Stimulerend speelgoed. Winnende machines In de strijd voor een goed cijfer. Serieus spelen De rol van de docent in gamification

TECHNIEK- EN BÈTAONDERWIJS thema: spel

Stimulerend speelgoed Leren gaat vanzelf als het leuk is

Winnende machines In de strijd voor een goed cijfer

Serieus spelen

De rol van de docent in gamification periodiek van de Nederlandse Vereniging voor het Onderwijs in de Natuurwetenschappen zomer 2015 jaargang 24 nummer 2

INHOUD

4

Serieus spelen

Kunnen we overal een spelletje van maken? Zijn in de toekomst al onze leerdoelen vertaald in een serious game?

7

Stimuleren met speelgoed

Spellen van de TUE om leerlingen zelf te laten ontdekken

10

De opgave van spel

Wat er gebeurt als je op interactie focust in plaats van op einddoelen

16

17 Deze editie van Terugkoppeling heeft als thema “spel”. Los van het thema vind je in elk nummer een noot van de redactie, een proef en de rubriek “mooi meegenomen” met wetenswaardigheden.

UITVINDEN MET LIVIA Machines om te winnen

Oorlogje spelen voor punten. Blijven de meisjes achter bij Technisch Ontwerpen?

20

Actie met Arduino

26

Programmeren om te leren

29

Biohack Report

30

nieuwkomer/ouwe rot

32

Mooi meegenomen

D

COLOFON De Terugkoppeling is een uitgave van NVON, de Nederlandse vereniging voor het onderwijs in de natuurwetenschappen. REDACTIEADRES Schieweg 15 2627 AN Delft t: 015-2127029 e: [email protected] Redactie: Amber Leeman, Lian Moerenhout, Hein Bruijnesteijn met als gastredacteur Pepijn Rijnbout met medewerking van het bestuur van de NVON. Met dank aan Ben Schouten, Fedor Leeman, Rob Hebing en de Spelerij. Realisatie: FIZZ marketing en communicatie Opmaak: Ten Brink Uitgevers Drukwerk: Ten Brink Offset Foto omslag: de Ontdekfabriek KOPIJ Artikelen, persberichten en overige informatie graag twee maanden voor verschijnings­ datum insturen naar de redactie. Richtlijnen voor auteurs zijn op te vragen bij de redactie via [email protected]. ABONNEMENTEN Abonnement tijdschrift: €29,50 per jaar. Beëindiging van het abonnement kan uitsluitend schriftelijk vóór 1 augustus. Lid worden? Als lid van de NVON ben je automatisch abonnee van het blad Terugkoppeling en word je daarnaast geïnformeerd per digitale nieuws­brief. Ook ontvangen leden tal van kortingen op musea en (vak-)bladen. Meld je aan via de website: www.nvon.nl LEDENADMINISTRATIE NVON [email protected] Wilt u tekst- of beeldmateriaal gebruiken uit deze uitgave? Neem s.v.p. contact op met de redactie voor onze toestemming, doorverwijzing of medewerking.

van onze gastredacteur

Onderwijs is (g)een spelletje! In mijn PhD-project naar ontwerpen voor vrij spel denk ik dagelijks na over hoe mensen kunnen worden uitgedaagd te gaan spelen, en hoe we hun spel kunnen ondersteunen met Techniek. In onze snelle maatschappij wordt steeds vaker gekeken naar hoe speelse elementen gebruikt kunnen worden in allerlei situaties. In het onderwijs is deze ontwikkeling ook zichtbaar. Spelen is een natuurlijke manier om te leren, voor jong en oud. Geef mensen de ruimte om te spelen en de kans is groot dat ze al spelend gaan ontdekken en leren. Spel staat in deze uitgave van de Terugkoppeling centraal. Elementen van spel kunnen gebruikt worden om lesmateriaal over te brengen. Via b.v. ‘gamification’ wordt leren worden leuker, en bovendien biedt het een kans om differentiëren van lesmateriaal mogelijk te maken. Daarnaast is spel een dankbaar onderwerp voor projectgestuurd onderwijs en biedt het, zeker in de Bètavakken, kansen om spannende uitdagingen neer te leggen bij leerlingen, waarbij verschillende vakgebieden elkaar raken. Ik ben ervan overtuigd dat spel tal van mogelijk­ heden biedt in onderwijs, en dat de rol van spel meer plaats zou mogen krijgen. In deze Terugkoppeling vind je hier verschillende voorbeelden van waarin spel en onderwijs elkaar raken. Laat je uitdagen, en speel mee! Pepijn Rijnbout Lees meer over het onderzoek van Pepijn en collega-onderzoekers op pagina 10 in Stimuleren met Speelgoed Ook een keer gastredacteur zijn? Schrijf en denk met ons mee over het thema. Meld je aan via [email protected]. NVON | 2015 | 3

Serieus spelen Kunnen we overal een spelletje van maken en leren we in de toekomst niets meer uit een boek? Wat kunnen bejaarden in Japan leren van Mickey Mouse? Hoe kun jij games toepassen in de klas en waar zijn games juist niet geschikt voor?

Ben Schouten geeft ons een blik op de ontwikkelingen in serious games, spelletjes met een leerdoel. Hij is hoogleraar aan de Technische Universiteit van Eindhoven op dit nog nauwelijks betreden vakgebied. “Het is een stoel van hout, dus nog onbekleed. Er is nog weinig kennis over het gebied. Dat moet allemaal nog ontwikkeld worden.” Lesgeven is een relatief kleine taak voor hem als hoogleraar. Met een team van onderzoekers is hij betrokken bij tal van verschillende onderzoekprojecten rondom serious games, persuasive games en gamification. Niet alleen gericht op onderwijs zonder meer, ook op het gebied van gedragscontrole, sport en gezondheidszorg. Ben Schouten legt uit dat het pad naar hoogleraar achteraf een heel logische 4

weg is geweest. “Ik ben begonnen als Beeldend Kunstenaar en ik maakte al gauw interactieve kunstinstallaties met video en met computers, terwijl dat op dat moment nog niet zo gewoon was. Ik was meteen hooked en zeer geïnteresseerd. Ik ben wiskunde en informatica gaan studeren. Ik was daar goed in en vond het interessant, maar bleef daarnaast kunst maken tot 1997, toen ik na mijn masteropleiding promoveerde op beeldherkenning. In Utrecht ontstond toen de eerste game-opleiding, uiteindelijk werd ik lector en daarna hoogleraar. Het vakgebied is vrij en creatief, maar tegelijk ook erg technisch. Dat past precies bij mijn achtergrond.” Kun je overal een spel van maken? Ben Schouten ziet het spel als onderdeel van een groter spectrum aan leer­ middelen. “Een spel is eigenlijk als een

boek. Kun je alles uit een boek leren? Nee. Spellen ondersteunen het denken door te doen. Soms moet je denken en iets doen. Soms moet je alleen denken.” Een spel zal waarschijnlijk nooit een heel les­programma vervangen. Langzaamaan wordt het duidelijker hoe je een spel het best kunt inzetten. “Games kunnen heel goed motiverend werken. Games dagen uit iets goed te kunnen en hier zelfstandig in te zijn. Games zijn ook heel geschikt voor probleemoplossend denken, een echte 21st century skill. Soms moet je eerst oefenen (skill & drill) voordat je problem-based kunt werken. En wat ook heel vaak over het hoofd wordt gezien is het positieve sociale aspect van spellen. Je ziet nu al heel goede toepassingen in het rekenonderwijs, waarbij trainen heel belangrijk is. In verschillende games zorgt het spel ervoor dat wát je doet hetzelfde is als bij het oplossen van een bepaalde som. Je kunt goed kleine stapjes zetten in een veilige leeromgeving. ” Differentiatie De spelontwerper staat voor dezelfde educatieve uitdaging als de docent: om lesstof aan te bieden die aansluit bij de belevingswereld van de leerling en die bovendien uitdagend is, maar nog wel haalbaar. Scaffold heet dit laatste in game-design: het bepalen van de hoogte van de treden die je per level moet nemen. Interactieve spellen zouden een prachtige rol kunnen spelen bij differentiatie in het onderwijs. Maar voorlopig lijkt het nog niet zover. “De games van nu zijn nog one-sizefits-all, terwijl het ontzettend belangrijk is aan te sluiten bij gender, cultuur en leeftijd. Er is een spel in Japan aangeboden aan bejaarden om hen te helpen met bewegen, maar het belangrijkste karakter in het spel is Mickey Mouse. Dat sluit niet aan bij de beleving. Er zijn nu steeds meer

Games kunnen heel goed motiverend werken. Games dagen uit iets goed te kunnen en hier zelfstandig in te zijn.

spellen die gaan om gedragsverandering. Gamification is een term die hier bij past. Spellen die helpen bij het stoppen met roken bijvoorbeeld moeten niet te kinderachtig zijn. Andere mensen willen een andere spelvorm.” Bij het toepassen van games ziet Ben Schouten een belangrijke rol voor de docent, die verder gaat dan de keuze van de stof. De docent beoordeelt de aansluiting, de resultaten en geeft sturing op niveau. Blik op de toekomst Ondertussen ontwikkelt het veld zich snel. Terwijl sommige collega’s op de middelbare school nog maar net gewend zijn aan de introductie van het scherm in de klas is er al een nieuwe trend zichtbaar. De scheiding van het bord en het scherm wordt kleiner, een tendens die volgens Ben Schouten nu al is begonnen. Er ontstaan hybride games met voorwerpen, met mobiele telefoons of intelligent speelgoed. “Je ziet het nu al gebeuren. We werken zelf mee aan een project waarbij je op jonge leeftijd al bij kinderen kunt ontdekken of ze aanleg hebben voor obesitas. Normaal wordt dit pas zichtbaar bij 12 jaar, maar je kunt dit al meten bij 7 jaar aan bijvoorbeeld de reactiesnelheid NVON | 2015 | 5

Prof. dr. Ben Schouten BA is hoogleraar Playful Interaction aan de faculteit Industrial Design (Eindhoven) en Lector Design for Games andPlay aan de Hogeschool van Amsterdam. Hij leidt het onderzoek op het gebied van Games en New Cinema van het Centre of Expertise dat sinds kort is opgericht aan de Hogeschool van Amsterdam rond de creatieve industrie en nieuwe media. Daarnaast is hij adviseur van het Mediafonds voor culturele omroepproducties en de Europese Commissie op het gebied van the Internet of Things. Zijn onderzoek richt zich op (digitaal) spel en de toepassing ervan voor cultuur, educatie en voor gezondheidszorg. Schouten publiceerde over o.a. mediatheorie en games, play for change, ontwerpstrategieën voor gebruikerservaringen in spelomgevingen en games, persuasive games en motivationele aspecten van serious games. Schouten studeerde in 1983 af aan de Gerrit Rietveld Academie en werkte als professioneel kunstenaar. In 2001 promoveerde hij in de informatica op het proefschrift “Hoe herkent een computer een koe?” dat handelt over manieren om visuele informatie op een intuïtieve manier te kunnen zoeken op het web en in digitale databases. Deze thesis won de bronzen medaille voor Design in de categorie New Media (Information en Education) in New York.

Mij zie je niet de hele dag achter een console. Ik vind het wel een geweldige cultuur. of spierspanning. We werken nu met allerlei interactieve speelobjecten die meten en weten. Kinderen moeten bijvoorbeeld in een kubus een blauw lampje volgen. Hiervoor moeten zij snel zijn en goed coördineren. Al gauw zie je dat kinderen die aanleg hebben obees te worden dit slechter doen.” 6

Onderzoeken en toepassen liggen dichtbij elkaar op een vakgebied waar de ontwikkelingen zo snel gaan. Hoe lang het duurt voordat deze nieuwste spelvormen bij jou op school zullen worden toegepast is moeilijk in te schatten en sterk afhankelijk van onze adaptieve vermogens als docententeam. Zelf blijven spelen zou hierbij zeker kunnen helpen. Tussen alle conferenties en colleges door komt ook de hoogleraar nog wel eens toe aan een spelletje. “Ik speel wel games als Wordfeud en samen met mijn zoon speel ik Destiny of World of Warcraft. Maar mij zie je niet een hele dag achter een console, zelfs al zou ik de tijd zou hebben. Ik vind het wel een geweldige cultuur!”

Stimuleren

met speelgoed Onderzoek aan TU/e naar ontwerpen voor spel Een bijdrage van Pepijn Rijnbout, spelonderzoeker Spelen is een natuurlijke drijfveer om te leren en heeft een belangrijke functie in de ontwikkeling van kinderen. Spelenderwijs ontdekken kinderen hoe de wereld in elkaar zit, en leren ze hoe ze zich in een sociale omgeving staande kunnen houden. Vanwege deze belangrijke rol van spel, verdient onderzoek naar het stimuleren van spel veel aandacht. Aan de Technische Universiteit Eindhoven, Faculteit Industrial Design, wordt onderzoek gedaan hoe spelmechanismen en game principes gebruikt kunnen worden in het ontwerpen van producten en diensten.

In dit artikel worden drie voorbeelden gegeven van projecten met een focus op spel, die zijn ontwikkeld om het onderzoek te kunnen ondersteunen. Al deze projecten hebben met elkaar gemeen dat ze spel willen uitlokken. Door mensen te laten spelen wordt beweging en sociaal contact vanzelf versterkt.

GlowSteps Waarom is een zandbak of een blokkendoos zo leuk om in te spelen? De zandbak of blokken zijn geen spel, maar kinderen scheppen hiermee hun eigen spelomgeving. Afhankelijk van wat de kinderen bedenken, krijgen de blokken een andere functie in spel. Het I-PE (Intelligent Play Environment) project onderzoekt hoe een speelse omgeving deze open NVON | 2015 | 7

spelsituatie kan ondersteunen. We noemen dit ook wel ontwerpen voor ‘open-ended play’. Als onderdeel van het I-PE project zijn de GlowSteps ontwikkeld. GlowSteps zijn interactieve tegels die kunnen reageren op mensen en op andere tegels. Via licht en geluid kunnen GlowSteps het spel van kinderen op verschillende manieren ondersteunen.

Head-up Games Tegenwoordig komen steeds meer kinderen (letterlijk) in aanraking met ‘schermpjes’. Niet alleen op de computer wordt er gegamed, maar ook op de tablet en smartphone. Buitenspelen is echter heel belangrijk voor kinderen, en daarom vormen Head Up Games een combinatie tussen het leuke van buitenspelen (rondrennen, buiten zijn, samen met vriendjes en vriendinnetjes) en het van digitale technologie (inter­activiteit, geluid, licht, trileffecten) – zónder schermpjes. Bestaande spelletjes zoals tikkertje, verstoppertje of spoorzoekertje worden met Head Up Games aantrekkelijker gemaakt. Met behulp van kleine apparaatjes worden de spelletjes verrijkt met een interactieve laag.

8

De Steps kunnen verschillend reageren op kinderen, afhankelijk van hoe kinderen spelen. De spelletjes voor de Steps zijn geen games. De steps bieden een aantal mogelijke basiselementen aan, waarmee de kinderen zelf spel kunnen bedenken. Soms ontstaat competitief en actief spel, terwijl andere speelsessies samenwerking en creatie van bijvoorbeeld kleuren centraal lijkt te staan.

Neem bijvoorbeeld het spel TrilTikkertje: een teamspel waarbij één speler de tril krijgt. Het bijzondere is dat deze speler dat zelf voelt, maar alle andere spelers weten van niks! De anderen kunnen de tril wél afpakken of overnemen door in de buurt van de speler met de tril te komen. Een leuke uitdaging om erachter zien te komen wie de tril heeft, want het team dat na 5 minuten de tril heeft, wint het spel!

‘Wiggle the Eye’ Een derde project is Wiggle the Eye, ook wel ‘interactieve wipkippen’ genoemd. In dit project ligt de focus op tieners laten bewegen en samenwerken tijdens de lunchpauze. Via diverse ontwerpen en onderzoeken op middelbare scholen zijn we gaan kijken hoe we tieners op het schoolplein kunnen verleiden om iets actiever te hangen, kletsen of zitten. We noemen dit ‘resoneren’: we prikkelen tieners om tijdens de pauze heel even te gaan spelen, waardoor bijvoorbeeld het passieve zitten verandert in spelend zitten. Hiervoor worden nieuwsgierigheid, sociale interactie en elementen uit spel en games gebruikt. Wiggle the Eye is het uiteindelijke resultaat: vijf wipkip‐achtige bankjes en een

bewegende lamp in een lantaarn. Door te zitten en te wiebelen op de bankjes bestuur je de lamp, en belangrijker, door te wiebelen kun je de bankjes van anderen laten trillen. Sensoren, trilmotoren en interactie ontwerp verleiden tieners tot actief en sociaal speel gedrag. Wiggle the Eye is op twee verschillende scholen zes weken geëvalueerd. Hier zagen we dat de installatie het schoolplein veranderde in een actieve, sociale zitplek. Tieners aten hun boterhammen op terwijl ze op de bankjes zaten, en af en toe wiebelden ze even. Acties van een groep tieners zorgde vaak voor reacties van anderen; en als het te stil was, liet de installatie zelf even alles vibreren. Zo ontstond er een leuke, speelse en sociale omgeving, die deel uitmaakte van het dagelijks leven van de scholieren, maar wel steeds verleidde tot actief zitgedrag.

GlowSteps is ontwikkeld door Pepijn Rijnbout en Linda de Valk, PhD studenten TU/e. GlowSteps is ontwikkeld om het onderzoeksproject I-PE (intelligente speelomgevingen) te ondersteunen. I-PE is onderdeel van en gesubsidieerd door CRISP. Voor meer informatie kun je contact opnemen met [email protected]. Head Up Games zijn ontwikkeld door Iris Soute in het kader van haar promotie-onderzoek aan de TU/e. Inmiddels is zij gepromoveerd en, samen met Daniel Tetteroo, bezig om een bedrijf te starten om de spelletjes op de markt te brengen. Wiggle the Eye is ontwikkeld door Rob Tieben, Linda de Valk en Pepijn Rijnbout, PhD-studenten aan de TU/e en Fontys Hogeschool voor ICT. Wiggle the Eye maakte deel uit van het PlayFit onderzoeksproject. nvon.tk/glowsteps nvon.tk/headupgames nvon.tk/wiggle-eye

NVON | 2015 | 9

De opgave

Hoe kun je bestaande lesstof speelser maken en hoe kunnen deze speelse interventies een bijdrage aan de motivatie?

10

van spel Een bijdrage van Menno Deen

De inzet van games in het onderwijs past in de lijn van de digitale schoolborden, iPads in de klas en meer sociaal constructivistisch onderwijs. Een game kiezen die aansluit bij de lesstof is echter nog niet zo gemakkelijk. Tijdens mijn promotieonderzoek heb ik onderzocht hoe men games kan ontwikkelen die naadloos aansluiten op huidige ontwikkelingen in het onderwijs en, belangrijker nog, op de lesstof en een leerstijl van leerlingen. Mijns inziens focussen serious-game-ontwikkelaars zich te vaak op einddoelen en te weinig op interactie. Wat betekent dit en hoe kunnen ontwerpers en onderwijzers de reis naar het einddoel interessant maken met games? Games worden in toenemende mate gebruikt voor onderwijsdoelen. Dit gebeurd op vele manieren. Soms gebruiken onderzoekers of docenten zogenaamde Commercial off-the-shelf Games (COTS). Dit zijn bestaande games die met een kleine introductie en aanpassing een ondersteuning kunnen zijn in het onderwijs. De historische game Europe Universalis II wordt bijvoorbeeld gebruikt om de strategieën van de geallieerden tijdens de tweede wereld oorlog inzichtelijk te maken. Een voordeel van deze COTS games is dat de productiekwaliteit vaak hoog is en dat ze bijzonder vermakelijk zijn. Echter, de educatieve onderwerpen die in de games worden aangesproken hoeven niet altijd overeen te komen met de lesstof. Dit kan voor vertraging en verwarring zorgen. Het is daarom niet opmerkelijk dat andere docenten zich richten op games die speciaal voor onderwijs zijn ontwikkeld. Spellen zoals Monkey Tales trainen verschillende rekenvaardigheden en Tech-Ed stimuleert het technische inzicht van scholieren. Geïnspireerd door deze

ontwikkeling zetten ook educatieve uitgevers (Malmberg en Noordhof ) voorzichtige stappen om educatieve games te ontwikkelen als onderdeel van hun lesboekenreeks. Echter, dit gebeurd nog mondjesmaat, en vaak lijken deze games meer een digitalisering van bestaande opgaves. Studenten mogen dan digitaal doen wat ze ook als in het oefenboek doen. De games zijn zogezegd maar weinig speels. Tijdens mijn promotieonderzoek heb ik gezocht naar een manier om games te ontwikkelen die de kwaliteit van COTS games hebben een naadloos aansluiten op het onderwijsprogramma. Ik probeerde zo tegemoet te komen aan een vraag uit de industrie en het onderwijs: hoe kun je bestaande lesstof speelser maken en hoe kunnen deze speelse (en leerzame) interventies een bijdrage leveren aan de motivatie om te leren? Ik heb dit onderzocht op een research through design methode. Dit betekent dat ik tijdens mijn promotietraject zelf en samen met studenten en professionals een groot aantal educatieve games heb ontwikkeld. Al NVON | 2015 | 11

deze games probeerden inzicht te geven op bovenstaande vraag. Als onderzoeker was het mijn taak om een strategie te ontwikkelen waarin ontwikkelaars de speelse kwaliteit van de lesstof konden omzetten tot game. Veelal zag ik ontwikkelaars extra regels en doelen ontwerpen. Bijvoorbeeld, als je vijftien sommen goed hebt beantwoord dan win je een trofee, en als je dat ook nog binnen de tijd doet, dan krijg je een extra ster. Deze toevoegingen aan bestaande opdrachten, maakte de lesstof niet speelser. Speels zijn of speels voelen gaat immers gepaard met een gevoel van vrijheid. De Franse filosoof Caillois maakte dit duidelijk door een onderscheid te maken tussen paidea en ludus. Ludus is spelen met regels. Deze zijn geformaliseerd en dienen gerespecteerd te worden. Sport is een duidelijk voorbeeld van ludus. 12

Voetballers moeten bijvoorbeeld binnen de tijd scoren, mogen hun handen niet gebruiken en moeten altijd naar de scheidsrechter luisteren. Paidea is vrij spel. Het spel wat we zien bij kinderen op het schoolplein of thuis. Door te spelen leren kinderen hun omgeving te verkennen en geven ze betekenis aan bepaalde objecten. Paidea wordt door sommige onderzoekers, waaronder de onderwijs filosoof Piaget, als meest natuurlijke manier van leren geacht. Ik wilde deze speelse vorm van leren naar games brengen. Je kunt je wellicht voorstellen dat het ontwerp van extra regels en doelen geen bijdrage levert aan vrij spel (paidea). Deze manier van gameontwerp lijkt vaak tot ludus speelgedrag te leiden. Tijdens mijn research through design proces ontdekte ik echter dat één ontwerpstrategie wel paidea games opleverde. In dit

Door te spelen leren kinderen hun omgeving te verkennen en geven ze betekenis aan bepaalde objecten.

ontwerpproces werd minder naar de regels en einddoelen gekeken, maar werd de interactie van het leren nader onderzocht. Ofwel, ontwerpers probeerden grip te krijgen op de manier waarop er geleerd werd. Wat gebeurt er bijvoorbeeld in je hoofd als je een rekensom maakt? Of, wat doe je als je een andere taal leert? Eerst gingen ontwikkelaars met experts (docenten of wetenschappers) om de tafel zitten. In groepsgesprekken probeerden ontwikkelaars precies uit te zoeken waar de lesstof over ging. Er werd met name veel aandacht besteed aan de leeractiviteit: wat doe je als je een rekensom oplost, hoe werken permutaties nou precies en wat is de kern van de historische kennis die studenten moeten ontwikkelen. Dit is geen makkelijke opgave. Als snel wordt duidelijk dat experts en ontwikkelaars een andere taal spreken en verschillende belangen hebben bij de ontwikkeling van een serious game. Een klassiek verschil lijkt te ontstaan in het belang van experts om iets te maken waarin de onderwijskundige kwaliteit van het product sterk naar voren komt, terwijl ontwikkelaars juist iets willen ontwikkelen waarin impliciet geleerd word en de nadruk op het plezier van spelen wordt gelegd. De gesprekken tussen experts en ontwikkelaars kan een gemeenschappelijk jargon en een duidelijke ontwerprichting opleveren, mits er respectvol met elkaar wordt gecommuniceerd. Ik heb samenwerkingsverbanden op onbegrip en irritatie zien uitlopen. Dit leek vaak

veroorzaakt te worden door een te brede focus. Zowel experts als ontwikkelaars wilden zoveel in één spelletje stoppen dat er op meta-niveau met elkaar werd gecommuniceerd. Echter, wanneer gekozen werd om op één klein aspect van de leerstof te focussen, leek deze communicatieruis minder. Schoolboeken bieden hier een uitkomst. Deze boeken hebben reeds gekozen voor een sterke vernauwing van verschillende onder­ werpen en hebben deze onderverdeeld in hoofdstukken en paragrafen. Voor mijn onderzocht koos ik het hoofdstuk Handig Tellen uit het wiskundeboek Getal en Ruimte als focus. Ik verzamelde enkele experts op het gebied van permutaties en combinaties om me heen en ontwikkelde de game Combinatorics. Tijdens gesprekken met de experts bleef ik mezelf afvragen: welke onderdelen van de lesstof kan ik aanpassen, veranderen of herstructureren zonder dat ik de lesstof verander? Tevens probeerde ik de lesstof te vangen in één zin, of beter gezegd, één leerprocedure. Een procedure is een reeks van instructies die een bepaalde rangorde kennen. De leerprocedure in het hoofdstuk Handig Tellen kan bijvoorbeeld worden samengevat met de somregel of de productregel. Deze regel wordt in Getal en Ruimte geïllustreerd aan de hand van een reis naar de Canarische Eilanden. In deze uitleg kunnen leerlingen van het ene eiland naar het andere reizen. Tussen sommige eilanden zijn verschillende veerponten en soms slaat een pont een eiland over (net als NVON | 2015 | 13

sprinters en intercity’s bij treinen). Studenten werd gevraagd hoeveel verschillende mogelijkheden er waren om van La Palma naar Gran Canaria te reizen. Er zijn 3 boten tussen La Palma en La Gomera én 3 tussen La Gomera en Tenerife én 4 tussen Tenerife en Gran Canaria. Omdat je 3 én 3 én 4 verschillende mogelijkheden hebt om van La Palma naar Gran Canaria te komen moet je de productregel toevoegen: 3 x 3 x 4 = 36 mogelijkheden. De somregel geld voor de reis van Tenerife naar Fuerteventura. Hierin kunnen reizigers met 4 verschillende boten van Tenerife naar Gran Canaria én 2 van Gran Canaria naar Fuerteventura, óf 1 boot van Tenerife naar Fuerteventura. Er zijn 4 x 2 + 1 = 9 mogelijke routes van Tenerife naar Fuerteventura.

De leerprocedure van Combinatorics werd: vermenigvuldigen bij én (product­ regel) en optellen bij óf (somregel). Nu de leerprocedure gedefinieerd was ging ik opzoek gaan naar de speelse kwaliteit van de procedure door de vraag te stellen: wat kan ik (als ontwerper en ‘speler’) veranderen aan de procedure zonder de leerstof aan te passen? In andere worden: wat zijn de variabelen in de procedure? In bovenstaand voorstel zijn dat de wegen de van eiland naar eiland gaan. Ik kan daar in hartenlust met variëren zonder dat de procedure wordt aangepast. Echter de uitkomst (het aantal mogelijkheden) wordt bepaald door 14

leerprocedure. Deze kan je als speler niet veranderen. In de game Combinatorics wordt spelers gevraagd om een pad te maken dat een x aantal mogelijkheden kent. In een opdracht moet de speler 15 verschillende routes creëren door het doolhof. Door wegen af te sluiten wordt het aantal routes verminderd. Het afsluiten, bijbouwen en veranderen van bestaande structuren heeft een bepaalde speelse kwaliteit die je niet in het schoolboek vindt. Tijdens speelsessies zag ik dat scholieren direct begonnen te experimenteren. Als snel kregen ze door hoe de som- en product­

Dr. Menno Deen is game ontwerper/ onderzoeker. Hij onderzoekt hoe games in verschillende domeinen kunnen worden toegepast. Met een achtergrond als multimedia ontwerper, game designer en cultuurwetenschapper vertaalt hij theoretische bevindingen uit de wetenschap naar praktisch toepasbare ontwerpstrategieën. Menno opereert niet alleen op het vlak van onderwijs maar is tevens werkzaam binnen de geestelijke gezondheidszorg, sport en beweging en ouder-kind-interactie. Hij is de initiator van innovatieve projecten zoals games in het zwembad, in het bos en de gezondheidszorg. Tevens is hij voorzitter van stichting Games [4Diversity] waarin hij een bijdrage wil leveren aan verbeterde representatie en inclusie van socioculturele minderheden in populaire cultuur. Momenteel werkt hij als zelf­ standige aan een reeks spellen waarin hij de sociale interactie tussen ouders en kind kan stimuleren.

regel werkte. Door middel van trial and error leerden ze spelenderwijs en op een manier die in het boek minder wordt gestimuleerd. Immers, in een oefenboek mag je geen fouten maken en word je niet gestimuleerd om een fout beantwoorde vraag opnieuw te maken totdat hij goed is.

einddoel, maar te kijken wat leuk is aan de interactie, wisten we games te maken die naadloos aansloten op de lesstof, maar die tóch een speelse (en vooral andere) leervorm boden. Daarbij bleek uit mijn onderzoek dat een dergelijke game een positieve bijdrage kan leveren aan de motivatie van studenten om te leren.

Dankzij de research through design methode werd duidelijk dat het zoeken naar variabelen in de leerprocedure een succesvolle manier was om games te ontwikkelen waarin spelers konden experimenteren, onderzoeken en falen. Door minder de nadruk te leggen op het

nvon.tk/deenthesis

NVON | 2015 | 15

Uitvinden

met Livia Door: Chris Voets Al sinds 2004 werkt Stichting De Uitvinders aan projecten die kinderen laat ontdekken of ze affiniteit hebben met techniek. De visie daarbij is dat je kinderen hierbij moet inspireren met een belevingswereld die hen aanspreekt. ‘Als je techniek kiest heb je later een baan’ of ‘lassen is leuk’ dringen niet echt binnen. Een positieve beleving wel. De Uitvinders werkt daarom met verhalen. Die verhalen staan centraal in alle projecten. Vanuit die verhalen krijgen kinderen opdrachten: onderzoeken, ontwerpen, bouwen en presenteren.

Mits je een beleving creëert die past bij de puberleeftijd. Maar wát is dan hun belevingswereld? Dat is best lastig. Pubers zijn op zoek naar hun eigen identiteit. Dat is in elk geval iets dat ze gemeenschappelijk hebben. Met die gedachte ontwikkelde De Uitvinders samen met De Ontdekfabriek uit Eindhoven het project ‘Invented by Livia’. In de gelijknamige speelfilm ontwikkelt het pubermeisje Livia een nieuwe fiets voor haar gehandicapte broer. Waarom? Omdat hij een etter is! En met die nieuwe fiets kan hij weer het huis uit…

Het verhaal is nadrukkelijk niet de ‘saus’ over de doe-opdrachten. Alles begint bij het verhaal en de beleving van het kind zelf. Spelvormen helpen daarbij. Daarom organiseert De Uitvinders ook wedstrijden rondom de verhalen. Jonge kinderen gaan graag de competitie aan zolang de druk niet te hoog wordt. Met een eerlijke jurering en positieve feedback op hetgeen is gepresteerd blijft het spel!

Na het zien van de film gaan leerlingen maar wat graag aan de slag met het bouwen van fietsen en elektronische besturingssystemen. Ze ontdekken niet alleen de techniek zelf, maar ook de rol die techniek heeft in de samenleving: een gehandicapte jongere kan weer fietsen. Hoe tof is dat! En… ze ontdekken het geheim van Livia. Want het blijft een beleving!

Zijn pubers niet op dezelfde manier te prikkelen dan? Het antwoord laat zich raden: jawel! 16

nvon.tk/ontdekfab

Machines om te winnen Oorlogje spelen voor een cijfer. Blijven de meisjes achter? In het begin van het jaar maakten zij nog een verpakking. Een opdracht eerder interviewden de leerlingen basisschoolkinderen om een programma van eisen op te stellen voor een speeltuin. Nu zijn zij bezig met het bouwen en testen van een klein belegeringswapen. ‘Machines om te winnen’ is één van de meer technische opdrachten bij het vak Technisch Ontwerpen. Fedor Leeman geeft naam en invulling aan dit vak op het Montaigne Lyceum in Den Haag. Het wordt in de eerste drie leerjaren gegeven van de HAVO en VWO. “We beginnen met het leren gedachten en ideeën op papier te zetten, van schets tot technische tekening. Binnen ontwerp­ opdrachten leren de leerlingen onderzoek te doen, een programma van eisen op te stellen, het maken van een model en het presenteren van een ontwerp. De eind­opdracht in de derde wordt mede beoordeeld door een externe organisatie die ook de opdracht geeft. We hebben bijvoorbeeld samengewerkt met een grote meubelmakerij, Handicare, en momenteel is de opdrachtgever het opleidingscentrum van politie Haaglanden.” Daarin lijkt de aanpak van het vak veel op die van het Technasium bij het vak Onderzoek en Ontwerpen. Bij het Technasium komen de ontwerp­ opdrachten ook uit de ‘echte wereld’.

Jaarlijks doet het Montaigne Lyceum mee aan de Eureka Cup. Het zijn juist de meidengroepen die het goed doen bij deze wedstrijd. “Ik heb lang getwijfeld of ik niet binnen het Technasium verder zou willen gaan. Maar ik vind dat je leerlingen meer handvatten zou moeten bieden. Van wat ik ervan weet en wat ik gezien heb worden leerlingen in het eerste jaar meteen in het diepe gegooid bij een Technasium. Zij moeten bijvoorbeeld een maquette maken. Maar op de basisschool hebben we hen alleen leren vingerverven en met wc-rolletjes leren werken. Wat verwacht je dan van die maquette? Het kan geen kwaad kennis en vaardigheden op te doen. In het eerste en tweede jaar ben ik vrij streng op het ontwerpproces en per opdracht leren de leer­ lingen specifieke nieuwe vaardigheden. Pas in de derde geven zij zichzelf meer richting.” Trebuchets en kunstwerken Met zijn roots als docent techniek zitten er voor docenten techniek herkenbare opdrachten binnen het programma, bijvoorbeeld ‘de brug’. Een aantal opdrachten hebben een spelelement en eindigen met een wedstrijd. NVON | 2015 | 17

Als slotopdracht in de derde klas werken de leerlingen aan een opdracht gegeven door een bedrijf of instantie.

“Bij de opdracht ‘Machines om te Winnen’ moet een grote dobbelsteen zover mogelijk over het schoolplein worden geworpen met een op zichzelf staand werpinstrument. Uiteindelijk komen de meesten met een katapult-achtig object. Zo noemen ze het ook. “We gaan de katapult doen,” zeggen ze. En dat is niet erg. Soms zie je een versie van een kruisboog of een enkeling pro­ beert het trebuchet-principe. Het is geen makkelijke opdracht. Ze mogen alleen pvc gebruiken van 16mm of 19 mm. Ik leer hen dat het materiaal hen niet hoeft te beperken. Ik probeer hen er gaandeweg zelf achter te laten komen door ze meer te leren over hoe je het materiaal kunt bewerken. We leren hoe je PVC-buizen verwarmt en buigt. We leren een flens te maken en een tromp.” Becijfering De werking van de machine vormt een belangrijk onderdeel van de becijfering. Hoe verder de worp, hoe hoger het cijfer. Eén jaar telde alleen de werking mee voor een cijfer. “Eén jaar liet ik alleen de werking meetellen en heb ik becijferd met een systeem waarbij de best presterende een 10 kreeg. De rest van de cijfers werd verhoudingsgewijs vastgesteld. Met een wiskundecollega heb ik destijds de formule berekend. Hij was erg geïnteresseerd, ook in technisch 18

ontwerpen. Als iedereen slecht presteert dan liggen de cijfers dichtbij elkaar. Als er één of twee goed presteren, dan mopperen de wanpresteerders over degenen die goed presteren. Dat is een nadeel, want in zo’n groep zit er vaak één die het echt heel goed kan en excelleert ten opzichte van de rest. Zo iemand zorgt er dan voor dat de rest allemaal een 4 heeft. Het stimuleert de rest niet om goed zijn best te doen.” “De becijfering heb ik sterk veranderd. Per opdracht, élke opdracht, krijgt een leerling drie cijfers. Grofweg kun je elke ontwerp­ opdracht namelijk in drie werkgebieden verdelen. Het onderzoek, waarbij de kaders worden gesteld, resulterend in een programma van eisen (PVE). De creativiteit en communicatie, waar ik de eindpresen­ tatie ook onder laat vallen en de uitvoering, het testen en het verbeteren. Dat is het meer technische deel. De werking telt nog steeds mee en ook nu zou je nog steeds de prestatienorm kunnen toepassen, maar ik denk dat het onvoldoende motiveert. Nu is het zo dat ik op basis van mijn ervaring een realistisch haalbare norm stel. Als leerlingen hoger komen, scoren zij meer. Voor de zwakke leerling is een voldoende haalbaar. De leerlingen die excelleren kunnen nu meer dan een 10 halen voor een opdracht. Dit

“Het gaat niet om het winnen van je klasgenoten. Eigenlijk win je van jezelf.”

is natuurlijk geen lineair verband. Een 5,5 halen is relatief gemakkelijk. Een 10 halen is een hele uitdaging. De punten die zij eventueel meer hebben gehaald, tel ik op bij een ander cijfer. Zij mogen zelf kiezen waarbij.” Katapulten, competitie en meisjes De opdracht lijkt op het lijf geschreven voor jongens gezien het onderwerp, de techniek en het wedstrijdelement. Machines om te winnen is een van de opdrachten waarbij de leerlingen vrij zijn hun eigen werkproces te volgen.

De wedstrijd vindt plaats op het schoolplein, het aantal geschoten meters bepaalt het eindcijfer.

“Ik noem het de wedstrijd of de race. Maar het winnen gaat niet zozeer om het winnen van je klasgenoten of het winnen van het schoolrecord. Eigenlijk win je van jezelf. Sommigen winnen hiermee de laatste punten voor hun overgangsrapport. En het lijkt misschien niet of meisjes competitief zijn. Maar met de derde doe ik bijvoorbeeld jaarlijks mee aan de Eureka!­ Cup. Het valt mij op dat de meidengroepen meer gedreven zijn om te winnen, en die doen dat dan ook. Zij zijn ook meer gedreven tijdens de wedstrijd. Onderwijs zou voor jongens vrijheid, competitie en uitdaging moeten bieden. Dan worden jongens gemotiveerd, hoor je weleens. Binnen mijn vak is er volop uitdaging, vrijheid en competitie. Toch scoren de jongens over het algemeen slechter. Ik noemde net al de schoolrecords voor de opdrachten. De namen van leerlingen van jaren geleden staan er soms nog op. De meesten records worden door meisjes gezet en het zijn de broertjes die het willen verbreken, maar dat lukt hen dan niet.” NVON | 2015 | 19

Actiemet

Arduino Een bijdrage van Frank Hagenaars, docent Techniek en Onderzoeken & Ontwerpen

Arduino bestaat nu ruim 10 jaar en wordt meer en meer gebruikt in het onderwijs. De arduino is ontwikkeld in Italië als handig hulpmiddel om apparaten te ontwikkelen die kunnen omgaan met output- en inputsignalen. Met een Arduino kun je meten en regelen. Het laat leds knipperen of reageren op licht, temperatuur of beweging, maar dat is nog maar het begin. De mogelijkheden zijn haast onbeperkt en… het is nog goedkoop ook! Leuk. Maar wat kan je er dan mee? De Arduino-community is inmiddels heel groot. Je kunt voor bijna elk idee of project wel een tutorial of voorbeeld vinden. Deze thema-uitgave gaat over spelletjes maken. Google eens “make game with arduino”. Bovenaan vind je ongetwijfeld iets van instructables.com. Niet alles wat je vindt is bruikbaar, maar er zitten ook best eenvoudige voorbeelden bij. En onderschat de leerlingen niet. Is Arduino iets voor de onderbouw? Om met Arduino te kunnen werken moe-

ten leerlingen twee dingen kennen. Een stukje basiselektronica en programmeren. De basiskennis die van elektronica nodig is: stroomkring, spanning, pluspool/minpool, weerstand, schakelaar en leds aansluiten. Als je met analoge ingangssignalen wilt werken, is de kennis van het principe van de spanningsdeler nodig. Programmeren met de standaard (gratis) Arduino IDE software werkt via tekstregels, de in te voeren tekst lijkt het meest op de programmeertaal C++. De communicatie van PC naar Arduino wordt met de software geregeld en verloopt via een USB-aansluiting.

Direct in de les Deze Arduino-projecten kun je gelijk inzetten voor spellen in de les: - Maak quiz buzzers om in te zetten tijdens een quiz over de lesstof. Het is meteen duidelijk wie de snelste is. - Maak een elektronisch bingo-apparaat om verschillende soorten bingo mee te spelen. Laat de leerlingen zelf de bingo-spellen ontwerpen, bijvoorbeeld voor de lesstof van een taalvak. - Maak morse-code-apparaten en laat leerlingen elkaars boodschappen ontcijferen.

20

Brugklasleerlingen ontdekken elektronica

Een opgebouwde stroomkring voor Doe-middag leerlingen groep 8

Reactietestspel en lijnvolgrobot. Hoe pak je het aan? Op RSG ’t Rijks werken we met het lessenpakket van Fun met Electronica. Leerlingen krijgen in de tweede klas Arduino-lessen en maken vervolgens kruispunten die met stoplichten geregeld zijn. Er is nog veel meer mogelijk. Het aantal goede Nederlandstalige voorbeelden zal in de komende tijd zeker gaan toenemen!

aan de slag

Arduino aanschaffen? Kijk op: nvon.tk/floris-cc Floris nvon.tk/iprotot iPrototype Bekijk cursussen en online lesbrieven: nvon.tk/fun-electro voor lespakketten en cursussen.

nvon.tk/oscar-rom voor en door leerlingen en docenten van het Oscar Romero College in Hoorn nvon.tk/roc-rott materialen en achtergrond van het ROC Rotterdam nvon.tk/beta-steun cursus en DOT over de Arduino van Bètasteunpunt Zuid-Holland

nvon.tk/verdiep cursussen beginners en gevorderden van de Verdieping (Be) nvon.tk/zb45 korte cursus vanuit Makersspace ZB45 nvon.tk/ada-fruit blog met blitse projecten nvon.tk/ardui-forum forum voor als je er niet uitkomt

NVON | 2015 | 21

Arduino zo werkt het

Esplora

De meest gebruikte Arduino is de UNO. Een UNO heeft 14 digitale poorten. Deze poorten (pinnen) zijn als ingang (spanning meten) of als uitgang (spanning geven) in te stellen. De werkspanning van deze poorten is 0-5V. De UNO beschikt ook over 6 analoge ingangen. Op deze poorten kan variabele spanning gemeten worden. Het bereik van 0-5V wordt verdeeld in 1024 stappen. Naast de meet- en regelfuncties heeft Arduino nog veel meer te bieden zoals een toongenerator en klokfunctie.

22

De familie Arduino breidt uit. Er zijn mini-arduino’s beschikbaar, arduino’s met een alternatieve processor of bijvoorbeeld de nieuwe Arduino Esplora. De Esplora is een arduino die is vormgegeven als een gamecontroller. Door in het midden een compatible scherm te bevestigen heb je een zelf programmeerbare gameboy in je handen. Maar de Esplora blijft een arduino dus kent dezelfde veelzijdigheid. De Esplora kan ook worden ingezet als wireless controller of voor een heel ander, eigen project. Lees meer over arduino op de website www.arduino.cc en bekijk de documentaire van Laboral via nvon.tk/ardui-doc.

Doolhof spelletjes Een bijdrage van Jan Leisink

Spelletjes zijn bijna altijd in een wedstrijdvorm tegen iets of iemand anders. Ik heb altijd veel plezier gehad met het (laten) maken van een doolhof in wat voor vorm dan ook. Een paar voorbeelden.

pingpongbal

In dit doolhof moet je een pingpongballetje van rechtsonder naar linksonder zien te krijgen. Dat doe je door de bak een beetje op te beuren. De pingpongbal rolt nu naar de goede plaats. Als je de bak te ver optilt, rolt het balletje te hard en is het moeilijk te sturen. De bak wordt gemaakt van dunne strookjes

multiplex, die met een lijmpistool op de goede plaats worden gelijmd. De leerlingen ontwerpen zelf de vorm van het doolhof. Dik karton kan ook uitstekend worden gebruikt. Lege kartonnen dozen zijn een ideaal en goedkoop materiaal. Verzamel verpakkingen van meubilair of laat de leerlingen zelf ergens karton vandaan halen.

NVON | 2015 | 23

stalen kogel

In dit model rolt een stalen kogel door de gangetjes. Aan het einde van een lange stok is een supersterk neodymium­ magneetje vastgemaakt. (1) Ze zijn niet duur. De gebruikte magneetjes kosten maar 32 cent per stuk. De bak met het doolhof staat niet direct op de tafel, maar is op latjes gelijmd, zodat de bak boven de tafel hangt. Met het magneetstokje (2) onder de bak kan de kogel gestuurd worden. De rode streep geeft aan wat de bovenkant is.

1

24

2

Om het moeilijker te maken is op drie plaatsen een kleine helling gemaakt. De kogel is daar te ver van de magneet en kan niet gestuurd worden. Door de kogel een vaartje te geven rolt hij toch over de helling. Na de laatste helling kan een contactbaan worden gemaakt. (3) De kogel is van metaal en kan elektrische stroom geleiden. De kogel rolt daar over twee stroken kopertape, zo wordt contact gemaakt waardoor je bijvoorbeeld een lampje kunt laten branden.

3

spannender met elektronica

Het spelletje wordt pas echt, als je het doolhofparcours binnen een bepaalde tijd moet hebben afgelegd. Speel tegen de tijd. Een mooie toepassing en een lesje elektronica: laat de leerlingen een tijdschakelaar maken. Het schema is eenvoudig. Als de schakeling wordt aangesloten (bijvoorbeeld aan een batterij van 9 Volt) dan gaat de led branden. Als je op de knop drukt wordt de condensator opgeladen, gaat de linker transistor geleiden en de rechter juist niet meer. De led gaat uit. Als de condensator leeg is gaat de led branden en is de speeltijd voorbij. De drukknop maken we natuurlijk zelf van een stukje blik. Hij hangt nu net boven de blanke + draad. Let op: de condensator heeft een + en een – kant. De + kant heeft het langste pootje en soms een deukje. Ook de led heeft een + en een – kant. De – kant heeft het kortste pootje en een plat zijkantje.

Succes en veel plezier met de verschillende doolhoven, die de leerlingen hebben gemaakt. NVON | 2015 | 25

Scratch: programmeren om te leren Een bijdrage van Joek van Montfort, wiskundige en Scratch-docent

Spullen en ruimte zijn voor mij zijn de belangrijkste ingrediënten voor een goede leeromgeving. Spullen om mee aan de slag te gaan en je mee te verwonderen. Ruimte om fouten te maken en je leerervaringen te delen. Zo goed als tijdens mijn peutertijd, waarin altijd en overal alles met leren te maken had, heb ik het op school zelden gehad. Er zijn ongetwijfeld redenen waarom scholen niet voortdurend zo’n fijne leeromgeving kunnen zijn. Maar als referentie kan het geen kwaad. Spelen stimuleert kinderen enorm te verwonderen en te leren van de daarbij opkomende vragen. Op expressie gerichte activiteiten helpen sneller te leren in interactie met anderen. Mijn beste schoolherinneringen bewaar ik aan leerkrachten die mij inspireerden zelf vragen te bedenken. Die docenten brachten hun verhaal met groot enthousiasme en boden de veiligheid waarin je je verwondering kon delen. Computers in onderwijs Zeker is dat computers sinds hun uitvinding op zo’n beetje elk denkbaar terrein vooruitgang hebben gebracht. Voortdurend hebben computers meer voor minder mogelijk gemaakt. En dat vertaalt zich bijvoorbeeld in veiliger verkeer en meer succesvolle medische behandeling. Of computers de leer­ omgeving verrijken blijft echter een goede vraag. Het vormende karakter 26

van onderwijs sluit niet direct aan op de sterke kant van computers: het efficiënt manipuleren van veel informatie. Mitch Resnick van de Lifelong Kindergarten Group van het MIT Media Lab probeert met Scratch een digitale zandbak te creëren. Een digitale omgeving waar niets vaststaat en waar je eigenlijk alleen je verbeelding nodig hebt om aan de slag te gaan. De metafoor is die van theater waar het stuk bepaald wordt door de decors, de acteurs en hun scripts. Het is aan de gebruiker om al die aspecten invulling te geven. Scratch in vogelvlucht In Scratch programmeer je een kat of ander object door blokken code te slepen en te bewerken. De leeromgeving is gratis te gebruiken en is ook beschikbaar in het Nederlands. Je hebt er toegang tot 5 miljoen projecten die gebruikers van de site gedeeld hebben. Zeker met Engelse zoektermen vind je over schijnbaar ieder onderwerp een Scratch-project. Je komt in de zandbak via de knop Maak, of je kunt verder werken aan een bestaand project via de knop Bekijk van binnen. Om je wegwijs te maken is er een

Joek van Montfort is eerstegraads bevoegd wiskundige. Sinds 2002 werkt hij als zelfstandige aan de ontwikkeling van zinvol computergebruik in het onderwijs, naar aanleiding van het zonder visie invoeren van afdankers van het bedrijfsleven op de basisschool van zijn kinderen. Om het gebruik van Scratch te promoten heeft hij stichting Scratchweb opgericht. Zijn ambitie is om binnen dit decennium computational thinking in alle vormen van Nederlands onderwijs een plek te geven.

scratch komt tot leven set van 12 Scratch-kaarten, bijvoorbeeld voor Volg de muis, waarbij met vier blokjes code een kat wordt geprogrammeerd om de cursor te volgen. Een mooi voorbeeld van de toegankelijkheid van Scratch: iedereen die kan lezen kan binnen een paar minuten een werkend computerprogramma bouwen. Bijna iedereen heeft een wow-gevoel als de kat naar de muis luistert. Je realiseren dat dit nog maar het begin is is de start van een groot avontuur. Programma’s als Scratch komen niet uit de lucht vallen. Ze staan in een traditie die teruggaat tot baanbrekend werk van Seymour Papert en Alan Kay. Beiden schreven ruim veertig jaar geleden een artikel over educatieve mogelijkheden van de computer. Dat de ideeën uit die artikelen nog altijd verfrissend zijn steunt mij in de gedachte dat de geroemde 21e-eeuwse vaardigheden van alle tijden zijn. nvon.tk/scrat-mit nvon.tk/scrat-kaart

Er zijn sensors en motortjes op de markt waarmee je je Scratch-programma kunt verbinden met de fysieke wereld. Met Scratch kun je programma’s schrijven die reageren op de input van deze sensoren en die vervolgens motortjes, lichtbronnen en speakers aansturen. In de Lego WeDo Construction Set zit een afstandssensor, een bewegingssensor en een motortje. Met behulp van Scratch kan je Legokrokodil toehappen als hij van een bepaalde afstand benaderd wordt. Picoboard is een sensorbord dat je kunt gebruiken als input voor Scratch. Picoboard bevat een lichtsensor, een geluidssensor, een drukknop, een schuif, en een sensor voor elektrische weerstand. Ook kun je er een losse aanrakingssensor bij kopen. Je kunt bijvoorbeeld een lamp maken die reageert op je stem, of een autootje dat begint te rijden als het donker wordt.

nvon.tk/scrat-fys NVON | 2015 | 27

Kiezen ofspelen Een bijdrage van Ilonka Mekes, projectleider voortgezet onderwijs, Stichting C3

Met het bordspel Future4U – ontdek de bètawerelden ontdekken middelbare scholieren in één lesuur spelenderwijs de opleidings- en beroepsmogelijkheden in de zeven bèta­ werelden. Het spel is speciaal ontwikkeld om de klas klaar te stomen voor het kiezen van een vakkenpakket of vervolgopleiding. “Omschrijf een bacterie.” “Teken vet.” “Welk product wordt in de Hoogovens gemaakt?” Dit zijn voorbeelden van opdrachten uit het spel. Scholieren stellen elkaar kennisvragen, omschrijven termen uit de bètasector en hun creativiteit wordt op de proef gesteld met uitdagende tekenopdrachten. Iedere vraag of opdracht belicht interessante elementen uit één van de bètawerelden en maakt een koppeling met een opleiding of beroep. Het bordspel is geschikt voor zowel onder- als bovenbouw en voor alle niveaus van het voortgezet onderwijs. Docenten geven aan dat het bordspel een levendige en effectieve manier is om

scholieren kennis te laten maken met de mogelijkheden in de bètasector. Aan het einde van het spel reflecteren scholieren op welke aspecten van de bètasector ze wel en niet interessant vinden. Het spel bevat handvatten en tips voor docenten om het in te zetten in de les. Het bordspel is ontwikkeld door Stichting C3, dat ten doel heeft chemie tot leven te brengen en jongeren te interesseren in het veelomvattende vakgebied van chemie. Het spel is, zolang de voorraad strekt, te bestellen via de website van C3. Je kunt maximaal 4 spellen per docent bestellen en je betaalt alleen de verzendkosten. nvon.tk/spel-c3

Aniek van Ogtrop (4 havo, Chr. Lyceum Delft): “Het Future4U-bordspel was cool! In de spelhandleiding is alles duidelijk uitgelegd. Ik weet nog niet zeker wat ik wil gaan studeren maar heb wel een beter inzicht gekregen!”

Harry Mons (VO-docent, Trinitas Gymnasium): “Er was soms verbazing bij de scholieren over hoe de context paste bij hun eigen belevingswereld.”

28

BIOHACK REPORT Een bijdrage van M. Havranek

In de vorige editie van de Terugkoppeling werd melding gemaakt van de Biohack workshop die georganiseerd wordt door de Waag Society in Amsterdam. Deel­nemers leren met relatief simpele middelen apparaten te maken waarmee biotechnologische proefjes en onder­ zoeken kunnen worden gedaan. Één van de eerste dingen waar de deelnemers mee aan de slag gaan is het bouwen van hun eigen incubator. Een incubator is een klimaatgereguleerde ruimte die nodig is om biologisch materiaal te laten groeien. Veel bacteriën en schimmels vermeerderen goed onder bepaalde omstandigheden en slechter onder andere. In dit licht zou je een koelkast kunnen zien als een omgekeerde incubator. De koelkast is een klimaatgereguleerde ruimte die er juist voor zorgt dat schimmels en bacteriÎn zo slecht mogelijk groeien en etenswaren (voedings­ stoffen) dus zolang mogelijk goed blijven. Temperaturen waarbij bacteriën en schimmels goed vermeerderen liggen globaal tussen de 20-40˚C. Om deze temperatuur te bereiken is het nodig een kast te hebben die enigszins geïsoleerd is en waar de temperatuur stabiel kan worden gehouden. Deze zijn te koop vanaf enkele honderden euro’s maar ook betrekkelijk eenvoudig om zelf te maken. Voor de workshop is een ontwerp gemaakt met materialen die je bij elke bouwmarkt kan krijgen. De wanden bestaan uit lasergesneden triplex, de isolatie is styrofoam plaat en het transparante deurtje is van perspex. Voor de verwarming wordt gebruik gemaakt van een warmtelamp en een computerventilator om de lucht in beweging te houden. Deze onderdelen worden samen met

een simpele temperatuursensor, een schermpje en twee schakelaartjes aangesloten op een Arduino die PID regelsoftware draait en zo maak je met een kleine moeite een kast die je op 1˚C nauwkeurig kan instellen. Hierin kun je succesvol een klimaat creëren waarin bacteriën en schimmels zich naar hartelust zullen vermenigvuldigen. De schimmels en bacteriën kun je opkweken voor onderzoek of experimenten. Plannen en software voor je eigen incubator vind je via nvon.tk/incubat.

NVON | 2015 | 29

/

NIEUWKOMER Wat was je lievelingsvak op school? Gymnastiek denk ik. Voor al die andere vakken moest je leren; daar had ik nooit zoveel zin in. Welke bètavakken volgde je en hoe heb je die ervaren? Ik heb eindexamen gedaan in wis-, natuur- en scheikunde. Wiskunde vond ik altijd een beetje saai, maar natuur- en scheikunde vond ik altijd erg interessant. Het fascineerde me hoe de wereld om me heen in elkaar zit.   Hoe ben je ertoe gekomen docent te worden? Door het educatieve minor­ programma kwam ik erachter dat werken in het onderwijs mij wel lag. Tijdens mijn afstuderen kreeg ik de aanbieding om op mijn oude middelbare school te werken. Die kans heb ik met beide handen aangepakt en ik vind het nog steeds erg leuk.   Aan welke les beleef jij het meeste plezier? Dat vind ik moeilijk te zeggen aangezien ik elke les voor de eerste of tweede keer doe. Ik beleef plezier aan leuke interacties met leerlingen en zien dat ze echt iets leren van mijn lessen.   Zijn er lessen waar je spelelementen in gebruikt? Vooral het competitie-element doet het altijd erg goed om de leerlingen enthousiast te krijgen. Als ze iets kunnen winnen is het nog beter. Voorbeelden zijn de ‘elementenbingo’ en de wedstrijd papieren vliegtuig vouwen.   30

Wat zou je jouw leerlingen het liefst meegeven? Mijn doel is bereikt als de leerlingen verwonderd raken over de wereld om hen heen. Ik wil dat ze erachter komen dat de verschijnselen waar ze dagelijks mee in aanraking komen fascinerend in elkaar zitten. Dat probeer ik te doen door mijn enthousiasme uit te stralen tijdens mijn lessen.   Zijn er nieuwe technieken die je lessen veranderd hebben? Ik ben erg enthousiast over de mogelijkheden van het interactieve schoolbord. Het is ideaal om te schrijven in je PowerPoint-presentaties, applets te gebruiken en een schat aan audiovisuele middelen aan te boren en direct voor de klas te toveren. Dit wordt vooral pijnlijk duidelijk op het moment dat deze mogelijkheid wegvalt...   Wat verwacht je van de toekomst van het bètaonderwijs? Ik denk dat digitale middelen steeds belangrijker worden. Denk hierbij niet alleen aan ‘flipping the classroom’, maar ook aan bijvoorbeeld simulatiesoftware voor practica. Dat biedt meer flexibiliteit, maar kan ook een oplossing zijn voor scholen met een beperkt budget. Daarnaast zal het bètaonderwijs moeten geloven aan het aanleren van de ‘21st century skills’. Didactiek gericht op onderzoeken en ontwerpen biedt mooie kansen om leerlingen enthousiast te laten werken aan maatschappelijk relevante opdrachten.

Leo van der Welle 27 jaar Sinds november werkzaam in het onderwijs Vak: Nask

Opleiding: Industrieel Ontwerpen met minor in educatie

/

OUWE ROT

Gerard Oude Griep 65 jaar Bijna 40 jaar werkzaam in het onderwijs Vak: Nask en techniek Opleiding: Grafische School, Fotolithografie, Lerarenopleiding HBO wis- en natuurkunde, diverse docentencursussen voor bètavakken

Wat was je lievelingsvak op school? Natuurkunde was wel het leukste vak met daarnaast scheikunde.   Welke bètavakken volgde je? De vakken wis- natuurkunde volgde ik als eerste, daarna scheikunde. Vanaf mijn 16e jaar ben naar de avondschool gegaan om mijn doel om docent te worden te bereiken. Om naast je werk overdag een studie te volgen in de avonduren (3 avonden of ‘s zaterdags) was niet altijd even prettig. Je werk mag er niet onder lijden dat je studeert en je kon het je niet permitteren om een avondstudie over te slaan. Ook het regelmatig maken van tentamens of examen hakte er soms diep in. Vrije tijd was er bijna niet. Terugziend op die periode was het hard werken, maar ik heb daar achteraf geen spijt van gehad.  Hoe ben je ertoe gekomen docent te worden? Op de lagere school was het altijd al mijn bedoeling om leraar te worden. Het was een groot ideaal en als je dat later voor elkaar hebt gekregen is dat een heerlijk gevoel. Aan welke les beleef jij het meeste plezier? Veel plezier heb ik bij de lessen waarbij leerlingen practicum doen. Ik zie dat de leerlingen in het vmbo daar veel plezier aan beleven en goede resultaten halen. Meestal werken de leerlingen in groepjes van twee of individueel. Je ziet dan ze

goed kunnen samenwerken of prima individueel goed bezig zijn. Bij de theorie-uitleg is het fijn dat de leerlingen met je mee denken over hetgeen wat er in hun dagelijkse leven allemaal gebeurt. Zijn er lessen waar je spelelementen in gebruikt? Soms laat ik leerlingen een elektrospel,  of een memoryspel maken. Daarnaast is nask gekoppeld aan techniek en laten we de leerling bij techniek materialen maken waar natuurkunde in terugkomt. Bijvoorbeeld een theelichtje, poorten om te schakelen, autoverlichting, fonoscoop, warmtewip e.d.   Wat zou je jouw leerlingen het liefst meegeven? Ik hoop dat de leerlingen veel van het vak opsteken zodat ze daarmee een goede vervolgopleiding kunnen volgen, maar dat ze in hun leefwereld ook zien dat nask en techniek belangrijk zijn voor onze toekomst.   Zijn er nieuwe technieken die je lessen veranderd hebben? Ik ben constant aan het zoeken naar andere manieren om lessen zo leuk en interessant mogelijk te maken voor de leerling. Hierbij neemt ict een belangrijke plaats in.   Wat verwacht je van de toekomst van het bètaonderwijs? Met het vernieuwde vmbo hoop ik dat nask en techniek een nieuwe impuls krijgt en dat leerlingen gaan inzien dat er heel wat te halen is in de techniek. NVON | 2015 | 31

APP

Xperica HD

w o r k s ho p

Een app voor de Ipad waarbij natuurkundige principes en experimenten kunnen worden ervaren in een virtueel interactief laboratorium. Je kunt uiteraard zelf de instellingen en waardes aanpassen om de effecten te zien veranderen. De app is gratis. Voor de uitbreidingen met nog meer experimenten moet wel worden betaald. nvon.tk/xperica

stereoscoop

32

Spelerij De Spelerij is een doe- en ontdekpark met levensgrote, technische speelobjecten. Je kunt de constructies zelf bedienen. Verbonden aan de Spelerij is de Uitvinderij. Hier kun je zelf aan de slag met plastic, hout of metaal. Er zijn programma’s voor een schoolklas, maar de Uitvinderij is ook voorbereid op groepen of familieuitjes. nvon.tk/spelerij

B O EK

WE B S I TE

WE B S I TE

B O EK

The art of Tinkering

Beter dan Echt

Nanocrafter

De kunst van het knutselen, van het uit elkaar halen, het her-assembleren en van het experiment. Dit inspirerende boek staat vol met verhalen, foto’s, voorbeelden en technieken op het grensvlak van kunst, wetenschap en technologie.

Techno-optimiste en game-designer Jane McGonigal schrijft in “Beter dan Echt” hoe games ons gelukkiger, slimmer en socialer kunnen maken. Zowel voor gamers als voor niet-gamers is het interessant materiaal. In haar optreden bij Ted doet zij hier een schepje bovenop en legt zij uit hoe gamen kan bijdragen aan een betere wereld.

Nanocrafter is een online spel waarin je ontdekt hoe synthetische biologie werkt. Je kunt ermee puzzelen met stukjes DNA. In Nanocrafter kun je van alles bouwen op nanoschaal en de resultaten kun je online delen. Je hoeft niets te installeren en je kunt het spel meteen spelen.

nvon.tk/tin-art

nvon.tk/na-cr

Bestel hier het boek: nvon.tk/ beter-echt of bekijk hier het filmpje: nvon.tk/game-jane

GA D GET Google Cardboard Met een stukje karton, een magneet en een aantal lenzen creeër je met Google Cardboard een virtuele realiteit. Er zijn tal van bijbehorende apps beschikbaar. Het is gebaseerd op het principe van stereoscopie. Stereoscopie was bijzonder populair in de begindagen van de fotografie. Twee beelden worden genomen met een net verschoven camera-standpunt. Door met elk oog één van de twee afbeeldingen te bekijken ontstaat er een dieptewerking. Dat kan nu ook met Google Cardboard. Je kunt Google Cardboard bestellen via Google (nvon.tk/cardb). Maar het principe is zo eenvoudig dat er ook al tal van bouwpakketten online te vinden zijn. (bijvoorbeeld: nvon.tk/diy-cb)

NVON | 2015 | 33

Foto: Hanne Nijhuis

15 juni

Meepraten Ons Onderwijs 2032 NVON-bijeenkomst over het onderwijs van de toekomst 13 t/m 16 juli

Summerschool Junior Advanced

AGENDA

U I TGE L I C H T :

W e e k e nd va n d e W e t e n s ch a p Het Weekend van de Wetenschap is door NEMO geïnitieerd om een breed publiek te laten zien hoe leuk, interessant en belangrijk wetenschap en technologie zijn. Op plekken in het hele land kun je terecht voor experimenten, demonstraties en meer. Zo’n 200 locaties openen hun deuren voor een kijkje achter de schermen. Denk daarbij aan bedrijven, universiteiten, musea en onderzoeksinstellingen. Er zijn activiteiten voor alle leeftijden rondom wetenschap, innovatie en de toekomst. Ga eens langs bij een Fablab, Sterrenwacht of het Brain Technology Institute. Breng een bezoekje aan een Hortus Botanicus, Space Centrum of Roboticsclub. nvon.tk/wet-weekend

Speciaal ontdekkingsprogramma van de Universiteit Utrecht voor leerlingen van de 1e en 2e klas 24 t/m 27 augustus

Techniekzomerkamp Zomerkamp van de Techniek- & WetenschapsAcademie in België 4 t/m 6 september

Wereldhavendagen Excursies en demonstraties van havenbedrijven in Rotterdam 24 september

Cursus Theoretisch Schoolonderzoek NVON-cursus van 2 sessies over het maken van schoolexamens 30 september

First Lego League Deadline voor inschrijving 3 en 4 oktober

Weekend van de Wetenschap Backstage bij 200 bedrijven, universiteiten en musea in heel Nederland 7 oktober

Lerarencongres Congres van de onderwijscoöperatie voor en door leraren 16 tot 19 oktober

Teacher Maker Camp Maker skills en inspiratie opdoen bij Fablab Waag Society 29 oktober

Cursus Theoretisch Schoolonderzoek

34

VOLGENDE KEER IN TERUGKOPPELING

Werk mee aan dit onderzoek

Komend najaar is het thema van de ontwerp- en ontdek-conferentie Revolutie. Want hoe zit dat nou eigenlijk, met die vierde, en misschien wel vijfde revolutie? Hoe kunnen we daarop inspelen in de klas? Of houd jij je in jouw klas bezig met evolutie? Heb jij een idee over het klaslokaal van de toekomst? Wij horen het graag.

Er bestaan talloze platforms, organisaties en overkoepelende sites voor projecten, excursies en lesmateriaal in het techniekonderwijs. Techniektalent doet namens het TechniekPact onderzoek of er behoefte is aan één loket. Werk mee door het invullen van deze vragenlijst. Het invullen duurt ongeveer 8 minuten.

Je kunt ons bereiken via [email protected].

nvon.tk/tech-enq

advertentie

NVON | 2015 | 35

U geeft les in Tekenen in de techniek of Tekeninglezen. CAD College is daarbij uw gereedschap en verzorgt lessen via internet. Met de nieuwe CAD College Cloud versie (m.u.v. CARD) krijgt uw leerling interactief les, op school of thuis. De serie biedt verschillende programma’s, die elk de leerling middels theorie, heel veel oefeningen en toetsen op een gegarandeerd eindniveau brengt. U als docent bepaalt welke onderwerpen ze leren, welke toetsen ze maken en leest eenvoudig de vorderingen uit.

Tekenen in de Techniek CARD tekeninglezen

CARD Het educatieve programma CARD geeft de leerling individueel les in RUIMTELIJK

Motiverend De uitdagende oefeningen en de directe feedback geven plezier, motivatie en een gedegen eindresultaat. Individueel Door de reacties van de leerling te analyseren bepaalt het CAD Collegeprogramma het juiste tempo, het niveau en de lesstofopbouw. Gemakkelijk U als docent hoeft niets voor te bereiden. Ook oefeningen en toetsen nakijken hoeft niet meer. De resultaten vraagt u eenvoudig op.

O n li n en a g e r ngma li r e e L

INZICHT EN PROJECTIELEER.

Leren met CARD is leuk om te doen waardoor de leerling enthousiast aan het werk is en snel leert.

TRAINER CAD tekenen met CAD

Trainer CAD omvat alle

Het zeer gebruiksvriendelijke en Nederlandstalige CAD-systeem BCAD is helemaal nieuw opgebouwd en uitgegeven voor gebruik via de cloud. Het hoeft dus niet meer geïnstalleerd te worden, maar gebruikt u via internet. Met directe aanwijzingen tijdens het gebruik is het nog makkelijker om te tekenen met CAD. BCAD maakt deel uit van Trainer CAD.

TEKEN-

TECHNIEKEN.

Trainer CAD geeft een degelijke basis voor uitbreidingen naar tekeninglees-, teken- en ontwerpprogramma’s. De eerste stap naar AutoCAD is ook gemaakt.

Tekeninglezen Bouwtechniek

Kerkenbos 1018 B, 6546 BA NIJMEGEN Tel: 024 356 56 77 Email: [email protected]

S

BCAD

BASIS

info op: Kijk voor meer .nl www.cadcollege n’ Zie: ‘leermiddelen schole

NIEUW

Trainer CAD

Elektrotechniek

Installatietechniek

Metaaltechniek

Autotechniek

Lessen én leerlingvolgsysteem geheel via internet!

www.cadcollege.nl