Taal en rekenen met de robot in het basisonderwijs
Taal en rekenen met de robot in het basisonderwijs
Inleiding
De initiatiefnemers aan het woord:
Wil jij aan de slag met een robot voor taal en rekenen in het basisonderwijs, maar weet je niet hoe? Deze Wikiwijs-pagina helpt je op weg! De bevindingen die je hier aantreft, zijn het resultaat van de versnellingsvraag: 'Hoe en voor welke onderdelen van taal en rekenen kan een robot ingezet worden als leermiddel?'
Deze vraag is gesteld door Stichting Katholiek Onderwijs West-Friesland (SKOWF) en is beantwoord door de robot werkgroep: Tamara Koopmans (ict-coördinator Sint Wulfram en expert in het gebruik van robots), Marco Geenen (beleidsmedewerker ict SKOWF) en Harriet Leget (adviseur Kennisnet).
Op deze Wikiwijs-pagina vind je de volgende onderwerpen:
Verantwoording
Het ontstaan van de versnellingsvraag, het onderzoek, de bronnen en de resultaten.
Wat kan een robot?
De verschillende functionaliteiten van de NAO robot.
Implementatie
Wat is er nodig om de NAO robot een plek in het onderwijsproces te geven? Hoe implementeer je de robot op school?
Hiervoor zijn een implementatieplan en een format voor het schrijven van een script beschikbaar.
De robot voor taal en rekenen
De toepasbaarheid van de robot voor taal en rekenen.
De robot voor computational thinking (CT)
De toepasbaarheid van de NAO robot voor computational thinking als onderdeel van de 21e eeuwse vaardigheden.
Een robot aanschaffen
De verschillende leveranciers, elk met een eigen platform en mogelijkheden.
Verantwoording
Samenleving
De robot laten lopen
We weten nog niet welk beroep de leerlingen van nu, later gaan uitvoeren. Gezien de huidige technologische ontwikkelingen in onze gemedialiseerde samenleving is de kans groot dat ze een baan krijgen waarin ze te maken krijgen met technologie. Denk aan de autobranche, de zorg of de bouw, waar robots een gedeelte van de werkzaamheden overnemen. Hoe mooi zou het zijn als leerlingen op school alvast kennis maken met een robot, leren hoe een robot werkt en wat deze wel, maar ook (nog) niet kan?
Een humanoïde robot is een programmeerbare machine met de lichaamsvorm van een mens. De robot kan onder meer iemand met de ogen volgen, reageren op spraak en aanraking en instructies en feedback geven. In het onderwijs heeft zo’n robot, van het soort NAO (uitspraak: ‘now’), de eerste voorzichtige stappen gezet. De robots hebben ook namen gekregen: Eddy of TOBOR. De NAO is 58 centimeter groot en “überschattig” volgens de leerlingen. De prijs van een NAO robot, scholing en sofrwate ligt rond de 10.000 euro, het is daarom raadzaam om de keuze voor een robot eerst goed te overwegen. Meer weten over wat er komt kijken bij het aanschaffen van een robot? Lees het hoofdstuk ‘Een robot aanschaffen’.
Robots op school
Oefenen van cijfersymbolen met de robot
Op drie scholen van SKOWF wordt gewerkt
met een NAO robot. Basisschool Sint Wulfram is in 2016 gestart met TOBOR, in 2017 gevolgd door de Jozefschool in De Goorn en de Hieronymusschool in Wognum.
Na de eerste verkenning van de mogelijkheden van een humanoïde robot voor het onderwijs op de Sint Wulfram, zijn de directeur, ict-coördinator en de beleidsmedewerker ict van SKOWF nieuwsgierig geworden naar meer. Daarom dienden zij een versnellingsvraagin bij de PO-Raad om de meerwaarde van de robot in het onderwijs te onderzoeken. Met ondersteuning van Kennisnet is de versnellingsvraag uitgewerkt door een werkgroep van SKOWF.
Naast het praktische onderzoek van de werkgroep was er ook behoefte aan een theoretische kennisbasis over het gebruik van humanoïde robots in het onderwijs. Uit verschillende onderzoeken, onder meer van de Kennisrotonde van het Nationaal Regieorgaan Onderwijsonderzoek (NRO), blijkt dat de inzet van de robot in het onderwijs effectief is. Lees hierover meer in het hoofdstuk ‘Onderzoek’.
De gevonden effectiviteit van een humanoïde robot als ondersteuning bij het leerproces, beantwoord een deel van de versnellingsvraag. Om te onderzoeken voor welke onderdelen van het taal- en rekenonderwijs de robot een bijdrage kan leveren in het leerproces is de expertise ingeroepen van taal- en rekenexperts van de Marnix Academie. Zij hebben samen met de werkgroep onderzocht voor welke basisvaardigheden van taal en rekenen een NAO robot kan worden ingezet. In de laatste fase van het onderzoek is voor verschillende van deze onderdelen van taal en rekenen in de lespraktijk van verschillende groepen onderzocht hoe de robot ingezet kan worden.
De inzet van de NAO robot voor taal en rekenen noemen we de ‘voorkant’ van de robot. Het gaat hierbij om het gebruik van de robot als didactisch hulpmiddel voor het onderwijsproces, waarbij de leerlingen interactie hebben met de robot. Bijvoorbeeld voor instructies of oefeningen van taal en rekenen, waarbij de robot de rol van partner, coach of leraar heeft.
Voor de functionaliteit in het onderwijsproces (van rekenen en taal) moet de robot aan de ‘achterkant’ met een script worden geprogrammeerd. De ‘achterkant’ is de maak- en gebruiksomgeving op het platform van de robot leverancier. Zo leert bijvoorbeeld de leerling via de robot over programmeren. Hierbij is de robot het onderwerp van het leren, als machine of computer.
Omdat deze scripts op de besturingsplatforms van de robot nog maar beperkt beschikbaar zijn, is het vaak nodig om deze zelf te maken. En dat vraagt wel om specifieke programmeervaardigheden en een zekere vaardigheid in computational thinking. Computational thinking is de vaardigheid om een probleem met techniek op te kunnen lossen.
Het werken met de robot leent zich dan ook voor het ontwikkelen daarvan. Computational thinking vormt samen met de vaardigheden mediawijsheid, informatievaardigheden en ict-basisvaardigheden het cluster van digitale geletterdheid binnen de zogeheten cirkel van 21e eeuwse vaardigheden. Deze vaardigheden worden gezien als de competenties die leerlingen in de toekomst nodig zullen hebben om te functioneren in de maatschappij.
De ‘achterkant’ van de robot vraagt naast computational thinking ook om andere 21e eeuwse vaardigheden zoals samenwerken, creatief denken en communiceren.
De NAO robot kan dus een bijdrage leveren aan het leren van de basisvaardigheden taal en rekenen (‘voorkant’), maar ook aan het begrip voor de werking van een robot (‘achterkant’). De leerling ontwikkelt in co-creatie met techniek, strategieën voor het oplossen van uitdagingen van onze gemedialiseerde samenleving.
Onderzoek
Wetenschappelijk onderzoek is van groot belang bij innovatie in het onderwijs. Maar doordat een humanoïde robot nog relatief nieuw is, zijn er nog geen langdurige onderzoeken gedaan. De Kennisrotonde heeft in kaart gebracht welke onderzoeken er al wel gedaan zijn en wat de resultaten daarvan zijn. Dit zijn grotendeels kleinschalige onderzoeken, daarom spreekt de Kennisrotonde niet over effecten, maar over indicaties.
In maart 2018 heeft de Kennisrotonde de indicaties geformuleerd op de vraag: leren leerlingen op de basisschool van instructies door een humanoïde robot?
Uit de bevindingen blijkt hoe je de robot zo efficiënt mogelijk binnen jouw onderwijspraktijk in kunt zetten en wat de voordelen daarvan zijn:
Een-op-een leren meest effectief
robots behandelen iedere leerling gelijk, hebben oneindig veel geduld en zijn geschikt voor het eindeloos herhalen van dezelfde taak.
robots maken een-op-een instructie mogelijk. Ook belangrijk vanwege toenemende diversiteit, grotere groepen, toegenomen werkdruk, personeels- en budgettekorten. Voor een leraar is een-op-een instructie nauwelijks haalbaar en minder efficiënt dan klassikaal onderwijs
Effectieve instructie:
voorlezen, vertellen, herhalend leren, uitleg geven en (in)oefenen.
met intonatie voorlezen werkt het beste. Zonder intonatie verliest de leerling snel de aandacht omdat de robot dan erg monotoon klinkt.
Korte instructie:
kinderen leren al van kortdurende instructies en oefeningen, ongeveer 5 minuten, meerdere keren per week.
de robot is geschikt voor alle leeftijden, van kleuter tot tiener. Bij jonge kinderen is het belangrijk te letten op de beleving bij het gebruik van robot omdat het bewustzijn over het verschil tussen fantasie en werkelijkheid nog in ontwikkeling is.
Sociaal gedrag van de robot kan invloed hebben op de leeropbrengst:
bepaald sociaal gedrag kan zorgen voor meer aandacht en betrokkenheid. Bijvoorbeeld het kind met de ogen volgen, gebaren, complimenten maken of over zichzelf vertellen.
sociaal gedrag kan ook afleiden. Laat daarom de robot het beste de taak duidelijk uitvoeren zonder veel afleidende vragen tussendoor.
aanmoediging en feedback dienen kort en duidelijk te zijn.
Er is nog te weinig onderzoek gedaan naar welk sociaal gedrag van de robot zorgt voor meer of minder aandacht en leeropbrengsten. Wel is vastgesteld dat een neutrale robot bij een meerderheid van de leerlingen een goede vorm is. Er loopt momenteel een onderzoek vanuit Hogeschool Utrecht. Meer informatie is te vinden op De Robot Docent.
Wilfred Rubens, een toonaangevende onderwijsblogger, noemt andere, meer algemene, voordelen van het inzetten van ict-middelen in het onderwijs. Hij baseert zich hierbij op onderzoek van onderwijsonderzoeker John Hattie.
Deze voordelen kunnen ook van toepassing zijn op de inzet van humanoid robots in het onderwijs:
ict-middelen kunnen voor oefeningen door de leerling op eigen gekozen momenten worden ingezet. De leerling is daarbij niet gebonden aan een specifiek tijdstip of afhankelijk van de beschikbaarheid van de leraar.
het ict-middel kan op elk gewenst moment in het leerproces feedback geven aan de leerling. De leerling is voor feedback niet volledig afhankelijk van de leraar.
Meer weten? Bekijk het onderzoek van de Kennisrotonde.
Er is met verschillende professionals gesproken voor het beantwoorden van de vraag. Zij hebben geholpen om een beeld te geven van de mogelijkheden van de robot in het onderwijs, waarvoor hartelijk bedankt:
Jan-Willem Akkermans van 'Eddy de onderwijsrobot'.
Koen Hindriks van 'Robots in de klas'.
Marloes Manshanden van Westfriese Bibliotheken. Zij lenen een robot uit aan scholen en hebben er een in het digilab.
Elly Konijn, hoogleraar media psychologie aan de Vrije Universiteit Amsterdam.
Martine van Schaik, onderwijsadviseur rekenen en wiskunde bij het Marnix College
Ada van Dalen, docent nascholing, onderwijsadviseur, onderzoeker taal, lezen, NT2 en meertaligheid (nieuwkomers) bij het Marnix College.
Daniëlla Overbeek, voorheen werkzaam bij OinO om scholing te geven over 'Eddy de onderwijsrobot'.
Lars van der Vuurst, Michel Loos, Kees Droog, Margriet van Diepen en Marijke van der Gracht van de focusgroep robot van SKO West-Friesland.
Martin Ooijevaar, directeur onderwijs van SKO West-Friesland.
Leo Wijker, voorzitter van het College van Bestuur van SKO West-Friesland.
Directies, leerlingen en leraren van basisscholen Sint Wulfram, de Hieronymus en de Jozefschool.
Wat kan een robot?
Binnen de versnellingsvraag is de focus gelegd op het gebruik van een NAO robot. Er zijn meer humanoïde robots op de markt maar die waren tijdens dit onderzoek nog niet beschikbaar voor het onderwijs.
Sensoren van de robot
Voor het onderwijs zijn er 2 platforms voor het programmeren van de sensoren van de NAO robot: 'Robots in de klas' en 'Eddy de onderwijsrobot'. Bij de NAO zelf hoort het programma Choreograph. Dit is een ingewikkeld programma om de robot te programmeren dat niet gebruikt wordt in het onderwijs. In de zorg wordt ZORA gebruikt om de robot te bedienen.
Algemene sensoren
Auditief: de robot vertelt of vraagt wat aan de leerlingen en de leerlingen reageren met hun stem op de robot. De robot kan vragen stellen, opdrachten geven of feedback leveren. De robot is gevoelig voor ruis dus bij deze werkvorm is een rustige ruimte aan te raden.
Visueel en auditief: de robot geeft verbaal opdrachten en de leerlingen reageren met kaartjes (visueel) die ze de robot laten zien. Bij 'Robots in de klas' wordt er gebruik gemaakt van NAO marks. Dat zijn symbolen waar de robot op reageert. Bij 'Eddy de onderwijsrobot' kun je veel plaatjes van het internet (let op dat ze rechtenvrij zijn) gebruiken die de robot herkent.
De vorm is heel prettig voor leerlingen omdat ze samen kunnen overleggen over de plaatjes of kaartjes die ze met de robot gebruiken. Dit vergt van de leraar wel voorbereidend werk om de plaatjes te zoeken en te printen.
Tactiel en auditief: de robot geeft verbaal opdrachten of feedback en de leerlingen communiceren via aanraking op de robot. De robot heeft voel sensoren op zijn hoofd, handen en voeten. Deze vorm spreekt leerlingen erg aan omdat ze robot mogen aanraken.
De combinatie van de bovengenoemde mogelijkheden is natuurlijk ook mogelijk. Houd bij de keuze de leeftijd van de leerlingen in gedachten, wat hun ervaring is met de robot en wat je doel is. Het is belangrijk om een beeld te hebben welk type leerling je wil laten werken met de robot. Leerlingen die minder goed presteren zijn bijvoorbeeld gevoeliger voor sociaal gedrag van robot. Dit gegeven moet je meenemen in het programmeren van de feedback die de robot geeft.
De bovenstaande sensoren kun je bij beide platforms goed gebruiken. Het vraagt de minste voorbereiding in materialen en het werkt voor de leerlingen prettig vanwege de directe feedback.
Meer weten over de verschillende platform-aanbieders? Lees verder bij 'Een robot aanschaffen'.
Eerst zien wat de robot allemaal kan via programmering? Bekijk dit filmpje:
Implementatie
Lucas is een van de robotexperts
Wat is er precies nodig om de NAO robot effectief voor het onderwijs in te zetten? En hoe zorg je dat de robot niet als speeltje gebruikt gaat worden?
Voordat leraren en leerlingen aan de slag gaan op het platform van de robot is het raadzaam de basiskennis van programmeren te verkennen. De Leerlijn Programmeren (een opbrengst uit een Versnellingsvraag) kan ondersteuning bieden bij het leren van de vaardigheid computational thinking. Hierin vind je per onderdeel (offline) opdrachten die leraren en leerlingen vertrouwd maken met alle onderdelen van programmeren. De leerlijn kan vanaf groep 1 worden ingezet.
Format 'Implementatieplan' en format 'script maken'
Om een stip aan de horizon te formuleren en een betekenisvol script te schrijven, zijn er twee formats ontwikkeld. Er is een format 'Implementatieplan' en een format 'Script maken'. Beide documenten ondersteunen je denkproces en nemen je stap voor stap mee bij het ontwikkelen van betekenisvol onderwijs met de NAO robot. Deze formats kunnen vrij worden gebruikt en naar eigen inzicht aangepast worden.
Format 'Implementatieplan'
De leerkracht werkt samen met de robot
Het format 'Implementatieplan' helpt je op weg en een stip aan de horizon te formuleren aan de hand van de volgende vragen:
Wat zijn onze doelen?
Wanneer willen we die hebben bereikt?
Wat gaan we ontwikkelen?
Wie betrekken we in welke rol bij de uitvoering van het plan?
Hoe maken we optimaal gebruik van de mogelijkheden?
Welke eventuele belemmeringen hebben invloed op het succes?
Het 'Implementatieplan' is een handreiking om aan de slag te gaan met de robot.
Waar begin je? Start met het beschrijven van de huidige situatie (hoofdstuk 1) en vul daarna bijlage 1 in. Laat ook de collega's waarmee je gaat samenwerken deze bijlage invullen. Vervolgens kun je met deze informatie de rest van het document (samen met een collega en/of de directie) verder invullen.
Laat ook bijlage 2 invullen wanneer je bij het traject (enkele) leerlingen actief wil betrekken.
Als het implementatieplan klaar is kun je op de computer een script maken voor de robot. Waar moet je aan enken en hoe kun je dat vormgeven?
Gebruik hiervoor het formulier om (vooral in de beginfase) je script te ontwikkelen. Gaandeweg kom je tot zogenaamde 'gouden' scripts die je kunt hergebruiken. Het helpt je de les stapsgewijs voor te bereiden. Het formulier is ook goed te gebruiken voor leerlingen om een script te maken.
Op basis van onderzoek en eigen ervaring zijn er een aantal aandachtspunten die het werken met de robot efficiënter maken en het leerrendement verhogen.
Aandachtspunten bij het maken van een script:
1. Bedenk welk doel je wil behalen met de activiteit. Kijk hiervoor in de methode, de tussendoelen en leerlijnen (TULE) of raadpleeg een collega of intern begeleider. Houd het doel klein en haalbaar zodat het leerrendement met de robot hoog is.
2. Kies welke didactische vorm je wilt ontwerpen. De meeste efficiënte vormen zijn: instructie, een-op-een, oefenen en herhalen. In tweetallen werken, nodigt uit tot samenwerken.
3. Bepaal op welk niveau je aan de slag wilt. Denk aan de ervaring van de leerlingen met robots: leerlingen die net met de robot werken reageren er anders op dan een groep die er al langer mee werkt.
4. De groepssamenstelling heeft invloed op de keuze voor het gebruik van de sensoren van de robot. Onderzoek wat past bij het gekozen doel en welk materiaal je al in huis hebt. Kies bijvoorbeeld voor werken met kaartjes of verbale antwoorden. Kleuters werken bijvoorbeeld beter met kaartjes dan met spraak of aanraking. De robot herkent niet altijd de uitspraak van jonge kinderen en het gebruik van links of rechts is nog lastig voor hen. Zorg dat je bij het programmeren van de robot, binnen het script daar rekening mee houdt wanneer je die sensoren wil inzetten.
5. Test je script zodat je weet of alles werkt en de uitspraak van de robot goed is.
Na verloop van tijd zul je een aantal goed herbruikbare scripts ontdekken. Beide NAO platforms voor het onderwijs (‘Robots in de klas’ en ‘Eddy de Onderwijsrobot’) bieden de mogelijkheid om scripts te delen. Maak daar gebruik van door scripts (en ideeën) van anderen te ontdekken en deel zelf ook bruikbare scripts.
Ook kunnen de ontwikkelaars van de platforms en onderwijsuitgevers, basis scripts beschikbaar stellen. Zo maken we samen het gebruik van de platforms nog gebruiksvriendelijker en eenvoudiger.
Vaardighedenoverzicht besturing robot en robotexperts
Naast hulpmiddel bij het leren, kun je de robot ook inzetten om te werken aan computational thinking (bekijk de pagina 'Robot voor CT'). Laat leerlingen bijvoorbeeld scripts maken in de platforms of portals. Hierdoor oefenen ze deze 21e eeuwse vaardigheid en gebruiken ook de overige vaardigheden uit de cirkel. In de bovenbouw kunnen de leerlingen scripts maken op verzoek van een leraar. Het script wordt gebruikt door onderbouw leerlingen bij het inoefenen. Een win-win situatie voor iedereen.
Het overzicht laat zien welke vaardigheden bij welk leerjaar passen. Sommige leerlingen, die hierin excelleren, kunnen in de eigen groep of andere groepen ingezet worden als robotexperts. Zij kunnen medeleerlingen en leraren helpen bij het werken met de robot en zo een kartrekkersrol binnen de school vervullen.
In het onderstaande document vind je de vaardigheden voor robotexperts. De fasen komen uit het format 'Implementatieplan'. Omdat de mogelijkheden van robots steeds uitgebreider worden, zal dit overzicht waarschijnlijk met de tijd ook aangepast worden.
Voor taalontwikkeling zijn taaldomeinen en referentiekaders onderzocht met als bron de website leerlijnentaal.nl. Niet alle (sub)domeinen zijn geschikt om met de robot aan te bieden, maar de mogelijkheden van de humanoïde robot groeien snel. Doelen die nu nog niet geschikt zijn voor de robot, zijn dat wellicht in de toekomst wel.
De focus ligt momenteel op de taaldomeinen voor het reguliere basisonderwijs. Ook zijn er voorbeelden waarin de robot onder meer een rol kan spelen in het NT2 onderwijs en onderwijs voor doven en slechthorenden.
Schema
Leerlijnentaal.nl gaat uit van de domeinen: mondelinge taalvaardigheid, lezen, schrijven en begrippen en taalverzorging. De onderdelen van de geschikte (sub)domeinen vind je terug in het schema met de volgende indeling:
Subdomein = het onderdeel binnen het genoemde domein.
Onderdeel = de leerlijn binnen het subdomein
Tussendoel = doelen voor bepaalde leerjaren.
X = geen geschikt leerdoel gevonden om uit te voeren met de robot.
Mondelinge taalvaardigheid
Schrijven
Begrippen en taalverzorging
De robot voor rekenen
Voor rekenontwikkeling is er gekeken naar de rekendomeinen en het referentiekader 1F, gebaseerd op 'Fundamentele doelen rekenen en wiskunde' en 'Concretisering referentieniveaus 1F en 1S' van het Nationaal Expertisecentrum Leerplanontwikkeling (SLO). Niet alle (sub)domeinen zijn geschikt om met de robot aan te bieden, maar de mogelijkheden van de humanoïde robot groeien snel. De verwachting is dat de robot in de toekomst bij meer leerdoelen een rol kan spelen.
Dit onderzoek is gericht op de rekendomeinen voor het reguliere basisonderwijs.
Schema
De domeinen van de referentieniveaus zijn: getallen, verhoudingen, meten, meetkunde en verbanden. Binnen rekenen zijn er geen Verhoudingen toegevoegd omdat die (nog) niet geschikt zijn om met de robot uit te voeren. De onderdelen van de geschikte (sub)domeinen vind je terug in het schema, met de volgende indeling:
Subdomein = het onderdeel binnen het genoemde domein.
Onderdeel = de leerlijn binnen het subdomein geschikt voor de robot.
Tussendoel = doelen voor bepaalde leerjaren.
X = geen geschikt leerdoel gevonden om uit te voeren met de robot.
Navigeer via het menu aan de linkerkant naar de documenten met alle rekendomeinen en tussendoelen.
Getallen
Verhoudingen
Meten/Meetkunde
De robot voor CT
De robot biedt meer dan alleen het oefenen van de basisvaardigheden van rekenen en taal. Leerlingen kunnen aan de 'achterkant' ook aan de slag met computational thinking (CT).
SLO definieert computational thinking als volgt:
“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. Het gaat daarbij om een verzameling van denkprocessen waarbij probleemformulering, gegevensorganisatie, -analyse en -representatie worden gebruikt voor het oplossen van problemen met behulp van ict-technieken en -gereedschappen.”
Wil je meer weten over computational thinking? Bekijk het leerplankader van SLO.
Han van der Maas (hoogleraar Psychologische Methodenleer aan de Universiteit van Amsterdam en initiator van Rekentuin) geeft in een interview zijn visie op de vaardigheid computational thinking:
"Ik zie computational thinking graag als een praktische vaardigheid. Het gaat mij vooral om creatief denken over het inzetten van digitale tools om een probleem op te lossen. Een voorwaarde daarvoor is het leren van een programmeertaal. Dit draagt bij aan het begrip van de mechanismen achter technieken en apparaten."
21e eeuws leren
Computational thinking vormt een onderdeel van digitale geletterdheid, als onderdeel van de cirkel van de 21e eeuwse vaardigheden.
De leerling is bij het maken van een script niet alleen bezig met computational thinking, maar ook met de andere vaardigheden uit de cirkel. De leerling is onder meer creatief bezig en moet voortdurend analyseren of het script wel klopt. Ook kunnen leerlingen samenwerken, waarbij veel communicatie nodig is. De robot kan dus een all-in-one pakket zijn voor het leren van de 21e eeuwse vaardigheden. Het is daarom belangrijk om als school goed te bedenken hoe je dit een plek geeft in het onderwijs.
Onderstaande afbeelding laat zien hoe computational thinking deel uitmaakt van digitale geletterdheid en dit weer past in de cirkel van de 21e eeuwse vaardigheden.
Afbeelding 21e eeuwse vaardigheden van Kennisnet en SLO;
De leerlingen werken bij het maken van scripts in de platforms niet met een 'echte' programmeertaal. Ze leren op visuele manier hoe een activiteit van de robot uit allerlei stapjes wordt opgebouwd en hoe ze bijvoorbeeld een bug (fout) kunnen opzoeken en herstellen.
Een robot aanschaffen
Voordat je overgaat tot de aanschaf van een robot is het belangrijk deze keuze eerst goed te doordenken. Waar liggen de wensen en hoe gaat een robot deze vervullen? Zorg ervoor dat de inzet van de robot aansluit en gebaseerd is op de onderwijsvisie.
De aanschaf van een robot kan een flinke investering zijn, die verder gaat dan alleen de kosten van de robot zelf. Denk bijvoorbeeld aan licentiekosten, verzekering en scholing van leraren. Een goede compromis is om bijvoorbeeld een robot te leasen of huren - laat je daarom goed informeren en onderzoek eerst de mogelijkheden.
In Nederland zijn vooralsnog twee robotplatforms voor het onderwijs, beide voor de NAO robot. De NAO robot is ontwikkeld in Frankrijk en beide platforms importeren de robot daarvandaan om zo aan hun klanten te leveren.
Dit platform is vanuit Hogeschool De Kempel ontstaan in samenwerking met leverancier de Rolf Groep. Het doel
van de ontwikkelaars van Eddy is een maak- en gebruiksomgeving die iedereen, ook zonder technische kennis, kan gebruiken om de robot te voorzien van lesactiviteiten.
Binnen het platform is een maak- en gebruiksomgeving, met een pad die de maker van het script kan volgen. Binnen het pad zijn er verschillende mogelijkheden van reactie en uitvoering van het script.
Bekijk het filmpje voor een impressie van het platform.
Het platform van ‘Robots in de klas’ is opgezet door onderzoekers van de Technische Universiteit Delft. Zij ontdekten tijdens hun onderzoeken de meerwaarde van de robot voor het onderwijsproces en zijn daarom het platform begonnen. De achterliggende visie is dat de interactieve onderwijsrobot kinderen leert hoe je met een robot (samen)werkt door hen zelf de robot te laten programmeren. Binnen de portal 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.
Het maken van een script gebeurt volgens het blokjes principe - een visuele manier om met blokken te programmeren. De gebruiker kan zelf bepalen hoe het script eruit komt te zien.
Het maken van een script gebeurt volgens het blokjes principe. De gebruiker kan zelf bepalen hoe het script eruit komt te zien.
Robots in de klas
Begrippenlijst
De robot Asimo
Humanoïde robot
Een humanoïderobot heeft een lichaamsvorm die lijkt op een mens, in tegenstelling tot andersvormige machines zoals bijvoorbeeld industrierobots of de robothond AIBO.
Mensvormige robots worden de laatste jaren voornamelijk in Japan ontwikkeld. Een van de bekendste robots is
Honda's ASIMO, die in 2000 aan het publiek werd gepresenteerd en zelfstandig kan lopen, rennen en traplopen, hoewel dat laatste nog wel eens mis gaat. Een humanoïde robot heeft dus dezelfde basisvorm als een mens, maar is meestal wel duidelijk herkenbaar als een robot (bron: Wikipedia).
Voorkant van de robot
De voorkant is de inzet van de robot als didactisch hulpmiddel voor het onderwijsproces.
De leerlingen hebben via de voorkant interactie met de robot. De robot is bijvoorbeeld geprogrammeerd om een gesproken opdracht te geven, voorover te buigen, te knikken of iets met zijn armen te doen. De robot is ook geprogrammeerd om te reageren via zinnen, woorden of getallen wanneer leerlingen de robot NAO marks voorhouden. Hiermee is de robot in te zetten voor instructie of oefeningen, voor bijvoorbeeld taal- of rekendoelen.
De voorkant is het leren via sociale interactie met de robot, waarbij hij de rol van partner, coach of leraar heeft bij het leren over andere onderwerpen.
Achterkant van de robot
De achterkant is de maak- en gebruiksomgeving op het platform van de robot leverancier. Hierin programmeert de leerling, leraar of leverancier in een vrij eenvoudige, visuele programmeertaal een lesaanbod. Denk aan een quiz of oefeningen. Doordat de robot geprogrammeerd wordt, is hij goed in te zetten als middel om 21e eeuwse vaardigheden aan te leren, zoals computational thinking.
De achterkant is het leren door de robot, maar niet per se in interactie met. Door de achterkant te snappen en te programmeren, leert de leerling over de robot en dus over programmeren en computational thinking. Aan de achterkant helpt de robot dus bij het leren, meer als een machine of computer, en als onderwerp.
Blocky
Blockly is een eenvoudige (visuele) programmeertaal en alleen beschikbaar in het platform ‘Robots in de klas’. De leerlingen slepen op de laptop blokken bij elkaar en typen er tekstcommando's bij. Ze voegen bijvoorbeeld een blok (commando) in dat de robot moet wachten op respons, voordat hij verder gaat. Een ander voorbeeld van een programma dat met Blockly werkt is Scratch.
Script
Een opsomming van instructies en handelingen voor het besturen van de robot. Het script wordt gemaakt in en met een programmeeromgeving, speciaal gemaakt voor een specifieke toepassing.
Platform/portal
Een (gesloten) digitale werkomgeving voor gebruikers van een bepaalde ict-toepassing.
Computational thinking
Het procesmatig (her)formuleren van problemen op een zodanige manier dat het mogelijk wordt om met computertechnologie het probleem op te lossen. Het gaat daarbij om een verzameling van denkprocessen waarbij probleemformulering, gegevensorganisatie, -analyse en -representatie worden gebruikt voor het oplossen van problemen met behulp van ict-technieken en -gereedschappen (bron: SLO).
Programmeren
Programmeren is het schrijven van een computerprogramma, een concrete reeks instructies die een computer uitvoert. Dit is de taak van een softwareontwikkelaar of programmeur. De programmacode die wordt geschreven heet broncode en wordt door een assembler, compiler of interpreter omgezet in machinecode. Programmeren wordt ook wel 'coderen' genoemd (bron: Wikipedia).
De leerlingen werken bij het maken van scripts in de robotplatforms niet met een 'echte' programmeertaal. Ze leren op een visuele manier hoe een activiteit van de robot uit allerlei stapjes wordt opgebouwd en hoe ze bijvoorbeeld een bug (fout) kunnen opzoeken en herstellen. Zie ook de Wikiwijs-pagina Leerlijn programmeren.
Het arrangement Taal en rekenen met de robot in het basisonderwijs is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Dit materiaal is ontwikkeld door Tamara Koopmans en Marco Geenen.
Aanvullende informatie over dit lesmateriaal
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Wil jij aan de slag met een robot voor taal en rekenen in het basisonderwijs, maar weet je niet hoe? Deze Wikiwijs-pagina helpt je op weg! De bevindingen die je hier aantreft, zijn het resultaat van de versnellingsvraag: 'Hoe en voor welke onderdelen van taal en rekenen kan een robot ingezet worden als leermiddel?'
Leerniveau
PO groep 3;
PO groep 4;
PO groep 1;
PO groep 8;
PO groep 7;
PO groep 6;
PO groep 5;
PO groep 2;
Leerinhoud en doelen
Nederlandse Taal;
Rekenen;
Computervaardigheden/ICT;
Eindgebruiker
leraar
Moeilijkheidsgraad
gemiddeld
Studiebelasting
4 uur en 0 minuten
Trefwoorden
onderwijs, robots
Taal en rekenen met de robot in het basisonderwijs
nl
Robots in het onderwijs
2019-06-13 13:45:11
Wil jij aan de slag met een robot voor taal en rekenen in het basisonderwijs, maar weet je niet hoe? Deze Wikiwijs-pagina helpt je op weg! De bevindingen die je hier aantreft, zijn het resultaat van de versnellingsvraag: 'Hoe en voor welke onderdelen van taal en rekenen kan een robot ingezet worden als leermiddel?'
Verslag Kennisrotonde
Er is met verschillende professionals gesproken voor het beantwoorden van de vraag. Zij hebben geholpen om een beeld te geven van de mogelijkheden van de robot in het onderwijs, waarvoor hartelijk bedankt:
De robot biedt meer dan alleen het oefenen van de basisvaardigheden van rekenen en taal. Leerlingen kunnen aan de 'achterkant' ook aan de slag met computational thinking (CT).
