Welke taken kan een bibliotheek opnemen?

De sterk veranderende en hoogtechnologische wereld heeft een invloed op de vaardigheden die we nodig hebben. Denk maar aan kritisch denken en probleemoplossende vaardigheden. Deze vaardigheden kunnen gezien worden als ‘computationele vaardigheden’, die naar de toekomst toe in belang zullen toenemen. Het oefenen van computationele vaardigheden is belangrijk om kinderen een nieuwe denkwijze aan te leren en de 21ste-eeuwse vaardigheden in te oefenen, maar ook als voorbereiding op de arbeidsmarkt.

Wat is computationeel denken?

Jeanette M. Wing definieert computationeel denken in haar artikel ‘Research Notebook: Computational Thinking - What and Why’ in The Link magazine als volgt: “Computational thinking is het denkproces waarmee problemen en hun oplossingen zo worden geformuleerd dat ze kunnen worden gepresenteerd in een vorm die effectief kan worden uitgevoerd door een informatie verwerkende tussenpersoon, zoals een computer of een mens, of een combinatie van beide.”

Kortom: computationeel denken wordt gezien als het menselijke vermogen om complexe problemen op te lossen met computers als hulpmiddel. Het probleem moet dus als het ware praktisch geformuleerd zijn, zodat computertechnologie hierbij ingeschakeld kan worden. Om een probleem op te lossen aan de hand van computationele vaardigheden is het belangrijk om onnodige details te filteren. Zo kunnen we de focus leggen op de fundamentele structuren binnen het probleem (abstractie).

Wanneer een probleem te groot is, is het noodzakelijk om dat probleem in deelproblemen op te splitsen (decompositie) en deze deelproblemen op te lossen aan de hand van reeds gekende oplossingsmethoden (patroonherkenning en veralgemening). Wanneer je het probleem vervolgens wilt oplossen met behulp van een computer, is het belangrijk om te beseffen dat de instructies die je ingeeft heel duidelijk moeten zijn (algoritmisch denken). Alleen op die manier kun je vanuit de begintoestand het beoogde doel bereiken.

Waarom computationeel denken stimuleren?

Zoals hierboven reeds af te leiden, heeft het stimuleren van computationele vaardigheden effect op bepaalde leer- en denkprocessen. Deze leer- en denkprocessen zijn uiterst belangrijk in een moderne samenleving. Het gaat hierbij onder andere om probleemoplossend denken, algoritmisch denken, patroonvergelijking, resultatief denken, kritisch denken, nauwkeurigheid en logisch redeneren. Zoals blijkt uit Karakteristieken en kerndoelen onderbouw voortgezet onderwijs uit 2016 van SLO nationaal expertisecentrum leerplanontwikkeling, komt een groot aantal van deze vaardigheden terug binnen het denkkader van de 21ste-eeuwse vaardigheden. Dat zijn de vaardigheden die als noodzakelijk gezien worden om ten volle te kunnen participeren in de 21ste eeuw.

Wil je kinderen voorbereiden op de samenleving van de toekomst? Dan moeten ze van jongs af aan spelenderwijs de 21ste-eeuwsevaardigheden aanleren. Deze zijn echter niet totaal nieuw, heel wat van deze vaardigheden worden vaak al gestimuleerd. Het is niettemin belangrijk dat ze herkend worden en dat er verder op ingespeeld wordt.

Niet elk kind komt echter gelijk aan de start en dan is het belangrijk dat de school hier al van jonge leeftijd aandacht aan besteedt.

In de kleuterklas

Kleuters hebben een natuurlijke drang om kennis op te nemen en zich zo verder te ontwikkelen. Dat kun je realiseren door de kleuters de mogelijkheid te geven om zelf aan de slag te gaan. Ze moeten het als het ware aan den lijve ondervinden. Daarom kunnen we bij het ontwikkelen van computationele vaardigheden het best starten met unplugged activiteiten. Dat zijn activiteiten waarbij de kleuters hun eigen lichaam of dat van een andere kleuter, leerkracht of andere persoon gebruiken om te leren programmeren. De focus ligt hier op duidelijke instructies, algoritmes, samenwerking en nog veel meer. Een concreet voorbeeld is wanneer je kleuters de kans geeft om de juf/meester te programmeren naar een bepaald voorwerp: “Eén stapje naar rechts, twee stappen naar voren, drie stappen naar achteren, halve draai, grijp het voorwerp vast!”

De stap na unplugged werken, is het werken aan de hand van codeerbare robots. Kleuters programmeren een robot van punt A naar punt B, vervolgens voegen we extra moeilijkheden toe om het niveau op te drijven. Er zijn momenteel heel wat robots op de markt. Denk maar aan Bee-Bot, Co-de-Rups, Mind Designer Robot enzovoort. De laatste mogelijkheid waarvan je kleuters kunt laten proeven, is het visueel/grafisch niveau. Kleuters experimenteren binnen dat niveau vooral met computerprogramma’s zoals Scratch Junior.

De voordelen en belangen van het werken aan computationele vaardigheden bij kleuters zijn niet te onderschatten. Je kunt ze op een speelse manier aanreiken en via diverse wegen opbouwen.

In de lagere school

De klemtoon bij lagereschoolkinderen zal vaak liggen op het zogenaamde blokgebaseerd coderen. Ze schrijven volledige algoritmes door het aan elkaar kleven van blokjes codeertaal. De bekendste tool hiervoor is Scratch. Deze programmeeromgeving is ontwikkeld door het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en geldt wereldwijd als standaard. Scratch is open-source, reclamevrij en gratis te gebruiken. Kinderen kunnen zo in een oplopende moeilijkheidsgraad hun eigen computerprogramma’s schrijven.

We merken echter dat sommige kinderen na een tijdje afhaken of gewoonweg minder intrinsieke motivatie vertonen. De virtuele en abstracte programmeeromgeving die programma’s zoals Scratch bieden, is voor hen te weinig aantrekkelijk.

Een transfer van de leerinhouden naar de fysieke wereld is dan belangrijk om hun interesse te behouden. Door middel van programmeerbare robotjes en materialen wordt er een duidelijke alsdan-koppeling gemaakt tussen het opgemaakte algoritme en de tastbare codeerbare materialen die alles uitvoeren.

Door gebruik te maken van robotjes zien we dat meer kinderen zich aangesproken voelen om hun computationele vaardigheden uit te breiden. Het computationeel denken wordt op deze wijze gekoppeld aan een STEM-kader (science, technology, engineering en mathematics) waarbij er een fysieke interactie is met de directe omgeving. Deze koppeling met wetenschappen en techniek wordt gemaakt op een moment dat sommige leerlingen anders hun interesse hiervoor dreigen te verliezen. Dat valt trouwens vaak samen met het moment waarop ze, na het doorlopen van de lagere school, moeten kiezen voor een studierichting in het secundair onderwijs.

De rol van bibliotheken

In de leerplandoelen voor de basisschool wordt er steeds meer aandacht besteed aan het luik computationele vaardigheden. Maar ook bij de opmaak van de eindtermen hecht men hier een toenemend belang aan. Het verplichtend karakter hiervan maakt dat steeds meer basisscholen actief aan de slag gaan rond de codeervaardigheden van de leerlingen.

Zoals eerder gesteld zal men hiervoor idealiter codeermateriaal nodig hebben, zowel in de kleuterklas als in de lagere school. Budgetten zijn vaak ontoereikend om deze materialen aan te kopen. Zeker als je weet dat men ze slechts enkele weken per schooljaar zal gebruiken. We merken ook dat veel scholen graag een afwisselend aanbod aanbieden of de materialen eerst wensen uit te testen vooraleer over te gaan tot een eventuele aankoop ervan.

Bibliotheken kunnen hun ontleenbaar aanbod verruimen met codeerbare materialen en zo tegemoetkomen aan een nood bij vele leerkrachten. Deze materialen moeten de leerkrachten uit de verschillende scholen in staat stellen om hun codeerlessen te verrijken en te differentiëren. Ook leerlingen die door hun thuissituatie niet in aanraking komen met educatieve robotjes en dergelijke, zullen deze kunnen gebruiken en doorgronden. Eenmaal de interesse gewekt is in de klas, zul je hen mogelijk nadien terugzien in de bibliotheek om er op eigen houtje of samen met hun ouders verder mee aan de slag te gaan.

Een bibliotheek kan een basisaanbod van materialen opbouwen door in overleg te gaan met de lokale scholen. Er kan eerst gekeken worden welke materialen al voorhanden zijn en waar de noden liggen. Voor het inhoudelijke aanbod en de verwerking ervan kunnen de leerkrachten een beroep doen op vrij toegankelijke handleidingen en oefeningen, zoals gratis online aangeboden door bijvoorbeeld CoderDojo of CodesCool.

Hoe dit praktisch aan te pakken?

Voor de kleuters zijn enkele sets met Bee-Bots (of een variant hierop) en bijbehorende speelmatten een noodzakelijke basis voor je collectie. Voor leerlingen uit de lagere school moet er dan weer gekeken worden naar materialen die compatibel zijn met de opensource codeeromgeving Scratch, zoals Micro:bits en mBots. Deze behoeven geen afzonderlijke software, maar kunnen in een online omgeving aangestuurd worden. Dergelijke materialen zijn ontwikkeld voor gebruik in het onderwijs en hebben dus de nodige stevigheid en duurzaamheid.

Zelf houden we bij het opstellen van een ontleenbaar aanbod rekening met een aantal criteria:

• de duurzaamheid van de materialen: er is een merkbaar kwalitatief verschil tussen codeerbaar speelgoed uit een speelgoedwinkel en educatief materiaal uit een vakhandel;
• een beperkt aantal onderdelen: dat maakt dat we er niet voor opteren bouwpakketten zoals LEGO uit te lenen. De compleetheid van een ingeleverde set controleren, is immers zeer tijdsintensief;
• de aanwezigheid van oplaadbare batterijen, wat maakt dat noch de bibliotheek noch de lener moet instaan voor de aanschaf van wegwerpbatterijen.

Indien je als bibliotheek leerkrachten wilt bereiken met het codeerbaar materiaal, dan zijn er twee pistes. Een aantal materialen zal geschikt zijn voor individuele en differentiatie-oefeningen. Hierbij is er vaak maar één exemplaar nodig waarbij een of enkele leerlingen er afzonderlijk mee aan de slag gaan. Voorbeelden hiervan zijn de mBot, Dash & Dot of Turing Tumble.

Vaak zal er in scholen nog klassikaal gewerkt worden en dan is het goed om voor klassets te zorgen. Zeer populair en financieel haalbaar zijn bijvoorbeeld Micro:bits waarbij je klassets kunt aankopen met daarin tien exemplaren voor ongeveer 220 euro.

Codeer je bibliotheek

Behalve een ontleenbaar aanbod kun je als bibliotheek op regelmatige tijdstippen ook codeersessies organiseren waarbij alle codeermaterialen in de bibliotheek beschikbaar zijn en de kinderen er ter plekke mee aan de slag gaan. Begeleiding door iemand met enige voorkennis is uiteraard een meerwaarde op deze momenten. Het is echter geen probleem indien dat niet het geval is. De educatieve basis van het computationele aanbod ligt immers in het zelfontdekkend leren waarbij de begeleider hoofdzakelijk faciliteert en het leren door de kinderen zelf gestuurd wordt, al dan niet ondersteund door digitale bronnen. Zo leert het kind niet louter uitvoerend te handelen, maar ook kritisch te denken, probleemoplossend te werken en tot samenwerking te komen.

Tot slot

Kinderen groeien op in een hoogtechnologische en geïnformatiseerde maatschappij. Door opvoeding en educatie leert men om te gaan met de bijbehorende 21ste-eeuwse vaardigheden, zoals mediawijsheid en digitale geletterdheid. Hier zien we een toenemende ongelijkheid tussen kinderen die de nodige impulsen krijgen in hun thuissituatie en kinderen die achterop dreigen te raken.

Het is dus noodzakelijk dat de school hier een inhoudelijke taak opneemt en het luik computationele vaardigheden aanbiedt in haar aanbod. Dankzij onder meer de Digisprong beschikken de meeste scholen onderhand over de nodige computers en tablets. De aankoop van programmeerbare robots en materialen is echter minder evident. Vaak zijn deze duur en worden ze minder intensief gebruikt, is er minder kennis over en vindt men het aanbod te groot en te weinig transparant.

Hier ligt een uitdaging voor bibliotheken. Een ontleenbaar basisaanbod van educatieve robotjes en andere codeermaterialen zal tegemoetkomen aan een nood bij leerkrachten. Indien men deze dankzij lokale bibliotheken kan ontlenen, zullen zij een rijk aanbod aan hun leerlingen kunnen bieden en ieders interesse in het computationele denken kunnen behouden en stimuleren, ook bij de leerlingen die door hun thuissituatie hier geen directe stimulans toe kregen. Mogelijk heeft het ook een bijkomend aanzuigeffect waarbij leerlingen de materialen die ze in hun klas hebben leren kennen, nadien ook komen ontlenen in de bibliotheek om er thuis verder mee aan de slag te gaan.

In een 21ste-eeuwse gedigitaliseerde maatschappij kan een bibliotheek een verbindende rol spelen bij het aanbieden van leermaterialen in het kader van computationele vaardigheden voor scholen, hun onderwijzers en hun leerlingen. Op deze wijze wordt er gewerkt aan een gelijkekansenbeleid op het vlak van 21ste-eeuwse vaardigheden en wordt er een positieve ervaring geboden inzake techniek en wetenschappen aan opgroeiende kinderen.