Stop-Motion animaties door studenten 

Mohammadreza Farrokhnia is een Iraanse natuurkundeleraar, en promovendus aan de Tarbiat Modares Universiteit in Teheran. Zijn onderzoek richt zich op het effectief onderwijzen van natuurkunde, en leerstrategieën op het gebied van onderwijstechnologie. In het kader van zijn promotieonderzoek is hij van juli 2018 tot september 2019 te gast bij het Freudenthal Instituut, waar hij in het Teaching & Learning Lab onderzoek doet naar het maken van animaties door studenten als aanpak om natuurkunde te leren. 

Ralph Meulenbroeks, Mohammadreza Farrokhnia, Wouter van Joolingen

Het grootste deel van Farrokhnia’s onderzoek is gewijd aan het ontwerpen en ontwikkelen van leeromgevingen voor natuurkundeonderwijs, om het leren van wetenschappelijke begrippen door studenten te verbeteren en betekenisvol leren te bevorderen. Hij maakt hierbij gebruik van verschillende cognitieve tools, zoals simulaties en concept mapping. Bij het Freudenthal Instituut richt hij zich op leren door middel van modelleren, en dan specifiek op door studenten gemaakte animaties, onder begeleiding van professor Wouter van Joolingen en universitair docent Ralph Meulenbroeks.

Student-animaties: Theoretisch onderzoek

In de eerste vier maanden van zijn verblijf in Nederland, deed Farrokhnia een literatuuronderzoek naar studenten-animaties. Twee belangrijke uitkomsten van deze theoretische fase zijn:

• Farrokhnia stelde vast dat Stop-Motion een veelbelovende techniek is voor het ontwerpen en ontwikkelen van een animatie met behulp van eenvoudige, generieke software. Stop-Motion is een techniek die de illusie van beweging creëert door het fysiek manipuleren van objecten. Een object wordt in stapjes verplaatst en ieder stapje wordt gefotografeerd en vormt een frame van een resulterend filmpje, waarin deze illusie van beweging te zien is.

• Er is een gebrek aan experimenteel onderzoek naar het gebruik van door studenten gemaakte Stop-Motion animaties in het hoger onderwijs, om algemene domeinvaardigheden zoals mechanistisch redeneren te stimuleren en eigen te maken. Daarom heeft Farrokhnia besloten een experimenteel onderzoek hiernaar op te zetten.

Student-animaties: Experimenteel onderzoek

Farrokhnia’s onderzoek bestaat uit een pilot en een hoofdonderzoek. De pilot is begin maart uitgevoerd in het Teaching & Learning Lab (TLL). Vier masterstudenten theoretische fysica moesten in groepjes van twee een Stop-Motion animatie over het foto-elektrisch effect ontwikkelen, met behulp van een HP-Sprout (een gespecialiseerde computer die in het TLL aanwezig is) door middel van de volgende specifieke stappen:

1. Een onderzoek doen
2. Storyboards schrijven
3. Tekenen en modelleren
4. Gesproken tekst toevoegen

Farrokhnia heeft de hypothese dat de mechanistische redeneervaardigheid van studenten verbeterd kan worden door het doorlopen van deze vier stappen, en dat we dat in de loop van het ontwikkelproces terugzien in hun discussies en gedragingen. Het proces werd opgenomen met de diverse microfoons en camera’s in het TLL, wat hem de gelegenheid bood tot een diepgaande analyse.

In het hoofdonderzoek zal Farrokhnia nog een kwalitatief experimenteel onderzoek uitvoeren met meer masterstudenten, waarbij hij op specifieke momenten specifieke steun (scaffolds) biedt gedurende de vier stappen (gebaseerd op de analyse van de pilot).

Unieke mogelijkheden van het TLL

Farrokhnia is zeer enthousiast over de mogelijkheden van het TLL voor zijn onderzoek: “Ik moet bekennen dat het TLL – naast een comfortabele en  gemakkelijke omgeving om studenten erbij te betrekken en te leren – door de verschillende microfoons en camera’s me ook de gelegenheid geeft een puur kwalitatief onderzoek te doen zonder dat het de studenten stoort tijdens hun werk. De mogelijkheid om studenten vanuit verschillende hoeken te bekijken, gaf me de kans om uit het blikveld van de studenten te blijven, waardoor ze zich volkomen natuurlijk konden gedragen! 

Van de unieke eigenschappen van het TLL zijn mijn favorieten:

1. Het onderwijs bepaalt de omgeving, in plaats van dat de omgeving bepaalt hoe de leraar lesgeeft, zoals gebruikelijk is in leslokalen. In de pilot zette ik een aangepaste tafel vrijwel in het midden van de ruimte, waardoor vijf camera’s beelden konden opnemen vanuit verschillende hoeken.
2. Instelbare hoge-kwaliteitscamera’s met goede zoommogelijkheden overal in het lab. In de pilot had ik een video van het tekenoppervlak van de HP-Sprout nodig, en ik kon een camera helemaal bovenaan het oppervlak instellen en had daarmee een close-up van de interacties van de studenten. Het belangrijkste punt is dat al die mogelijkheden in het lab bestaan zonder dat ze de studenten op wat voor manier dan ook in de weg staan of dat ze er last van hebben. De camera’s en microfoons waren ook nog eens makkelijk aan te passen en te gebruiken. 
3. Het TLL is groot genoeg om een onderzoek te doen met een statistisch voldoende aantal studenten (misschien zo’n 35 à 40).” 

Auteur: Miranda Overbeek (Freudenthal Instituut)
Vertaling: Nathalie Kuijpers (Freudenthal Instituut)