De lancering van imecs Smart Education programma
Voor imec is het potentieel van educatieve technologie (EdTech) niet nieuw. Niet alleen experimenteren we er al geruime tijd mee in ons eigen opleidingscentrum, imec.academy, waar we via blended learning, d.w.z. een mix van e-learning en contactonderwijs, professionele trainingen aanbieden aan deelnemers van over heel de wereld, maar onze ITEC onderzoeksgroep aan KU Leuven heeft ook een ruime expertise opgebouwd op het gebied van educatieve technologie en nieuwe onderwijsmethodes.
In 2017 tilden we onze inspanningen op dit vlak naar een geheel nieuw niveau en lanceerden we ons gloednieuwe Smart Education programma. De kracht van dit programma schuilt in het feit dat het een collaboratief project is – met de steun van de Vlaamse overheid – waaraan onderzoekers van over heel imec (inclusief onderzoeksgroepen aan KU Leuven, UGent en VUB), scholen, leerkrachten en partners uit de EdTech industrie meewerken. Imec functioneert hierin als het bindmiddel dat deze belanghebbenden samenbrengt in een creatief en ondersteunend ecosysteem. Door ook onderwijsverstrekkers zoals scholen en universiteiten in het onderzoeksprogramma te betrekken, kunnen we nieuwe inzichten en oplossingen onmiddellijk in een real-life context testen. Dat heeft twee voordelen: enerzijds krijgen zowel onderzoekers als de industriële partners op die manier snel waardevolle feedback uit de praktijk en anderzijds dragen we zo onmiddellijk ook bij aan de implementatie van smart education technologie in het onderwijsveld.
Het leerproces van het individu onthullen
De vraag naar op-maat-gemaakte leeroplossingen stijgt, maar om optimaal te kunnen inspelen op individuele noden en gepersonaliseerd onderwijs te kunnen aanbieden, moeten we eerst begrijpen hoe individuen leren, bv. door het inzetten van sensortechnologie, datawetenschap en gedragswetenschap. Bij imec hebben we de basistechnologie om dit te onderzoeken reeds ter beschikking. Zo willen we bijvoorbeeld een mobiele leeromgeving opzetten waarbij sensoren de aandacht en het stressniveau van de deelnemers in real time meten. Enkel op deze manier kunnen we echt begrijpen hoe mensen een leerproces ervaren. Wanneer verslapt hun aandacht? Wat kunnen leerkrachten doen om hen terug bij de les te krijgen? Wat veroorzaakt stress? Deze inzichten kunnen dan vervolgens vertaald worden naar concrete adviezen voor scholen en leerkrachten, maar ook voor nieuwe EdTech applicaties.
Differentiatie vereenvoudigen met adaptieve leertechnologie
Differentiatie is al jaren een buzzword in lerarenopleidingen, maar in de praktijk is het niet eenvoudig om gepersonaliseerd onderwijs aan te bieden in een klascontext. Meestal krijgen studenten of leerlingen nog steeds min of meer dezelfde input en dezelfde opdrachten: ze luisteren naar hetzelfde hoorcollege, doen dezelfde oefeningen en/of gebruiken hetzelfde handboek. Bijgevolg is het meeste onderwijs gericht op een fictieve ‘gemiddelde’ student, waardoor zowel de noden van zwakkere als sterkere leerders onvoldoende beantwoord worden. Moderne technologie en data geven ons de middelen om een gepersonaliseerde, slimmere en doeltreffendere leerervaring aan te bieden, zelfs als alle deelnemers in hetzelfde klaslokaal zitten.
Binnen het Smart Education programma onderzoeken en ontwikkelen we ondersteunende technologie voor dit soort geavanceerde gepersonaliseerde en adaptieve e-learning platformen. Zo evalueerden we in 2017 verschillende adaptieve educatieve games in een lagere school. Alle leerlingen speelden hetzelfde spel, dat een aantrekkelijke leeromgeving aanbiedt, maar afhankelijk van hun vorige antwoorden krijgen de leerlingen makkelijkere of net moeilijkere opdrachten aangeboden, waardoor ze op hun eigen tempo kunnen groeien.
Om dit soort oplossingen te realiseren, bouwen we verder op onze sterke expertise op het gebied van educatieve statistiek (psychometrie), educatieve data mining en instructiepsychologie. Maar de uitdagingen die gepaard gaan met het ontwikkelen van adaptieve leeromgevingen vragen om een nog bredere interdisciplinaire samenwerking, niet enkel met onderzoekspartners gespecialiseerd in statistiek, computerwetenschap, educatieve en cognitieve wetenschappen, mens-computerinteractie – om er maar enkele te noemen – maar ook met partners uit de industrie die ons een grootschalige testomgeving in een realistische setting kunnen aanbieden. Het imec.ICON project LEAPS is een voorbeeld van dit soort samenwerking. Binnen dit project – dat nog loopt tot september 2018 – ontwikkelen we een zelf-lerend analysesysteem voor adaptief leren. Als onderdeel van dit project werken we ook aan dashboards die het leerproces visualiseren voor zowel leerkrachten, leerders, hun ouders en hun begeleiders. Nadat het project afgerond is, kunnen onze industriële partners het systeem op de markt brengen, bijvoorbeeld door het te integreren in ondersteuningssoftware voor mensen met leesproblemen, in software voor opleidingen in professionele communicatie en in educatieve games.
Als onderdeel van het imec.icon project LEAPS lieten we adaptieve leertechnologie uittesten in een lagere school.
Interactief en collaboratief leren dankzij technologie
Een andere essentiële component van een effectief leerproces is samenwerking en interactie. Helaas zijn onze traditionele klaslokalen in middelbare scholen en universiteiten niet bepaald ontworpen om dit te stimuleren: leerlingen zitten achter elkaar in rijen, de leerkracht staat centraal vooraan in de klas en gebruikt een krijtbord of misschien een smartboard, beiden niet bepaalde de meest leerlinggerichte tools. Om een meer interactieve leeromgeving te creëren hebben we een ander soort leslokaal nodig: met een andere fysieke set-up, maar ook met ondersteunende technologie die groepswerk echt stimuleert.
In 2017 lanceerden we Edulab, een living lab en onderzoeksinfrastructuur aan de KU Leuven Kulak campus in Kortrijk die specifiek gericht is op interactief en collaboratief leren.
Studenten kunnen in groepjes samenzitten en het scherm van hun eigen laptop met elkaar of met de docent delen. Als onderdeel van het project dat tot Edulab leidde, ontwikkelden we ook een interactief leerplatform met een app om hoorcolleges meer interactief te maken. In grote aula’s zijn studenten vaak weigerachtig om vragen te stellen. Via de app kunnen ze hun vragen anoniem versturen via hun smartphone (zogenaamde ‘stille vragen’. Ze kunnen elkaars vragen ook ‘liken’ om aan te geven dat meerdere studenten hier moeilijkheden mee hebben. Bovendien kan de docent via de tool ook heel eenvoudig een poll of quiz opzetten om het begrip van de studenten in real-time te testen. Op deze manier kan de docent snel en efficiënt feedback krijgen van studenten, ook als het om erg grote groepen gaat.
Het virtuele leslokaal wordt echt
Een andere belangrijke trend in zowel professionele opleidingen als in universiteitscontexten is de opkomst van afstandsonderwijs, wat inhoudt dat niet alle studenten of de leerkracht zich op dezelfde fysieke locatie bevinden - of de leerstof op hetzelfde moment verwerken. Afstandsstudenten hebben vaak meer moeite om gefocust te blijven omdat ze zich minder betrokken voelen bij het klasgebeuren. Om dit te remediëren hebben we het imec.ICON project Lecture+ opgezet, een samenwerking die experten uit erg diverse velden samenbrengt, van video processing, collaboratieve oplossingen, visualisatie tot data analyse en cloud computing. Het einddoel is om een kost-efficiënte (en dus schaalbare) oplossing te ontwikkeling voor multilocatieleren die de betrokkenheid van gebruikers verhoogt door interactie en samenwerking te vergemakkelijken. Dit kan bijvoorbeeld door studenten in real-time feedback te laten geven over hoe ze de les ervaren of door hen laagdrempelige mogelijkheden te geven om vragen te stellen. Op deze manier wordt multilocatieleren meer dan eenrichtingsverkeer en kunnen we echte interactie tussen de leerkracht en de deelnemers mogelijk maken, ongeacht hun fysieke locatie.
In ons Edulab tillen we multilocatieleren naar het volgende niveau door ook studenten die niet fysiek aanwezig zijn de kans te geven om actief deel te nemen aan de les.
Op weg naar een slimmer onderwijs
Ons Smart Education programma realiseert een interface tussen onderzoekers, bedrijven en onderwijsinstellingen en stimuleert hun onderlinge samenwerking. Met de steun van de Vlaamse overheid willen we ook een directe impact hebben op het onderwijsveld in Vlaanderen, door de implementatie van EdTech en nieuwe onderwijsmethodes op alle educatieniveaus te ondersteunen.
Technologie zal ongetwijfeld een sterke impact hebben op het onderwijsveld. Het krijtbord zal wellicht verdwijnen en vervangen worden door meer intelligente, technologische hulpmiddelen. Dat betekent niet dat leerkrachten overbodig zullen worden. Gemotiveerde, innovatieve leerkrachten zullen altijd de kern blijven van kwaliteitsvol onderwijs, maar technologie kan hen helpen door de meer routinetaken over te nemen en door een meer gepersonaliseerd, interactief en effectief leerproces mogelijk te maken. Technologie geeft ons de instrumenten en de middelen om de manier waarop we leren te revolutioneren en te optimaliseren. Dat is dan ook het einddoel van het Smart Education programma: nog beter, kwaliteitsvoller onderwijs aanbieden.
Meer weten?
