Gerard Dummer

Alles over Onderwijs en ICT.

Browsing Posts tagged robotica

Deze week was ik op de BETT in Londen. Het was al weer een aantal jaar geleden dat ik hier was. Deze keer was ik niet met een groep maar in mijn eentje gegaan. Mijn aandacht ging dit keer vooral uit naar materialen die geschikt zouden kunnen zijn om te gebruiken in het kader van mijn promotietraject (het programmeren van apparaten). Er is veel materiaal te vinden dat hier misschien voor in aanmerking komt. Ik twitterde hier al over. Ik maakte daarbij al een indeling van verschillende soorten materialen. Die indeling is niet helemaal uit de lucht komen vallen. Ik ben hierbij getriggerd door Blikstein (2015) die materialen, die gebruikt worden bij physical computing, indeelt op drie niveaus van abstractie:

  1. Op niveau 1, het niveau waarbij het meest zichtbaar is gemaakt, heb je inzicht in de elektronisch ontwerp de manier waarop de printplaats is gemaakt, het solderen en het programmeren in low level talen zoals C++.
  2. Op niveau 2, is de elektronica, zoals breadboards, weerstanden en losse kabeltjes, zichtbaar en wordt gebruik gemaakt van Mid-level programmeertaal.
  3. Op niveau 3, wordt alleen gekeken naar de sensoren en actuatoren en wordt geprogrammeerd in een high level programmeertaal (zoals Scratch).

Schermafbeelding 2019-01-25 om 11.23.27

Zijn indeling geeft een framework voor ontwikkelaars van materialen van physical computing. Dit framework kwam tot stand door zijn studie naar de verschillende generaties van materialen die op dit gebied zijn langsgekomen. Heel in het kort hierover (want ik wilde niet het artikel hier gaan bespreken):

  1. Generatie 1: Pioneers of physical computing (LEGO/Logo, Braitenberg Bricks, and Programmable Bricks)
  2. The second generation: Conquering the World (Crickets, Programmable Bricks, and BASIC Stamp)
  3. The Third Generation: Broadening Participation and Accessing New Knowledge Domains (GoGo Board, Phidgets, Wiring, and Arduino)
  4. The Fourth Generation: New form factors, new architec tures, and new industrial design (Pico Cricket, Lilypad, Topobo, Cubelets, LittleBits)
  5. The Fifth Generation: Single board computers (Raspberry Pi, PCDuino, Beagle Board)

Bij elke generatie hebben de makers andere doelen voor ogen die ze met hun materialen willen bereiken. Zo hebben de makers van de eerste generatie het volgende voor ogen:

In the best tradition of constructivism and developmental psychology, these schol- ars were not interested in turning children into engineering prodigies or in increasing enrollment in engineering schools, or even in preparing students for careers in STEM. Rather, they were interested in seeing how these new tools would change how all children expressed their ideas [Granott, 1991], and not only the more technically inclined.

Als je kijkt naar de materialen die ik dit jaar op de BETT tegenkwam dan vallen die te koppelen aan een van deze abstratielagen en generaties (met verschillende doelen). Daarbij zie je ook veel klonen van al bestaande materialen. En soms ook handige oplossingen die de overgang van de ene laag van abstractie naar de andere laag van abstractie mogelijk maken.

Ik zou hierbij trouwens nog een laag 4 en 5 bij kunnen bedenken. In laag 4 komen de complete robots te staan. Het enige waar de leerlingen zich op moeten focussen is het programmeren van de apparaten. De BeeBot is hiervan een voorbeeld. In laag 5 plaats ik dan de unplugged lessen. Programmeren zonder computer of apparaten. Ook deze lagen hebben hun eigen doel. In laag 4 leren kinderen op een laagdrempelige manier kennis maken met programmeren. In laag 5 laat je kinderen kennis maken met de principes van programmeren.

Deze schattige maar dure robots zijn klonen van de BeeBot en vallen dus in laag 4.


Ook de Matatalab is hiervan een voorbeeld (die is afgekeken van de Cubetto):

Afgelopen weken hebben we les gegeven op de pabo in Amersfoort aan de derdejaars studenten. In deze lessen wilden we de studenten voorbereiden op twee onderwerpen: het maken van leervragen en het doen van een kennistoets. Probleem dat we daarbij hadden was dat we hiervoor twee keer een blokuur tot onze beschikking hadden maar stof dat meer tijd in beslag zou nemen. In deze blogpost wil ik op een aantal onderwerpen ingaan:

  • wat zijn leervragen?
  • wat toetsen we in de kennistoets?
  • hoe hebben we de lessen opgezet?
  • welke lessen hebben we hier uit getrokken?
  • Slotopmerkingen

Wat zijn leervragen?
Leervragen zijn kleine praktische onderzoeken van de student naar onderwerpen waar ze in de praktijkklas tegen aan lopen. Studenten maken vier leervragen. De leervragen zijn gekoppeld aan een vak. Bij een van deze leervragen integreert de student ICT en vraagt hier feedback op aan de vakdocent en de docent ICT en onderwijs.

Wat toetsen we in de kennistoets?
Van jaar 1 tot en met 3 krijgen alle studenten per kwartaal een kennistoets over de behandelde stof van dat kwartaal of semester. De kennistoetsen bestaan uit gesloten vragen (meerkeuze en korte antwoorden). De kennistoetsen toetsen de stof per vak. ICT wordt in elk jaar een of meerdere keren getoetst in een kennistoets. In jaar 3 wordt ICT een keer getoetst. De toetsstof komt uit het boek ICT voor de klas (Dummer, 2011). Voor jaar 3 verdiepen de studenten zich in hoofdstuk 3 (Leren en professionaliseren), hoofdstuk 6 (ICT op maat) en hoofdstuk 10 (ICT op schoolniveau).

Hoe hebben we de lessen opgezet?
Omdat we twee keer een blokuur hadden en meer dan twee keer een blokuur wilden behandelen hebben we gebruik gemaakt van zogenaamde kennisclips. Een kennisclip is een korte weblecture waarin 1 onderwerp aan bod komt. De kennisclip is maximaal 10 minuten lang. Zie ook de website www.weblectures.nl.

Doel van de kennisclips was dat stof die we normaal gesproken in de les zouden behandelen nu via een kennisclip overgebracht zou worden. Studenten moesten dus van te voren de kennisclip bekijken. Inhoud van de kennisclips was voornamelijk gericht op de kennistoets. Door het verplaatsen van de overdracht naar de kennisclip ontstond in de lessen zelf ruimte om praktisch met studenten aan de slag te gaan. Die inhoud was meer gericht op de leervragen. Op de inhoud van de kennisclips hebben we in de les teruggekeken met behulp van oefentoetsvragen. Die vragen hebben we afgehandeld met de SMART-response stemkastjes.

Hieronder zie je de volgende bestanden:

  • de PowerPoint van elke les
  • een kennisclip uit elke les
  • verwijzing naar overige kennisclips
  • een opdrachtblad uit elke les
  • verwijzing naar de overige opdrachtbladen
  • de oefentoetsvragen uit elke les

Bijeenkomst 1

Het presentatiebestand


Kennisclip over de leervragen


ICT in Beroepstaak 10 from Don Zuiderman on Vimeo.

Overige kennisclips

Opdrachtblad Hoe werkt de KahnAcademy?

Hoe werkt de Kahn Academy?

Verwijzing overige opdrachtbladen

Oefentoetsvragen

Oefentoetsvragen in Notebook

Bijeenkomst 2

Het presentatiebestand


Kennisclip over professionaliseren


professionaliseren from Gerard Dummer on Vimeo.

Overige kennisclips

Opdrachtkaart Digitaal leermateriaal maken met Wikiwijs

Digitaal leermateriaal maken

Verwijzing overige opdrachtkaarten

Oefentoetsvragen
Oefentoetsvragen in Notebook

Welke lessen hebben we hier uit getrokken?
We hebben de lessen gegeven en hebben gemerkt dat er zaken goed gingen en zaken nog niet goed gingen. Hieronder zal ik eerst aangeven wat we goed vonden gaan en daarna wat nog niet goed ging. Tot slot geef ik aan hoe de zaken die nog niet goed gingen verbeterd kunnen worden.

Wat ging goed
Het werken met de kennisclips heeft er voor gezorgd dat we in de bijeenkomst tijd konden maken om met studenten praktisch aan de slag te gaan. We konden op die manier meer onderwerpen behandelen dan als we dat niet hadden gedaan.
Wijzelf en de studenten waren erg tevreden over het gebruik van de oefentoetsvragen als voorbereiding op de kennistoets. Het werken met de stemkastjes zorgt voor grote betrokkenheid. Ook het nabespreken van de antwoorden was zinvol. Studenten krijgen hierdoor goed inzicht in wat de belangrijkste punten zijn uit de stof.
De opdrachtbladen werkten naar behoren. Studenten konden er mee uit de voeten en leerden zo een nieuw onderwerp beter kennen. De meest populaire opdrachtbladen waren in de eerste les het opdrachtblad over simulaties en het maken van een music doodle video. In de tweede bijeenkomst zijn veel studenten aan de slag gegaan met het maken van een game in GameStudio.

Wat ging nog niet goed?
Het belangrijkste wat nog niet goed ging is het feit dat maar weinig studenten van te voren echt de kennisclips hebben bekeken. We hebben de studenten hierop bevraagd. Zij gaven aan dat het van te voren bekijken van videoclips niet in hun systeem zat. Ze zijn niet gewend om stof van te voren te moeten bestuderen. Ook een herinnering sturen (zoals we hebben gedaan voor de tweede bijeenkomst) mocht niet baten. Nog steeds hebben weinig studenten de clips van te voren bekeken.
De studenten die de kennisclips van te voren hebben bekeken konden hier ook nog wel feedback op geven. Per bijeenkomst moesten de studenten drie of vier kennisclips bekijken. Bekijk je die achter elkaar dan duurt het nog best wel lang. Een ander feedbackpunt was dat het na het bekijken van de kennisclips voor de studenten nog steeds niet helemaal duidelijk was wat nu de belangrijkste hoofdpunten waren uit de clip zelf. Tot slot vonden een paar studenten de clips toch nog te lang duren.
Op de lessen zelf gaven de studenten ook nog feedback. Zo hadden we er voor gezorgd dat studenten vooral praktisch aan de slag zouden kunnen gaan. Maar een aantal studenten gaf aan dat ze het jammer vonden om alleen praktisch aan de slag te gaan. Dat vonden ze toch van te weinig waarde.

Wat kunnen we verbeteren?
Een aantal zaken hebben we tussen bijeenkomst 1 en 2 al verbeterd. Belangrijkste verbetering is dat aan bijeenkomst 2 nog een verdieping is toegevoegd in de vorm van een korte discussie over visies op onderwijs naar aanleiding van het project van Sugata Mitra van The hole in the wall. Naar aanleiding van stellingen konden studenten aangeven in hoeverre ze de ideeën van Sugata Mitra zagen zitten.
Over de kennisclips kunnen we verschillende dingen zeggen. Het meest in het oog springende is natuurlijk dat ze zo weinig bekeken zijn van te voren. De studenten waren dit niet gewend en voelden ook nog niet echt de noodzaak blijkbaar. Studenten gaven wel aan dat ze voor de kennistoets zelf de kennisclips zeker nog zouden gaan bekijken. Ik ben benieuwd of dat ook zal gebeuren.
Hoe studeerbaar zijn de kennisclips? Een student gaf als tip om voor het bekijken van de kennisclip een aantal vragen mee te geven. In de trant van: deze vragen moet je kunnen beantwoorden naar het bekijken en beluisteren van deze kennisclips. Gaan we meenemen.
We verbaasden ons zelf over het feit dat een aantal studenten niet de grote lijn er uit konden halen uit de kennisclip. Misschien komt die verbazing voort uit het feit dat wijzelf natuurlijk de hoofdstukken waarop de kennisclips zijn gebaseerd goed kennen en zien op welke manier de kennisclips hieruit de hoofdlijn halen. Het is misschien handiger om studenten de te bestuderen stof uit het boek op te geven, daarna pas de kennisclips, met behulp van de richtvragen, te laten kijken. Kost natuurlijk wel meer tijd en de vraag is of studenten die tijd er aan gaan besteden in een drukke week.

Slotopmerkingen
Over de opzet van de lessen was ik over het algemeen tevreden. Er zijn een aantal verbeterpunten die we mee kunnen nemen naar volgend jaar en toe kunnen passen bij andere thema’s.
De kennisclips hebben we opgenomen met het programma Screenflow. Dit programma werkte prima.
Voor het eerst hebben de studenten gewerkt met Lego MindStorms bij ons op de opleiding. Om dit voor elkaar te krijgen zijn we ongeveer twee jaar bezig geweest: zorgen dat het werd aangeschaft (wie schaft het aan? onder welk budget wordt het aangeschaft? hoe verantwoord je wat je er mee gaat doen? wie heeft het in beheer?), zorgen dat het programma behorende bij LegoMindStorms op de computer komt te staan (welke versie van het programma is geschikt? moeten we deze nog kopen of is die al beschikbaar? is het geschikt als netwerkversie? staat die in het image van de studenten?), zelf uittesten van LegoMindStorms (tijd vinden om de robot in elkaar te zetten, tijd vinden om de robot te testen) en een plek er voor vinden in het curriculum (in welk jaar precies? met welke opdracht?).
Nu we het hebben uitgetest is duidelijk dat wat we er nog weer meer mee kunnen. Wordt vervolgd…

Literatuur

Dummer, G. (2011). ICT voor de klas. Groningen: Noordhoff.