Met de snelle opkomst van Machine Learning, Deep Learning en generatieve AI van de afgelopen jaren verandert het beroepenveld van de HBO-ICT-student. Van steeds meer applicaties waaraan ict’ers – en met name software engineers – werken zullen AI-componenten deel uitmaken. Dit vraagt om aanpassingen aan het curriculum van HBO-ICT-opleidingen. Aanpassingen zullen naar onze mening op in ieder geval de volgende twee punten nodig zijn: de interdisciplinariteit van het curriculum en de wendbaarheid van (modules binnen) het curriculum. Het regelmatig scannen van de wetenschappelijke literatuur kan daarbij een betekenisvolle rol spelen.
In de Nederlandse HBO-ICT-opleidingen wordt al jarenlang het belang onderkend van het kijken over de grenzen van de eigen discipline heen. In het curriculum vinden we vaak modules over ethiek en recht, over requirements engineering (waarin ook gekeken wordt naar het domein van de klant) en UX-design. Studenten krijgen onderwijs in methoden voor onderzoek die soms ook van buiten het eigen vakgebied komen. De kaartenset voor ICT Research Methods (HBO-I, 2018) is een goed instrument daarvoor. Veel opleidingen bieden minoren waarin studenten uit verschillende vakgebieden samenwerken, bijvoorbeeld studenten uit technische disciplines en ontwerpdisciplines en studenten uit opleidingen als bestuurskunde, verpleegkunde of recht.
In de major van opleidingen is het lastiger om interdisciplinaire samenwerking structureel een plaats te geven. Curriculumcommissies hebben moeite om hiervoor ruimte vrij te maken omdat dit ten koste gaat van tijd voor specialisatie in de opleiding. En het is natuurlijk een flinke uitdaging om roosters en studiepunten af te stemmen met andere opleidingen. Toch wordt inmiddels ook in onderwijsvisies van hogescholen de interdisciplinaire samenwerking expliciet genoemd. Zo bepaalt de onderwijsvisie van De Haagse Hogeschool dat bacheloropleidingen minimaal dertig studiepunten moeten besteden aan interdisciplinair onderwijs. Daarnaast stelt deze onderwijsvisie praktische randvoorwaarden aan bijvoorbeeld omvang in studiepunten en informatievoorziening, om het volgen van modules uit andere opleidingen gemakkelijk te maken. Saxion heeft al enkele jaren een Smart Solutions Semester, gericht op interdisciplinaire samenwerking tussen studenten van verschillende opleidingen. Deze module heeft zich in iteraties ontwikkeld en inmiddels nemen er meer dan twintig opleidingen van Saxion, waar HBO-ICT overigens niet bij hoort, aan deel. Lectoraten zijn voor interdisciplinair onderwijs toegankelijke opdrachtgevers die kunnen faciliteren in de samenwerking met bedrijven, overheden en andere organisaties. Bij het Smart Solutions Semester wordt bijvoorbeeld rond thema’s in learning communities samengewerkt.
Naar analogie van twee van de drie thema’s binnen KIA Digitalisering pleiten we in verband met de opkomst van AI-gebaseerde systemen voor twee typen interdisciplinariteit binnen het HBO-ICT-curriculum.
Reflectie op digitale en informatietechnologieën (DIT’s)
Reflectie “borgt o.a. de ethische, juridische en maatschappelijke aspecten (ELSA) die gepaard gaan met digitalisering, maar ook andere aspecten zoals duurzaamheid, veiligheid en strategische autonomie” (Grotenhuis et al., 2023). Om al deze aspecten, kansen en risico’s van technologische toepassingen te leren duiden is het noodzakelijk dat studenten interdisciplinair samenwerken. Zo kunnen ze hun kennis delen en opdoen op het snijvlak van de technologie, het domein waarin die wordt toegepast en disciplines zoals de geesteswetenschappen of rechtsgeleerdheid.
Innoveren met DIT’s
Ook in het proces van innoveren is samenwerking met andere disciplines binnen het domein waarvoor de applicatie wordt ontwikkeld – zoals het zorg- of het energiedomein – essentieel, om kennis vanuit de verschillende disciplines in te brengen, maar ook om methoden voor onderzoek, ontwerp en ontwikkeling vanuit verschillende disciplines gezamenlijk te leren inzetten.
Omdat AI een steeds prominentere rol zal innemen in ict-applicaties, wordt interdisciplinariteit in de ontwikkeling daarvan en de inbreng van (ervarings)kennis uit de toepassingsdomeinen belangrijker, om zorg te dragen voor aspecten als rechtvaardigheid, representativiteit en het voorkomen van bias – om te komen tot systemen die geen mensen uitsluiten en tot innovaties die duurzaam en maatschappelijk geaccepteerd en gewenst zijn.
Overigens lijkt ons het onderscheiden van reflectie en innovatie enigszins geforceerd, wanneer een projectteam zich als reflective practitioners opstelt en alle relevante aspecten, ook de ethische en maatschappelijke, afdoende aan de orde laat komen in een iteratief ontwerp- en ontwikkelproces.
Vernieuwing van onderwijs is bij tijd en wijle noodzakelijk. Het is ook kostbaar en tijdrovend. Bovendien gaat er vaak enige tijd overheen voordat een nieuwe ontwikkeling is geduid en is omgezet in concrete kennis en aanpakken die in te zetten zijn in het onderwijs. De wetenschappelijke literatuur is een goede bron voor vroegtijdige duidingen van nieuwe ontwikkelingen en vaak ook voor concrete handvatten voor het aanpassen van (modules in) het curriculum. Die vroegtijdigheid kan bijdragen aan de wendbaarheid van het curriculum. We noemen twee voorbeelden.
Ten eerste beschrijven Martínez-Fernández et al. (2022) hoe de Body of Knowledge voor software engineering aangepast kan worden om deze bruikbaar te maken in de context van AI-gebaseerde systemen. Als basis nemen ze de ISO-standaard SWEBOK van 2014 (IEEE Computer Society, 2014). Ze voegen aan diverse kennisgebieden hieruit specifieke uitdagingen toe voor software engineering ten behoeve van AI-gebaseerde systemen. Voorbeelden van SWEBOK-kennisgebieden zijn Software Design, Software Testing en Software Engineering Process. Een voorbeeld van een uitdaging in de context van AI-gebaseerde systemen die Martínez-Fernández et al. (2022) identificeren op dat laatste gebied, Software Engineering Process, heeft betrekking op life cycle models. Ze geven aan dat er behoefte is aan continue engineering, omdat op AI-gebaseerde systemen door trendveranderingen snel onbruikbaar kunnen worden. Ontwikkeliteraties worden vertraagd door herbeoordeling van modellen na het introduceren van wijzigingen.
De auteurs van deze wetenschappelijke publicatie beschreven deze uitdagingen ruim twee jaar voordat IEEE Computer Society kwam met een nieuwe versie van SWEBOK (IEEE Computer Society, 2024), die elke tien jaar wordt vernieuwd. Bij de ontwikkeling van onderwijs kunnen we ons niet beperken tot een bestaande, verouderde Body of Knowledge. Input vanuit wetenschappelijk en praktijkgericht onderzoek kan helpen in te spelen op actuele ontwikkelingen.
Ten tweede beschrijven Ahmad et al. (2023) een onderzoek naar requirements engineering voor AI-gebaseerde software (RE4AI), waarin de ontwikkeling niet langer alleen vanuit de requirements wordt aangestuurd, maar deels ook vanuit de data. Ze identificeren onder andere geschikte requirements engineering frameworks voor AI-gebaseerde software zoals Holistic DevOps en Ethics-Aware SE. Ook wijzen ze bijvoorbeeld op beperkingen en uitdagingen van bestaande technieken voor requirements engineering. De verantwoordelijkheden van de requirements engineer zijn uitdagend in de relatief nieuwe context van AI-gebaseerde software, met nieuwe vormen van requirements die voortkomen uit de data zelf, uit ethiek, of uit aspecten als uitlegbaarheid.
Door de integratie van AI in softwaresystemen lopen de verantwoordelijkheden van data scientists en requirements engineers in elkaar over. Systeemeisen worden bepaald vanuit het traditionele requirements engineering, maar moeten worden aangevuld met eisen vanuit de data. En niet-functionele eisen als transparantie, privacy, vertrouwen worden belangrijker. Voor beide beroepsgroepen betekent dit dat ze moeten leren samenwerken, elkaars taal en verantwoordelijkheden begrijpen, en dat methoden en tools moeten worden aangepast.
De software-engineeringpraktijk heeft zich altijd in hoog tempo ontwikkeld, maar de paradigmaverschuiving die AI teweegbrengt maakt het des te urgenter om in het onderwijs mee te bewegen. Interdisciplinaire samenwerking en een wendbaar curriculum zijn belangrijker dan ooit om studenten optimaal voor te bereiden op de praktijk. Ook in het praktijkgerichte onderzoek binnen de lectoraten voelen we de noodzaak om snel mee te bewegen. Dit onderstreept het belang van een intensieve samenwerking tussen onderwijs, onderzoek en de praktijk. Alleen door onze kennis, projecten, netwerken en vaardigheden te bundelen kunnen we succesvol blijven inspelen op deze veranderingen. Dat kan ook zonder formele samenwerkingsrelaties: een docent die eens meekijkt in een onderzoeksproject, een onderzoeker achter in het klaslokaal. Laten we elkaar wat vaker opzoeken!
Mettina Veenstra, lector Smart Cities, Saxion
Jos van Leeuwen, lector Civic Technology, De Haagse Hogeschool
Ahmad, K., Abdelrazek, M., Arora, C., Bano, M., & Grundy, J. (2023). “Requirements engineering for artificial intelligence systems: A systematic mapping study,” Information and Software Technology, 158, 107176. https://doi.org/10.1016/j.infsof.2023.107176
Grotenhuis, F., Jansen, H., en Lagendijk, I. (2023) KIA Digitalisering 2024-2027. Den Haag, Topsector ICT. https://kia-digitalisering.nl
HBO-I. (2018) ICT Research Methods — Methods Pack for Research in ICT. ICT Research Methods. https://ictresearchmethods.nl
IEEE Computer Society. (2014). SWEBOK Guide Version 3.0. Accessed December 15, 2024. Available at https://ieeecs-media.computer.org/media/education/swebok/swebok-v3.pdf
IEEE Computer Society. (2024). SWEBOK Guide Version 4.0. Accessed December 15, 2024. Available at https://www.computer.org/education/bodies-of-knowledge/software-engineering/v4
Martínez-Fernández, S., Bogner, J., Franch, X., Oriol, M., Siebert, J., Trendowicz, A., … & Wagner, S. (2022). “Software engineering for AI-based systems: a survey,” ACM Transactions on Software Engineering and Methodology (TOSEM), 31(2), 1-59. https://dl.acm.org/doi/10.1145/3487043
Universiteit Utrecht (z.d.) Themadossier: Interdisciplinair onderwijs en Community Engaged Learning. https://www.uu.nl/onderwijs/onderwijsadvies-training/kennisdossiers/themadossier-interdisciplinair-onderwijs-en-cel
