Deelnemers PERL-kickoff aan het woord

Met welke verwachtingen reisden een student ICT-software engineering, een basisschoolleraar en twee docenten voortgezet onderwijs op 5 maart 2019 af naar Leiden om de start van PERL bij te wonen? En denken ze profijt te hebben van de onderzoeken die Felienne Hermans en haar team doen?


Luc van Leeuwe is projectleider Codasium aan het Lyceum Kralingen Rotterdam (een van de scholen van Stichting LMC Voortgezet Onderwijs). Felienne Hermans van PERL verzorgt voor een van de brugklassen van Lyceum Kralingen de programmeerlessen. “Uit betrokkenheid met Felienne wilde ik graag bij de officiële start van PERL aanwezig zijn”, vertelt Luc. “Daarnaast was ik nieuwsgierig naar wat zij met haar team aan onderzoeken hebben lopen. Ook was ik erg benieuwd naar de inhoud van de presentaties.
De presentaties vond ik heel inspirerend. Vooral het concept ‘automatisch differentiëren’ spreekt me erg aan. Een online omgeving met een hele uitgebreide verzameling vragen en opdrachten. Afhankelijk van de prestaties van de individuele leerling krijgt de leerling bepaalde uitleg en vragen voorgeschoteld. Het aanbod van uitleg/vragen is dus op maat voor de individuele leerling. Het systeem dat daarbij gebruikt wordt is adaptief.
Binnen het onderwijs is er meer en meer behoefte om maatwerk te bieden als het om leren gaat. De techniek is inmiddels zover ontwikkeld dat ze het onderwijs daarbij hulp kan bieden. Er is nog wel een grote stap te nemen: De transitie van ‘het reguliere door docent gestuurde onderwijs’ naar ‘het digitale door de docent begeleide onderwijs’. De rol van de docent verschuift daarbij van een docerende rol naar een coachende rol.”
Luc maakt zich sterk voor meer scholen met een Codasium. “Programmeeronderwijs voor iedereen, dat is onze missie. Ik ben ervan overtuigd dat wetenschappelijk onderzoek kan helpen in de zoektocht naar hoe we programmeeronderwijs zo efficiënt en effectief mogelijk aan leerlingen kunnen aanbieden. We zien ons gesteund in onze missie. Kijkend naar alle ontwikkelingen, mét daarbij de start van PERL, is de belangstelling groot voor programmeeronderwijs.”

Ramon Moorlag is voorzitter van Vakvereniging i&i (docenten informatica) en docent informatica aan het ds. Pierson College in Den Bosch. Hij vertelt waarom hij naar de kickoff van PERL is gekomen: “Ik wilde graag weten welke wetenschappelijke onderzoeken op het gebied van programmeeronderwijs er allemaal relevant zijn. Waar beter kan ik die kennis opdoen, dan bij de start van PERL? Erik Barendsen heeft een uitstekende lezing gegeven daarover. Ook het verhaal van Eva Marinus sloot daar goed op aan.
Ik zoek natuurlijk de aansluiting tussen basis- en voortgezet onderwijs en de misconcepties van programmeeronderwijs. Eigenlijk hoop ik dat PERL de hub gaat worden waar veel onderzoek wordt gedaan naar de gevolgen van goed programmeeronderwijs en hoe dit ‘goed’ wordt vastgesteld.”

Elma Cederhout is ICT-er op vier scholen van het Protestants Christelijk Basisonderwijs in Rijnsburg. De groepen 8 geeft ze programmeerlessen: “Ik maak de lessen nu zelf en vind her en der wat op internet. Er is op zich veel te vinden, maar wat het lastig maakt, is dat er geen enkele lijn in te ontdekken valt. Ik zit te springen om een doorgaande leerlijn. Ik ben heel blij dat we hier vandaag bijeen zijn voor de kickoff van PERL en ik hoop van harte dat er snel structurele aandacht komt voor programmeeronderwijs op de basisscholen. Nog mooier is het als de vorderingen die leerlingen maken ook nog te meten zijn, dus ik kijk uit naar alle nieuwe ontwikkelingen!”

Lisa van der Plas is vierdejaarsstudent ICT-software engineering aan de Hogeschool van Amsterdam. Onlangs besloot Lisa dat ze wilde afstuderen op ‘ICT in het onderwijs’. “In opdracht van VHTO, Landelijk expertisebureau meisjes/vrouwen en bèta/techniek, ben ik nu bezig met een pilot in de onderbouw van middelbare scholen in de regio Amsterdam om leerlingen basisvaardigheden programmeren aan te leren: het Computer Science Certificate: Basisexamen Programmeren Voortgezet Onderwijs Er is geen vakdidactische kennis over hoe je programmeren onderwijst. Ik ben naar de kickoff van PERL gekomen, in de hoop mensen te treffen die hier ook mee bezig zijn. Hier tref ik gelijkgestemden, al is iedereen er op zijn of haar eigen manier mee bezig. Ik merk dat de scholen die iets doen, op eigen houtje aan het proberen zijn. Dat maakt het allemaal niet makkelijker voor de scholen en het risico van stoppen ligt vaak op de loer. Ik hoop dat PERL eraan kan bijdragen dat we in Nederland één lijn voor programmeeronderwijs gaan krijgen in basis- en voortgezet onderwijs.”

Drie voorbeelden van innovatief (programmeer)onderwijs

Tijdens de kickoff van PERL konden deelnemers meedoen aan een drietal workshops, waarin ze kennismaakten met voorbeelden van innovatief (programmeer)onderwijs. Natuurkundedocent Henk Buisman leidde de deelnemers rond in ‘zijn’ scholierenlab Quantum Rules!. Ronilla Snellen, directeur van FutureNL liet bezoekers kennismaken met Digi-doenerlessen en sloot ze op in een escaperoom. Joachim de Greeff van de Delftse startup Robotsindeklas.nl demonstreerde de Nao en de Pepper robots en liet zien hoe leerlingen deze robots zelf kunnen programmeren.

Pionierend onderwijs met Quantum Rules!
Henk Buisman, de ontwikkelaar van het scholierenlab Quantum Rules!, legde aan de deelnemers van de PERL-kickoff uit hoe deze faciliteit van de afdeling Natuurkunde elk jaar zo’n 800 vwo-leerlingen kennis laat maken met een twintigtal kernexperimenten die het onderdeel quantum van het natuurkunde-eindexamen ondersteunen. “In het lab worden verschillende aspecten van de wereld van de quantummechanica op een leuke en interessante manier behandeld en wordt de samenhang tussen de experimenten benadrukt”, vertelt Henk. “QuantumRules! helpt scholieren op die manier niet alleen met het beter begrijpen van quantumverschijnselen die je in het dagelijks leven tegenkomt, maar draagt ook bij aan een goede voorbereiding van het eindexamen.”
In samenwerking met het LIACS (Leiden Institute of Advanced Computer Science) wordt een web-based game ontwikkeld, waarmee de bezoekende klassen zullen leren hoezeer quantumtechnologie vandaag de dag met onze samenleving verweven is. Binnenkort start Quantum Rules! daarom, in samenwerking met Felienne Hermans van PERL, met de ontwikkeling van pionierend onderwijs, waarin de aankomende quantumcomputer centraal staat.
www.quantumrules.nl


Kraak de code met de Digi-doenerles van FutureNL
FutureNL vindt het belangrijk dat alle kinderen in Nederland de kans krijgen om digitale vaardigheden te ontwikkelen. “Daardoor krijgen ze een beter beeld van de wereld waarin ze leven en zijn ze beter toegerust voor de toekomst”, zegt Ronilla Snellen, directeur van FutureNL. Deze organisatie begon enkele jaren geleden met het aanbieden van gratis programmeerlessen in het basisonderwijs, de zogeheten CodeUren. Inmiddels is digitale geletterdheid in de volle breedte het werkterrein van FutureNL.
Ronilla: “Ik heb aan de deelnemers van de PERL-kickoff uitleg gegeven over wat wij doen met FutureNL. Op dit moment is ons belangrijkste product de Digi-doener, een wekelijkse gratis digi-les op vier verschillende niveaus: onderbouw, middenbouw en bovenbouw basisonderwijs en onderbouw voortgezet onderwijs.
Een van de lessen gaat over een escaperoom, waar je uit kunt ontsnappen als je computational thinking-opdrachten volbrengt. “Ik heb de groep verdeeld over zes groepjes, die de opdrachten gingen maken”, vertelt Ronilla. “Er was een grote digitale klok op het bord die de tijd aftelde. Superleuk! De klok tikte flink door, maar gelukkig werd precies om 1 minuut voor tijd de code gekraakt. Naast het uitvoeren van de opdrachten over computational thinking moesten de groepen ook samenwerken en creatief zijn om de code te kraken. Op die manier kwamen alle 21e century skills aan bod.” Alle Digi-doenerlessen zijn gratis online te vinden!

Robots programmeren in de klas
Robotsindeklas.nl is een startup vanuit de TU Delft en richt zich op de ontwikkeling van sociale robots. Omdat robots een steeds grotere rol spelen in het dagelijks leven, is het belangrijk dat kinderen van jongs af aan in aanraking komen met deze technologie. Daarom ontwikkelde de startup een interactieve onderwijsrobot, waarmee kinderen op school leren hoe je met een robot (samen)werkt door hen zelf de robot te laten programmeren.

Joachim de Greeff is één van de ontwikkelaars. Hij legt uit: “Met onze onderwijsrobot kun je verschillende dingen doen: de robot kan voor de klas een interactieve presentatie geven, een quiz spelen, of leerlingen kunnen zelf met de onderwijsrobot aan de slag om te leren programmeren. Om onze onderwijsrobot te programmeren log je in in de Cloud omgeving van robots-in-de-klas. Dit is een handige web-interface, waarin de robot gemakkelijk geprogrammeerd kan worden door middel van een blokkentaal zoals Scratch of Blockly. Gekleurde blokken staan voor verschillende robot-functionaliteiten. Door deze systematisch te combineren ontstaat er binnen een handomdraai een interactief robotprogramma. Dankzij dit platform is het voor leraren heel gemakkelijk om deze programmeerlessen te begeleiden.”
Joachim gaf met de Nao en de Pepper robots een demonstratie, de deelnemers aan de PERL-kickoff reageerden enthousiast. “Het onderzoeksveld van PERL ligt heel dicht bij de toepassing van robots in het onderwijs. Felienne Hermans van PERL zit in de adviesraad van onze startup en ik hoop dat we nog lang met PERL samen kunnen werken”, besluit Joachim. Meer info: http://robotsindeklas.nl

Zeven vakdidactische onderzoeken die iedere docent moet kennen

Hoogleraar Erik Barendsen constateert een grote kloof tussen wat didactiek-wetenschappers concluderen in hun onderzoek en wat er op de scholen gebeurt. “Op gezette tijden doe ik mijn best om die kloof te dichten, met name door onderzoeksresultaten te vertalen naar de praktijk”, stelt Erik. Tijdens de kickoff van PERL brengt hij daarom zeven belangrijke onderzoeken op het gebied van programmeren over het voetlicht. Erik vindt dat de resultaten van deze onderzoeken bekend moeten zijn bij docenten en met name bij degenen die lesmateriaal ontwikkelen waarmee kinderen en jongeren kunnen leren programmeren.

Erik Barendsen is hoogleraar bètadidactiek aan de Radboud Universiteit. Bovendien is hij als hoogleraar didactiek van de informatica verbonden aan de Open Universiteit. Erik doet al langere tijd onderzoek naar programmeeronderwijs. Hij werkt daarbij regelmatig samen met Felienne Hermans van PERL.

Erik laat zeven inspirerende onderzoeken op het gebied van programmeeronderwijs in vogelvlucht de revue passeren.

1. Ontwikkelingsstadia van programmeurs
Lister, R., Teague, D. (2016). Toward a developmental epistemology of computer programming. In Proceedings of the 11th workshop in primary and secondary computing education (pp. 5–16).

Raymond Lister en Donna Teague onderzochten de ontwikkelingsstadia van leren programmeren. Wat is er moeilijk aan programmeren en welke vaardigheden zijn cruciaal? Voor het kunnen schrijven van programma’s blijken traceren en uitleggen noodzakelijke vaardigheden: Wat doet dit programma? Wat is de bedoeling ervan?

Het onderzoek van Lister en Teague mondde uit in een neo-Piagetiaans model met vier ontwikkelingsfasen:

• sensorimotor: kan niet traceren en incoherent begrip van programma-executie

• pre-operationeel: kan regels code traceren (‘met de hand executeren’), maar raadt naar werking van code door voorbeelden te traceren

• concreet-operationeel: kan redeneren over programmacode door de code zelf te lezen

• formeel-operationeel: redeneert op expertniveau, inclusief reflectie

2. Het Blok-model van Carsten Schulte
Schulte, C. (2008). Block Model: an educational model of program comprehension as a tool for a scholarly approach to teaching. In Proceedings of the Fourth international Workshop on Computing Education Research (pp. 149-160). ACM.

Door het onderzoek van Lister en Teague weten we dat lezen van programmatekst een belangrijke vaardigheid is. Het Blok-model van Schulte is volgens Erik een van de weinige echte theorieën die we voor informaticaonderwijs hebben. Het kan ondersteuning bieden om te begrijpen hoe mensen programmacode lezen en kan een hulpmiddel zijn voor de planning en evaluatie van lessen over programma’s.
De kern van het model is een tabel met drie kennisdimensies en vier hiërarchische niveaus van bevattingsvermogen, waarbij je van linksonder naar rechtsboven toewerkt.

Het model bleek een goede basis voor het ontwerpen van lessen door docenten. Daar is nu een dimensie bij gekomen: door de vooruitgang op het gebied van eye tracking is het mogelijk om in de praktijk te kijken of het model klopt.


3. Leerpaden voor algoritmen

Rich, K. M., Strickland, C., Binkowski, T. A., Moran, C., & Franklin, D. (2017). K-8 learning trajectories derived from research literature: Sequence, repetition, conditionals. In Proceedings of the 2017 ACM conference on International Computing Education Research (pp. 182–190).

Dit onderzoek gaat over hoe je algoritmisch leert denken. Waarmee moet je beginnen, wat doe je daarna en wat doe je vervolgens (sequence learning trajectory – repetition learning trajectory – conditionals learning trajectory)? De resultaten uit dit onderzoek zijn concreet en bruikbaar als je programmeeronderwijs vormgeeft.

4. Paperts ‘Computational Thinking’

Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, computers, and powerful ideas. Basic Books, Inc.

Dit is eigenlijk een voorbeeld van een mislukt plan, oordeelt Erik, maar hij noemt het toch in dit rijtje van zeven. Seymour Papert is de bedenker van het begrip ‘Computational Thinking’ en verdient daarom al een plek in dit rijtje van zeven. Papert verwachtte dat als je kinderen leert programmeren, ze betere probleemoplossers worden, ook op andere gebieden. Dat bleek tegen te vallen: vervolgonderzoek door anderen gaf heel uiteenlopende uitkomsten. “De moraal is dat je aan deze ‘transfer’ van vaardigheden actief moet werken en het niet op z’n beloop kunt laten”, aldus Erik.

 
5. Hoe leer je Computational Thinking?

Lye, S. Y., & Koh, J. H. L. (2014). Review on teaching and learning of computational thinking through

programming: What is next for K-12? Computers in Human Behavior, 41, 51–61.

De onderzoekers Sze Yee Lye en Joyce Hwee Ling Koh hebben zo’n dertig onderzoeken op het gebied van Computational Thinking vergeleken en gekeken wat nu écht het verschil maakt. Ze komen onder meer tot de volgende succesvolle elementen van effectief CT-onderwijs:

  • Aanleren van CT concepten
  • Stimuleren van informatieverwerking
    • structuren om het denken te organiseren, concept/mind map
    • metaforen
    • completeren van oplossingen
  • Scaffolding bij construeren van oplossingen
    • sjablonen
    • tools
  • Reflectie
    • ‘self-explanation’
    • review, peer feedback
    • uitleggen van voorbeelden
    • documenteren van ervaringen, bloggen, etc

“Sommige succesvolle technieken zoals reflectie bleken wel in het hoger onderwijs te worden toegepast, maar niet in basis- en voortgezet onderwijs”, merkt Erik op. Hij vindt dat een groot gemis. “Felienne en ik gaan daar dan ook samen aan werken”, belooft hij.

6. Parson’s Programming Puzzles
Parson, D., Haden, P. (2006). Parson’s programming puzzles: a fun and effective learning tool for

first programming courses. In Proceedings of the 8th Australasian Conference on Computing

Education-Volume 52 (pp. 157-163). Australian Computer Society, Inc.


Onderzoekers Dale Parson en Patricia Haden ontwikkelden puzzels als laagdrempelige manier om leerlingen te leren programmeren en hun vaardigheden te toetsen. Leerlingen schuiven de programmaregels in de goede volgorde. Wil je het moeilijker maken, dan zorg je voor wat ‘afleiders’.

7. Rollen van variabelen in programma’s

Sajaniemi, J., & Kuittinen, M. (2005). An experiment on using roles of variables in teaching

introductory programming. Computer Science Education, 15(1), 59-82.


Onderzoekers Jorma Sajaniemi en Marja Kuittinen hebben de tien mogelijke rollen van variabelen in programma’s gekarakteriseerd. Het blijkt dat de variabelen in 99 procent van de beginnersprogramma’s in deze categorieën zijn in te delen. “Wat bleek? Als je de rol van variabelen in je programmeeronderwijs benoemt en daar aandacht aan geeft, maak je het voor leerlingen eenvoudiger om programma’s te schrijven”, legt Erik uit.

Erik besluit met het advies om rekening te houden met de uitkomsten van deze zeven onderzoeken als je aan de slag gaat met het ontwikkelen van programmeeronderwijs. “Leerlingen zullen er profijt van hebben!”

Code-S: doorgaande leerlijn programmeren voor het basisonderwijs

Uitgeverij Delubas brengt in augustus 2019 de methode Code-S op de markt. Met Code-S leren basisschoolleerlingen van groep 5 tot en met 8 programmeren. Niet als doel op zich, maar om vraagstukken logisch en gestructureerd aan te pakken en op te lossen. “Leerlingen trainen op die manier hun creativiteit en planmatig denken – kwaliteiten die je niet alleen in de ICT-branche, maar ook in talloze andere beroepen nodig hebt”, vertelt Delubas-redacteur Yoïn van Spijk.

Code-S is een methode voor programmeren in het basisonderwijs met een doorgaande leerlijn. Leerlingen werken met Scratch en leren spelenderwijs programmeren. Later in de leerlijn maken ze kennis met andere programmeertalen en programmeren ze een website. “De methode is heel toegankelijk: leraren met en zonder affiniteit met ICT kunnen gemakkelijk met Code-S uit de voeten”, stelt Yoïn.

Gestructureerd lesplan noodzakelijk
Een verkennend onderzoek dat Delubas in 2017 onder basisschoolleraren hield, wees uit dat 96 procent van de ondervraagden computational thinking aan wil bieden aan zijn leerlingen. 88 procent wil dat doen met programmeren. “Vervolgens bleek echter dat leraren terughoudend zijn”, weet Yoïn. “Ze willen hun leerlingen leren programmeren, zien er de relevantie van in, maar het is een nieuw vak voor ze en het zit niet in de pabo-opleiding. Leraren schrikken ervoor terug, omdat ze het gevoel hebben niet boven de stof te staan. Een vergelijking met het techniekonderwijs dringt zich op.”
Delubas is vervolgens gaan nadenken hoe ervoor gezorgd kan worden dat iedereen die programmeeronderwijs wil geven, dat ook kan en gaat geven. “Daarvoor blijkt een gestructureerd lesplan noodzakelijk”, legt Yoïn uit. “Er is van alles te vinden, gratis en niet-gratis, maar een lesmethode met doorgaande leerlijn ontbreekt. Ook ontbreekt voldoende ondersteuning voor de leraren. Ze staan immers niet boven de stof. In Groot-Brittannië liep men, ondanks de verplichting van hogerhand, tegen precies deze twee zaken aan”, merkt Yoïn op.

Voor álle kinderen
Delubas ging aan de slag en baseerde zich daarbij op het meest recente wetenschappelijk onderzoek naar programmeeronderwijs. Ook werd Felienne Hermans van PERL betrokken bij de ontwikkeling van de lesmethode.
“Leraren hebben lesmateriaal nodig voor álle kinderen”, vindt Yoïn, “niet alleen voor de pluskinderen, die nu vaak als extra uitdaging programmeerles krijgen. Code-S is voor alle niveaus en voor zowel jongens als meisjes. Voor pluskinderen zorgen we vanzelfsprekend voor extra uitdaging door middel van plusopdrachten die een stapje verder gaan.”

Bit en Botje
Met level 1 van Code-S kan vanaf groep 5 gestart worden. Het is de verwachting dat veel scholen pas in groep 6, 7 of 8 met Code-S starten. Dat doen ze dan altijd met level 1. Er zijn vijf lesblokken per jaar en vijf lessen per lesblok. “De methode heeft een duidelijke structuur, is gestoeld op herhaling en uitbreiding”, licht Yoïn toe. “Elke les bestaat uit gezamenlijk en zelfstandig werken. Aan het begin van de les wordt herhaald wat vorige keer aan bod is gekomen, alvorens met de uitbreiding begonnen wordt. Door onze ervaring met ander lesmateriaal voor programmeren weten we dat leerlingen kunnen afhaken als ze niet voldoende gemotiveerd worden. Daarom hebben we een motiverend achtergrondverhaal bedacht. Een doorlopend verhaal, waarin hoofdrolspelers Bit en Botje per level een spannend avontuur beleven. Leerlingen brengen scènes uit het verhaal tot leven en dat maakt de programmeeropdrachten extra relevant voor hen. Ook zijn er veel unplugged opdrachten, waarbij leerlingen goed leren nadenken over wat ze gaan programmeren. Ze trainen de vaardigheid computational thinking bij uitstek met die opdrachten.
Zowel de programmeeropdrachten als de unplugged oefeningen staan in een werkboek, zodat leerlingen niet hoeven te werken met meerdere vensters op de computer. We hebben goed gelet op het leesniveau van de leerlingen per groep, zodat ze daar niet door geremd worden.”

Ondersteuning leraar
De leraar heeft voor Code-S geen voorkennis nodig en ook de voorbereidingstijd is minimaal, verzekert Yoïn. Code-S beschikt over een digitale assistent die de gezamenlijke instructie verzorgt, vragen aan de leerling stelt en, wanneer de leerling geantwoord heeft, de juiste antwoorden geeft. “De leraar heeft een coachende rol. Naarmate de leraar meer ervaring krijgt met de programmeerlessen, raakt hij of zij vanzelf ook vertrouwd met het programmeren”, aldus Yoïn.
Code-S vergt weinig materiaal. De methode bestaat uit digibordsoftware en werkboeken voor de leerlingen. Level 1 voor groep 5 en verder is beschikbaar vanaf de start van schooljaar 2019-2020. Onlangs is gestart met de werving van partnerscholen die Code-S willen uittesten.

Bekijk ook de slides van Yoin.

Gamers (m/v) leren spelend

Jeroen Jansz, hoogleraar Communicatie en Media bij het departement Media & Communicatie van de Erasmus Universiteit Rotterdam doet met zijn team onderzoek of (educatieve) games het leereffect hebben, dat ze beogen. “Een game kan een mooi instrument zijn om kennis over te dragen, bijvoorbeeld over een maatschappelijk probleem of over taal en rekenen. Maar, het werkt alleen als je de game goed integreert in het leerproces”, aldus de hoogleraar. In zijn presentatie vertelt hij hoe we – op gamegebied – om kunnen gaan met de verschillen tussen jongens en meisjes. Bovendien gaat hij in op de vraag of games een goed instrument zijn om leerlingen aan het programmeren te krijgen.

“Buiten de schoolse context moet de potentiële speler de game wel vinden. Is de game onderdeel van het leerproces, dan heb je het probleem van de vindbaarheid al opgelost”, vertelt Jeroen. “Uit onderzoek blijkt dat games binnen een formele leeromgeving op school of universiteit goed werken als je kijkt naar kennisoverdracht, motivatie, het aanleren van bepaalde vaardigheden en positief affect, dat betekent dat leerlingen, studenten en docenten er lol in hebben om de game te spelen, dan wel te begeleiden.”

Stereotiepe verschillen

In de leeftijdscategorie 12-15 jaar beginnen er grote verschillen te ontstaan tussen jongens en meisjes. Jeroen: “Meisjes gamen ook, maar spelen vooral ‘spelletjes’ op de smartphone. Bijna alle jongens spelen games. Sommigen zelfs heel intensief. Jongens spelen groen-bruine games; groen staat voor de sportvelden en bruin voor de camouflagekleuren bij oorlogsspellen. De meidengames zijn schokkend roze en gaan over shoppen, kleding en in toenemende mate over het krijgen van een baby. Deze roze games staan veel minder ver af van de games die in de educatieve context gebruikt worden, dan de groen-bruine games. Dat kan een voordeel zijn bij het toepassen van games in het onderwijsveld.”

Kwesties
Jeroen onderscheidt twee belangrijke kwesties:
1. Hoe krijg je het voor elkaar dat een game wordt gespeeld?
De oplossing, aldus Jeroen, is ‘spot on’: “Presenteer de game waar het publiek toch al is.”
Jeroen deed met collega’s onderzoek naar de game ‘Go supermodel’. Hij vertelt: “We introduceerden een bank in het spel om zo bankierkennis over te brengen. Het leek ons functioneel dat de spelers het geld dat ze verdienden met het modellenwerk naar de bank zouden brengen. De aanvulling in de game werkte goed en bleek heel leerzaam. Spelers leerden dat je geld naar een bank kunt overmaken en er dan rente voor krijgt.”

2. Veel meer jongens dan meisjes zijn actief met gamen.
Jeroen vertelt over het ‘Make a game-project’ van Surfnet en Kennisnet. “Leerlingenteams ontwikkelden een educatieve game voor het onderwijs. Leerlingen tussen de 12 en 20 jaar bedachten zelf een onderwerp, bij voorkeur vakoverstijgend. In de gemengde teams trad een volstrekt stereotiep patroon op. De jongens stortten zich massaal op coding. De meisjes maakten de storyboards, hielden zich bezig met design, maar waren ook de testers. Dat laatste is dan wel weer interessant, omdat meisjes doorgaans veel preciezer zijn dan jongens op die leeftijd.”

Jeroen noemt de ‘Girls game clubs’ van Harvard-hoogleraar Yasmin B. Kafai als optie. Hij vindt er veel voor te zeggen om aparte meidengroepen te maken. “Haar meest recente werk ‘Connected Code, Why Children Need to Learn Programming’ is een aanrader”, aldus Jeroen.

Gamification
De laatste jaren wordt vooral het gebruik van game-elementen in een context zonder games onderzocht. Jeroen: “Dat noemen we met een hip woord gamification. Mits je de context goed organiseert is het zeker zo dat gamification positieve effecten heeft op het leren. Maar wat zijn nu de volgende stappen op dit gebied? Waarom zou je als je digitale vaardigheden wilt overdragen, als je leerlingen mee wilt nemen in coding, dat in een spelomgeving willen doen?” Jeroen citeert schrijver Johan Huizinga, die het in 1938 al zei in zijn boek Homo Ludens: ‘De mens is eerst en vooral een spelend wezen. Het spel zou een noodzakelijke voorwaarde zijn voor het voortbrengen van cultuur. “De mens speelt om dingen te verkennen en uit te proberen”, aldus Jeroen. “Als je speelt stap je de magische cirkel binnen waar je dingen mag uitproberen die je in het werkelijke leven niet mag. Dat geldt zeker ook voor digitale games en kan dus prima werken bij programmeeronderwijs.”

Revisie van de theorie – gender
Jeroen vervolgt zijn verhaal over de genderverschillen. “Jongens en meisjes hebben verschillende spelvoorkeuren en ook de markt reageert stereotiep. We weten inmiddels heel goed dat als je kennis wil overdragen, je misschien wel naar heel andere dingen moet kijken. Een voorbeeld: meisjes knutselen graag, doen graag dingen met textiel. Met huidige technieken als VR is het mogelijk om daarbij aan te haken. Dat zouden we meer moeten doen. Oproep: sluit dus aan bij de belevingswereld van de potentiële speler.”

Bekijk ook de slides van Jeroen.

Beverwedstrijd maakt leerlingen enthousiast voor informatica

Eljakim Schrijvers is een bevlogen informaticus die het enthousiasme voor zijn vakgebied aan zoveel mogelijk jonge mensen over wil dragen. Hij doet dat sinds 1994 bij de Informatica Olympiade, en sinds 2005 ook met de Beverwedstrijd. Niet alleen in Nederland, maar ook in onder meer Groot-Brittannië, Duitsland en Australië. Leerlingen tussen de 10 en 18 jaar ontdekken met de jaarlijkse Beverwedstrijd of ze talent hebben voor informatica en of ze er verder in willen gaan.

De Bebras of Beverwedstrijd is een informaticawedstrijd voor leerlingen van groep 5 tot en met 8 van het basisonderwijs en klas 1 tot en met 6 van het voortgezet onderwijs. De wedstrijd is ontwikkeld om leerlingen kennis te laten maken met informatica. Tijdens de wedstrijd maken de deelnemers vijftien (interactieve) puzzels die een directe link hebben met onderwerpen uit de informatica als algoritmen, structuren, informatieverwerking en logica. “De opgaven maken dat de deelnemers leren denken op een gestructureerde manier, zodat een computer de deelnemer zou kunnen begrijpen, en een deelnemer de computer kan begrijpen”, legt Eljakim uit. “De opgaven zijn zó gemaakt dat iedereen ze met logisch en goed nadenken kan oplossen. Voorkennis is niet nodig.”

Voor jongens én meisjes
“Zoveel mogelijk mensen dit prachtige vakgebied in brengen, dat is mijn doel”, vertelt Eljakim. “Het is niet alleen voor de leerlingen. We betrekken ook hun leraren en ouders bij de wedstrijd. Dat is vooral belangrijk voor leerlingen richting de puberleeftijd, omdat enthousiasme voor de informatica en computational thinking in de pubertijd nogal eens over dreigt te gaan.”
Voor leraren is het weinig extra werk, “alleen hoe jonger de leerlingen zijn, hoe meer tijd het kost voordat ze allemaal ingelogd zijn”, lacht Eljakim.
De afgelopen jaren ziet de bevlogen informaticus iets moois gebeuren in Nederland. “Het percentage jongens en meisjes dat deelneemt aan de Beverwedstrijd groeit naar elkaar toe. In alle landen zie je een verschil in aantallen vrouwelijke en mannelijke deelnemers vanaf 15 jaar. In sommige landen is het heel extreem en doen er bijna geen meisjes meer mee; in Nederland wordt het verschil gelukkig steeds minder groot. Ik hoop dat dit gegeven steeds meer scholen in ons land zal bewegen om deel te nemen aan de Beverwedstrijd met álle leerlingen.”

Puzzeltjes
Eljakim vindt het best moeilijk om goede opgaven te maken voor kinderen onder de 9 en ook om moeilijke opgaven voor de bovenbouw van het voortgezet onderwijs te maken. Maar elk jaar lukt het hem en zijn team weer. “Belangrijk is om de opdrachten in een soort puzzeltjes te verpakken, zodat de leerlingen merken dat informatica en denken niet ‘eng’ is, maar juist leuk en uitdagend”, vindt Eljakim. “Wat ook goed werkt zijn de Blockly-opgaven. Daarmee zijn we in Groot-Brittannië bezig voor leerlingen tussen de 10 en 18 jaar.”

Massa aan data
“Natuurlijk hebben we door de jaren heen een enorme massa aan data verzameld door de online ingevulde antwoordformulieren”, vervolgt Eljakim. “Daar doen we niets mee, we zijn immers geen onderzoekers. We hebben andere ambities, namelijk zoveel mogelijk jongeren enthousiast maken voor een studie en baan in de exacte richtingen, en dan natuurlijk specifiek ook informatica. Als ze na de Beverwedstrijd verder willen kunnen ze een programmeercursus volgen, op programmeerkamp gaan in Rusland (tot 16 jaar) en meedoen aan de nationale en internationale Informatica Olympiade.”

Data-analyse Codetaal biedt inzicht voor ontwikkeling programmeeronderwijs

Oefenweb ontwikkelt online adaptieve oefenprogramma’s voor het basisonderwijs, ter aanvulling op de reguliere methodes. Bekende voorbeelden van deze spin-off van de Universiteit van Amsterdam (UvA) zijn Rekentuin, Taalzee en Words&Birds (Engelse les). Met het adaptieve systeem van Oefenweb oefenen basisschoolleerlingen op hun eigen niveau. “Aan de basis van Oefenweb staat een adaptief meetsysteem dat is ontwikkeld aan de UvA”, licht onderzoeker Sally Hogenboom toe. “Het meet de ontwikkeling van de individuele leerling en voorziet hem of haar van directe feedback. Hierdoor kunnen leerlingen zelfstandig met de producten werken en bepalen de antwoorden die ze geven hoe moeilijk bepaalde vervolgvragen of -sommen zijn.  Codetaal is een nieuw spel in Rekentuin, waarmee kinderen vanaf groep 2 spelenderwijs oefenen met programmeren.

Voor de leraar is er een dashboard, zodat er per leerling direct inzicht is in de voortgang. De leraar ziet daardoor direct wanneer een leerling vastloopt en extra instructie nodig heeft op bepaalde vaardigheden of leerdoelen.

Data-onderzoek
Terwijl leerlingen op hun eigen niveau oefenen met de online games van Oefenweb, doen wetenschappers onderzoek met de geanonimiseerde data die hieruit voortkomen. Sally is een van de onderzoekers. Zij bestudeert onder andere hoe leerlingen het oefenprogramma Codetaal gebruiken. Oefenweb heeft inmiddels veel gebruikers, waardoor enorm veel data beschikbaar zijn om te analyseren. Sally: “Met deze data proberen we onze kennis over hoe kinderen leren en over ons adaptieve meetsysteem continu te verbeteren.”

Programmeren
Zodra een leerling die met Rekentuin werkt het optellen en aftrekken voldoende beheerst, kan er geoefend worden met Codetaal. “Niet in ingewikkelde programmeertaal, maar met behulp van pijltjes, eenvoudige instructies en leuke plaatjes. We gebruiken zo min mogelijk tekst, zodat het ook voor jonge kinderen geschikt is”, legt Sally uit. “Met alle gegevens die bij ons binnenkomen, hopen we meer inzicht te krijgen in de vaardigheden van kinderen van verschillende leeftijden op programmeergebied en kijken we hoe programmeren samenhangt met de reken- en taalvaardigheden van leerlingen.”

Voorlopige conclusies Codetaal
Spelers van Codetaal hebben inmiddels meer dan een miljoen antwoorden gegeven op meer dan vierduizend vragen. Sally en haar collega’s zijn druk bezig om alle data te analyseren. Hun voorlopige conclusies zijn dat leerlingen vanaf groep 2 Codetaal graag spelen, maar dat de opgaven voor leerlingen van groep 7 en 8 vaak te gemakkelijk zijn. Daarnaast blijken sommige computer science-concepten gemakkelijker dan andere, simpelweg omdat de vraagstelling op een bepaalde manier was geformuleerd.

Toekomst
In de toekomst willen Sally en haar collega’s Codetaal uitbreiden en interactief maken. “Nu zijn het nog multiple choice-vragen, maar in de nabije toekomst willen we veel meer werken met open vragen, waarop de leerlingen eigen antwoorden en algoritmes kunnen creëren.” Ook willen de ontwikkelaars een nieuw meetinstrument creëren, waarmee de Scratch-vaardigheden van kinderen kunnen worden gemeten.

Bekijk ook de slides van Sally.

Computational Thinking & Coding Theorie: een framework voor het onderwijs

Welke cognitieve processen spelen een rol bij leren programmeren? Als we die vraag kunnen beantwoorden, weten we welke vaardigheden we bij leerlingen moeten trainen en hoe we programmeeronderwijs in kunnen richten. Ontwikkelingspsycholoog Eva Marinus ontwikkelde een eerste versie van een Computational Thinking & Coding Theorie. Ze hoopt op veel reacties, zodat de theorie verder vorm kan krijgen.

Sinds 2014 is in Groot-Brittannië computational thinking een verplicht onderdeel van het curriculum. Programmeren is daar een onderdeel van. “Dat is een politiek voordeel, maar eigenlijk ontbreekt ook daar nog steeds een goed didactisch model”, vindt Eva. “In Nederland hebben we deze politieke urgentie nog niet, maar we hebben nu wel PERL, zodat er gericht onderzoek gedaan kan worden naar hoe kinderen het best kunnen leren programmeren.”

Cognitieve processen
Ten tijde dat voormalig president Obama opriep tot ‘computer science for all’, omdat je jongeren daar ‘job-ready on day one’ mee maakt (State of the Union 2016), hield Eva zich in Australië bezig met leesonderzoek. ‘Moeten we iets met digital literacy’, vroeg ze haar Australische collega’s. ‘Goed idee’, was de reactie die ze van hen kreeg, ‘Australië volgt doorgaans vijf jaar later de ideeën van de UK op, dus dan weten we tegen die tijd mooi hoe we het moeten onderwijzen’. Inmiddels werkt Eva op een lerarenopleiding in Zwitserland. Wat ze jarenlang in het leesonderzoek gedaan heeft, doet ze nu voor programmeeronderwijs: begrijpen hoe kinderen leren programmeren en waarom sommigen dit moeilijk vinden. Een specifieke uitdaging hierbij is dat de meeste toekomstige basisschoolleraren zelf nog niet kunnen programmeren.
Eva vertelt: “Iedereen die start aan een lerarenopleiding kan al lezen en rekenen, maar niet programmeren. Daarnaast hebben we voor leesonderwijs de vaardigheden die nodig zijn heel goed in het vizier. Daarom weten we ook precies hoe we kunnen ingrijpen als het mis gaat. Er is nog geen model voor vaardigheden die relevant zijn bij het leren programmeren. Het enthousiasme om eindelijk eens vaart te maken met een structurele aanpak voor programmeeronderwijs is er, maar hoe kunnen we programmeren op de beste manier onderrichten? Welke cognitieve processen spelen een rol? Als we die vraag kunnen beantwoorden, weten we welke vaardigheden we bij leerlingen moeten trainen.”

Computational thinking
Computational thinking is een breed en lastig begrip waarvoor tientallen definities in omloop zijn. Eva is van mening dat pabo-docent Don Zuiderman een aantal jaar geleden al een goede en voor leraren werkbare blogpost schreef over computational thinking (http://donzuiderman.blogspot.com/2015/04/wat-is-computational-thinking.html). Zijn omschrijving:

  • Computationeel denken is een manier om problemen op te lossen
  • Door computationeel denken kun je de oplossing zo vertellen dat een computer het begrijpt (dus in kleine logische stapjes)
  • Computationeel denken bevat vaak de volgende onderdelen:
    • Goed nadenken over alle informatie
    • Informatie in logische stukjes verdelen
    • Een schema of tekening van de informatie maken
    • Informatie versimpelen
    • Mogelijke oplossingen bedenken en uitproberen
    • Oplossingen automatiseren door algoritmisch te denken (een stroomschema maken)
    • De oplossing algemeen maken en toepassen op soortgelijke problemen

Op weg naar een model
Volgens Eva zou het onderwijs geholpen zijn met een model, een soort framework waarbij de verschillende stappen die ondernomen moeten worden bij het programmeren expliciet gemaakt worden. Wat moet een kind allemaal doen om van een programmeeropdracht (e.g. ‘Teken een sneeuwvlok met acht takjes met de Logo schildpad’) tot een werkende programmeercode te komen? Daarom ontwikkelde ze de Computational Thinking & Coding Theorie (CTCT). Ze presenteert een concept en nodigt de deelnemers van de PERL-startbijeenkomst uit om hierop te reageren.

“Het model onderscheidt drie fasen”, legt Eva uit, “probleem oplossen, algoritmisch denken en programmeren. Het doel van de eerste fase is om het probleem te begrijpen en de oplossing vast te stellen. De output is een oplossing op hoog niveau. Bijvoorbeeld dat je je kunt voorstellen hoe een sneeuwvlok met acht takjes eruit ziet en dat je een voorbeeldtekening kunt maken op papier. In fase twee definieer je de oplossing op zo’n manier dat het  computationeel ingezet kan worden – dat het klaar is om omgezet te worden in code. Bijvoorbeeld, je beschrijft precies welke bewegingen, en in welke volgorde, de schildpad moet maken om de sneeuwvlok te maken (‘het algoritme’). Tot slot, in fase 3, zet je dit algoritme om in een programmeertaal. Bewustzijn van deze fasen helpt leraren om te achterhalen waar kinderen vastlopen: hebben ze het probleem niet begrepen (fase 1)? Kunnen ze het stappenplan van de oplossing niet nauwkeurig beschrijven (fase 2)? Of kennen ze de termen en regels van de programmeertaal nog niet goed (fase 3)?

Op een vraag uit de zaal over de drie fasen antwoordt Eva dat je er ook voor kunt kiezen een leerling direct de informatie of oplossingen uit de eerste twee kolommen te geven, zodat de leerling direct met de programmeertaal aan de slag kan gaan.
Een andere deelnemer vraagt of het verstandig is om jonge kinderen eerst een beeldtaal (block-based programmeertaal) aan te leren, om vervolgens met tekst-gebaseerde talen te gaan programmeren? Eva antwoordt dat dat niet per se hoeft, maar dat block-based programmeren de inspanning in fase 3 verlicht. Deze verlichting zorgt ervoor dat leerlingen zich dan meer en makkelijker kunnen richten op de vaardigheden in fase 1 en 2. De laatste vraag uit de zaal is of ‘debugging’ (de code verbeteren) een plek in het model zou moeten krijgen? Hierop antwoordt Eva dat het voorbeeld dat vandaag gebruikt werd (‘laat de schildpad een sneeuwvlok met acht takjes tekenen’) ook ingezet kan worden als een debugging-opdracht en dat dan dezelfde fasen van belang zijn.

Take home
“We hebben bij programmeeronderwijs te maken met een heel nieuw vak, waar ook pabo-studenten vaak nog niets van weten”, concludeert Eva. “We weten nog niet precies wat de onderliggende vaardigheden zijn. Daarom staan we voor enorme uitdagingen, de komende jaren.” Volgens Eva is het van groot belang dat deze vaardigheden goed gedefinieerd worden, zodat we ze kunnen aanleren aan pabo-studenten en in de nascholing aan de leraren die nu voor de klas staan. Ze draagt daar graag haar steentje aan bij.

Felienne Hermans over de ambities van PERL en het belang van directe instructie

Felienne Hermans gaat er alles aan doen om met haar onderzoeksgroep Programming Education Research Lab (PERL) van betekenis te zijn voor het programmeeronderwijs in het basis- en voortgezet onderwijs in Nederland.Ik hoop dat we met PERL een wetenschappelijk antwoord kunnen gaan geven op de vraag ‘hoe dan?’ Veel scholen zien echt de noodzaak van programmeeronderwijs in en willen wel, maar weten niet hoe.

Medio 2018 stapte Felienne over van de TU Delft naar de Universiteit Leiden om daar haar eigen onderzoeksgroep op het gebied van programmeeronderwijs te starten. Daar voelde ze wel voor. “In Leiden kan ik goede koppelingen maken naar onderzoekers van andere disciplines, zoals psychologie en onderwijskunde. Bovendien leek het me goed om na tien jaar bij de TU Delft te hebben gewerkt ook eens ergens anders mijn vleugels uit te slaan.”

Op 5 maart 2019 was de officiële start van Programming Education Research Lab, in de wandelgangen al snel afgekort tot PERL. De onderwerpen waar Felienne en haar team zich mee bezighouden zijn breed, “als het maar valt binnen het thema: hoe leren we mensen programmeren?”, licht Felienne toe. “Natuurlijk heb ik mijn eigen interesses – op het moment ben ik volop bezig met de vraag wat de beste didactische vorm is voor programmeren – maar het mooie van zo’n groep is dat er ook studenten aanhaken met eigen onderzoeksvragen. Zo is er nu een student bezig met de informatica-olympiade: wat toetsen de opgaven van de olympiade eigenlijk en hoe sluit dat aan bij leerdoelen op bijvoorbeeld een universiteit? Dat is weer een heel andere invalshoek dan waar ik me op richt.”

Hoe gaat PERL samenwerken met scholen?
De scholen zijn heel belangrijk voor ons. We openden onze groep niet voor niets met een middag waarbij leraren en schoolbestuurders van harte welkom waren. En ze kwamen dan ook in groten getale, heel fijn! We willen in nauw contact staan met de onderwijsprofessionals op de scholen. In gelijkenrechtenactivisme heb je de slogan ‘niets over ons, zonder ons’ Ik vind dat een enorm goed uitgangspunt. Wij moeten niet vanuit de universiteit gaan roepen ‘zo moet het hoor’. We hopen vele praktische bijeenkomsten als deze te organiseren. We hebben een mailinglijst waarmee we mensen op de hoogte stellen van nieuwe onderzoeken en resultaten. Ook gaat het vaak informeel, we hebben een netwerk van scholen waar al een hoop gebeurt en die altijd wel ruimte kunnen vinden voor een student om weer wat uit te pluizen.”

Wat zijn jullie plannen met betrekking tot inclusief programmeeronderwijs?
Programmeren heeft een heel groot inclusiviteitsprobleem. De kinderen die op dit moment leren programmeren – ook omdat het op veel scholen (nog) niet wordt aangeboden – zijn over het algemeen witte jongetjes uit de middenklasse en hoger, aangemoedigd door enthousiaste ouders die gave computers en programmeertools voor ze kopen. Ook door het selectieve aanbieden aan plusklassen houd je de mythe in stand dat je voor programmeren een genie moet zijn, maar dat is helemaal niet zo. Die inclusiviteit is een probleem met enorm veel facetten, dat niet zomaar op te lossen is door één onderzoeksgroep. Maar we hebben zeker de ambitie een bijdrage in de goede richting te leveren. We richten ons daarom binnen een deel van onze onderzoeken op drie specifieke groepen: meisjes, kinderen met een migratieachtergrond en blinde en slechtziende kinderen. Voor de eerste twee groepen onderzoeken we voornamelijk didactische vormen en integratie in schoolvakken. Als we het nu duidelijk, stap voor stap uitleggen (en dus niet leunen op eventuele voorkennis van thuis) en laten zien dat je met programmeren ook kunstwerken en verhalen kunt maken en niet alleen games, trekken we dan misschien een breder publiek? Dit is een langlopend onderzoek dat ik zelf uitvoer. De derde groep betreft een speciaal onderzoeksproject, waarvoor ik een nieuwe collega heb mogen aannemen, die twee jaar lang bij blinde en slechtziende kinderen onderzoekt wat er beter kan op het gebied van programmeeronderwijs.”

Wat onderzoek jij nu zelf?

“Ik hou me op dit moment vooral bezig met het uitwerken van een model voor ‘directe instructie’ in programmeeronderwijs. Ook in taal en rekenen woedt de discussie nog hevig, maar veel experts zijn er toch wel over uit dat je beter kunt ‘stampen’, dan leerlingen veel contextrijke sommen aanbieden, zeker in het begin. Die contextrijke sommen vergen een hoop leesvaardigheid en strategieën, die niet altijd expliciet worden aangeleerd. Bij programmeren woedt die discussie, grappig genoeg, nog helemaal niet. Programmeeronderwijs komt uit de zelfontdekkend leren hoek. De ‘bedenker’ van programmeren voor kinderen, Seymour Papert, was zelf een groot gelover in kinderen lekker aan de slag laten gaan met weinig instructie. Maar nu blijkt dat dat misschien helemaal niet zo goed werkt en ongelijkheid in de hand werkt. Ook een interessant detail: programmeren voor kinderen werd niet bedacht om kinderen te leren programmeren. Programmeren was voor Papert een manier om wiskunde aan te leren. Ook dat zie je terug in de ‘traditionele’ programmeerlessen. Als je om een andere reden programmeren aan wilt leren, dan heb je misschien ook heel andere methodes nodig.”

Directe instructie was ook het onderwerp van je presentatie tijdens de kickoff van PERL. Wat was daar je kernboodschap?
“Als 10-jarige heb ik mezelf leren programmeren. Toen ik zes jaar geleden een Rotterdams clubje kinderen op zaterdagmiddag wilden leren programmeren, dacht ik dan ook ‘just let them explore’, net zoals ik dat vroeger zelf had gedaan. In het begin leerden de kinderen in het programmeerclubje wel wat, maar na verloop van tijd viel de voortgang behoorlijk tegen en kreeg ik als feedback van de jongens en meisjes ‘ik vind het niet leuk meer’.
Toen ik me ging verdiepen in onderzoeken over programmeeronderwijs, bleek dat er weinig bekend was. Ik stuitte wel op een interessant onderzoek van Scaffidi & Chambers, die hetzelfde constateerden als je kinderen vrij liet. In het begin leren ze wel wat programmeervaardigheden, maar daarna valt het tegen en zie je uitval.
Al honderd jaar doen we onderzoek naar taal- en rekenonderwijs en kennen we heel gedetailleerde modellen, die pleiten voor ofwel de ene, óf de andere aanpak. Maar waarom hebben we die discussies niet bij programmeeronderwijs? Waar is ‘ons’ pedagogisch debat?
Ik vergelijk het met een muziekinstrument leren spelen. Het is toch ook niet effectief om een kind alleen een gitaar te geven en te zeggen ‘zie maar’?
Paul A. Kirschner, hoogleraar Onderwijspsychologie aan de Open Universiteit, pleit ook voor goede directe instructie door iemand met expertise. Ons werkgeheugen is beperkt en als het overbelast raakt, wordt leren moeilijk of zelfs onmogelijk. We moeten ons werkgeheugen daarom niet belasten met irrelevante zaken. Leren hoeft niet simpel te zijn, maar het moet wel nuttig zijn. Bij leesonderwijs weten we bijvoorbeeld dat ‘hakken en plakken’ goed werkt. Dat heeft te maken met het korte termijn geheugen. Je kunt maar vier items in één keer onthouden. Als je hoofd te vol wordt is cognitive load het gevolg. Uitleggen en veel oefenen blijkt bij taal- en rekenonderwijs goed te werken. Zou dat ook zo zijn bij programmeeronderwijs?”

Wat betekent dat voor jullie onderzoeken?
“We gaan diverse zaken onderzoeken. Werkt hardop voorlezen van programmeertaal? Hoe kunnen we programmeren integreren in andere schoolvakken/vakgebieden om daarmee het belang van programmeren te laten zien? We weten dat het trainen van strategieën zijn vruchten afwerpt, zijn er expliciete strategieën voor code lezen? We kijken ook naar misconcepties: hoe raken kinderen nou in de war als ze programmeeropdrachten doen? En door assessments bij leerlingen te bestuderen kunnen we nieuwe misconcepties ontdekken.
Ook al zijn er andere geluiden, schools leren is helemaal niet zo erg. Als kinderen maar goed in iets worden, dan vinden ze het meestal ook heel leuk. Als kinderen het idee hebben dat ze iets leren, werkt het doorgaans motiverend om verder te leren. Kinderen die in een eerste les nul fout hebben en na verloop van tijd nog steeds 0 fout scoren, hebben vaak het idee dat ze niets leren en haken dan af.”

Is het een probleem dat veel leraren geen programmeerkennis hebben?
Ja en nee. In een ideale wereld kunnen alle leraren natuurlijk programmeren en kunnen ze programmeren ook inzetten als tool in de klas, maar zo ver is het nog niet. Dat wil niet zeggen dat leraren nu maar niets aan programmeeronderwijs moeten doen, omdat de kennis ontbreekt. Ik zie vaak dat IT-ers gastlessen op school verzorgen en dan achteraf bij mij ‘klagen’ dat school het niet oppikt, omdat ‘de juf niet kan programmeren’. Dat is soms waar, maar vaak zijn er twee veel diepere problemen. Ten eerste worden de lessen vaak gepresenteerd als leuke extraatjes: we gaan een keertje een robot programmeren of games maken. Ten tweede signaleer ik dat de leerlingen bij zo’n speciale les meestal direct achter de laptops mogen gaan zitten. Er is weinig uitleg vooraf en eigenlijk hebben ze enorm veel vragen, waar de leraar dan inderdaad geen antwoord op heeft.
Zoals ik in mijn presentatie al aangaf werken we er binnen PERL aan om, onder meer met directe instructielessen en vakintegratie, die twee bezwaren weg te nemen. Context zorgt dat leerlingen het nut van programmeren inzien en het dus ook echt willen leren. De klassikale lessen helpen om als leraar het gevoel te krijgen dat je de stof wel degelijk beheerst en dat het eigenlijk maar een ‘gewone’ les is.”

Opening PERL op 5 maart

“Een vrouw met een missie.” Dat is de eervolle benaming die decaan Geert de Snoo aan wetenschapper Felienne Hermans gaf bij de officiële opening van de nieuwe onderzoeksgroep Programming Education Research Lab (PERL). De decaan en voorzitter van het faculteitsbestuur van de Faculteit Wis- en Natuurwetenschappen van de Universiteit Leiden slaat de spijker op z’n kop: Felienne heeft een heel belangrijke missie. Ze gaat er met haar onderzoeksgroep alles aan doen om van betekenis te zijn voor het programmeeronderwijs in het basis- en voortgezet onderwijs in Nederland. “Ik hoop dat we met PERL een wetenschappelijk antwoord kunnen gaan geven op de vraag ‘hoe dan?’ Veel scholen zien echt de noodzaak van programmeeronderwijs in en willen wel, maar weten niet hoe”, aldus Felienne.

Image

In aanwezigheid van vele universitaire collega’s, leraren basis- en voortgezet onderwijs, beleidsmakers en studenten met interesse in programmeeronderwijs is op 5 maart 2019 onderzoeksgroep PERL feestelijk geopend. Voorafgaand aan de officiële openingshandeling werden de aanwezigen getrakteerd op een interessant mini-symposium, met lezingen van experts binnen en buiten de groep. Marcus Specht, wetenschappelijk directeur van het Leiden-Delft-Erasmus Centre for Education and Learning opende de middag. Marcus is hoogleraar Digital skills & Computational thinking en Learning technologies. Het Leiden-Delft-Erasmus Centre for Education and Learning is een platform voor onderzoek, innovatie en training van docenten in het universitair onderwijs. PERL, onderdeel van het Leiden Institute for Advanced Computer Science (LIACS), werkt nauw samen met het Centre for Education and Learning.
Hierna volgde een vol programma, waarin door een groot aantal sprekers, vanuit diverse invalshoeken, de stand van zaken van programmeeronderwijs in Nederland werd besproken. Met de woorden ‘Programmeren is onmisbaar in deze samenleving, dus we zijn in Leiden heel blij met PERL’ besloot decaan Geert de Snoo de feestelijke middag. Lees alles over de ambities van PERL in het interview met Felienne Hermans.

Computational Thinking & Coding Theorie: een Framework voor het onderwijs
Welke cognitieve processen spelen een rol bij leren programmeren? Als we die vraag kunnen beantwoorden, weten we welke vaardigheden we bij leerlingen moeten trainen en hoe we programmeeronderwijs in kunnen richten. Ontwikkelingspsycholoog Eva Marinus ontwikkelde een eerste versie van een Computational Thinking & Coding Theorie. Ze hoopt op veel reacties, zodat de theorie verder vorm kan krijgen.
Lees verder over het werk van Eva>>

Data-analyse Codetaal biedt inzicht voor ontwikkeling programmeeronderwijs
Oefenweb ontwikkelt online adaptieve oefenprogramma’s voor het basisonderwijs, ter aanvulling op de reguliere methodes. Bekende voorbeelden van deze spin-off van de Universiteit van Amsterdam (UvA) zijn Rekentuin, Taalzee en Words&Birds (Engelse les). Met het adaptieve systeem van Oefenweb oefenen basisschoolleerlingen op hun eigen niveau. “Aan de basis van Oefenweb staat een adaptief meetsysteem dat is ontwikkeld aan de UvA”, licht onderzoeker Sally Hogenboom toe. “Het meet de ontwikkeling van de individuele leerling en voorziet hem of haar van directe feedback. Hierdoor kunnen leerlingen zelfstandig met de producten werken en bepalen de antwoorden die ze geven hoe moeilijk bepaalde vervolgvragen of -sommen zijn. Codetaal is een nieuw spel in Rekentuin, waarmee kinderen vanaf groep 2 spelenderwijs oefenen met programmeren.
Lees verder over Rekentuin>>

Beverwedstrijd maakt leerlingen enthousiast voor informatica
Eljakim Schrijvers is een bevlogen informaticus die het enthousiasme voor zijn vakgebied aan zoveel mogelijk jonge mensen over wil dragen. Hij doet dat sinds 1994 bij de Informatica Olympiade, en sinds 2005 ook met de Beverwedstrijd. Niet alleen in Nederland, maar ook in onder meer Groot-Brittannië, Duitsland en Australië. Leerlingen tussen de 10 en 18 jaar ontdekken met de jaarlijkse Beverwedstrijd of ze talent hebben voor informatica en of ze er verder in willen gaan.
Lees verder over de Beverwedstrijd>>

Gamers (m/v) leren spelend
Jeroen Jansz, hoogleraar Communicatie en Media bij het departement Media & Communicatie van de Erasmus Universiteit Rotterdam doet met zijn team onderzoek of (educatieve) games het leereffect hebben, dat ze beogen. “Een game kan een mooi instrument zijn om kennis over te dragen, bijvoorbeeld over een maatschappelijk probleem of over taal en rekenen. Maar, het werkt alleen als je de game goed integreert in het leerproces”, aldus de hoogleraar. In zijn presentatie vertelde hij hoe we – op gamegebied – om kunnen gaan met de verschillen tussen jongens en meisjes. Bovendien ging hij in op de vraag of games een goed instrument zijn om leerlingen aan het programmeren te krijgen.
Lees verder over games en leren>>

Code-S: doorgaande leerlijn programmeren voor het basisonderwijs
Uitgeverij Delubas brengt in augustus 2019 de methode Code-S op de markt. Met Code-S leren basisschoolleerlingen van groep 5 tot en met 8 programmeren. Niet als doel op zich, maar om vraagstukken logisch en gestructureerd aan te pakken en op te lossen. “Leerlingen trainen op die manier hun creativiteit en planmatig denken – kwaliteiten die je niet alleen in de ICT-branche, maar ook in talloze andere beroepen nodig hebt”, vertelde Delubas-redacteur Yoïn van Spijk.
Code-S is een methode voor programmeren in het basisonderwijs met een doorgaande leerlijn. Leerlingen werken met Scratch en leren spelenderwijs programmeren. Later in de leerlijn maken ze kennis met andere programmeertalen en programmeren ze een website.
Lees verder>>

Zeven vakdidactische onderzoeken die iedere docent moet kennen
Hoogleraar Erik Barendsen constateert een grote kloof tussen wat didactiek-wetenschappers concluderen in hun onderzoek en wat er op de scholen gebeurt. “Op gezette tijden doe ik mijn best om die kloof te dichten, met name door onderzoeksresultaten te vertalen naar de praktijk”, stelt Erik. Tijdens de kickoff van PERL bracht hij daarom zeven belangrijke onderzoeken op het gebied van programmeren over het voetlicht. Erik vindt dat de resultaten van deze onderzoeken bekend moeten zijn bij docenten en met name bij degenen die lesmateriaal ontwikkelen waarmee kinderen en jongeren kunnen leren programmeren.
Erik Barendsen is hoogleraar bètadidactiek aan de Radboud Universiteit. Bovendien is hij als hoogleraar didactiek van de informatica verbonden aan de Open Universiteit.
Lees verder over de tips van Erik>>

Drie voorbeelden van innovatief (programmeer)onderwijs
Tijdens de kickoff van PERL konden deelnemers meedoen aan een drietal workshops, waarin ze kennismaakten met voorbeelden van innovatief (programmeer)onderwijs. Natuurkundedocent Henk Buisman leidde de deelnemers rond in ‘zijn’ scholierenlab Quantum Rules!. Ronilla Snellen, directeur van FutureNL liet bezoekers kennismaken met Digi-doenerlessen en sloot ze op in een escaperoom. Joachim de Greeff van de Delftse startup Robotsindeklas.nl demonstreerde de Nao en de Pepper robots en liet zien hoe leerlingen deze robots zelf kunnen programmeren.
Lees verder>>

Deelnemers PERL-kickoff aan het woord
Met welke verwachtingen reisden student ICT-software engineering Lisa van der Plas, basisschoolleraar/ICT-er Elma Cederhout, projectleider Codasium Luc van Leeuwe en informaticadocent Ramon Moorlag (tevens voorzitter Vakvereniging i&i) op 5 maart 2019 af naar Leiden om de start van PERL bij te wonen? En denken ze profijt te hebben van de onderzoeken die Felienne Hermans en haar team doen?
Lees verder over wat deelnemers van de dag vonden>>