Begin onderwijs met robotica

28 januari 2011

Nederland als kennisland loopt ernstig gevaar door het ontbreken van een gezonde informaticaopleiding aan middelbare scholen. Docenten die zelf informatica hebben gestudeerd zijn schaars en te veel docenten die het informaticavak geven, besteden meer aandacht aan het gebruik van Word en PowerPoint dan aan de werking van een computer of het zelf maken van programma’s.

Leerlingen krijgen hierdoor nauwelijks enig inzicht in de werking van moderne apparaten, die allemaal zijn volgestopt met microprocessors. De interesse daarvoor is bij veel leerlingen wel aanwezig, getuige televisieprogramma’s als MythBusters, Brainiac en How it’s Made. Maar het bedenken van nieuwe dingen, het ontwerpen, bouwen en laten werken van eigen apparaten maakt geen onderdeel uit van de opleiding. En dat is heel jammer, want wie gaat in de toekomst de nieuwe Wii of Kinect ontwerpen ? Zijn we dan alleen maar gebruikers en geen ontwerpers meer? Nederland heeft een naam hoog te houden op het gebied van industrieel ontwerpen. Maar dat zou net zo goed kunnen gelden voor elektronica, computers en sofware, alleen wordt dit niet als een belangrijk onderwerp gezien door de meeste scholen.

Het probleem zit in de opleiding van docenten. Door grote tekorten aan geschoolde docenten is jaren geleden besloten om het informaticaonderwijs te bevorderen door bij- en nascholingscursussen en door het aanstellen van zij-instromers. Daardoor is het aantal docenten dat informatica op school mag geven wel wat vergroot, maar is de inhoud van die opleidingen niet verbeterd. Het gevolg is dat het meemaken van een informaticales op een middelbare school voor een informaticus helaas een tenenkrommende ervaring kan opleveren.

Te moeilijk

Dat kan en moet anders. Ten eerste moet het geven van lessen over Word en PowerPoint worden vervangen door inhoudelijke vakken die echt met informatica te maken hebben, zoals de werking van computerchips en het leren programmeren. Een goede kandidaat is robotica, dat door haar veelheid aan benodigde disciplines een vakoverstijgend onderwerp biedt, dat ook nog eens veel leerlingen aanspreekt, getuige films als AI, I Robot en Wall-E.

Om een robotje te maken, is het voor leerlingen nodig om inzicht te krijgen in ontwerpen, bouwen, programmeren en testen van software. Daarnaast verwerven ze daarmee inzicht in mechanica, elektronica, biologie en ook informatica.

Is dat niet te moeilijk voor de leerlingen? Veel docenten denken van wel, maar dat is beslist niet het geval. Helaas blijkt in de praktijk vaak dat het soms wel te moeilijk is voor docenten. Al meer dan zes jaar wordt op een aantal scholen lesgegeven in robotica, beginnend in het basisonderwijs en aanvullend op de middelbare school. Er is een doorlopende leerlijn ontwikkeld van negen tot negentien jaar, waarvan de NLT Robotica-module voor vwo, die twee jaar geleden werd gecertificeerd, het sluitstuk vormt. NLT (Natuur, Leven en Technologie) is een vak dat onderdeel uitmaakt van het NT- en NG-profiel op middelbare scholen.

Het geven van roboticalessen op school is zeer stimulerend voor leerlingen maar valt of staat met het enthousiasme van de docenten. Daar waar docenten de vaardigheden missen om zelf met het bouwen en programmeren van robotjes aan de slag te gaan, zijn het vaak enthousiaste leerlingen die zorgen dat de andere leerlingen doorkrijgen hoe ze een roboticaproject aan de praat krijgen. Daarin schuilt echter wel het gevaar dat leerlingen zonder ervaren begeleiders zichzelf verkeerde technieken aanleren. Regelmatig overleg met vakdidactici is in een dergelijke situatie dan wel zeer gewenst.

Bètavakken

Hebben leerlingen wel interesse in bètavakken? In een studie die is uitgevoerd door YoungWorks en Motivaction in opdracht van het Platform Bèta Techniek komt naar voren dat er onder leerlingen in het middelbaar onderwijs ruim voldoende interesse is in bètavakken, maar dat er toch niet voor deze studierichting wordt gekozen door een veelheid van factoren. De belangrijkste factoren zijn het vermeende geringe toekomstperspectief en het imago van dergelijke vakken. De varkenscyclus in de informaticabranche is daar mede debet aan. Maar techniek heeft nog een ander imagoprobleem.

Ergens in de jaren zeventig van de vorige eeuw is een trend ingezet in de meeste geïndustrialiseerde landen, dat interesse in hoe dingen werken niet meer de moeite waard is. Een auto is om in te rijden, en niet om onder de motorkap te kijken, was het adagium in die tijd. Dingen die kapot gaan, worden vervangen en niet meer gerepareerd. Alles moest simpel en begrijpelijk worden gemaakt, alle moeilijkheden werden onder het vloerkleed geveegd. Dingen begrijpelijk maken is natuurlijk prima, maar als daarvan het gevolg is dat de interesse in hoe dingen werken de nek wordt omgedraaid, zijn we toch een beetje doorgeschoten. Waar in de tweede helft van de vorige eeuw nog het aantal hobbywinkels en -tijdschriften welig tierde, is dat geleidelijk aan afgenomen, met als gevolg dat de meeste van die winkels en tijdschriften niet meer bestaan. Hun plaats is ingenomen door winkels waar spelcomputers, computergames en kant-en-klare bouwpakketten worden verkocht. Het is altijd iemand anders die dingen ontwerpt en realiseert, hobbyisme is een andere vorm van consumeren geworden. Maar we hebben meer behoefte aan producenten dan aan consumenten.

Er zijn verschillende ontwikkelingen die kunnen helpen deze trend te keren, maar om dat te realiseren, is het noodzakelijk dat scholen meer aandacht besteden aan opleidingen waarin de productie meer centraal staat. Robotica is zo’n onderwerp, maar de komst van 3D-printers en FabLabs zijn de sterkste troeven, waarmee leerlingen zelf nieuwe apparaten kunnen ontwerpen en produceren. Met de komst van technieken als 3D-printers en lasersnijders ontstaat er een nieuw soort industrie waarbij thuis en op school zelf allerlei objecten kunnen worden ontworpen en gebouwd. In dat kader past niet alleen ontwerp en vormgeving, maar ook besturingstechniek, elektronica en informatica. Robotica is een toepassingsgebied waarin al deze elementen verenigd zijn en biedt een rijke en interessante omgeving om in deze vakken van de toekomst al op vroege leeftijd ervaring op te doen. Het wordt tijd om op lagere en middelbare scholen, in nauwe samenwerking met de universiteiten, de basis te leggen voor de ontwerpers van de toekomst.

Peter van Lith is roboticaspecialist en als docent verbonden aan de Its Academy (vanlith.peter@gmail.com).

Informaticadocenten te vaak buiten spel

De afgelopen jaren is er hard gewerkt aan het opzetten van een doorlopende leerlijn, waarbij leerlingen vanaf 9 jaar stap-voor-stap wordt geleerd hoe ze robotjes kunnen ontwerpen, bouwen en programmeren, om er daarna wedstrijden mee te spelen. Deze leerlijn is beschikbaar in drie niveaus: voor het primaire onderwijs (PO), voor de onderbouw van het voortgezet onderwijs (VO) en voor de hogere klassen van het VO (de gecertificeerde NLT-module Robotica en daarnaast een eenvoudigere versie voor havo en vmbo). Het wedstrijdelement in dit lesmateriaal stimuleert om naar een doel toe te werken. En door zich te meten met leeftijdsgenoten, ervaren leerlingen direct de diepgang van hun eigen kennis. Zien wat andere leerlingen met dezelfde apparaten kunnen realiseren, geeft inzicht in de eigen verworven vaardigheden.Bij de gecertificeerde NLT-module Robotica is nog een ander fenomeen waar te nemen. Vanwege het vakoverstijgende karakter van het NLT-vak in het voortgezet onderwijs, zijn uitsluitend docenten bevoegd die de NLT-vakken geven zoals natuurkunde, wiskunde en biologie. Informaticadocenten zijn geen NLT-docenten en daardoor niet bevoegd om de NLT-roboticalessen te geven. Daardoor komen de docenten die het meest in aanmerking komen voor dit vak er niet aan te pas en kunnen ze hooguit wat hulp bieden als het met de lessen niet goed gaat.Als onderdeel van de Its Academy (een samenwerkingsverband tussen UvA, VU, HvA en Inholland) worden cursussen gegeven voor het voorgezet onderwijs in de roboticaleerlijn. In Amsterdam en Nijmegen worden cursussen aan NLT-docenten aangeboden, die daarmee de introductie op school kunnen versnellen. Daarnaast wordt er vanuit de Its Academy begeleiding gegeven bij roboticaprojecten voor studenten en aan leerlingen die een profielwerkstuk over robotica willen maken.In NEMO in Amsterdam worden cursussen georganiseerd voor lagere en middelbare scholen die mee willen doen met de RoboCup-wedstrijden.Meer informatie over NLT-modules voor robotica zijn te vinden op de website van het steunpunt NLT: www.betavak-nlt.nl/regionaal/regionale_steunpunten. 
Informatie over de doorlopende leerlijn Robotica en de RoboCup Junior-cursussen zijn te vinden op www.robocupjunior.nl. Er lopen diverse roboticaprojecten in Nederland. De bekendste zijn de First Lego League, georganiseerd door de Stichting Techniek Promotie, en RoboCup Junior, georganiseerd door de RoboCup-organisatie, in samenwerking met NEMO. Verder worden initiatieven op het gebied van robotica in het onderwijs gestimuleerd door RoboNed en Kennisnet.

 
Lees het hele artikel
Je kunt dit artikel lezen nadat je bent ingelogd. Ben je nieuw bij AG Connect, registreer je dan gratis!

Registreren

  • Direct toegang tot AGConnect.nl
  • Dagelijks een AGConnect nieuwsbrief
  • 30 dagen onbeperkte toegang tot AGConnect.nl

Ben je abonnee, maar heb je nog geen account? Neem contact met ons op!