Modelleren is het nieuwe programmeren

Arend Rensink, professor aan Universiteit Twente, gaf een lezing over modelleren. Modelleren kan op twee verschillende manier gebruikt worden, namelijk om software te genereren/transformeren en om software te verifiëren. Met het doel om interesse te wekken voor kerninformatica biedt de Universiteit Twente hulp aan bij profielwerkstukken via de Twente Academy.

Wat maakt modelleren nou interessant? Via een model is het mogelijk om software te verifiëren, dit wordt model checking genoemd. Een model checker wordt gebruikt om aan de hand van een model een software systeem te testen. Hiervoor wordt van het gewenste gedrag een model gemaakt, waarna de uitvoer van het programma wordt vergeleken met dit model. De model checker geeft nu aan of de antwoorden correct zijn en geeft indien incorrect een tegenvoorbeeld.

Naast het testen van correctheid aan de hand van een model kun je ook programmeren door het maken van een model. Vanuit het model kan dan code gegenereerd worden. Dit kan bijvoorbeeld GROOVE door een graaf te maken welke het probleem modelleert. Eén van de werkstukthema’s gaat hiermee aan de slag door het oplossen van puzzels. De leerling creëert een graaf welke de speltoestand vertegenwoordigd en hij definieert de verschillende acties die plaats kunnen vinden. Hierna kan het programma alle mogelijke oplossingen aangeven en de volledige oplossingsruimte kan ook worden onderzocht (tevens in de vorm van een graaf).

Deze manier van werken maakt het voor een leerling mogelijk om een lastig probleem aan te pakken en op te lossen. Wel twijfel ik aan de eenvoudigheid van de gebruikte tools en of je op deze manier een leerling niet enkel leert werken met de tool. Arend geeft echter aan dat leerlingen vrij snel aan de slag konden met de tools. Erg sterk aan de opdrachten vind ik dat leerlingen gedwongen wordt om na te denken over de essentie van een puzzel. Wat zijn nu de essentiële concepten en acties in het spel? Hierdoor valt dit ook prima te scharen onder Computational Thinking.

Open, écht leren

Erik Duval had de eer om de i&i conferentie te openen met zijn keynote over open leren. Erik is professor aan de Katholieke Universiteit Leuven, waar hij zelf gebruik maakt van Open Learning. Een quote van hem die mij erg aanspreekt:

We are should be teaching students to solve problems we don’t know, using technologies we don’t know

Open Learning bestaat uit meerdere onderdelen. Eén hiervan is het publiekelijk maken – en dus delen – van lesmateriaal. Via initiatieven als Ariadne, maar ook specifiek voor ons vak InformaticaVO, kan lesmateriaal worden uitgewisseld. Maar Open Learning wordt pas echt Open Learning zodra niet enkel het materiaal publiekelijk beschikbaar is, maar het resultaat ook publiek wordt.

Dit kun je bereiken door studenten uit te dagen hun werk op een open platform beschikbaar te maken. Laat hen bijvoorbeeld een blog of wiki-pagina schrijven over de onderwerpen en laat elkaar hier op reageren. Iedereen leert hier veel van, én het feit dat je publiek hebt motiveert! Om zijn studenten verder te empoweren spreekt hij ook zijn eigen netwerk aan (bijvoorbeeld via @ErikDuval) en nodigt hen uit te reageren op de blogs van zijn studenten.

Dat het nog opener kan bewijst hij ook, Erik geeft een volledige cursus via het internet, gratis en voor niks. Dit idee komt bij enkele Amerikaanse universiteiten vandaan, een succesvol voorbeeld is Introduction to Artificial Intelligence van Stanford University met meer dan 100.000 studenten. Ondanks het hoge afval percentage levert dit initiatief nog steeds vele malen meer deelnemers op dan een cursus aan een reguliere universiteit.

Deze keynote is de inspiratie geweest voor mijn suggestie aan onze vakdidacticus om in plaats van een verslag van de conferentie enkele wiki-pagina’s te schrijven op wiki.informatica.nu. Na overleg werd besloten het in blog-vorm te doen. Naast de blog die je nu aan het lezen bent zullen er dus ook blogs van mjn mede-studenten verschijnen, zie hiervoor de blogroll op de homepage. Erik Duval is dus geslaagd met zijn keynote!

Relevante links

  • Keynote – Video-opname van de keynote

Wat hebben we nou aan informatica gehad?

Informatica op het VO is nog een relatief nieuw vak, er is dus nog weinig bekend over de effecten die het vak heeft op leerlingen. Is het vak wel nuttig? Sluit het goed aan op het vervolgonderwijs? René Franquinet heeft tijden de i&i conferentie een 6-tal oud-informatica-leerlingen uitgenodigd als ervaringsdeskundigen.

Deze leerlingen – allen jongens – studeren nu aan hoge school of universiteit en doen allen een studie die raakvlakken heeft met informatica. Interessant is hun mening over het vak, enkele constateringen:

  • De toegevoegde waarde van de docent zou vooral begeleidend en sturend moeten zijn, de informatie vinden we zelf wel
  • Informatievaardigheden zijn erg belangrijk voor het vak, bijvoorbeeld zelfstandig informatie vergaren op het internet welke nodig is voor een practicum
  • Er zijn veel niveauverschillen tussen leerlingen: moet het doel wel zijn iedereen alle aspecten van het vak te leren?
  • Logisch inzicht is zeer belangrijk, daardoor gaat er bijvoorbeeld een lichtje branden zodra je eenzelfde stukje code meerdere malen hebt ge-copy-paste.
  • Informtica is in de loop van de tijd veel breder geworden en breder toegepast – iedereen maakt gebruik van producten van informatici, bv Facebook. Het vak zou dit moeten reflecteren
  • Begrippen leren zou niet nodig moeten zijn – de definitie is snel genoeg opgezocht. De relaties tussen de begrippen zijn echter wel belangrijk om te weten

Ik was blij verschillende van deze constateringen te horen van oud-leerlingen, aangezien deze overeenkomen met mijn visie op het vak. Wel vind ik het erg jammer dat het panel enkel bestond uit leerlingen die in de informatica verder zijn gegaan, en dus logischerwijs geïnteresseerd zijn in het vak. Hoe zou een leerling die het vak na één jaar heeft laten vallen hierover denken?

Informatica als alfa-vak?

Informatica wordt door de meesten gezien als puur beta-vak. Zeker in de brede opzet zoals die in het Nederlands VO wordt aangehouden is dit niet volledig waar, informatica heeft ook veel alfa-aspecten. Tijdens de i&i conferentie gaf Jan Lepeltak een pleidooi voor alfa-aspecten in de informatica. Doel van zijn pleidooi is onder andere het interessant maken van het vak voor meer doelgroepen.

Eén van de manieren om informatica als alfa-vak te zien is door gebruik te maken van tools gemaakt voor alfa’s om informatica concepten uit te leggen. Het meest duidelijk komt dit naar voren bij het onderzoeken van de talige aspecten van de informatica. Bij het programmeren en algoritmiseren gebruik je immers een taal. Deze taal heeft net als een natuurlijke taal – zoals Nederlands en Spaans – een grammatica en een verzameling woorden.

Jaren geleden – nog in het DOS tijdperk – is er hiervoor een tool ontwikkeld. Deze tool was bedoeld om informatici kennis te laten maken met talen en grammatica’s. Door middel van een simpele taal (jaja!) kan de grammatica van een taal worden gedefinieerd. Door vervolgens voor elk woordtype woorden op te geven kan het programma teksten genereren in deze taal, bijvoorbeeld zoals in het voorbeeld Haiku’s.

Interessante theorie, deze toepassing zal alfa’s stimuleren om zich hierin te verdiepen en onderwijl leren zij over enkele onderdelen van de kerninformatica, zoals recursiviteit en algoritmiseren. Helaas bleek de tool meer aan te slaan bij de studie Letterkunde, dan in het informatica onderwijs, of zou dit juist aantonen dat Jan zijn doel bereikt heeft?

Mi&i: mini-subsidies

Mi&iTijdens de conferentie heeft de vakvereniging i&i een interessante regeling geïntroduceerd voor informatica docenten en leerlingen in het VO: Mi&i.

Mi&i is een mini-subsidie van maximaal € 250,- die kan worden aangevraagd voor leerling-projecten. De subsidie kan bijvoorbeeld gebruikt worden voor het aanschaffen van hardware benodigd voor een project. Uitermate geschikt dus om met Arduino aan de slag te gaan. Een extra motivatie voor de leerling: hij/zij krijgt bij het succesvol afronden van het project € 100,- cash!

Relevante links

  • Mi&i – De officiële site van Mi&i
  • Onthulling – Video-opname van de onthulling van Mi&i tijdens de i&i conferentie

Arduino: Just make it work!

Arduino EthernetAls docent informatica kijk ik altijd om mij heen, op zoek naar interessante projecten om in mijn lessen te kunnen gebruiken. Zo ook tijdens mijn bezoek aan de i&i conferentie in Lunteren. Mijn hoogtepunt? De Arduino!

Al enige tijd gebruik in een Arduino UNO thuis als onderdeel van mijn home automation. Ik had echter nog niet eerder nagedacht aan de mogelijkheden die de Arduino voor het onderwijs biedt. Johan Korten – bestuurslid van i&i – heeft tijdens de masterclass een korte introductie gegeven van deze mogelijkheden.
Klik hier en lees verder over Arduino!