Case: Forholdet mellem laboratorieøvelser og teoretisk skriftlig eksamen tag-hjem-eksamen

Transkript

1 Case: Forholdet mellem laboratorieøvelser og teoretisk skriftlig eksamen tag-hjem-eksamen Baseret på Thomas Balles projekt KNUD 2004 Kurset: Bioorganisk kemi består af en teoretisk del, M23-1, og en praktisk del M23-2. Kurset afholdes på farmaceutuddannelsens tredje semester. Fra og med efteråret 2004 er kurset ændret så det nu indeholder laboratorieøvelser (M23-2) og en ny eksamensform. Teoretisk del (M23-1): Forelæsninger, klassetimer. Evaluering: Eksamen. Eksamen består af en tag-med-hjem-del (48 timer, 3 originalartikler) og en efterfølgende 2 timers skriftlig prøve. Praktisk del (M23-2): projektarbejde i laboratoriet 12 x 4 timer samt 2 x 2 klassetimer til planlægning. Evaluering: Rapport I laboratoriet arbejder de studerende med ét projekt gennem hele forløbet. Projektet kan være syntese af enten peptider, kulhydrater eller polyaminer - der er altså ikke omgangsøvelser. Hvad siger fagbeskrivelsen: M23-2 Formål: Laboratorieøvelserne har til formål at støtte den teoretiske undervisning og skal illustrere tidssvarende organisk-kemiske arbejdsmetoder, der anvendes ved lægemiddeludvikling og i bioteknologiske laboratorier. Endvidere skal der opnås træning i at tolke originallitteratur ud fra den viden, der er opnået i den teoretiske del af kurset, og at benytte relevant on-line litteratur og specialhåndbøger. M23-2 Målbeskrivelse: At kunne læse og fortolke relevante forskrifter og lign. ud fra de indlærte, generelle principper At kunne diskutere valg af metoder og procedurer til fremstilling af simple bioorganiske molekyler såsom oligopeptider, oligosaccharider og oligonucleotider, og/eller relevante beskyttede og aktiverede byggeblokke At kunne planlægge og i praksis udføre simpelt bioorganisk-kemisk laboratoriearbejde ud fra litteraturforskrifter under hensyntagen til de praktiske muligheder og sikkerhedsmæssige forhold At kunne finde frem til relevante forskrifter og fysiske og spektroskopiske data At kunne føre en passende laboratoriejournal At kunne vurdere simplere bioorganiske stoffers identitet og renhed ud fra fysiske (f.eks. smeltepunkt, optisk drejning) og spektroskopiske data (f.eks. UV, IR, 1H og 13C NMR) At kunne gøre rede for gennemført laboratoriearbejde i en klar og kritisk rapport, hvori såvel litteratur som teoretiske overvejelser og udført praktisk arbejde behandles

2 Problemstilling: I "Bioorgansik Kemi, Øvelser" arbejder de studerende i hold af ca. 3 studerende med ét projekt gennem hele øvelseskurset. Projekterne falder indenfor områderne peptidsyntese, kulhydratsyntese eller polyaminsyntese. I modsætning til traditionelle "omgangsøvelser" arbejder de enkelte studenterhold kun med en af de nævnte projekttyper og får således kun dækket en lille del af det teoretiske pensum i form af øvelser. Selvom kursets formål og målbeskrivelse (se ovenfor) hovedsageligt drejer sig om at opnå en række kompetencer inden for laboratoriefærdighed er laboratoriekursets formål også "at støtte den teoretiske undervisning". Eftersom de enkelte studenterhold har arbejdet med forskellige dele af det teoretiske pensum under øvelserne er det derfor nærliggende at undersøge om nogle studerende forfordeles ved eksamen. Med andre ord: Scorer studerende der har arbejdet med et projekt indenfor kulhydratsyntese højere ved eksamen i kulhydratrelaterede spørgsmål? - Og tilsvarende: Scorer studerende der har arbejdet med peptidsyntese højere i peptidrelaterede spørgsmål? Datamateriale: Under udarbejdelse af eksamen blev det sikret at opgaverne var tydeligt afgrænsede. Eksamen bestod af 10 opgaver, heraf 3 peptidrelaterede, 4 kulhydratrelaterede og 3 oligonucleotidrelaterede. Sidstnævnte har ikke været behandlet i øvelseskurset. Der blev der indhentet dispensation fra studienævnet til at kunne parre de enkelte studerendes laboratorieøvelse med eksamensresultater. Under vurdering af eksamen blev der af den interne censor givet point på en skala fra 0-10 for hver af de 10 opgaver. Disse data er anvendt i det efterfølgende. Det er ikke lykkedes at få adgang til den eksterne censors opgørelser men det oplyses at der var bred enighed om slutkarakteren. Resultater: Tabel 1: Gennemsnit for intern censors pointgivning ved eksamen i bioorganisk kemi (skala 0-10) og afvigelse fra gennemsnit for studerende der har gennemført laboratorieøvelser i enten peptidsyntese, polyaminsyntese eller kulhydratsyntese. Eksamensopgaver: Kulhydrater opg. 1-4 Peptider opg 5-7 Oligonucleotider opg 8-10 Gennemsnit (SD) (n=171) 7,6 (1,4) 6,3 (2,2) 7,4 (2,2) Øvelsestype: Afvigelse fra gennemsnit Peptid (n=74) -0,1 0,0-0,4 Polyamin (n=32) +0,2-0,2 +0,4 Kulhydrat (n=65) +0,1 +0,1 +0,2 Diskussion: Der kan på baggrund af det forhåndenværende datamateriale ikke konstateres nogen signifikant effekt af de enkelte øvelsers afsmitning på eksamen. Der er lavet en del undersøgelser omkring laboratorieundervisning inden for de kemiske og naturvidenskabelige uddannelser og flere undersøgelser har vist manglende eller tvivlsom effekt af denne type undervisning på studerendes teoretiske indlæring.(1) Selvom der er videnskabeligt belæg for ovenstående er det nærliggende at studere de

3 studerendes adfærd i forbindelse med tag-med-hjem-delen af eksamen. I forbindelse med udleveringen af tag-med-hjem-delen er de studerende blevet opfordret til at arbejde i grupper omkring analyse af de tre udleverede tekster. I et spørgeskema udleveret efter eksamen angiver mange under "yderligere kommentarer" at de har benyttet sig af læsegrupper under tag-med-hjem-delen. Endvidere formulerer mange sig i flertal, f.eks. "vi forberedte os", "vi havde lidt for meget tid". Nedenfor er nogle udsagn fra evalueringen der understøtter brugen af læsegrupper under tag-med-hjem-delen: 1)"...Det eneste er at man fra øvelserne har et emne som man er god til, så man er meget afhængig af, at man i læsegruppen har haft forskellioge øvelsestyper! Jeg havde fx kulhydrater til øvelserne og havde derforsvært ved at holde rede i koblingsreagenser og aktiverede estre, og hvornår man skulle bruge hvad! Det var kun fordi de andre i læsegruppen havde haft peptider at jeg fik styr på det! 2) Jeg synes metoden er meget studie relevant, hvor man bliver nødt til at arbejde sammen med andre.og at man går i dybden af den mindste detalje..." 3) "... Jeg sad i læsegruppe 10 timer tirsdag, 10 timer onsdag og 4 timer torsdag inden eksamen og v i fik virkelig gennemarbejdet artiklerne og skrevet ca 30 siders notater. Vi havde virkelig gjort alt hvad vi kunne... 4) "...da jeg personligt fik meget ud af at drøfte virkelig en stor del af pensum i tag-med-hjem delen.,, Men som jeg har snakket med andre derefter, er det nok også en eksamensform som kan hive mange som ikke kan så meget op ved at være i en gruppe hvor der sidder nogle goder, som man kan få en masse forærende fra. Dette er selvfølgelig en ulempe." 5) "...Selvom der var meget man kunne forberede til artiklerne og det kunne virke uoverskueligt, fik jeg rigtig meget ud af at sidde med de andre og gennemgå og diskutere artiklerne. På den måde kunne man supplere hinanden med viden." 6)...Hvis man, ligesom jeg, har en rigtig god studiegruppe får man virkelig gennemarbejdet hele eksamenssættet. Dette har virkelig hjulpet, især mig, som ikke føler at min viden i organisk kemi er tilfredsstillende... 7)...Jeg tror at vi i min læsegruppe har brugt ca. 26 timer og så vidt jeg husker var det beregnet til 20 timer." Brugen af studiegrupper under forberedelse af tag-med-hjem-delen understøttes endvidere af samtale med flere studerende der mener at størsteparten af de studerende har deltaget i en studiegruppe.(2) Fra evalueringerne er der specielt en kommentar der falder i øjnene: " Det eneste er at man fra øvelserne har et emne som man er god til, så man er meget afhængig af, at man i læsegruppen har haft forskellioge øvelsestyper! Jeg havde fx kulhydrater til øvelserne og havde derfor svært ved at holde rede i koblingsreagenser og aktiverede estre, og hvornår man skulle bruge hvad! Det var kun fordi de andre i læsegruppen havde haft peptider at jeg fik styr på det! Den pågældende studerende føler tilsyneladende at han/hun har godt styr på den del af pensum som vedkommende har arbejdet med under laboratorieøvelserne og de andre i læsegruppen har så kunnet supplere med indgående viden om andre dele af pensum som de har erhvervet under laboratorieøvelserne. Brugen af studiegrupper kan derfor tænkes at være forklaringen på den manglende

4 differentiering af afsmittende effekt af laboratorieøvelserne på eksamensresultaterne. Hvis det er tilfældet at de studerende i løbet af tag-med-hjem-delen af eksamen supplerer hinanden og deler ud af de erfaringer de har gjort sig i løbet af øvelseskurset er det en positiv tendens man bør overveje at undersøge nærmere og måske støtte direkte i fremtiden. F.eks. ved at opfordre til at studiegrupper sammensættes så alle tre typer af laboratorieøvelser er repræsenterede i studiegruppen. Konklusion Der kan på baggrund af det forhåndenværende datamateriale ikke konstateres nogen signifikant effekt af de enkelte laboratorieøvelsers afsmitning på eksamen og det kan således ikke godtgøres at studerende der har haft en bestemt type laboratorieøvelser er blevet forfordelt ved eksamen. Det antydes i den efterfølgende evaluering af eksamen at studerende i vidt omfang har benyttet sig af læsegrupper under forberedelse af tag-medhjemdelen af eksamen. Man bør overveje at støtte dette tiltag i fremtiden idet evalueringen antyder at mange studerende har haft gensidig glæde af at samarbejde under forberedelsen til eksamen. Litteratur: 1) Nakhleh, M.B., Polles, J., Malina, E.: Learning Chemistry in a Laboratory Environment. In Chemical Education: Towards Research-based Practice, Ed.: Gilbert, J.K.; De Jong, O.; Justi, R.; Treagust, D.F.; Van Driel, J.H. Kluwer Academic Publishers, 2002, ISBN Houman, A.: Ny eksamen i bioorganisk kemi: En eksamen som ligner virkelighedenen, Plexus / Tidsskrift for Danmarks Farmaceutiske Universitet, Vol. 37, Nr. 2, April, Hvordan er forholdet mellem kursets mål og eksamen. Evalueres målene hensigtsmæssigt? Hvad er ideen i at prioritere én stor øvelse frem for omgangsøvelser fordele og ulemper? (Hvordan) tager eksamen højde for denne prioritering? Hvordan kunne eksamen tilrettelægges, så der blev (endnu) større sammenhæng mellem laboratorieøvelser og den teoretiske del? PS. I et forprojekt er studerendes forberedelse til planlægningsdelen af undervisningen undersøgt. De to sidste sider med de væsentligste konklusioner er vedlagt her som appendix. Hele forprojektet kan ses på kursushjemmesiden under Litteratur

5 Appendix: Uddrag af Thomas Balle og Martin Calverleys forprojekt sidste 2 sider: Generelt En meget stor del af de studerende (91%) svarer "enig" eller "meget enig" til at de ved hvad de skal foretage sig 1. øvelsesdag men det er kun 46% som er "enige" eller "meget enige" i at de har forstået teorien bag det de skal foretage sig samme dag (figur 13). Sat lidt på spidsen tyder resultaterne på at en stor del af de studerende mener at være i stand til at læse og følge øvelsesvejledningen uden i øvrigt at forstå hvad det er de foretager sig. Det er oplagt at lægge fokus på den manglende sammenhæng mellem praktisk arbejde og forståelse ved planlægningen af næste års kursus. % 17) Jeg ved hvad jeg skal foretage mig 1. øvelsesdag* 18) Jeg har forstået teorien bag det jeg skal foretage mig 1. øvelsesdag Meget Enig Enig Hv. Enig/Uenig Figur 13. Uenig Meget Uenig Vejledernes vurdering Blandt de undervisere som tidligere har undervist på laboratoriekurser ved DFU (10/14, 71%) var der bred enighed (67%) om, at de studerende ved starten af laboratoriekurset var bedre forberedte end det generelt er set ved andre øvelseskurser. Samtidig var der 100% enighed om at de studerende straks begyndte på synteserne og at vejledningen i laboratoriet primært var begrænset til praktisk vejledning (ikke vejledning i planlægning af projektet). En stor del af underviserne (68%) var "enige" eller "meget enige" i at det virkede som om de studerende havde forstået hvad de skulle lave, men samtidig har det tilsyneladende ikke været muligt for underviserne at få et indblik i de studerendes dybere forståelse af stoffet, idet 79% hhv. 77% af underviserne var "hverken enige eller uenige" i at de studerende havde forstået de væsentlige aspekter omkring reaktionsmekanismer hhv. syntesestrategi. Vejledernes svar synes at bekræfte tendenserne i de studerendes svar. Der er enighed om at de studerende går i gang med syntesearbejdet direkte, hvilket var et af formålene med afholdelse af en klassetime til forberedelse af det praktiske arbejde i laboratoriet. Samtidig er der overensstemmelse mellem de studerendes egen vurdering af deres (manglende) forståelse for teoretiske aspekter og vejledernes overvejende "hverken enig eller uenig" svar på spørgsmål, der relaterer til teoretisk forståelse.

6 Konklusion Effekten af afholdelse af en klassetime til planlægning af øvelseskurset har været klart positiv. De fleste undervisere som tidligere har undervist på laboratoriekurser ved DFU er enige om at de studerende er bedre forberedte nu end de har været på andre øvelseskurser. Samtidig er både de studerende og underviserne enige om at de studerende er klar til at starte direkte på det praktiske arbejde i laboratoriet. Mht. de definerede mål for klassetimen er størsteparten af de studerende blevet færdige med at lave en tidsplan, mens kun 21% er blevet færdige med at nedskrive alle reaktionsligninger. En mulig forklaring på at de studerende ikke er blevet færdige med de definerede mål for klassetimen kan til dels tilskrives manglende entydig definition af målet med klassetimen. Samtidig skal det nævnes at de studerendes forberedelse har været meget mangelfuld (gennemsnitlig forberedelsestid: 26 minutter mod forventet: 4 timer). Der er således rum til forbedring ved planlægning af næste års undervisning. For at sikre et større udbytte af klassetimen er det nødvendigt at de studerende forbereder sig bedre. En måde at sikre dette på kunne være at stille som krav at de inden klassetimen havde nedskrevet alle reaktionsligninger inklusive alle reagenser og havde lavet et flowdiagram hvori alle enhedsopperationer indgik. Herefter kunne man i klassetimen fokusere mere på at sikre at de studerende havde forstået teorien bag det de skal lave i laboratoriet og hjælpe dem med at lave en realistisk tidsplan.