Virtual Reality én het programmeren ervan, inzetten in onderwijs: hoe doe je dat?

Marof – VR Stressgame & Soft skills (RMI); een WOLT Voucherproject (periode 2020 – 2022)

Virtual Reality én het programmeren ervan, inzetten in onderwijs: hoe doe je dat? Monique van der Drift (docent HRT, RMI) kan ons er alles over vertellen. Met behulp van een WOLT-voucher werkte zij in 2021 en 2022 aan dit project. Ook collega’s Erwin de Mos (kerndocent Elektrotechniek, CMI en RMI), Didwi de Bruin (onderwijskundig adviseur RMI) en IT-student Paul Huttinga delen hun ervaringen. Jan Oostdijk (hoofddocent HRBS en projectbegeleider), en Rosa Douma (projectleider) gaan met hen in gesprek.

Want een verdiepend gesprek is de moeite waard. Dit project is namelijk op meerdere fronten uniek; allereerst vanwege de aandacht voor de zogenaamde ‘soft skills’ in een wereld vol techneuten. Daarnaast heeft het de zeldzame eigenschap dat het zowel een cross-over als een estafette project genoemd mag worden.

Welke leerdoelen worden er met de inzet van VR anders én beter bediend?

Allereerst worden de soft skills van de maritieme officier aangesproken met deze VR game. Het is de bedoeling dat er gaandeweg een gedragsverandering zichtbaar wordt. Zonder VR worden deze eigenschappen meestal pas zichtbaar tegen het einde van de opleiding, in het vierde jaar. Maar door de inzet van de VR zie je het gewenste gedrag veel eerder naar boven komen. Hierbij moet je denken aan communicatieve vaardigheden, het geven van heldere orders in een ‘closed loop feedback’. Van essentieel belang is het gewenste gedrag erkennen en herkennen. Voorheen werden deze vaardigheden behandeld in een tweedaagse training, ergens in de loop van opleiding. Nu bieden we dit lesmateriaal met VR in een doorlopende leerlijn aan, door alle leerjaren heen. Zo wordt de groei van de soft skills zichtbaar, je ziet echt de gedragsontwikkeling bij de student. Vervolgens zijn er de nautische en technische vaardigheden; de student moet het schip in de simulator ‘net echt’ binnenvaren in de haven, waarbij hij de gedragsvaardigheden al goed moet beheersen. Er wordt een volledig proces doorlopen met aan het einde een debriefing waarbij de student de soft skills al moet beheersen.

Tussentijds meten van de VR-interventie in de lessen
Monique is samen met Niek van den Bogert (onderzoeker WOLT) bezig geweest met een ´self report´ (zelfmeting) door de student. Opvallend is dat de studenten zichzelf, na het spelen van de game, lager scoren op de vaardigheden dan ervoor. Met andere woorden; de studenten concluderen minder vaardig te zijn dan dat zij vooraf hadden gedacht. Dit hele proces met de zelfscan van vermeende vaardigheden is daarom een goede eerste confrontatie die de student direct op scherp zet. Met dit eerste experiment kunnen we doelgerichter de communicatievaardigheden en andere soft skills zoals communicatie, samenwerken, besluitvorming, leidinggeven, resourcemanagement, briefen en debriefen aanpakken en de student hierin sturen.
Bij de debriefing wordt er formatief geëvalueerd, dus evalueren en direct weer proberen. Aan het einde van het vierde jaar wordt er op eindniveau getoetst en zal de student echte calamiteiten moeten kunnen beheersen. Nu is de docent daar nog bij aanwezig, in een coachende rol. Dit lijkt op een echte wachtoverdracht in de praktijk tussen twee collega’s op de brug van een echt schip. Hier willen we meer ruimte bieden voor de vraag (op competentieniveau met indicatoren): “Wat ging er goed en hoe heb je dat aangepakt?” Ik zie ik dit als een belangrijke vaardigheid; niet alleen benoemen wat er fout ging, maar nadrukkelijk aandacht hebben voor alle zaken die wel goed gingen en dan niet eenmalig, maar continu en zowel als team als individueel.”

Hoe zou je het effect van het VR gedeelte op de ‘blend’ van de leeractiviteit omschrijven?

Met andere woorden; wat is er gebeurd met je onderwijsleeractiviteiten nu deze vernieuwing is aangebracht? Monique: “Voorheen bestond deze leeractiviteit uit een theorieles waarin de studenten keken naar een video van bijvoorbeeld een ongeval en daarop een reactie moesten geven, een volledig theoretische toepassing dus. Nu krijgen de studenten een introductie les waarin de game wordt voorbereid en een rollenverdeling gemaakt moet worden. Ze weten dan wat hen te doen staat en dat ze hun rol echt moeten pakken. Zo zal de kapitein als eerste de debriefing moeten doen. Door het spelen van dit rollenspel zijn ze echt met gedragsverandering bezig, dat is er zo vernieuwend aan.”
Deze studenten zijn technisch ingesteld en zullen zich niet snel vanuit eigen interesse of op eigen initiatief op soft skills richten. Monique spreekt uit ervaring: “ik werk hier nu zestien jaar en deze ‘human factor’ staat sinds vijf jaar centraal. Het laten uitvoeren van een toneelstukje, om te doen alsof je in een noodsituatie zit in op een boot bijvoorbeeld, gaat niet goed werken bij deze techneuten omdat zij daarvan het belang niet inzien. Door het spelen van de game met VR zien de studenten en ook de collega’s het belang in van de aandacht voor soft skills.”
Jan: “dus eigenlijk kan je zeggen dat doordat je een meer ‘immersive’ leervorm tot je beschikking hebt gekregen, jij daardoor aan belangrijke competenties hebt kunnen werken waaraan eigenlijk al tijden behoefte was. Dát is met recht een interessante ontwikkeling te noemen, omdat we door de inzet van nieuwe technologische mogelijkheden, blijkbaar soms een betere onderwijsblend krijgen”.

Wordt de game al ingezet om flexibel leren of toetsen mogelijk te maken?

Jan vraag zich af: “Wat als een student al heel goed blijkt in soft skills in jaar een of twee, kan deze student dan versnellen, op een hoger niveau komen of een toets eerder maken. Versnellen dus?” Monique: “op dit moment nog niet maar juist op dit vlak willen we door ontwikkelen. De metadata van de gespeelde game wordt nog niet opgeslagen of bekeken, maar daar willen we wel naartoe om een basislijn aan te kunnen leggen waarmee we inzicht krijgen in de leercurve die de student doorloopt. Met diverse maritieme opleidingen in het land (in Zeeland en Den Helder o.a.) werken we samen om te bepalen aan welke competentie de student per jaar moet voldoen en deze kunnen we met gaandeweg als verschillende niveaus en scenario’s inbouwen in de game. Wel kan de student die vaardiger is op deze competenties, een grotere rol pakken binnen het team en daarmee zijn medestudent helpen. De docenten kunnen overigens wel meekijken tijdens de game om de voortang en het proces dat de leerling doorloopt te volgen, zowel individueel als in teamverband.

Dit project is een goed voorbeeld van een cross-over project. Wat is hiervan de meerwaarde voor de student en de algemene kwaliteit van het product?

De meerwaarde voor de student zit hem in de samenwerking en de kennisoverdracht; voor de maritiem officier is het een tool, een didactisch middel om vaardigheden mee op te doen. Hij heeft hiertoe de domeinkennis. Maar voor de inrichting van het programma het ontwikkelen van de game heb je IT studenten nodig die zich bezighouden met computertechniek en gaming. Dit is het cross-over element wat heel leuk en leerzaam is. De nieuwe generatie afgestudeerden moet ook multidisciplinair met elkaar kunnen werken.

Voor een ervaring uit eerste hand, schuift Paul Huttinga aan bij het gesprek. Hij is student Technische Informatica en geeft zijn mening over de werkwijze van het cross-over én estafette project; “Meestal begin je met het programmeren ‘from scratch’ en ga je zelf alles eerst voorbereiden, onderzoeken en ontwerpen. Nu is er al veel voorwerk in het ontwerp gedaan door een ander, waarmee je verder gaat. Het is dus een hele andere aanpak, die meer lijkt op de realiteit en ook andere uitdagingen meebrengt.”
Jan vraagt door: “je hebt dus gewerkt aan een didactische tool; voor leerdoelen soft skills, zoals samenwerken en communiceren. Heb jij daardoor nu ook aan je eigen soft skills gewerkt?”
Paul: “Nou eigenlijk niet zo bewust, het is ook echt niet mijn vakgebied. Ik werk aan de ontwikkeling van een functioneel product voor de gebruiker en doe de data-analyse. Onze doelgroep is dus anders, maar over communicatie en samenwerking heb ik wel meer geleerd, vooral dat je hulp moet vragen aan mensen die ergens meer vanaf weten.”
Monique licht toe: “Ons Smartdeck (de fysieke omgeving, red.) is daarom ook echt een plek waar alle Marof en TI studenten terecht kunnen om te oefenen en kunnen samenwerken. Het is ingericht als een stadslab; altijd en voor iedereen open om samen aan digitaliserings- en automatiseringsprojecten te werken. Je kan hier inspiratie opdoen, dingen uitproberen en testen en onderling contact maken met zowel studenten als docenten. We zien het Smartdeck eigenlijk al als een leerinstrument op zichzelf, een plek waar de studenten allemaal aan de soft skills kunnen werken en hardop kunnen nadenken.”
Paul vult aan: “Normaal gesproken krijg je vooraf alleen de gewenste gebruiksspecificaties mee en weet je na afloop niet zeker of die ook allemaal werken in de praktijk. Nu zie ik het eindresultaat echt gebruikt worden in het Smartdeck en kan ik zien of alles werk zoals ik het bedacht had. Het levert goede inzichten op voor de vervolgende stap, doordat de feedback direct gegeven wordt en scheelt dus ook veel tijd. Ik hoef dan niet op een gebruikersrapport te wachten wat eerst ingevuld moet worden en langs diverse kanalen gaat, voordat ik ermee verder kan.”
Jan vat nog enthousiast samen; “Feitelijk zijn er binnen dit project dus niet één, maar twee cross-over onderwijsproducten gerealiseerd, de VR game waaraan samen gewerkt wordt en de Smartdeck locatie waar men samenkomt en werkt.”

Dit project is ook een voorbeeld van een estafetteproject. Wat is hiervan de meerwaarde en hoe krijgt de overdracht van het project binnen de estafette vorm?

Erwin; “In een estafette draait alles, vanzelfsprekend, om een goede overdacht. Vanuit Technische Informatica wordt al veel aandacht besteed aan het opmaken van overdrachtsdocumentatie, bijvoorbeeld voor opvolgers. Maar het blijkt doorgaans nog best lastig; het is eigenlijk al een leertraject op zichzelf, waar de meeste studenten nog niet goed in zijn. Daarom is het van belang om hierop te concentreren, niet alleen het document waarin de overdacht genoteerd staat, maar men moet meer de focus gaan leggen op een praktische en mondelinge overdacht.

Als nadeel aan een estafette project, net als bij het cross-over principe, noemt Paul nog er dat je met iemand anders denkwijze moet werken en als daarbij, vaak door onervarenheid, fouten worden gemaakt, dat je dan begint met het herstellen van deze fouten, wat veel tijd kan kosten.
Monique vult aan: “De uitdaging zit hem ook in de vraag hoe we de verschillende projectgroepen naast elkaar kunnen laten werken waarbij men een en hetzelfde beeld heeft van het op te leveren eindproduct. Aan de IT kant zijn we daarom aan het testen en ervaringen aan het opdoen, samen met collega Frederique Manders (VR regisseur, werkzaam bij CMI) om de overdracht en testomgeving beter in te bedden met de focus op het eindproduct.”
Jan vraagt zich ondertussen af; “Als je een groot budget voor dit project zou hebben gekregen, zou je de ontwikkeling van de game niet liever aan een IT-professional hebben uitbesteed? Monique: “Nee, aanvankelijk niet, het project op zich is daarvoor te leerzaam en interessant, maar ondertussen hebben we, om van ons prototype over te kunnen gaan naar officieel lesmateriaal, nu wel een professionele Unity game ontwikkelaar nodig. Onze game is naast VR ook een zgn. “multi player”, wat het behoorlijk complex maakt. Ook voor CMI is deze expertise nodig dus we hebben het eigenlijk over een grotere vacature wens!

Volle kracht vooruit!
Monique licht toe dat ze voornamelijk heeft gewerkt aan een didactisch product en de inzet van het eindproduct met een hoge waarde voor de student. Hierbij is ze geregeld teruggeworpen en tot de conclusie gekomen dat er bij alle de stappen die er te nemen zijn, uiteenlopende specialistische taken en rollen weggelegd zijn om tot een gezamenlijk eindproduct te komen. Het leerproces zit in alle stappen ernaar toe en niet alleen het eindproduct op zichzelf is het resultaat. Na verschillende vertragende gebeurtenissen en leermomenten kan ze nu eindelijk weer in een versnelling gaan en haken de betrokkenen weer enthousiast aan. Monique: “Ik heb enorm veel zin om met Niek het onderzoek verder op te pakken en een artikel te schrijven. Samen leren met je student is een grote wens, ook vanuit de hogeschool, en we ontwikkelen dit didactisch product ook echt samen, dat vind ik hieraan zo bijzonder.”