Thermodynamica Onderwijzen

 

Geheel in de geest van mijn voorganger in deze zal ik beginnen met een anekdote:

Then Jesus took His disciples up the mountain and gathered them around Him. He taught them saying: ”Blessed are the poor in spirit for theirs is the kingdom of heaven. Blessed are the meek. Blessed are they that mourn. Blessed are they who thirst after righteousness. Blessed are they who are persecuted. Blessed are they who suffer. Be glad and rejoice for your reward is great in heaven. Remember what I am telling you.”

Then Simon Peter said, ”Do we have to write this down?”

And Andrew said, ”Are we supposed to know this?”

And James said, ”Will we be tested on it?”

And Bartholomew said, ”Do we have to turn this in?”

And John said, ”The other disciples didn’t have to learn this.”

And the other disciples likewise.

Then one of the Pharisees who was present asked to see Jesus’ lesson plan, and inquired of Jesus His terminal objectives in the cognitive domain.

And Jesus wept.

Binnenkort, over zo’n week of twee op het moment dat ik dit schrijf, begint het college thermodynamica weer. Geen geliefd vak onder de chemici, vandaar dat het type vragen dat gesteld wordt meestal niet over het vak gaat, maar eerder van het in de anekdote genoemde soort is. Over de studenten wil ik het verder niet hebben, temeer daar ik de komende twee maanden weer geruime tijd met ze zal doorbrengen, over de farizeeërs wel. Het begon voor mij een aantal jaren geleden toen hoogleraar Somsen afscheid had genomen vanwege het bereiken van de 65 jarige leeftijd. Professor Somsen heeft dit vak vele jaren gegeven, getuige het aantal edities van het boek “Physical Chemistry” van P.W. Atkins dat in zijn nalatenschap te vinden is. Vroeger bestond het vak uit twee deeltentamens, daarna werd het een tentamen, en in een later stadium werd het aantal studiepunten ook nog eens teruggebracht naar drie, en werd het vak aan het eind van het tweede jaar gezet, terwijl het een basisvak is dat iedere docent eigenlijk zou moeten gebruiken, maar die indruk krijg je op deze manier niet. In het nieuwe studieprogramma (de “bachelor–master structuur”, na vijfentwintig jaar studievernieuwing zijn we weer aangeland bij het vertrouwde kandidaats–doctoraal) wordt het in het derde jaar geplaatst en weer vier studiepunten. Niet omdat de mening over de inhoudelijke mogelijkheden van drie studiepunten veranderd is, maar omdat alles een veelvoud van vier moet worden.

Ik heb wel eens voorgesteld het vak maar af te schaffen, tenslotte kreeg ik niet de indruk dat het vak echt nodig geacht werd (mijn eigen mening doet hier niet terzake), maar ondanks het feit dat er geloof ik maar weinig andere docenten zijn die van het vak gebruik lijken te maken, en de boodschap aan de studenten dat het eigenlijk nergens voor nodig is als je het pas aan het eind van je studie krijgt, zou dit vermoedelijk tot problemen rond de onderwijsvisitatie leiden. Alhoewel ze dan misschien een echt punt hebben, in plaats van te zeuren over het gebruik van computers in het onderwijs op een moment dat iedere student al lang weet waar het wereld wijde web te vinden is, of plotseling bedenken dat zoiets als lifecycle analysis op geen enkele universiteit in het studieprogramma aanwezig is, op degene na waar de desbetreffende visiteur vandaan komt misschien.

Vervolgens komt dan het onderwijs vernieuwende aspect ter sprake. Omdat thermodynamica zo’n moeilijk vak is leek het deskundigen nodig het maar in het kader van het Probleem Gestuurd Onderwijs (PGO) te gaan geven. Video’s werden bestudeerd, helaas hoofdzakelijk uit de rechten– en medicijnenpraktijk waarbij het kennelijk betrekkelijk eenvoudig is om door landurige gesprekken tussen de studenten onderling te besluiten waar het probleem ligt en hoe het opgelost moet worden. In regelmatig overleg met een speciaal daarvoor aangestelde medewerker, die allang voor het college daadwerkelijk gegeven moet worden weer vertrokken is en dus geen steun meer kan geven tijdens de uitvoering, werd een programma overdacht en de eerste stappen gezet op het pad der PGO. Hoe het precies moest met het feit dat er kleine groepjes gemaakt moesten worden, maar er natuurlijk maar één docent was en geen mogelijkheid tot assistentie, wisten we nog niet, maar hopelijk zou ik mezelf nog kunnen klonen voor die tijd. Gelukkig: na de ervaringen die in het eerste jaar werden opgedaan met een dergelijk systeem werd maar besloten dat dit misschien toch niet helemaal de juiste weg was, zeker niet voor thermodynamica, of niet voor de chemici (hoe het met de andere hiervoor geselecteerde vakken gaat weet ik niet), en een nieuwe opzet werd bedacht.

Dat moest computergestuurd onderwijs met behulp van het programma Teletop worden. Om een reden die me nooit duidelijk is geworden besloot de Universiteit tot het programma Blackboard voor de computerondersteuning van het onderwijs, maar de FEW faculteit koos in al haar wijsheid voor het programma Teletop, waarin helaas nog een redelijk aantal bugs voorkomen, die niet voor volgend jaar verholpen kunnen worden (een nieuwe versie is mij reeds driemaal beloofd, hij schijnt nu in september te komen, maar als ik wil kan ik al een lijst met verbeteringen krijgen die er dan zullen zijn), waarvan de ondersteunende persoon langdurig afwezig blijkt te zijn, waarin je als docent zelf alle namen van de studenten moet invoeren, met hun email adressen, waarin als je eenmaal een nummer hebt ingevoerd alle latere nummers niet automatisch opschuiven, waarin de vakjes waarin je kan typen soms zodanig klein zijn dat het woord typen er niet eens inpast, waarin in sommige mappen links naar het internet wel werken, en andere weer niet, waar sommige html commando’s het wel doen, en andere codes weer met de alt toets moeten worden ingevoerd. Als reactie op een van mijn problemen kreeg ik te horen dat ik alles maar een keer opnieuw moest intypen. En dan heb ik het nog niet eens over het feit dat de helft van de keren dat ik probeer in te loggen in dit programma Netscape crasht.

Iedere keer als ik in de krant lees over een nieuwe onderwijsmethode die ontwikkeld is in Delft, Twente of Maastricht, slaat me de schrik alweer om het hart, want ongetwijfeld wordt er hier over twee jaar iemand aangesteld, voor een periode van een half jaar, om die nieuwe methodiek in te voeren, met wederom de bovengeschetste resultaten.

Over twee weken begint dit vak dus weer, dat ik overigens naarmate ik het meer bestudeer steeds boeiender begin te vinden, iets wat ik helaas toch niet goed over weet te dragen. Nou heb ik hier een proefschrift over: ”Thermodynamica leren onderwijzen”, van ene Wolter Kaper (433 bladzijden dik, dus niet mis), die me op één van de eerste bladzijden reeds meedeelt: “Bij het onderwijzen van een vak is het vaak niet mogelijk om meteen de volle waarheid te vertellen”. En me dan vertelt dat ik niet moet liegen, maar eerst een “tussentaal” moet bedenken, die noch lekentaal is, noch identiek aan de vaktaal, die consequent gebruikt kan worden, en zinvol gebruikt kan worden op een beperkt ervaringsdomein, om dat domein te beschrijven of anderszins te ordenen. Als we hieraan voldoen, zegt hij nog, dan hoeven we niet te liegen.

Helaas behandelt het proefschrift alleen de weg tot de begrippen energie en entropie, en moeten voor alle begrippen zoals open systemen, enthalpie, en Helmholtz/Gibbs vrije energie nog voorstellen ontwikkeld worden (p. 407). Ik zou graag nog het een en ander uit dit proefschrift citeren (eentje dan: “Een probleemstellende onderwijssituatie ten aanzien van ‘energievormen’ vereist een onderscheid tussen enerzijds ‘gemeten grootheden’, en anderzijds grootheden die nog als ordeningsmiddel (voor ervaringen beschreven met de gemeten grootheden) in de testfase verkeren”), maar de PB is van beperkte omvang (alhoewel, over deze kan ik ook uren mijmeren: “De overgang van ‘ruilwaarde van een verandering’ naar ‘energiewaarde van een toestand’ is te motiveren wanneer ze samenvalt met de overgang van constante naar niet constante ‘capaciteit”’).

Het probleem is dat er gewoon voor gestudeerd moet worden, dat wil zeggen: je moet de stof doorlezen, en proberen te begrijpen wat je leest, afleidingen proberen te reproduceren, mogelijk zelf alternatieve redeneringen bedenken, soms er eens een ander boek bijpakken, en vooral veel sommen maken, en voor zover mogelijk eens aan een ander proberen uit te leggen wat je geleerd hebt. Dat verandert niet als het in het het kader van PGO gegeven wordt, of als je via de computer vragen aan de docent kan stellen, als de voorbeelden uit een ander vak gehaald worden (of liever nog: uit de dagelijkse praktijk), als we eerst moeten liegen in een tussentaal, of als het vak drie, vier of zes studiepunten waard is. Uit al het voorgaande over nieuwe studiemethodes heb ik in ieder geval begrepen dat het geven van hoorcolleges een nutteloze zaak is, slechts 5-15% van het behandelde materiaal wordt door de student onthouden, (we hebben het nog niet over begrepen) dus dat zal ik wel niet meer doen. Hoe het precies gaat lopen weet ik dan ook niet. De meeste contacturen zullen werkend doorgebracht moeten worden, dat heeft allicht meer rendement dan luisteren naar mij. Ik kan mijn dagen achter de computer doorbrengen en vragen van studenten beantwoorden. Niet dat het Teletop programma erg geschikt is om formules in te typen, maar waarom zou je ook op een wiskunde, scheikunde en natuurkunde faculteit. Op de betreffende webpagina zal ik in ieder geval aangeven welke delen van Atkins bestudeerd dienen te worden, en welke vragen gemaakt, en wanneer. Er is studietijd ingeruimd, iedere donderdag, nu ingeroosterd zodat de student niet denkt dat hij/zij vrij heeft op die dag. Ik zal over entropie niet de hele waarheid vertellen, want dat begrip bevindt zich nog in de testfase. En verder zal ik me niet druk maken, want volgend jaar moet het toch weer anders.

 

[Rond het jaar 2000  geschreven voor het VU chemie studentenblad Papieren Binding. Niet iedereen was amused.]

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *