Drieluik - Computational Thinking voor het (v)mbo (2)

We zijn gestart met een project waarin computational thinking (CT) centraal staat en dat zich richt op (v)mbo-leerlingen. Het is belangrijk dat juist zij kennismaken met CT. (V)mbo-leerlingen lijken weinig te kiezen voor profielen die passen bij een baan in de ICT-sector, terwijl daar veel vacatures verwacht worden. CT is onderdeel van digitale geletterdheid en daarmee is er een duidelijke verbinding met ICT.

Twee docentontwerpteams (DOT), bestaand uit zeven docenten uit vmbo en mbo met ondersteuning van een docent van de lerarenopleidingen beroepsonderwijs, hebben de opdracht gekregen om aantrekkelijk en uitdagend (I)CT onderwijs te ontwikkelen voor leerlingen van het vmbo en dit materiaal te evalueren.

De eerste fase van het project was gericht op de invulling van het begrip CT (conceptualisering) en op het verzamelen van good practices. Voor deze fase is een selectie uit de literatuur over CT gemaakt die is besproken in het DOT. Leden van het team hebben bovendien ervaringen met elkaar uitgewisseld over hun werk met vmbo-leerlingen. Op basis van deze 'ontwerpdialoog' zijn de volgende criteria voor het te ontwikkelen CT-materiaal vastgesteld: (1) relevantie, CT-lesmateriaal sluit aan bij diverse beroepssectoren en de daarin relevante ICT kennis/vaardigheden, (2) Praktische bruikbaarheid, CT-lesmateriaal is bruikbaar in de context van het vmbo, (3) aantrekkelijkheid, CT-lesmateriaal is aantrekkelijk voor alle leerlingen in het vmbo, (4) Betekenisvol, CT-lesmateriaal draagt bij aan de ontwikkeling van een goed beeld van de ICT-beroepensector.

De tweede fase was gericht op het vaststellen van ontwerprichtlijnen. Met behulp van inzichten uit de literatuur en TPACK is een set ontwerprichtlijnen ontwikkeld. Deze zijn voorgelegd aan een expertpanel en vervolgens hebben de DOTs deze richtlijnen definitief gemaakt. De derde fase was gericht op het ontwikkelen van CT-lesmaterialen voor de eigen praktijk en het uitwisselen daarvan.

Twee docentontwerpteams hebben zo vier voorbeeldmatige CT-lessenseries uitgewerkt en uitgeprobeerd, namelijk over Bakkerijtechnieken, Wet van Ohm, Probleemoplossing met een spel (Zendo) en leesbegrip bij Engels. In de lessenseries oefenen de leerlingen met de verschillende CT-vaardigheden: probleem (her)formulering, dataverzameling, data-analyse, visualiseren van het probleem, probleem-decompositie (het ontrafelen van een probleem), abstractie, algoritmes en procedures en automatisering (SLO, n.d.). De voorbeeldmaterialen zijn digitaal beschikbaar op de site van Tech Your Future: https://www.techyourfuture.nl/a-1415/publicaties-computational-thinking-voor-het-vmbo.

Horeca, Bakkerij, Recreatie is een richting waar leerlingen vaak ‘onbewust’ bezig zijn met CT. Zijn ze bijvoorbeeld werkzaam in de bakkerij, dan is er geregeld sprake van ‘probleem oplossend werken’, meestal ad hoc. In deze lessenserie gaan leerlingen Bakkerij expliciet aan de slag met CT in hun eigen beroepscontext. De volgende casus staat centraal: De leerling moet iets bakken maar uiteindelijk is het resultaat niet goed. Wat is er fout gegaan? Kan de leerling de fout zelf herkennen? Een docent is immers niet in staat om bij elke individuele student of leerlinggroep langs te gaan om uit te leggen wat het probleem is. Daarom moeten leerlingen zelf controlemomenten inbouwen. Dit kan m.b.v. zintuigelijke ervaringen, zoals ruiken, voelen, proeven.

De vierde fase was gericht op het uitproberen van de lessenseries in twee vmbo-klassen en een mbo-klas en de laatste fase op het evalueren daarvan. Voor deze laatste fase zijn vragenlijsten ontwikkeld.

De leerlingen vonden de lessen aantrekkelijk. Sommige leerlingen vertelden dat ze de activiteit op zichzelf aantrekkelijk vonden (het vlechten van de broodjes was het leukst, ik vond het leuk om de constructies te bouwen, het gebruik van de kleuren hielp mij om de Wet van Ohm beter te begrijpen, door de kleuren kan ik makkelijker Engelse zinnen maken). Anderen waardeerden de CT-processen (ik vond het leuk om te proberen de oplossing te vinden). De vmbo-klassen vonden de Bakkerij, Wet van Ohm en Zendo-lessen ook betekenisvol, de mbo-klas minder. Dat kwam omdat betekenisvolheid vooral werd verbonden met de activiteit zelf. Die was voor de vmbo-leerlingen nieuw, voor de mbo-leerlingen niet. Alleen bij de Zendo-les werden ook CT-processen als betekenisvol genoemd.

Bruikbaarheid werd bij het spelen van het Zendo-spel juist weer hoger gewaardeerd door de mbo-klas dan door de vmbo-klassen. Mbo-studenten vonden het gemakkelijker de processen die een rol spelen in het spel aan hun beroep te koppelen. Een aantal vmbo-leerlingen daarentegen gaf aan het Zendo-spel of de denkstrategie niet (direct) te begrijpen en dan is het moeilijk de bruikbaarheid van het spel te zien. De vmbo-vakles Bakkerijtechnieken werd door de leerlingen bruikbaar geacht voor het beroep en in mindere mate als het gaat om het opdoen van CT-vaardigheden, zoals het ‘vooruitdenken’. Bij zowel de lessenserie Engels als de lessenserie over de Wet van Ohm werd het toepassen van kleuren door de leerlingen als heel bruikbaar ervaren om abstracte begrippen (zinsdelen, grootheden uit de Wet) makkelijker te herkennen.

Het criterium relevantie werd door de bevraagde klassen minder gewaardeerd. Toch noemden alle vmbo-leerlingen de CT-vaklessen relevant voor beroepen in de bakkerijbranche; een leerling vulde dit aan met ‘kok, leraar, militair, agent, directeur’. Hoewel de relevantie van de Zendo-les lager scoorde, konden zowel de vmbo-leerlingen als de mbo-studenten veel beroepen buiten hun eigen profiel/vakrichting noemen waarvoor het geleerde bruikbaar was, zoals architect, iets met wiskunde/ICT, veel beroepen zoals timmerman (vmbo-ers), beroepen waar je veel bij na moet denken en plannen maken, programmeren en analyserende beroepen, beroepen waarbij je met meerdere oplossingen moet werken (mbo-ers).

Docenten vonden de lessen geschikt voor de doelgroep, ze wilden ze blijven aanbieden en ze zouden het materiaal zeker ook aanraden aan collega’s. De informatie in de docentenhandleiding werd zinvol geacht voor docenten, die voor het eerst met het CT lesmateriaal willen werken.

De deelnemers hebben ervaren dat het samenwerkend ontwerpen een heel effectieve en efficiënte manier is om kennis op te doen over het nieuwe onderwerp CT en om de eigen ontwerpvaardigheden uit te breiden. Door met elkaar een professionele dialoog aan te gaan werden bruikbare producten opgeleverd. Het uitwisselen van voorbeelden en inzichten werd bovendien als inspirerend ervaren en gaf zicht op andere dan de eigen onderwijscontext. Kortom, het inzetten van een DOT levert niet alleen bruikbare onderwijsmaterialen op; leden van een DOT werken tegelijkertijd aan hun eigen professionalisering en nemen ook andere docenten mee. Daardoor ontstaat kennisdeling die verder reikt dan de leden van het docentontwerpteam.

In dit project hebben we geleerd dat CT een rol kan spelen in veel vakken, zeker als de definitie wordt gebruikt uit het begin van dit artikel, waarbij de nadruk van CT niet zozeer op ICT-processen, maar op denkprocessen ligt. Het is duidelijk dat leerlingen/studenten vooral worden gemotiveerd als CT aansluit bij het beroep waarvoor ze worden opgeleid. Daarom is het belangrijk dat docenten CT in diverse beroepscontexten expliciet, herkenbaar en concreet een plek geven. Het is dus van belang dat bij CT-activiteiten de koppeling gelegd wordt naar de bijbehorende vakgerelateerde begrippen. Om ervoor te zorgen dat CT daadwerkelijk een onderdeel wordt van curricula, zouden er – voor diverse vakgebieden – nog veel meer lessen moeten worden ontworpen. Daar kunnen docentontwerpteams een cruciale rol bij spelen.

_{Dit project is mede mogelijk gemaakt door Tech Your Future, lectoraat Onderwijsinnovatie en ICT van hogeschool Windesheim en de actieve participatie van de docenten die deelgenomen hebben in de docentontwerpteams.}

Diane van der Linde-Koomen doet onderzoek naar Computational Thinking in het onderwijs en de wijze waarop (I)CT in het onderwijs structureel een plek kan krijgen. Herma Jonker is onderwijskundige bij de lerarenopleidingen voor beroepsonderwijs. In haar onderzoek richt zij zich vooral op curriculumontwerp met inzet van blended learning. Erna van Koeven doet onderzoek naar de ontwikkeling van duurzaam, betekenisvol en inclusief onderwijs in geletterdheid binnen het primair en voorgezet onderwijs en het MBO. De auteurs werken allen bij Hogeschool Windesheim (lectoraat Onderwijsinnovatie en ICT).