Dl
O 3
3
3
3 Ul i—•
VO
H '
h i -
r r
3 -
hh r r
N TJ
h -
c-i
TJ c 3
hh
3
01 r r
c a ra 3 r r
cr 3 ra r r ra hi r r a ra ID
■*
1
~
■ — >
h i -
3
H-
TJ
r s» h i
3
O
a ra
ID
Ul.
vQ
Ul.
r r
r r
in
o
3
a Dl n 3" r r I--
vQ ID
3"
10
10 r r
a
3 r r
ID
£
N hi* Ul.
3
a 10 Ul r r
£ c ID hi X f t
01
a re 3 r r ID
t—i
3
Sn
0
01
O hi
3
N
ID
ID
«
ID hi
H-
3 rr
hq
3 vO
TJ ID
H -
3
01
r-<
VO CD O
01 X r r
3
hi
c re hi hh
« •—» ?! a. < TJ
3 "
01
0i r r
3
re r-
1
ID
VO GO
£
O
0i r r
•—. »-
< 0 r-<
« h -
cr re N i—
v o vO N
■»
^ 1 CO
3
i _ i
ID r r
•
r-'
CO
ID hi
o
ID
3
3
hi'
a re T l
e-1 3» ►3
*
VQ
ID
ID
o
3 Ul
3
Ul
h -
vQ
r r a re C U l 3 rr Q , 0 1 ID ID c H a. 3 3 TJ 0 1 r r r r ID 3 re 3 h i
co re r r
3
10
h -
3
h i -
a
hi
01
01 r r
h i -
1
b
3
N
01
cr 0 r r 3 ro c >< N Q i 01 < ID ID a hi U l h" r r hi ID M 3 ID £ re r r hi X HVO < 3 a re c re O rr, H Qi Ul- r r - J 01 hi hl 01 a cr a h-i ( Q r r h Oi ID rr 0 re 1 0 r r • C O h - i re fQti Ul Ul 0 3 ■ n 1< h hi 10 ID 3 ra rr h" ID ID 0 1 3 O re re ra I D a a a VQ h-i 10 VQ 3 ID ID 3 3 3 hi re *
■»
Dl
<
3
Hr r
3 vQ
01 r r
cr re > h i a O a o re Mh-i
h i
0!
Q i va
ID
h i -
b
rr
10 10 h|
ID
a c ro a hi ID
£
01 r r
re c a 01 hi hi re Ul. ri X O 01 3 £ c ID T J re a r r h" ID 0 1 3 I D ID 3 £ rr ro 3 ro h - r r ID hh rr>U l . n 0 1 U l - 1 0 1X0 a va h i h hh 10 Q . 3 » ra r r V O ro Q i ID Ul 3 ID 10 3 re rr hh 00 10 3 3 3 o h - h-i X r r Mhi» •—■ 01 N • N 3" 1 0 3 o r r M - ra re r r r r r r 3 C 10 3 3 a. <—i r r C vO h - - V Q h " W VQ a ra 0 a hi 3 ID TJ 3 01 • a re 0 1 h i r r ra r r h" |Q hi C l 3 £ £ D< 3 hi Ul 10 N ID 3 re a hi r r Hr r UlO ID TJ r r u i . X Ul 3" TJ 10 3" a 0a1 r r Ul. ' ? ! •ID Oi < 3 3 — in r re !< ID TJ 0 1 3 cr a 0r irr r t hi *hV O- > h i O 3 £ ro c r r HUl ID X Dl ro U l a a r r -^1 o H ' ID ID 01 c CO hi hi vQ *vr-o rI Dr are I D < ID Q i 3 10 vQ h ID Ul in 01 3 a0 r r r r UlC O 10 1 I D 3 T J 3 £ c O • 10 ID Ul ID 01 3 C c < r r rr 1— 3 01 D n > I< a ID < (0 01 C h i 3 3 I D l-l 3» • M h i D l 1 0 3 3 a ■£, O 3 10 Dl ID re rr O i < 3 01 3 3 a 3 r r re < ro h| r r 01 3" Oi Oi £ 3 3 ra hi r— 1 0 h-< C 3 ro r r Ul X £ Ul U l . r i 3 3 H hi U l N 0 1 I D 0 0 0 a r r M. hh r r 3" 3" 3 3 I D re I D re r r h" ri Hr r ID Ul r r
X
•—.
01
r r 01'
O
01 hi
3
Ul
0
01
h"
Ul
a X 3 0 01
cr ra Ul
C
Ul
£ 0 hi
o £X a re h " ID 3
01 h -
h i -
3 0 TJ 3 vQ hi
3
Q i ID
C
ID
£
a
t r hi
X
0 X
3
3 r r
vQ
H-
h"
ID
3 ID r r
h - i
O
h"
3 r r
a ID
h i
ID 3"
01
•
01 r r
3 ID
0
h"
ID
c h"
3
C
hi
10
09
Dl
h -
3 h"
rr
(0
0
Ul r r
r r
CL r r
10
^ 1
01
O
a Oh i cr re ro Ul
0i hi
h i
C
b w
Ul
01
>
hi
a re a o o ID
10 H-
3 r r
h—
£
3
VO
h -
h1-
a
01
»
0 1 ' vO
M
10
VQ
l-l
!-••
Ul-
C
TJ
X
%
3
Ul r r
ID
O r r
h" ID
r r
<
Dl
ID
r r
01 rr
10
h -
£
3
r r
N
Ul 01 re a 3» o re hi r r 3" 0 hi a ID o O i — • hh ^" 0X i c Qi £ ro 7! r r hi O 3 01 £ hi r r
Q i
3
a 1cr 0
10
<<
M
hi ID
h*- U l .
(-• m
h i -
3 . r h
c 10
u l . r-i
hi
h -
10
h"
ra h-"
01
£ M-
h"
W
3
ri
3
<
O
hi
3
ID
01
10
10
h"
a 0 o rh ri M ra 3 1 0 O i h i a ra a h" h" 0 h i ro 3 £ h i r r 01 h a U l . O
h -
r -
rr cr
r r M-
o hl
<•
01
Ul.
O
ID
ID
c
h-<
O
Ul.
C
<
Ul
Ul rr
•% <
10
TJ
c hi
£
a o ra ID
3
ra H
X
01
0
ra
3 Q,
10 hh
10 CT Ul rr
O
H '
— , .<
Dl
01
h"
h"
3 01 r r
vQ
ID
ID
<
h i -
X
3"
a ra 3
3
3
O 3
3
r r
3"
0>
hi
O
M
UJ
01
C
U l 1 I
3
C
X
3
f i w
O
a l U_ ll . ra hi h 3 ra Dl ra H
01 r r
h -
hi
Ul
3 w
a
3" ID
3 "
Ul w
ID
O hl
Oi r r
a a ura 3 ra hi ra TJ
& r-
O 10
00
Dl hi
►i
r—
hh
01 h-1
vo
01
3
£
r r
<
1
O
t-j.
Ul
<
Dl
10
3
0
h i hH
Dl
ra H10 M-
01 Q i
n O
10 hi
Dl
r r
3
ID hi
ra <—•1 £
3
ID
<
h -
3
N
ID
5T
10
0
(-••
o o M
ID
3
ra 3
X r r
M
O
a ra
3 r r
3
3
i d
iQ
10
Oi X
r r
3 r r
h -
ID
M
a ID
ID
ID
10
10 r r
a ID
h"
a c3 Oi ►i h-l
Ul
o ID
*
h i
H-
ID
X r r
r r
e 1cr ID 0
I D
3"
M
3
ra
h*>
n r> M
r r
3" H '
h1-
3
3
X
3
s
1
t_l. Dl
yc
1^*
vO
3
ID
10 hh
Ul
(_1.
c a 3-
ID ri
3 ID
a 10
10 r r
ID r r
01
01
3
h -
>
t
a
Ul
3
a cr h-
ID
h i
•^1
O
1 - ^
Dl
Ul
ID h^
hi
ID
01
H
O
t
h" ID
ID r r
ID
3 ra 3 0i
VO
ID hi
€
a
3
10 i—■
*
10 r r
i_t-
O hi
Ul r r
Dl
N
3"
TJ
3
3 -
r r
ID
10
i_j.
rr c r—
Oi
Oi
ID
10 hi
3 10 h"
h3
3
VT
O
h"
cr X
M-
ID
3
ID
H
r r
3"
^. ra
hi
hi
r r
ID
LJ.
N M-
I D
a
h-1
ID
ID h -
3 ra X
3
hi
X hi
i~»
h3
1
10 3 r r
0 3
hH
a, 73 hi
0
JT
h -
cr i d
ID
a O
01
n 0I D n h-l |£>
^ - t
D
l£>
01
3"
3" ID r r
D 3 0
10
H-
10 r r
r->
ID
N
3"
ra hi
10
a 1 0 00 11 3 c ra ri Ul c 0< 1 3" h i r r ro ra x 3 r r £ ra ID c TJ h i U l N I D i-t a r r I D I3D o ID c Q . va c hi o 1 0 0h i 0 01 3 " 3 0 f t f t 3 a 3 ID 10 10
ID
Dl r r
3
•—i
~J U l
3
3
VO
3
a Dl
Oi
VO
3
r—
ID
<
h"
3
VO
vQ
t-i
H-
Ul C Ul
1—
VO -*1
Ul
01
01 r-l
ra hi
3
3 r r
r r
ID
N
ID
X
01
f t
X
ia € ra
ra N
III
0>
Dl
0 € 0 01 ri
0
•
M
3 Ul
10 hi
r-1
a > Dl
h -
n
D
1
10
N
3 -
i—
uQ ra hi 10
3 r r
3
ui ui
3 C
3
X
0i
< o h-
Dl r r
< ra ra a *-• O O < ra a. O a < ra ra >3 * § TJ O 3"
10
3
0>
C h-r r
171
M-
10 Ul r r
r— C •ö a (-• a a a ra ra v3O I3D ►-- h l h ID 3 m X U I 3 rrI D UIVQ ID h*.
Ul r r
^
De eisen, die men volgens Clarke [1974] aan de organisatie van CAI moet stellen zijn: -De -Student kan dag en nacht .de. terminal_..,yoor.. een bepaalde tijd reserveren. -De student mag net zoveel oefeningen per week maken, als praktisch toelaatbaar is. . . -De studenten kunnen tegelijkertijd net zoveel oefenen als er terminals zijn. -Elke student bepaalt zijn eigen tempo. -Elke student mag net zoveel herhalen als hij dat zelf wenst. Een voorwaarde om CAI in CAD als onderwijs-instrument effektief en efficient te kunnen inpassen in het reguliere onderwijs is dat de studenten . het prettig vinden om ermee te werken en erdoor worden gemotiveerd. De docenten zullen erop moeten letten, dat de studenten zowel de theorie kennen als deze ook in de oefening weten toe te passen. Het beheerssysteem van CAI zal hierin een belangrijke rol kunnen spelen. CAI in CAD zal waarschijnlijk geen verlichting van de onderwijslast betekenen. Docenten stellen het op prijs zelf kursusmateriaal te kunnen ontwikkelen. In ieder geval willen zij het kursusmateriaal aan de eigen manier van doceren kunnen aanpassen. Dean [1978] vindt, dat het didaktische deel van de kursus dient te worden opgezet door onderwijskundigen en het inhoudelijke deel van de kursus door deskundigen op het vakgebied. Het is van belang, dat, de leerprincipes bij CAI goed worden toegepast [Howe,1979;Chambers,1980]. Voor de teambenadering van CAI is het nodig, dat CAI erkenning en waardering- vindt bij 'de kollega's [Chambers,1980; Hawkins,1978; Sprecher ,1980]. Bij PLATO vindt men, dat begeleiding bij het ontwikkelen van lesmateriaal nodig is. Er wordt door de stafleden veel gebruik gemaakt van de kennis en de hulp van CERL (Computer-based Education Research Laboratory) [Murphy,1978J. Voor het ontwikkelen van lessen in de klassieke mechanika is de staf bijvoorbeeld aangevuld met een full-time PLATO-specialist en enige onderwijskundige . student-assistenten [Kane,1980]. Hofstetter [1981] vermeldt, dat in het trainingsprogramma, van CBE (Computer Based Education) te Delaware de volgende CAI kursussen voor docenten worden verzorgd: -Inleiding tot het gebruik van het PLATO systeem; -Orientatiekursus voor instrukteurs; -Programmeren in TUTOR voor beginners; -Programmeren in TUTOR voor gevorderden; -Het ontwerpen van PLATO lessen; -Review en kritiek op PLATO lessen; -Review en kritiek op het programmeren in TUTOR; -Het gebruik van het beheerssysteem van PLATO. Hofstetter [1980] geeft de lezer ook een idee van de hoeveelheid tijd, die het volgen van een kursus kost. Een paar voorbeelden: ■ • -10 diskussiemiddagen om te leren programmeren in TUTOR, met per week 2 a 4 uur oefenen met de terminal. -3 diskussiemiddagen voor beheer van CAI met de bijbehorende - 45 -
handleidingen. Het ontwikkelen van kursusmateriaal door de instituten, die PLATO gebruiken, is zeer verschillend...«anwege-de.lflexibiliteitvan PLATO. Men vindt in drie gevallen, dat de projektleider een senior programmeur als adviseur aanstelt om beginnende PLATO-auteurs van de staf te adviseren. Een ander punt is, dat de projektleiders hetzelfde probleem verschillend oplossen, b.v. de een gebruikt de reeds bestaande CAI, de ander ontwikkelt nieuwe CAI [Steinberg,1978]. In TICCIT wordt ook aanbevolen in teamverband lesmateriaal te ontwikkelen. Elk team, bestaande uit vakdocenten en onderwijskundigen, bevat de volgende taken, die over meerdere personen kunnen worden verdeeld [Bunderson,1974]: -Een onderwijskundige voor het ontwerpen van het didaktische deel van CAI. -Een vakdocent voor het inhoudelijk invullen van de taken op het vakgebied. -Een onderwijskundig wetenschappelijke assistent voor het onderwijskundig onderzoek. -Een onderwijskundige voor het beheer. -Enige student-assistenten om de aanwijzingen van de vier bovenstaande medewerkers uit te voeren. In de eerste 2 jaar is het CATAM projekt gestart met 4 full-time medewerkers, te weten: 1 systeemanalist, 2 programmeurs, 1 ingenieur. Daarna is de full-time staf gereduceerd tot 2 full-time medewerkers, namelijk: 1 projekt manager, verantwoordelijk voor de begeleiding bij ontwikkelen van kursusmateriaal en ontwikkelen van het systeem, en 1 analist/programmeur. Het lesmateriaal wordt ontwikkeld door de wetenschappelijke staf en student-assistenten zorgen voor de studiebegeleiding tijdens het oefenen [Harding,1974]. Het sukses van CAI is, zoals bij elk ander onderwijsmiddel, sterk afhankelijk van de rol, die het in de kursus krijgt toebedeeld. Als het er maar een beetje bijhangt, zodat de student denkt, dat hij alleen maar extra werk krijgt door CAI, dan zal dit niet bijdragen tot het sukses van CAI [Lower,1980]. Bij de omgevingsaspekten hoort volgens Damarin [1983], dat een gebruikersvriendelijk programma nodig is, dat beantwoordt aan de verwachtingen van de student. Volgens Steinberg [1978] bestaat de implementatie van CAI uit de volgende delen: -Introduktie van CAI; -Selekteren van staf voor ontwikkelen kursusmateriaal; -Projektleider aanstellen; -Organisatiemodel opzetten; -Ontwerpen van lessen; -Gebruik van de bijbehorende apparatuur; -Implementatie en integreren van CAI; -Evaluatie en onderhoud van CAI. Uit het voorgaande kan worden gekonkludeerd, dat het is aan te bevelen CAI in teamverband te ontwikkelen. De docenten zullen in het algemeen via een kursus ervaring moeten opdoen met CAI in hun onderwijsproces.
- 46 -
Voor het; CAD-onderwijs betekent dit geen grote verandering,, omdat het onderwijs al door een docententeam wordt verzorgd.
4.3
WAAROP LETTEN BIJ PROGRAMMEREN VAN DE MENS-MACHINE-DIALOOG?
De toevallige gebruiker (deze groep gebruikers neemt enorm toe) raakt gemakkelijk verward en geirriteerd als de dialoog voor tweeerlei uitleg vatbaar is en de responstijd variabel en/of lang is. Hij heeft precieze aanwijzingen nodig en is niet bereid veel tijd te investeren in het leren van de dialoog, als hij eigenlijk maar even gebruik wil maken van de computer [Sharp,1974]. De dialoog wordt gebruikersvriendelijk, als de procedures die de student moet verrichten om een oefening binnen te komen en de oefening weer te verlaten niet te ingewikkeld zijn. De mate waarin de student wordt gekonfronteerd met voor hem onbelangrijke informatie en onbegrijpelijke hem in verwarring brengende systeemmededelingen, toetsen of symbolen die hij moet gebruiken om zijn antwoord te geven, die afwijken van de konventies van een gewone schrijfmachine, e t c , kan het systeem onaantrekkelijk maken [Camstra,1980]. Faddegon, Maathuis en Vrins [1981] doen aanbevelingen voor het ontwerp van mens-machine-dialogen. Zij gaan er vanuit, dat de systeemontwerper weet op welke wijze mensen gegevens verwerken. De keus van de juiste dialoogvorm is een van de meest cruciale zaken bij het ontwerpen van gebruikersvriendelijke software, omdat het vaak onmogelijk is in een later stadium de dialoogvorm te wijzigen vanwege de ;struktuur van de programmatuur. Het implementeren van de dialoog is de volgende stap in het ontwerpproces van de mens-machine-dialogen. Men dient daarbij rekening te houden met: de kommando-afhandel ing, de informatie uitwisseling, de foutbehandeling en de wachttijden. De kommando-afhandel ing dient logisch en consistent te zijn. Voor het implementeren van de dialoog wordt aanbevolen een kommandostruktuur te ontwerpen, waarbij steeds dezelfde basisvorm bij elk kommando wordt toegepast. Daarbij wordt getracht kommando's met een toets te bedienen. Naast de in te voeren gegevens moeten zo weinig mogelijk extra intoetsingen nodig zijn. Sommige kommando's kunnen echter verstrekkende gevolgen hebben, zoals het wissen van grote stukken tekst. In dat geval zal meer van een intoetsing worden geëist of om validatie worden gevraagd. Vindt kommunikatie plaats middels menu's, dan mogen alleen meer dan zeven alternatieven gebruikt worden als de alternatieven elkaar duidelijk wederzijds uitsluiten. Het intoetsen wordt beperkt, omdat de kans op fouten dan geringer is en de gebruiker dat prettiger vindt. Invoerfouten komen vaker voor naarmate de lengte van de in te toetsen woorden groter is. Als een kommando is ontvangen zal dit duidelijk moeten worden aangegeven. Dit geldt ook als het systeem een opdracht heeft uitgevoerd. Er moet dan een ■ mededeling op het beeldscherm verschijnen, waarin wordt aangegeven wat er is gebeurd. Met trefwoorden is snel aan te geven wat er wordt bedoeld. Gelijksoortige funkties en kommando's dienen dezelfde naam te dragen. - 47 -
De informatle-overdracht van mens naar machine en vice versa betreft de inhoudelijke, interaktieve, programmatuur-bepalende informatie overdracht. Gelijksoortige - informatie dient-steeds op dezelfde plaats op het beeldscherm te staan. Hierbij worden alleen de gegevens, die nodig zijn om een beslissing te kunnen nemen, aan de gebruiker aangeboden. Men dient te voorkomen, dat de gebruiker gegevens moet onthouden omdat ze van het beeldscherm verdwijnen. .De manier waarop een en ander wordt gepresenteerd heeft volgens Forman [1982] grote invloed bij gebruik van CAI. De indeling van teksten 'op het beeldscherm moet zodanig zijn, dat zij gemakkelijk te lezen en interessant zijn en gemakkelijk kunnen worden onthouden. De leesbaarheid kan worden verbeterd door duidelijke kopjes, grafische voorstellingen en notaties. De mogelijkheden van een beeldscherm zijn beperkt en dwingen de docent zijn teksten kort en bondig te formuleren. Tevens dient hij er rekening mee te houden, dat veel tekst veel geheugengebruik betekent. Cohen [1983] vermeldt nog, dat er voldoende ruimte tussen de tekstdelen moet worden gehouden. Grote stukken tekst dient men te vermijden. Die horen thuis in boeken! Tekeningen in de tekst kunnen zeer verhelderend en motiverend werken. Voordat een nieuwe tekst op het beeldscherm komt, wordt de oude tekst volledig gewist. Dat is bijvoorbeeld beter dan het beeldscherm aan de onderkant regel voor regel vol te schrijven en aan de bovenkant regel voor regel te wissen. Kurtz en Bork [1981] schrijven, dat de indeling van het beeldscherm een deel van het onderzoek naar een goede dialoog is. Het ontwerp van een juiste schermindeling bestaat daarbij uit het ontwerp van de layout van het beeldscherm, waarin de plaats van alle tekst is bepaald en het ontwerp van de programma-struktuur, door alle procedures, processen en funkties die nodig zijn, te specificeren. De acceptatie van het systeem hangt voor een groot deel af van de manier waarop het systeem reageert op fouten van de gebruiker. Als een fout wordt gedetekteerd is het aan te bevelen dat de computer konstruktief reageert door uit te leggen wat er fout is en aanwijzingen te geven om de fout te herstellen. Foutmeldingen moeten • snel op de juiste plaats worden gegeven. De gebruiker kan op elk moment zijn fouten verbeteren, dus ook tijdens het invoeren. Foutmeldingen dienen kort en bondig op het beeldscherm te worden verstrekt zonder dat nadere verklaring noodzakelijk is. Tenslotte mag niet worden vergeten, dat humoristische of bestraffende foutmeldingen irritatie kunnen opwekken. Vooral hier moet strikt zakelijk worden gehandeld. Voor wachttijden of responstijden - de tijd tussen de aktie van de student en de reaktie van de computer - zijn nog geen eenduidige richtlijnen te geven, omdat het accepteren van de wachttijd afhangt van het doel dat de gebruiker voor ogen staat en de veronderstelde moeilijkheidsgraad van de opdracht. De systeemontwerper dient erop te letten, dat de wachttijden in gelijksoortige situaties even lang zijn. Een acceptabele wachttijd is in de meeste gevallen 2 sekonden. Voor komplexe opdrachten kan worden gerekend op 15 sekonden. Als de wachttijd noodgedwongen langer dan 15 sekonden is wordt aanbevolen, zo mogelijk door middel van aftellen te vermelden, hoe lang het nog duurt voordat het systeem de komplexe opdracht heeft uitgevoerd.
- 48 -
Zeer belangrijk is daarom het technisch ontwerp van . het voor studenten bestemde programma. Het programma moet een snelle responstijd garanderen en ... .op- een... eenvoudige..... manier snel. toegankelijk' zijn [Cohen,1983 ]. Als de student erg lang op-een reaktie van de computer moet wachten, zal zijn aandacht verslappen. De aktieve betrokkenheid van de student bepaalt nu juist de meerwaarde van een CAI oefenprogramma die het heeft boven het gebruik van andere media [Moonen,1983]. Een student, die met een CAI programma interaktief werkt, verwacht dan ook een prompte respons. Voor CAI is een storing (down gaan van) in het systeem desastreus, omdat de student dan in een situatie komt die frustreert en ergernis en onzekerheid veroorzaakt. De eisen, die men aan de betrouwbaarheid stelt, zijn hoger dan die gemiddeld aan computersystemen worden gesteld. Deze konklusie heeft konsekwenties voor het beleid dat met betrekking tot het beheer van dergelijke systemen wordt gevoerd. Daarom dient uitdrukkelijk te worden uitgesloten, dat gedurende de tijden dat de computer beschikbaar is voor CAI er aan de systeemsoftware wordt gewerkt. Indien men CAI.toepast op een casual computersysteem, dient de prioriteit duidelijk en totaal bij CAI te liggen [Camstra,1980]. • Voor CAI wordt aanbevolen, dat de apparatuur eenvoudig kan worden bediend. De student mag nooit op een dood spoor geraken. Funktietoetsen - d i t zijn speciaal gedefinieerde toetsen voor CAI kunnen een uitkomst zijn om het typewerk tot een minimum terug te brengen [Camstra,1980] en daarmee het CAI systeem gebruikersvriendelijk te maken. Een voorbeeld hiervan wordt gegeven door Sharp [1974], die voor onderwijskundige doeleinden de volgende funktietoetsen heeft gedefinieerd: -De student wordt met de start-toets van die informatie voorzien, die nodig is om met een oefening te beginnen; -Hij kan met een help-toets om een uitleg van een menu vragen om uit een impasse te geraken; -Een interrupt-toets kan worden gebruikt, als er tijdens de oefening een en ander uit de hand loopt; -Met een stop-toets kan de student op een willekeurig tijdstip de oefening beëindigen. Naast genoemde mogelijkheden kent PLATO nog een aantal funktietoetsen [Sherwood,1977]: -De student kan doorgaan naar een volgend onderdeel; -Hij deelt mede, wanneer het antwoord kompleet is; -Elke door de student ingevoerde en door de computer uitgevoerde opdracht kan direkt daarna ongedaan worden gemaakt of gekorrigeerd; -Er kan een verklarende woordenlijst worden opgevraagd; -Het ismogelijk het juiste antwoord op te vragen; -Voor het vinden van de oplossing is het mogelijk om een aanwijzing of hint te vragen; -Na het opvragen van de hint kan worden teruggekeerd naar de plaats, waar om de aanwijzing gevraagd is; -De student kan te allen tijde uitleg over het systeem vragen. -De student kan op elk moment vragen wat er tot dan toe gebeurd is - 49 -
en welke intoetsingen hij heeft gedaan. De-student dient over- een..een aantal-stuurkommando's de beschikking te hebben, als het systeem leerling-gestuurd is. Zo behoort elk CAI systeem eenvoudig toegankelijk te zijn. Vink [1975] geeft bijvoorbeeld aan het begin van de CAI-sessie de student een instruktie, waarmee een bepaalde oefening kan worden gekozen. Op een dergelijke manier kan de student bij COURSEWRITER (een CAI auteurssysteem van de IBM) [1980] na het opgeven van zijn studentennummer, zijn oefening kiezen en zonodig het punt opgeven, waar hij met de oefening wil beginnen. Bij COURSEWRITER is een help-kommando aanwezig, waarmee de student het juiste antwoord kan opvragen of om een aanwijzing (hint) kan vragen om het juiste antwoord alsnog zelf te kunnen vinden. Als de student bij Vink een fout antwoord heeft gegeven, of het antwoord op een vraag niet weet, kan hij het help-kommando gebruiken. De computer laat dan het antwoord op de vraag zien. Eisele [1982] geeft aan, dat de student uitleg kan krijgen als dat nodig is. Dit is.een krachtige eigenschap van CAI. Het programma verstrekt op verzoek, van de student extra informatie. Zodra er nieuwe termen worden geintroduceerd, is er altijd extra uitleg nodig om te voorkomen, dat door onduidelijke informatie foute antwoorden worden gegeven. Daarbij moet er rekening mee worden gehouden, dat de geoefende student minder hulp nodig heeft dan de beginneling [Cohen,1983 ] . Beginners hebben veel tekst nodig om alles te kunnen begrijpen. De soort interaktie moet dus kunnen worden aangepast aan het niveau van de studenten (Johnson,1977]. Er dient daarom uit verschillende hiërarchische niveaus te kunnen worden gekozen [Sharp,1974]. Uitleg dient duidelijk te worden geformuleerd, want als studenten niet begrijpen wat zij moeten doen, is het middel erger dan de kwaal. Afhankelijk van het moment waarop om uitleg wordt gevraagd, ontvangt de student informatie over: -de syntaxis en de semantiek van de konversatie of -de gekozen oefening of -deze fase van de oefening. Bij zelfstudie moet volgens Forman [1982] technisch woordgebruik en onderwijskundig woordgebruik worden vermeden. In COURSEWRITER stelt de docent-auteur een verklarende woordenlijst (glossary) samen met termen of afkortingen, die in de kursus worden gebruikt. De studenten kunnen dan bijvoorbeeld om nadere uitleg vragen, die dan wordt verstrekt via de verklarende woordenlijst [Cohen,1983 ]. Een andere vorm van uitleg wordt door Vink [1975] toepast. De student kan vragen om een of meer voorbeelden, alvorens hij zelf een oefening gaat maken. Als men de uitleg heeft gehad, moet automatisch worden teruggekeerd naar de plek in de oefening, waar deze werd onderbroken en om uitleg werd gevraagd. Voor het uitleggen van moeilijke gedeelten en het aanvullen van de CAI dialoog blijkt studiebegeleiding tijdens de oefening erg belangrijk. Daarom worden de studenten bij het O.P.E. systeem, dat door Jacques [1980] in Parijs werd ontwikkeld, als zij achter de terminal zitten, door een docent begeleid.
- 50 -
Er dient een stop-kommando te zijn, waarmee de student op elk gewenst moment de lopende oefening kan beëindigen om eventueel met een andere oefen-ing-vetder—te—gaan—....De- stude.nt.-moefc.-gemakkeli-jk -de-oef en ing- kunnen beëindigen en ook weer gemakkelijk aan een nieuwe kunnen beginnen. Ook kan de verbinding met de computer worden verbroken als er bijvoorbeeld onbegrijpelijke dingen gebeuren, waarna opnieuw kan worden gestart. Het is erg frustrerend, als hij niet op elk willekeurig moment het programma kan stoppen [Cohen,1983]. In verreweg de meeste gevallen stelt de computer tijdens de interaktie de vraag en geeft de student het antwoord [Vink,1975]. Als het antwoord kompleet is, dan wordt dat opgegeven. Dit is nodig, omdat antwoorden of verklaringen van de antwoorden meerdere regels in beslag kunnen nemen. Dus wordt een kommando gegeven, waardoor het programma weet, wat er verder moet worden gedaan. Met een aparte procedure is het echter ook mogelijk de invoer van de student free-format te maken; daardoor wordt de interaktie gebruikersvriendelijker. De student heeft daarmee de mogelijkheid elke soort alfanumerieke informatie te typen, zonder op bepaalde typeregels te moeten letten. De computer kontroleert het antwoord en .geeft vervolgens de nodige informatie terug [Moss,1979]. De student kan bij COURSEWRITER verzoeken de computer als rekenapparaat te gebruiken (calculation mode) om bijvoorbeeld een formule uit te rekenen. Als de student zijn antwoord heeft gegeven en bij nader inzien toch niet tevreden is met het resultaat, dan moet hij zijn antwoord kunnen korrigeren. Volgens Sherwood[1977] dienen daarvoor in elk geval de volgende mogelijkheden aanwezig te zijn: -korrigeren van typefouten aan het einde van een regel; -korrigeren van typefouten middenin een regel; -als de student letters of getallen in bestaande informatie wil plaatsen kan eventueel gebruik worden gemaakt van een lege regel. Als de gebruiker korrekties aanbrengt, zoals toevoegen, wissen of wijzigen, is een eis, dat het uiteindelijke resultaat altijd op het beeldscherm wordt afgedrukt. De student kan met COURSEWRITER Dit is een van de belangrijkste ook. Het komt vaak voor, dat antwoord fout is. Het is daarom kan mededelen.
een boodschap opgeven voor de docent. aspekten van welk instruktiesysteem dan de student niet begrijpt waarom zijn noodzakelijk, dat hij dit aan de docent
De CAI-dialoog kan volgens Cohen [1983] ook gebruikersvriendelijker worden gemaakt, door een mogelijkheid in te bouwen, waarmee de student tijdens de oefening veranderingen kan aanbrengen in een tijdelijke databank, waarin hij enige gegevens opslaat, die hij daarna op elk willekeurig moment tijdens de oefening kan raadplegen. Vooral de informatie, die tijdens de lopende oefening is verzameld, kan op een bepaald tijdstip voor hem van belang zijn om te kunnen beslissen, hoe hij het beste verder kan gaan.
- 51 -
De student geeft antwoorden door het intypen van getallen (bij meerkeuze-items) of formules bij probleem-oplossen, waarna, een onmiddellijke terugkoppeling-boodschap wordt- ..gegeven .- [Leiblum,1979]. Deze terugkoppeling, zonodig middels korrektief materiaal volgens de strategie van het beheersingsleren, is ook een sterk punt van CAI [Hofstetter,1980,-Hartley,1975]. Het grote belang voor de voortgang van een leerproces is volgens Kane [1980] een snelle terugkoppeling van relevante informatie, in een overzichtelijke vorm. Hoe ver de mens kan komen door ervaring hangt ervan af, hoe efficient de terugkoppeling van de informatie werkt, waarvan hij het in zijn leerproces moet hebben. Het CAI programma moet de student de mogelijkheid bieden om voorkomende tekorten aan te vullen. Moonen [1978] noemt dit het kompenserend optreden, wat betekent, dat de student een opgave krijgt van hetzelfde type als de lopende opgave, die hij fout heeft gemaakt. Bij COURSEWRITER kan de student vragen om een opgave van hetzelfde type.als tevoren aan de orde is geweest, of om een lijst met mogelijkheden van typen opgaven, waaruit hij een ander type kan kiezen. Een andere mogelijkheid om tekorten op te heffen is, dat de student zelf de moeilijkheidsgraad bepaalt en onafhankelijke variabelen kan wijzigen [Leiblum,1979]. Tenslotte stemt een ingevoerde optie voor de moeilijkheidsgraad een voorbeeld of opgave tevens beter af op de verschillende studenten [Vink,1975]. Clarke [1974], Murphy [1978] en Hawkins [1979] vermelden, dat het bij PLATO mogelijk is dat de studenten onderling of met de docent kunnen kommuniceren via het leerstation. Dit wordt ervaren als een goed hulpmiddel. Volgens Bork [1979] en Chambers [1980] hebben de studenten er behoefte aan om met elkaar te kunnen kommuniceren. Uitleg, die bijvoorbeeld niet in het programma zit, kan dan aan een kollega worden gevraagd. Daarvoor is het ook nodig een leerstation voor een assistent te reserveren, waarmee hij kan kommuniceren met de student als deze bijvoorbeeld om hulp vraagt. De studenten kunnen bij Kane [1980] via het leerstation opmerkingen schrijven aan hun studiebegeleiders, en ze kunnen interessante opgaven on-line bespreken met de studenten en studiebegeleiders. Aan de TH-Twente [Vink,1975] en bij het O.P.E. systeem (een CAI-systeem, dat is ontwikkeld in Parijs) [Jacques,1980 ] bestond het leerstation uit een schrijfmachineterminal. Een schrijfmachine terminal is langzaam. De hele oefening wordt op papier geregistreerd. De lengte van de uitgevoerde boodschappen wordt daarom zo kort mogelijk gehouden [Fox,1979]. Voor de onderwijskundige doeleinden bleek een karakterbeeldschermterminal te verkiezen boven een schrijfmachineterminal vanwege de volgende eigenschappen [Sharp,1974]: -het beeldscherm is zeer snel gevuld met informatie; -men kan snel oude en nieuwe informatie opvragen; -de cursor kan in 4 richtingen worden verplaatst (schrijfmachine: 2 richtingen); -men kan gemakkelijk monitors aan een beeldscherm koppelen.
- 52 -
In de civiele techniek werd ook gebruik gemaakt van een beeldscherm terminal [Moss,1979]. In de elektrotechniek gebruikte men voor de snelle interaktie tussen-ontwerper, en,computer,... een-beeldschermterminal [Allen,1974]. In de natuurkunde werd een beeldscherm zelfs door de docent tijdens de kolleges voor demonstraties gebruikt, zodat de studenten zelf ook de invoer konden beinvloeden. Dit was mogelijk, omdat zij de demonstratie op de monitors, verbonden met het beeldscherm, op de voet konden volgen [Johnson,1977 ] . Grafische beeldschermterminals kunnen de waarde van een CAI-pakket vergroten. Men mag daarbij niet vergeten, dat er meer gevraagd wordt van terminal en software dan wanneer er alleen maar karakterbeeldschermterminals worden toegepast [Moss,1979]. Onderzoek heeft aangetoond, dat het uitbreiden van CAI met een meer realistische en geraffineerde grafische beeldschermterminal niet automatisch inhoudt, dat de studieresultaten verbeteren. Ook is aangetoond, dat bij het toepassen van graphics precieze richtlijnen voor CAI moeten worden opgesteld [Hall,1980], omdat programmeren van tekeningen vrij ingewikkeld is. De snelheid van het beeldscherm maakt het mogelijk het aantal keren dat het toetsenbord dient te worden gebruikt tot een minimum te beperken. Het aantal typefouten wordt daardoor ook minder groot [Sharp,1974]. De beeldschermterminal heeft als enig nadeel ten opzichte van de schrijfmachineterminal, dat er geen papieren verslag van de terminaloefening overblijft. Men moet wel nagaan of een beeldschermterminal in kombinatie met een.printer kan worden gebruikt om hardcopies van bepaalde informatie te kunnen maken [Fox,1979]. Omdat echter niet alles bewaard behoeft te blijven, is een printer voor de belangrijkste delen van CAI voldoende [Camstra,1980]. Er wordt- daarom gebruik gemaakt van een karakter-beeldschermterminal, gekoppeld aan een printer [Bork,1978]. In plaats van een printer gebruikt men bij een grafisch beeldscherm een hardcopy unit, waarmee op fotografisch papier een hardcopy kan worden gemaakt van de informatie op het beeldscherm [Harding,1975]. In de technische wetenschappen kunnen de studenten in Engeland naar keuze gebruik maken van hardcopies om de resultaten te kunnen bewaren. De hardcopies worden alleen gemaakt, als een resultaat signifikant is [Smith,1975 ] . Samenvattend: De kommandoafhandeling in de CAI-dialoog dient logisch en consistent te zijn en zoveel mogelijk te gebeuren door middel van funktietoetsen voor bijvoorbeeld het vragen om hulp, het vragen om uitleg en het beëindigen van de oefening op een zelf gekozen moment. De interaktie moet eenvoudig zijn. Korrekties moeten gemakkelijk kunnen worden ingevoerd. Terugkoppeling moet men op het juiste moment geven. Het wordt zeer op prijs gesteld, wanneer men via de terminal met andere gebruikers kan kommuniceren. Een korte responstijd is nodig om de studenten te kunnen aktiveren. Systeemstoringen werken demotiverend. Toen CAI in CAD werd ontwikkeld, stond graphics nog in de kinderschoenen en is daarom niet verder onderzocht. • De keuze van het leerstation is gevallen op de beeldschermterminal voor de interaktie en' een printer voor het bewaren van bepaalde belangrijke informatie.
- 53 -
4.4
DE ONDERWIJSMIDDELEN VOOR CAI
. . .
De meerwaarde van onderwijs ...via,„.-CAI ..in- vergelijking --met -andere onderwijsleermiddelen ligt vooral in de mogelijkheid om automatisch de vooruitgang van de studenten te kunnen bijhouden [Alderman,1979]. Automatisch moeten de oefenresultaten van de studenten worden bewaard in een file of databank van het beheerssysteem van CAI. Deze gegevens kunnen bij de volgende oefening worden gebruikt om verder te kunnen gaan daar waar hij de vorige keer is gestopt. Men realiseert zich vaak niet, hoe uitgebreid de bestandseisen zijn van een CAI systeem, waarin alle interakties worden geregistreerd. De bestanden worden voor vele doelen gebruikt, zoals al in bovenstaande is aangetoond. Voor het verbeteren van de dialoogvorm, het didaktische gedeelte van CAI, waren volgens Bork [1981] onderstaande CAI bestanden nod i g: -Bijhouden van de informatie over fouten, die nog in het programma zitten; -Bijhouden van de soort interakties, die hebben plaats gehad en hoe lang zij duurden; -Bijhouden van gegevens over wat er tijdens de interaktie is gebeurd; -Bijhouden van informatie over de vaardigheid in het juiste gebruik van de dialoog. Toetsen is een van de hoofdtaken in het onderwijs. Een belangrijk aspekt van het gebruik van de computer in het onderwijs is daarom het beheer van een kursus. Hiermee kan de docent volgens Bork [1981] de fouten kontroleren, die de student heeft gemaakt, zijn vorderingen bijhouden en ook op welke manier de dialoog heeft plaats gehad. De antwoorden van de studenten worden opgeslagen in een bestand, zodat de docent kan kontroleren of de antwoorden goed of fout zijn. Een fout kan liggen aan een verkeerde interpretatie van de student, of aan een verkeerd gestelde opgave [Clarke,1974]. Daarom heeft de docent bij COURSEWRITER [1980] naast de reeds genoemde faciliteiten nog de beschikking over: -het bijhouden van de antwoorden van de studenten; -Het bijhouden van de informatie over foute antwoorden van de studenten; -Het bijhouden van de plaats, waar de student de oefening heeft beëindigd, zodat hij op een later tijdstip daar met de oefening verder kan gaan. Om een en ander goed uit te kunnen voeren vindt Clarke, dat er: -Een statistiek programma moet worden ontwikkeld, dat de individuele vooruitgang van de student kan kontroleren en beoordelen. -Daarnaast zal een statistiek programma worden ontwikkeld, waarmee de vooruitgang van alle studenten in een bepaalde periode kan worden gemeten. Met deze informatie kunnen de oefeningen worden veranderd, uigebreid en verbeterd -Een programma ontwikkeld moet worden, dat het pad in de oefening kontroleert. Hiermee kan de kwaliteit van CAI worden beoordeeld. Bovendien kan bij elke student worden nagegaan hoe hij werkt.
- 54 -
Volgens Hartley[1975] dient het beheer in elk geval de volgende mogelijkheden te bevatten: -De docent-kan op .elk_moment~ nagaan,- welke- studenten moeilijkheden hebben met het-kursusmateriaal en met welk onderwerp van de leerstof. Daarmee kan hij zijn onderwijs aanpassen, zodat hij meer aandacht besteedt aan de onderwerpen, waar veel studenten mee zitten. -Aan het eind van elk module krijgt de student een overzicht van de stand van zaken, waarbij ook wordt verwezen naar andere informatiebronnen. -Het programma gebruikt ook de informatie van de typen vragen, die de student zal krijgen en de soort terugkoppeling en remediërend onderwijs die nodig is. Als volgend voorbeeld van het beheer wordt in dit bestek aangehaald hoe PLATO de stand van zaken van de studenten bijhoudt. De docenten behoeven geen cijfer meer te geven en geen huiswerk meer na te kijken. In een oogopslag kan de docent zien, hoever de studenten zijn. Men kan ook zien, hoe de gemiddelde en individuele studieresultaten zijn [Kane,1980]. PLATO biedt in elk geval de volgende mogelijkheden [Steinberg,1978]: -Bijhouden van een katalogus van lesmateriaal; -Bijhouden van de vorderingen van de studenten; -Hoe effektief de lessen en terminal worden gebruikt; -Het afnemen van attitude vragenlijsten; De informatie uit de bestanden dient in een leesbare vorm op papier te worden gezet. In het O.P.E.-systeem uit Parijs worden de resultaten van de studenten op standaardformulieren afgedrukt. Deze dokumenten worden gebruikt voor de evaluatie en verbetering van de dialoog [Jacques,1980]. Men kan beslist niet alle CAI problemen oplossen door middel van een speciale CAI-taal. Het is veel beter een eenvoudig auteurssysteem te ontwikkelen voor de docent-auteur [Bork,1980], waarmee hij zijn kursusmateriaal kan ontwikkelen. De aanhangers van adjunct CAI maken zich geen zorgen over een CAI-taal. Zij vinden, dat je met de programmeertaal BASIC net zo goed antwoorden kunt sorteren, met teksten kunt werken, de vooruitgang van de student in bestanden kunt bijhouden en dat deze taal gemakkelijk in het gebruik is voor de docent. Daarentegen vinden de aanhangers van primary CAI, dat er een speciale CAI-taal moet worden ontwikkeld [Hooper,1974]. Moss [1979] heeft al zijn CAI-programma's geschreven in FORTRAN, omdat dit in de computerwereld de meest bekende en meest toegepaste programmeertaal is. Hierdoor wordt het programma minder machineafhankelijk. Hij maakt dan wel gebruik van een multi-user/multifunctional systeem met standaard subroutines voor numerieke en grafische bewerkingen. Er bestaat geen standaard-docent, die lesmateriaal ontwikkelt. De meeste docenten, die bijvoorbeeld van CATAM gebruik maken, willen hun eigen lesmateriaal ontwikkelen (Harding,1975]. Auteurssystemen maken het ontwikkelen van CAI kursusmateriaal eenvoudig. Volgens Bevan en Watson [1981] kan men de volgende typen auteurssystemen onderscheiden: -statement-oriented systems, die zijn geschreven in een van de CAD
- 55 -
talen; bijvoorbeeld PILOT is geschreven in BASIC. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een krachtige programmeertaal aangevuld met specifieke.CAI eigenschappen. -prompting and menu-driven systems, waarmee middels menu's het kursusmateriaal kan worden ontwikkeld. De auteur krijgt bij elke stap aanwijzingen. -systems offering a choice of fixed templates, waarbij gebruik wordt gemaakt van een van te voren gedefinieerd onderwijskundig model. Deze methode wordt toegepast bij TICCIT. Het didaktische deel van CAI ligt hiermee vast. -frame-oriented systems, waarmee bijvoorbeeld met een vaste beeldscherm-indeling wordt gewerkt. De frames met tekst zijn gescheiden van het stuurprogramma. In de frames geeft de docent wel aan met welk frame verder wordt gegaan, doch hij hoeft dit niet elke keer opnieuw te programmeren. PLATO is een voorbeeld van een auteurssysteem. Het maakt gebruik van de TUTOR taal [Chambers,1980] . De kommando's zijn ingedeeld in zeven groepen, te weten: rekenen, gegevens bewaren, beoordelen, beheer, presenteren, dirigeren en het bepalen van de volgorde [Hall,1981]. Te Cranfield heeft men een eenvoudige auteurstaal ALLAN (Automatical Lecturing LANguage) ontwikkeld, waarmee de tekst, vragen en terugkoppeling worden geschreven om te leren programmeren in FORTRAN. Met trefwoorden als TEXT, IF, ELSE, GOTO, CONTINUE en FINISH wordt een oefening in elkaar gezet [Clarke,1974]. Kurtz en Bork [1981] zijn van mening, dat het produktieproces voor CAI kursusmateriaal uit tenminste de volgende vier stappen moet bestaan: het schrijven van de dialoog, het ontwerpen van de programma-struktuur en de layout van het beeldscherm, het schrijven van het programma inklusief het testen ervan en tenslotte een veld-test met behulp van studenten. Bij het ontwikkelen van CAI is het van belang, hoe de interne organisatie van het CAI-systeem wordt opgezet met het oog op het gebruik door zowel docent, als student[Johnson,1977]. Er moet daarom een systeem ontwikkeld worden, dat geschikt is voor het efficient produceren van kursusmateriaal [Beard,1978]. Het ontwikkelen van CAIkursusmateriaal volgens vaste richtlijnen kan ertoe bijdragen, dat CAI gemakkelijker wordt-geaccepteerd [Chambers,1980 ] . In de natuurkunde vindt men bijvoorbeeld, dat moet worden gewerkt met standaardteksten, die een groot deel van het vakgebied omvatten [Johnson,1977]. Bevan en Watson [1983] menen, dat met behulp van het auteurssysteem het kursusmateriaal in de computer moet worden ingevoerd en dat hiermee in de studentenversie de presentatie van het kursusmateriaal wordt verzorgd. Met een auteurssysteem kan de produktiviteit van een ervaren programmeur worden verbeterd en wordt de computer beter toegankelijk gemaakt voor gebruikers die geen programmeerervaring hebben. Met een goed systeem is het mogelijk kursusmateriaal te produceren en te verbeteren d.m.v. de boodschappen die de studenten geven. Door standaardiseren van CAI kan op efficiënte wijze kursusmateriaal worden ontwikkeld en onderhouden. Voordelen van standaardiseren zijn volgens Fox [1979]: -Verdelen van de projekt-kosten; -Sneller te implementeren; - 56 -
-Gemakkelijk te onderhouden en te wijzigen; -Gemakkelijk uitwisselbaar; -Sneller uitvoerbaar. Moeilijkheden bij standaardiseren zijn: -Verschillende programmeertalen; -Verschillende hardware; -Verschillende manieren van bestandsorganisatie; -Meer of minder flexibele software; -Al dan niet geschikt voor graphics. Om programma's maximaal uitwisselbaar te maken houdt Bason [1981] nog met de volgende punten rekening: -Tracht de programma's op de eenvoudigste computerkonfiguratie operationeel te maken. -Modulair en gestruktureerd programmeren wordt aanbevolen, waarbij een gedetailleerde programmabeschrijving nodig is, als men niet met de eenvoudigste computer-konfiguratie werkt. Men kan dan proberen het programma operationeel te maken op een andere eenvoudige computerkonfiguratie. Modulair programmeren is net zo belangrijk als het. uitwisselbaar maken van het kursusmateriaal [Smith,1975]. CAI wordt dan opgebouwd uit kleine overzichtelijke modules, die niet teveel tijd van de student en van de docent vragen [Johnson,1977]. Dit is bijzonder handig voor de docent-auteur bij het ontwikkelen van nieuw kursusmateriaal. Hij kan zich hierbij meer concentreren op het kursusmateriaal en minder op het auteurssysteem. Bovendien is modulair programmeren van belang, als men in teamverband wil werken. Het bevordert de continuiteit en het standaardiseren van het CAI-pakket [Moss,1979]. Bij laboratorium-werkzaamheden, waar de studenten vaak in kleine groepen werken, is een draagbare microcomputer een goede oplossing voor CAI. Zo'n computer is ook geschikt voor demonstraties tijdens het kollege [Bason,1981]. Een CAI taak, die men echter niet of erg moeilijk op een microcomputer kan verwezenlijken, is het beheer, terwijl ook het testen en het opsporen van fouten op een microcomputer eigenlijk erg moeizaam gaat [Hall,1980]. De kommunikatie tussen studenten, docenten en auteurs is via kleine computers niet mogelijk. Voor het verzamelen en bewaren van. informatie en het geven van studiebegeleiding via het beeldscherm is een centrale computer een goede oplossing. Omdat met kleine groepen studenten wordt gewerkt, is vanwege de hoge ontwikkelings- en onderhoudskosten van het CAI kursusmateriaal het gebruik van een grote computer of mainframe de goedkoopste oplossing, vooral als deze apparatuur toch al op het instituut aanwezig is. In paragraaf 5.6 zal verder op de keus van de mainframe worden ingegaan. Ook Bitzer [1978] is sterk voor het beoefenen van CAI. op mainframes, want wijzigingen en toevoegingen kunnen op kleine computers niet gemakkelijk worden aangebracht. Als er een fout in de software wordt gevonden, kan die op een mainframe gemakkelijk worden hersteld en is meteen geldig voor alle gebruikers. Het kursusmateriaal kan op grote computers beter worden geëvalueerd. Timesharing systemen hebben dus belangrijke extra mogelijkheden die men bij microcomputers niet heeft [Bork,1981]. Voor het schrijven van lessen is volgens Chambers [1980]
- 57 -
een mainframe zelfs noodzakelijk. Mace [1974] voegt daar nog aantoe, dat een centrale computer met een grote kapaciteit zeer geschikt is voor het-ontwikkelen van materiaal .om.komplexe. problemen op te kunnen lossen. Problemen in de toegepaste wiskunde konden eigenlijk alleen maar met mainframes worden opgelost [Dershem,1979]. Hiertoe moet de centrale hardware zijn voorzien van een groot en snel werkgeheugen. Van het CATAM-projekt te Cambridge wordt nog vermeld, dat er voldoende secundair geheugen voor de bestanden aanwezig moet zijn ten behoeve van CAI [Harding,1975]. De bestanden worden gauw erg groot als er veel studenten gebruik maken van het systeem. Bestanden, waarin duizenden records worden bewaard, zijn een typisch voorbeeld van interaktief gebruik van de computer. De meeste informatie is van belang voor het beheer van CAI [Bork,1981]. Voor het werken met grote groepen studentem, bijvoorbeeld in klassikaal verband, is een multiterminal dedicated minicomputer een zeer bruikbare oplossing [Bason,1981], en wel om twee redenen: -Zeer belangrijk in het gebruik van graphics. Deze faciliteit is op de mainframes sporadisch voorhanden. -De wachttijden voor CAI zijn kort. De ervaring laat zien, dat grote casual systemen bij een bepaalde responstijd niet sneller zijn te krijgen [Smith,1975]. Johnson [1977] konstateerde reeds enkele jaren geleden, dat er behoefte komt aan stand-alone systemen die aan een mainframe gekoppeld kunnen worden. Hiervan zijn de ontwikkelkosten hoog, doch de gebruikerskosten laag. Worden bij zo'n kombinatie de programma's te groot, dan kan men de koppeling met de mainframe tot stand brengen. Minicomputers en overlay technieken waren vroeger niet te scheiden, aangezien programma's altijd te groot werden voor het werkgeheugen. De overlay techniek (niet gebruikte procedures of subroutines zijn niet in het werkgeheugen aanwezig) moet simpel zijn. Hiervoor is een goed gesegmenteerd systeem vereist. Vooral bij CAI is er behoefte aan een góéd gedefinieerde maximale geheugenruimte [Smith:1975]. De personal computer (PC) van vandaag heeft de kapaciteit van een minicomputer. In een Local Area Network (LAN) geplaatst heeft deze single-user computer de mogelijkheden van een dedicated system met de organisatie van het beheerssysteem van een mainframe. De oplossing voor CAI in de nabije toekomst 1 Een PC biedt voor CAI het voordeel, dat de student beter in staat is zijn studietempo te bepalen, omdat er op de computer geen beslag kan worden gelegd voor andere bezigheden dan CAI. Voor de wachttijden geldt, dat grootte en spreiding in de wachttijd in gelijksoortige situaties ongeveer gelijk dienen te zijn [Cohen,1983]. Mainframes zijn in het algemeen druk bezet. Ze worden toegepast met het oog op efficient gebruik van de computer, wat meestal niet samengaat met een goede responstijd, die nodig is bij onderwijskundige toepassingen [Harding,1975]. Als CAI op een casual computersysteem wordt toegepast, waar het een van de vele toepassingen is, heeft men vrijwel in alle gevallen na enige tijd gekonstateerd, dat een dergelijke werksituatie CAI-vijandig was en
- 58 -
er vrijwel geen werkelijke CAI op enigszins serieuze schaal mogelijk was. Dit komt, omdat CAI andere eisen stelt aan het computersysteem dan •de meeste andere toepassingen doen. Mainframes hebben -door hun hoge bezettingsgraad het probleem, dat de studenten niet- geheel hun eigen studietempo kunnen bepalen. De studenten zullen zich aan die situatie moeten aanpassen. Voor het studietempo is het dan ook van belang, dat de verhouding tussen het aantal beschikbare terminals en het aantal studenten goed wordt gekozen [Harding,1975]. Bovendien is het noodzakelijk de studie meer te plannen, als er een beperkt aantal terminals is en men naar de terminal toe moet gaan [Kane,1980]. Tijdens de officiële kollege periode is natuurlijk de tijd beperkt. De studenten werkten daarom aan de universiteit van Reading in Engeland 's avonds, in de weekends en in de zomervakantie om met de terminal hun oefenopdrachten uit te kunnen voeren [Allen,1974].
4.5
TAAKANALYSE MET BEHULP VAN DE TAXONOMIE VAN BLOOM
Het karakteristieke oplossingsproces voor het samenstellen van denkvragen is in principe van toepassing voor het leren oplossen van problemen bij het ontwerpen zonder computer. Denkvragen kunnen volgens De Groot en Van Naerssen [1973] worden ingedeeld in groepen als kennis, toepassing en inzicht. Als daarvoor opgaven worden samengesteld kunnen zich echter de volgende problemen voordoen: 1.
Het schrijven van opgaven leidt tot produkten, waarover ook tussen deskundige beoordelaars lang niet altijd overeenstemming is te bereiken over de kategorie waartoe een bepaalde opgave hoort.
2..
Een probleem bij het samenstellen van opgaven van enige ingewikkeldheid vergt vaak zowel kennis als toepassingsvaardigheid als inzicht, terwijl de kategorieen vernoemd zijn naar veronderstelde typische oplossingsmanieren, met de nadruk op kennis, toepassing of inzicht. Zo is een onthouden toepassingssituatie bijvoorbeeld niet nieuw meer en wordt daarmee tot een bekende oplossingssituatie waarin kennis zonder meer bruikbaar is. Omgekeerd kan een student soms zijn inzicht in een vak demonstreren door met niet-specifieke kennis opgaven op te lossen, die gericht zijn op het toetsen van specifieke feitenkennis.
3.
Komplexe problemen kunnen op verschillende manieren worden opgelost. Een ordeningssysteem dat berust op verschillende oplossingsmethoden ligt niet eenduidig vast. Hierbij is het vaak onmogelijk via een algoritme de oplossing te vinden. Heuristieken zijn dan methoden voor het oplossen van problemen, zonder dat ze 100% garantie geven, dat bij gebruik ervan de oplossing van het probleem ook gevonden wordt. Zij
- 59 -
vergroten echter wel de kans op [Van den Berg,1983].
het vinden van
de oplossing
Eisele [1982] legt bij leren probleem-oplossen de nadruk op de heuristieken, die de student zou kunnen gebruiken in het oplossingsproces. Hierbij ligt het accent op het identificeren en uitwerken van het probleem, het zoeken naar mogelijke oplossingen van het probleem, de beste oplossing hieruit kiezen, de oplossing uitvoeren en het resultaat evalueren. Polya [1957] heeft volgens Kantowski [1981] een algemeen bruikbare heuristiek ontwikkeld voor het probleem oplossen, die geschikt is voor gebruik in CAI. Polya's model bestaat uit vier hoofdgroepen, die Van den Berg [1983] als volgt heeft vertaald: -het vaststellen van het doel of probleem; -het zoeken van een transformatie; -het uitvoeren van de transformatie; -het evalueren van het resultaat. Als een student suksesvol een probleem wil oplossen onder gebruikmaking van een heuristiek, moeten er volgens Schoenfeld [1979] tenminste drie dingen gebeuren: 1.
De student moet een algemeen begrip hebben betekent om de heuristiek toe te passen.
2.
De student moet de onderhavige stof voldoende beheersen, zodat hij de heuristiek op de juiste manier kan toepassen.
3.
De student passen.
moet zelf op het
van
idee komen de heuristiek
wat
het
toe te
CAD leent 'zich uitstekend om een' fijnere indeling in het kognitieve gebied te maken, dan dat van De Groot en van Naerssen, waardoor genoemde problemen grotendeels kunnen worden vermeden. Omdat voor het kunnen oplossen van problemen met behulp van CAD programma's kennis en intellektuele vaardigheden nodig zijn, ligt het voor de hand om de kognitieve doelstellingen te toetsen volgens de klassifikatie van Bloom. Bloom [1968] onderscheidt binnen het kognitieve domein twee hoofdgroepen: kennis en intellektuele vaardigheden. Met kennis wordt bedoeld, dat de student kan aantonen, dat hij zich denkbeelden of begrippen herinnert, waarmee hij ervaring heeft opgedaan in voorgaande leerprocessen. Wat echter nog belangrijker is, is, dat de studenten een bewijs leveren, dat zij iets kunnen doen met hun kennis; die in nieuwe situaties en op nieuwe problemen kunnen toepassen. De intellektuele vaardigheden zijn door Bloom verder onderverdeeld in vijf groepen, te weten begrip, toepassing, analyse, synthese en evaluatie. Hiermee kunnen algemene heuristieken pasklaar gemaakt worden voor specifieke problemen. Bajpai, genoemd in paragraaf 3.2., noemt een indeling van het kognitieve gebied gelijk aan die van Bloom, echter zonder de bijbehorende benamingen kennis t/m evaluatie te gebruiken. Blooms indeling zal worden gehanteerd voor het systematisch samenstellen van studietoetsen. Zijn indeling van denkvragen omvat zes soorten
- 60 -
kognitieve doelen, die afzonderlijke opgaven.
elk
op
zich
getoetst
kunnen
worden
via
1..
Kennis (Knowledge) betekent in staat zijn zich iets te herinneren, dus herkennen of reproduceren. Kennisvragen toetsen in hoeverre de studenten zich feiten, regels, formules en definities herinneren. De kennisvragen betreffen hoofdzakelijk de afhankelijke CAD variabelen. De student moet zich feiten, definities en formules herinneren.
2.
Begrip (Comprehension) betekent het verstandelijk kunnen bevatten van een mededeling en deze kunnen gebruiken, het doorzien van implikaties, zonder nog noodzakelijkerwijze verbanden te leggen met ander materiaal. Begripsvragen toetsen of de student de principes en denkbeelden, die in het hoorkollege naar voren worden gebracht, kan kombineren en eventueel hieruit kan selekteren. De begripsvragen betreffen bij CAD de onafhankelijke variabelen. In het bijzonder moet de student: a.
een beschrijving kunnen geven van variabele(n) in het CAD programma;
de
onafhankelijke
b.
de hoofdzaken en ontstaan van de programma's;
c.
de onafhankelijke variabelen in de ene CAD methode van eenzelfde onderwerp met de onafhankelijke variabelen in een andere CAD methode kunnen vergelijken.
de achtergrond kunnen aangeven van het formules (regressieanalyse), in de CAD
3.
Toepassing (Application) betekent in staat zijn kennis en begrip in nieuwe probleemsituaties zinvol te hanteren. Toepassingsvragen toetsen dus of de student het geleerde in praktijk kan brengen. Deze vragen werpen een probleem op, waarop meestal maar een juist antwoord mogelijk is. Een student kan een toepassingsprobleem oplossen, als hij de eerder geleerde definities, begrippen, regels, principes en formules in nieuwe situaties kan toepassen. Voor CAD betekent dit, dat hij zelf in principe de berekening van het CAD programma met de hand kan maken.
4.
Analyse (Analysis) betekent in staat zijn een hoeveelheid gegevens te splitsen in onderdelen, zodanig dat de verbanden duidelijk worden. De studenten moeten niet alleen leren, wat er gebeurt, maar ook waarom het gebeurt. Zij moeten aangemoedigd worden om gevolgtrekkingen te maken en om aanwijzingen te vinden, die bepaalde opvattingen en generalisaties kunnen ondersteunen. Analysevragen kunnen van de studenten eisen, dat zij bewijsmateriaal aanvoeren en relaties tussen de afzonderlijke variabelen (elementen) opsporen en verband en interaktie bepalen. Analysevragen
- 61 -
laten meer juiste antwoorden toe. Tevens kunnen deze vragen doorgaans niet direkt vanuit de leerstof of het geheugen beantwoord, worden. Er worden bij CAD twee kategorieen van. analysevragen onderscheiden, die beide- betrekking hebben op het verband tussen een onafhankelijke variabele en meerdere afhankelijke variabelen: a.
waaromvragen, die van de student eisen, dat hij verbanden verklaartT bijvoorbeeld door het aangeven van oorzaken van fouten in de CAD invoer;
b.
deduktievragen, die van de student eisen, dat hij aanwijzingen vindt om een gevolgtrekking, interpretatie of generalisatie te ondersteunen. De student zoekt dan bijvoorbeeld de argumenten voor de beperkingen en beveiligingen in de listing van het CAD programma.
Synthese (Synthesis) betekent in staat zijn elementen samen te voegen tot een nieuwe zinvolle struktuur, die er tevoren niet was. Synthesevragen worden gesteld om de kreativiteit van de studenten te stimuleren en door het stellen van deze vragen het uitdrukkingsvermogen en het zelfstandig denken van de studenten te bevorderen. Synthesevragen laten ook meer dan een enkele goede verklaring toe. De studenten hebben een betrekkelijk grote vrijheid bij het bepalen van aanpak en inhoud, wat niet betekent, dat bij synthesevragen in het wilde weg gegist mag worden. Synthesevragen hebben in CAD betrekking op de invloed van de kombinaties van meerdere onafhankelijke variabelen op de afhankelijke variabelen en kunnen worden onderscheiden in: a.
vragen, die van de studenten eisen, dat zij een probleem oplossen, bijvoorbeeld voor een gegeven kombinatie van CAD invoer variabelen;
b.
vragen, die van de studenten eisen, dat zij een voorspelling doen, bijvoorbeeld door van te voren te schatten, welke invloed een door henzelf aangebrachte wijziging in de CAD invoer variabelen kan hebben op de oplossing van het probleem.
Evaluatie (Evaluation) of beoordeling is een intellektueel waardeoordeel. Het betekent in staat te zijn een aantal beoordelings-kriteria bewust te hanteren. De studenten te leren om de waarde van publikaties en methoden (nauwkeurigheid) te beoordelen. Het verschil tussen evaluatievragen en respektievelijk synthesevragen en analysevragen ligt in het feit, dat evaluatievragen van de studenten de kundigheid eisen om de waarde van bepaalde ideeën en methoden te beoordelen, waarbij zij hun eigen normen zullen moeten aanleggen. De studenten moeten zelf leren beslissen of een bepaalde bewering houdbaar is, nadat zij de argumenten aan
- 62 -
een kritische beschouwing hebben onderworpen. Evaluatievragen moedigen de studenten aan op deze wijze te denken. Daarmee ■ leren zij. .het.< verschil te. zien. tussen een-goede, een betere en de beste oplossing van een probleem. De overeenkomst tussen analyse-, synthese- en evaluatievragen ligt in het feit, dat zij een wezenlijk kenmerk gemeen hebben: er zijn altijd meer goede antwoorden mogelijk. Bij CAD kunnen dus de volgende soorten evaluatievragen worden onderscheiden: a.
vragen, die van de studenten eisen, dat zij de waarde van het resultaat van de CAD berekening beoordelen;
b.
vragen, die van de studenten eisen, dat zij de kwaliteit van het ontwerp of basisschip beoordelen: i.
Bij de kognitieve evaluatie van de concept-definitie moet(en) de werkelijke waarde(n) uit de vakliteratuur voor de CAD invoer worden opgegeven. De student moet de resultaten van de schatting vergelijken met de werkelijke waarden uit de publikatie en een waardeoordeel uitspreken over de eventuele ervaringskoefficienten;
ii.
De kognitieve evaluatie van het voorontwerp betreft een waardeoordeel over de ontwerpmethode door het basisschip opnieuw te ontwerpen aan de hand van de voor het basisschip geldende rederseisen en het resultaat te vergelijken met de feitelijke waarden van het basisschip.
Volgens Bloom kan een hoger kognitief niveau niet worden bereikt, zonder beheersing van lagere kognitieve niveaus. Hoewel deze bewering in strikte zin niet altijd opgaat, wordt het wel vrij algemeen gehanteerd en is er ook wel enige steun voor te vinden, zie Vastenhouw [1984]. De taxonomie van Bloom is in CAD echter vooral om praktische redenen toegepast. De docent krijgt namelijk met de taxonomie een leidraad voor het samenstellen van oefenopgaven in handen. Tussen kennis en intellektuele vaardigheden blijken verbanden te bestaan. Kennis maakt deel uit.van de intellektuele vaardigheden; het is slechts een deel van een meer komplex proces, waarbij relateren, reorganiseren en beoordelen centraal staan. Kennis van bepaalde theorieën heeft grote waarde voor het kunnen uitleggen en beschrijven van zekere verschijnselen of voor het vaststellen van de meest passende en relevante aktie, die moet worden ondernomen of de richting, die dient te worden ingeslagen. Het werkelijke gebruik van deze theorien om een nieuw probleem op te lossen, komt pas aan de orde bij de kategorie toepassing. Voor de kennis van kriteria, waarbij feiten en principes worden getoetst of beoordeeld, kan van de student worden verwacht, dat hij de kriteria niet alleen kent, maar ook kan hanteren. Hoe de kriteria tijdens de beoordeling worden gebruikt, wordt getoetst in de kategorie evaluatie.
- 63 -
Tussen de kategorieen begrip en analyse toont Bloom het volgende verband aan: Begrip heeft-betrekking op de. inhoud • van het- materiaal, terwijl analyse zowel inhoud als ook de vorm van het materiaal omvat. Begrip en analyse hebben ook te maken met het samenbrengen van elementen van konstrukties. De analyse heeft echter meer betrekking op delen van de konstruktie, terwijl de synthese de volledige konstruktie betreft. In de kategorie synthese toont de student, dat hij weet hoe de elementen van meerdere bronnen worden samengevoegd tot een geheel. Bloom meent ook, dat er een nauwe samenhang is tussen de kategorieen synthese en kreativiteit. Door middel van synthese wordt een geheel nieuw "produkt" gekreeerd. Produkt is hier tussen aanhalingstekens geplaatst, omdat er alleen op papier een nieuw produkt gemaakt wordt. Er kunnen dus verbindingslijnen getrokken worden tussen alle zes de kategorieen. Voor het samenstellen van opgaven voor elk der kategorieen wordt in deze studie voor CAD de volgende interpretatie aangehouden: de opgaven in de kognitieve gebieden kennis, toepassing en evaluatie betreffen de afhankelijke CAD variabelen. De opgaven in de kategorieen begrip, analyse, synthese en evaluatie hebben als onderwerp een of meer onafhankelijke CAD variabelen.
4.6
DE ONDERWIJSMAATREGELEN VAN GAGNE IN DE CAI-DIALOOG
Volgens Eisele [1982] is van alle onderwijskundige doelen probleemoplossen wel de belangrijkste om er de computer in toe te passen. Daar zijn twee redenen voor: 1.
leren probleem-oplossen wordt doelstelling van het onderwijs.
algemeen
gezien
als
"de"
2.
de computer als stuk gereedschap wordt gebruikt voor probleemoplossen en kan daarbij tevens dienst doen als een hulpmiddel bij het leren oplossen van problemen.
Gagne [1970] vindt, dat de noodzakelijke voorwaarden om probleemoplossen te laten plaats vinden, zijn: 1.
de student moet in staat oplossingsprocedure aan te begint met het oplossen;.
zijn de grote lijnen van de geven, voor hij daadwerkelijk
2.
hij moet zich de relevante geleerd, kunnen herinneren;
3.
deze regels moeten op een bepaalde manier door hem worden samengevoegd, zodat een nieuwe regel ontstaat waarmee het gevraagde uit de gegevens kan worden afgeleid en berekend.
regels,
die hij
eerder
heeft
Als de leerdoelen en leerstappen duidelijk vastliggen kan de student zijn aandacht richten op elke afzonderlijke en achtereenvolgens uit te voeren leerstap. Hierdoor krijgt hij meer zelfvertrouwen en zal hij meer doelgericht te werk gaan [Ausubel,1968). - 64 -
Gagne en Briggs [1979] hebben de voorwaarden om probleem-oplossen te laten plaats vinden verder uitgewerkt in negen onderwijsmaatregelen, die volgens De-Klerk. [1979] tot doel -hebben-het-leren oplossen van problemen te aktiveren en te ondersteunen. Die zijn: -het wekken van de belangstelling van de student; -het bekend maken van de doelstellingen van de oefening; -het stimuleren van de reproduktie van relevante voorkennis; -de presentatie van de leertaak; -het begeleiden van het leerproces; -het uitlokken van het antwoord van de student; -het verschaffen van informatieve terugkoppeling; -het beoordelen en evalueren van de prestaties; -het bevorderen van retentie en positieve transfer. Eisele [1982] en Hannum [1982] vinden, dat deze onderwijsmaatregelen goed te gebruiken zijn om de CAI dialoog te ontwerpen en dat zij de funktionaliteit van CAI vergroten. De dialoog voor het oplossen van een probleem moet volgens Clarke [1974] tenminste bestaan uit: -Informatie, die wordt verstrekt door de computer; -Vragen, die worden geformuleerd door de computer; -Antwoorden, die worden gegeven door de student; -Indien nodig, het korrigeren van de antwoorden door de computer. Er wordt nog steeds weinig aandacht geschonken aan acceptabele standaard-dialogen [Sharp,i974]. Indien men CAI efficient in het onderwijs wil gebruiken is het belangrijk, dat het uitwisselbaar is tussen de verschillende instituten onderling. Daarbij moet rekening worden gehouden met het feit, dat de computers en operating systemen in de meeste gevallen verschillend zijn. Het kursusmateriaal dient derhalve goed te worden gedokumenteerd, en volgens een standaardmethode te worden opgezet [Smith,1975]. De onderwijsmaatregelen van Gagne bleken in deze studie voldoende voor de ontwikkeling van een standaafddialoog, bruikbaar om studenten te leren problemen op te lossen' (zie figuur 3 ) . Volgens de kognitieve strategie van Gagne met betrekking tot de CAIdialoog wordt dus begonnen met een maatregel om de belangstelling van de student te wekken bijvoorbeeld, door onderstrepen van woorden, woorden schuin te drukken, etc. De nadruk ligt op karakteristieken die samenhangen met het korte termijn geheugen. De ontwerper van de CAI dialoog dient dus goed op de hoogte te zijn van de technieken voor het benadrukken van belangrijke punten, c.q. de middelen voor het bereiken van speciale effekten. Als men de student met CAI effektief wil motiveren, dan moet hij op de hoogte worden gebracht, welk sukses hij kan verwachten als resultaat van zijn oefenen. Aan het begin van de oefening wordt de student daarom medegedeeld, wat de funktie van een bepaald onderdeel van de oefening is. Indien een nieuwe intellektuele vaardigheid wordt geleerd of geoefend, moeten de studenten zich ondergeschikte vaardigheden kunnen herinneren, zodat deze kunnen worden toegepast in de nieuwe vaardigheid. Zo zal de student zich voor het oplossen van problemen de definities en regels
- 65 -
ONDERWERP
1NF0RMAT
3:
C
T AANWIJZING
I
OF REMED ER ING
IEJ/ERSTREKKEJT
VRAGEN STELLEN ANTWOORDEN BEOORDELEN I
I
FEEDBACK
I
=
GEVEtT
FOUT ANTWOORD NEE VOLGEND ONDERWERP
T
x
I INFORMATIE VERSTREKKEN I I
VRAGEN STELLEN
I
I
ANTWOORDEN BEOORDELEN
I
AANWIJZING
OF . L REMEDIERING
I FEEDBACK
I
VOLGEND ONDERWERP
VRAGEN STELLEN
I
I
"l
1
ANTWOORDEN BEOORDELEN
REMEDIERING .
I
I I
Figuur 3:
I
I INFORMATIE VERSTREKKEN
I f'AANWIJZING ! OF
GEVEN
FEEDBACK
GEVEN
VOORBEELD VAN EEN TUTORIELE DIALOOG
- 66 -
I
weer moeten herinneren. Het .moment waarop, en de volgorde waarin de taken worden gepresenteerd spelen een belangrijke rol in het leerproces. Daarom is het zinvol .eerst ..over de•■■ xegels . en begrippen vragen te stellen, voordat de nieuwe intellektuele vaardigheden worden geoefend. Het begeleiden van het leerproces kan eventueel worden gedaan door het geven van aanwijzingen, die de student aansporen nieuwe oplossingen te bedenken. Hij zal met behulp van de aanwijzingen in staat moeten zijn zelf de oplossing van het probleem te vinden. Efficiënte terugkoppeling is nodig. Door bevestigen van de juiste antwoorden van de student en de mogelijkheid van herhalen wordt de kontinuiteit van het leerproces gewaarborgd. Het is niet altijd zo, dat als de student een juist antwoord heeft gegeven, hij de leerstof ook beheerst. In verband daarmee wordt er in het studiemateriaal rekening mee gehouden, dat sommige.handelingen moeten worden herhaald. De funktie van de terugkoppeling is dan ook belangrijk. De student wordt daarmee voorzien van die informatie, waarmee hij de juistheid van zijn antwoord kan kontroleren. Volgens Gage [1975] is de zelfontdekkingsmethode zeer geschikt voor het bevorderen van retentie en transfer. Met retentie en transfer wordt bedoeld het vermogen om het geleerde toe te passen en daardoor weer nieuwe kennis, begrip of vaardigheden te verwerven. De funktie van het bevorderen van retentie en positieve transfer is heel duidelijk. De zelfontdekkingsmethode eist van de student, dat hij zijn eigen regels, begrippen en oplossingen kan vinden, zonder dat hij daarbij hulp van de docent of het tekstboek nodig heeft. Met het zelfontdekkend leren (discovery learning) heeft de student de kontrole over het leerproces bij het opbouwen van zijn eigen kennispatroon [Hartley,1978]. De docent heeft dus niet als belangrijkste taak informatie te verschaffen; zijn taak is eerder de student te stimuleren en te kontroleren (monitor) en tekortkomingen in zijn denkpatroon op te heffen. Het oproepen van kennis bij de student heet retrieval. Het proces wordt geaktiveerd door het geven van hints. Naast de opgave, die de student moet oplossen, kan hij op eigen verzoek aanwijzingen voor het vinden van de oplossing krijgen. Tenslotte dienen er voorzieningen te worden getroffen om de student aan te moedigen zijn verkregen kennis en intellektuele vaardigheden toe te passen in zoveel mogelijk nieuwe en verschillende situaties.
4.7
SAMENVATTING EN KONKLUSIE
Voor het oplossen van problemen in het ontwerpen heeft de CAD-gebruiker kennis en intellektuele vaardigheden nodig in het zelfstandig toepassen van de CAD programma's. Om dit te leren, krijgen de studenten de beschikking over oefenprogramma's, waarmee zij hun kennis en intellektuele vaardigheden met CAD programma's kunnen toetsen. De CAI dialoog en het kursusmateriaal zullen in dit onderzoek worden ontwikkeld op een casual mainframe. Het oefenprogramma zal in principe geschikt zijn voor verwerking op een personal computer. Als die wordt geplaatst in een LAN, wordt het voordeel van de mainframe voor het beheer gekombineerd met de gegarandeerde snelle responstijd op een
- 67 -
personal computer. De studenten werken met leerstations, bestaande uit een alfanumerieke beeldschermterminal met printer. Het oefenprogramma zal in het begin computer-gestuurd moeten., zijn. Nadat de studenten enige ervaring met CAI hebben opgedaan, zal het systeem leerling-gestuurd worden. Zelfstandig leren oplossen van problemen vraagt om een leerling-gestuurde CAI. Het wordt aanbevolen de oefenprogramma's te ontwikkelen in een conversationele programmeertaal. De ontwikkelsnelheid met conversationele programmeertalen is vele malen groter dan met nietconversationele talen. Is de dialoog eenmaal klaar, dan is het omzetten in een interaktieve taal een eenvoudige zaak. Deze werkwijze is nodig, omdat een interaktieve taal gecompileerd wordt en daardoor sneller werkt dan een conversationele taal, die via een interpreter werkt. De kommunikatie zal plaats hebben via menu's, waarbij het intoetsen zoveel mogelijk is beperkt om de kans op fouten gering te maken. Met de huidige moderne apparatuur is het oefenprogramma te verbeteren door de menu's, waar mogelijk, te vervangen door funktietoetsen. De informatieoverdracht zal eenvoudig worden gehouden, door gebruik te maken van de negen onderwijsmaatregelen van Gagne. Met het kursusmateriaal van het CAD programma, dat zal bestaan uit meerkeuzevragen en open-eind vragen, wordt de gehele leerstof bestreken, omdat het kognitieve gebied werd ingedeeld volgens de taxonomie van Bloom. De reaktie op fouten van de studenten zal strikt zakelijk worden gehouden, waarbij de foutmeldingen kort en bondig op het beeldscherm worden verstrekt. Met adjunct CAI wordt in het algemeen het kontakt tussen de docent en de studenten geïntensiveerd. Het leren oplossen van problemen kan het beste worden geleerd met adjunct CAI, omdat een ISS niet voor alle kognitieve domeinen in de taxonomie van Bloom de aangewezen didaktische aanpak blijkt. Zo past een leertaak in het kognitieve domein evaluatie veel beter in de diskussiemethode dan in een ISS. Deze aanvulling op het reguliere onderwijs lijkt nuttig, want de studenten worden daarmee aktief betrokken in het onderwijsleerproces. De meerwaarde van de CAI programma's boven het gebruik van andere media is juist deze vereiste aktieve deelname van de studenten aan het onderwijsleerproces. Naast de reeds genoemde meerwaarde van CAI voor de studenten heeft CAI ook meerwaarde voor de docent. Deze meerwaarde ligt vooral in de mogelijkheid van het automatisch kunnen bijhouden van de vooruitgang van de studenten en het evalueren van het onderwijsleerproces.
- 68 -
Hoofdstuk V KONSTRUKTIE VAN CAI IN CAD
Het oefenprogramma voor de studenten zal bestaan uit een dialoog, gebaseerd op de negen onderwijsmaatregelen van Gagne. Het kursusmateriaal zal bestaan uit vraagstukken, die in groepen worden ingedeeld volgens de rangorde van het kognitieve gebied in de taxonomie van Bloom. Bij het ontwerpen van de dialoog is er, evenals Frew [1981] dat deed voor zijn kursus, rekening mee gehouden, dat deze van toepassing kan zijn voor een breed gebied, zodat veel docenten er een beroep op zouden kunnen doen. De dialoog is dan ook zo opgezet, dat deze algemeen toepasbaar is op een willekeurig CAD-rekenprogramma. De docent hoeft zich dan alleen nog maar bezig te houden met het samenstellen van de opgave, wat hij volgens een voorgeschreven standaard kan doen. Het beheerssysteem voor CAI in CAD zal zo eenvoudig mogelijk worden gehouden. In grote lijnen zal van een oefening van elke student zijn oefenresultaten worden bewaard. Per opgave bestaan die uit de oplossing met verklaring en latentietijd, de eventuele boodschappen en de leerweg door de dialoog. Met behulp van deze gegevens is de docent in staat de oefenresultaten formatief te evalueren, hetgeen kan uitmonden in materiaal voor een werkkollege of diskussiegroep. Met de beheersinformatie zal de docent ook in staat zijn een tentamen samen te stellen, dat de volledige leerstof en het hele kognitieve gebied bestrijkt. Tenslotte bieden de gegevens van het beheerssysteem de docent ook de mogelijkheid zijn onderwijs te verbeteren en/of het CAIkursusmateriaal indien nodig te wijzigen. De enig praktisch haalbare oplossing voor de hardware voor het CAIsysteem bleek in dit onderzoek een casual mainframe te zijn. De conversationele programmeertaal CPS werd gekozen voor CAI, omdat een groot aantal CAD-programma's in die taal operationeel waren. Bijkomend voordeel was, dat de ontwikkelsnelheid van programma's met een conversationele taal vele malen groter is dan met een interaktieve taal. Tijdens het ontwikkelen van de programmatuur zijn veel nadelen van CPS aan het licht gekomen. De CAI-dialoog is echter zodanig opgezet, dat het, als het eenmaal suksesvol heeft gewerkt, kan worden vertaald in bijvoorbeeld FORTRAN, zodat het programma dan in gekompileerde versie op een willekeurige computer interaktief door de studenten kan worden gebruikt. Het oefenprogramma is op een schrijfmachineterminal ontwikkeld. Er is echter meteen rekening gehouden met de mogelijkheid, dat de studenten ermee oefenen op een leerstation bestaande uit een beeldschermterminal met een printer.
- 69 -
Tabel 4. BEGELEIDING VAN HET LEERPROCES
I T/S doel
|
_ 10 11 12 13 14 15
+
doorgaan naar de interaktie CAI-studiebegeleiding (help) CAD-studiebegeleiding (help) nogmaals de opgave legenda onafhankelijke variabelen ..legenda afhankelijke variabelen
(CAI) (CAI) (CAI) (CAI) (CAD) (CAD)
| | | I | |
-+ K/B
T
S
doel
| +
21
21 22 23 24 25 26 27 28 29
21 22 23 25 24 26 27
CAI-studiebegeleiding (help) CAD-studiebegeleiding (help) ..opgave legenda beslissingskriteria (T), onafh.var. .legenda afh.var. (T) tussenoplossingen (S) : interaktie remediering via diktaat remediering via CAD-programma CPS-studiebegeleiding (help)
K/B
T
S
doel
30 31
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
30 31 32 33 35 34 36 37
doorgaan naar boodschap CAI-studiebegeleiding (help) CAD-studiebegeleiding (help) opgave legenda beslissingskriteria (T), onafh.var. .legenda afh.var. (T) tussenoplossingen (S) oplossing + latentietijd remediering via diktaat remediering via CAD-programma CPS-studiebegeleiding (help)
22 23
(CAI) (CAI) (CAI) (CAD) (CAD) (CAI) (CAI) (CAI) (CAI)
| | | | | j | | | +
| +
32 33
(CAI) (CAI) (CAI) (CAI) (CAD) (CAD) (CAI) (CAI) (CAI) (CAI)
bk
Ik wil alleen de legenda van de beslissingskriteria.
hc
Ik wil van deze informatie PRINT-uitvoer.
NB!
K = kennis, B = begrip, T = toepassing, S = synthese. De nummering dient voor de beheersadministratie.
70
| j | j | | | j | j
1 1 | 1
|
| |
5.1
HET OEFENPROGRAMMA VOOR DE ADSPIRANT CAP-GEBRÜIKER
De dialoog van het oefenprogramma voor de studenten is algemeen opgezet en geldt universeel voor het presenteren van het kursusmateriaal van alle CAD-rekenprogramma's. Zoals reeds opgemerkt, is de dialoog eenvoudig gehouden en in overeenstemming met de in paragraaf 4.6 genoemde negen onderwijsmaatregelen van Gagne. Het kursusmateriaal voor een CAD-programma is geordend volgens de in paragraaf 4.5 besproken taxonomie van Bloom. Het CAI-programma voor het leren oplossen van problemen met een CADprogramma is in de eerste oefening computer-gestuurd. Als een CADprogramma de eerste keer wordt toegepast, is de student verplicht een leertaak uit te voeren voor elk van de zes kognitieve gebieden in de taxonomie van Bloom. Als de student naderhand nog een tweede CAIoefening zou willen maken met hetzelfde CAD-programma, is het oefenprogramma leerling-gestuurd. De student kan dan kiezen welk(e) kognitiev(e) gebied(en) uit de taxonomie hij nogmaals wil beproeven. Binnen een kognitief domein gaat het uitvoeren van een leertaak altijd leerling-gestuurd. Elke oefening bestaat uit leertaken. Voor CAI in CAD is Gagne verder uitgewerkt. De struktuur van de leertaken is weergegeven in het stroomdiagram van figuur 4. In figuur. 5 staat de struktuur van een oefening, waarin de plaats van de leertaken apart is terug te vinden. In het nu volgende deel van deze paragraaf wordt de vormgeving van de struktuur van de leertaken behandeld. Vervolgens komt de struktuur van de oefening aan de beurt en wordt aangegeven hoe daaraan binnen CAI aandacht is geschonken. Leertaak. Elke leertaak is gedeeltelijk computer-gestuurd, gedeeltelijk leerlinggestuurd. Het aantal opgaven werd per oefening beperkt tot twee opgaven per kognitief domein in de taxonomie van Bloom. De volgende onderwijsmaatregelen voor leertaken werden getroffen: 1.
De aandacht richten. Het motiveren bestaat in de eerste plaats uit een mededeling op het beeldscherm om welk kognitief gebied het gaat en de mededeling dat de student even moet wachten, omdat opgave en de bijbehorende remediering van schijf in het werkgeheugen worden geladen. De leertaak wordt opgezocht in een bestand, waarin voor hetzelfde kognitieve gebied verschillende leertaken zijn verzameld. Willekeurig wordt hieruit een leertaak gekozen. Bij de tweede en volgende leertaak binnen hetzelfde kognitieve domein kan de student zelf een onderwerp en de moeilijkheidsgraad kiezen of dit door de computer laten doen.
2.
De leertaak presenteren. De opgave kan zijn opgesteld als meerkeuzevraag of als openeind vraag. Het antwoord van de student bestaat
- 71 -
2
/INFORMATIE /
I
/ AANWIJZING
0F
VERSTREKKEN/
VRAAG STELLEN
"7
/"BEGELEIDEN LEERPROCES"?
i
L REMEDIERING J
/
ANTWOORD GEVEN
/
/
FEEDBACK: OPLOSSING
/
L
FEEDBACK: FOUTMELDING
/~"
BOODSCHAP
" ~7
MAXIMUM AANTAL LEERTAKEN IN HET KOGNITIEVE^ GEBIED? NEE VOLGENDE LEERTAAK IN HET ZELFDE KOGNITIEVE^ GEBIED?
JA
'NEE
Figuur 4:
DIALOOG VOOR HET OPLOSSEN VAN PROBLEMEN - 72 -
JA
respektievelijk uit het kiezen van een alternatief en uit het typen van een formule of het opgeven van een waarde. Deze verschillende mogelijkheden van vraagstelling . hangen af van het kognitieve gebied waartoe een opgave behoort. Er kan door de student een hardcopy worden gemaakt van de opgaven voor het trainen van de intellektuele vaardigheden. Het leerproces begeleiden. De studenten kunnen na elke interaktie aan CAI de legenda opvragen of via de computer de studiebegeleider om nadere uitleg vragen (zie tabel 4, nrs 11, 12, 21, 22, 29, 31, 32 en 39). In de CAI-dialoog zitten computer-gestuurde aanwijzingen. of hints voor het uitvoeren van de leertaak". Het antwoord opvragen. De interaktie voor het leren probleem oplossen bestaat uit het antwoord en een verklaring van het antwoord (zie ook paragraaf 5.5). Nadat de student zijn oplossing aan de computer heeft opgegeven krijgt hij de opdracht: "Licht de keuze van uw antwoord toe". Hij verklaart dan, hoe hij tot de keuze van een alternatief bij een meerkeuzevraag is gekomen of geeft aan hoe een open vraag is beantwoord. In het laatste geval moet de student voor een toepassingsopgave uitleggen voor welke numerieke waarden de formule is toegepast en welk verband er is tussen de theorie in het diktaat en de formule in de CADprogrammalisting. De student kan van zijn verklaring en de opgegeven formule een hardcopy maken. Terugkoppelen. Na de kennis- en begripsleertaken gedaan te hebben, kan de student een hardcopy maken van de stam van de opgave en de bijbehorende informatie, bestaande uit het juiste antwoord volgens de computer, het antwoord van de student, zijn latentietijd en de gemiddelde latentietijd, berekend voor een groep studenten (zie tabel 4 ) . Omdat in de kennisleertaak geen waarden kunnen worden veranderd, mogen er geen hardcopies worden gemaakt van de stam en de drie alternatieven. Andere studenten, die op een later tijdstip gaan oefenen, zouden het juiste antwoord dan gewoon kunnen overnemen als zij toevallig dezelfde opgave gepresenteerd krijgen. Het is voor de docent teveel werk en in de meeste gevallen zelfs onmogelijk om honderden kennisopgaven voor een enkel CAD-programma voor te bereiden. Afhankelijk van het foute of goede antwoord van de student krijgt hij middels CAI de bijpassende terugkoppeling. De
- 73 -
INFORMATIE VERSTREKKEN
DOELSTELLINGEN PRESENTEREN
REPRODUKTIE KENNIS
COMPUTER AIDED DESIGN
PRESENTEREN LEERTAKEN VOOR PROBLEEM OPLOSSEN
c
i Figuur 5:
DIALOOG VOOR HET KIEZEN VAN DE LEERTAKEN - 74 -
student krijgt bij een fout antwoord twee keer een kans om de juiste oplossing aan de computer op te geven. De volgende manieren van terugkoppeling zijn mogelijk, zie figuur 4: a.
Is het eerste antwoord fout, dan krijgt de student als terugkoppeling een foutmelding en vervolgens een tweede kans om het antwoord te zoeken (kompenserend optreden). Voordat hij dat doet kan hij nog vragen om remediering via het diktaat(zie tabel 4 ) . Van de remediering kan de student een hardcopy maken.
b.
De remediering heeft betrekking op de behandelde theorie en methode voor aanpak van het gegeven probleem en bestaat, afhankelijk van het kognitieve gebied, uit: i.
literatuurverwijzing naar het diktaat (kennis, begrip, toepassing, 'zie tabel 4, nrs 23 en 27);
ii.
listverwijzing naar het CAD-programma zie tabel 4, nr 28);
iii. verwijzing naar de CAD-uitvoer 6, CAD-uitvoer); c.
(toepassing,
(synthese, zie tabel
Na het eerste of tweede antwoord krijgt de student het juiste antwoord tezamen met het (de) antwoord(en), dat (die) hij heeft gegeven. Tevens wordt de latentietijd die nodig was om het vraagstuk op te lossen medegedeeld en zo mogelijk vergeleken met de gemiddelde latentietijd. van een groep studenten.
De prestatie evalueren. Of de kontrole of het kognitieve gebied is begrepen, gebeurt door vergelijken van de de juiste oplossing volgens het CAIprogramma met het eigen resultaat. Door middel van diagnostisch meten krijgt de student een aanwijzing of hij al voldoende' kennis en intellektuele vaardigheden heeft opgedaan om met het volgende kognitieve gebied verder te kunnen gaan. Vindt de student zijn toetsresultaat onvoldoende, dan kan hij uit twee mogelijkheden kiezen, zoals hierna is aangegeven. Beslissing van de S-T-U-D-E-N-T TOETSRESULTAAT
>BEOORDELING
diagnostische meting
>voldoende
>BESLISSING ;
>onvoldoende
- 75 -
—>
ga zo door met het volgende kognitieve gebied >1) herhaal op dezelfde of op andere wijze 2) ga op andere manier door met het volgende kognitieve gebied
Met CAI heeft de student de mogelijkheid om zelf te beoordelen of hij de leerstof al voldoende beheerst om tentamen met goed gevolg te kunnen doen. Aan het einde van elke leertaak krijgt de student ook nog de gelegenheid om het systeem en/of de leertaak te beoordelen (zie tabel 5, boodschap). Het is heel goed mogelijk, dat in de opgave een fout zit, dat aanwijzingen niet duidelijk zijn of dat de remediering niet juist is. Ook kan de student aanmerkingen maken op de manier waarop CAI werkt, e t c , door een boodschap in te typen (zie ook paragraaf 5.5). 7.
Retentie en transfer. De student kan na de eerste leertaak in hetzelfde kognitieve domein zelf nog een tweede kiezen (zie tabel 5, ONDERWERP in de kognitieve gebieden). Bij een tweede leertaak kan de student, zoals reeds eerder is vermeld, een (type) leertaak kiezen (zie tabel 5, bovenaan). De student kiest een tweede evaluatieleertaak, als hij heeft gezien, waar hij in de CADinvoer een fout heeft gemaakt. Hij moet dan eerst de CADinvoer wijzigen en opnieuw een CAD-berekening maken. Pas daarna kan hij de tweede evaluatieopgave oplossen. Verder is het mogelijk, dat de student na verloop van tijd nogmaals eenzelfde leertaak oefent. De CAI-dialoog geldt ook voor andere oefeningen, wat inhoudt dat als eenmaal een leertaak in een bepaald kognitief domein is gemaakt er voldoende ervaring met de dialoog is opgedaan voor het kunnen uitvoeren van geheel andere leertaken in hetzelfde kognitieve domein.
De student kan op elk moment (leerling-gestuurd) vragen om de opgave (tabel 4, nrs 13, 23, 33), een hardcopy van de opgave (indien toegestaan), een legenda van de variabelen (tabel 4, nrs 14, 15, 24, 25, 34, 35), de interaktie om de oplossing van het probleem aan de computer op te geven (tabel 4, nr 26). Hij kan . ook de computer-gestuurde volgorde met menu's van de CAI-dialoog veranderen door bijvoorbeeld de presentatie van de leertaak nogmaals . op te vragen. Nadat hij de leertaak heeft uitgevoerd en tijdens de uitvoering, het antwoord heeft gegeven, kontroleert de computer of het antwoord overeenkomt met het (juiste) antwoord van de computer. Is het antwoord fout, dan kan de student door middel van CAI-dialoog menu's vragen om remediering, om het presenteren van de leertaak of het uitlokken van het tweede antwoord. Computer-gestuurde deel van de dialoog tijdens eerste de oefening. De eerste oefening van een CAD-onderwerp is grotendeels computer gestuurd. De computer bepaalt dat in elk van de zes kognitieve gebieden in elk geval 1 opgave moet worden gemaakt. De volgorde, waarin de kognitieve doelstellingen worden afgehandeld ligt vast volgens de taxonomie van Bloom. Dit is o.a. om praktische redenen gedaan, omdat na een syntheseopgave geen toepassingsopgave meer kan worden gemaakt, daar de student dan reeds in het bezit is van de gedetailleerde CADuitvoer.
- 76 -
Tabel 5. RETENTIE EN TRANSFER :
+ |
•
^
+
keuze pad in oefening
|
| | | | | | |
1 @0 @1 @2 @3 @4 @5
student kiest ONDERWERP, computer kiest probleem computer kiest onderwerp en probleem doorgaan naar volgende kognitieve domein CAI-s.tudiebegeleiding (help) CAD-studiebegeleiding (help) Ik wil er nu al mee stoppen
____+
+
| |
kennis
ONDERWERP in de kognitieve gebieden begrip
_
+
| | | | | | | | | |
01 02 03 04 05 06 07 08
eff. lengte bovenbouw. basisvrijboord scheepsvormkorrektie holtekorretie bovenbouwkorrektie zeégkorrektie • minimum vrijboord minimum boeghoogte
hoofdafmetingen & vorm type, deklast, luiken bovenbouwen zeeg
_
_
boodschap
| | | | | | | | | | |
.
| | | | | |
. *0 *1 *2 *3 *4 *5 *6 *7 *8 *9
,_J
Ik heb geen boodschap. Waar is te weinig of TE VEEL INFORMATIE? Wat is er ONDUIDELIJK? Wat is OVERBODIG? Wat is beslist FOUT? Wat is Stom VERVELEND? Wat kost TE VEEL TIJD? . Wat kan er worden VERBETERD? Ik heb nog IETS anders ONTDEKT. Nog een VERKLARING van mijn antwoord.
+
toepassing gekompliceerd gemiddeld eenvoudig
.| |
1
| | | | | | | | __+ | +
| | j | | | | | | | +
De student kiest zelf het onderwerp van de oefening. Het is geen eis, dat een vorig CAD-onderwerp moet worden beheerst voordat een nieuw onderwerp mag worden geoefend. Dit kan, omdat in de analyse fase van het ontwerpproces de CAD-programma's onafhankelijk van elkaar kunnen worden behandeld. De student moet zich eerst identificeren. Dit is nodig, omdat anders zijn gegevens van CAD en CAI niet meer zijn terug te vinden, zie figuur 5. De onderwijsmaatregelen voor de eerste oefening waren: - 77 -
Tabel 6. DOELSTELLING EN CAD-INVOER/-ÜITVOER +
+
|
Doelstelling (CAI)
I
+
+ | | | | | | |
DO Dl D2 D3 D4 DS D6
doorgaan naar oefening doelstelling van de CAI-oefening ..kognitieve deelgebieden in het kursusmateriaal oefening in kennis en intellektuele vaardigheden dialoog om een vraagstuk te kunnen maken ....aantal vraagstukken per kognitief deelgebied ....absolute beoordelingsnorm en latentie tijden
I I I I I I I
+
+ 'I
CAD-invoer
I
+
+ | | | | |
Al A2 A3
BI B2 B3 B4
BO BI B2 B3 B4
doorgaan naar boodschap CAD-studiebegeleiding (help) legenda onafhankelijke variabelen alle variabelen invoeren/wijzigen een of enige gekoppelde variabelen wijzigen
(CAI) (CAI) (CAD) (CAD) (CAD)
.
+
|
+
CAD-invoer voor de syntheseopgave
I
| | | | |
+ BI B2 B3
BO BI B2 B3
doorgaan naar boodschap CAD-studiebegeleiding (help) legenda onafhankelijke variabelen een of enige gekoppelde variabelen wijzigen
_
+
|
(CAI) (CAI) (CAD) (CAD)
_ CAD-uitvoer
+
+
CO Cl C2 C3 C4
doorgaan naar evaluatieve vragen CAD-studiebegeleiding (help) legenda onafhankelijke variabelen legenda afhankelijke variabelen alle (on)afhankelijke variabelen uitvoeren
hc
Ik wil van deze informatie PRINT-uitvoer.
(CAI) (CAI) (CAD) (CAD) (CAD)
| | | | |
+
+ I +
| | | | |
+
| | | | |
| | | | |
1.
De aandacht richten. Indien alles in orde is, deelt de student - aan de computer mede: het scheepstype waarvoor hij de CAD-berekening maakt, voor welke ontwerpfase hij wil oefenen, voor welke kursus de oefening moet worden uitgevoerd en met welk doel hij de oefening wil maken (concept-definitie of voorontwerp)
- 78 -
I +
2.
De doelstelling bekend maken. De student wordt kort geïnformeerd over het CAD-onderwerp dat hij zelf heeft gekozen (zie tabel 6, doelstelling). De volgorde in het kognitieve gebied ligt vast en is computer gestuurd. De eerste keer, dat de student van een bepaald onderwerp een oefening maakt, kiest de CAI-dialoog in elk geval in elk kognitief gebied een opgave. Nadat de student een leertaak heeft gemaakt, kan hij zelf een tweede leertaak kiezen in hetzelfde kognitieve gebied of doorgaan naar een volgend kognitief gebied. De voorkennis reproduceren. De student toetst eerst zijn kennis en begrip van CAD, voordat hij met de eigenlijke CAD-invoer kan beginnen.
4.
CAD. Het invoeren van de onafhankelijke variabelen van het CADprogramma is een CAD-software zaak (zie tabel 6, CAD-invoer). De waarden van de onafhankelijke variabelen worden door de student in de vakliteratuur opgezocht. Vaak ontbreken in de literatuur gegevens voor de CAD-invoer. Daarom moet eigenlijk, als er een CAI-oefehing wordt gemaakt, in de CAIdialoog worden gevraagd, welke gegevens ontbreken en op welke manier deze gegevens zijn geschat. Op deze wijze toegepast, wordt de CAD-invoer beschouwd als opgave in het kognitieve gebied begrip! De grenzen, die beperkingen opleggen aan de invoer, wórden gekontroleerd. Als de student fouten maakt, geeft de CADsoftware aan, welke grenzen zijn overschreden. De student moet de fouten herstellen, voordat de berekening met het CADprogramma kan worden gestart.
5.
Leertaken intellektuele vaardigheden. Het verkrijgen van intellektuele vaardigheden in het oplossen van problemen kan de student pas trainen, nadat hij de benodigde onafhankelijke variabelen heeft ingevoerd en de CADberekening is gemaakt. Voor de toepassingsopgave en syntheseopgave zijn de resultaten van de CAD-berekening nodig.
De student kan al meteen na de oefening als laatste uitvoer van het programma zijn resultaten op beeldscherm krijgen en hiervan een hardcopy maken. Eronder kan een vraag worden gesteld, of deze informatie mag worden bewaard voor statistische verwerking en studieadviezen. De student kan dan eventueel de informatie vernietigen. Om het programma eenvoudig te houden, geen informatie kwijt te raken en het onderzoek mogelijk te maken, is dat niet gedaan. De dialoog in de oefening kan gekombineerd leerling-/computer-gestuurd zijn. De mate van leerling-gestuurd-zijn hangt hierbij af van de ervaring, die de student al met de oefening heeft opgedaan. - 79 -
Leerlinq-gestuurde deel van de dialoog tijdens volgende oefening. De tweede en volgende oefening in een gekozen onderwerp leerling-gestuurd. De onderwijsmaatregelen hiervoor waren: 1.
is
me
De aandacht richten. De gang van zaken bij een tweede en bij volgende oefeningen is vrijwel identiek aan die bij de eerste oefening, met dit verschil, dat de student nu zelf de kognitieve domeinen kan kiezen, die hij wil trainen. Hij kan eventueel ook bepalen, of hij al dan niet CAD nodig heeft. Omdat CAD echter nodig is voor toepassing en synthese, kiest de computer automatisch voor CAD ten behoeve van CAI indien de student een van deze kognitieve domeinen kiest. Als de student niet zelf voor CAD heeft gekozen, maar de computer heeft CAD gekozen voor CAI, wordt het permanente CAD-bestand (zie pargraaf 5.6) van de student aan het einde van de oefening niet gemuteerd.
2.
Leertaken intellektuele vaardigheden. Als voor CAD is gekozen, moet de student wel tijdens de oefening voor CAI de onafhankelijke CAD-variabelen wijzigen (zie tabel 6, CAD-invoer). Dit is nodig, omdat hij anders de resultaten van een vorige oefening van dezelfde doelstelling zou kunnen gebruiken voor deze oefening. Hij zou de antwoorden gewoon kunnen overschrijven uit de vorige oefening. Indien de tweede oefening in datzelfde CAD-onderwerp bijvoorbeeld in de concept-definitie wordt gemaakt met een ander basisschip, kan ook de evaluatieopgave weer worden gemaakt. In het geval van hetzelfde basisschip heeft dat geen zin.
5.2
ONTWIKKELEN VAN HET KURSUSMATERIAAL VOOR CAI IN CAD
In de ontwikkelde CAI-methode worden bestaande CAD-rekenprocedures toegepast, zonder dat de struktuur van CAD in principe inhoudelijk wordt aangetast. Enige CAI-procedures moeten worden toegevoegd, om de informatie, onder andere voor het beheer van CAI, te kunnen verwerken. Per kognitieve kategorie van de taxonomie van Bloom worden leertaken samengesteld, die bestaan uit de delen: opgave, remediering, en leerling-gestuurde keuze van het onderwerp voor de opgave. De leertaken voor de kategorien kennis en toepassing hebben betrekking op de afhankelijke variabelen. De leertaken begrip, analyse en synthese worden gerelateerd aan de onafhankelijke variabelen. De leertaak evaluatie heeft een relatie met zowel de onafhankelijke als ook met de afhankelijke variabelen. Voor een willekeurig CAD-programma worden de opgaven per kognitief gebied op een standaard manier voorbereid door middel van schermbeeldformulieren. In tabel 7 is aangegeven, hoe de
- 80 -
schermbeeldformulieren voor CAI in CAO zijn ingedeeld. Uit deze tabel blijkt bijvoorbeeld dat de vragen met betrekking tot de kategorie toepassing van het type open-eind zullen zijn.
Tabel 7. SCHERMBEELDFORMULIER: VOORBEREIDEN VAN EEN LEERTAAK
KOGNITIEVE KATEGORIEEN K B T A S E
OMSCHRIJVING Opgave
Open-eind vraag Meerkeuzevraag
Aanwijzing uitleg (hint)
Invoerarray OV CAD Uitvoerarray AV CAD Legenda
Remediering
Tekst diktaat Formules CAD procedure CAD-invoer kontrole Gedetailleerde CAD-uitvoer Vakliteratuur
Motiveren = kiezen onderwerp
Onderwerp Moeilijkheidsgraad OV wijzigen
NB!
OV = Onafhankelijke Variabele(n) AV■= Afhankelijke Variabele(n)
x
x
X X
X X
x
x X
Het schermbeeldformulier is bij de kennis- en begripleertaken in drie velden gesplitst, die respektievelijk worden gereserveerd voor de opgave, de remediering en het motiveren. Voor toepassings-, analyse-, synthese- en evaluatieleertaken wordt daaraan toegevoegd een vierde veld voor de uitleg. Hierna volgt een korte beschrijving van de voorbereidingswerkzaamheden van een leertaak in elk van de zes kognitieve gebieden. Wat in een kognitief gebied wordt gemeten, is reeds behandeld in paragraaf 4.5. 1.
De opgave wordt samengesteld in de vorm van een meerkeuzevraag of een open-eind vraag. Dit is afhankelijk van het kognitieve domein in de taxonomie van Bloom, waarin deze vraag aan de
- 81 -
orde komt. De docent bepaalt in welke klasse van de taxonomie van Bloom een leertaak thuis'.hoort. De meerkeuzevraag bestaat uit een stam met een aantal alternatieve antwoorden (in dit geval 4 ) , waarvan alternatief 1 voor de docent altijd het juiste antwoord is (zie paragraaf 5.3 tabel 8 eerste kolom). Voor aanbieding aan de student wordt de plaats van het juiste alternatief in de CAI-dialoog uiteraard gewijzigd (zie paragraaf 5.3 tabel 9 vijfde kolom). a.
Bij het voorbereiden van de kennisopgaven (kolom K in tabel 7) bepaalt de docent eerst wat de relevante feiten en belangrijke afhankelijke variabelen in het CAD programma zijn. Hieronder staat een voorbeeld van een kennisopgave betreffende de vrijboordberekening (zie bijlage A ) . Een koelschip met een lengte van 100 m heeft een brug met een lengte van 10 m en een hoogte van 2.5 m, en een bak met een lengte van 10 m en een hoogte van 2.3 m. Het percentage van de aftrek voor een bovenbouw bedraagt in dit geval: 1. 2. 3. 4.
11.35 12.70 14.00 10.00
% % % %
Ik kies alternatief: b.
Voor het voorbereiden van beqripsopqaven (kolom B in tabel 7) zoekt de docent de belangrijkste feiten en hoofdzaken over de onafhankelijke variabelen die in het betreffende CAD-programma voorkomen. Vervolgens stelt hij meerkeuzevragen op om te toetsen of de studenten deze feiten en hoofdzaken kunnen kombineren en selekteren. Op deze manier ontstaan dan vragen naar wijze van toepassing, hoofdzaken of overeenkomsten en verschillen. Hieronder volgt een voorbeeld van een begripsopgave over het minimum vrijboord (zie bijlage A ) . Bij het maken van een vrijboordberekening gebruik ik het algemeen plan voor het bepalen van: 1. '. de virtuele zeeg; 2. dikte stringerplaat; 3.. de standaardzeeg; 4. de volheidskoefficient; Ik kies alternatief:
c.
Het voorbereiden van de toepassingsopqaven (kolom ' T in tabel 7) doet de docent door die afhankelijke variabelen in het CAD programma te gebruiken, die in berekeningen de
- 82 -
meeste problemen kunnen opleveren. Hij let daarbij in het bijzonder op voorwaardelijke opdrachten, het aanroepen van procedures, waarbij substitueren belangrijk is en tenslotte op opdrachten in lussen. Met de voorwaardelijke opdracht wordt afhankelijk van de waarden van de onafhankelijke variabelen de volgorde in de CAD berekening bepaald. De aanroep van interne procedures heeft een eigen problematiek. Hier komt namelijk het substitueren van variabelen aan de orde. Lussen om opdrachten duiden op een iteratieproces. Dit is een berekening, die meerdere malen wordt herhaald. De docent kan hieruit voor een toepassingsopgave de gegevens van een der iteraties kiezen. Kombinaties van deze opdrachten met enkelvoudige rekenopdrachten zijn ook nog mogelijk, waarbij een enkelvoudige opdracht bijvoorbeeld staat voor een formule. De opgave voor een toepassingsprobleem is een open-eind vraag. De opgave voor de vrijboordberekening is bijvoorbeeld als volgt (zie bijlage A ) : Maak.de vrijboordberekening voor het vrachtschip "ORBITA" af door de zeegkorrektie te bepalen alsmede de effektieve lengte van de bovenbouw en de minimum boeghoogte. Het schip is gepubliceerd in "Shipping World and Shipbuilder" van februari 1973 op bladzijde 229 e.v. (vakliteratuur!). Ga als volgt te werk:
d.
i.
Bepaal eerst alle onafhankelijke variabelen (invoer van het CAD-programma).
ii.
Los vervolgens bovengenoemd probleem op.
De analyseopqaven (kolom A in tabel 7) bestaan uit meerkeuzevragen of open-eind vragen. In een meerkeuzevraag wordt voor het eerste alternatief bijvoorbeeld de foute waarde van de juiste onafhankelijke variabele opgegeven. In de andere drie alternatieven wijzigt de docent een andere onafhankelijke variabele. In het CAD programma zijn vaak konditionele opdrachten te vinden, waarvan later het nut of het doel nog maar met de grootste moeite kan worden achterhaald. Meestal zijn deze voorwaarden aangebracht voor bijzondere gevallen van kombinaties van onafhankelijke variabelen waardoor problemen tijdens het rekenproces kunnen worden voorkomen. Een triviaal voorbeeld is het zeer bekende geval van delen door nul. Zodra in een programma een noemer nul kan worden, wordt er bijvoorbeeld een konditionele opdracht geprogrammeerd om deze deling te voorkomen. - 83 -
Voor een analyseopgave heeft de docent de keuze uit een meerkeuzevraag of een open-eind vraag. Bij de open-eind vraag wordt alleen het eerste alternatief in het bestand geplaatst. Als er maar een alternatief in het bestand staat, weet het CAI-programma voor de studenten, dat er sprake is van een open-eind opgave. Het antwoord op de open-eind vraag bestaat uit een verklaring. De computer kan in dit geval niet kontroleren op goed of fout antwoord. Er is geen tweede kans mogelijk als de student het juiste antwoord kan vinden in de remediering. Een tweede kans is wel zinvol, als de leerling-gestuurde remediering kan worden geblokkeerd wanneer er een openeind vraag wordt gegeven. Hij hoeft ze dan alleen nog maar in de array voor het kursusmateriaal te plaatsen. Er wordt hier nogmaals opgemerkt dat een deel van deze array toch al nodig is voor CAD. Ten behoeve van het kursusmateriaal wordt de array echter uitgebreid met variabelen, die moeilijkheden kunnen opleveren in het rekenproces. Aan deze variabelen moet de docent in het onderwijs extra aandacht besteden. Aangezien voor de vrijboordberekening eigenlijk geen beperkingen gelden, is er geen voorbeeld gegeven van een analyseopgave. e.
Wanneer de docent synthesevragen (kolom S in tabel 7) opstelt/ moet hij de studenten een zekere vrijheid geven opdat zij uiteenlopende antwoorden kunnen formuleren. Dit wordt bij CAI bereikt, door een meerkeuzevraag te presenteren, waarbij de student, na het kiezen van een alternatief, de heuristiek, waarmee hij het probleem heeft opgelost, aan de computer opgeeft, of als de student niet om remediering heeft gevraagd. In de meerkeuzeopdracht wordt voor het eerste alternatief de waarde(n) van de onafhankelijke variabele of gekoppelde onafhankelijke variabelen gewijzigd, waarvan de invloed op de afhankelijke variabelen moet worden geschat. In de drie andere alternatieven wijzigt de docent dezelfde variabele met nog enige andere variabelen of alleen maar de andere variabele(n). In de alternatieven worden kombinaties van waarden verwerkt, die overeenkomen met veel gemaakte fouten. Hieronder een voorbeeld van een syntheseopgave voor de vrijboordberekening (zie bijlage A ) : Een reder wil van de "ORBITA" een vrijdekschip maken, waardoor het tweede dek vrijboorddek wordt, zie vorige bladzijde. De met * gemerkte onafhankelijke variabelen van de "ORBITA" dienen dan te worden gewijzigd voor het nieuwe ontwerp. Onder de tussenoplossingen van de "ORBITA" zijn 4 alternatieven voor het ontwerp berekend, waarvan slechts een alternatief het juiste is.
- 84 -
CAD-invoer betekenis
L*
D*
CB*
TYP SP*
LSI
LS2*
"ORBITA"
153.5 13.4
.719 1
.016 0
0
ontwerp
151.5 10.05 .695 1
.012 0
151.5
betekenis
LS3*
"ORBITA" ontwerp
j +
HSl
HS2* HS3 SAl* SA2* SF2* SF3*
|
10.75 0
0
I
10.65 0
3.35 2.7 0
2.7 .25
Tussenoplossingen (= resultaten van van het vrijboordprogramma).
|
.1
.5
1.5
de deelberekeningen
CAD-uitvoer
|
|
_ FCB
1
|
betekenis
alt
|
"ORBITA"
0
2385 2454
796
38
-386 5791 7681
1
2344 2370
-10 1070
-99 5849 7428
+
F
DEC
DS
SC
MBH
BH
+ |
I |
ontwerp
2
2385 2454
795 1053
-189 5791 5073
|
1
| |
I 3
2344 2370
0
308
-286 5849 5063
I |
|
1 I
I |
1
|
I 4
2133 2156
-10 1070
-99 5849 7214
|
Onafhankelijke variabelen (= invoer voor het vrijboordprogramma). Ik kies alternatief: Ik beschrijf kort en bondig hoe ik tot mijn keuze ben gekomen. Opmerking: In de alternatieve antwoorden worden bij een groot CADpogramma de tussenoplossingen gegeven, zonder het resultaat. Indien een oefening met een eenvoudig CADprogramma wordt gemaakt, wordt alleen het resultaat gegeven.
- 85 -
f.
Aan de evaluatieopqave (kolom E in tabel 7) hoeft de docent niets voor te bereiden. In de evaluatieopgave moet de student altijd de volgende opdrachten uitvoeren. Deze opdrachten zijn vast geprogrammeerd in de CAIdialoog en zijn dé volgende: i.
Zoek de werkelijke waarde van het vrijboord "ORBITA" op in de vakliteratuur.
ii.
Geef precies aan waar deze vakliteratuur.
van de
waarde is gevonden in de
iii. Verklaar het verschil tussen de berekende waarde in de syntheseopgave en de werkelijke waarde, die in i) is gevonden. Voor de aanwijzing wordt gebruik gemaakt van de legenda van de (on)afhankelijke variabelen en de namen van deze variabelen, die nodig zijn bij het oefenen van de intellektuele vaardigheden in het leren oplossen van problemen (zie ook paragraaf 5.2). Alleen de speciaal voor deze CAD-oefening geldende informatie wordt op het schermbeeldfortnulier door de docent verwerkt. De aanwijzing (uitleg) wordt gehaald uit de CAD-invoer en -uitvoer procedures en bestaat uit de legenda en arrays van de (on)afhankelijke variabelen. Als de docent een opgave heeft samengesteld, stelt hij daarna de remediering samen, wat betekent het opschrijven van de betreffende tekstlabels uit het diktaat waarop de opgave betrekking heeft. Afhankelijk van het kognitieve gebied, waar de leertaak betrekking op heeft, verwijst de docent naar de betreffende tekst uit het diktaat of naar het betreffende deel van de listing van het CAD-rekenprogramma. Hier hoort ook de heuristiek thuis. Eventueel kan worden verwezen naar een standaard heuristiek. Indien het diktaat met behulp van de computer is geschreven [SCRIPTW,1982], bevindt de tekst zich al in de computer. De docent behoeft dan voor de leerling-gestuurde remediering alleen maar te verwijzen naar een tekstlabel waarmee de juiste tekst voor de remediering direkt op het beeldscherm kan verschijnen als de student daarom vraagt. De computer gestuurde remediering wordt dan automatisch verzorgd door de CAI-dialoog. De remediering, die de docent gaat voorbereiden, is ook afhankelijk van het kognitieve gebied waar deze voor geldt. a.
Als de docent een kennisopgave heeft samengesteld, geeft hij daarbij ook de remediering op. Dit betekent het op het beeldscherm schrijven van de tekst uit het diktaat, waarop de opgave betrekking heeft. De teksten, die voor de leerling-gestuurde remediering tijdens een CAIoefening in aanmerking kunnen komen, worden als blok
- 86 -
gebundeld, en voorzien van een label. Bij het samenstellen van de opgaven zal de docent voor de remediering dit label moeten opgeven. De remediering is per leertaak van dien aard, dat diagnostisch optreden door de docent na de oefening niet nodig is. De remediering van de begripsopgave wordt op manier samengesteld als bij de kennisopgave.
dezelfde
De leerling-gestuurde remediering bestaat bij toepassingsopgaven uit twee delen. Het eerste deel heeft betrekking op het diktaat waarvan het tekstlabel wordt opgegeven, het tweede deel op de source of listing van het CAD-programma. Het programma zit reeds van meet af aan in de computer. Men kan de source, dit is het programma in geschreven vorm, op het beeldscherm afdrukken. De remediering betekent hier het op het beeldscherm schrijven van dat deel van de source van het programma, dat betrekking heeft op de opgave. Dit kan automatisch gebeuren door een speciaal stuk CAI-dialoog dat alle regels zoekt, waarin de te berekenen afhankelijke variabele voorkomt. In de CAD-procedure listing zijn regels met kommentaar geprogrammeerd, die nodig zijn voor het leerlinggestuurde remediërend optreden in de analyseopgaven. Deze remediering bestaat uit een verwijzing naar de kontrole in de CAD invoer en naar dat deel van de listing van het CAD-programma, waar de fout zonder beveiligingen van het CAD-programma eventueel zou optreden. De docent verwijst in deze remediering naar de regels in de CADinvoer en in het CAD-programma, waar de foutmelding mee te maken heeft. Als in het diktaat foutmeldingen worden behandeld, wordt tevens een literatuurverwijzing aangegeven De gedetailleerde CAD-uitvoer is het resultaat van de berekening met het CAD-programma. De gedetailleerde CAIuitvoer is het resultaat van de berekening, die is gemaakt met de gewijzigde onafhankelijke variabele(n). De gedetailleerde CAD-uitvoer is geen extra werk voor de docent. Hij hoeft voor de remediering van de syntheseopgave geen extra werk aan de CAD-uitvoer te doen. Dat wordt automatisch geregeld door de CAI dialoog. De remediering betekent het op het beeldscherm schrijven van de gedetailleerde CAD-uitvoer en CAI-uitvoer. De student kan de CAI waarden vergelijken met de CAD waarden. Daarbij kan via de literatuurverwijzing worden verwezen naar de algemene heuristiek, als die in het diktaat is behandeld. De listverwijzing is minder belangrijk, omdat deze het gehele programma betreft.
- 87 -
f.
4.
De remediering van de evaluatieopqave wordt door de docent op een werkkollege gegeven, of in volgende CAIoefening in de vorm van een boodschap van docent aan student op het beeldscherm aan het begin van de oefening afgedrukt.
Voor de motivering zal de docent gebruik maken van het eerste deel van een schermbeeldformulier. De student krijgt hiermee de mogelijkheid om binnen het kognitieve gebied leerlinggestuurd een klasseindeling te kiezen voor het onderwerp of de moeilijkheidsgraad, of het wijzigen van de onafhankelijke variabelen. a.
De docent bepaalt voor een kennisleertaak in de eerste plaats in welke groep van gelijksoortige informatie de opgave thuis hoort. De student kan hieruit een onderwerp kiezen waarover hij een opgave wil maken. Op het schermbeeldformulier kunnen groepen van afhankelijke variabelen worden onderscheiden. Elke groep opgaven vertegenwoordigt een onderwerp. De docent bepaalt de onderwerpen en geeft aan welke opgaven (variabelen) bij een bepaald onderwerp horen. Als er bij een eenvoudig CAD-programma maar 1 onderwerp is, dan worden alleen de opgave nummers opgegeven. Deze nummers komen overeen met de elementen in de CAD array, als er voor de afhankelijke en onafhankelijke variabelen aparte arrays zijn gereserveerd. De student kan in het geval van 1 onderwerp natuurlijk niets kiezen. Dit wordt van te voren aan hem medegedeeld.
b.
Op het schermbeeldformulier voor de begripsleertaak kunnen, evenals bij de kennis leertaak, groepen van onafhankelijke variabelen worden onderscheiden. Elke groep vertegenwoordigt een onderwerp. De docent bepaalt de onderwerpen en deelt de variabelen in per onderwerp. De student kan dan later in een menu uit deze onderwerpen het onderwerp kiezen, waarover hij een leertaak wil maken.
c.
Leiblum [1979] en Hartley [1975] vinden dat de student zelf de moeilijkheidsgraad moet kunnen bepalen. Vink [1975] heeft dat in praktijk gebracht door een ingevoerde optie voor de moeilijkheidsgraad in te voeren die een voorbeeld of opgave beter afstemt op de verschillende studenten. De docent heeft bij CAI in CAD de mogelijkheid de berekening van de afhankelijke variabelen in een toepassingsleer taak volgens moeilijkheidsgraad als volgt in drie groepen in te delen. -eenvoudig; -gemiddeld; -gekompliceerd.
- 88 -
De docent moet zelf bepalen in welke groep een afhankelijke variabele thuis - hoort. Hij kan dit kontroleren aan de studieresultaten van de studenten. Fouchier [1981] hanteert voor de moeilijkheidsgraad van de opgave het aantal formules, dat nodig is om het vraagstuk op te lossen. Dit kan worden bereikt door de juiste kombinatie van onafhankelijke en afhankelijke variabelen bij de gegevens op te ■ geven. De moeilijkheidsgraad kan worden vergroot door minder afhankelijke variabelen op te geven dan nodig zijn voor de berekening. Daartegenover staat wel, dat er voldoende onafhankelijke variabelen moeten worden opgegeven om de weggelaten afhankelijke variabelen te kunnen berekenen. Er is in de analyseleertaak een mogelijkheid een onafhankelijke variabele leerling-gestuurd te wijzigen door de CAD-invoerprocedure te gebruiken. De student kan daarmee zelf kontroleren, of hij de beperkingen van de onafhankelijke variabelen weet, door deze buiten de grenzen te variëren. De aktiviteiten van de CAD-dialoog kunnen ook leerlinggestuurd worden aangevraagd om de onafhankelijke variabelen voor een synthesevraagstuk te kunnen wijzigen. Dit betekent, dat de student zelf een of enige gekoppelde variabelen kan wijzigen, als het gaat om een simulatie van het voorontwerp, bijvoorbeeld wijzigen van een dimensie. De student kan ook naar wens een stel variabelen tegelijkertijd wijzigen, als het gaat om de concept-definitie, bijvoorbeeld het wijzigen van de scheepsindeling (zieparagraaf 2.2). Door de onafhankelijke variabelen te variëren binnen de grenzen kan de student leren wat de invloed is van deze variatie van de onafhankelijke variabelen op de waarde van de afhankelijke variabelen. Als de uitvoer van de CAIberekening wordt vergeleken met de uitvoer van de CAD berekening, kan de student de invloed van deze wijzigingen onderzoeken. Als de eerste evaluatieopgave een fout resultaat heeft opgeleverd, kan de student voor de tweede leertaak de CAD-invoer wijzigen. De docent hoeft hieraan niets voor te bereiden, want hiervoor worden de CAD-invoerprocedures en CAI-dialoog gebruikt.
5.3
FORMATIEVE EVALUATIE
Een enkele computer kan duizenden studenten, via telefoonlijnen waaraan leerstations zijn verbonden, begeleiden [Gage,1975], De vooruitgang van de studenten moet goed worden bijgehouden via het beheer van CAI om o.a. te voorkomen dat de studieduur uit de hand gaat lopen. Er kan dan
- 89 -
worden bijgestuurd in diskussiegroepen (Alderman,1979], waarin de docent de studenten aanwijzingen geeft, Hoe 2ij hun studiegedrag nog kunnen verbeteren en wat hun gedachte(n)£out(en) waren bij het oplossen van een bepaald probleem. Met individuele studiebegeleiding (of in werkkolleges) worden met CAI dus hiaten in het leerproces van de student(en) aangevuld. De informatie over de individuele antwoorden van de student wordt daarom bewaard en gebruikt voor de diagnostische meting door de docent, die erop gericht is individuele tekorten in kennis en intellektuele vaardigheden van de studenten in het vakgebied op te heffen: Beslissing van de D-O-C-E-N-T TOETSRESULTAAT diagnostische meting
>BE0ORDELING->voldoende->onvoldoende-
->BESLISSING ->geen aanvullend onderwijs nodig ->werkkollege en/of individuele begeleiding
Tabel 8. PLAATS VAN HET ALTERNATIEF
nummer in beheer
NB!
plaats juiste alternatief op beeldscherm
1 = juiste antwoord
Deze informatie kan door de docent worden gebruikt voor de beoordeling van de individuele oefenresultaten tijdens de oefening en ook direkt nadat de student de CAI oefening heeft afgemaakt. De informatie van groepen studenten kan bovendien statistisch worden verwerkt. Aan het eind van de oefenperiode heeft elke deelnemer de beschikking over het resultaat van zijn beslissingen en interakties tezamen met de stand van zaken van alle studenten, zodat hij kan zien hoever zijn medestudenten in vergelijking met hemzelf met hun oefeningen zijn gevorderd [Mitchell,1977].
- 90 -
De student krijgt in eerste instantie willekeurig uit een aantal leertaken binnen een kognitief domein uit de taxonomie van Bloom een leertaak .gepresenteerd, zodat hij onmogelijk van te .voren weet welke leertaak hij kan verwachten. De alternatieven worden random van plaats verwisseld met als resultaat een van de mogelijkheden in tabel 8, zodat het juiste alternatief niet op een voorspelbare plaats komt te staan, zie paragraaf 5.2. Nadat de student de leertaak heeft geoefend, worden de volgende gegevens hiervan in het bestand met oefenresultaten bewaard (zie tabel 9, resultaten van de CAD-uitvoer van student nummer 12; letterlijk overgenomen uit het beheer van CAI zonder korrektie van door de student gemaakte tikfouten):
1.
het kognitieve gebied, waarvoor een opgave is gemaakt;
2.
voor de eerste twee gebieden: kennis en begrip, wordt het onderwerp-nummer bewaard, dat door de student is gekozen; voor het gebied toepassing is dat de moeilijkheidsgraad;
3.
het nummer van de opgave in het betreffende kognitieve gebied;
4.
bij een meerkeuzevraag het eerste alternatief dat de student heeft gekozen en bij een open-eind vraag: het reële getal, dat het resultaat is van een berekening;
5.
indien het eerste antwoord van de student fout is ook nog het tweede alternatief bij een meerkeuzevraag of een tweede getal bij een open-eind vraag;
6.
het juiste alternatief bij een meerkeuzevraag, dat volgens de computer had moeten worden gekozen, of de juiste berekende' waarde bij een open-eind vraag.
7.
voor de synthese-leertaak kan de student een of meer variabelen wijzigen; zowel het aantal wijzigingen als de wijzigingen zelf worden bewaard; in de ruimte, die is gereserveerd voor het aantal te wijzigen variabelen komen de CAD variabelen, die eventueel voor de tweede evaluatieopgave worden gewijzigd;
De verklaring van de antwoorden van de student kan voor de docent aanleiding zijn om hierop te reageren (zie tabel 9, Verklaring). Betreft dit alle studenten of een grote groep van studenten, dan is een diskussiegroep een efficiënte oplossing. Zijn het een of twee studenten, die een foute verklaring geven, dan kan de docent hen individueel zijn kommentaar geven. De volgende soorten verklaringen komen in het onderhavige CAI voor: 1.
De verklaring van een toepassingsleertaak bestaat uit de formules, die de student heeft opgegeven om het probleem op te kunnen lossen en de beide verklaringen om aan te geven hoe en waarom het probleem zo is opgelost (de verklaring van het antwoord). - 91 -
Tabel 9. FORMATIEVE EVALUATIE +
+
| Resultaten van de CAI-oefening | | kognitief nummer eerste tweede | gebied opgave antwoord antwoord | KI 11 4 4 | K2 10 3 | Bl 18 4 | B2 17 4 2 | CADI j CADC j Tl 45 -.11075E03 i T2 19 .427805EOO .427805E0O | SI(CADI) j SI 20 4 3 | S2(CADI) | S2 3 2 3 | E .
van student nummer 12
I +
antwoord computer 3 3 4 2
aantal menu's 5 5 2 5 3
-.11075E03 5 .297805EO0 7 0 3 5 4 1 4 897 3
latentie tijd 757 22 86 139 251 9 3210 1950 0 735 141 309 978
|
+
|
Verklaring (V) en boodschap (B)
|
| | | | | | | | I j | | |
+ KI B Tl VI T2 VI V2 SI VI V2 S2 VI V2 E V B
antwoord 4 is ra.i. goed, slechts voor eb korrektie via r. 101 overmaat op zeegkorr. berekend uit rekenmodel bllO 15
| | I I | | I | | I +
Leerweg in de CAI-oefening (zie tabellen 4, 5 en 6)
|
+
| | j | | | | | | | | +
I | | j | | | j | | | | | | |
+
KI DO 23 22 K2 @1 31 32 Bl 30 *0 B2 @1 22 32 CADI A3 B0 *0 Tl 10 34 bk T2 @1 10 27 SI 10 26 hc S2(CADI) @0 B3 B0 S2 storing E C4 CO *4 .
30 *4 30 *0 20 *0 30 *0 27 26 30 *0 30 *0 *0 • ;
- 92 -
| | | | | | | | | | | +
2.
De verklaring van een analyseopdracht' heeft betrekking op de reden van de beperkingen, die worden gesteld aan de CADinvoer.
3.
De verklaring van een syntheseopdracht heeft betrekking op de heuristiek, die werd toegepast, waarmee het probleem werd opgelost (zie tabel 9, Verklaring (V), syntheseopgave SI met verklaringen VI en V2, idem syntheseopgave S2). • •
4.
De verklaring van een evaluatieleertaak bestaat uit een beoordeling van de oplossing van de student en de gegevens uit de vakliteratuur.
De docent kan bijvoorbeeld aan de verklaring van het antwoord op een syntheseopgave zien of de student het antwoord heeft gegokt, of dat hij de leerstof heeft begrepen omdat hij de juiste heuristiek heeft toegepast. Als dat niet zo is, kan de student bijvoorbeeld een fout hebben gemaakt in de heuristiek, een typefout, een interpretatiefout, etc. In een tweede verklaring wordt dit eventueel door de student aan de computer opgegeven. In een leerling-gestuurd systeem kan de student zijn leerweg zelf bepalen. Deze leerweg wordt in het beheer geregistreerd. Aan de leerweg in de CAD-invoer ziet de docent bijvoorbeeld of de student wel van te voren de oefening heeft voorbereid, door eerst de invoertijd van de student te vergelijken met de gemiddelde invoertijd van zijn kollega's. (zie tabel 9, Leerweg in de CAI-oefening). In de CADleerweg is ook te vinden, of de student erg veel foutmeldingen krijgt. Dit kan gebeuren als de student bijvoorbeeld de leerstof niet begrijpt; het kan echter ook duiden op de slechte voorbereiding door de student. In beide gevallen zal de docent diagnostisch adviserend optreden. De leerweg in de oefening kan voor de docent aanleiding zijn de studenten op te roepen voor een gesprek. Is dat bijvoorbeeld omdat zij de hele oefening overbodig vinden, of begrijpen zij de CAI-dialoog niet? In een speciaal beheersrapport met de antwoorden van de studenten (student response report) kan de docent-auteur tenslotte vinden welke begrippen hij nog in de verklarende woordenlijst moet definiëren. Een bijzonder probleem is de ethische- of waardegerichtheid van CAI (zie de inleiding van hoofdstuk V I ) : Met CAI in CAD kunnen veel gegevens van de studenten worden bewaard. Dit kan een inbreuk betekenen op de privacy van de student. De studenten moeten op de hoogte zijn welke gegevens worden bewaard en zij dienen zelf over deze informatie te kunnen beschikken, in bepaalde gevallen zal zelfs toestemming aan de studenten moeten worden gevraagd om hun gegevens voor onderzoek-doeleinden te mogen gebruiken. Het dient bekend te zijn, wie toegang heeft tot de informatie met de mogelijkheid van inspektie en het verkrijgen van kopieën van de inhoud der bestanden. De student heeft recht op de mogelijkheid om onnauwkeurigheden te korrigeren en niet-relevante gegevens te vernietigen. Het verspreiden van informatie dient onder toezicht staan. De student heeft volgens Hussain [1980] recht op de beveiliging van zijn privacy. In Duitsland en de USA zijn hiervoor reeds wettelijke regels
- 93 -
opgesteld. . Er zijn nog geen internationale wetten, hoewel er grote interesse is bij de OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) Het tegemoet komen aan de rechten van de student is tevens een technische zaak. Men kan volgens Hussain in elk geval bij het ontwikkelen van een CAI-systeem rekening houden met een volgende mogelijkheid.: Het informatie-bestand wordt zo klein mogelijk gehouden. Men verzamelt alleen die gegevens, die beslist nodig zijn en tracht steeds de mogelijkheid van geheimhouding van de gegevens te verbeteren. Het is nodig, dat men zich veel inspanning getroost om gedragslijnen en regels op te stellen, om de rechten bekend te maken, de informatie veilig te stellen en daarmee te proberen vooruit te lopen op de wetgeving inzake de privacy. Het is erg belangrijk, dat de privacy van de studenten wordt gegarandeerd. De student moet kunnen ingrijpen en bepalen, welke informatie hij wel en welke hij niet voor het beheer ter beschikking stelt.
5.4
SUMMATIEVE EVALUATIE
Aan de inhoud van het tentamen, dat wordt gebruikt voor de meting met een selektief doel, (zie paragraaf 3.1.) worden omwille van de rechtvaardigheid zeer hoge eisen gesteld, opdat zo weinig mogelijk studenten door meetfouten verkeerd worden beoordeeld. De uitvoerbaarheid, dit is de mate waarin de uitvoering van de meting en de beoordeling aan praktische en ethische kriteria voldoet, kan via het beheer van CAI worden ingeschat. Zo wordt de beschikbare tijd voor het beantwoorden van de vragen door . de studenten berekend uit de latentietijden die met het beheer van CAI automatisch werden verkregen. De billijkheid, waarbij centraal staat of de vragen en waardering in overeenstemming zijn met het onderwijs dat de studenten ontvingen, wordt gewaarborgd door het tentamen met behulp van oefenresultaten samen te stellen. Het tentamen voor het onderzoek naar het effekt van CAI in CAD werd door de hoofddocent en de docent-onderzoeker samengesteld overeenkomstig de wijze van vraagstellen tijdens de CAI-oefening. Door hiervan gebruik te maken, hoeven de tentamenopgaven niet van te voren door een docententeam te worden uitgewerkt ter kontrole op tijd en oplosbaarheid.' De beoordelingsnormen voor het tentamenresultaat werden van te voren duidelijk vastgelegd. Met het statistische onderzoek werd pas begonnen, nadat de tentamencijfers definitief waren vastgesteld. Het tentamen voor het onderzoek waarover in hoofstuk VI wordt gerapporteerd bestaat uit twee delen, zoals is behandeld in paragraaf 3.6. Het feitelijk gebruikte tentamen is opgenomen in bijlage A. Het eerste deel bestaat uit een aantal kennis- en begripvragen. Het aantal wordt afhankelijk gesteld van de latentietijden, die de studenten nodig zullen hebben voor het oplossen van de opgaven tijdens de CAIoefening. Naast opgaven over de vrijboordberekening, zullen er ook kennis- en begripopgaven over andere onderwerpen worden gesteld, die nog
- 94 -
tot de leerstof moeten worden gerekend. De benodigde tijden van deze opgaven zal worden geschat. Laatstgenoemde opgaven zullen niet worden meegenomen in .. het evaluatieve onderzoek naar effektiviteit, aanvaardbaarheid en funktionaliteit van CAI (zie hoofdstuk V I ) . De syntheseopgave zal van te voren worden uitgewerkt met een basisschip, dat onbekend is aan alle studenten (zie paragraaf 5.2 en bijlage A ) . Per leertaak worden de latentietijden (zie tabel 9, laatste kolom) verzameld en de tijd nodig voor het intypen van de boodschap, nadat de oplossing is gevonden. In de laatstgenoemde tijd zit ook de tijd van de remediering/ die op verzoek van de student kan worden verstrekt. De volgende tijden worden geregistreerd: 1.
De starttijd van het afdrukken van de leertaak op het beeldscherm wordt geregistreerd op het moment, dat de opgave de eerste maal op het beeldscherm verschijnt.
2.
Zodra de student zijn antwoord heeft ingetypt wordt de tijd geregistreerd, waarop hij klaar is met het geven van zijn antwoord. Het verschil tussen de starttijd en de eindtijd wordt beschouwd als de latentietijd.
3.
Wanneer de student klaar is met het intypen van de verklaring van zijn oplossing, wordt ook deze tijd geregistreerd. Eigenlijk hoort deze tijd bij de reeds eerder genoemde latentietijd. Het is echter mogelijk, dat de student nog zo weinig type ervaring heeft, dat hij veel typefouten gaat korrigeren, wat dus tijd kost- maar niet gerekend kan worden tot de tijd die nodig was om het probleem op te lossen. Blijkt echter, dat deze tijd binnen de grenzen blijft, dan zal de docent de volledige tijd in rekening brengen voor het oplossen van het probleem, namelijk het verschil tussen de starttijd en de eindtijd van het intypen van de verklaring.
Tabel 10. CAD-INVOER VAN STUDENT NUMMER 12
L 82
D 5.8
CB .76
TYP 2
TIM 0.
HAT 0
SP .009
TDE 0
LSI 26.5
LS2 0
LS3 8.5
HS1 2
HS2 0
HS3 4.5
SA1 1
SA2 .5
SA3 0
SF1 0
SF2 0
SF3 0
- 95 -
Het tweede deel van het tentamen heeft betrekking op het toetsen van de intellektuele vaardigheden in het maken van de vrijboordberekening. Bij het samenstellen van de opgaven wordt de CAD-invoer van alle studenten bekeken (zie voor student 12 tabel 10). Indien er-veel studenten met CAI hebben geoefend en er veel CAD-onderwerpen met CAI zijn getoetst, kunnen deze gegevens meteen worden gebruikt. Omdat er tijdens het evaluatieve onderzoek maar een klein aantal studenten met CAI zullen oefenen, wordt een geheel nieuw basisschip gekozen als tentamenopdracht voor deel II.
5.5
ONDERWIJSEVALUATIE
Er is een bestand gemaakt, waarin de stand van zaken per student wordt bijgehouden, zodat de docent in een oogopslag kan zien hoever de studenten zijn gevorderd. Bij CAI in CAD wordt niet bijgehouden of de student de leerstof beheerst, maar het aantal malen, dat hij de leerstof heeft toegepast.
Tabel 11. STAND VAN ZAKEN
Algemene informatie van de CAI-oefening nieuwe datum
nummer student
nummer oefening
860108
12
1
type schip 2
ontwerp
kollege mt3
aantal maal gebruikt 0
vorige datum gebruik 0
nieuwe start tijd 170609
(extra) oefening 1
latentie tijd 720
totaal tijd 12882
Stand van zaken bij de student Nummer oefening Aantal keer geoefend Laatste keer geoefend
1 1 860108
2 0 0
3 0 0
4 0 0
5 0 0
6 0 0
7 0 0
8 0 0
Evaluerend meten wordt in het wetenschappelijk onderwijs tot nu toe niet veel gedaan. Met het CAI beheer is het in principe een simpele zaak,
- 96 -
wat niet wegneemt dat er in het begin wel degelijk veel tijd van.de docent in gaat zitten. De informatie die voor., evaluerend meten nodig . is kan de docent verkrijgen uit het beheer van CAI. Aangezien de - nadruk ligt op het beoordelen van het onderwijs, spreekt men hier van het evaluerend gebruik van metingen. De docent zoekt in de gegevens van de oefening van een student naar boodschappen over zijn leerstof en het CAI kursusmateriaal. Onderwijsevaluatie is gericht op het verbeteren van de kwaliteit van het onderwijs op die onderdelen, waarin studenten onvoldoende resultaten boeken. Hiervoor dienen de studieresultaten te worden gemeten en foutenanalyses te worden gemaakt. De samenhang tussen toetsen,- beoordelen en beslissen ten behoeve van de onderwijsevaluatie wordt hieronder schematisch weergegeven: Beslissing van de D-O-C-E-N-T TOETSRESULTAAT
>BEOORDELING
>BESLISSING
evaluerende meting
>voldoende
>CAI-kursusmateriaal in orde >verbeter opgave, aanwijzing, motivatie, en/of remediering
>onvoldoende
Voor de onderwijsevaluatie is het van belang per oefening de volgende gegevens te bewaren: het nummer van de oefening, de vorige datum van gebruik en de huidige datum van gebruik; de reden waarom de oefening wordt gemaakt; voor welk deel van het ontwerpproces.de oefening wordt gemaakt, zoals de concept-definitie, het voorontwerp en het technisch ontwerp; de kursus waarvoor de oefening is gemaakt en het soort maritiem objekt waarmee is geoefend. Uit foute antwoorden in het oefenresultaat van de studenten op zekere opgaven kan ook blijken, dat de leerstof niet goed is overgekomen (zie punt 4 "leertaak" in paragraaf 5.1). De verklaring van het antwoord.van de student op een vraag kan voor de docent een aanwijzing zijn om zijn lesmateriaal te evalueren. Vragen, die door alle studenten goed zijn beantwoord, wijzen niet op gebreken' in het onderwijs. Als de antwoorden op vragen negatief samenhangen met de studieprestaties krijgen die vragen een negatief gewicht. De docent, heeft tot .taak te zorgen dat de aanwijzing .. of uitleg van een onderwerp op de juiste wijze wordt geformuleerd (zie punt 2 in paragraaf 5.2). In verband met de responstijd moeten de teksten tot een minimum worden beperkt en moet een speciale procedure worden ontwikkeld, waardoor de teksten bewaard blijven gedurende de oefening. In de aanwijzing voor het oplossen van de toepassingsopgave moet ook duidelijk geformuleerd worden, wat de student moet opgeven in de verklaring van zijn antwoord. Deze verklaring is erg belangrijk, omdat de docent daaruit kan zien of de student de leerstof begrepen heeft. Het is voor de docent moeilijk om de aanwijzing voor het typen van de formule van de toepassingsopgave kort en bondig de juiste tekst samen te
- 97 -
stellen. De student moet uit de aanwijzing begrijpen, waarom hij de formule moet opgeven in plaats van' de waarden. Het is waarschijnlijk beter hiervoor een demonstratie-programma te schrijven waarmee een docent aan de studenten laat zien, dat het invoeren van de formule de enige mogelijkheid is voor een exakte kontrole door de computer. Het is voor de docent van belang te weten of hij de leerstof op de juiste manier heeft overgedragen. De studenten zullen hun boodschap over de gang van zaken bij het onderwijs in CAD direkt aan de computer kunnen opgeven (zie paragraaf 5.1, punt 6 "evalueren prestatie"). Als een student het niet met een opgave eens is, zal hij dit in zijn boodschap aan de computer kenbaar kunnen maken en daarop zal de docent dan eventueel meteen of later zijn reaktie kunnen geven. Aan het eind van elke opgave is er een mogelijkheid om aan de docent een vraag over de opgave te stellen, zodat deze na de oefening daarop kan reageren. Informatie, die bij traditioneel onderwijs verloren gaat, omdat niet adequaat door de docent kan worden gereageerd en de student na verloop van tijd het probleem vergeten is, zal nu direkt in de computer worden vastgelegd. Via het beheer zal het voor de docent mogelijk zijn in korte tijd op deze informatie te reageren, door bijvoorbeeld zijn leerstof direkt te verbeteren. Hij zal zo zijn didaktisch handelen kunnen verbeteren. In zijn boodschap kan de student konstateren dat wordt verwezen naar een verkeerd gedeelte in het diktaat of dat hij vindt dat de tekst in het diktaat niet overeen komt met de vraagstelling. De docent kan hieruit konkluderen dat hij of het kursusmateriaal of de. leerstof dient te verbeteren; of er is verwezen naar een verkeerde tekst in het diktaat zodat hij de remediering moet bijstellen. Het is echter ook mogelijk dat de student het diktaat verkeerd begrepen heeft. In dat geval zal de docent middels de computer of mondeling kontakt opnemen met de student om hem duidelijk te maken wat hij verkeerd heeft gedaan. Het laatste betekent weer dat de docent een diagnostische meting heeft verricht. Uit de boodschappen over CAD-invoer kan de docent nagaan of de CADhandleiding wel in orde is en of de interaktie ten behoeve van de CADinvoer wel gebruikersvriendelijk is. Het is bijvoorbeeld mogelijk, dat de CAD-invoer erg veel tijd kost of dat er erg veel fouten worden gemaakt. In het eerste geval kan dat wijzen op een slechte voorbereiding van de student en behoort derhalve tot het diagnostisch meten van de docent. In het tweede geval kan dat worden veroorzaakt, doordat in de handleiding geen goede informatie wordt verstrekt om de invoer te kunnen voorbereiden. Er is een apart bestand opgezet voor het verzamelen van de boodschappen van de student, dat kan bestaan uit de verklaring van de antwoorden en de boodschap over het CAD-programma, de dialoog of het kursusmateriaal, dat in volgorde wordt behandeld. 1.
De student kan een boodschap voor het CAD programma opgeven, nadat hij de onafhankelijke variabelen heeft ingevoerd. Hij kan bijvoorbeeld wijzen op onduidelijkheden in de uitleg of het menu of de CAD handleiding, etc.
2.
De student kan aan het einde van schrijven over het hele systeem.
- 98 -
de oefening
een boodschap
3.
De boodschap van een evaluatieleertaak bestaat uit opmerking of vraag over de CAD-invoer en CAD-uitvoer.
een
Ook de latentietijden, die betrekking hebben op de tweede gelegenheid nadat de. student een fout antwoord heeft gegeven, worden gebruikt voor de onderwijsevaluatie. 1.
De student krijgt na een fout antwoord de gelegenheid om een tweede keer de oplossing te zoeken. De latentietijd voor dit deel is, naast de gevolgde en geregistreerde leerweg in de oefening, een indikatie of deze serieus wordt geprobeerd. De docent kan hieraan onder andere.zien, of de student wel of geen gebruik maakt van de leerling-gestuurde remediering in de vorm van literatuurverwijzing, listing, etc.
2.
Het einde van het intypen van de verklaring wordt geregistreerd, net zoals bij het eerste antwoord.
3.
Tenslotte krijgt de student tijdens het oplossen van de leertaak nog de gelegenheid een boodschap te geven over de. leertaak, over de CAI of iets anders dat tijdens het oplossen van het probleem is opgevallen. De tijd die hiervoor nodig is, wordt als de student klaar is geregistreerd in het beheer van CAI. Daarvoor wordt in de dialoog een hulpvariabele toegepast om de tijd nodig voor het geven van een boodschap te scheiden van de tijd die nodig is voor het oplossen van het probleem.
ook hier
Deze terugkoppeling van de studenten in het gebruik van de dialoog is van belang voor het verbeteren hiervan voor studenten, die in de toekomst met het CAI-pakket zullen werken. Het zal blijken, dat de eerste dialoogvorm al gauw dient te worden bijgesteld, zeker als men een dialoogvorm wil ontwikkelen, die wordt aangepast aan de. individuele vooruitgang van de student. Er dienen goede CAI-handleidingen te worden geschreven. In de eerste plaats de gebruikershandleiding voor de studenten, die wordt opgesteld met de tekstverwerkende programmatuur. Verder dient er een gebruikershandleiding te worden samengesteld voor de docent. Als met een grote computer wordt gewerkt, waar veel leerstations op zijn aangesloten, is het beslist nodig op gezette tijden de snelheid van het systeem te kontroleren. De responstijd is voor CAI van essentieel belang. Een goede kontrole wordt bereikt met het meten van de tijd die nodig is voor de interne handelingen in de computer die buiten de gebruiker omgaan. De tijd voor de organisatie van het werkgeheugen is een betrouwbare kontrolemogelijkheid van de responstijd. De docent kan bij een slechte responstijd hiervoor kontakt opnemen met de systeembeheerder van de mainframe als met een casual computer wordt gewerkt. Er kunnen dan afdoende maatregelen worden getroffen. De tijd voor de organisatie van het werkgeheugen en de tijdsregistratie van de CAD-berekening zijn ook weer prima bruikbaar voor de kontrole van de responstijd.
- 99 -
Voor CAI betekent dit om als totaaltijd te registreren: de begintijd, waarop het programma de opgave uit het schijvengeheugen in het programma haalt plus het opzoeken van de nodige procedures en de tijd waarop de opgave op het beeldscherm komt. Daarnaast worden de tijden voor het maken van de berekeningen voor CAD en de alternatieven- van de syntheseopgaven bewaard. Middels het beheer van het CAI-systeem kan de docent nagaan of de computer overbezet raakt. Hij kan vervolgens een regeling treffen (c.q. met het Rekencentrum van de TUD) om hierin verbetering te brengen. Voor het beheer wordt bijgehouden de starttijd van de sessie en de stoptijd. De beheerder kan deze tijden gebruiken om, indien het druk is, tijd te reserveren voor de studenten, die willen gaan oefenen, doch op hun beurt moeten wachten, omdat er te weinig leerstations beschikbaar zijn. Van de CAD-invoer worden bewaard de keuze van CAD-bewerkingen, de tijd voor de organisatie van het werkgeheugen, het aantal onafhankelijke variabelen, dat is ingevoerd en/of gewijzigd en de tijd die nodig is voor het maken van de berekening. Dit alles ook weer ter kontrole van de responstijd, indien wordt gewerkt met een mainframe of een minicomputer. De boodschap, die hiervoor reeds aan de orde is geweest, heeft ook betekenis voor de onderwijsevaluatie van het CAI-oefenprogramma. De docent kan niet alleen fouten konstateren in de leerwegen, maar ook de studenten kunnen bepaalde zaken als hinderlijk ervaren, zoals het niet aanwezig zijn van funktietoetsen of een onlogische computer gestuurde leerweg, etc. Hun bevindingen kunnen zij in een boodschap kwijt aan het systeem. De docent kan de kommentaren van de studenten later meenemen voor het verbeteren van de dialoog in het oefenprogramma.
5.6
SYSTEEMORGANISATIE VAN HET OEFENPROGRAMMA
CAI in CAD is voor dit onderzoek ontwikkeld en gebruikt op de reeds aanwezige mainframe, omdat dit toen de enig mogelijke oplossing was. De nadelen, zoals slechte responstijden en het niet kunnen bepalen van het eigen studietempo, moesten hierdoor geaccepteerd worden. Tegenover deze nadelen stond echter het voordeel, dat te verwachten was, dat de meeste studenten er al ervaring mee hadden opgedaan. Van deze centraal opgestelde mainframe zijn voor CAI in CAD o.a. de volgende onderdelen nodig: een snelle centrale verwerkingseenheid voor het maken van de berekeningen en het uitvoeren van de interaktie tussen student en computer, de schijveneenheden voor het beheer van CAI en de snelle regeldrukker voor informatieoverdracht van de computer naar de gebruiker. De laatste zal door de studenten kunnen worden gebruikt voor hun verslag wanneer er veel CAD informatie in een keer wordt opgevraagd. De student moet ook alle informatie van de CAI oefening kunnen opvragen en kunnen laten afdrukken met de snelle regeldrukker.
- 100 -
De mainframe staat in verbinding met een aantal lokaal opgestelde leerstations. Het leerstation bestaat uit een toetsenbord, waarmee een karakter, (of. alfanumeriek) beeldscherm wordt .. bediend. Aan het beeldscherm is een lokale printer gekoppeld voor de hardcopies of printuitvoer om informatie te kunnen bewaren en/of om, indien alle informatie niet in een keer op het beeldscherm past, een deel van de informatie op papier, af te drukken, waarbij dan ook nog genoeg ruimte op het beeldscherm overblijft voor de dialoog tussen de student en de computer. Chambers [1980] heeft gekonstateerd, dat bij gebruik van CAI het geleerde sneller wordt vergeten, dan bij traditioneel onderwijs. Om dat tegen te gaan wordt eveneens gebruik gemaakt van een printer, zodat na de oefening een en ander nog eens kan worden nagelezen. De printer moet gemakkelijk bereikbaar zijn. De printer is niet konstant in gebruik, indien hij aan een beeldscherm wordt gekoppeld. Voor efficient gebruik van dit apparaat kunnen vier beeldschermen worden gekoppeld aan een printer, er vanuitgaand dat de vier studenten niet op elk willekeurig moment tegelijkertijd de printer nodig hebben. Een leerstation met een beeldscherm en printer verdient de voorkeur boven een schrijfmachineterminal, omdat oefenen gepaard gaat met het produceren van grote hoeveelheden kladwerk, dat evenals bij de traditionele methode, zonder komputer, in de prullemand verdwijnt. In Leiden heeft men gekonstateerd dat de ontwikkelingssnelheid in de conversationele programmeertaal APL zelfs tot elf maal zo. groot is als bij niet-interaktieve talen [CGO-SLIM,1983]. CPS is gekozen, omdat deze programmeertaal ten tijde van het onderzoek de meest geschikte conversationele programmeertaal op de gekozen mainframe was, waarin vrij veel rekenprogramma's waren ontwikkeld. Men kan met deze taal tijdens de exekutie van het programma ingrijpen, iets wijzigen en dan weer verder gaan of eerst enige stappen terug gaan en dan verder gaan. Dit is bijzonder efficient gebleken tijdens het ontwikkelen van CAI in CAD. In de ontwikkelingsfase van een programma is een conversationele taal voor de programmeur ook een geweldige steun bij het opsporen en verhelpen van kodeerfouten en programmeertouten. Als CAI in een conversationele taal is geprogrammeerd, kunnen de studenten de computer ook nog met direkte opdrachten als wetenschappelijke rekenmachine gebruiken, wat erg handig is voor het oplossen van bijvoorbeeld toepassingsopgaven. Er kunnen in de programmeertaal CPS geen funktietoetsen worden gedefinieerd. Bij de beeldschermen is het soms zelfs nodig twee toetsen tegelijkertijd te gebruiken. Deze toetsen moeten dan ook nog in een vaste volgorde worden ingedrukt. Wordt een vergissing gemaakt, dan kan hiervoor begeleiding van de assistent nodig zijn. Dat is geen gebruikersvriendelijke aanpak, maar het kan niet anders met CPS. Een automatische afdruk van de informatie op het beeldscherm is niet mogelijk met de toegepaste programmeertaal CPS. In verband daarmee krijgt de student via het beeldscherm een opdracht, dat er een hardcopy moet worden gemaakt. Elke hardcopy moet voorzien worden van de naam van de student, de datum, de oefening, bladzijdenummer, kognitieve doelstelling, en dat alles op formaat A4, opdat direkte verwerking in het verslag van de ontwerpoefening mogelijk wordt.
- 101 -
In de CPS handleiding van de I.B.M. [1972] zijn nog meer beperkingen van deze programmeertaal aangegeven. Bij CAI in CAD wordt alle informatie voor een leertaak meestal in het werkgeheugen geladen om een snelle responstijd of korte wachttijd zoeveel mogelijk te kunnen garanderen. Het werkgeheugen werkt in blokken van pages (1 page = 4K (kilo) bytes). In een programma of externe procedure van ten hoogste 4 pages kan weer een externe procedure van 4 pages worden aangeroepen. Op deze manier kan in 4 overlayniveaus worden gewerkt. Het eerste niveau is altijd het programma. De volgende niveaus zijn altijd externe procedures. Alle externe procedures kunnen niet tegelijkertijd worden geladen in het werkgeheugen, maar alleen na elkaar, dit gaat ten koste van de responstijd. Totaal was beschikbaar 64K, verdeeld over 4 niveaus van respektievelijk 16K (IK = 1024 bytes). Later werd het aantal pages voor een CPS programma uitgebreid naar 128 pages. De afmetingen van programma's en externe procedures is in het sekundaire geheugen (op schijf) ten minste 1/8 page en in het werkgeheugen ten minste 1 page. Dit betekent bijvoorbeeld, dat een externe procedure van 1 regel van 32 karakters meteen 4K geheugen gebruikt. Daarom zijn de kleine procedures ondergebracht in 1 externe procedure, met als gevolg, dat ook dit weer extra ballast betekent voor de responstijd en het geheugengebruik. De regel in een programma-listing of procedure-listing mag niet meer dan 240 karakters bevatten. Rekursieve funkties - dit zijn funkties, die zichzelf aanroepen - kunnen niet worden gedeklareerd. In de parameterlijst van een procedure kunnen ten hoogste 29 identifiers voorkomen. Een identifier, bijvoorbeeld de naam van een variabele, mag uit maximaal 6 karakters bestaan. Het aantal identifiers is beperkt tot 240 per programma of externe procedure. CPS kent geen gehele maar alleen gebroken getallen. Het aantal signifikante cijfers bij short precision is 6, bij long precision is dat 14. De numerieke variabelen kunnen short precision en long precision worden gedeklareerd, wat neerkomt op respektievelijk 4 bytes respektievelijk 8 bytes geheugenruimte. Het maximale aantal elementen in een short-precision numerieke array is 1023 bij short precision en 511 bij long-precision. Dé maximale lengte van de string van een karakter variabele is 254 karakters. Er is een maximum aantal symbolen in een CPS programma toelaatbaar, wat reeds in CAD moeilijkheden geeft in het ontwerpmodel, laat staan in CAI, waarin aan het ontwerpmodel nog eens de CAI variabelen moeten worden toegevoegd. Tenslotte worden door CPS aan het werken met bestanden ook nog beperkingen gesteld. Er kunnen tegelijkertijd drie tijdelijke bestanden en 1 permanent bestand in gebruik zijn of vier permanente bestanden. De permanente bestanden blijven bewaard onafhankelijk van de oefeningen of het aantal oefeningen van de student, terwijl tijdelijke bestanden worden aangemaakt tijdens de oefening en na de oefening weer zijn verdwenen. Het openen van files kost zowel veel rekentijd als ook wachttijd. De naam van een file of bestand is eenduidig en kan niet variabel worden gedeklareerd. Variabele namen voor de tijdelijke files zou veel werkgeheugen sparen en de responstijd ten goede komen. Redundantie -bijvoorbeeld ontstaan bij het programmeren van dezelfde tekst in verschillende procedures, als deze tekst op verschillende plaatsen in de CAI-dialoog nodig is- moet worden voorkomen [Date,1981]. Hiermee is te voorkomen, dat een wijziging niet bij alle teksten wordt
- 102 -
doorgevoerd als dezelfde tekst in verschillende delen van het programma (externe procedures) kan staan. Als de studenten CAI gaan gebruiken, komt de CAI-systeemontwerper er meestal pas later achter dat ergens vergeten is de tekst te verbeteren als deze op meerdere plaatsen in het progrmama. voorkomt. . In de leerling-gestuurde versie kan het wel voorkomen, dat een bepaalde tekst in het programma niet tijdens een oefening wordt gebruikt. Dan blijkt pas veel later dat vergeten is deze tekst bij te stellen. Geprobeerd is om alle tekst in twee externe procedures onder te brengen. Dit heeft tot gevolg gehad, dat in het huidige CAI-programma soms voor een regel tekst 16K werkgeheugen nodig is. De tekst in een file zetten had het nadeel, dat weer een extra file met teksten open moest zijn, terwijl het aantal tegelijkertijd geopende files beperkt is tot 4. Het is ook niet gelukt om redundantie volledig te voorkomen, omdat het werken in 4 niveaus en het onderbrengen van de tekst in twee externe procedures soms strijdig bleken. Voor CAI behoeven de CAD-programma's wel enige aanpassing. Zo wordt in het CAD-programma de legenda van alle variabelen opgenomen. Dan is de informatie meteen daar aanwezig waar die het hardst nodig is. De legenda's worden gebruikt voor de studiebegeleiding bij de CAD-invoer en CAD-uitvoer, en het kursusmateriaal bij de opgaven voor het trainen van de intellektuele vaardigheden. De legenda behoeft niet ook nog eens apart in de tekst van het diktaat te worden opgenomen. Soms zijn extra bewerkingen in het CAD-programma nodig ten behoeve van CAI, als bijvoorbeeld een afhankelijke variabele voor meerdere doelen wordt gebruikt omdat dit voor CAD programma-technisch praktisch is. Er worden arrays gedeklareerd voor onafhankelijke en afhankelijke variabelen, waarmee de CAI-opgaven voor intellektuele vaardigheden worden samengesteld. Programmeurs hebben de ervaring, dat een programma, dat al jaren operationeel is, toch nog problemen kan opleveren. Bij het ontwikkelen van een rekenprogramma bouwt een programmeur op de plaatsen, waar problemen kunnen optreden, tests in. Treedt er echter na jaren gebruik •een fout op, dan kan de programmeur vaak heel moeilijk zo'n fout oplossen, als hij zijn vroegere testprocedures heeft verwijderd. De testprocedures blijven in het CAD-programma bewaard en worden tijdens het reguliere gebruik buiten werking gesteld. Dit kan heel eenvoudig, door bijvoorbeeld een testvariabele de waarde 0 of 1 toe te kennen. Voor de student wordt de testwaarde op nul gezet, zodat het programma niet bergen papier met meestentijds overbodige informatie produceert. Gaat er echter iets mis, dan wendt de student zich tot de docent of een andere op dat moment verantwoordelijke persoon. Laatstgenoemde zet de testvariabele op 1 en krijgt daarmee een gedetailleerde uitvoer van alle markante berekende variabelen. In verreweg de meeste gevallen kan hij het probleem dan snel oplossen. Als op die manier wordt gewerkt met programma's met testvariabele op 0, als geen gedetailleerde uitvoer nodig is, dan heeft de docent toch de beschikking over de variabelen die problemen kunnen opleveren. In de CAD-invoer-procedure zijn de aanwijzingen te vinden om invoerfouten te kunnen korrigeren, als deze worden gekonstateerd in de procedure voor kontrole van de invoer.
- 103 -
Het kursusmateriaal zal in kleine stukken worden verdeeld. Per deel wordt er een opgave geformuleerd. ' Deze opgaven worden bij CAI in het algemeen gepresenteerd in twee vormen, te weten de . open-eind vragen en de geprekodeerde vragen. Open-eind itemvormen .zijn nooit helemaal objektief te scoren. Men kan de korrektie daardoor niet geheel aan éen machine overlaten. Een moeilijkheid bij het kontroleren van het antwoord op een open-eind vraag in de vorm van een getal zijn de verschillende mogelijkheden in afronden door de computer. Het antwoord wordt daarom bij Fouchier (1981] door de computer goedgekeurd als het 2% afwijkt, en de waarde van de antwoorden wordt naderhand afgerond op een empirische manier. Een afwijking van 2% is veel te groot voor CAD en daarom is gestreefd naar een exakte aanpak. Het is beter, als het programma daarbij ook de nauwkeurigheid berekent, zodat het resultaat van de berekening van de student beter kan worden gekontroleerd. Hieruit blijkt tevens, dat de beoordeling van open-eind vragen niet gemakkelijk kan worden gemechaniseerd, wat een ernstig nadeel is bij toepassingen op grote schaal. Het bezwaar van alle openeind vragen, ook van het simpelste type, is dat men de verzameling van alle antwoorden, die kunnen voorkomen, nooit geheel kan overzien [DeGroot,1973] . • Beumer e.a. (1975] noemen enige oorzaken, waardoor de fouten optreden, die Fouchier accepteert. De getallen, die te voorschijn komen uit een rekenproces, waarbij een of meer normalisaties zijn opgetreden suggereren een nauwkeurigheid die slechts schijn is. Gebroken getallen kunnen met een beperkt aantal cijfers alleen maar met een onzekere nauwkeurigheid worden beschreven. De verklaring hiervoor is, dat de algemene gedaante van een geheel getal G wordt weergegeven in een drijvend komma-getal; e G = m * g Hierin is 3 het grondtal van de drijvende komma-voorstelling, m de mantisse en e de exponent. Bij de programmeertaal CPS zijn 14'posities beschikbaar voor de mantisse en 2 voor de exponent als wordt gerekend in dubbele precisie en 6 en 2 bij enkele precisie. In dubbele precisie ziet bovenstaande notatie er bijvoorbeeld als volgt uit [I.B.M.,1972] : m = .72370055773323 • g = 10 e = 76 •76 G = .72370055773323 * 10 Als na een berekening de mantisse van het resultaat niet voldoet a a n de gegeven beperking, moeten mantisse en exponent zo worden veranderd dat weer aan de beperkende voorwaarde - het aantal posities, dat beschikbaar is voor mantissen en exponent - wordt voldaan. Dit heet normalisatie. Stoer (Beumer e.a.,1975] geeft een theoretische onderbouwing, waarom bij gebruik van drijvende komma-notatie in de computer de distributieve en associatieve wetten niet meer opgaan. Zo kan er ook b i j de berekeningswijze van a**2 - b**2 een verschil zitten in de drijvende komma-notatie. - 104 -
3" IT Ji
ll ID X (D 3 •O
cn > 1- •< M ID ID 3
a
BI rr
n 0 a ID
o
19 in
ID M
3 a> s ID U j
(0 3
0 3
ID 3
•
o 1-1 a. rr
a
01 3 rr r*'LJ.
Q. 1 M O UI
ID 3 (0
a ID
1 Oi ID III ID t^.
ID t^j. 3 3" ID rr £ ID rt X
ul
ID 3" ID C (Q ID 3
ID 3 M3
M3 CO u l r r ID ID O 01 ID rr n
a
t—
01 O 3" ID f—
<
o-
<
0< r - 01 r- 1 r t 01 ID M 01 n ID 1 0 tr 3 ID ID r r r01 ID M 3 h- 1 r- 1 ID Ul (11 3 1-J ID ID
S
• —*> a
ID
O 3 01
3 rr, r r , 3" 01 O n 3 3 x ID 01 r r h-* H" h " ID l _ l .
x
r— ID *—■ 3
rr
3" ID M « r r LJ. TJ i-i
O ul
n
01 3
XX ID 01 rr 01 3
a £
<:
01
3ID rr
a
n
M01
tr
ID M ID 3
€ O ri
a rr C Hrr
ul
ri ID X ID 3 TJ
n
O
n
ID IA
ID
N O O
< *-•
O ID
rr Ul
a
ID D ui
01 3" ID rr
n XX
3
ID 3 HIQ ID
<
01 3
a
ID N ID
x
i-l
rr
Q.
a
x
3" ID rr
3
o a, H-
lO ID
a
ID ■a ID r t r- O rr ia ID n Oi
<
0> 3
tr ID M 01 3 uj
!_,.
ui
ID rr ID ID 3
1 TJ
uO CT i-t ID 01 "O 3 Oi 3 Oi 01 01 rN O j ID ID h MM Ml oi 1/1 r r C ID h " rr 3 cr ui
a a
Q j
ID
<
01 3
3 O
> O ul n 0
rr ID
a
ID 3
ul ID
tr
i-l C
N wl _ l .
3
• o 3 a
3" ID rr N
<
ID ID H3" ID h"
a rr 01 M M ID 3
a
< !-••
O 0 rl
ID ID 3
tr
o 3
< 01 3
0 3 01 rr, XX 01 3 X ID H*
3 W h" O LJ. X O 01 ID
3 3 ID 3
< O ID
n
ID 3
• M 3
XX ID rr
ID
o
ID 3
a
ID N ID
!-•■ H3 3 XX r r , ID 0 rr n 3 01 rr O HID i TJ ri C ►■*■ 0 U l ITrt 01 3 ID 3 ID 01 3
> a
(T ID
< 01 rr
B ID 3
<
0 hID U3 ID 3 3 C 3 ID ID i-l M H* 3 ID 01 X 3 ID ID 3 M- r r 3
a
01 01 M r~ 01 i Q ID 3 X ID ID 3 3 Ul rr 01 tr 3 ID rr Ul. ID r r 01 € 01 0) r r 01 ri
tr a
H» 3 01 rr ►— ID
X
c
■»
01 rr
*-<■
01
XX O ID
!-*• i(Da
X rr
ID (Q TJ ID 01 r r 01 01 r^ r-« a. r-> ID ID X 3
ID M
ID
£
0 H
a -a
rr. tr 0 ID l-I
3 01 rr HID
Ul rr 01 3
a
* •» Q, HID
£ 01 01 >-l
3 0
tr
a
!_!•
H* (O
H' 01
0 3
H"
ID h-< X O
3»
ai
a
X O TJ c (Q 3 ID 01 3 3 ID r r ID 3 3 3" ID M - 0 ID (11 ID Hi (Q rr ID rr 3 tr ID ID 3 TJ 01 1 01 3 " rUl 01 O H* O Q, i d a 01 01 a r r 01 01 ID I-l rr 01 01 3- U3 3 r— ID I_I. M tr H ' ID N Ul> 3ID X O ID tr 01 l-h ID 01 r r r- 3 ID 01 3 ia 3" N n ID O M- r r C UJX 01 tr 01 M w3 M- r r i _ i . 3 01 X 1 a r- ID rr 3
■a
XX r t ID O rr i d l-l n 01 ID X ID 01 3 Ul ■0 n TJ I-l O o 01 ID X 01 ID
0
o
<
<
<
<<
O O
n
01 ri H" Oi
tr a n ID a > M M
c
<
rr ID
^». *
H' rr
01 3
Ul
•
W
ID rr
<
I— a 3 ID ia H * 01 ID 01 r tr ID tr h ID ID ID I - J 3 n 01 ID a 3 3 3 ID U J M' n !-•■ ID H> r r ID L J . 3 3' X N Ul tr r r ID 3 ID ID ri TJ O ID 01 11 h^ X rr, 01 ID 3 " X 3 01 rr 3 MID X U l . ID ID X rr M I-" tr M ' 01 (_1. ID (11 01 X t-* rt O 01 a Q j 3 ID ID l£> 3 rr 1 01 M- 01 n L J . 01 rr M X X ID 01 £ rr 01 ID N .n i - J H - 01 ID ID LJ. 3 3 3 3
c
01
n
i i
01 rr ID
to
<
rr 0 a rt rt
(-•
a
w ID X rr
01 rr ID 3
•
^-> < • s
X
ID rr
a c
n
ID Ul ID" Ul H M' ID 3
*-••
< n
ID 3
<
ID M X
O
a M
tu rr ID 11 01 3
(O ID
<
<
01 M
ID 3
01 Oi 3 rr ID
ri ID
rr
H01
tr
ID rID 3
h -
ID 3 rr
rr ID
o
O
ID HID 3
rr ID 3
rr O
tr
(t>
tr TJ
H' 3
ID Ul
a n 3"
ID rr 0 ID
a
0
c M-
<< n
ID
tr a
ID 01
a
S ID X ID
01 HID 3
O 01
n n
Oi
c £ £ ID ■ w. rX 3 (Q ID
^<
<<
(O ID
< o
a
a ID
01 I D ' 01 3 3 rr 01 I -1 C 01 01 3 I-l O iO 01 ID r- 1 3 MLJ. a X ID ID
<
I-1 X O (X> 3 3 01 ID 01 3 3 C TJ O K-1 n 01 01 ID rr 3 01 ID ( Q ID 3
*
3 Oi 01
M 3
i i
TJ ri 01 H rr 3 O H' H* TJ (11 ID QJ
M3
a ID 3
ID ID 01 rr ID
ID
C H' X
C H-
B-
ID rr
O
> M
iQ ID
O 0 3 lO 01 T J 01 C X 3 rr rr
3 0
ID ID 3
01 rt rt 01
><
<
O 0 n
tr
ID Ul rr 01
01 rr
3
ID ID rt
3 a, ia 01
ID
o a n ID
lO 01 3 HUl ID 01 rr H* 0> ID 01 rt ID l-T, ID r r , M3 O 1-" 01 ID 3 3 rr 01 r-« r r r-* ID ID
a
c a
<
!-•
a
3
0 ID 3
a
ID
01 3 ID 3 rr ID
N
0 3 rr ID UJ ID
cr
rt C HX ID 3
rr 01 O i-,. O H- rt hID 3 " ID ID rr rt
a
ID H' 3
<
X
c
rt 01 rr, C 01 0 n 3 3 0> 01 ITr r ID r-. r t ID M Oi r r Oi ID r -
c tr ID
a
TJ ID H
n
> O 1
0
01 3
O M
Cb i — H- LJ. iQ 3
<<3 «
01 3
X O 3 01 3 rr, 3 X 3 " ID 01 01 3 3 3 X ID . 0 3 ID ID I— 3 3 LJ. X 0> ID 0 w n ID a rr ID 3
!-•
0
£ 01 rt ID 3
O e 3 a H<. rr
• 2
ID ID Ul rr 01 M i-"
Ul 3" ID rr
tr
ID Ul rr 01 3
a 3 ID rr
rr ID O 3" 3
W 3 a
X
c
rt 01 C Ul 3 01 rr ID 1 h"
01 01 i-J
ID rr
O 3> o 1
tr
ID Ul rr 01 3
a
€ O rt
a
ID 3
3 ID rr
a
c
ID
»-" ^O3
rr (Q ID
tr
n ID H-
w
01 rr, h— a 3" 01 Ul ■ 3 0 X 3" ID ID ID r H" M- r r LJ. 3 rr, 0 i X 01 ID 0 rt 3 r r 3 01 Oi rr r - 01 H* rt HID 01 01 tr rt ID 0 t— r rt a, 01 ID r r tr 3 ID
>
w
<
c
tr
(D £ 01 01 rt
a
V
X 01 3 0i H-
<
h-
1
ID 3 ■»
Q, 01 rr
H* 3 3" ID rr
3 O ID rr
<
O O rt
=r
ID rr
O ID Q, N H - ID UO
<
tr tr a
ID ID 01 i-' r r 01 01 3 3 IO a rt Hi_i. X
ID
so
3
N 01 H- n L J . I-" 3 01 • tr (D ID r- 1 ID ID ui 3
•
a
rr 10
tr
HLJ.
tr
ID 3 " ID € 01 rr rt ID uQ ID 3
•» 0 3
a
01 rr N ID
<
01 01 X h "
3 0> 3
a,
ID rt ID O
> O'
1 TJ rt 0 iQ rt 01
3 3
01
-
Ul £ ID ID ri
N MLJ. 3
w 3 3" ID rr
O 3 rr C £ r— ID X rt TJ TJ Oi r t 0 3
tr n
<
n ■> o N O 3
a
n
> r-t
HUl
£ 0 rt
a ID 3
i—
<
ID ID 3
3
<
01 3
O
3
ID rt
3
01 3 ID 3 rr
ID rt
a
ID
3
01 3 ID 3 rr ID
TJ ID 01 r t 3
< a
0 ID
0 ID
rr,
ID 3 M' 3 (O
ID 3 a H" M - 3 UJ ID U j ID
0
•
c
rr,
X rr
3" 01 3 X ID hHLJ. X ID
ID 3
h "
-« 3 01
3
ID M HLJ.
< i-"
01
tr
I-J
ID 3
* a HID
XX rt ID N r r H> ID £
Ul rr 01 3 CL
<
a
0 n
01 3 01 rr ID rt H," 01 01 r-
3ID rr O
> O 1
a TJ
ri 0 in rt 01 ■> r-t 3 1 3 01 O ID 0 ri 3 rr
ID 3
ID
n
a
ID
n
<
> < M 1
0
x ua a o ID r t tr
r" LJ. 01 rr, 301 3 X ID M
^^ w
tr ID 01 rr 01 3
0 n rr, r t s» M H> a ID 1 (O r r X 3 c c rct 0 rt 3 < Ul tr O a ID C ID
0 . 0 rt rt
tr
3 01
ID ID r0> 3 U3
*-,• IDIDn
rr,
01 rt
tr TJ
X TJ
3
ID
tr ID £ 01 i — 01 L J . rt X a . ID
3" ID rr
01 3
a ID
ID 01
ID rt
n
e
01 0i rt
ID
Q, ID
H-
a
ID 3 rr i—
01 rr •3 UJ UQ Ul 01 ri 3 ID w UJ UJ 1 Ul I-" rt Ul O ID r r 0 UJ rt rt H' 01 rr Ul r r UJ r r H - 01 r t ID 3 01 UJ r r 01 H 0 n ID ri ID
< >-> <
rr, I-" X 01 r r a uo r— r r r— 01 ID ID01 r r 3 ID H» r t ID 01 r r 3 r r I-" O 3 " t-» LJ. Oi r r ID a ID 01 . 0 1 r- 1 3 rr MLJ. 3- £ ID X ID O r r ID r r ID
a%
rt Ul 0 3" LSI ID I-" O
«_^ * N
!-<•
L - l . UJ ID 3 3 ID 01 r t 01 X TJ r r ID rr rt C 3 01 01 3 in ID ID 3 3 rr ID T J ID cr n ID 3 01 0> rr 3 0 i ID ' 3 3 a, r r ID ID 3 ID 3 O O rt r r
e
^
N
• »
a
<
| j -
XX I_I. ID r r ID rHLJ. X D 1 ID TJ r t tr ID 0 u j Ul r t rr 01 01 3 3 3 a, ID U 3
a
n
>
-
UJ UJ T J ID ID r 3 tr 01 r i 01 0 ID C rr l— 01 3 a X ID r r rr, 0 C rr ID 3 3 HID rr X C 3 3 ID 3
<
O O ri X
0 3
ID 3
•
a
01 3
< 01 3
a
ID
a ID £ 01 01 ri
a
£ 01 01 ri
a
ID 3
ID 3
O 3
Ul rr ID I-" H tr 3 Ul ID r r ID r r ID (-■ ID r t rt TJ £ ri 0 ID r t rr Q, 0 O 01 r r rt rr M- X XX ID O ID r r , 3 rr O c ID M- r r rt 3 ID 01 rr 3 »J. O TJ ID QJ UJ 3 ID 0 0 3 rt O 01 ID 3 3 3 0 a a rt ID 3 »l H* rr, h" O in rt 01 rr 3 M. C M ID ID 3" ID rr
<
<
»<
<<<
01 3
a
01 3
a. ID
ID
<
<
01 rt H' 01
tr
ID M ID 3
Oi rt
I-,. 01
tr ID
hJ
ID 3
a
ID
O M . TJ 3
a
•
rr ID
<
o o 3
UJ ID
TJ C rr ID rt
ID 3
Q, ID
a
01 rt M01
•» £
ID
0> rr, 01 O r t »1 Q, 3 C O M O r t ID
c X
Uj ID rr Ul 0 XX H *
«
n 3 3
(D
<
H*
ID 3
a a, ID
M. 3
Ul !-•
ID ID 3
HID rr Ul
t r 01 ID 3 T J QJ 01 ID 01 r t I - 1 Ul
a
H* .01 TJ 0 01 UJ H - ID rr £ H- O ID r t Ul Q , r r ID ID 3 hJ
3 01 3 ID 3
ID
<
0 rr,
UJ 01 ID r-h rr U j 01 ID r - CL H
01 3
X O 3
<
ID rt Ul r— ID rr
ro
<<
tr
3 01 01 rt ID ID 3
ID rt
01 3
3 I-,.
a
ID
LJ.
t-j
a
ID 3
01 ID M
ID 3
(-•■ I-*. 01 3
ID ri rr 01 rr-
X 0 3
< ID rt Ul H'
.n>
a
a
tr
3" ID rr
rt I-,LJ.
Ul rr ID
<
t-J
ID ID 3
£ tr o
X ID C ri
<«
ID ID ID T J 13 ID
o XX
01 3
r- 1 M ID
a
xe
<
>
a
•
ID 3
0 3 3 01 C
rt ID X X O ID r t Oi UJ 3 3 3^ H ' rr ID 3 UJ .XX a ID I-». ID 3 rr 3 UJ J ID N rr. X ID ID Ul ID 3 3 3 rr 1-,. O 3 ID 0 .rt 3" 3 X ID D rr O 0 3 O £ ID ID r t i— ID 3 rt 3 XT 01 01 ID I— H- r r r r r i ID 3
£
Uj ID ID r r r-« 01 rr, r ID r r r r 01 a r~> Oi XX r - r r ID H" n Uj H01 ID 3
*-"
UJ
Ul rr ID r(li ID M
Ul ID M
£ 0 rt a rr
310 rr ID
!-•
n
X rr ID
Ul rr ID
(-•
Ul ID
r-J
01 01 3 rr 01 M
TJ O 01 M. rr HID Ul
C h "
rr uj ID
< O ID rt
Q j
••
£ 01 rr
rr, rr 3 01 ID O r-* 3 U j t-J I J .
UJ
QJ
ID
ID
ID ID
3
c
^
2 3
CAD-PROGRAMMA'S
CAD-GEGEVENS
TOETSENBORD
AUTEURSSVSTEEM
(CURSUSMATERIAAL
CENTRALE VERWERKING5EENHEID
DIALOOG
BEELDSCHERM
BEHEER
(
2 3
LOKALE PRINTER
b:—-.^
-, TIJDELIJK BEHEER
L
3
C Figuur 6:
SYSTEEMORGANISATIE
- 106 -
Naast de CAD-bestanden, zijn er ook permanente en tijdelijke bestanden voor CAI. Er zullen permanente bestanden worden gekreerd voor de tekst van de meerkeuzevragen van de kennisopgaven en de begripsopgaven. Bij elke opgave wordt tevens de verwijzing naar het label van de betreffende tekst in het diktaat opgegeven. Hierdoor kan de student later zijn remediering krijgen, als hij daarom vraagt. Tenslotte heeft de docent de mogelijkheid de variabelen op onderwerp in groepen in te delen. Door vervolgens deze onderwerpen ook in het bestand te verwerken krijgt de student de gelegenheid over een bepaald onderwerp een kennisopgave of begripsopgave te vragen. De volgende permanente CAI-bestanden zijn nodig, zie figuur 6: 1.
Een of meer bestanden, waarin de tekst van het kollegediktaat met behulp van een tekstverwerker is opgeslagen.
2.
Bestanden, waarin de CAI-programma's voor de dialoog worden bewaard. Daarnaast zullen er bestanden nodig zijn met CAI-programma's voor het scheppen en onderhouden van het kursusmateriaal en het beheer van CAI, waaronder de stand van zaken bij de studenten, het resultaat en de leerweg in een oefening en het kommentaar als boodschappen en verklaring van de antwooren. Verder zijn er nog bestanden voor het beheerssysteem (zie tabellen 9 en 11). . . .
3.
Bestanden, waarin de leertaken voor het trainen van kennis en intellektuele vaardigheden worden bewaard. Er zijn een of meer bestanden, waarin de tekst van het kollege diktaat wordt bewaard. Voor de toepassingsleertaak is een apart bestand voor het kursusmateriaal nodig. In een toepassingsleertaak wordt gevraagd een afhankelijke variabele te berekenen die in het algemeen een funktie is van een .aantal onafhankelijke en afhankelijke variabelen. De student krijgt een open-eind vraag, wat betekent dat hij het antwoord exakt moet berekenen. In het permanente bestand met analyseopgaven is een tabel geplaatst met waarden en koefficienten voor de gewijzigde onafhankelijke variabelen. In het permanente bestand voor het kursusmateriaal staat een tabel met waarden en koefficienten voor de gewijzigde onafhankelijke variabelen.. Voor de direkte opdracht geldt in feite hetzelfde als is behandeld bij de analyseopgave.
De informatie van de bestanden, die tijdens een oefening door de studenten erg frekwent nodig is, is in tijdelijke bestanden ondergebracht. De tijdelijke bestanden zijn nodig om te voorkomen, dat extra lange wachttijden ontstaan, als alle studenten gedurende de oefening van hetzelfde bestand gebruik maken. Als er geen tijdelijke bestanden zouden zijn, zou per oefening het permanente bestand voor de voortgangsregistratie zeker honderden malen door elke student moeten worden geraadpleegd. Alleen als de student de oefening beëindigt, mag het tijdelijke bestand worden opgeheven, omdat voordien alle relevante
- 107 -
informatie uit de tijdelijke bestanden is overgeheveld naar 'de permanente bestanden. Door een en ander op een efficiënte manier te organiseren is het mogelijk een tijdelijk bestand te kreeren, waarin zowel het oefenresultaat/ de dialoog en ook de boodschap van de student wordt bewaard (zie tabel 9 ) . Er is ook nog éen tijdelijk bestand- nodig om er de CAD-/CAI-invoer en -uitvoer in te bewaren tijdens de oefening, omdat deze nodig zijn voor het presenteren van de opgave en voor zowel de leerling-gestuurde als de computer-gestuurde versterking (zie tabel 10). 'Ook de oorspronkelijke CAD-invoer/-uitvoer wordt in deze file bewaard i.v.m. wijzigen hiervan in een tweede evaluatieopgave. De tijdelijke bestanden doen tevens dienst als recovery file. Dit betekent dat, als het systeem uitvalt, de gegevens, die tot dat ogenblik zijn verzameld, bewaard blijven.
5.7
SAMENVATTING EN KONKLOSIE
Het kursusmateriaal van een CAD-programma wordt ingedeeld volgens de taxonomie van Bloom in de zes kognitieve domeinen kennis, begrip, toepassing, analyse, synthese en evaluatie. De leertaken worden met behulp van schermbeeldformulieren samengesteld, zodat de docent gemakkelijk de beeldpagina's kan indelen. Op de schermbeeldformulieren staan per kognitief gebied richtlijnen voor het samenstellen van de opgave, de aanwijzing, de remediering en de motivatie. Met een auteurssysteem wordt de leertaak van het schermbeeldformulier in de computer verwerkt. Het CAD-programma en de tekst van het diktaat zitten in de computer. De tekst van het diktaat is geschreven met een tekstverwerker, die ten behoeve van de remediering is aangepast aan CAI. Het CAD-programma behoeft eveneens enige aanpassing voor CAI. Met de administratie of het beheer van CAI krijgt de docent automatisch informatie voor het diagnostisch evalueren van de oefenresultaten. Per CAD-programma worden • van iedere student de vorderingen in de verschillende kognitieve gebieden bijgehouden. Van elke student is na te gaan, hoever hij is met oefenen en hoe zijn vorderingen zijn in het leren oplossen van de deelproblemen in het ontwerpen met het desbetreffende CAD-programma. Geregistreerd wordt het antwoord van de student, het juiste antwoord volgens de computer en de tijd, die de student nodig had om de oplossing te vinden. Van de interaktie voor het toetsen van de intëllektuele vaardigheden wordt ook nog de verklaring van het antwoord bewaard. Zo beschrijft de student in zijn verklaring van een syntheseopgave de heuristiek, die hij heeft toegepast voor het vinden van de oplossing. De selektieve evaluatie met een toets die de gehele CAD-leerst-of en het gehele kognitieve gebied bestrijkt, is met behulp van het beheer van CAI mogelijk. De docent heeft de mogelijkheid een tentamen samen te stellen met een hoge validiteit en betrouwbaarheid, en dat in de beschikbare tijd kan worden opgelost.
- 108 -
Met behulp van het beheer heeft de docent de mogelijkheid zijn onderwijs te evalueren. In de CAI-dialoog zijn hiervoor verschillende methoden ingebouwd. In de eerste . plaats kan. iedere student., in elk kognitief domein een boodschap voor de docent via de computer opgeven, waarin hij kort en bondig zijn bevindingen met de opgave of remediering of etc. beschrijft. Een tweede mogelijkheid heeft de docent door enige evaluatieve vragen aan het einde van de oefening te stellen. Uit de antwoorden van de studenten kan hij hieruit konklusies over noodzakelijke wijzigingen van het onderwijsleerproces trekken. Via het beheer van CAI kan de dialoog formatief worden geëvalueerd. In de reeds genoemde boodschap maakt de student dan tevens op- en aanmerkingen over de dialoog. Een docent heeft daarmee een hulpmiddel verkregen om de dialoog te verbeteren en aan te passen aan de studenten die met de CAD-programma's leren werken. Daarnaast wordt de leerweg in de oefening bewaard. Hij kan met deze gegevens kontroleren of er overbodige vertakkingen in de leerwegen van de dialoog zitten. Daarnaast kan de docent de leerweg gebruiken om beter gefundeerd dan voorheen zonder CAI, een studieadvies te geven.
- 109 -
Hoofdstuk VI EVALUATIE VAN CAI IN CAD
In dit hoofdstuk zal niet worden nagegaan of onderwijs gebaseerd op CAI betere resultaten oplevert dan traditioneel onderwijs. Hiervoor is reeds genoeg bekend, zie paragraaf 4.2. De aandacht wordt in dit hoofdstuk gericht op de wijze waarop het specifieke CAD-onderwijs, waarin van CAI gebruik is gemaakt, heeft gewerkt. Voor het evalueren van een onderwijsprogramma kunnen verschillende kriteria worden gebruikt (Mettes,1980]. Afhankelijk van de doelstellingen, die de onderzoeker bij het ontwikkelen van een nieuw instrument, ten behoeve van het onderwijsleerproces, voor ogen staan, zal hij zich in instrumenteel onderzoek richten op een of meer van de volgende kriteria, zoals die door Van der Klauw [1979] zijn geformuleerd: 1.
Effektiviteit: bereikt men met CAI gestelde kognitieve doelstellingen?
in voldoende
mate
de
2.
Efficiëntie: worden de kognitieve doelstellingen bereikt op zo eenvoudig mogelijke wijze en tegen zo laag mogelijke kosten?
3.
Funktionaliteit: zijn de onderwijsprocedures funkties die ze moeten vervullen?
4.
Uitvoerbaarheid: kunnen docenten de onderwijsprocedures uitvoeren zoals deze zijn gepland, en kunnen de studenten de leertaken vervullen?
5.
Tevredenheid: ervaren docenten en studenten de kursus zinvol, prettig, stimulerend onderwijsgebeuren?
6.
Ethische of waarde-gerichtheid: beantwoordt de kursus aan bepaalde, gewenst geachte, ethische principes betreffende persoonlijkheidsvorming, sociale attitude, maatschappelijke relevantie?
7.
Tijdigheid: realiseert het onderwijs de gestelde (sub)doelstellingen in de geplande volgorde en op tijd?
afgestemd op de
als
De evaluatie zal primair gericht worden op de kriteria 1, 3 en 5 in overeenstemming met de gestelde doelen in hoofstuk 1. Verder zal aandacht worden geschonken aan het efficientie-kriterium.
- 110 -
a
ID
3" ID IT
H-
S'
a M *-"ZT3 a o X ID
3 0 rr h" ZT 0 0 hi m c X o a 0 3hhID Bl l O 3 (D
<
ID
rr
rr n 01
a
C
ID rt
h"
rr h"
< 01 3
Qi
O O hl
zr
ID l O rr ID
<
h-
M-
h"
3 Q i
01 rr
ID
h"
3
c
rr ID
PT rr ID
m IS 3
3 3 0 ■O 3
cr • n hl EC o Mc' IS TJ
O TJ
rr
3
M-
ID 3
<
01 3 Zr ID rr
<
e ID
ID 3
O
a ID
■• 3
rr
3O O
01
(D 3
3
< hl
O lO hl
h" Dl 3 a ID a < 0) L J . 3 rr 3 cr 3 I - J Zr c 01 o 01 H* H* ID a o LJ. O n - 1 . 01 ID h l x hh -l . x 01 a IS M ID 3
rr rr ID
* * ■
ID
O
hJ t-j
ID
< < >a
0 O n
PI 3
ID
■»
01
o a 3 " ID rt M-
<
l-h i-t rr H' ID L J . 3
cr o o i-i m ID a Q , cr ID 0
O IS ID n
i-i
ID X ID
a 3
>
H—
3 in rt n C
x
rr ►-•
ID ID 3 O 3 rr
£
ID 11
3 TJ 0
ifl
►3 rr ID LJ. N
ID r-h ID 3
0 a ID
3
3 in
3
ID
3
CL
a ID
ID
rr
h"
ID ID
O £ 0 ID rr
X Dl 3
ID 3
a
a c
n a
< a
•
a
\
n 3hl M« LJ.
< H*
3 lO
o s> o
o •a
<> o
a
rr
X
h"
o a ID
3 lO
IS 3 Q,
r-<
hi H-
3
*
c 01 01 hi
3
w 3
•
3^ IS rr
h"
0 3
a ID
a
ID
rr ID
IS 3
3 hi e |O 3 Q s H* 3 IS X
ID 3
hi
3
£
ID rr rr IS h1
h '
cX
<
hi
l_l.
h"
X IS
l_J.
cr O
a
ID h -
ID 3
ID 01 rr 01 01 3
o It 0 a, 0< hl 0
01
hi
n a 3 " IS hl
r~ rh rr ID 3
rr
3" IS
o H
3 01 3 ID rHI_J. X
<
0> 3 C O hi zr rra
IS rr
Hrr C 01 01 ID 3
ID 0 TJ
3
3 X
c Mcr
zr
ID rr
hi ID < *-• 01O
LJ-
cr o o hl a N l_l.
3
X
0
M ID hl iQ ID ID
ID 3
cr
ID
01 SI 3 Q i hi
< * ID 3
a
ID
3
a h " X
rr
rr
hi
ai
3
|Q ID TJ hi
hi
C 0
01 rr
3-
hi
M-
-
h-
ID 3
IS IS
3
>-•• 3 (-• a
ID rr
h -
a
hl
cr
01 3
s
a
0)
3" ID rr
Q i
(0
3
r01 rr ID M h-
IS ID
rr
3
X
a HIQ
a
IS
cr 01
h01 IS M- ID 01 ID 01
c o zr H<-
IS rr rr IS r-
<
0 0 hi
01
O 3" hi
H '
ID
<
c h-i
O •0
rr C ID ID
h3
a z G
M h3
< O n 50 H
zr
z o
< > z
X
0
X
rID
w h3
lO
O
n V o
z a w JO N
TJ a
o Rt
K*
!S
M-
rr O. ID
< 01 X h -
01 Z) rr C ia ID IS 3 3 O rr ID IB 3 3
a
a
cr ID
X
c 3 3
* J -
3
H*
r - TJ ID
01
hi
hi
ID 3
01 U3
»
hi
3" O
01 01 Ml
ID
N ID H 3 l_i.
ID 3
h-i
3 01
X
a ID
o > 3
hi
* O
0
Q i
ID 3
n
IB 3
<
IB hi
cr ID rr IS hi
a
•
«
hi
a
cr
IS X IS X ID 3 ID 3
U>
•
KJ
Qi
0
rr
rr rr ID N
N 01 h-
hl
a ID
' 01 01 3 ld IS iQ ID
Q i
N 01
hl
ID 3
W
hi
hi
ID 01
h|
a
hi-
hi
e
N
01 hID ID hi
X
ID 3 rr (D 3
o u**• - IB
hi
0 0
ID 01
h -
3 IS
01
3 a ID ID
M-
3
hi
o * o a 01 zr 0
O
3
3
N
rr IB
rr N 01 h- 1 O rr IB
<
ID 3 01
cr
IB 3
hh C 3 X rr
a t^-
O rh
M-
3 ID hID
t—
a IS N
3" IS cr
01 X X IS
s
01 TJ
c 3
rr ID 3
ID rr IS 3
rr l—
O
O 3
a ID hi
E !_l01
n
O hh
O 3 rr
C
H >
> lO
M 3
M-
IB rr
<
IS IB M
3
ID 3 01 X X ID
ID hi
£ O hl
h|
h" l_J.
01 cr O 3 rr
£
O H
a
hi ID ia
<
c hw ID
Qi
hi
IB
ID
c Hrr 3ID cr
3 3 ID
3
<
iQ 01 01
3
^
01 3
»•" • aIB X rr
■»
£ 01 01
TJ o ID T J hi
hi 0 0 TJ 3 iQ
iQ 01
< • » < IS 3
01
IS
cr M-
3
t-J.
h"
cr
N ID 01 h- 1
£
01 01 hi
!-■■
•
X
3
cr hl c
c
3 01
rr is 3 rr 01
ID IB
hi
hi
IS
IB 3 C Hrr X O 3 01 rr IB 3
ID iQ ID 3
a
h1-
£ ID
< < ID
IB TJ IS h"
h"
ID
3
a
3 iQ
3
3 a ID
h-i
0 3
ID
M TJ > X 01 3
01 01 X rr
ID rt X
Ifj
3" ID rr
01 3
• • •<
cr a ID rr hi ID X X
3
IT-
01 hC 01 rr
l_l.
hi
1
lO ID
zr ID cr cr IB
X
h—
3
i_i.
ID
IB IB
h-i
(S (D
rr
IB IB 3
rr 01 01 rr
T J 01 ID I d 3 ID 3 ID M
n n
c h-
i—
TJ h - 3 01 (-■• 01 l_J' r r zr 01 X ID IB ID 0 rr 3 3 rr n D>
O 3 IS IB h-
3 0
01
• < a • < • <
3
>
(B
01 rr ID ID 9
01 rr C
M-
0
IS 3
*<
cr
o O 3 3 a a ID IB
r- TJ
<• O
3
01 iQ
01
zr
h"
E 0
M E O
3
IS 01
IS hi
O O ID
ah -
rr
3
1^1-
C
h-i
h3 ID 3 01 K
rti
N
IB
3
ID
M
rr h h IB r r hi ID DJ 3 rr C C 0 hi
3" IS cr
N
M
01
M-
ID hi
ID
•
M
h-*
o r-i
a\
N
ID rr
0
<> < 0 3
< a H*
ID
0> O TJ 3" hi rr O ■» iQ hi 01 01 3 rr 3
1
<
ID 3
M-
3ID rr
a o IS
!-"•
<
l-J*-*• X 3
<
ID
01 rr 3 hi IS i f l Q i I — r - i ID ID t _ l . h - 3 ►-• 3 Q 01 01 0> h l 3 hi Q i 01
a
ID N hi M X u .
H 01
Qi
H*
c o 3 3 IS
hi
rr
< < rs o
a>
3
hi
3 ID 3
ID 3
3
H-
M<
o c 3
IS rr
0 cr O a o X N
ID
3 lO
zr M a
< O < 0) !_!• 0 <
ID X ID 3
&>
IS hi ID X ID 3 ID 3
o
a
ID 3
rr ID
r— 3 iQ
01 rr 0 r— c i Q hi i_i. a X IS 01 3" 3 3 ID rr 3 M* ID ID 3 ID
3
h -
3"
a
H* ID
h -
X
cr
M
3
X IS
c 3
ia (D 3
n ID X ID
hi
h-»
ui-
cr cr 0 O 0 0
e a ID IS
hi
h"
ID
h--
<
h—
l_l.
a a cr IS
hi
H*
III 01
M '
hi
01 O 3"
01 rr
O
H
ID
ID
ID
cr
hi
h"
h-»
<
H* 01 l-J. r- 1 ID 3 " X ID ID n rr, 01 3 i-ti r-* HID r r IS 3
a
< <: a-
•■
M
Q i
01 rr
<
IS 3 rr C ID
N
0 O a hh
ID
IS
O
3"
M*
rr ID
O ID T J
3
<< o
<
01 01
0>
lO ID
01
o
ID
CL rr ID 01 3 O 3 ID1 hl ID r- N r— rr h O O - XT i_i- £ ID ID rr IS I Q ID Q , X IS 01 ID ID M 3 Q i O £ O O 3 01 0 3 O (ï r t XI h l r r 01 01 T J hi rr rr 3 ID 3 " ID hl hi iQ hi h" ID 3hh 0 i IS 01 3 O 3 ID 01 htj i— hi 01 O) C ID H ' H-. 3 X Q i 3 rr ID r r iQ N 0 M ID M « hl L J . fi> H' 0i UI ID 3 3 X
hi
H-
_J.
x O E 3 TJ 0 0 ID hl 3 3 a ID i-l hi h - O 01 C TJ cr CL 3 X ID i a 3 h l ID rr hl 3 M-
hl
cr € o l_l.
(S 01 rr rr h"
rr C
a ID
<
01 3
a
ID
IB TJ Oi Oi M
ID
a
IS IS 3
a
IB
TJ <£> 01
o
0 TJ
a
ID hh O
c rr ID
< 0
hi
H ' l_l.
<
01 h-1
ID O 3cr
£ 0 hi
a IB 3
< a
<
< a
<
<
zr a
a
a
»-•3
ID rh hh IB X rr M-
|Q ID 01 O
zr H ' ID
a
<• M '
a
(D 3 rr IB 3
H-
rr
< O M >
I-"
a ID
01 3
3
£
IB X
TJ
3
IS 3 rr IB hID
01 01
3 a ID h-* IB rr IB 3
^ O
1 o v
Oi 3
o 3
LJ.
a IB
hh ID
hi
hi
O
01
M ID IS lO hi
O
ID TJ
IT
a
ID 3
ID 3
0
hh
a
ID
h"
3 rr IB
IT
3
<
lO ID X
rr
a
ID
h"
01
o 3 a IB
Z 3 O O zr 01 0 IS IB 0 a a r h hh 0
01 H r r lO h"
3
hi
E a IB IB N IB 3
3"
N 01 h-
rt X O
0 0
h-<
a
TJ IT
IS rr IB 01 rr
zr ID
3
3 h- lO
l-J. 3
h"
9
O
zr
H-
3 ID ID 3
<
£ O rt
a
IB 3
a cr
3 ID rr
h"
3
zr
IB rr
<
U j
<* hi
IT-
X hi
ID rt
a
r-i
a ID X
0
hi
3 0
3
01
h h-»
ID X rr C ID r-i
ID
O h-1
3 ID IB 3
IB
3
a ID
<
01 01 hi
a
*•>• ID
zr 3 ID a ID
IS
3
IT-
a h" ID
X rt H ' l_l.
3
o IB
X ID h-
D
3
h" LJ.
3
ID
IB
TJ
rt
£
h*LJ.
01 H-
N 01 hJ
01
3
N
c h3
o 3 a IB
3
a
IB
» - ■
tQ ID X
3" ID rr M ID rrti
a IB
ID X ID 3
ID
rID
3
rr ID
0 IT
3
X
ID
h"
cr o
M-
M'
•
LJ.
01 3 r r iQ C
Dl <
a
3
3
IT-
01 i n rt h" O r r IB
ID hID
M
a IS
hi
0 3
> H '
01 01 3
l-J
rr
n n h< »-
01 cr hi C X rr ID
D IB
3
n a 3 cr > o ID rt
•a ID H '
UJ hi
h"
IB 3 IB 3
LJ.
3 a ID cr tO ID
IB
a
X 01 rr C
<
rt l-J IS O i Q ID IB T J 01 ID
£
h"
N IS M hn 01 h " rr 3 0 01 cr T J ID 3
c
h -
*■
0
ID 3 0 X ID T J ID T J ID rt
a
IB
n
IB
ID
rt 3 01 M - a l O t_l. H ' ID cr in iQ o 01 O I T 01 h l IB 3 ■• X 01 0i 3 3 3 £ ID IB l-^ 01 3 X h -
ID hh h - 1 l-h r-« ID IS X ITX rr C IS B y-* IB ID r r
ID rr
M
IT
ID
<
a ID
ID 3 ID
h"
Oi 3
H '
IB
ID X ID 3
0h i
hi X
<
CD ID 01
3
N
IB
h- hi IB h i ' h " IB i Q l _ i . L J * ir ID CTiQ 01 0 ID is O 3 hi ID 3 ID 01 rr IB 3
3
zr
IB rr
£
IS hi
3
01 3
a
o hl a IB
h~-
<
IB hi IS
l—
rr ID
£ 0
3
o
zr a
o
X IS 3
IQ
a
a
< 01 ocr H ' IB 3 3 o Oi h l 3 h a IS cr n 01 IB IB >< 3 ID h i > a IB 3
X O 3 rr hi
a
Oi 3
<
<<
01 T J 01 hi 01 0 ID ID 01 r r-> 01 IT i Q ID ID r r 0 X 01 H - 3 IS h-< IT- rr i Q ID IB V — ID i n O ID IT Dl 3 01 ID 3 0 r r M IS IB 3 hi h" C TJ Dl ID ID rr 3 ID H ' M D> 01 ID 01 H ' r r X hi M3 lO ID S h r r IS h - * rr O IB r r ID T J ID 01 i£> rr 3 - rr IB ID ID 01 01 rr 3 N IB ITX 01 IS zr 3 h| h- 1 3 - ID I-" C IS ID ID rr HO M hh ID 3 T J rr hi 01 r r IB M0 hi C 01 C TJ
0 n
0
N ID 3 01 r01
O
<
n > a i e o ID 3 IB a ID ID rt rr
lO hi
O
rt
C
ID IB h i TJ TJ ID 3
<
O £ 0 0 rt n
a
ID 3
a
ID
< •< < 0 << re O a 01 3
ID
IB hi
ID rt
hi
rt
tiQ N ID 01 3 h 01
01
*T
l-J
3
ID ID 01 h- 1 r r
< 01 3
c
a
hi
re
instruktie wordt een numeriek voorbeeld door de docent met 'de hand uitgewerkt. Voor de ontwerpoefening moeten de studenten van hun ontwerp een vrijboordberekening met de hand maken.
Tabel 12. ONDERZOEKOPZET
EG
Onderwerp
KG
Opmerking
VWO cijfers Nat. Wisk.
alle studenten
Ie hoorkollege vrijboord PMT Indelen KG en EG
mededeling CAI alle studenten
2e hoorkollege vrijboord Pretest
uitslag onbekend
Instruktie vrijboord irrelevant voor KG ontwerpen
Hoorkollege CAD Evaluatieve vragenlijst KG Hoorkollege CAI CAI-demonstratie Evaluatieve vragenlijst EG
ontwerpen+CAI
Ie CAI-oefening Werkollege 2e CAI-oefening Diskussie 2e oefening •
o o o
Posttest (=• tentamen) Evaluatieve vragenlijst EG Evaluatieve vragenlijst KG NBt
KG traditioneel KG traditioneel KG traditioneel
ontwerpen+CAI ontwerpen
* = alle studenten; o = alleen KG; x = alleen EG
In het CAD onderwijsleerproces zal gebruik worden - gemaakt van de didaktische werkvormen: hoorkollege, CAI in CAD ontwerpoefening en werkkollege. Op het hoorkollege zullen de theorie, .de wettelijke voorschriften en de vertaling hiervan in het CAD-programma worden behandeld. Tevens zal o.a. • ter vervanging van de traditionele
- 112 -
3 0>
O 3
IS X
x a TJ ro IS IS 3
• O TJ
rt
a
IS IS t-*
<
3" n IS H " rr ui. O M > 1
cr o o rt a
n
>
O 1 I-I TJ H - rt 3 0 IS cr r-* 3 r r IS IS I I 1 r- 3 IS
lO i-t O IS
X ■o 0 r-* r-i 111 X IS 3 n MlO is a U l . IS l ü N ro BI o 3 t-» 3 rr rr £ £ IS IS O rt rt n
lO IS 3 IS IS M
ro
IS l-h x IS 0 3 3 t— is ■o it 3 IS fi lO 3 ui ll H-" BI r r a a MM - IS 3 - IS O IS a IS I t H' a Ul. IS x 01 l O rl 3
•»
*
<
a
IS IT S' IS rr
o
IS Tl 3 O IS rr
<
BI 3
3" IS rr
IS 3 rr TT rt h" Ul. lO rr IS IS 3 BI 3 IS
n
N IS IS M TJ Ml c UI cr r r r-* Bi H " 3 X a fil ►— r r h»< lO (S
3
<
Qj
a
<
a "a O
UI rr C
■»
O
•o 0 t/l rr
N 0
a
BI rr
< x
>
!-*•
•
<
s
* <
a
c
r— rr IS 3
r-> IS i UI 0 IS l-h o a IQ IS IS IS 1-1 e 3 3 o B> TJ BI 3 UI r i l O rr r r er BI IS rr C C 0 3 )_■. a rt r r IS o IS i a 3 Q, ,Tj IS rr IS 3 D H IS 1 X 3 a IS 01 H - r r O rr X IS rr n h- 1 r*- 3 " p r IS 3 3 ia ui. IS UI B IS 3 " r-' O Q , IS X XJ IS IS r r IS IS 3
<
a
<
>
«
(--
•
<
<
O IS rti IS 3 3 i-"
IS
a a
IS X lO IS c 1 o r- 3 IS IS 3 H - IS N N I - - IS a 3 H' IS X 3 r r 3 m Q. IS O IS in IS Dl r- 3 UI rr Bi H C 3 LJ. a X IS a IS S' IS 3 - 3 a t-f o r r O a 0 IS 0 rn 3 IS M* a ül a 3 rr o BI
BI lO IS 3
•
<
IS 3 rr C IS r- 1 IS
IS rt N O (S X
•
U) rr C
IS rt
a a i--
IS rt
IS
cr
<
<
O 3 O rh
«
>
•
o
O IS M 1 IS "O c X X cr 0 T J r-* H IS rt M X IS r— 01 i n 3 r r IS IS H' 3 rr IS IS rX BI H ' IS IS 3 rt lO IS i-l IS O IS 3 0 TJ cr 1-1 X 01 a ui r r l-I MH> UI a U J . UI IS i a rr o T 1— 0 a TJ T J M a rt I-I IS BI X rr O 0 0 3" l-l r r Bi 01 a IS M- 3 UI 3 l-1 o BI
(11 rr C
a
IS 3 rr
a
n
IS 3 rr
a
cr a \Q cMIS 3
rr O 3
<
a
IS
a
IS N IS
rr
e
a
IS IS
<*
3 I-"
IS i-l
BI 3
3 IS rr
a a
Bi
— !IS •
m 3
h" rr
IS
n c
O 3
<
01 3
3 rr rt O
UI O 3" IS 3 BI rr M> UI
*-•
o rr
D IS X
a
IS
o
rr rt O IS 01 IS rt a in IS H * l-l rr 0 3 H ' IS 0 TJ 3 IS ra r - X r t IS r t HN O L_l> H - 3 >a !_J. r r r r 3 £ IS Oi i-t r rr Tl UI e O IS T J o IS TJ rt o. 01 r t 3 ►-• O BI 3 " a n a r r jrr Dl io IS ts: m 3 h— IB T J 1—1. 3 IS rt rt N
<
C
IS IS rt tQ IS t£> IS
• • O IS
3" O O
m a a O
o
IS 3 rr
a Bi 3
O TJ
< •
a
c
r£ 1 IS rr r IS IS IS X 3 X IS |£> Q . 3 IS IS N rt 01 IS cr 01 UI IS r - IS r t rt IS X 01 BI IS IS IS 3 3 H I-" C IS a 3 N lO r- 3 a a IS IS
<
rr fil
cr
IS r-*
rM
X
o
3 rr rt 0 r- 1 IS in rt O IS TJ
O H- TJ UI
a
IS
a
IS
BI 3
3 IS rr
IS X TJ IS rt r3 IS 3 rr IS 1— IS
3 Bi 3 H* IS rt
< O O rt
lO rt O IS TJ
a
IS
IS rt IS X IS 3
rr IS
r— 3
.
IS 3 rr 1 O 3 IB rt N
o
IS X IS rt
a
rr
o a 0 Hl
a a o n
»-••
3 tO
n
j
>-••
er o o n a. cr
a
O
rr IS rt cr IB £ M - ia U I . IS r- rIS M.
IS O N 3 3 rr Qi IS U I . rt 3 £ a M- r t IS U I . IS U) X IS IS cr X IS 3 TJ H- iQ IS 3 IS rt iQ M MIS 3 3 IS IS a IS r— 3 rr 3 3 rr i Q
ui
D IS
a
rr rt 0>
TJ a H* H BI r r 3 O 3 3 h " ro r-1 3 I Q IS
<
< »-•
3 Oi X IS 3
M 3
IS 3-
a
<
IS r-*
cr O Bi T J 3 a IS
TJ O IS l-h IS 3 h" 3 iQ
IS
O tD IS IS UI M O h" TJ O 3" iQ Bi IS TJ 3 a IS UI IS 3
r-3 iC IS rt O 0 UI rr IS i-l
*
a
\->
X i-t BI 1— t-J3
h" 3
SD> 3
rr N i-<. 0 i t - j - r- -
IS rt
IS rt IS
O 3 rr
Dl BI rt 3 BI
a
IS
n
>1 r-i
O IS l-h IS 3
!-•• 3 in IS 3
<< 0> 3
BI 3
a
a
r-
\o
00 CA
IS
IS
0 3 rr £ IS rt TJ IS 3 r" 3 ■
3IS rr
n
> o i X
cr IB rt IB X IB 3
i-..
3 o 1Q w UI r^ T l IS r t >a O IS O IS ui
<
c
H* rr
i-..
a
IS rr
IS
3
=r
S IS rr
<
IS l-l
cr 01 3
a rr C UI UI IS 3
a
Bi
a
IS
3 rr rt O h-« IS lü rt O IS TJ
rt O lO rt Bi 3 3 01
<
BI 3
X TJ
o
<
r- 1 i— O UI O r r rt H* 3 01 m rrIS IB 3 UI rr a C IS a IS r-1 3 IS rr l O IS IS 3 3
H3
3-
ro rr
3 IS rr
n
> a
X £ i O O TJ rt H- rt a r- O IS r r IB i a IS ID rt 3 IS Bi 01 3 IS BI 3 3 cr Bi BI ( O IB r - IS 3 " C r r B> r " C rr BI O 3 rr O H* 3 IS IS 1 r- r t IS a a IS IS IB M X rr Bi r r rt 3 3" IS IS Bi ia 3" o 3 10 IS r t r r M' r r 3 HIS O M . IS IS U I . H* IQ UI 3 IS IS rr a I-3 H* IS O O =r 3 IS BI IB r r rr l-l 3
<
a ia
<• <>
<<
•
D rt IS X
rr
301 3
a cr n
IS rt IS 3 01 X 10 CL 3 IS M 3 iQ
.»-* X IS l-I UI rr
H3 UI rr
<
BI 3
C X rr i-" IS
IS 3 B I IS X 3 IS 3 TJ r a t IS rr 0 i IB (11 3 rr
<
£
0
rt
a
IS IS 3
rr
cr
01 01 UI ■3 3 M■M IS UI rr UI H IS 0 01 X 3 IS 3 " I-" 01 r t 3 TJ a 3 i-" r— r r U I . T l r r r— cr r t IS o 01 X X 3 O rt rr O N O M Dl a ro UI. rr r- hIS X IS 3 >Q IS o IS IB o O rt o O 3 r t TJ £ IS >a cr H O rt X IS IS O r r IS UI 3 a r r r t BI h - UI 111 fil a IS X -■ 3 a rr 0O IS o rt IS M 3 O 3 a rr IS X 0 £ IS zy a M IS IS o M n IS a rr IS l £ IS 3 IS rr IS £ cr r t 01 a O O rt UI IS 3 H" a a IS IS UI rt UI X 3 N o 01 M. 3 " rO r-- r IS 3 T J IS X xQ ■« IS IS |£> l-l rIS 0i ro ui 10 O a l-h IB rr 3
<
<
<
O O rt ia IB rIS lO
a
<
£ BI fil rt I-" 3
>— <<
>•
N h" ui.
a 0 o
IS 3 rr
<
0i 3
IS rr
M M* UI.
a
_ |>
r-1 r10 a 3 IS
in
10
IS
a
BI rr
3
>o 3 r3
H' UI
Bi rh
rr ia IS
rt H10
a
ia IS =r IB IS M 3 wIS
c £
O
cr
rIB IS 3
a
IB IB 3
3 0 3 10 3
0
a
rt
X i-i H' UIlO (0 3
a.
10
rr IS
IS 3 iO r r IS (B UI rr 3 IB a M IS a
0
o n a
10 3 rr
^» *^ O
IB 3
10 IB 10 X 3 TJ IS rt BI rr IS BI h " rr 3 3 IB rr BI 3 r r 3 £ IS i a 10 IB rO. 10 IS 3 01 X i a rr IS r t 0 3 0 O rt 10 X 3 Tl M 3
<
c OJ o ro cr IS M 1 r r r3 r r IB 10 i a IB 3
3 IS rr
a
IS 3 rr IS 3 3 Dl IS IS 3 r" 3 H* IS H*
a
3IS rr
< s
c
£ r*- IS r r rt X IS £ O IS r t rt 3 X IS rr 3
a ia IS 3 ia IS ia IS
<•
IS 3
W rt
-^
N N r— C IS r-< rr r (B Bi 3
cr
IB r-
M rO
rr £ IS IS
< ^^ < • a
*
£ O rt
Bi 3
IS IB X rr TJ o IS o rt m r— a 3 a a IS o ro 3 n r r IS 3 13 rr s i-3 X a IS 0 Bi r r 0 3 IS l-l IS 3 a (0 IB l-l 3 3 a BI 01 o 3 n UI CL, IB ro 3rr N I - " IS 3 O 3 10 M- a 3 IS 3 r - rt 10 N £ O I-.. O rt a IS a r— X 10 3 IS i-l 3 ia
*-* ra o —r
UI rr C
H* 01 3 3 IQ
<
rr er a
B> 3
IS 3
■a
<
<
10 r-* 10 3
3" O O
<<
IS
H C ►-• X
c a
X O 3 r r rt r t 01 *-■■ fil N O i Q Bi r - IS IS 3 r - IS 3 r-* rr IS IB a i a r*. rt r r IS r t U I . Ui O a IS rr IS r r rt o TJ rt 0 Dl cr Ha l-h 3 IS u l a
rr
IB O rl
ui rr
ifl
IS
IS IS UI r-« r r
h" 3
10
ro o
o < c TJ
a
01
a rr
a
z
<
IS IS 3
a TJ rt
\
N cr 10 fil r- 1 3 " 01 a 3 IS a (0 3" M o 10 3 0 rh
rt H' UI.
O cr o o
TJ
3IS rr
rt
a
rr IS
X 0 rrIS ia 10 UI
<
10 3
cr
IS IB 3
IS IS rt
a
rt r" UI. 0 0 rt
a X
o
r~> r-' 10
-^
a. IS 3
a.
IS
<
rt r-* ui.
a
!-*•
3 UI rr i-i C X rr MIS
<
i-3 IS 3
cr
IB 3" O IS
<
IS
a
H' IS
< Dl 3
<
X r t IS r— 3 ui 3 er H ' o UI
o rt
a TJ rt 0 lO rt 01 3 3 fil
l->.
3
XT IB rr
a ro
H3
15
IS rr
ra N IS |rr
O 3
<
a
01 3
!-<-
rr
IS rt £
U I . IS UI r r rIB IS IS rt X T l TJ rt IS rt O r" O IB 3 UI IS 3 rr N r— UI. N M. 3 UI. 3 rr O 10 a l O ID 10 TJ 01 a UI M . rr a Dl X rr H' UI O r- O ia rr r r IS
•• <
rr
cr o
£ 3 0 r r rt £ a, IB IS M 3 o Tl IS rr O r— IS | Q 3 T J H l IB ID a HIS 3 3 g g r r 01 ■ 3 o IS x i a 3 r - IB UI rr N 3 IS c rt X r-* IB 3 r r IS r - IB c r r IS l-l 3 ro a V rIB 3 a IB IS rr N fil ia r*. r r IB 01 rt c BI (O r— (0 U)
:**•
\->
<
O 3 rr £ a a a IS H i IS rt l O T l 3 TJ 3 " rt r r IB T J IB O rt a ia 3 IS r t O N O 3 fil IS IS 3 rUI rr 3 l-h fil O IB 3 IS IS rr r r UI IS IS IS 3 3 3 cr N IS C rt 3" H - r - h*C r- 3 r- UI. 10 cr TJ rr 3 o IS 0 rr rt fil N 3 a rr M - or O u i . IS O rt IS M T J rr IS X Dl c UI 3 IB UI 3 MIS X 3 3 o ia ia 3 BI M - s i rr 3 3 r-. rr IS rr IB c r r IS 3
n
>
TJ 01 rt Bl ia rt fil fil rh
Ul
• <•
< >
<
<
<
Ul
i-i H' Ul-
a
IS 3 Ul
a
IS
o
> M
M. 3 Ul rr rt C X rr H. IS 3" IS rr
n
>
O 1 ■D rt O lO ri Bl 3 3 01 3 IB rr IS IS 3
<
O O rt
cr IS IS r-
a c H' rr
a
IS
<
Bl X M Mrr IB M 01 rr C
r— c H 3
Cl
> O
M h— l-h IS
01 c .rH a> o J J ai > tJ> r H
- 1 c Oi C • a 01 1 OI M Oi O i Ol c • r 4 X I a C ai x; > o> < 01 r01 < H 01 0 Ü c a > V M rH u to r H MH X I 01 10 c c to • H OI r H c 0> O 01 3 •H JJ > 01 01 a jt o 01 o o 4 J to -a rH O o • ton c i u c ■ s ■H O Li 14 Oi oi XI 01 c •ft N 3 r H 0> IS 1 < 01 ro> rH H XJ OI 14 r H o 01 cH a v • H • 14 > 01 ai c 01 c a, > 01 e xi > 01O i V01 . •cH X01I COi 3 c0> OO li c3 •01r t X I ai o 10 ai 1 o > u w X 01 0) > < u o>xi o c JJ • n ' 0 1 > Ol 01 o< 01 M •Ti-4J >01H 01 XOiI •H Ol 3 n) o JJ L i C 14 X I 01 C X I u > > J■0J X01I 4-> 4-1Oi 01o i •301r4 14E E cOi 0) c J * W3 > •■-4 (8 o to u c I S o • n Ji T3 JJ rfl is 3 e a 0 > • H 01 01 > 01 10 c UJ X I 4 J 4-1 r-t r H O 3 OI > 01 IS w o ■a o> 01 N o o> u • H <M r H O i 0) > N C •H X I 2 3 at O I J J r H (0 IS N to 0< XI a x: a H Oi 01 0 1 01 rH 01 U 0 > OIa io10 ' H to• 0 > r H - cH X I M Oi J J 01 01 xt to XI 01 O i O O i 01 *J 01 0 0 a Li •H 4J XI C c C 01 0 □ co HuO i I J 1 JO 1I r■0 10 > x:Ü M^J = H 0> J « E c c10 o r-4 01 «H J « Oi C 14 a C c 10 01 ti on 01 - H 0 C ■O in a• 0 01 X ) Ol 14 JX •m w ^ 10 0) 0 X I C O Ot 01 X I Ol • r4 -H ia o 01 10 f^ 01 a 0 to 01 3 N u w 01 U J > X I 3N -X4I l-ito o N14 IS J J* N O i 01 J J 01
C O M 01 - l 0
■a u
O C
U -H Ot C . 01
0) 01 3 JJ
C
01 O 1 M
« u
.-.
Oi ■n
xi
•H
M M
C 0 0) 0 rW .H 3 N
>
H 01
C 01 JJ IS C O Oi 6 X 0 14
oi 3
C 0) C C 3 X
£ Hi U C Q •*• 3 X 14 x 01
01 - H JJ J= tfl O J J 01 01 is 01 X I IB J 2 M rH 0 M 3 01 tJ>
■o id
•
JJ
(0 -H e Ti
e
to
14 • • 01 X) 0 rH
u it o. at
1 M «S
-0 LI 01
U
>
IS
a L|
*
C •H
2
•
c
0) 01 X I
01
> c
c
4-1 ID - n
Oi
• H
C
f t
JJ
to 0
1 OI M •H < 4-1 IS J J 01 14 10 ■ a oi 4-> X ) to 0> 01 XI IS 0 X 14 E OI 01 Oi O XI • n •H > i •H M JJ Oi 14 - H to 01 4 J j 2
£ O u u 0> JJ
c o x
•o
>
14 0) Oi
* to
u
c
c
XI
01 Ol 10 XI XI IS 14-i *> a E 01 Oi ^i M 01 O i 01 0 Oi 01 IS 4-1 0 1 N 4-1 is d ai 6 M 14 oi XI 01 Oi 3 01 X I X I Oi 3 • H 4J Ü 3 4 J 01 0 JJ XI 10 to - C 14 O l O 01 01 01 01 Xt • Oi XI 4 J •r4 01 X I C Ol ^-t XI oi o; r H IS J = JC 0 1 X I je •H 10 O O l r4 C Q, Ol • H tO O i O i 4 J Ol 01 e ai T J • n X J = •H 'H O l Oi X I UJ 14 01 to - H 01 C 01 14 ■ H 01 o a> • Or -li 01 1 XI Oi J3 tl-l M • n 4-1 14 U t ■ H ■H Oi 0) N M 0 3 4J
c
^*
c
a
c
o>
c
x: o
c
< u
Li 01
01 01
0
c
o to
C •rH LI
01 < H 01 XI
IS
a
o
01
E
c01 c01 Oic
■s c
01 Ol
•rH
a u-i JC 01 •rH O Xi
o c 10 IS
xi XI r H IS
4J
c10 10 4J Ol
x: to f^
3 to 01 14
IU 0>
o
a>
c01• •V
o 14 a
to 01
c10 xt -* c
c0 )
u j
14 Ol XX to 14 • H
>
c
Oi XI 14
a rH a 0 x 0
c c
c B
>
c e c
01 Oi •H ■r-i r-i
a J= c X Ol -4
c
0> IS <JJ J J Ol 0
c
01
JJ
01 JJ JJ Ol J2
f-\
ai JJ to Oi 10 10 14
> Ol
Q
a is
X Ol
C Oi
O LI Oi 01 r~i 0 14 4J C
JJ
H XI C LI 01 JJ a i '4J 4 J 01 J J to 10 J J 10 6 X I rH 3 a i —t to UJ • r 4 « 01 LI Oi • C X I 0 Ü r H 0) to 01 O l 0) 14 01 C X I 01 X I ' H 144 Li C rH 0 Ol 01 O X N > O) 4 J 4 J ■f-i Li ai • H OI XI XI
e
c
Oi 01
01
r-1
>
o o> x a £
<
JJ JJ
01 O i JJ J3
01
0 0
•a c
4J 01 C C 10 >
(0
> a
rH
3
x\
e
10 4J
c
01 JJ
to
14
•rH
Oi
JC
> cOl 01
c
ai fH
01 I-* XI IS UJ rH
01 N JJ 01 •C
rH
01 N to J J Li Ol 01 - C
o
a> o; o> a
u
E
>
a c
Ol rH Oi 10 IS
0
14
E
O i
ai
01
rH
r-f
•ft
r-t
>
c
c o
X
> c>
c01
a X
Oi
01
a> XI
JJ •-4
•a 14
JJ to JJ
01 rrj
3
»
u
OJ 'H
c
IS
01
3
a o JJ XI 0)
Oi
•
c
r^ •rt
a 01
Ol C id >
0i XI 3
0 14
JJ
Oi
to
01. f^
XI
0
01
C X)
rH
01 to 01 01 01 J = ■ft O i JJ JJ a i ■c id 01 S H 3 N to r H 10
01
oi a
C
JJ XI LI
14 ai
c10
e
c c
o
< u
a o
Ol
>
Ol
to xi 0
f t
'01 01
rH
f t
a
a X Ol
•n ••H LI
01 cn 01 c E id
01 Oi 01
Ol r H N 0 01 X 1 XI
4J Oi
3 JJ to
L| 01
ai
Ot
a X
XI
c
ai 01 X I XI 14
>
a 01 o Li
JJ to • n
Oi 01
-f
fH
01 rH
c01 JaiJ JJ c c ai 01 e • H XI
o
UJ
14 01
X)
c o J4
c10
rH
X
XI
0 o ai u 14 ■a O i J J
0 c o 3 10 Ol c > IS a c01 >oi j01r •cr4 01 01 4J e 10 L i u c 10 JJ XI O i c to 0 1 J J J 3 01 O i Ol " H U J c Ü •Q c c 0 i •toH«, to JJ « J ■0 x : a. Ol JJ Oi 3 x: c a 4J o c ai c c 01 O i 01 Q i o > , a i c JJ JJ
c01
E
Ol XI
«
• a 0> 0 L| Oi
O
Ol JJ r H 01 0 1 . JJ ■
0) x: o ■a x_ id c01 o > c10 c •ftE
c 0 a• c 10 ,x 01 > X I•
>
01 rH
•ft
LI 01 N 01 XI •m ■H XI
JJ
JJ to JJ 0> 01 J J 01 0 I d XI JJ X I O i 01 Oi 14 •ft C 3 01 3 01 X I J J UJ 14 I d 01 O LI 3 Ol 1 JJ M 01 *r4 •H rH JJ X IS 10 t M 3 >
0)
10
Li
10 •C C 01 01 O i 01 O i 4J u-l
JJ
x: JaiJ 0 3 c c i d 01
f t
JJ '14 IS
a id
c
rH
a
Ol Oi
C 01 JJ
01
B
E
id XI
t-l
c01 J J c a •H
«
IS l-t
01 XI T l 'H JJ
to
01 Of X I 01 3 O l JJ 10 JC . i d 14 0 1 I d
>>
ai N 3 01
•C U tO 10 •rH
> J■=a
a Lxi 0 o Li 01 c ai IS 01 01 a 10
o ■0 f• Ct a 14 01 J J o o c ■r-i to Li o •NH Ol
Ol
0
14 01
V
>
«
c 3 a toC •H
E
01 XI •H
c > c u 01
*• a Oi -rH JC 0 U XI to 01 -rH 01 tO 10 X>
c c
>JJ 144 01 01 O i 0> X I X I 01 01 01 • H to • C • r H •ft XI X) to 10 M Oi < 01 0i 0 JJ 01 JJ 01 01 01 • r H ■H J J J J •ft 01 't-t X3 Oi 0> ai O l xi' 0 0 X Oi •ft 14 X Oi XI 01 01 14 01 X 3 10 l-i id 14 01 J J 14 0
e E 0 c• a 01 •a c X I o- to to k IB o -C cOl r H e o o 01
u JJ a I14S c 4 J 01 a c 0 x: X) 01 4 J CO Of 01 4 J c Ü a a 0 01 LI xi e c c• 01 to o 0 14 E ■o 01 O i - Q to a Oi C XI a JO • H 14 a C 01 Oi 0 • H 3 01 01 to 01 E 14 4 J 0 £ XI a n) 3 01 14 Oi a i to 14 XI J J 01 t-* 3 01 J J c c rH • H 01 J = 3 C rH 01 XI 0 XI 4J O 4 J Ol 10 X I XI• <s 0 C 0 c XI > c O i 01 Oi 14 01 X I 0 3 Ol r H 01 01 r H a J J T l J J 4 r H E * ■a •H to C - H 0> 01 • H c 14 ^-i 01 10 3 o O i -C a i 01 X 14 E 14 01 IS XI o r-tt~i XUJI 01 Or 01 X I 4J 0 •C
t-4
< 401J J= c•
01 XI ■H
01 JJ
4J IS IS 4J
c Ol
to
'H
c
01 X)
4J -K 01 14
Oi
c rH
LI 01 >
•H
to Li
-H
01
XJ
o c c01 - H u JJ: e c c01«. c01 a c E
a a x: o •rH O r-i
01
c 3 •rH 4J c 01
'S
Oi
rA
01 - H XI Ol O i 01
c
C C 01 L 4 ai • r - i a i X I Ol f-i J J 01 •rH X I N LI 14 • C J J IS 0 10 O 01 a i 0) <M 3 > •H i-i U 14 01 Ol 01 14 N JS ' H Ol 01 O i 01 • r - i x: 0 > •H • n X r-t •rH 01 0 u 01 Oi 01 1 4 4J X 01 LI 14 LI XI 0 O i 01 O i X 3 Oi Ol rH JJ •H 0 ) 01 O Li 01 Ol r H X I 4J X I X I . 01 01 JJ C C 3 JJ C IB O JJ oi > x to 01 XI 10 •r4 Q , 01 3 14 r H X I 0> J J rH to 01 3
• to X I •H
> c
a o c c O i .« o o c 3 ■ a u c o **•cH o011 u .a io a u< c c o c a > rH rH Ol c o» ■s »' c M to o c > > > r OlH o 0> 0* 1 Li > B UJ. «s 01 I S J0 J1 cO to c VI O l IS J £ OI u u c 01 0) 01 > IS 01 c c e - H 01 • H 01 01 oi to r H J3 0 O i O i •r4 c u J J r H Xt 10 0 1 01 to e e c e c LI • H XI O n M 0> 10 0 • H 14 at -K 3 JÜ -* c 01 cO i -to3V xi c f t 1 rH < 01 X I u u o * H to 01 c IS O Xa 10 JOIJ M u > tOl •H 01 01 a) 0 01 2 J C < < o c > ■H 0 X I 01 X) xi U U 3 > > •H
c01
01 rH
1 c
M
01 XI JJ •H
•ft
c01 Oi 10 Li
CU J J 01 X 01 14 L i
rH
• n •H JJ N
o 14 c o
X
01 •H
.01 XI
14
0 .0
> X
E
o
X
Lt
>
01 T3
> > c > 01
•H
a 01
o • cH 014 o 01 O i
>
id
■rH
JJ id 3 rH
id
c
(0 01
XI
c
01 XI JJ
> x:o 01
»
r—t. X I
*r Oi
GO
c
XI
o r H .
X ■JJ 14 U J
JJ 01
•.
3
to Lt 01 UJ •rH
§ 01 XI
f4
to
•ft
XJ
»
c
IN
XI
Ol TJ
at
>
c
01
u at UJ
E
id
c XI 14
o at c».
3
rH
01 JJ
01 X)
c cI S
3 01 X O i to •rt J< 3 • n 14 Ol •ft 01 r H 0 14 01
c 3 N
rH
to 3 01 E o -4J a 0 . id 1 ■J c p ■-^
14 01 a t •H X I 14 N 01 0i
rH
•
3
>>
f t
c o e X c c c * o> c o
a. St x: g ■a 01 c ^ 01 X) a 01
3 c c id o c xt
f t
c
c01 cid
•ft
f t
>
fc
3
u1 p
o
•>
c
c
c
01 JJ
1
'JJ
01'
X to
JJ XI
01
3 01 XI Ol 3 10 LI 01 Ol 0> 0 ) 01 JJ X I UJ X Ol •H J J 01 01 O i •ft XI 0> M 01 B JJ JJ XI to a i 3 01 •r-i JJ •ft to IS JJ 01 f t 01 XI 01 01 X I JJ 14 id 0 14 4J 01 IB J J f t 3 JJ XI 01 f t J3 OJ
e
0i XI
•r-i
01
fA
. c c01
0
01
•ft
JJ IS 3
01
o a X o» • r 4 01 01 X I
> •a > a c*
0i
Li
->J J
X 14 3 3 JJ id
Li
JJ
o
>
to LI
01
Id
c01 JJ
c
01 XI 3 JJ
to 3 3
o x> to u a 01
UJ
•r-i •H
2
if
01 •C
o to
w XatI
•
XI 14
c01
01 XI
to E to ■B V 3. 0 N JJ J J 4J • n JJ 14 X •ft • r4 to 01 IS 14 - H 3 XI IB Li JJ XI X J fA Oi 3 O l 01 id to JJ JJ X ] 01 01 id 14 14 Xi J J 01 01 •ft 01 fA 14 ■ a XI 3 3 0 LI to 01 at J J 14 01 to X
c
o o o
c o
>
>
c c
c
o o > 3
>
c
cijfers zullen ook worden gebruikt om na te gaan of de aselekte verdeling van de studenten over een kontrolegroep en experimentele groep heeft plaats gevonden. Tijdens de uitvoering waren er voor het eerste hoorkollege vrijboord twee opeenvolgende roosteruren gereserveerd (zie tabel 13). Het eerste uur was nodig om aankondigingen betreffende het experiment te doen. De hoofddocent heeft in zijn inleiding over het onderwijsexperiment verteld, dat de hele kollegestof moet worden bestudeerd voor het tentamen, maar dat hij veel waarde hecht aan het onderwijsexperiment met de vrijboordberekening. De docent-onderzoeker heeft vervolgens het doel van het experiment uiteengezet en verteld wat de studenten te wachten staat. Hij heeft alle onderwerpen van de onderzoekopzet kort toegelicht en daarna de PMT vragenlijst ter invulling aan de studenten voorgelegd. Vervolgens werden de studenten ingedeeld in de kontrolegroep en de experimentele groep. Niet alle eerste-jaars studenten waren echter op het eerste hoorkollege vrijboord aanwezig, zodat zij pas later te horen kregen tot welke groep zij behoorden. In het tweede uur heeft de hoofddocent van de vrijboordberekening behandeld.
het eerste deel van
de theorie
In het tweede hoorkollege van drie opeenvolgende roosteruren heeft hij tijdens het eerste uur de theorie afgemaakt. In het tweede en derde kollegeuur hebben de studenten als pretest een toepassingsopgave van een basisschip gedeeltelijk zelf moeten uitwerken. De resultaten van de pretest zijn daarna niet met de studenten besproken; hiermee kan de docent het effekt van het kollege beoordelen. De studenten, die niet op het eerste vrijboordkollege aanwezig waren, hebben na de pretest ook nog de PMT vragenlijst ingevuld. Op verzoek is een student uit de experimentele groep omgewisseld met een student uit de kontrolegroep. Zoals later zal blijken heeft deze omwisseling geen invloed gehad op de vergelijkbaarheid van de twee groepen. Het derde hoorkollege kon de hoofddocent, wegens verplichtingen elders, niet geven en is daarom verzorgd door de docent-onderzoeker. Deze heeft in twee uur de vrijboordberekening van een basisschip voorgemaakt. Op het CAD-kollege, dat een uur duurde, is het verband tussen het CADprogramma en de vrijboordregels uitgelegd. De legenda van de programmavariabelen is uitgebreid aan de orde geweest. Het CAD-kollege werd door de kontrolegroep slecht bezocht. Slechts de helft was aanwezig. Van de experimentele groep waren alle studenten aanwezig, zie bijlage 2, kolom 9 (A3=l, indien de instruktie is bijgewoond; de nummers 1 t/m 16 zijn de studenten in de experimentele groep en de nummers 17 t/m 31 die in de kontrolegroep). In de week, dat het experiment plaats vond, werd de hoofddocent ziek. De kontrolegroep heeft in die week zonder begeleiding moeten oefenen. Slechts een paar studenten hebben zelf een vrijboordberekening gemaakt. De andere studenten hebben later van de docent vrijstelling van deze oefening gekregen. De studenten hebben geen gebruik gemaakt van de mogelijkheid op eigen verzoek individuele begeleiding te krijgen. De
- 115 -
Tabel.13. CHRONOLOGISCH OVERZICHT UITVOERING
Onderwijsleerproces voor alle studenten datum
dag
uren
26.11.85
di(o)
1 1
leerstof
( uitleg komende kollegeperiode ( 17 aanwezige ppn PMT laten invullen ( ppn indelen in EG en KG ( leerstof inleiding vrijboord.
3.12.85
di(m)
1 5 1 5(
6.12.85
vr(o)
2
(
leerstof vrijboord slot pretest vrijboordberekening 17 ppn vullen tijdens pretest ook PMT in voormaken vrijboordberekening basisschip
In de kerstvakantie geen huiswerk 7. 1.86
di(o)
1
(
leerstof CAD-programma vrijboord
(
evaluatieve O-vragenlijst voor de KG
Vanaf hier moeten KG zelfstandig oefenen; is niet gebeurd! Hieronder volgt het onderwijsleerproces van de EG di(o) 1 inleiding van het CAI-programma uitreiken basisschepen aan EG di(m) 1.5 CAI-demonstratie aan Ie EG evaluatieve C-vragenlijst aan Ie EG 1.5 Ie EG bereiden zelfstandig CAD-invoer voor CAI-demonstratie aan 2e EG evaluatieve C-vragenlijst aan 2e EG di(a) 3 2e EG bereiden,zelfstandig CAD-invoer voor Ie EG maken Ie CAI-oefening 5 ppn uit Ie EG geven zich op voor 2e oef. .25 wegsturen 2e EG vanwege systeemstoring 1 pp uit 2e EG maakt nog Ie CAI-oefening 1.5 deze pp geeft zich op voor 2e CAI-oefening 2e EG maken Ie CAI-oefening 8. 1.86 wo(a) 2.5 1 pp verschijnt niet en wordt in KG gezet diskussiegroep voor 6 ppn 2e CAI-oefening 9. 1.86 do(m) 1 zelf basisschip zoeken en voorbereiden CAD 6 ppn uit Ie EG maken 2e CAI-oefening 10. 1.86 vr(a) 2 Ppn in EG en KG nemen deel aan hetzelfde tentamen 7. 1.86
29. 1.86
wo(o)
3 .25( (
tentamen in ontwerpen evaluatieve O-vragenlijst voor KG' evaluatieve C-vragenlijst voor EG
116 -
verwachting is, dat dit zeker van invloed is op de tentamenresultaten, als die van de kontrolegroep worden vergeleken met die van de experimentele groep. Van de experimentele groep waren op het CAD-kollege en ook verder tijdens het gehele experiment 16 studenten aanwezig. Deze studenten werden voor de CAI-oefening in twee groepen gesplitst (deelgroep 1 met 10 studenten en deelgroep 2 met 6 studenten), wegens het feit dat er te weinig leerstations beschikbaar waren! Elke groep heeft een aparte CAIdemonstratie gekregen, omdat dit klassikaal via monitors niet mogelijk was. Aan het einde van elke CAI-demonstratie hebben de studenten uit deze groep de evaluatieve vragenlijst ingevuld. Voor de CAI-oefening waren in beginsel twee middagen en een avond gereserveerd. De bedoeling was alle 16 studenten op de eerste dag een oefening te laten maken. Door de zeer lange responstijden van de casual mainframe, bleek het niet mogelijk op een dag twee deelgroepen aan de beurt te laten komen. Na de demonstratie heeft daarom alleen de eerste deelgroep nog kunnen oefenen. De tweede deelgroep kwam daardoor voor niets opdagen, wat niet in dank werd afgenomen! De tweede deelgroep heeft daarom de middag daarop een oefening gemaakt. Een tweede storing trad op, doordat sommige studenten van de eerste deelgroep plotseling werden uitgelogd tengevolge van een systeemfout. De tweede deelgroep heeft hiervan minder last gehad, omdat nu bekend was, waar de storing kon optreden, zodat er tijdig kon worden ingegrepen door de docent-onderzoeker. Helaas is door de storing wel iets van de beheersinformatie verloren gegaan. In de oefenzaal waren 10 leerstations aanwezig, 1 printer en 1 schrijfmachineterminal voor de docent-onderzoeker. Uit het experiment van 1982 was reeds gebleken, dat 1 printer op 10 beeldschermen onvoldoende is. Om dit euvel te verhelpen was een assistent aanwezig, die ervoor zorgde, dat er geen moeilijkheden zouden optreden als op een zeker ogenblik teveel studenten tegelijkertijd een afdruk van het beeldscherm nodig zouden hebben. Als een student klaar was met zijn oefening, zorgde de docent-onderzoeker ervoor, dat alle informatie van de student in het beheerssysteem via de schrijfmachineterminal werd afgedrukt en direkt aan de student werd overhandigd, zodat hij zijn resultaten voor de diskussiegroep nog eens kon nakijken en vragen kon voorbereiden. Omdat de groep studentem zo klein was is als didaktische werkvorm de diskussiegroep gekozen in plaats van het werkkollege. Tijd en plaats voor de diskussiegroep is. tijdens de CAI-oefeningen in overleg met de studenten bepaald. Op de diskussiegroep waren alleen de 6 studenten aanwezig, die na de diskussiegroep nog een tweede CAIoefening hebben gemaakt. Met de andere studenten, die niet op de diskussiegroep aanwezig waren, is het resultaat van de CAI-oefening individueel besproken, toen zij de resultaten bij de docent-onderzoeker kwamen afhalen. Drie van de zestien studenten hebben hun resultaat niet afgehaald. Van de 6 studenten, die nog een tweede CAI-oefening hebben gemaakt, hadden er drie zelf een publikatie opgezocht en de CAD-invoer voorbereid. Twee hadden een publikatie van een van hun kollega's meegenomen. De zesde student had niets voorbereid en heeft van de docent-onderzoeker een nieuwe publikatie gekregen. De resultaten van de
- 117 -
CAI-oefeningen van deze 6 studenten zijn een diskussiegroep besproken.
direkt na de
CAI-oefening in
Tabel 14. TENTAMENRESULTAAT VRIJBOORD
MAXIMUM TE BEHALEN SCORES OP TENTAMEN TOTAAL
DEELSCORES INTELLEKTUELE VAARDIGHEDEN
KENNIS K2
K3
B2
1
1
1
B5 2
Tl
T2
2
1
T3
T4
4
1
SS
EE
SOMMAX
3
2
18
FREQUENTIES VAN HET TENTAMENRESULTAAT ONVOLDOENDE
. DOEL
VOLDOENDE
SOM 1 3
EG KG
3
10
11
12
13
14
1 1
1
2
1 5 1 1
15 2
TENTAMENRESULTAAT EXPERIMENTELE GROEP EN KONTROLEGROEP DOEL
GROEP
N
XGEM
SOM
EG KG
16 15
SX
■ 12.06 2.41 7.07 5.28
.t
F
p
1.86
.24
P
4.85
0
BETROUWBAARHEID METING TENTAMEN DOEL
GROEP
SX**2
ALFA
SE**2
ST**2
SE
TMIN
TMAX
SOM
EG KG
5.80 10.78
.297 .616
4.07 4.14
1.72 6.64
2.02 2.03
8 3
15 14
NB!
SX = s tandaardafwijki ng van de verdeling van de scores
- 118 -
6.2
EFFEKTIVITEIT VAN ADJUNCT CAI
De etfektiviteit van de adjunct CAI-methode zal worden gemeten aan de hand van de tentamenresultaten. De vraag die moet worden beantwoord is: "Werden de kognitieve doelen bereikt, en wat is de invloed van het onderwijsleerproces daarin geweest?" Het hele kognitieve gebied is hiervoor getoetst volgens de indeling van Bloom. Bij de kennis- en begrip-items waren echter ook vragen opgenomen, die niet betrekking hadden op het lesmateriaal van dit onderzoek. Voor de beoordeling van de tentamencijfers zijn alle items wel meegenomen, maar voor de beoordeling van CAI worden zij buiten beschouwing gelaten, zodat 2 kennis-items, te weten K2 en K3, en de beide begrip-items B2 en B5 overblijven (zie bijlage A ) . Het deelgebied analyse uit de taxonomie van Bloom is buiten beschouwing gebleven, omdat dit voor het vrijboordprogramma van ondergeschikt belang is. De intellektuele vaardigheden, die nodig zijn voor het maken van de vrijboordberekening, worden gemeten met de toepassingsopgaven Tl, T2, T3 en T4, de syntheseopgave SS en de evaluatieopgave EE. De toepassingsopgaven Tl t/m T4 betreffen respektievelijk de CAD-invoer, het bepalen van de effektieve bovenbouwlengte, de berekening van de zeegkorrektie en het berekenen van de vereiste minimum boeghoogte. De kennis-, begrip- (met uitzondering van B5, dit was een open-eind vraag) en synthese-items bestonden uit meerkeuzevragen, terwijl de toepassingsitems en de evaluatieopgave bestonden uit open-eind vragen. De studenten moesten bij de syntheseopgave een verklaring geven van de keuze van hun alternatief. De maximaal haalbare scores per item staan in tabel 14. De somscore SOM bestaat uit een optelling van de scores op de items (zie bijlage B ) . Als kriterium voor de beoordeling voldoende/onvoldoende is de eis gesteld, dat voor de score SOM geldt: SOM >= 10 Alle kwantitatieve analyses werden uitgevoerd met behulp van SPSS [De Nie,1975]. Alle technische opmerkingen over de statistische verwerking zijn daaraan ontleend. Verwacht werd, dat de experimentele groep hoger zal scoren op de somscore, dan de kontrolegroep. Voor deze kontrole wordt de t-toets voor onafhankelijke steekproeven [De Nie,1975] toegepast, zie tabel 14. Als F signifikant is, wordt voor "pooled variance" gekozen, anders voor "separate variance", zie dezelfde tabel.
Er blijkt een signifikant verschil te zijn tussen de prestaties van de studenten in de EG en die in de KG. •Gemiddeld is de totaalscore van de EG ruim voldoende (12.06 > 10) en van de KG onvoldoende (7.07 « 10). Dit resultaat kan niet zonder meer worden opgevat als ondersteuning van de opvatting dat CAI betere resultaten oplevert dan traditioneel onderwijs, gezien het feit dat de ziekte van de hoofddocent een spaak in het onderzoekwiel heeft gestoken. De betrouwbaarheid van de meting wordt betrouwbaarheidskoefficient ALFA [De Nie,1975].
- 119 -
gekontroleerd
met
de
Tabel 15. INVLOED GROEPSINDELING OP TENTAMENRESULTAAT
FREQUENTIES VAN DE VOORKENNIS DOEL
ONVOLDOENDE
WN
VOLDOENDE
5.5
EG KG
6.5
7.5
8.5
1 3
6 2
1
BETROUWBAARHEID METING VOORKENNIS DOEL
GROEP
WN
EG KG KG'
15 1413
XGEM
SX**2
ALFA
6.83 6.75 6.73
.92 .68 .73
.732 5.0 .064 . 5 . 5 .638 5.5
VMIN
VMAX 8.5 8 8
TENTAMENRESULTAAT ONAFHANKELIJK VAN DE GROEPSINDELING DOEL
XGEM
CHIKWA
p FP FM
31 31 31
5.19 6.74 4.42
94.8 94.6 85.5
.515 • .520 .770
WN
29
6.79
99.3
.121
-.252 -.007 .111
.446 .486 .276
.097
.308
PERSOONSKENMERKEN EN VOORKENNIS IN BEIDE GROEPEN GELIJK DOEL
GROEP
N
XGEM
SX
F
P
EG KG
16 15
5.38 5.00
3.30 2.30
1 25
.679
.33
.742
FP
EG KG
16 15
7.00 6.47
2.39 3.34
1 94
.215
.51
.611
FM
EG KG
16 15
4.38 4.47
3.14 3.09
1 03
.959
.08
.935
WN
EG KG
15 14
6.83 6.75
.96 .83
1 34
.601
.25
.804
ALFA = ST**2 / SX**2. - 120 -
Hierin stelt ST**2 de "true score" variantie voor en SX**2 de feitelijke gevonden variantie van de scores. ALFA is gebaseerd op een model, waarin de variantie wordt uitgesplitst in twee. vaciantles. ..Hierin is de ene variantie (ST**2) afhankelijk van de systematisch samenhangende variantiebronnen in de toets, terwijl de andere variantie (SE**2) afhankelijk van onbekende en niet systematisch samenhangende variantiebronnen.. Volgens de klassieke testtheorie [Lord&Novick,1956] geldt dan:
SX*
ST**2 + SE**2
SE**2 = (1-ALFA) * SX**2 ALFA moet dus groter zijn dan 0 in het geval er werkelijke verschillen bestaan tussen de prestaties van de studenten. De analyse werd apart voor beide groepen uitgevoerd. Als de betrouwbaarheidskoefficient ALFA voor beide groepen verschilt, terwijl de toets dezelfde is, zou volgens de klassieke testtheorie de oorzaak hiervoor gezocht moeten worden in verschillen met betrekking tot de "true-scores" en niet in verschillen met betrekking tot de "errorscores". De analyseresultaten bevestigen deze verwachting. Uit tabel 14 blijken de foutvarianties (SE**2) vrijwel gelijk (4.14 vs 4.07) en de standaardafwijking in de meetfout een acceptabele waarde te hebben (2.02 vs 1.83 en 2.03 vs 1.83); acceptabel in de zin van te verwachten meetfouten bij toetsen van deze lengte [Lord,1965]. De ware varianties (ST**2) zijn erg verschillend. Dit betekent, dat de scores van de EG veel homogener zijn verdeeld, dan die van de KG (1.72 vs 6.64). Uit de frequentieverdeling (zie tabel 14) van de scores blijkt, dat er in de EG geen studenten zijn, die erg laag scoren, doch wel studenten die erg hoog scoren, terwijl er in de KG'studenten zijn, die erg laag scoren en studenten die erg hoog scoren.
Met de resultaten van de PMT en met de VWO-cijfers voor wiskunde en natuurkunde wordt nagegaan of respektievelijk de persoonsgebonden motivatie en/of het in het VWO behaalde niveau van beheersing van kennis in de exakte vakken de tentamenprestaties van de studenten kunnen verklaren.
'De studenten in de KG ervoeren het als onrechtvaardig, dat zij niet op korte termijn in de gelegenheid werden gesteld het tentamen over te doen. Het is raadzaam in dit soort onderzoeken er van te voren voor te zorgen, dat eventueel benadeelde studenten hun tentamenresultaat op legitieme en aanvaardbare wijze kunnen verbeteren en dat er niet ad hoc beslissingen moeten worden genomen: van de negen studenten uit de KG, die voor het gehele tentamen een onvoldoende scoorden, hebben overigens slechts twee gebruik gemaakt van de ter kompensatie aangeboden extra mogelijkheid tot herkansing. - 121 -
Tabel 16. INVLOED PRETESTRESULTAAT OP TENTAMENRESULTAAT.
MAXIMUM TE BEHALEN SCORES OP PRETEST DEELSCORES PB 1
TOTAAL
PI 3
P2
P3
P4
PREMAX
3
1
2
10
FREQUENTIES VAN DE PRETEST ONVOLDOENDE PRE PRES
0 0
EG
22
KG
6
VOLDOENDE
1 2 3 4 1.8 3.6 5.4
5 7.2
6 7 8 9 10.8 12.6 14.4 16.
9.0
42 1
2
4
1 3 1 1 1
1
PRETESTRESULTAAT EXPERIMENTELE GROEP EN KONTROLEGROEP DOEL
GROEP
N
XGEM
SX
F
p
t
p
PRE
EG KG
16 15
4.50 2.33
2.83 2.32
1.49
.464
2.32
.027
BETROUWBAARHEID METING PRETEST DOEL
GROEP
N
XGEM
SX**2
ALFA
PMIN
PMAX
PRE$
EG KG
16 15
8.1 4.2
8.00 5.38
.479 .458
0 0
9 7
TENTAMENRESULTAAT ONAFHANKELIJK VAN PRETESTRESULTAAT GROEP
DOEL
N
ALLEN
PRE SOM
31
EG
PRE SOM
KG
PRE SOM
XGEM
CHIKWA
p
t
p
6.21 9.64
96.3
.471
4.04
0
16
8.10 12.06
53.6
.302
3.52
.003
15
4.20 7.07
42.9
.347
2.20
.045
- 122 -
De scores op de PMT-schalen prestatie-motivatie (P), positieve faalangst (FP) en negatieve faalangst (FM) liggen tussen 1 en 10, deze beide waarden inbegrepen. Hermans [1976] heeft. vastgesteld, dat de betrouwbaarheidskoefficient voor de drie schalen respektievelijk 0.86, 0.85 en 0.84 is, waaruit volgt dat het mogelijk is werkelijke verschillen in persoonsgebonden motivatie tussen de studenten vast te stellen. De cijfers van de exakte VWO-vakken zijn als maatstaf gebruikt worden van de benodigde voorkennis van de studenten [Loos,1984]. Het betreft de vakken wiskunde 1(W1), wiskunde 2(W2) en natuurkunde (NA). Voor W2 hebben slechts 19 van de 31 studenten een cijfer, wat een te klein aantal is voor het onderzoek. Om de betrouwbaarheid van de voorkennis indikatie zo groot mogelijk te maken, werden de cijfers Wl en NA samengevoegd tot een cijfer voor wiskunde en natuurkunde (WN) volgens de formule (zie bijlage B ) : WN = (Wl + NA) / 2. In tabel 15 staan de betrouwbaarheidskoefficient ALFA van het VWO-cijfer (WN) vermeld: De ALFA in de KG met 14 studenten is erg laag (.064). Dat kan verklaard worden door de extreme scores van een student, namelijk voor Wl = 9 en NA = 5 (zie bijlage B ) . Als deze student uit de KG wordt weggelaten, blijkt voor de overige 13 studenten een voldoende hoge ALFA = .638 te gelden. In de EG geldt voor de 15 studenten samen een ALFA van 0.736; eveneens voldoende hoog. Opgemerkt zij, dat in beide groepen 1 student een andere . vooropleiding dan het VWO heeft gehad, waardoor de cijfers voor wiskunde en natuurkunde ontbreken. Een en ander wordt nog duidelijker met de frequentieverdeling in tabel 15. De tentamenresultaten (SOM = 9.64) blijken onafhankelijk van de persoonskenmerken P, FP en FM en tevens onafhankelijk van de voorkennis WN, zoals uit laatstgenoemde tabel blijkt. De chi-kwadraat (CHIKWA) waarden zijn erg groot en Pearson's korrelatiekoefficient (R) is erg klein [De Nie,1966]. Het tentamenresultaat kan dus niet verklaard worden door het niveau van voorkennis of het niveau van persoonsgebonden motivatie. Dat de experimentele groep op het tentamen beter presteert dan de kontrolegroep zou eventueel verklaard kunnen worden, door het feit dat in de EG studenten zitten, die een hogere prestatiemotivatie hebben (P>=7), meer positief faalangstig zijn (FP>=7) en geen last hebben van negatieve faalangst (FM<7) en bovendien hogere scores hebben in voorkennis, d.w.z. niet gelijkwaardig zijn met de KG. Met de t-toets voor onafhankelijke steekproeven is dat nagegaan; zie de uitkomsten in de tabel 15. Nergens wordt een signifikant verschil gemeten tussen de beide groepen EG en KG. De persoonskenmerken en voorkennis zijn in beide groepen nagenoeg gelijk verdeeld. De aselekte indeling van de studenten in de twee groepen blijkt in orde. Eventuele verschillen op de genoemde variabelen kunnen dus niet van invloed zijn op het tentamenresultaat.
- 123 -
Na de eerste twee kolleges/ waarin de theorie van de vrijboordregels werd behandeld, werd een pretest PRE afgenomen om na te gaan of dit deel van het onderwijsleerproces voldoende was voor het zich eigen maken van de intellektuele vaardigheden in het toepassen van de vrijboordregels. Alleen het kognitieve domein toepassing werd getoetst via open-eind vragen. De totaalscore PRE is als volgt opgebouwd uit deelscores (maximaal haalbare waarden staan vermeld): De totaalscore PRE bestaat uit een optelling van de scores op de pretest. PRE = 6 betekent een voldoende totaalscore. In de opgave PB werd de CAD-invoer voorbereid. Opgaven PI t/m P4 betreffen respektievelijk het bepalen van de effektieve bovenbouwlengte, het basisvrijboord, het basisvrijboord gekorrigeerd voor de scheepsvorm en de holtekorrektie. Met de t-toets voor onafhankelijke steekproeven wordt aangetoond, dat er verschil is in prestaties op de pretest. Geen van de studenten scoorde een voldoende, hetgeen betekent, dat alleen het volgen van de kolleges een onvoldoende voorwaarde is voor het zich eigen maken van de intellektuele vaardigheden. De studenten zullen zelf moeten oefenen om zelfstandig een vrijboordberekening te kunnen maken. Wel is te zien, dat de studenten in de EG al signifikant (p = 0.027) hoger scoren dan de KG. De betrouwbaarheid van de PRE wordt nagegaan met behulp van de ALFAkoefficient (zie tabel 16). Voor het berekenen van gemiddelde (XGEM) en variant ie (SX**2) is PRE genormeerd naar SOM en daarvoor vermenigvuldigd met 18/10, zodat de pretest resultaten kunnen worden vergeleken met de tentamenresultaten. PRE=10 betekent nu een voldoende score! De ALFA'S zijn voor EG en KG vrijwel gelijk (.479 versus .485), zodat het gebleken verschil in prestatie als betrouwbaar is aan te merken. De spreiding in de EG (8) is groter dan bij de KG (5.38). Van meet af aan hebben de EG blijkbaar al harder gestudeerd dan de KG. De indeling van de studenten tijdens het eerste kollege en de daar gegeven toelichting op de geplande aktiviteiten zijn waarschijnlijk de reden van dit effekt. Vergelijken van het tentamenresultaat met dat van de pretest levert voor alle studenten en apart voor EG en KG het volgende resultaat op, zie tabel 16. Uit het feit, dat CHIKWA erg groot is en niet signifikant, wordt opgemaakt, dat de verdelingen PRE en SOM als onafhankelijk van elkaar kunnen worden opgevat. Er is een duidelijke vooruitgang van pretest naar tentamen voor de groep als geheel en per deelgroep, zie de resultaten van de t-toets voor afhankelijke steekproeven [De Nie,1975 ] in tabel 16. Dit is zeer waarschijnlijk een gevolg van het leerproces, dat plaats vond tussen pretest en tentamen. Hieruit wordt dan ook qekonkludeerd, dat de prestaties afhankelijk zijn van het tussentijdse onderwijsleerproces en niet van de prestaties op de PRE.
- 124 -
Tabel 17. INVLOED ONDERWIJSLEERPROCES OP TENTAMENRESULTAAT
DOEL
GROEP
N
XGEM
SX
F
P
t
P
A
=3 <3
14 17
11.36 8.24
3.84 3.21
1.42
.496
2.46
.02
Als laatste wordt onderzocht, welk deel van het onderwijsleerproces verantwoordelijk is voor het verbeteren van de prestaties. Omdat het onderwijsleerproces op een belangrijk punt, namelijk de overgang van het traditionele ontwerpen zonder computer naar het ontwerpen met computer werd onderbroken door de kerstvakantie, zal eerst worden nagegaan of het volgen van beide hoorkolleges en de instruktie al van invloed zijn op het tentamenresultaat. Van de 31 studenten heeft slechts 1 student uit de KG alleen de instruktie gevolgd (A1=A2=0) en hebben de overige 30 studenten 2 hoorkolleges of beide hoorkolleges en de instruktie bijgewoond. De somscore (zie bijlage B) A = Al + A2 + A3 vertegenwoordigt de beide hoorkolleges (Al en A2) inklusief de instruktie (A3) voor de kerstvakantie en is maximaal 3. Met de t-toets voor afhankelijke steekproeven blijkt, dat de hoogte van het tentamencijfer afhankelijk is van het al dan niet bijwonen van deze kolleges. In de groep A=3 zitten 14 studenten, waarvan er 10 komen uit de experimentele groep! In de groep A<3 zitten 2 studenten uit de kontrolegroep, die geen instruktie hebben gehad. De studenten uit de EG blijken allen (16) het tweede kollege en de instruktie te hebben gevolgd, terwijl 6 studenten uit deze groep het eerste kollege hebben gemist. In de KG hebben 8 studenten van de 15 het eerste kollege niet bijgewoond. Het lijkt erop, dat als de studenten de kolleges en instruktie. hebben bezocht, zij gemiddeld al ruim voldoende (XGEM =11.36 > 10) scoren. Als op de somscore (zie bijlage B) A1CAD = A + CAD wordt getoetst, ontstaat precies hetzelfde resultaat als hierboven voor A is beschreven. Het lijkt alsof het CAD-kollege na de kerstvakantie vrijwel geen bijdrage heeft geleverd in het onderwijsleerproces van de vrijboordberekening. Dit is te verklaren, omdat het CAD-programma in feite een letterlijke vertaling is van de vrijboordregels in CADformules. Er wordt dus niets nieuws over het vrijboord geleerd, maar er
- 125 -
Tabel 18: ATTITUDE T.O.V.. ONTWERPEN, „CAI. .EN HET KÜHSUSMATERIAAL
Evaluatieve vragen
gemV
Ontwerpen van schepen is voor mij een van 1.78 de meest gevreesde vakken (1). Ik zou graag mijn vaardigheden in ontwer- 4.26 pen verder willen ontwikkelen (6). Ontwerpen van schepen is in de scheeps1.39 bouwopleiding zeker niet noodzakelijk (15). Ontwerpen van schepen interesseert mij 1.52 niet (20). Zodra ik met een probleem in het ontwer2.30 pen van schepen te maken heb voel ik mij hulpeloos (27).
gemN
p
1.11
.28
1.58
.13
.45
.66
1.56* 3.96 1.61* 1.91* 2.13*
Attitude t.o.v. ontwerpen (AO)
4.25
4.15
CAI is voor het vakgebied ontwerpen van schepen overbodig, omdat men er niets ex tra's mee leert (12). Ik vind, dat er van meer aspekten, bijvoorbeeld een gewichtsschatting, een CAI-oefening moet worden gemaakt (23). Nadat je met CAI hebt geoefend, weet je hoe je je voor het tentamen MT3 moet voorbereiden (24). CAI is overbodig, omdat je er te weinig mee leert (25). CAI dwingt je je eerst goed voor te bereiden, voordat je achter het beeldscherm gaat oefenen (28).
1.56
2.13*
4.17
3.83
2.83
3.09
1.87
2.13*
3.96
3.83
Attitude t.o.v..het nut van CAI (AC)
3.90
3.70
De verklaring van mijn antwoord moet ik direkt geven, nadat ik het vraagstuk heb opgelost. Ik vind dat onbelangrijk (8). Ik vind dat de docent bij de volgende oefening moet reageren op de boodshap, die ik heb gegeven (17). Bij de syntheseopgaven is een literatuurverwijzing zinloos, want een foute rede nering wordt alleen duidelijk met de gedetailleerde CAD-uitvoer (18)..
2.31
2.31*
3.88
3.56 .
2.00
1.88*
Att. t.o.v. het kursusmateriaal (AK)
3.85
3.79
- 126 -
t
wordt slechts terloops ingegaan op de CAD-invoer en het maken van berekeningen met het CAD-programma. .De .indruk ontstaat, dat de hoorkolleges en de instx.uktie-. voor de kerstvakantie (zie tabel 13) kennelijk een behoorlijke bijdrage hebben geleverd voor het verkrijgen van intellektuele vaardigheden in het toepassen van de vrijboordregels.
6.3
AANVAARDBAARHEID VAN ADJUNCT CAI
De Groot en Van Naerssen [1973] konstateerden dat de ideale beoordelaars van het onderwijsleerproces in principe de studenten zelf zijn. Zij bevelen aan, dat aan het einde van een oefening een evaluatieve vragenlijst aan de studenten wordt voorgelegd, waarin zij hun mening kunnen geven over de oefening. Zo'n evaluatieve-vragenlijst zou bijvoorbeeld de volgende vragen kunnen bevatten met betrekking tot CAI: -Vindt u de CAI-methode prettig? -Vindt u de CAI-oefening moeilijk? -Heeft u zich tijdens de CAI-oefening goed kunnen koncentreren? In het traditionele onderwijs wordt deze aanpak weinig toegepast. Doordat met het beheer van CAI de informatie automatisch verzameld kan worden, is het stellen van evaluatieve vragen aan het einde van een oefening eenvoudig uit te voeren. Het is van belang dat aan deze vragen de datum toegevoegd wordt waarop de docent ze in het bestand heeft gebracht. Het is dan zonder problemen mogelijk tijdens de kursus oude vragen te vervangen door nieuwe. In dit evaluatie onderzoek is deze mogelijkheid van CAI in CAD niet benut, omdat er reeds evaluatieve vragen voor de CAI-oefening en na het tentamen waren gepland. Hofstetter [1980), Sakamato [1979], Moonen [1978], Saunders [1980], Clark [1980], Du Boulay [1981]en Laudato [1975] hebben algemene en meer op CAI gerichte onderwijskundige vragenlijsten gepubliceerd. Voor zover mogelijk is van hun ideeën gebruik gemaakt in dit onderzoek. De gebruikte evaluatieve vragen zijn te vinden in de tabellen 18 en 19. Er is een 5-punts-schaal gebruikt met de aanduidingen: volledig oneens (1), oneens (2), onverschillig (3), eens (4) en volledig eens (5). Tussen haken de toegekende schaalwaarden.
De vragen zijn naar onderwerp in vier groepen ingedeeld (voor zie tabel 18, tabel 19 en bijlage B ) :
de data
1.
Vragen over het ontwerpen, afgenomen op 7.1.'86 29.1.'86 (AON) aan 23 studenten uit de EG en KG;
(AOV) en op
2.
Vragen over het nut van CAI afgenomen op 7.1.'86 29.1.'86 (ACN) aan 23 studenten uit de EG en KG;
(ACV) en op
- 127 -
Tabel 19. ATTITUDE T.O.V.. DE DIALOOG.
Evaluatieve vragen
gemV
gemN
Ik vind, dat de bediening van de beeld3.50 buizen moet worden vereenvoudigd en aan gepast moet worden aan CAI (2). Ik wil, nadat ik mijn antwoord heb inge2.62 typt, meteen de juiste oplossing zien (3). TWEE VERKLARINGEN GEVOLGD DOOR UITSPRAAK 2.00 I. Individuele studiebegeleiding = aan gepast antwoord van de docent op mijn vraag. II. Groeps studiebegeleiding = standaard antwoord op een standaardvraag via menu's. Ik vind individuele studiebegeleiding middels de computer volkomen overbodig (4). Een student-assistent zou geen indivi1.94 duele studiebegeleiding tijdens de CAIoefening kunnen geven (7). Na 2 CAI-oefeningen kun je alleen met CAI 2.31 werken (9). Men moet ervoor zorgen, dat er in een 2.31 keer zeer veel informatie op het beeld scherm komt (10). Om CAI in CAD efficient te laten werken, 4.06 is een snelle responstijd noodzakelijk (11). Na de interaktie wordt mijn antwoord door 1.94 de computer gekontroleerd. Als het ant woord fout is, wordt dat direkt gemeld. Ik vind het vervelend, dat ik dan nog een 2e poging kan wagen om het juiste ant woord te vinden, voordat de computer het juiste antwoord vermeld (13). Alleen een docent kan individuele bege2.44 leiding tijdens de CAI-oefening geven (19). Het beeldscherm moet beslist in 2 delen 2.88 worden gesplitst, waarbij het bovenste deel wordt gebruikt voor de interaktie en het onderste deel met aanwijzingen, wat in een noodgeval te doen (22).
3.38
Attitude t.o.v. de dialoog (AD)
- 128 -
3.69
t
p
2.44* 2.06*
2.25*
2.88* 2.44*
4.12 1.75*
2.38* 3.38
3.67
.19
.85
3.
Vragen over het kursusmateriaal afgenomen op 7.1.'86 (AKV) en op 29.1.'86 (AKN) aan 16 studenten uit de EG;
4.
Vragen over de dialoog afgenomen op 7.1.'86 (ADV) 29.1.'86 (ADN) aan 16 studenten uit de EG.
en
op
Per vraag zijn de gemiddelde houding voor CAI (gemV) en de gemiddelde houding na het tentamen (gemN) naast elkaar gezet. Tevens zijn per groep vragen de scores gesommeerd en gedeeld door het aantal vragen: Daarbij werden de vragen 1, 15, 20, 27, 12, 25, 8, 18, 3, 4, 9, 10, 13 en 19 in tegengestelde richting geherkodeerd (1=5, 2=4, 4=2, 5=1). In de tabellen 18 en 19 staat er een * achter de geherkodeerde variabelen. Een gemiddelde attitude > 3 betekent dan een positieve houding. De ttest resultaten voor onafhankelijke steekproeven (2-zijdig signifikantieniveau) staan in de tabellen 18 en 19 opgegeven. De attitude van de 13 studenten uit de KG en de 16 studenten uit de EG, die op het tentamen aanwezig waren, blijkt zowel t.o.v. het vakgebied ontwerpen voor CAI als na het tentamen positief te zijn (AOV > 4 en. AON > 4). De 16 EG studenten hebben zowel voor CAI als na het tentamen een positieve attitude t.o.v. het nut van CAI, het kursusmateriaal en de dialoog. Hun mening is tengevolge van hun ervaringen met CAI niet gewijzigd. In paragraaf 4.2 is reeds uit de literatuurstudie gebleken, dat studenten in het algemeen positief staan t.o.v. CAI. CAI in CAD blijkt hierop geen uitzondering te vormen. Voor de inpassing van CAI in CAD in het reguliere onderwijs hoeven geen bijzondere maatregelen getroffen te worden. Tijdens het evaluatie onderzoek werd niet voldaan aan het eerste kenmerk van een ISS, namelijk het in principe door de student bepalen van het eigen studietempo (zie paragraaf 3.4). Er moest 's avonds worden gewerkt-(zie tabel 13), omdat er overdag geen leerstations beschikbaar waren. Zijn deze leerstations eenmaal in voldoende aantal beschikbaar, dan wordt aan alle vijf de kenmerken van een ISS voldaan. De voordelen van een ISS t.o.v. traditioneel onderwijs (zie paragraaf 3.4) zijn dan tevens alle zes op CAI van toepassing. De toegepaste adjunct CAI in CAD is een goed leermiddel gebleken voor het hele kognitieve domein genoemd in de taxonomie van Bloom. CAI als ISS dekt de eerste vijf kognitieve domeinen uitstekend (zie tabel 1 ) , de diskussiegroep of het werkkollege de laatste vijf kognitieve domeinen. De computer is een nieuw medium. Volgens Johnson [1977], Chambers[1980] en anderen staan docenten in het algemeen niet positief tegenover CAI. Dit komt waarschijnlijk, omdat de docenten het gevoel hebben met dit nieuwe leermiddel in het diepe te duiken zonder dat zij hebben leren zwemmen. Met betrekking tot de onderwijslast van de docent, blijkt uit tabel 20, dat deze vrijwel dezelfde blijft. Bij het bepalen van de tijdbesteding is er vanuit gegaan, dat 30 studenten de kolleges en oefeningen volgen. Met de onderwijslastberekening, die sinds 1985 aan de TH Delft gebruikt wordt, gebaseerd op het Plaatsen-Geld-Model, is voor het vak ontwerpen
- 129 -
Tabel 20. GESCHATTE TIJDSBESTEDING AAN ONDERWIJS VAN.CAD I
OVS I administratie nieuwe CAI kursus 30 ontwerpopgaven voorbereidenCAI kollege voorbereiden . CAI kollege doceren CAI demonstratie voorbereiden CAI demonstreren samenstellen tentamenopgave surveilleren bij tentamen nazien tentamen nazien 30 ontwerpen
TO TAAL
TO TAAL
4 60 2 1 2 2 16 8 8 300
0 60 0 0 0 0 16 8 16 400
EENMALIGE WERKZAAMHEDEN
CAD I
403
500
voorbereiden vrijboordkollege doceren vrijboordkollege voorbereiden vrijboordinstruktie doceren vrijboordinstruktie voorbereiden CAD kollege doceren CAD kollege begeleiden traditoneel ontwerp begeleiden CAD ontwerp begeleiden CAI oefening voorbereiden CAD tekenen demonstratie CAD tekenen diskussiegroep voorbereiden diskussiegroep leiden administratie CAI. administratie CAD
4 2 2 2 0 0 16 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 6 3 0 16 4 4 2 2 2 2 2
WERKZAAMHEDEN PER SCHATTINGSMODEL
26
42
WERKZAAMHEDEN 7 SCHATTINGSMODELLEN
182
294
WERKZAAMHEDEN ONTWERPONDERWIJS
682
697
in het tweede studiejaar (OVS I) aan de docent . 668 uur beschikbaar gesteld, wat vrij goed overeen komt met de geschatte onderwijslast voor dit vak (OVS I in tabel 20). De meerwaarde van CAI is echter, dat het werk voor de docent zinvoller wordt. Er komt een beter kontakt met de studenten tot stand. De docent kan tijdig en adequaat ingrijpen als de
130
student op een dood spoor dreigt te geraken. Hij kan een absolute beoordelingsnorm hanteren, omdat hij er zeker van is, dat alle studenten dezelfde training kunnen hebben gekregen. Met het. CAlTtentamen kunnen de kennis en intellektuele vaardigheden in de gehele leerstof worden getoetst, wat in het traditionele onderwijs praktisch niet haalbaar is. De docent kan zelf veel opsteken van de verklaringen van de studenten en de boodschappen, die zij via CAI aan hem doorgeven. Er moet door de docent zeer systematisch worden gereageerd op alle informatie die hij uit het beheer van CAI krijgt.
6.4
FUNKTIONALITEIT VAN ADJUNCT CAI
Voor. het bepalen van de funktionaliteit van CAI is van de tentamenresultaten een foutenanalyse gemaakt door de resultaten per tentamenvraag afzonderlijk te analyseren. De moeilijkheidsgraad van de kennis- en begripopgaven in het tentamen was hoger gesteld dan die bij de CAI-oefening. Desondanks blijkt echter geen verschil in tentamenresultaten tussen de KG en in de EG. De stof in tentamenvraag K2 is in het geheel niet tijdens het onderwijsleerproces aan de orde geweest. Het slechte tentamenresultaat (74% onvoldoende!) wordt hierdoor verklaard (zie tabel 21 en bijlagen A en B ) . In de kategorie intellektuele vaardigheden scoren de studenten in de EG beter dan in de KG. De opgave Tl is door alle studenten in de EG geoefend, want dat is de CAD-invoer, en deze opgave werd dan ook gemiddeld goed opgelost. Opgave T2 is in het geheel niet tijdens de CAI-oefening aan de orde geweest. Het tentamenresultaat is zowel voor de KG als voor de EG onder de maat. De vraag T4 is eigenlijk zo eenvoudig op te lossen, dat het niet nodig is dit onderdeel met CAI te oefenen. De meeste studenten in de EG hebben de stof voor de opgave T3 tijdens de CAI-oefening gehad. Er lijkt (CHIKWA = 14.2 met p = .001) een verband te bestaan tussen de moeilijkheidsgraad (MM) tijdens de CAI-oefening en het tentamenresultaat op T3 (zie tabel 21). De moeilijkheidsgraad van de syntheseopgave SS was erg hoog. Tijdens de CAI-oefening wordt er geen rekening gehouden met de moeilijkheidsgraad (MSY)! Uit de chikwadraat toets (CHIKWA = 16.5 met p = .003) blijkt, dat er evenals bij de toepassingsopgave T3 ook hier een verband is tussen het al dan niet oefenen met een . hoge moeilijkheidsgraad en het beantwoorden van de betreffende tentamenvraag. Het is ook voorgekomen, dat enige studenten twee maal achter elkaar of in de volgende oefening dezelfde opgave hebben gekregen. De randomgenerator voor het aselekt kiezen van een opgave was dus geen onverdeeld sukses. Verder kunnen er in de CAI-oefening van een syntheseopgave slechts 1 of 3 gekoppelde onafhankelijke variabelen worden gewijzigd. Hierdoor was de oplossing van het probleem tijdens de oefening eenvoudiger dan op het tentamen, waar alle onafhankelijke variabelen waren gewijzigd. Van de studenten die slechts een maal met CAI hebben geoefend, hebben een aantal toevallig een moeilijke syntheseopgave moeten oplossen, waarbij door wijzigen van de lengte van het ontwerp vrijwel alle afhankelijke variabelen wijzigen. - 131 -
Tabel 2 1 . FOUTENANALYSE.
BEHAALDE SCORES OP TENTAMEN 1 TOTAAL
DEELSCORES OP TENTAMEN KENNIS
INTELLEKTUELE VAARDIGHEDEN
GROEP
K2
K3
B2
B5
allen EG KG
.26 .25 .27
.74 .81 .67
.55 .69 .40
1. 36 .74 .42 1. 50 1.19 .50 1. 20 .27 .33
Tl
T2
T3
T4
EE
SS
SOM
1
1 1
1.67 1.19 9.64 2.06 1.50 12.06 1.26 .87 7.07
2.03 .68 2.81 .75 1.20 .60
FREQUENTIES PER ITEM VAN HET TENTAMEN
1
ITEM
GROEP 0
K2
EG KG EG KG EG KG EG KG EG KG EG KG EG KG EG KG EG KG EG KG
F -R- E-Q-U-E-N -T--I-E-S 1 2 3 4
F
P
1.05
.926
.10
.919
1.47
.472
.91
.371
1.12
.825
1 .62
.115
1.27
.657
1 .39
.174
2.68
.072
4 .09
0
1.12
.837
.92
1.07
.896
4 .50
1.29
.634
.87
.389
1.90
.230
1 .99
.056
1.02 • .960
. 277
.010
t
P
1
K3 B2 B5 Tl T2 T3 T4 SS EE
12 11 3 5 5 9 1 1 3 11 8 10 4 4 6 6 - 1 4
4 4 13 10 11 6 6 10 7 4 8 5 1 6 12 9 6 3 6 9
9 4 6
6 3
3 2 9 2
4 2
5
7 4
.364 0
TENTAMENRESULTAAT AFHANKELIJK VAN DE MOEILIJKHEIDSGRAAD BIJ CAI J DOEL
N
XGEM
CHIKWA
P
R
o-
T3 MM SS MSY
31
2.03 1.03 1.68 .74
14.2
.077
.53
.001 .
16.5
.057
.47
.003
31
132 -
In de CAI-oefening wordt alleen bij de toepassingsopgave rekening gehouden met de moeilijkheidsgraad. Na het tentamen maakten enige studenten uit de EG de. opmerking, dat de syntheseopgave van het tentamen veel moeilijker was dan die tijdens de CAI-oefening. Uit een nauwkeurige analyse van de syntheseopgaven blijkt ook hier een onderscheid naar moeilijkheidsgraad te kunnen worden gemaakt, en wel op basis van het aantal afhankelijke variabelen dat wordt gewijzigd naar aanleiding van het wijzigen van een of meerdere onafhankelijke variabelen. Het is daarom voor de toekomst aan te bevelen in alle kognitieve domeinen verschillende graden van moeilijkheid te onderscheiden en per kognitief gebied de hoogste moeilijkheidsgraad tenminste eenmaal met CAI te laten oefenen. Bij het oplossen van problemen in de toepassingsopgaven en evaluatieopgaven worden de studenten helemaal vrij gelaten in hun aanpak, echter niet bij de syntheseopgave. Het is gebleken dat door het beperken van het aantal te wijzigen invoer-variabelen de problemen te gemakkelijk kunnen worden, waardoor de student te weinig leert. Het is daarom raadzaam dit aantal niet te beperken. Als de student zelf de invoer wil wijzigen, moet" dat volledig leerling-gestuurd kunnen gebeuren. Het door CAI laten konstrueren van de alternatieven in de syntheseopgaven is ook problematisch, omdat niet altijd is te voorkomen, dat twee alternatieven ideijtiek zijn. Per basisschip namelijk kunnen bepaalde kombinaties van wijzigingen in de onafhankelijke variabelen dezelfde alternatieven opleveren. De student moet een tweede evaluatieopgave kunnen maken, waarin hij de CAD-invoer kan wijzigen om zelfstandig te kunnen kontroleren of zijn verklaring van de eerste evaluatieopgave korrekt was. De remediering per computer blijkt zeer nuttig. Meestal vragen de studenten om deze informatie,als zij het juiste antwoord de eerste keer niet hebben gevonden. Als het kollegediktaat in de toekomst met een tekstverwerker wordt geschreven is het voorbereiden van de remediering met CAI veel eenvoudiger dan nu het geval is. is de tekst nog niet in de computer, wat tijdens het evaluatie-onderzoek zo was, dan wordt met een literatuurverwijzing naar de tekst in het diktaat buiten de computer verwezen. In elk geval moet deze tekst niet apart voor CAI in de computer worden gebracht, zoals bij COURSEWRITER het geval is. Verbeteren van het diktaat impliceert dan wijzigen op minstens twee plaatsen, namelijk in het diktaat en in het CAI-kursusmateriaal bestand. Dit is dubbel werk en kan veel fouten veroorzaken, waardoor de remediering een zwak punt van CAI wordt. Wordt echter een literatuurverwijzing opgegeven, dan kan de tekst zelf gerust worden gewijzigd. Er treden dan toch nog problemen op, als daarbij de bladzijdenummers van het diktaat ook worden gewijzigd. Het samenstellen van het CAI-kursusmateriaal is toch al extra werk, dus zo'n onaangename bezigheid moet koste wat het kost worden vermeden. Het is dus noodzakelijk, dat het diktaat met behulp van een tekstverwerker wordt geschreven. De listverwijzing, die wordt gebruikt voor remediering bij een toepassingsopgave als de verkeerde formule is toegepast, kan automatisch door het systeem gebeuren als de edit-opdrachten in de listing van het
- 133 -
CAI-programma kunnen worden opgenomen. De docent heeft hier dan geen extra werk aan, omdat deze remediering ■ niet meer. behoeft te worden voorbereid. .De .juiste regels van.het CAD-programma komen dan- op het beeldscherm door met de • CAI-dialoog de te berekenen afhankelijke variabelen in de edit-opdracht door zichzelf te vervangen. De gedetailleerde CAD-/CAI-uitvoer is de remediering voor. de syntheseopgave en moet daarom (zonder tussenoplossingen) in de synthese leertaak door de student, na zijn eerste antwoord kunnen worden opgevraagd. In de syntheseleertaak worden dan bij het remediërend optreden de variabelen van de CAD-run vergeleken met de variabelen van de CAI-run. Bij een nadere analyse van de pretest en die van het tentamen viel het op, dat de begripopgaven kunnen worden vervangen door hiervoor de CADinvoer te gebruiken. De studenten moeten dan van elke onafhankelijke variabele verklaren, hoe zij aan de waarde hiervan zijn gekomen. Tijdens de CAI-oefening wordt de CAD-invoer eerst voorbereid voordat de studenten weten wat er voor toepassingsopgave komt. Op het tentamen beschikten de studenten al over de informatie van de toepassingsopgave. Daarmee waren zij in staat de waarde van enige onafhankelijke variabelen te bepalen door. ze terug te rekenen uit de afhankelijke variabelen. Dit is wel slim, maar in de praktijk is dat niet mogelijk, omdat men dan nog niet over deze informatie beschikt. De docent kan dit voorkomen, door in plaats van de verschillende afhankelijke variabelen apart op te geven, zoals dat in de CAI-oefening wel kan, ze tijdens het tentamen in een variabele samen te vatten, waardoor terug rekenen onmogelijk wordt. De diskussiegroep werd door de studenten bijzonder gewaardeerd. De aanwezige studenten hebben zeer geanimeerd aan de diskussie deelgenomen. Iedere-student had zijn beheersgegevens van de CAI-oefening tezamen met zijn basisschip bij zich. De docent had de algemene leiding, terwijl de studenten hun problemen aan elkaar voorlegden en gezamenlijk, soms met hulp van de docent, oplosten. In de diskussiegroep is door de docent alleen gereageerd op de CADinvoer, syntheseopgaven en de evaluatieopgave. Zo lag het aksent tijdens de diskussie over de CAD-invoer op het opmeten van bepaalde gegevens uit de tekening in de publikatie en het schatten, van de invoer, die niet in de publikatie is te vinden. Het blijkt echter nodig ook te reageren op de verklaringen en boodschappen van de studenten, die betrekking hebben op opgaven in de overige kognitieve domeinen. Er moet bijvoorbeeld worden gereageerd op de boodschappen betreffende onduidelijke kennisopgaven, zodat de studenten weten, dat deze eventueel worden verbeterd en/of waarom door hen een bepaald alternatief fout werd gekozen. De benodigde voorkennis in het programmeren was onvoldoende. Sommige studenten begrepen hierdoor de listing van het CAD-programma niet. Het is niet voor niets, dat het kollege CAD-1 pas in het tweede studiejaar. is gepland (zie paragraaf 3.2). De prioriteitenregel "machtsverheffen, vermenigvuldigen/delen, optellen/aftrekken" was bij een aantal studenten zelfs niet bekend. Zij wisten dus ook niet, hoe zij. van deze algemeen geldige regel kunnen afwijken. De meeste studenten hadden weinig ervaring met terminals om snel met het toetsenbord overweg te kunnen.
- 134 -
Storingen en lange wachttijden beïnvloedden de taakmötivatie van de studenten in negatieve zin, zoals reeds in paragraaf 4.3 is besproken. Tijdens de eerste CAI-oefening van de eerste. EG is er een storing opgetreden en was de responstijd bijzonder slecht (zie tabel 9 in paragraaf 5.3). Er trad een systeemstoring op, die waarschijnlijk is ontstaan, doordat de programmeertaal CPS niet meer wordt ondersteund. Dit betekent, dat als er een nieuwe "release" wordt geïnstalleerd, niet meer wordt gekontroleerd of dit konsekwenties heeft voor CPS. De slechte responstijd (zie tabel 9) werd veroorzaakt door andere gebruikers. Dit is een veel voorkomende ergernis bij het interaktieve gebruik van een casual mainframe. De studenten zijn hiervoor erg gevoelig, en niet alleen zij! Het is reeds lang bekend, dat een casual mainframe niet geschikt is voor CAI. Een grote computer was echter nodig voor het automatisch verzorgen van de administratie (beheer). Tegenwoordig is het mogelijk met een PC te werken en de op een harddisk vergaarde administratieve gegevens na de sessie, via een netwerk centraal te bewaren. Op deze manier kan de responstijd gegarandeerd worden en zijn de gegevens tevens veilig gesteld. In feite moet bij een (casual) mainframe of minicomputer de tijd worden geregistreerd van het laden van de opgave met bijbehorende remediering gevolgd door het laden van de CAI procedures, waarna de student pas verder kan gaan. Het is aan te bevelen op het beeldscherm de mogelijke wachttijden af te drukken, zodat de student weet wat er aan de hand is. De responstijd met de CAD-berekening van de vier alternatieve-antwoorden voor een syntheseopgave werden op papier geregistreerd. Deze informatie moest na de oefening door de studenten aan de docent worden gegeven. Op de een of andere wijze was dit niet duidelijk aan de studenten verteld en is deze informatie, die nodig is voor de kontrole van de responstijd, verloren gegaan. Hetzelfde is gebeurd met het bewaren van de hardcopies van de formules die voor een toepassingsopgave door de studenten zijn ingetypt. Er was nog geen feature in het CAI-programma om deze informatie in het beheerssysteem te bewaren. De docent heeft deze informatie nodig om achteraf in te kunnen gaan op een boodschap van een student, zoals bijvoorbeeld: 1.
fout antwoord na intypen juiste (!) formule;
2.
mijn antwoord was goed;
3.
antwoord 1 = antwoord 2;
4.
zelfde antwoord: Ie keer foutmelding, 2e keer goed.
Omdat de benodigde informatie was verdwenen, kon de docent hier achteraf niet op ingaan. Het beheer van CAI moet dus volledig worden qeautomatiseerd. De computer kan niets vergeten, als dat van te voren is geprogrammeerd. Het is zinvol, dat. het maken van hardcopies van de opgave automatisch gebeurt, als opgave en interaktie niet bij elkaar op het beeldscherm passen. Leerling-gestuurde hardcopies kosten alleen maar extra tijd.
- 135 -
De latentietijden in tabel 9 bevatten de tijd van het eerste en van het tweede antwoord. De latentietijd 'van het tweede antwoord wordt niet apart vermeld. Dit zal in de toekomst nog moeten warden veranderd. Het was in CPS, niet mogelijk om op eenvoudige wijze te kunnen kommuniceren via de terminals, zoals dat bij PLATO (zie paragraaf 4.3) wel kan. Op de- manier van PLATO wordt alle geschreven informatie bewaard, zodat die later geanalyseerd kan worden. Tijdens de CAIoefening is per student bijgehouden, hoeveel maal hij de docent om begeleiding heeft gevraagd. Tijdens de tweede oefening blijken • de studenten al vrijwel geen extra begeleiding meer nodig te hebben. De studenten geven in het huidige programma pas een verklaring van hun antwoord, als zij de oplossing hebben meegeteld. De informatie verdwijnt dan van het beeldscherm. Het lijkt beter eerst de verklaring te laten geven en direct daarna het antwoord. De informatie moet steeds op het beeldscherm blijven staan, of er moet tussentijds een hardcopy van de benodigde informatie worden gemaakt. Tijdens het probleem oplossen zou de student op elk willekeurig moment leerling-gestuurd een boodschap over het onderwerp moeten kunnen geven, zodat hij zijn ideeën meteen kwijt kan en direkt daarop weer kan vergeten. De student moet in zo'n geval de computer te kennen geven, dat hij een boodschap heeft mede te delen. Het betekent in feite een speciaal voor CAI gedefinieerde toets. Wat er dus in de literatuur (zie paragraaf 4.5) is gevonden over het nut van funktietoetsen gaat ook op voor CAI in CAD; de studenten hebben hieraan behoefte, wat blijkt uit de volgende boodschappen: 1.
De naam van elke afdrukken.
in
te
voeren
variabele voor
de
invoer
2.
Beginners hebben extra informatie nodig. Zij hoe ver zij met het programma gevorderd zijn.
3.
De beginner begrijpt niet, waarom bij het antwoord van de toepassingsopgave een formule moet worden opgegeven en niet de waarden van de variabelen.
4.
De studenten vinden dat het intypen van de regel thru..." moet worden vervangen door een funktietoets.
5.
Het wissen van het scherm geschiedt nu door eerst de ALT-toets in te drukken, deze vast te houden en daarbij vervolgens de CLEAR-toets in te drukken. Dat is lastig en moet met een funktietoets mogelijk zijn.
willen weten,
"xeq*
In tabel 5 staat onderaan het menu voor het geven van een boodschap. De student krijgt met dit menu een hint van de onderwerpen, waarover hij een boodschap zou kunnen opsturen. Omdat de moeilijkheidsgraad van de opgave voor de CAI-oefening belangrijk blijkt te zijn, zou hint nummer *3 kunnen worden vervangen door: *3
Hoe hoog was de MOEILIJKHEIDSGRAAD? - 136 -
Hint nummer *3 is in dit geval gekozen, omdat geen enkele tijdens de CAI-oefeningen hiervan gebruik heeft gemaakt!
student
In het programma is een beperking aangebracht waardoor maximaal twee opgaven per kognitief domein per sessie kunnen worden gemaakt. Het lijkt zinvol om een maximum voorraad van bijvoorbeeld tien opgaven per kognitief domein in de computer aan te houden, zodat de grootte van de bestanden binnen de perken blijft. De docent kan immers, waar nodig, later een opgave vervangen door een andere opgave.
6.5
SAMENVATTING EN KONKLUSIE
Het resultaat van de evaluatie van CAI in CAD kan als geslaagd worden beschouwd. In het eerste hoorkollege heeft de hoofddocent de doelstellingen van het experiment uiteengezet en de studenten verzocht en aangeraden hieraan mee te werken. De studenten zijn meteen . daarna ingedeeld in een experimentele groep en in een kontrole groep. De experimentele groep heeft, met CAI geoefend, terwijl de kontrolegroep op de traditionele manier zou oefenen. Van het laatste is minder terecht gekomen door ziekte van de hoofddocent. In de oefenzaal waren 10 beeldschermen en een printer aanwezig, terwijl er 16 studenten aan het experiment zouden deelnemen. De experimentele groep moest daarom in tweeen worden gesplitst en tevens in plaats van overdag ook 's avonds oefenen. Aan het belangrijkste kenmerk van een ISS, namelijk dat de studenten hun eigen studietempo kunnen bepalen, kon derhalve niet worden voldaan. Tijdens de CAI-oefeningen was de responstijd soms zeer groot. Bovendien trad er tijdens de oefening van de eerste groep een systeemstoring op, waardoor de tweede groep pas een dag later kon oefenen. Dit blijkt demotiverend te werken. Waarschijnlijk daardoor hebben slechts 6 van de 16 studenten een tweede oefening gemaakt. Interaktief werken op een casual mainframe of op een minicomputer moet daarom voor CAI worden afgeraden. Een mooie oplossing is gebruik te maken van PC's in een netwerk, zodat en de responstijd kan worden gegarandeerd en de beheersadministratie centraal kan plaats vinden. De effektiviteit van CAI werd nagegaan door de tentamenresultaten van de experimentele groep en de kontrolegroep met elkaar te vergelijken. Alleen de opgaven die tijdens de vrijboordkolleges en -oefeningen aan de orde zijn geweest, zijn in het onderzoek betrokken. De experimentele groep presteert signifikant beter dan de kontrolegroep. Of dit een gevolg is van CAI kan niet met zekerheid gekonkludeerd worden, omdat door de ziekte van de docent de kontrolegroep een deel van het traditionele onderwijs heeft gemist. De tentamenresultaten blijken onafhankelijk te zijn van de persoonskenmerken prestatiemotivatie, faalangst en ook onafhankelijk van de VWO-voorkennis. Het tentamenresultaat kan derhalve niet worden verklaard door het niveau van de voorkennis of door de persoonsgebonden motivatie.
- 137 -
Uit de pretest, waai alleen de intellektuele vaardigheden in de kognitieve domeinen: begrip en' toepassing werden getoetst, is gekonkludeerd. dat de studenten in de EG.. van meet af aan. harder, hebben gestudeerd dan die in de-KG. -Geen van de studenten • scoorden op de pretest voldoende, wat betekent dat alleen het volgen, van de hoorkolleges geen voldoende voorwaarde is voor het zich eigen maken van van de als doel gestelde intellektuele vaardigheden. Er is een duidelijke vooruitgang van pretest naar tentamen. Dit betekent in verband met het voorgaande, dat de prestaties afhankelijk zijn van het onderwijsleerproces, dat plaats heeft gevonden na de eerste twee hoorkolleges en voor het tentamen. De instruktie vrijboord na het hoorkollege alleen heeft al een behoorlijke bijdrage geleverd aan het verkrijgen van intellektuele vaardigheden in het toepassen van de vrijboordregels. Alle studenten kregen voor de CAI en na het tentamen een evaluatieve vragenlijst voorgelegd om hun houding t.o.v. het vakgebied ontwerpen kenbaar te maken. De attitude bleef ongewijzigd en positief. De EG hebben bovendien op een evaluatieve vragenlijst over CAI hun mening gegeven. De attitude bleef ongewijzigd en positief. CAI in CAD is gemakkelijk in te passen in het reguliere onderwijs. Het werk van de docent wordt zinvoller door beter kontakt met de studenten en de mogelijkheid, dat hij tijdig en adequaat kan ingrijpen in' het leerproces. Uit een foutenanalyse van het tentamen is gebleken, dat er in alle kognitieve domeinen van de taxonomie van Bloom sprake is van de invloed van de moeilijkheid van de oefening. Studenten, die tijdens de CAIoefening opgaven met een hoge moeilijkheidsgraad hebben opgelost blijken signifikant beter te scoren op het tentamen. Aselekt kiezen van de opgave tijdens de oefening, zonder rekening te houden met de moeilijkheidsgraad, is dus geen onverdeeld sukses. CAI moet zoveel mogelijk leerling-gestuurd zijn, waarbij dan wel wordt geëist, dat de studenten te voren voldoende ervaring-met een beeldscherm hebben opgedaan. Hardcopies moeten zoveel mogelijk automatisch worden geproduceerd. De door de student getypte formules voor een toepassingsopgave dienen ook in het beheerssysteem te worden bewaard. De docent moet in de diskussiegroep niet alleen syntheseopgaven en evaluatie-opgaven behandelen, maar het hele kognitieve gebied uit de taxonomie van Bloom, waar nodig, behandelen. Ook zal hij moeten ingaan op de boodschappen, die de studenten aan de computer hebben opgegeven. Het beheerssysteem blijkt een zeer belangrijke rol te spelen in het onderwijs gebaseerd op adjunct CAI.
- 138 -
Hoofdstuk VII NABESCHOUWING
Er werd voor het onderzoek naar het toepassen van CAI in CAD een adjunct CAI-systeem ontworpen, waarmee studenten hun kennis en intellektuele vaardigheden kunnen oefenen en toetsen in het gebruik van CADrekenprogramma's voor het oplossen van ontwerpproblemen. Met behulp van de negen onderwijsmaatregelen van Gagne is de standaarddialoog gekonstrueerd waarmee het CAI-systeem in verschillende vakgebieden kan worden ingezet. Elke docent kan zo zijn eigen kursusmateriaal ontwikkelen, gebruikmakend van de indeling van het kognitieve gebied volgens de taxonomie van Bloom. Omdat het kursusmateriaal volgens vaste richtlijnen kan worden samengesteld, behoeft de ervaren docent hieraan zo min mogelijk tijd te besteden, zijn veld-tests overbodig, en is het materiaal gemakkelijk uitwisselbaar. De dialoog wordt tijdens de oefening in een beheerssysteem geregistreerd; hierin worden o.a; per vraagstuk de oplossing, de latentietijd, de verklaring van het antwoord en eventuele boodschappen tezamen met de leerweg bewaard. De didaktische werkvorm, die is ontworpen voor het CAD-onderwijs, bestaat uit hoorkolleges met demonstratiemethodes, oefeningen in het leren ontwerpen met CAI in CAD, diskussiegroepen of werkkolleges. Het didaktische proces wordt afgesloten met een schriftelijk tentamen in twee delen van respektievelijk een uur en twee uren, gescheiden door een pauze van vijftien minuten. In het eerste deel wordt de kennis van de leerstof getoetst, terwijl de studenten in het tweede deel moeten aantonen, dat zij voldoende intellektuele vaardigheden hebben in het oplossen van problemen met betrekking tot het ontwerpen van schepen. Voor het evaluatie-onderzoek werd een mengeling gebruikt van traditioneel onderwijs in het ontwerpen zonder CAD en nieuw ontworpen onderwijs in het ontwerpen met CAD. Het onderwijs bestond uit twee hoorkolleges, een instruktie, CAI-in-CAD-oefening(en), een groepsdiskussie en werd afgesloten met een schriftelijk tentamen. Doel van het evaluatie-onderzoek was na te gaan, of het nieuw ontworpen onderwijs: -adjunct CAI- effektief, funktioneel, efficient en tot tevredenheid van studenten en docent werkt. De studenten werden van meet af aan verdeeld over een kontrole- (KG) en een experimentele groep (EG). De studenten in de KG en in de EG volgden de hoorkolleges. De studenten in de KG zouden volgens plan de traditonele ontwerpoefening maken, wat door ziekte van een van de docenten niet is gebeurd. De studenten in de KG bleken van meet af aan minder gemotiveerd dan die in de EG. De EG maakte een CAI-in-CADoefening en een deel ervan nam deel aan de diskussiegroep. Beide groepen kregen hetzelfde ontwerpprobleem op te lossen, waarbij elke student een andere opgave kreeg. - 139 -
De effektiviteit is gemeten door gebruik te maken van de tentamenresultaten. Het tentamen' werd door de beide docenten in onderling overleg samengesteld. Het tentamenresultaat van de studenten in de EG bleek signifikant beter dan in de-KG. Dit wordt verklaard, doordat de studenten in de EG meer hebben geoefend. De voortgangskontrole met het beheerssysteem van CAI heeft erg motiverend gewerkt. In de KG werd zwaar onvoldoende of zeer goed gescoord, terwijl in de EG de laagste cijfers net onvoldoende waren en er meer hoge scores voorkwamen dan bij de KG. Tevens bleek, dat de hoorkolleges, waarin de theorie werd behandeld en de instruktie, waarin de theorie in praktijk werd gebracht, al een duidelijke bijdrage gaven in het kunnen toepassen van CAD-rekenprogramma's. De studenten in de EG hébben alleen 's avonds met CAI kunnen oefenen en hadden slechts een keer de mogelijkheid nog een extra oefening te maken. Zij waren daardoor niet in staat het eigen studietempo te bepalen, een van de hoofdkenmerken van een ISS! Dit werd mede veroorzaakt door een te klein aantal leerstations. Tien leerstations beschikten tezamen over een printer, wat ook veel te weinig bleek. De leerstations waren verbonden met een mainframe, hetgeen erg hinderlijk was toen daar een storing optrad. Bovendien waren de responstijden groot, hetgeen ook wat demotiverend werkte. Tenslotte bleek, dat de studenten nog maar weinig ervaring hadden in het werken met een terminal. Het CAI-systeem werd geprogrammeerd in een conversationele programmeertaal. Een dergelijke taal is onmisbaar voor het ontwikkelen van CAI. Tevens kunnen de studenten hiermee het leerstation als wetenschappelijke zakrekenmachine gebruiken. Tijdens het werken met deze taal bleek dat er ook serieuze bezwaren aan kleefden: 1.
de externe procedures het werkgeheugen verschillen in lengte met die in het sekundaire geheugen. De minimale groote in het werkgeheugen is 1 PAGE en neemt toe met stappen van 1 PAGE. In het sekundaire geheugen is dat 1/8 PAGE;
2.
het aantal programmeer-niveaus onbeperkt tot 4. Redundantie voorkomen;
3.
de studenten konden geen funktietoetsen gebruiken, waardoor de bediening van het leerstation niet eenvoudig was;
4.
het is erg vervelend voor de studenten, als zij niet via de terminal met elkaar of met de docent kunnen kommuniceren. Als er mondeling een dialoog plaats vindt tussen bijvoorbeeld een student en een docent, gaat deze belangrijke informatie verloren, omdat hij niet automatisch in het beheerssysteem kan worden geregistreerd;
in het werkgeheugen was bleek daardoor niet te
5. .. het aantal tijdelijke en permanente bestanden, tegelijkertijd geopend moet zijn, was beperkt tot 3.
dat
De remediering per computer bleekt erg nuttig. De meeste studenten maakten hiervan gebruik, als zij een vraagstuk verkeerd hadden opgelost.
- 140 -
Remediering, die niet per computer kon worden verstrekt, werd in de diskussiegroep door de docent verzorgd. De ervaring met de diskussiegroep leerde, dat de docent niet alleen moet ingaan op het oplossen van vraagstukken betreffende het kunnen toepassen van CADprogramma's. De studenten kunnen namelijk ook boodschappen aan het systeem opgeven. Soms zijn zij het niet eens met de oplossing van de computer en geven dit dan door aan het beheerssysteem. De docent moet deze boodschappen ook tijdens de diskussie behandelen, anders krijgen de studenten de indruk, dat er met hun boodschappen niets wordt gedaan. De diskussiegroep werd door de studenten als didaktische methode zeer op prijs gesteld. Er werd zeer geanimeerd aan deelgenomen. Een foutenanalyse van het tentamen leverde nog enkele interessante resultaten op, waar bij het ontwikkelen van de CAI-dialoog geen rekening mee was gehouden. De randomgenerator voor het aselekt kiezen van opgaven bleek geen onverdeeld sukses, doordat in de meeste kognitieve gebieden geen rekening was gehouden met de moeilijkheidsgraad. Elke student zou in ieder kognitief gebied in elk geval een moeilijk probleem moeten oplossen. Alleen oefenen van gemakkelijke opgaven bleek een nadelig effekt op het tentamenresultaat, omdat daar een moeilijk probleem moest worden opgelost. Nadere analyse van het tentamen leverde in verband hiermee ook nog op, dat de CAD-invoer in syntheseopgaven volledig leerling-gestuurd moet zijn, zonder beperkingen van het maximum aantal te wijzigen variabelen. De administratie (beheer) van CAI moet volledig automatisch met het beheerssysteem worden geregeld. Zodra er bijvoorbeeld informatie wordt verstrekt, die zowel voor de docent als voor de studenten van belang is, gaat deze informatie in de meeste gevallen voor de docent verloren, omdat of de student vergeet de hardcopy aan de docent te overhandigen of de docent vergeet erom te vragen. Uit een schatting van de onderwijslast van de docent die met CAI in CAD werkt en door de vergelijking met de onderwijslast in het traditionele onderwijs bleek, dat de docent evenveel tijd nodig zal hebben in beide onderwijsvormen. Er is met een evaluatieve-vragenlijst, die voor de CAI-oefening en direkt na het tentamen door de studenten moest worden beantwoord, gevraagd naar de mening van de studenten over het vakgebied ontwerpen en over het toepassen van CAI als didaktische werkvorm in het onderwijsleerproces. De attitude bleef in beide gevallen ongewijzigd en positief. Een docent, die van plan is adjunct CAI aan zijn onderwijsleermiddelen t.b.v. CAD toe te voegen, doet er goed aan eerst eens een tentamen samen te stellen met vraagstukken, die het gehele kognitieve gebied in de taxonomie van Bloom bestrijken. Toepassen van de taxonomie in het toetsen van kennis- en intellektuele vaardigheden (begrip t/m evaluatie) voor het kunnen oplossen van problemen kan met betrekking tot de begripopgaven nog eenvoudiger dan in deze studie is gedaan. Men moet dan de CAD-invoer als begripopgave beschouwen, door tijdens de CAIoefening het aantal en het soort foutmeldingen bij te houden en van elke variabele te laten verklaren, hoe de waarde ervan wordt bepaald. - 141 -
M
iQ
rr
rt
ID
ID
<
Dl
£ ID 0 3 »n
a r r
01
M M3
3
l-J
tr ID iQ
< Dl
3
ID
M-
3
o x rr c ID
r-1
a ia 3
r r
<
CO
01 ID 3
c
a
r-1
3 r r
Dl
X C 't
<
r r
ID rt
01
cr
i—
r r
1
!-•• a
*_i.
ui
ID
3
e
ID r r
x r r
•
MCO 1— 3 3 ID r r D> M
n
> O 1
o 3 r r
*
ID
in
rt
O 3" a ID ID rr O i TJ rr Dl H- 3 ID 3 3
<
<
h -
n i-n ID TJ 01 B i 3 0 TJ 3 (D 3 ►n
<
iQ
<
<
i—
a to
H" 3 r r
c
3 O
Bi
(D
rr
h-J
H* ID ID r i 3
rt
ID
C
Dl
O
n
•o
n
uQ
Dl
a
0 ID o
<
3
in
n
I - -
H'
ID
r r
ID
3
<
(D
tr 0
> a i
Qj
3
a
ID
n
ID 0 3 ID 0 3 ID r r
<
ID
3 O
*
M r r
r—
ID h"
JT
M
ID r r
ID'
r r
h -
►—
X
h'-
r r
> vO r r rr Ö a Bl ro ID B l 3 ID 3
3 O ID ID ID 3 3 a (D C 3 Q, r - - ID CO ID 77 rt
O ID € 3 ID H-* ID ID e 3 o m 0 3 a 0 Di ID •n 0 1 r 3 X
< a
ID r r
ID 3 N 3
(D 3
N
CT h^>
01
Ul.
a ID ID 3 r r
ID 3
ID 3 r h
Dl
c
r -
h -
01
r r
M> r r
ID
I_J.
Dl
7?
!-• 3
r r
H'
(D
■o h -
3 3
<
0 0 n
a
Dl
N
01
H-
e
!-•■
M-
3
CT a 01 I D 3 r~
ID 3
►-•
a
3
r r
I O
ID
M-
ID X 3 X ID h-
cr a
ID r * 3" 3 " I d ID r r
c
M ■0
ID 3
D> Di
<
£
rtt
Bl
r r
Oi in
ID
cr e j .
n ID
> o
<
Q J
ID
a
Dl
ID
<
I-"
3
3
a us 3
a
ID h*>
01 3 3 ■0 3" r-1 ID B l rr Bl rr CO
n*
n
rt
> M < Bl
1 3
M-
3 01 3 O H'
ID M-
3 ID
3 0 ID r r
< ID rt
£1
ID
a
Bl ■•
r r
cr n>
3 ID r r
ID 01
ID r-*
rt
Bl
3
ID ID 3 O
i D
ID n ID tO 01 r r rt
>1
ID
CO
rt
>C< O
a
M
ID
3
I-"
t_l.
3 I - "
a
ID
a
ID
r r
r "
l-h
ID
I_J.
n>
r-h
CO
3
rtt
X
H'
H"
c
3 0 3 ID (13 H - a rt ID ( D 3 rr I D a ID 3 ID 3
<
!-••
01
0 0
X
c
i d
ID
ID rt
r-1
O 3
c
ID
QJ
M-
ID
X ID M
m 01
01 r r
H* t_l>
Dl r r
cr
r r N ID
X j-i. ID 0 3 £ CO B> C rr N 3 O ID (D 3
<_!•
rtt
r "
CO
H
O
X
3
Dl Dl rt
ID
3
Bl r r
ID
O ID
X
3 r r
O 3 rt 3 Di C Di cr 3 H ID M ' ID O ID £ 3 rt 0
01 Oi
rr n ID UO ID M ID 3
a
M *
ID
rt
3
a
i£l
r r 'v
ID 3
3 O (D rr
cr > ID >-* 01 £
O 0 X
ID ID 3
01 01
X Di 3
01 rt
rt
a
•
ID r r
a n
M >
rt r r
!-»• !_!•
!-••
>
iQ
ID ID 3
0 rr.
!-••
O rt
CO
ID
tO
Bl
r r
ID
01 3
l-J
0
a
h -
rt
or
ID
i-"
3
3
M-
!-•• 3
3
rt
3
c
1—
X
iQ ID
O ID 3 O cr 3 r t 01 TJ c r Bl r r C H " ID rr X 0 ID ID ID =r m r t rr CO ID CO to r r rt
o
TJ
1
't)
!-••
n
<
CO
•
Bi rt
C
O
0
Q J
3" TJ
a en o
r r
3 r r
ID 3 ID ID 3
i
-
ID
i.
Bi
3
3 r r
B>
3"
X r r
ID
TJ C r r
ID
N
- !-*•
3" 3
3
UJ.
a O 3 a H " TJ o r r ID
0 TJ
i Q
ID 3
•
< O < ID 0 Dl
>< ID 3 < 1
3- a ID I D rr
ID
r r
rt
zr ID ID r r
lO
ID
< ID
ID rt M r—
UQ 3 ID i a cr i H'
iQ
ID
ID
a
CO
rr X C ID c H- 3 m 3 a
a
i-j-
r -
3
a
Q. ID
r->
ID
CO
O
X
rr 3"
ID ID r r cr
rtt
01 r r r—
3 "
< 0
>
H'
tn
3 X
iQ
O O X
a
Bl
>
ID w M 3 1 rr
a
rr. B i C 3 O X O r r IQ
r r
!-••
3
3
a ID 3 rr O 3 o 0 ID r t t B l r t 3 3 c
cr
zr
Q,
ID r r
ID
>
<<
Dl
H*
cr r r CO ID ID 01 ID 3 rr
<
—
ID
r> CO a c
Bi
X
rt
rt
1 ID 0 a ID 3 M* 3 3 r" Bl C ID r- X 3 r r O r - H' O B i O X ID
rt ID ID TJ n 01 ID D i N cr a 01 O 3 r t I D ID n !-• TJ r-* 3 rr o ID r t r r rtt TJ 3 0 ID a a a- ■< • ■ ID r t TJ 3 O I D ID ID rr 3 ID O rt rt Bl Di £ 3 3 X ID 3 iQ Oi 01 r r X O 3 3 a h3 01 CO 3 £ ID X cr 0 r r H< £ ID B l 0 3 0 ID m rt cQ m n 01 O a a ID a ID I D 0 ID ID 3 0 Dl r r rt 3 3 TJ 3 H 01 rt
a
ID
ID
3 -
>
ID 01 3 3
ID r r
Q.
ID ID ID ID X r r 3 cr r t 01 ID rr M 3 a £ a ID B l ID ID c r r ID Dl ID r r rt a rr i— O CO a ID B l ID r t 0 1 D l X CO O 0 Bl TJ 3 rr r t rr 3 H - It U3 01 0 cr Dl a ID 1— TJ 3 i— a 3 1—1. ID ID O ID M N Bl 3 M- M £ !_!■ Dl B l 0 rt Dl 3 l O Dl 3 ID 3 a 3 ID CD cr 3 ID O r t 3" h ID c ID O 3 O M* r r o lO 1 X 3 ID ID H n X ID 3 £ ID M 3 o a ID ID O n i 3 ID O I D a 01 ID c r t rr 0
< a
ID
(-"
rr ID 3
cr
ID rr 3 ID O ID
0 3 rr £ H*
X X ID M ID 3
• >
a
r— iQ
ID 3
a
-
a
Dl
3
t~>
3 ID ID
CO
Ml r r
N 0 3
H»-
a
c
ID M
01 X 01 01
!-■•
ID < ID i a ID
M l-J 0 ID ID TJ X rr O rt
Ml
Di r—
a
M >
a
ID
3 ID r r
1 n X
o
>
3
a
3
>
rt
a ■
Dl
H*
3 a 0
Dl
-
01
I- 1
0 0
l O
n
>
M 1
a
H' tO
ID
01
<
ID
i-j-
3 •O
• ia < 01 b IDrr M TJ ID
0 TJ 3 ID r r
a c rt ID N ID
«
H' LJ.
r r
3 Bi
N a ID ID
ID
>< < c or
ID t O 3 ID 3
cr ID
!-•• ID
IQ
>
<<
D ID ID a a ID CO 3 rr B l i— ID l - J 3 £ n O ID c 0 ID r t t O U 3 01 X X r r X O X ID 0 TJ B l M h-J TJ 3 H - r-- ID 3 ID r- ID
3
N 1 M3
<
<
M-
ID
l-iQ j l_l.
<
rr
ua
CO M
><
i_i.
l-J-
M
a
H'
s
rt
O
N 0 3
<
3
iQ
to
O ID 3"
>
a
£ 0
0
ID Q J
cr
rt
M
r r
a
rt
3
3
r r h -
C
i — :
H'
n
ID
Ha, 3 i-i-
<< ID ID
(D 3 ID M- 3 H-
< 0> a
X
c rt
<
(D
CO
£
Bl
O
0 r h
rID
ID r r
Q j
X
h-J
a o n
1
!-•• c
Bl
0 ID M 01 a c3 rr 01 C rr O 01 a (0 3 Q J rr ID M t Dl ID ID r r O 3
ID r r
<
<
O
< 3 !_!• Di
ID rt
3
0 3 rt <J a CO ID r r O a =r 0 ID r t 1— M ' ID c Mt-J' 3
ID i a 3 ID ID rr 3 CO r r 3 C c O Bl
Bl
ID cr r r ID 3 r r C rr ID a ID rt ID 3 ■» 3 rr Q J ID B l Bl 3 hr r rr CO
Q J
i£>
rt
X C r3 3 M - ID CO 3
Bi
o 3
r>-
N
O
M
O
rt
3
•
ID r r 3 O
Bl
ID
Bl rt
Bi X
ID
»< 0 • < TJO ID 3 < rt !-•■
ID
<
3
a io ID ID
3
< ID •n
cr ID O l_l.
ID
ID
CO
ID 0 ID 0 3 rt
iQ
rt
rr ID 3
< ID rt
l - l .
3
Oi
1 CO X ►< iQ £ O CO 0 r " ID r t rr i_i. cr r r ID rt a ■a» r t I D ID ID C 3 H* 3 rt £ X 01 I D ID X |Q r r r t CO 01 ID TJ 3 X O 3 3 o £ TJ ID X CO ID r r TJ M c rr ID 3 h-J N 3 cr a O ID a ID 3 ID CO 3 rr ID 3 (-■• CO 0 £ TJ O £ ID cr r r n O ID H ' r t Q J r t 3 l _ l ' a a 3 ID ID ID 3 r ID 3 iQ 3 ID O z ID i Q 3 3 3 Dl r r rt ID D i £ t— 01 01 H 01 3 3 3 X 3 rtt a X rt ID ID I D r r Bl ID r rt ID O J 3 rt ID a
•
i — -
a 0 3 r> c O
ID
r1*
k_i'
<
ID a ID D> 3 rr 0 ID
rtt
M-
ID
<
N O
ID 3
ID
1
r r
0 3
m O
ID 3
cr £ EC a O
>
3 r-* 3 "O 3 O ID r t CL 3 I D £ ID 3 Q . O
a
<
01 ra in rr r r 0 ID r- ID ID CO i Q c ID a ID ID (-■ ID 3 3 a ID TJ M * r r M- 3 n l_l. ID CO X CO ID 3 3
ID rr CO O 0
3
r!-•• r n n 3 S> (D a ID M m ID r t X 1 3 a X O £ rt
ID 3
rr O 3
ID
3
rt CO
X
3 01 N X
ID
X
ID
w-
Bl C
I—
rr
rt
3
r r
3
m
Oi
I - "
O
(-•• 3
cr r r
.
a
Bi r r
r r
O
3
M-
ID ID
ID
01 01
a,
ID
H-*
0
3
cr
ID
3
r-«
rr
r r
Mi
ID 3
ID
cr
01 r t 3 ID
r r
O TJ
* ID
1
ID r r
Bl r r
t-i.
i- -
h -
w
rt»
iQ
3 O
!-<• 01
rr M ID rtt
3 3 " ID Q, ID 3
3 a ID ID rr 3
rr 3 CO O
<
c
3" ID
r -
<
in f j
3
rr (0 3 rr
rt
M
ID
o
ID
ID
m
1—
r--
ID CO
< ID <
3
a
< ID
rr
M-
£
a H-
»-•• •
3 01 ID ca C ID 01 ■o rr k-"
ID
3 r r
M
O n ID 0 1
sr 3 x
»-" 3 ^ ID X a c • l_|. *-" 33 * ID N 3 • X
3
3 r r
Dl
<
X
< O
CO O X rt
3
a
ID
in
!-••
r -
n
o rn
(D o, 3 ID O 3 Qj ID o ID Oi n M 3 ID
a
C
I— UJ>
ID
O O X
3
N
pr Bl
rr
O
3
C
r—
a c
CO
Bi
H-
Dl
r r
H"
t-J.
cO
r r
l_l-
O ID to ID TJ 01 CO IT-
i—
c
Bi
r\
ID r-1 M-
ID n
rr
01 3 3
01
in
ID n
BI r r
a
ID O in ca 01 m
ID 3 01 rr l-h O 3 - ID D l 3 ID ID 7? r r rr 3 C
< < 0< < TJO 3 a 0 O ID
r r
> *-• H ID rr. r r • ID l/l
r r
1
a
l_|.
ID
3
01
r--
CO
<
ID rt
> >C
h-<
01
<3 > < *-*ID 301 011 01 3 3 3 < a CO- >Cr< ID O r 01 ID
a 3 01 £ ID 3 IS ID a. 0 1 |£> l - l »-l D> tr M . r r ID a 3 ■a I D 0 1 I D e H * o I - I x h l ID ID ID 3 ID c H - i - I 3 rt a H - UI B i X r r rr ID a co 0 1 r r Ui H 3- I— r3 3 £ (D I D ■■ e ID M- I Q a o rr r r
tO
M
cr
n> ID 3 01 ID I— T J a M - I D 3 3 X rr
ID CL 33 3 ID (D 3 r r £ ID O
(D
rt
r r ID
ID
3
Oi X
rr
ID r r ID ID 3 X
X ID 01 cr 3 3 ID 3" a ID n ID ID £ M n Dl 1 CO 01 X CO
<
&
M
a
a
i— tO
c rt
•< CO
c
3 3 ID 3.
£ 0 rt
a
ID 0 1 r r ID 3 c ID 3 CO I D cr ID 3 '3 r r rr D l O rt 0 r r r r ID h" 0 ID I D t O ID "0 3 n r— X TJ 0 TJ D l B i O B l r CO tO B l TJ Dl M TJ r r ID 3
(□
< ID
ID 3
< 0 0 rt
•
l-l
3
r-i
•«
ID a 3 Dl ■■ 3
Naar de adjunct niveau.
mening van CAI in te
de auteur, passen in
is het zeer zeker de moeite waard om het onderwijsleerproces op akademisch
- 143 -
Geraadpleegde literatuur
1.
Alderman. D.L, Evaluation of the TICCIT computer-assisted instructional system in the community college, ACM SIGCUE BULLETIN, July 1979, p 5-20.
2.
Allen. A.J, P. Atkinson, The Teaching of Computer-Aided Design of Feedback Control Systems, International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1974, p 583-587.
3.
Allred. D.H, TICCIT: Learner Controlled CAI, Brigham Young University, Provo, Utah, Technical report no 21, 14 April 1977.
4.
Andrews. D., Creative Ship Design, The Royal Institution of Naval Atchitects, 1981, p 447-471.
5.
Andrews. D., An Integrated Approach to Ship Synthesis, The Royal Institution of Naval Atchitects, 1985, p 73-102.
6.
Ausubal. D.P., Educational psychology: A cognitive view. New York: Holt, Rinehart and Winston, 1968, p 496-499.
7.
Bajpai. A.C, L.R. Mustoe, An Educational Philosophy for Scientists and Technologists using Computers, International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1974, p 601-606.
8.
Bason. F, Computer use in undergraduate physics teaching. Computers in Education, 1981, p 81-88.
9.
Beard. M, Computer Assisted Instruction: The Best of ERIC 1973-May 1976, ERIC Clearinghouse, Stanford University, California, August 1976.
10.
Beumer. M.G., P.B. van der Burg, A van der Ende, H.J. van den Herik, W.H.L.M. Pijls, S.C. van Westrhenen, D.H. Wolbers en A.J. van Zanten, Inleiding Informatica, Delftse Uitgevers Maatschappij, 1975.
11.
Bevan. N., R. Watson, The design and evaluation of a micro-computer based authoring system for trainers, IFAC/IFIP Conference "Training for Tomorrow", Leiden, The Netherlands, June 1983, 6 pages.
12.
Biran. A., Ship design system integrated around a relational database, Research Thesis, Technion, Haifa, 1986.
- 144 -
13.
Bitzer. D, Futures: Where will computer-assisted instruction (CAI) be in 1990?, Educational Technology 18, April 1978, p 61.
14.
Bloom. B.S, M.B. Engelhart, E.J. Furst, W.H. Hill, D.R. Krathwohl, Taxonomy of educational objectives. The classification of educational goals. Handbook I: Cognitive Domain, David McKay Company, New York, February 1968.
15.
Boardman. D, Using CAD programs in CAL, Computer and Education, Vol 3, 1979, p 381-389.
16.
Bork. A', Machines for computer-assisted learning, Educational Technology 18, April 1978, p 17-20.
17.
Bork. A, Educational Technology Center at the University of California, Computer Assisted Learning, 1980, p 37-53.
18.
Bork. A/ Learning with Computers, Digital Press, 1981. .
19.
Boulay. J.B.H, du and J.A.M. Howe, Student Teacher's Attitudes to Maths: differential effects of a computer-based course, Computers in Education, IFIP 1981, p 707-713.
20.
Bruner. J.S., Toward a theory of instruction, Cambridge. Mass.: Harvard University Press, 1966.
21.
Bunderson. C.V, The Design and Production of Learner- Controled Courseware For the TICCIT System: A Progress Report, International Journal Man-Machine Studies, 1974-6, p 479-491.
22.
Camstra. B., Leren en onderwijzen met de computer, H.F. Steinfert Kroese, Leiden, 1980.
23.
Cardo. A., G. Magrini and g. Trineas, Managing the Computer Aided Design of Small High-speed Craft and Sailing Yachts, 9 th International Symposium on Development of Interests to Yacht Architecture, HISWA, Amsterdam, 1986, p 165-182.
24.
Carroll. J.B., A model of school learning, Teachers College Record, 1963, 64, 8, p 723-733.
25.
CGO-SLIM, Onderzoekprojekt aan de Rijksuniversiteit Leiden, 1985.
26.
CATAM: Uittreksels. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1974. Chambers. J.A, J.W. Sprecher, Computer Assisted Instruction, Current Trends and Critical Issues, Communication of the ACM, Number 6, Volume 23, June 1980, p 332-342.
27.
28.
Clark. B.E, A.G. Shannon, A module in mathematics: description and evaluation, International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1980, p 133-141.
- 145 -
29.
Clarke. J.D, K. Buckles, Automated lecturing, International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1974, p 437-446.
30.
Cohen. V.B., Criteria for the evaluation of microcomputer courseware, Educational Technology, January 1983, p 9-14.
31.
Coursewriter, Interactive Instructional Authoring System: Course Authoring. Guide, I.B.M., Program Number 5567-011/SH20-2450-0, 1980.
32.
Damarin. F., Damarin. S.K., Response sets: implications of research on psychological testing for interactive computer-based instruction. Journal of Computer Based Instruction, Spring 1983, Vol. 9, No. 4, p 124-130:
33.
Date. C.J., An introduction to database systems, Addison-Wesley Publishing Company, World Student Series, third edition, ISB 0-201-14471-9, 1981.
34.
David. B.T, Computer aided design education: an overview. Computers in Education, IFIP 1981, p 193-198.
35.
Dean. P.M, Computer-assisted instruction authoring systems, Educational Technology 18, April 1978, p 20-30.
36.
Dershem. H.L, D.A. Smith, Mathematics and Statistics, Conduit State of Art Reports of Instructional Computing, 1979.
37.
Eames. M.C. and T.G. Drummond, Concept Exploration- an Approach to Small Warship Design, The Royal Intitution of Naval Architects, 1976, p 29-54.
38.
Einarsson. G, Computer-assisted instruction in communication engineering, Computer and Education, Vol 3, 1979, p 7-16.
39.
Eisele. J.E., Instructional Computing, Educational Technology, April 1982, p 36-37.
40.
Faddegon. J., P.G.M. Maathuis, A.G.M. Vrins, Aanbevelingen voor het ontwerp van mens-machine-dialogen, Informatie, Juli/Augustus 1981, p 476-483.
41.
ffl, Algemene onderwijskunde, Syllabus 1978-1979, kollegediktaat TH-Delft, afdeling der algemene wetenschappen.
42.
ffl. Algemene didaktiek, Syllabus 1975-1976, kollegediktaat THDelft, afdeling der algemene wetenschappen.
43.
Fouchier. J, Automatic elaboration of exercises in physics, Computers in Education, IFIP 1981, p 73-79.
44.
Fox. D.J, The research process in education, Holt, Rinehart and Winston, Inc, 1969. - 146 -
45.
Fox. J, N. Rushby, Guidelines for developping educational computer programs, Computer and Education, Vol 3, 1979, p 35-41.
46.
Frew. R.W., Computer education for teachers: a postgraduate approach, Computers in Education, IFIP 1981, p 685-691.
47.
Gage. N.L, D.C. Berliner, Educational Psychology, Rand Mc Nally Colege Publishing Company, Chicago, 1975.
48.
Gagne. R.M, The conditions of learning (Second edition). Second edition,1970.
49.
Gagne. R.M, The conditions of learning (Third edition), Third edition,1977.
50.
Gagne. R.M, L.J. Briggs, Principles of instructional design, Holt, Rinehart and Winston, New York, 1974.
51.
Gagne. R.M, L.J. Briggs, Principles of instructional design (Second edition), Holt, Rinehart and Winston, New York, 1979, ??? p.
52.
Gagne. R.M, W. Wager, A. Rojas, Planning and athoring Computer Assisted Instruction lessons, Educational Technology, September 1981 21(9), p 17-26.
53.
Gallin. C , Entwurf wirtschaftlicher Schiffe mittels Elektronenrechner, Jahrbuch der STG, 61'. Band, 1967, p 269-313. k8 diktaat TH-Delft.
54.
Gelder. L. van en I. van der Velde, Kind - school - samenleving, Groningen, 1968.
55.
Groot. A.D. de, R.F. van Naersen, Studietoetsen, Mouton & Co, deel 1 en deel 2, 1973.
56.
Groot. A.D. de. De kernitem-methode voor de bepaling van de caesuur voldoende/onvoldoende, Paedagogische Studiën, XLI, nr 26, 1964, p 425-440.
57.
Goldan. M., The application of modular elements in the design and construction of semi-submersible platforms, Research Thesis, THDelft, 1985.
58.
Halai Hull. C , N.H. Nie, SPSS update, New Procedures and Facilities for Release 7 and 8, McGraw-Hill Book Company, 1979.
59.
Hall. K.A, Computer-Based Education: The Best of ERIC June 1976-Mav 1980, ERIC Clearinghouse, Stanford University, California, November 1980.
60.
Handleiding bij de studie voor scheepsbouwundig ingenieur, THDelft, afdeling der Maritieme Techniek, 1978/1979 1985/1986.
- 147 -
61.
Hannum. W.H., L.J. Briggs, Systems Design Differ from Traditional Instruction, Educational Technology, January 1982, p 9-14.
62.
Harding. R.D, Computer Aided Teaching of -Applied Mechanics, International Journal of Mathematical Education in.Science and Technology, 1974, p 447-455.
63.
Harding. R.D, The CATAM project, Computer Assisted Learning in the United Kingdom, CET, 1975, p 183-198.
64.
Hartley. J.R, Some experiences with individualised teaching systems. Computer Assisted Learning in the United Kingdom, CET, 1975, p 121-148.
65.
Hartley. J.R, An appraisal of CAL in the United Kingdom, Journal of APLET, volume 15, number 2, May 1978, p 136-151.
66.
Hawkins. C.A, The performance and the promise of evaluation in computer based learning. Computer and Education, Vol 3, 1979, p 273-280.
67.
Henschke. W., Schiffbautechnisches Handbuch, Band 2, VEB Verlag Technik, Berlin, 1964.
68.
Hermans. H.J.M, Naar een optimale motivatie tot studeren, Pedag. Stud., 1971, p 237-244.
69.
Hermans. H.J.M, Motivatie en Prestatie, Swets en Zeitlinger b.v., 1975.
70.
Hermans. H.J.M, Handleiding bij de Prestatie Motivatie Test, Swets en Zeitlinger b.v., 1976.
71.
Hermans. H.J.M, Prestatiemotief en faalangst in gezin en onderwijs, Swets en Zeitlinger b.v., 3e druk, 1978.
72.
Hermans. H.J.M, Th.C.M. Bergen, R.W. Eyssen, Van faalangst tot verantwoordelijkheid, Swets en Zeitlinger b.v., 1975.
73.
Herstruktureren onderwijs maritiem ingenieur. Voorstel ex. art. IV derde lid Wet Herstructurering W.O. betreffende de studierichting der Scheepsbouw- en Scheepvaartkunde, TH-Delft, 1976.
74.
Hofstetter. F.T, The meaning of PLATO at the University of Delaware, Computer Assisted Learning, 1980, p 123-134.
75.
Hooper. R, Making claims for computers, International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1974, p 359-368.
76.
Howe. J.A.M, Artificial intelligence and education, Computer Assisted Learning in the United Kingdom, CET, 1975, p 295-317.
- 148 -
77.
Hussain. K.M, Privacy of data in education, Computer and Education, Vol 3, 1979, p 63-68.
78.
I.B.M., Conversational Programming System (GPS), Terminal'User's Manual, Program Number 360D-03.4-016, Second edition, February 1972.
79.
Ikonen. J, The integration of CAD/CAM systems at Wartsila Shipyards, ICCAS85, Triest, September 1985, p 285-291.
80.
Jacques. M, The O.P.E. system. Computer Assisted Learning, 1980, p 71-74.
81.
Jaeger. H.E., Het grote compromis, Rede, uitgesproken ter gelegenheid van de honderdzestiende dies natalis der Technische Hogeschool te Delft, op 11 januari 1958.
82.
Jaeger. H.E., Ontwerpen van schepen, dee!2: algemene gang van het ontwerpen, Kollegediktaat TH Delft, 1968.
83.
Johnson. D.C, R.E. Anderson, T.P. Hansen, D.L. Klassen, The impact of CAL on computer literacy in schools Computer in Education, 1981, p 517-524.
84.
Johnson. J.W (editor), Computers in Undergraduate Teaching, Conduit State of Art Reports in Selected Disciplines, 1977.
85.
Jones. A, Towards the right solution. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1974, p 337-357.
86.
Jones. M, TICCIT Application in Higher Education: Evaluation Results, Proceedings Conference New Directions in Educational Computing, Dallas, Texas, 1978, p 398-419.
87.
Jones. J.C., Design Methods, Wiley-Interscience, London, ISBN 0741447900, 1973.
88.
Kane. D, B. Sherwood, A computer-based course in classical mechanics, Computer and Education, Vol 4, 1980, p 15-36.
89.
Kantowski, Micro Computers for Problem Solving, Computers in Mathematical Sciences Edication Newsletter (Unversity of Delaware), November 1981, 1(3), p 6.
90.
Ke-shun. D, G. Xiu-ling, Computer Aided Learning for Structural Mechanics of frame systems, Research Institute of Engineering Mechanics, Dalian Institute of Technology, Dalian, China, 1981.
91.
Keller. F.S., Good-buye, teacher...., Personalized System of Instruction, 41 germinal papers, A selection of readings on the Keller Plan, 1974, p 3-12
- 149 -
Klauw, C.F. van der, Evaluation of education: a review. Paper written on behalf of the training seminar on evaluation at the third european. congress.of the european association of research and development into higher education,- Klagenfurt, January 2-6, 1979. Klerk. L.F.W. de en L.J.Th, van der Kamp, Objectieve studietoetsen, Beknopte handleiding, Stichting VAM, Voorschoten, 1966. Klerk. L.F.W. de, Inleiding in de onderwijspsychologie' Van Loghum Slaterus, Deventer, 1979. Klerk. L.F.W. de, Onderwijspsychologie (Tweede druk), Van Loghum Slaterus, Deventer, 1983. King. A., of Computer-based Instruction on Attitudes of Students ans Instructors: a rev, final report, Brooks AFB, Texas: Air Force Human Resources Laboratory, 1975, 33 pages. Knippenberg. W.J.M., F.A.J. Loos, Doelmatig hoger onderwijs? Verhoging van het studierendement, Delftse Universitaire Pers, 1983, 83 p. Krathwohl. D.R, B.S. Bloom, B.B. Masia, Taxonomy of educational objectives. The classification of educational goals. Handbook II: Affective Domain, David McKay Company, New York, April 1965. Kulik. J.A, C.C. Kulik, P.A. Cohen, Effectiveness of Computer-based College Teaching: A Meta-analysis of Findings, Review of Educatioanl Research, Vol. 50, No.4, 1980, p 525-544. Kulik. J.A., P. Jaska en.C.L.C. Kulik, Research on component features of Relief's personalized system of instruction, Journal of Personalized Instruction, 1978, 3:1, p 2-14. Kupras. L.K., Computer Methods in Preliminary Design, Delft University Press, 1983, 221 pages. Kurtz. B.L., A. Bork, An SADTtm model for the production of computer based learning material, IFIP Conference "Computers in education", 1981, p 375-384. The Netherlands, June 1983, 6 pages. Kurz. G, R. Eggensperger, G. Voss, Comparing traditional and modern ways of teaching engineering students mathematics and physics, Proceedings Conference New Directions in Educational Computing, Dallas, Texas, 1978, p 276-281. Lahey. G.F, Learner control of computer based instruction: A comparison to guided instruction, Proceedings Conference New Directions in Educational Computing, Dallas, Texas, 1978, p 526-535.
- 150 -
105. Langenberg. H., Methodology and system approach in early ship design in a shipyard. Paper No. 4, 1984, p 31-40. 106. Laudato. N.C. and R.A. Roman, Computer-Assisted Instruction in Word Problems: Design and Assessement, American Educational Research Association Annual Meeting, Washington, D.C., 1975, 38 pages. 107. Leiblum. M.D, Screening for CAL, Computer and Education, Vol 3, 1979, p 313-323. 108. Leiblum. M.D, Factors sometimes overlooked and underestimated in the selection and success of CAL as an instructional medium Computers in Education, 1981, p 277-283. 109. Lord. F.M., Tests of the same legth do have the same standard error of measurement, Research Bulletin, 1958, 13 pages. 110. Lord. F.M. and M.R. Novick, Statistical Theories of Mental Test Scores, Addison-Wesley Publishing Company, 1968. 111. Lorentz. J.D, D. Kavlie, A design procedure for practical subdivision of tankers satisfying IMCO regulations, ICCAS76, Gothenburg, IFIP 1976, p 101-110. 112. Lower. S.K, Computer-assisted learning in context, Computer Assisted Learning, 1980, p 155-175. 113. Lyon. T, A calculator-based preliminary ship design procedure, Marine Technology, Vol. 19, No. 2, April 1982, p 140-158. 114. Mace. D.R, T. Crowe, J.H. Jones, The Use of Minicomputers in Higher Education in the United Kingdom, International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1974, p 543-548. 115. McGettrick. A.D., Objectives in computer science education and the role of mathematics, Computers in Education, IFIP 1981, p 761-766. 116. Mettes. C.T.C.W., A. Pilot, Over het leren oplossen van natturwetenschappelijke problemen: Een methode voor ontwikkeling en evaluatie van onderwijs, toegepast op een kursus Thermodynamika, Proefschrift, Technische Hogeschool Twente, 1980. 117. Mettes. C.T.C.W., Probleemoplossen en onderwijs: onderzoek naar het leren oplossen van problemen, ORD'84, TH Twente, 30 p. 118. Mitchell. P.D, Can CAL link the theory and practice of instruction, Computer and Education, Vol 3, 1979, p 295-307. 119. Mitzel. H.E., Best J.H., Rabinowitz W., Encyclopedia of Educational Research, deel 2, Economics to Learning, Macmillan and Free Press, ISBN 0-02-900370-9, fifth edition, 1982, p. 853-854. - 151 -
120. Moonen. J, Computer gestuurd onderwijs, Proefschrift, RU-Leiden, 1978.
121. Moonen. . J , The teaching of s t a t i s t i c s and CAL, Computer A s s i s t e d Learning, 1980-CAL, p 2 7 - 3 6 . . 122. Moonen. J, De functionaliteit van computer gestuurd onderwijs, Subfaculteit Psychologie, RU-Leiden, maart 1981. 123. Moonen. J, H. van Dissel, Computer-aided learning: a time-sharing system versus a stand-alone computer. International Conference on APL, June 24-26, 1980. 124. Moonen. J. en F. Gastkemper, Computer gestuurd onderwijs. Aula pocket 811, 1983. 125. Moss. W.D, CAL packages for civil engineering hydraulics and structural design, Computer and Education, Vol 3, 1979, p 391-399. 126. Murphy. R.T, L.R. Appel, Evaluatiom of the PLATO-IV computer-based education system in the community college, ACM SIGCUE. BULLETIN, January 1979, p 12-28. 127. Murphy. R.D, D.J. Sabat and R.J. Taylor, Least cost ship . characteristics by computer technigues, Presented to the Chesapeake section of the Society of Naval Architects and Marine Engineers, October 23, 1963, Washington D.C. 128. Nijhuis. W, Controlling Dataprocessing in the Development of Consumer Products, SEFI Annual Conference 1984, University of Erlangen-Nurnberg, Augustus 28-30, 1984, p 279-292. 129. Norman. H.Nie, C. Halai Hull, J.G. Jenkins, K. Steinberger, D.H. Bent, Statistical Package for the social sciences (SPSS), second edition, McGraw-Hill Book Company, 1975'. 130. Norman. H.Nie, C. Handlai Hull, SCSS, The SPSS inc. conversational system, release 3.1, preliminary user"s manual, January 1979. 131. Norman. H.Nie, C. Halai Hull, Mark. N. Franklin., e.a., A user"s guide to the SCSS conversational system, McGraw-Hill Book Company, 1980. 132. Oian. J., P.F. Sorensen, J.F. Mack, K. Jacobson, Interactive AUTOKON: Focussing on the Information System, ICCAS79, Strathclyde, 1979, 9 pages. 133. Patterson. C, J.L. Wearing, Short Course Training in. Finite Element Analyses at the University of Sheffield, International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1974, p 565-570.
- 152 -
134. Plomp. G., Leren over informatie technologie: noodzaak voor iedereen, Staatsuitgeverij, 's-Gravenhage, 1982. 135. Polya. G., How to Solve It, second edition, Garden City, New York: Doubleday and Company, .Inc., 1957. 136. Saarilahti. J, Computer Programs in Ship Design, Shipping World & Shipbuilder, April 1973, p 416-418. 137. Sakamato. T, K. Kimara, M. Shimada, S. Ozawa, T. Okamoto, Evaluation methods for improving CAL materials. Computer and Education, Vol 3, 1979, p 281-291. 138. Saunders. J. and F.H. Bell, Computer-enhanced algebra resources: their effects on achievement and attitudes, Int. J. Math. Educ. Sci. Technol., 1980, Vol 11, No 4, p 465-473. 139. Schneekluth. H., Entwerfen von Schiffen und Randgebiete, Vorlesungsmanuscript, Lehrstuhl fur Schiffbau, Entwurf und Dynamik Rhein-Werf, Technische Hochschule, Aachen, 1975. 140. Schoenfeld. A.H., Beyond the purely cognitive: Belief systems, social cognition and metacognitions as driving forces in intellectual performance, Cognitive Science, No. 7, p 329-363. 141. Scriptw, Waterloo Script Reference Manual, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, 1977. 142. Sharp. R.W, Man-Machine Communication, International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1974, p 307-316. 143. Sherwood. B.A., The TUTOR Language, Control Data Education Company, ISBN 0-918852-00-5, 1977. 144. Smith. P.R, Computer assisted learning in engineering, Computer Assisted Learning in the United Kingdom, CET, 1975, p 149-163. 145. SPSSX User's Guide, second edition, Mc Graw-Hill Book Company, ISBN 0-07-046553-3, 1986. 146. Steinberg. E.R, Critical decisions: An Evaluation of a CAIEvaluation, Proceedings Conference New Directions in Educational Computing, Dallas, Texas, 1978, p 420-428. 147. Stoer. J., Einfuhrung in die Numerische Mathematik I. 148. Vahl. T., The role of the electronic computer in the integrated ship design, Secretariat Symposium Shipbuilding, 1972. 149. Vastenhouw. J. en W. Jochems, Klausmeier en haar belang voor het onderwijs, Pedagogische Studiën, 1984 (61), p 431-443.
- 153 -
150. Verhasselt. R.f The Use of the SCHIFFKO CAD-system at Boelwerf, ICCAS85, Triest, September 1985, p 87-96. 151. Vink. H.A, Th.R.C. Bonnema, Een voorbeeld van CAI: Oefenkursus digitale schakelingen, Informatie, jaargang 17, nr 7/8, juli/augustus 1975, p 344-402. 152. Warries. E.W, e.a., Beheersingsleren een leerstrategie, WoltersNoordhoff, Groningen, 1979. 153. Weenig, F, Conceptontwerp algemene bulkcarriers en OBO's met behulp van regressieanalyse, 4de jaars scriptie, TH-Delft, 1983. 154. Wijvekate. M.L, Verklarende statistiek, Aula-boeken 39, 1979. 155. Zinn. K.I., An overview of current developments in CAL in the United States, Journal of APLET, volume 15, number 2, May 1978, p 126-135.
- 154 -
Bijlage A TENTAMEN JANUARI 1986
TECHNISCHE HOGESCHOOL DELFT Afdeling der Maritieme Techniek Vakgroep Ontwerp en Exploitatie van Maritieme Objekten Naam van de student:
DIT BLAD NA INVULLEN INLEVEREN! Deel I van het tentamen MT3 op woensdag 29 januari 1986. T i j d: 1 uur.
Alleen van de vrijboordberekening mag u alle gegevens tijden het gehele tentamen gebruiken. Alle andere informatie van het kollege MT3, ook van het onderwerp ontwerpen, mag niet worden gebruikt. Deel I van het tentamen bestaat uit 10 meerkeuze vragen met elk 4 alternatieve mogelijkheden. Slechts 1^ van deze alternatieven is juist en behoort bij de bewering. BEGRIP-OPGAVEN 1.
Met behulp van de deadweight-schaal uit de vaktechnische publikatie van een gebouwd schip kan ik bepalen: a.
het hoofdvermogen;
b.
het lege scheepsgewicht;
c.
de ruiminhoud;
d.
de ballastkapaciteit. Ik kies alternatief:
Bij het maken van een vrijboordberekening gebruik algemeen plan voor het bepalen van: a.
de standaardzeeg;
b.
dikte stringerplaat;
c.
de virtuele zeeg;
d.
de volheidskoefficient. Ik kies alternatief:
De proeftochtsnelheid dient onder andere kondities opgemeten te worden:
onder de
ik
volgende
a.
schoon schip, diep water bij Beaufort <= 4;
b.
bij Beaufort < 2, stromingsloos water, 90% MCR;
c.
stromingsloos water, schoon schip, golfhoogte < 2m;
d.
in vlak, diep water bij Beaufort <= 2, schoon schip. Ik kies alternatief:
- 156 -
het
4.
De waterballast nodig voor:
van een
gedeeltelijk beladen
a.
het verkleinen van de slingertijd;
b.
de juiste trim en stabiliteit;
c.
het vergroten van de waterverplaatsing;
d.
het onder water houden van de bulb. Ik kies alternatief:
- 157 -
vrachtschip is
TECHNISCHE HOGESCHOOL DELFT Afdeling der Maritieme Techniek Vakgroep Ontwerp en Exploitatie van Maritieme Objekten Naam van de student:
DIT BLAD NA INVULLEN INLEVEREN! Deel I van het tentamen MT3 op woensdag 29 januari 1986. V e v o 1 g.
KENNIS-OPGAVEN 1.
2.
De belangrijkste rederseisen zijn onder andere: a.
deadweight, snelheid, motorvermogen;
b.
aktieradius, soort luiken, spantafstand;
c.
deadweight, snelheid, aktieradius;
d.
ruiminhoud, soort laadgerei, motorvermogen. Ik kies alternatief:
Een koelschip heeft een lengte van 100 m, een brug met een lengte van 10 m en een hoogte van 2.5 m, en een bak met een lengte van 10 m en een hoogte van 2.3 m. Het percentage van de aftrek voor een bovenbouw bedraagt in dit geval:
a.
12.70 %;
b.
11.35 %;
c.
14.00 %;
d.
10.00 %. Ik kies alternatief:
Voor een 177 m lang vrachtschip met houten luiken geschikt voor houttransport, moet het tabellarisch vrijboord worden gekorrigeerd met: a.
+ 306 mm;
b.
-2357 mm;
c.
+2855 mm;
d.
- 306 mm. Ik kies alternatief:
- 158 -
4.
Het specifieke gewicht van het stalen kasko vergeleken worden op basis van: a.
L * (B + T);
b.
L * (B + D);
c.
L * B * T;
d.
L * (B - D). Ik kies alternatief:
Het specifieke gewicht van de vergeleken worden op basis van: a.
volume akkommodatie;
b.
oppervlak bovenbouwen;
c.
aantal bemanningsleden;
d.
aantal dekhuis lagen. Ik kies alternatief:
kan bijvoorbeeld
inrichting kan
bijvoorbeeld
De toleranties, die in het algemeen kontraktueel geaccepteerd worden ten aanzien van respektievelijk deadweight, snelheid, ruiminhoud en brandstofverbruik van de hoofdmotor zijn: a.
2 %, 0.1 kn, 1 %, 5 %
b.
1 %, 0.2 kn, 2 %, 5 %
c.
2 %, 0.2 kn, 2 %, 5 % 1 %, 0 . 2 kn, 1 %, 5 %. Ik k i e s a l t e r n a t i e f :
p a u z e
- 159 -
TECHNISCHE HOGESCHOOL DELFT Afdeling der Maritieme Techniek Vakgroep Ontwerp en Exploitatie van Maritieme Objekten
DIT BLAD KUNT ü BEHOUDEN! Deel II van het tentamen MT3 op woensdag 29 januari 1986. T i j d: 1.5 uur.
TOEPASSINGSOPGAVE:
vrijboord
Maak de vrijboordberekening voor het vrachtschip "ORBITA" af door de zeegkorrektie te bepalen alsmede de effektieve lengte van de bovenbouw en minimum boeghoogte. Het schip is gepubliceerd in "Shipping World and 'Shipbuilder" van februari 1973, op bladzijde 229 e.v., zie de bijlage.
I | | | | | |
Reeds bekend zijn
Legenda
het tabellarisch vrijboord F gekorrigeerd voor CB de vrijboordkorrektie voor de holte de vrijboordkorrektie voor de bovenbouw
F FCB DEC DS
-+ = = = =
2385mm 2454mm 796mm 38mm
| | | |
Ga als volgt te werk: a.
Bepaal eerst alle onafhankelijke variabelen het CAD-programma).
b.
Los vervolgens bovengenoemd probleem op.
EVALUATIE-OPGAVE:
(invoer van
vrijboord
a.
Hoe groot is het werkelijke vrijboord van de "ORBITA"?
b.
Verklaar het verschil tussen het berekende vrijboord (zie resultaat toepassingsopgave hierboven) en het werkelijke vrijboord.
EVALUATIE-OPGAVE:
gewicht
a.
Bepaal de diepgang.
deadweight en
het deplacement
b.
Bepaal het lege scheepsgewicht bij een vrijboord van 6 m.
- 160 -
op de
maximum
TECHNISCHE HOGESCHOOL DELFT Afdeling der Maritieme Techniek Vakgroep Ontwerp en Exploitatie van Maritieme Objekten
B I J L A G E
VAN
Deel II van het tentamen MT3 op woensdag 29 januari 1986.
Wegens redenen van copyright is de publikatie van het vrachtschip de "ORBITA" niet in bijlage A van het proefschrift opgenomen. In de synthese-opgave op de volgende bladzijde is te zien, welke waarden de studenten hadden moeten invullen. Zij hadden hiervoor o.a. nodig de tabel met hoofdafmetingen, de deadweight-schaal en het algemeen plan.
- 161 -
TECHNISCHE HOGESCHOOL DELFT Afdeling der Maritieme Techniek Vakgroep Ontwerp en Exploitatie van Maritieme Objekten
DIT BLAD NA INVULLEN INLEVEREN! Deel III van het tentamen MT3 op woensdag 29 januari 1986.
Naam van de student:
T i j d: 15 minuten.
SYNTHESE-OPGAVE Een reder wil van de "ORBITA" een vrijdekschip maken, waardoor het tweede dek vrijboorddek wordt. De met * gemerkte onafhankelijke variabelen van de "ORBITA" dienen dan te worden gewijzigd voor het nieuwe "ontwerp". Onder de tussenoplossingen van de "ORBITA" zijn 4 alternatieven voor het ontwerp berekend, waarvan slechts 1 alternatief het juiste is. ONAFHANKELIJKE VARIABELEN (= invoer voor het vrijboordprogramma). +
+
I
I
|
|
betekenis
L*
D*
CB*
| |
"ORBITA" ontwerp
153.3 13.4 .719 151.5 10.05 .695
betekenis
LS3*
TYP TIM HAT SP* 1 0 1 0
0 0
TDE
.016 0 .012 0
LSI
LS2*
1
0 0
0 151.5
| |
+
|
|
| |
|
+
HS1
HS2*
HS3
SA1* SA2* SA3
SF1
SF2* SF3*
| +
"ORBITA" ontwerp
10.75 0 10.65 0
0 3.35
2.7.25.1 2.7 0 0
0 0
0 0
.5 0
1.4 0
I
| j
I
+
+
TUSSENOPLOSSINGEN: (= resultaten van de deelberekeningen vrijboord) +
+
I
I
|
|
betekenis
|
"ORBITA"
|
I | i I
alt
F
FCB
2385
2454
DEC 796
DS 38
SC
MBH
BH
-386
5791
7681
|
1 | +
ontwerp
(1 (2 (3 (4
2133 2385 2344 2344
2156 2454 2370 2370
-10 795 -10 0
1070 1053 1070 308
-99 -189 -99 -286
5849 5791 5849 5849
7214 5073 7428 5063
| | | |
I
I
+
+
Ik kies alternatief: Ik beschrijf kort en bondig op de achterzijde van dit mijn keuze ben gekomen.
- 162 -
blad, hoe ik tot
Bijlage B STEEKPROEFRESÜLTATEN 1986
TENTAMENRESULTAAT VRIJBOORD CAI K2 K3 B2 B5 Tl T2 T3 T4 SS EE 1 2 3 4 5
e
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
COMPUTE
1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0
1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0
1 2 1 0 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 1 2 1 0 1 2 1 2 2 1 1 1 1
0 1 0 1 1 0 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0
0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0
1 3 2 4 3 2 4 4 2 2 4 3 2 2 3 4 0 1 1 1 1 2 1 3 2 3 0 2 0 1 0
1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1
1 2 1 3 1 3 1 3 3 3 2 2 3 3 1 1 0 1 1 0 0 3 1 3 0 3 3 0 0 2 2
2 2 2 1 1 1 2 2 1 2 1 2 0 2 1 2 1 1 1 1 2 0 2 1 1 1 1 0 0 0 1
SOM 9.00 12.00 9.00 12.00 8.00 9.00 15.00 15.00 13.00 14.00 14.00 14.00 10.00 14.00 11.00 14.00 3.00 7.00 7.00 5.00 5.00 10.00 5.00 14.00 8.00 13.00 8.00 8.00 3.00 4.00 6.00
SOM=K2+K3+B2+B5+Tl+T2+T3+T4+SS+EE
- 164 -
I
U U M h J M M U M M N M M H H H H H P H H P H H O k 0 0 1 ^ m U l b U M H O 1 0 C 0 N j 9 l ( A « U M P O U ) 0 9 > J 0 \ ^ f r U M H '
o w o o » o
OOOOOOOOOOOOOOOWWh-h-H'tOI-'NJh-NJH'l-'MrOH-H'
O > M
n o n c o a i 9 i o o o c o O N j o f t o o o o N i o o a t t o « o ^ a ) > ] ^ > i u i
N>
M t) en en M M
oosjsio)io>io\Q]coN]ouiuiotaiooicoco^sjao^coa>jconoicoao
Z >
f
z o w
M
+ z
z en o
>
TJ ►9
n z
LnuiooouiuiOLnooouiLnooouiuiuiLnuiouiouiLnoouio o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
►3
^ ) O M N l ^ U ) M H N M O t C l s l ^ O U M ^ i n n O H « O O M O M H U l u l < > l Q O U 1 O I O O 3 U U n \ 0 H M O U O > O 1 O « U m w O U 7 k C O I 0 y Q U 1 O O s ] O 9 l O H U I f t U n C D U I H U I O O a H H M H H I O A C O U t O U I U I H N U l O H N ^
13
I
INVLOED PRESTESTRESULTAAT OP TENTAMENRESULTAAT CAI PB PI P2 P3 . P.4 PRE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
COMPUTE COMPUTE
1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 3 0 3 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0
3 0 0 3 0 0 3 3 3 3 0 3 3 3 3 3 3 3 0 3 3 3 0 0 3 3 0 0 3 0 0
1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0
2 2 0 2 0 0 0 2 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
6 4 0 7 0 1 4 9 4 7 1 5 8 7 4 5 4 3 1 4 3 4 0 0 5 7 0 0 4 0 0
PRE$ 10.80 7.20 .00 12.60 .00 1.80 7.20 16.20 7.20 12.60 1.80 9.00 14.40 12.60 7.20 9.00 7.20 5.40 1.80 7.20 5.40 7.20 .00 .00 9.00 12.60 .00 .00 7.20 .00 .00
PRE=PB+P1+P2+P3+P4 PRE$=PRE*18/10
166
n o o o
3 X T3 "O G C i-3 i-3
w ra
I
W U M W M W M M W W U W H I - ' H H H H H H H H H O I O < B v J m ( J l « U N I - ' 0 « a ^ l n u 1 A W U H O U > 0 3 ^ 9 1 U I ^ U M H O O O O O O O O O O O O O O O W ( O I -
,
1
H I - ' N J M K > I - ' W H » H ' I - ' W H I - '
W t - h - O O ^ O H ^ O I - ' O O O O I - ' O O H h - l - ' l - ' l - ' O h - l - ' O O H - O I - H '
I-
O . V - ' l - ' h - ' O h - ' l - ' l - ' l - ' W I — ■—' I—' *—• ►—• I—• I— I—'l—'l—'l—'!—•»—•l—'l—'l—'l—'l—' »—■ h-» I—*
S M
> io
c< ca
l-'l-'H-l-'l-iWV-'OI-'H-l-'l—
> ui
t-1
o +
+ + v
I d U U I O H U M I O M U I O M M M l O M N U U U U U N U U M U U M U U
O
h
> > \-> II
O > 3>
t-
II > ï» Is»
l—h-OI-'h-l-'h-^l-'H'h-h-h-'H-H-'^h-l-'W
>
G
J
b't-'OOI-'H*OOI-'OOOMOH'OH'h-MH'h-l-'H-l"'l--0*--WHll--
■ •
•
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
wM w "O w
O
o
> O
CO
o *3 w z ►3
ra
en
C t-i "-3
ATTITUDE T.O.V. ONTWERPEN VOOR CAI(EG + 7 KG) CAI V01 V06 V15 V20 V27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
RECODE COMPUTE
1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 5 5 5 3 5 5 4 4 4 2 5 5 5 5 3 0 4 0 0 0 5 0 0 5 1 0 0 4 5 4
4 5 5 4 2 4 4 4 4 3 4 5 4 5 5 4 0 4 0 0 0 5 0 0 5 5 0 0 4 5 4
5 4 5 4 1 4 5 4 5 5 5 5 5 5 5 5 0 5 0 0 0 5 0 0 5 5 0 0 5 5 4
5 5 5 4 3 4 5 5 4 4 3 5 5 5 5 5 ' 0 4 0 0 0 5 0 0 5 5 0 0 3 5 4
4 4 4 3 3 4 4 4 4 4 2 3 4 5 4 4 0 3 0 0 0 3 0 0 5 4 0 0 3 5 2
AOV 4.40 4.60 4.80 4.00 2.40 4.20 4.60 4.20 4.20 4.00 3.20 4.60 4.60 5.00 4.80 4.20 .00 4.00 .00 .00 .00 4.60 .00 .00 5.00 4.00 .00 .00 3.80 5.00 3.60
V01 V15 V20 V27 (5=1) (4=2) (2=4) (1=5) AOV=(V01+V06+V15+V20+V27)/5
- 168 -
n » ow 2 Q
•o o c o
U W N M M N W N W M W N H P H P r H H H H H H O ^ V ^ 0 I U 1 A U I 0 H O O 0 3 s l m ^ » U M H O V 0 C 0 « J 0 I U ) A U I 0 H O O O O O O O O O O O O O O O W I O I - h - l - ' W M W t - W H ' l - ' l - ' M I - ' H -
M > O O o a i-
A U 1 » O l A ^ U I U I U 1 U 1 ( J 1 J k O U 1 ^ b U l i n U ) A ^ » U A U I U 1 U ^ U 1 V U 1
o
~ o o ^
O
UI
O
O
+ o O
O MU)^O^U1U1U1U1AUI(TOi>(AUlU1U1UIU1AUIUU1UIUIIO»U)ftA
ftU)UO»Ü1<>U1U>^U1AO»U)U1U1Ut^u1Mjk»»AU1IJ«U1HU1
M O
O
N>
O m
+— o w—
O
z
» Rl Z
3 Rl Z ►3
W II O >-
~J ** — II UI * -
1
M
o
ii
o ui + O O M
>
M O n O M O M D O m G O A O O K J O A M O a C O f f M & f f i O f r a D m i T I O M » o oooooooooooooooooooooooooooooo
> O z
z 5
ATTITUDE T.O.V. CAI VOOR CAI(EG + 7 KG) CAI V12 V23 V24 V25 V28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
RECODE COMPUTE
1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5 4 4 5 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 0 3 0 0 0 5 0 0 4 4 0 0 4 5 4
4 4 4 4 4 4 5 4 4 5 2 3 5 5 5 5 0 3 0 0 0 4 0 0 4 5 0 0 5 4 4
4 3 2 2 2 2 4 1 4 4 1 4 4 2 4 3 0 3 0 0 0 2 0 0 3 2 0 0 2 4 3
4 5 4 4 3 4 5 4 4 4 4 4 5 5 4 5 0 3 0 0 0 3 0 0 4 4 0 0 4 5 4
ACV
4 4 4 4 3 4 4 4 5 2 4 4 4 4 4 5 0
4.20 4.00 3.60 3.80 3.20 3.60 4.40 3.40 4.20 4.00 3.20 4.00 4.60 4.20 4.40 4.60
4<
3.20
.00
0 0 0 2 0 0 4 5 0 0
.00 .00 .00 3.20
.00 .00 3.80 4.00
.00 .00
4'
4 5
3.80 4.40 4.00
V12 V25 (5=1) (4=2) (2=4) (1=5) ACV=(V12+V23+V24+V25+V28)/5
- 170 -
ATTITUDE T.O.V. CAI NA TENTAMEN(EG + 7 KG) CAI. Ql2.. .023 Q24 Q25 Q28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
RECODE COMPUTE
1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2 4 5 5 3 4 4 4 ■4
4 4 3 4 4 5 5 5 3 0 5 3 4 4 1 4 1 4 0 4 5 4
4 4 4 4 4 3 4 2 3 2 4 4 4 4 5 1 4 4 4 1 5 2 3 2 4 4 5 4 4 4 5 4 5 1 3 3 0 0 4 3 4 3 3 3 3 3 1 3 4 3 2 1 4 3 0 0 2 3 5 •5 3 4
4 4 4 4 3 4 4 4
4 4 3 4 4 5 5 5 5 3 0 4 3 4 4 4 4 1 4 0 3 5 4
4 4 4 4 4 4 4 2 4 2 5 4 4 4 5 5 5 3 0 4 3 2 3 3 5 3 3 0 4 4 4
ACN 3.60 4.00 4.00 3.80 3.00 4.00 4.00 3.20 4.00 3.00 3.80 3.20 4.00 4.40 4.60 4.80 4.20 3.00 .00 4.00 3.20 3.20 3.40 2.40 4.00 1.60 3.60 .00 3.20 4.80 3.80
Q12 Q25 (5=1) (4=2) (2=4) (1=5) ACN=(Q12+Q23+Q24+Q25+Q28)/5
- 171 -
ATTITUDE T.O.V. HET KURSUSMATERIAAL VOOR CAI(EG) CAI V08 V17 V18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
RECODE COMPUTE
1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 3 4 3 2 3 4 4 2 4 4 4 5 5 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2 4 4 4 4 3 5 4 3 3 4 4 5 5 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 4 3 4 3 4 5 4 5 3 5 3 5 5 4 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
AKV 3.33 3.67 3.67 3.67 3.00 3.33 4.67 4.00 3.33 3.33 4.33 3.67 5.00 5.00 4.00 3.67 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
V08 V18 (5=1) (4=2) (2=4) (1=5) AKV=(V08+V17+V18)/3
ATTITUDE T.O.V. HET KUHSUSMATERIAAL NA TENTAMEH(EG)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
RECODE COMPUTE
CAI Q08 017 Q18
AKN
4 3 4 4 4 4 4 4 5 5 5 4 3 4 5 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3.33 3.67 4.00 3.67 3.00 3.33 3.67 4.33 3.00 4.00 4.67 3.33 3.67 4.33 4.33 4.33 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 4 4 3 2 4 4 5 2 4 5 2 4 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2 4 4 4 3 2 3 4 2 3 4 4 4 5 4 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Q08 Q18 (5=1) (4=2) (2=4) (1=5) AKN=(Q08+Q17+Q18)/3
173
O 53 O B)
>
3 n
>0 C i-3 W
O D B
►9 M •"3
W W W W N W M W W W M W H
H O t O C O s l O l U l ^ U W H O ^
cov]olulJiw^JHO«)ca^JO^UlüUl^)^-
,
n O O O O O O O O O C D O O O O O N J N J F
J
^ M N ) M t O l - ' N ) ( ~ ' H
t O h
J
> M
U ) U ) ^ * * * » i » n t t * * » i - n
NJ
O O O O O O O O O O O O O O O i ^ t v J ^ O J U l J i L J ^ i K J ^ ^ L Ü ^ J ^ t O f k
< o
,
l -
J
t - -
o o o o o o o o o o o o o o o w m * » U J U > i - ' i -
> o< < < o** o + <
J
n
U)
^ ■ »
M
O
O O O O O O O O O O O O O O O 4 = * J i » L n i J 1 L 0 U l N J * » L J L n ^ ^ i C k
(
e k
l
^ ^
-J
£>
O O O O O O O O O O O O O O O U ) * ^ * » U l ^ 4 ^ U J * i . L n r f ^ ^ i C i i C k ^ * * l J l
O O O O O O O O O O O O O O O N ) U J U l * » ^ * » i t » U ) * » i C * * » * » * » U ) U J * »
O O O O O O O O O O O O O O O U l > C i U l » t « * » r O L n L n i S ) U J N > U l * * U J i t » N 3
t— U)
h-
<
o *o
< M
ICJ
Vü
< *> <
o O
1
O -J
o o » o
m o
\D
<
WUlOiP>UUN>t>UUUUifrUU)U oooooooooooooooCT\oi^£>o-jm^i)ONjvocr\voNï-j*-ja\ o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
<
<
o o o o o o o o o o o o o o o ^ i t ^ 4 ï . c n * » L n i e * u i * k U i * » * » ^ i C » * » i - '
O O O O O O O O O O O O O O O L ü N J * » a i 0 i . ü ( O £ * N J t C » ^ * » * i U ) ^ * *
> c n o
:»
M
O O O O O O O O O O O O O O O t / l » U t O U > ^ U l t ^ * » I J l * » i C k L Ü U l * * t C > L n
o w (o H
o
(-■ l£
< N) NJ II
C O ra
o <
M
n x o m s: o -o o c o w
> *3 M i-3
K
O tO O I ^ O \ U l ^ U W H O l 0 0 3 v ] O ^ U l J i W W H O i O a ) v J 0 1 W t . u U H
O O O O O O O O O O O O O O O N J M l - - M > -
3> O O a TT, U ) II
^
O O NJ
+ o 0
«
<*J
+ n 0 n 0 VO
^ +> 0
(O
M
o o o o O o o o o o o o o o o ^ N J » c u » - c ^ * » u j a i u j * . r o i s ï i _ n u j ^ h s 3 O O O O O O O O O O O O O O O ^ £ * 4 ^ t O N J 0 i . L J ^ * ' J i i C > N J ^ 4 ^ i C . £ »
< I— ") UJ
+
1—'
O i-^O
O
<-n
> KJ 0 0 UJ
0 0
o o o o o o o o o o o o o o o N J L n L n L n * . u i * * t > j * i . r f 5 . r f > u ï u i * > . i - j * .
*.
o o o o o o o o o o o o o o o ^ r o ^ - u ' * * ^ L n t j i j ^ ^ * * ^ J ^ > i ^ u i N )
lO 0 ~J
O O O O O O O O O O O O O O O M ^ . t O J ^ f i . r O L n N J U > t O J > > t ' N J U J U > J ^
It) 0 0
O O O O O O O O O O O O O O O J ^ * - i - n ^ * * ^ - U J ^ - N J ^ U J U J U ) * * ^ > N J
0 <1 h-
O O O O O O O O O O O O O O O U l U l * » O J ^ U l U ) ^ J ^ J i . * > ^ ^ U l * * ^
o o o o o o o o o o o o o o o o ^ u i h b ^ = . ( j i ( j i ^ . L n j i . u i * . r o £ - . u i i f c ' * i
co O
O O O O O O O O O O O O O O O * ' H - 4 ^ * » i f c . i t » L J i C > 0 J * i * . i f c ' * . i t » U > i C
*0
o o o o o o o o o o o o o o o r o 4 i - u J U J L n ^ j i O J O j r o c o j s . U ) i f c . i X ^ t t .
NJ
O
>
NJ II
OOOOOOOOOOOOOOOUia\^LXiOt—-J03^--*JLnN)COOO^^ O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O Ö O
O
m n M
>
r< 0 0 Cl •7,
n 1—'
0
+
If)
J
1—'
•*.] 0 0 VD
t s J H ' t s J t - - N J I - - M M N J t -
^J
0
<■>
J
If) O
.u
C O PI
w u M
O Z
> H
ra
:* > :< ra H
z
o
FOUTENANALYSE (EG) CAI T 3 MM SS MSY
1 2 3 4 5
e 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 3 2 4 3 2 4 4 2 2 4 3 2 2 3 4 0 1 1 1 1 2 1 3 2 3 0 2 0 1 0
0 0 3 3 0 0 3 0 3 3 3 3 2 3 3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 2 1 3 1 3 1 3 3 3 2 2 3 3 1 1 0 1 1 0 0 3 1 3 0 3 3 0 0 2 2
1 1 1 1 1 3 1 3 3 2 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
-
176
