Uniek, intuïtief en interactief! Kennismaking met stabiliteitsleer doormiddel van Serious Gaming.
Stabiliteitsleer maar dan Anders
Maritieme Techniek studenten kennis laten maken met stabiliteitsleer op een intuïtieve manier door middel van een interactieve ervaring, is de visie van het Lectoraat Maritieme Innovatieve Technieken te NHL Stenden Hogeschool. Er is gedacht aan experimenten met een fysiek scheepsmodel, op modelschaal in een waterbassin, of met grotere modellen op open water.
Naast de menselijke risico’s van experimenten in open water, heeft een fysiek model als nadeel dat de essentie van stabiliteit, het effect van de krachten, niet zichtbaar of anderszins waarneembaar is. Er is dus gezocht naar een ander instrument om deze begrippen weer te geven, en gevonden in de gedaante van een serious gaming interventie die met steun van Stichting Verolme Trust is ontwikkeld.
Uiteraard zal hierna de theorie nog wat verder uitgewerkt moeten worden en zal men moeten oefenen met rekenen, maar eerst komt het begrijpen en dan pas de wiskunde.
Gaming als introductie tot technische vakken heeft positieve effecten op de motivatie van studenten maar ook op de ontwikkeling van kennis. Zo ontwikkelen de studenten zelf een visie op het onderwerp dat gaandeweg de opleiding wordt bijgeschaafd en opgepoetst (Braghirolli et al 2016). Door studenten gezamenlijk in een interactieve ervaring te laten spelen met de krachten die stabiliteit beïnvloeden, kunnen ze leren door te experimenteren en worden zowel goede als foute keuzes onmiddellijk tijdens het spelen teruggekoppeld (Provence 2020) (Dillenbourg 1999).
De serious gaming interventie geeft studenten de mogelijkheid om onder voor hen bekende condities inzicht te verkrijgen door gezamenlijk te experimenteren, ondersteund door een facilitator die de ervaring in de juiste context plaatst en de studenten helpt de begrippen zelf te doorgronden.
Ontwerpproces
Voor het ontwerpproces is er gekeken naar spellen waar nuttige elementen uitgehaald konden worden omdat deze (zijdelings) te maken hebben met de ontwerpvereisten. Een spel of simulator dat zo’n goede aansluiting heeft dat het direct te gebruiken is voor de interventiestrategie bestaat niet en het is ook een vereiste om zelf het spel te ontwikkelen in eigen beheer.
Een groot inspiratiebron voor de ontwikkelde serious gaming interventie is Mario Kart geweest. Mario Kart is een spel waarbij tot vier lokale spelers tegen elkaar en computergestuurde coureurs racen om een cup te winnen, bestaande uit meerdere tracks. Aan het begin van elke cup stellen de spelers hun kart samen, de configuratie heeft effect op: de maximale snelheid, acceleratie, gewicht, wendbaarheid en grip. Tijdens de race zijn er pick-ups te verzamelen die effect hebben op de speler zelf zoals een snelheidsboost maar ook bijvoorbeeld wapens om de andere spelers te dwarsbomen. Het is een goed ontworpen spel. Na vele iteraties en miljoenen spelers heeft Nintendo de kunst van competitie en motiverende gameplay onder de knie gekregen.
Resultaat
De serious gaming interventiestrategie is vergelijkbaar met Mario Kart vormgegeven als race waarin studenten met hun schip de strijd met elkaar aangaan en waarbij het doel in eerste instantie is om als eerste over de finish te komen of een zo groot mogelijke afstand af te leggen. De game stelt de studenten tijdens het racen bloot aan een variatie van elementen die effect hebben op de stabiliteit van hun schip. Game-mechanics zoals golven, verschillende gewichten en vormen van belading zorgen tijdens de interventie voor een verandering van het systeemzwaartepunt. Door studenten controle te geven over deze elementen en door de GZ Curve live te tonen leert de student spelenderwijs de oorzaak en gevolgen hiervan op de stabiliteitseigenschappen van hun schip. De races zijn zo opgebouwd dat de student ruimte krijgt om te falen en hiervan te leren. Fail to Learn – a manifesto for training gamification (Provence 2020) beaamd deze manier van leren en geeft handvaten om ervaringen vorm te geven. Veilig kunnen falen bij het experimenteren, directe feedback, keuzevrijheid en onderhandelbare regels zijn een aantal voorbeelden hiervan.
Figuur 1: weergave interventie structuur: spelen, reflecteren, toepassen
De totale serious gaming interventie bestaat uit een vijftal verschillende races (interventies) welke allemaal hun eigen beoogde leerdoelen behandelen. Doordat deze interventies een opbouwende structuur hebben dienen deze in eerste instantie in de volgorde van 1 t/m 5 gespeeld te worden.
Waar de eerste twee interventie meer gericht zijn op het leren spelen van de interventies zullen de volgende drie interventies nadrukkelijk het doel hebben om de beoogde stabiliteitsleerdoelen te behandelen. Beoogde leerdoelen zijn: invloed van systeemzwaartepunt, effect van verschillende scheepsvormen, invloed van externe omstandigheden, invloed van opwaartse kracht door belading, invloed van verplaatsen van gewicht en statische benadering (GZ statische benadering). Na alle interventies te hebben doorlopen is het mogelijk om de interventies in willekeurige volgorde te herhalen waar dat nodig is.
De facilitator begeleidt de spelers door de ervaring heen en stelt gerichte vragen om waar nodig de spelers in discussie te krijgen. De facilitator heeft een coachende rol en stelt constructivistische vragen – niet vertellen hoe het zit maar de spelers uitdagen om daar zelf achter te komen. Aan de hand van videobeelden van de sessie en observaties biedt de facilitator discussiepunten aan de spelers.
Na de laatste interventie worden de inzichten die gecreëerd zijn tijdens interventiestrategie meegenomen als praktische voorbeelden voor de theoretische lessen die volgen. Het spel kan er dan weer bij gepakt worden om directe voorbeelden te tonen en dieper in te gaan op de stabiliteitselementen.
Conclusie
Tijdens het testen van de serious gaming interventiestrategie hebben zowel studenten met know-how van stabiliteitsleer als zonder ervaring de beoogde leerdoelen behaald, opgemerkt en besproken. De interventie werd zowel als leuk en als nuttig bestempeld door de studenten.
Serious gaming en stabiliteitsleer lijken een goede match te zijn. Het loont dan ook om het spel door te ontwikkelen en de nieuwe studenten van Maritieme Techniek komend schooljaar kennis te laten maken met stabiliteitsleer door middel van serious gaming.
Bronnen
Dillenbourg P. (1999). Collaborative-learning: Cognitive and Computational Approaches. Elsevier Sciene & Technology Books. ISBN13: 9780080430737.