Het onderwijs van morgen: programmeren t.b.v. de onderzoeks- en ontwerpvaardigheden

5

De wereld om ons heen verandert snel en vraagt veel flexibiliteit. Binnen het onderwijs is het duidelijk van belang om hierop in te spelen. Dit is mogelijk door middel van programmeren ten behoeve van onderzoekend en ontwerpend leren. Op het Bornego College in Heerenveen wordt met behulp van deze methode het vak Wetenschap & Technologie gegeven. Daarover lees je meer in dit artikel.

Dit artikel is geschreven door Lian Poelsma, docent NASK aan de CSG Bornego College. Tijdens het 5e nationale docentencongres NASK geeft Lian een presentatie met nog meer tips. Meld je nu aan voor het congres op 14 februari.

Het voordeel van deze methode is dat leerlingen een breed scala aan vaardigheden aangeleerd krijgen die helpen bij het oplossen van problematiek in het dagelijkse leven. Dit artikel gaat in op de werkwijze en de praktische toepassing onderzoekend en ontwerpend leren.

Cyclus: drie onderdelen

Het onderzoekend en ontwerpende leren biedt leerlingen de mogelijkheid om interactief kennis te kunnen verwerken. Deze lesmethodiek houdt een vaste cyclus aan, waarbij aandacht wordt besteed aan de verschillende onderzoeks- en ontwerpvaardigheden. Deze cyclus heeft als voordeel dat het voor zowel de leerling als de docent houvast biedt.

De cyclus begint altijd bij een confrontatie/verwarring, waarbij de probleemstelling centraal staat. In het tweede gedeelte van de cyclus staat de kennisoverdracht centraal. Leerlingen doen dan onderzoek, delen kennis met elkaar, of er wordt gekeken welke kennis/vaardigheden nodig zijn om de probleemstelling te kunnen oplossen.

Als laatste onderdeel in de cyclus wordt er aandacht besteed aan het gedane onderzoek of het gemaakte ontwerp. Deze manier van werken valt of staat bij de juiste coaching van de docent. Daarnaast is een goede technische onderwijsassistent in de klas onmisbaar. Diegene kan leerlingen extra ondersteuning bieden en materiaal gereedmaken, zodat er voor de docent meer tijd overblijft voor het voorbereiden de lessen en de coaching van leerlingen.

Onderzoekend onderwijs

Programmeren als kapstok

Programmeren helpt bij het oplossen van complexe problemen. Leerlingen krijgen binnen het onderzoekend en ontwerpend leren een probleemstelling aangeboden. Programmeren speelt hierbij een rol; het is voor leerlingen als het ware een kapstok om hun probleem mee op te lossen. Het stimuleert leerlingen om het probleem opnieuw te formuleren, zodat ze het met een computer kunnen oplossen. Dit wordt computational thinking genoemd. Hierbij zijn een aantal stappen centraal:

  1. Ontleding van het probleem: het probleem in kleine stukjes opdelen.
  2. Patronen herkennen in het probleem.
  3. Filteren van alle informatie: een schematisch weergave maken.
  4.  Oplossingen uitdenken: hierbij staat algoritmisch denken centraal.
  5. De uiteindelijke oplossing algemeen maken zodat het ook kan worden ingezet bij overeenkomstige problemen.

Uiteindelijk stimuleert het leerlingen bij de ontwikkeling van probleemoplossende vaardigheden die van toepassing zijn binnen andere vakgebieden in het onderwijs. Veel leerlingen in het po komen hier al mee in aanraking. Het doorzetten van deze transitie naar het vo levert een aansluitende leerlijn op binnen het vakgebied Wetenschap en Technologie.

Praktische tips

Met de volgende tips kun je leerlingen op een zeer laagdrempelige manier kennis laten maken met programmeren:

  • Swift Playgronds Een gratis applicatie, gebaseerd op de eigen codeertaal van Apple genaamd Swift. Het voordeel van deze applicatie is dat leerlingen spelenderwijs kennismaken met programmeren en dat de applicatie te koppelen is aan allerlei roboticapakketten – waaronder Lego Mindstorms. Het grootste nadeel is dat er iPads beschikbaar moeten zijn om hiermee te kunnen werken.
  • Programmeren met een microcontroller: Er is een aantal mooie platforms ontwikkeld om een microcontroller te kunnen programmeren, bijvoorbeeld een Arduino. Het grote voordeel van het werken met een microcontroller, is dat je sensoren kunt aansluiten en meerdere dingen tegelijk kunt laten bewegen. Het is in het begin vaak erg lastig, maar het wordt doorgaans snel opgepakt door leerlingen.

Meer weten?

Tijdens het 5e nationale docentencongres NASK geeft Lian een presentatie met nog meer tips. Meld je ook nu aan voor het docentencongres op 14 februari.

Op welke manier leer jij leerlingen onderzoeks- en ontwerpvaardigheden? Deel jouw ideeën via onderstaand reactieformulier.

5 REACTIES

  1. Zeer helder artikel, Lian. Je geeft hiermee een goede voorzet op bepaalde intenties verwoord in curriculum.nu, waar ook programmeren een plaats krijgt. In het algemeen vinden zowel jongens als meisjes programmeren leuk, zo lang het ergens toe dient. Zie ook leaphy.nl (eveneens aanwezig op nask congres).

  2. Hi Eugene,

    Het programmeren is inderdaad een mooie toevoeging aan het onderwijs. Ik denk dat daar enorm veel winst uit te behalen valt zonder dat we het wellicht weten.

    Het wordt inderdaad zowel door jongens als door meisjes leuk gevonden. Zo zagen wij bij de First Lego League 2 teams op school ontstaan met 95% meiden. En inderdaad, zolang het een doel heeft. We draaien binnenkort een pilot met Arduino’s op het Bornego.

  3. Ik ben razend benieuwd wat de mogelijkheden zijn. Zelf gebruik ik regelmatig micro:bit om te programmeren in combinatie met grove set sensoren.

  4. Hi Ruud,

    Er zijn inderdaad vele mogelijkheden! Het is afhankelijk van je doelstelling. De Arduino is een mooi microcontroller platform om wat meer zaken mee te kunnen maken. Maar een Raspberry Pi is ook een goede instapmogelijkheid. Wat zou je willen bereiken? Of wil je meer onderzoek doen naar de mogelijkheden?

LAAT EEN REACTIE ACHTER

Please enter your comment!
Please enter your name here