Computational thinking

• Mediawijsheid
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 1

Aanleiding "ontstaan van digitale geletterdheid"

Digitaal geletterd bent u als u de vier basisvaardigheden beheerst: ict-basisvaardigheden, computational thinking, informatievaardigheden en mediawijsheid. Deze vaardigheden zijn nodig om goed te functioneren in de maatschappij, zowel in een leer- als in een werkomgeving. Het gaat daarbij om de samenhang tussen die vier vaardigheden.

Scholen zien steeds meer het belang van een structurele aanpak digitale geletterdheid. Inmiddels is pijnlijk duidelijk geworden dat grote groepen leerlingen onvoldoende digitaal geletterd zijn. Dat is een probleem, omdat u die kennis en vaardigheden tegenwoordig zo hard nodig hebt.

Zoals gezegd, de digitale kennis en vaardigheden van leerlingen laat nu nog te vaak te wensen over. Er zijn grote verschillen in digitale geletterdheid tussen de leerlingen uit verschillende onderwijstypen. Vooral bij leerlingen uit het praktijkonderwijs en het vmbo valt het lage niveau vaak op. Dit bleek ook uit eerdere onderzoeken. De 'Monitor Jeugd en Media 2017' 

Welke 21e eeuwse vaardigheden zien jullie terug in de lessen? 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Samenwerken 

Mediawijsheid 

Communiceren 

Sociale & culturele vaardigheden 

Zelfregulering 

Informatievaardigheden 

ICT-basisvaardigheden 

Computational thinking 

Probleem oplossen

Creatief denken 

Kritisch denken 

Deze slide is optioneel.

Je kan dcenten laten ranken welke 21e eeuwse vaardigheden ze denken dat leerlingen het meeste gebruiken in hun lessen.

Verwachting is dat Computational thinking ergens onderaan staat. Dit is onterecht, al weten ze dit vaak niet.

Quizlet Live 

• Pak je mobiele telefoon en ga naar:
  
• www.quizlet.com/live
  
• Toets de code in

Optionele slide:

Doe een quizletlive over Computational thinking om:

A: te kijken of de stof is blijven hangen 

B: groepen te maken

Link naar de termen & definities: 

https://quizlet.com/_81y3vx?x=1qqt&i=2fhv35

Compas digitale geletterdheid

De vier digitale vaardigheden die volgens SLO en Kennisnet samen 'digitale geletterdheid' vormen:

• ict-basisvaardigheden
• informatievaardigheden
• mediawijsheid
• computational thinking

Maar wat betekent dit precies? Een korte uitleg:

Ict-basisvaardigheden

• basisbegrip ict: het kunnen benoemen van functies van computers en computernetwerken;
• infrastructuur: het kunnen benoemen, aansluiten en bedienen van hardware, het kunnen bedienen van verschillende apparaten en programma's en het kunnen opslaan en toegankelijk maken van informatie.
• standaardtoepassingen: het kunnen omgaan met standaard-kantoortoepassingen en andere softwareprogramma's voor onder meer internetgebruik, beeldbewerking, samenwerking en betalingsverkeer.

• veiligheid: het op de hoogte zijn van - en kunnen omgaan met - beveiligings- en privacyaspecten in het kader van persoonlijke en financiële gegevens.

Informatievaardigheden

U kunt een informatiebehoefte signaleren en analyseren, en op basis hiervan relevante informatie zoeken, selecteren, verwerken en gebruiken.

Mediawijsheid

Kennis, vaardigheden en mentaliteit die nodig zijn om bewust, kritisch en actief om te gaan met media.

Computational thinking

Problemen op een zodanige manier formuleren dat het mogelijk wordt om een computer of ander digitaal gereedschap te gebruiken om het probleem op te lossen.

Interessant handboek: https://www.kennisnet.nl/fileadmin/kennisnet/digitale-geletterdheid/Handboek_digitale_geletterdheid.pdf

Computational thinking

Nog nooit van het woord gehoord

Ik heb er ooit van gehoord

Ik heb deze term wel eens gezien

Ik weet wat deze term betekent

Ik kan een definitie geven van deze term

Ik kan een voorbeeld geven

Geef aan hoeveel je al over Computational thinking weet

Computational thinking in de klas

• Iedere docent

• Iedere dag

• Iedere les

Stelling: iedere docent gebruikt Computational thinking in de klas. Eigenlijk iedere les. Het is nu zaak om uit te leggen wat Computational thinking precies is en waarom het inderdaad zoveel wordt toegepast

Computational thinking is kritisch nadenken

Computational thinking lijkt een hele specifieke en moeilijke vaardigheid die alleen aan IT-specialisten en softwareontwikkelaars is toebesteed, maar dat is absoluut niet waar. Ik ben ervan overtuigd dat iedere docent Computational thinking inzet in zijn of haar les. Dat is nu misschien nog onbewust, maar dat zal na deze module niet meer het geval zijn.

Computational thinking is geen "ver van mijn bed show', maar het is een vaardigheid die we nodig hebben bij de alledaagse dingen die we doen. Leven in een samenleving met grote vraagstukken en complexe problemen vraagt simpelweg om computational thinking. 

Definitie:

"Computational thinking is het procesmatig (her)formuleren van problemen op een zodanige manier dat het mogelijk wordt om met computertechnologie het probleem op te lossen."

Denken als een computer wetenschapper

Met computational thinking leer je vaardigheden waarmee je

op een creatieve manier problemen kunt oplossen met behulp

van technologie. Je leert analytisch te denken en handelingen

op te delen in kleinere stapjes. Samen vormen deze stapjes een programma waarmee je het probleem kunt ontleden en tot de juiste oplossing kunt komen.

Belang voor het onderwijs

Veel van de huidige maatschappelijke en wetenschappelijke vraagstukken zijn dermate complex dat zij niet zonder de hulp van computertechnologie opgelost kunnen worden. Bij deze vraagstukken is de rekenkracht van de computer nodig om tot een oplossing te komen.

Computational thinking richt zich op de vaardigheden die essentieel zijn om problemen op te lossen waarbij veel informatie, variabelen en rekenkracht nodig zijn. Het is daarbij belangrijk om te begrijpen hoe informatie tot stand komt zodat je computersystemen kan benutten voor probleemoplossen, voor het denken in stappen en daarmee in voorwaardelijkheden voor volgorde van de benodigde gegevens. Computertechnologie gebruiken bij het zoeken naar oplossingen betekent inzicht krijgen in algoritmes (een reeks instructies om vanaf een beginpunt een bepaald doel te bereiken) en procedures (een verzameling activiteiten die in een bepaalde volgorde moet worden uitgevoerd).

Algemene onderdelen

1. Decomponeren
2. Patroonherkenning
3. Abstractie
4. Algoritmisch denken

De term Computational thinking is voor het eerst gebruik in 1980 door een wiskundige en computerwetenschapper Seymore Papert. Na verloop van tijd is de term opgebroken in vier algemeen geaccepteerde onderdelen.

Decomponeren

Het vermogen om een probleem te ontleden en op de delen in kleinere delen

Iedere keer als we een complex probleem of een grote taak opdelen in kleinere stukjes, dan spreken we van decomponeren (of ontleden). 

Leerlingen krijgen op school ook te maken met complexe problemen of grote taken, die ze het beste eerst kunnen opdelen in kleine behapbare stukjes om daar vervolgens stap voor stap mee aan de slag te gaan. Alle kleine stukjes tezamen lossen uiteindelijk het complexe probleem of de grote taak op. 

Een tekst opdelen in alinea's, toetsstof opdelen en per deel leren, een taakverdeling maken bij een groot project. Allemaal voorbeelden van decomponeren. 

Het oplossen van een puzzel is een typisch voorbeeld van decomponeren. Je kunt het probleem in een keer proberen op te lossen, maar de meeste mensen zullen het probleem (de puzzel) opsplitsen in kleinere delen. Zo kan je eerst de randjes sorteren en de buitenkant van de puzzel maken, vervolgens eventueel sorteren op kleuren of herkenbare delen in de puzzel om zo puzzelstuk voor puzzelstuk kleine stukjes op te lossen om uiteindelijk de hele puzzel op te lossen. 

Laat docenten ook zelf voorbeelden bedenken uit hun dagelijks leven of lespraktijk. 

Decomponeren

Patroonherkenning

Het herkennen en waarnemen van overeenkomsten en patronen binnen een bepaald probleem

Goed nieuws! Wij mensen zijn ontzettend goed in het herkennen van patronen. Zeker als de gegevens visueel worden weergegeven. Bij patroonherkenning gaat het om het herkennen van regelmaat en structuur, maar ook  om het correct benoemen van allerlei objecten en gebeurtenissen en het sorteren en classificeren van de dingen om ons heen. 

Op school kan dit van alles zijn. Van het herkennen van bepaalde patronen in een liedje, tot de overeenkomsten tussen de franse- en de amerikaanse revolutie. Wanneer leerlingen grafieken moeten lezen of getallenreeksen moeten aanvullen Patronen zijn overal, en het is voor leerlingen een belangrijke vaardigheid om te leren.

Laat docenten ook zelf voorbeelden bedenken uit hun dagelijks leven of lespraktijk. 

Ander leuk voorbeeld is een leerling dat een multiple choice toets moest maken en erachetr kwam  dat het meest gedetaileerde antwoord vaak ook het juiste antwoord was. Hij ontdekte dit patroon en haalde op deze manier een goed cijfer. Niet omdat hij de inhoud goed kende maar omdat hij in staat was om een patroon te herkennen.

Visuele patroonherkenning: 

mens/machine 

Gezichtsherkenning: wie kan dat beter? 

Deze slide kan worden weggehaald.

De mens is ontzettend goed in het herkennen van patronen op visueel gebied. Je kunt een paard tekenen met drie benen, een kat met een bril, of een hond die totaal niet lijkt op de honden die we op straat zien, maar toch herkennen we het dier vaak wel. We zien de patronen en onze hersenen verwerken het tot een mooi beeld. Dit is een mooi mechanisme maar het kan ons ook voor de gek houden zoals bij deze konijn, of euh, eend. 

Computers werken op een andere manier. Het scannen van bepaalde patronen zoals een barcode, zijn moeilijk voor mensen, maar voor computers juist een eitje (of appel of ...). Herkennen van gezichten is voor mensen vrij eenvoudig maar is voor computers complexe materie, al is de technologie op dit gebied sterk ontwikkeld. Denk bijvoorbeeld aan de gezichtsherkenning op een vliegveld of op je mobiele telefoon.

Abstractie

Als je hebt ontdekt wat het patroon is en alleen op de belangrijke informatie focust

Bij abstractie gaat het er om dat je focust op de informatie die belangrijk is. Wat is relevant voor het oplossen van mijn probleem en wat wat is irrelevant. Wanneer je informatie op de juiste manier kan filteren en focust op het juiste, dan kan het probleem ook efficiënter worden opgelost en 

Elke keer dat leerlingen het relevante uit het irrelevante halen, oefenen ze abstractie. Het kan zo simpel zijn als weten dat je niet hoeft te weten welk geluid een beer maakt om een beer te tekenen of zo complex als het schrijven van een overtuigend artikel over de gevaren (of voordelen) van kernenergie. Abstractie wordt toegepast binnen ieder vak, op ieder niveau, voor alle leerjaren. 

 Moedig leerlingen aan om belangrijke informatie tijdens een opdracht of toets te markeren of onderstrepen. Op die manier maakt de leerling onderscheid tussen relevante en irrelevante informatie en kan de leerling goed focussen op de belangrijke informatie. Ook dit is een zichtbare vorm van abstractie. 

Abstractie

Moedig leerlingen aan om belangrijke informatie tijdens een opdracht of toets te markeren of onderstrepen. Op die manier maakt de leerling onderscheid tussen relevante en irrelevante informatie en kan de leerling goed focussen op de belangrijke informatie. Ook dit is een zichtbare vorm van abstractie. 

Algoritmisch denken

Het ontwikkelen van een stappenplan of  procedure om het probleem op te lossen

Algoritmisch denken

Algoritmisch denken komt veel voor in ons dagelijks leven zonder dat we hier echt bij stilstaan. Als je weet hoe je een veter moet strikken of een kopje thee moet zetten, of een rubik's cube kan oplossen, dan weet je al hoe je een algoritme moet volgen.

Als we een computer iets willen laten doen, dan moeten we een computerprogramma schrijven waarin stap voor stap exact wordt uitgelegd wat een computer moet doen. 

Computers zijn zo goed als de algoritmes die wij schrijven. Schrijven we een slecht algoritme dan krijgen we ook een slecht resultaat. Een bekende uitdrukking binnen de informatica en Informatietechnologie is dan ook ‘Garbage in, garbage out.’

Computational thinking

Decomponeren

Patroonherkenning

Abstractie

Algoritmisch denken

Het vermogen om een probleem te ontleden en op de delen in kleinere delen.

Het herkennen en waarnemen van overeenkomsten en patronen binnen een bepaald probleem.

Als je hebt ontdekt wat het patroon is en alleen op de belangrijke informatie focust.

Het ontwikkelen van een stappenplan of procedure om het probleem op te lossen.

De video is in het engels, maar als het goed is dan kan je het nu helemaal volgen 

Computational thinking

Groepsopdracht (10 minuten):

Hoe gebruik je de onderdelen van Computational thinking bij het voorbereiden van je lessen?

NU je bekend bent met de onderdelen van computational thinking is het tijd om het geleerde in praktijk te brengen. 

Maak groepen en denk na over de vraag: 

Hoe gebruik je de onderdelen van Computational thinking bij het voorbereiden van je lessen?

Bedenk bij ieder onderdeel een voorbeeld. 

https://forms.gle/PRudX9MTWMEidyNa7