donderdag 27 augustus 2015

To program or not to program, that is (not only) the question

Collegabloggers Sofie Verbruggen en Yasmin Spaens kaartten het thema (programmeren in het onderwijs) al aan in hun blogbericht met ‘Leer kinderen programmeren’ en ‘Programmeren, de nieuwe American dream’. Ik wens dit thema uitgebreider te behandelen en te plaatsen in een bredere context.

De laatste maanden (april, mei en juni 2015) verschenen er in de Vlaamse kranten artikels en opiniestukken met titels als 'Leren programmeren vanaf vijf jaar oud', 'Programmeren is het nieuwe zwemmen', 'Programmeren (voor kinderen) is hip maar geen hype', 'Programmeren, oké, maar ook zwemmen en Latijn', ‘Leer alle kinderen programmeren op school’,… Het onderwerp is hot. Er heerst namelijk een groot enthousiasme bij leerkrachten, leerlingen, academici en politici om informaticawetenschappen toe te voegen aan het onderwijscurriculum. Er zijn talrijke initiatieven buiten de schoolmuren en tal van extra curriculaire activiteiten om kinderen en jongeren informaticawetenschap bij te brengen. Ook het Forum voor Informaticawetenschappen i22n is, vanzelfsprekend, voorstander van het idee om het toe te voegen aan het onderwijscurriculum. Maar België loopt een beetje achter. Op Groot-Brittannië bijvoorbeeld, waar vorig jaar in september informaticawetenschappen deel werd van het onderwijscurriculum, en dit vanaf de basisschool.

In 2013 verscheen er een artikel Computing at school in the UK: from guerrilla to gorilla (Peyton-Jones, S., Mitchell, B. & Humphreys, S., 2013). De auteurs schrijven in naam van de werkgroep Computing At School Working Group (CAS), een Engelse werkgroep die bestaat uit academici, IT-professionals, ouders, leraren,,... de leden zijn dus zeer divers. Zij streefden wel unaniem voor het vak computer science (informaticawetenschappen) en zijn daar dus, zoals eerder vermeld, in geslaagd. Nu staan ze voor de opdracht om de leerkrachten te ondersteunen die het vak onderwijzen.

Het artikel van CAS is een uiteenzetting over informaticawetenschappen in het Engelse onderwijs, toen de strijd voor computer science nog werd gestreden. Het leunt zeer sterk aan bij de uitdaging waar ook Vlaanderen nu mee te maken heeft én iets wil aan doen:

"Our young people should be educated not only in the application and use of digital technology, but also in how it works, and its foundational principles.”
                        (Peyton-Jones, S., Mitchell, B. & Humphreys, S., 2013)

Men is van mening dat leerlingen, naast het beheersen van de noodzakelijke computervaardigheden, ook moeten begrijpen en beheersen wat er, letterlijk, achter de schermen gebeurt. Kinderen zouden ook inzicht moeten verwerven in hoe de software die ze gebruiken wordt gemaakt bijvoorbeeld. We leven immers in een steeds veranderende (digitale) wereld en onze jongeren zullen te maken krijgen met nieuwe technologieën die nu nog niet eens bestaan met "technical and ethical challenges of which we are not yet aware" (Peyton-Jones, S., Mitchell, B. & Humphreys, S., 2013).

Een vaak wederkerend argument is dat nieuwe technologieën en programma's bovendien snel oud worden, maar dat de onderliggende basisprincipes en -concepten grotendeel dezelfde blijven. Dit argument komt naar voor in het artikel van CAS alsook in enkele krantenartikels.

Informaticawetenschappen, oké, maar moet het een verplicht vak zijn? Dat is de vraag die velen zich stellen en die door CAS (Peyton-Jones, S., Mitchell, B. & Humphreys, S., 2013) als volgt, positief beantwoord wordt:

"Why do we teach every child elementary physics at primary school? Not because most of these young people will become physicists! Only a tiny fraction will do so. Rather, because we live in a world governed by physical laws, and some knowledge of science is essential to being an empowered citizen. It is just the same with computer science: adults who know nothing about how digital systems are designed, and the principles of their operation, are doomed to be the powerless slaves of a mysterious and opaque technology. So it is important for every child to have an elementary understanding of computer science, just as they have an elementary understanding of maths. Some will take to it better than others, but all will live more empowered lives as a result."

Een andere, meer fundamentele vraag die sommigen zich stellen is waar het bij informaticawetenschappen nu eigenlijk om gaat? Ik baseer me hiervoor eveneens op de definitie die CAS (Peyton-Jones, S., Mitchell, B. & Humphreys, S., 2013) naar voor brengt:

"Computer science is the study of principles and practices that underpin an understanding and modelling of computation, and of their application in the development of computer systems. At its heart lies the notion of computational thinking: a mode of thought that goes well beyond software and hardware, and that provides a framework within which to reason about systems and problems."

In bovenstaand citaat wordt een cruciaal begrip aangehaald binnen de informaticawetenschappen, namelijk computationeel denken. Het gaat om probleemoplossend denken door middel van een gestructureerd en stapsgewijs redeneren. Programmeren draagt op deze manier bij tot ontwikkelen en oefenen van deze vaardigheid en daardoor een middel en geen doel op zich. Computationeel denken is universeel principe, een vakoverschrijdende kerncompetentie die toepasbaar is in elke sector (van biologie tot psychologie en economie) en job. Men heeft de vaardigheid ook nodig bij bijvoorbeeld het ontwikkelen van een keukenrecept of voor het oplossen van een vraagstuk.

CAS (Peyton-Jones, S., Mitchell, B. & Humphreys, S., 2013) meent dat computationeel denken essentieel is om te kunnen leven in de maatschappij van nu en van de toekomst:

'It's a skill that empowers, and that all pupils should be aware of and have some competence in. Furthermore, pupils who can think computationally are better able to conceptualise and understand computer-based technology, and so are better equipped to function in modern society.'

STEM

Vlaanderen wil haar kinderen en jongeren voorbereiden op de wereld en arbeidsmarkt van morgen met internet en zijn talrijke digitale toepassingen. Enerzijds streeft men er daarom naar om informaticawetenschappen toe te voegen aan het onderwijscurriculum. Dit werd hierboven besproken. Anderzijds wordt Vlaanderen stilaan wakker door de creatie van STEM-richtingen, waar ook informatiewetenschappen aan bod (kunnen) komen.

Wat is STEM?
Het acroniem STEM staat voor Science, Technology, Engineering en Mathematics. Het omvat dus de natuurwetenschappen (S) en de technologische wetenschappen (T), de ingenieurswetenschappen (E) en wiskunde (M). Ook wel de bèta-richtingen genoemd. In Vlaanderen is het vrij nieuw. Enkele scholen, zoals het Heilig graf in Turnhout, zijn toe aan hun tweede schooljaar met een STEM-richting. In totaal zijn er zo’n vijftig scholen reeds in de "STEM-boot" gestapt.

Waarom STEM?
De STEM-opleiding is er gekomen om wetenschap, technologie, engineering en wiskunde te promoten in het onderwijs. Steeds minder leerlingen schreven zich namelijk in voor een technologische opleiding. Mede door het aanbieden van een STEM-opleiding is daar nu verandering in gekomen. STEM is nu zelfs helemaal in, zowel bij de leerlingen (men spreekt soms zelfs van een stormloop) als bij de ouders. Ook Hilde Crevits, minister van onderwijs, is enthousiast. Kortom, de STEM-opleiding in het Algemeen Secundair Onderwijs is populair bij een breed publiek. Het aantal leerlingen dat zich inschrijft voor een STEM-opleiding zit dan ook in de lift. De STEM-opleiding biedt een alternatief voor Latijn in het ASO, en voor het Technisch Secundair Onderwijs (TSO).

Wat houdt STEM in?
In de eerste graad gaat het in een STEM-opleiding om vijf uren die een school vrij kan invullen met STEM. Het kan gaan om robotica, programmeren, of, probleemoplossend denken, ontwerpen (van robots bijvoorbeeld).

Reflectie

STEM
Wat betreft de STEM-richtingen mogen scholen zelf vijf uren vrij invullen. Die invulling verschilt dus van school tot school, en programmeren/informaticawetenschap kán een component zijn, maar dat is niet altijd het geval. Ik ben dan van mening ‘als je iets doet, doe je het goed’. Met andere woorden: als je kinderen wil voorbereiden op de wereld van morgen, doe het dan goed. De werkgroep i22n ijvert dan ook voor een gepast geprofileerd curriculum in STEM-richtingen, dus voor STEM-richtingen met een domeinspecifieke basisvorming (waar men kan kiezen voor informaticawetenschappen). Informaticawetenschappen verdient een plaats binnen het STEM-gebeuren, daar ben ik het mee eens.
Informaticawetenschappen in het onderwijscurriculum
Ten eerste vind ik dat informaticawetenschappen ook thuishoort binnen het onderwijscurriculum. We leven in een digitale maatschappij en het is noodzakelijk dat leerlingen de principes kennen die aan de basis liggen van de software die ze gebruiken, voor hun eigen veiligheid en om actief en verantwoordelijk te kunnen deelnemen aan de digitale maatschappij. Ze moeten goed voorbereid zijn, of met andere woorden: “Program or be programmed” (Rushkoff, 2010). Ik kon het zelf niet beter zeggen dan het volgende citaat uit het artikel Computing at school in the UK: from guerrilla to gorilla (Peyton-Jones, S., Mitchell, B. & Humphreys, S., 2013)

“Lacking such knowledge renders them powerless in the face of complex and opaque technology, disenfranchises them from making informed decisions about digital society, and deprives our nations of a well-qualified stream of students enthusiastic and able to envision and design new digital systems."

Ten tweede, omdat computationeel denken zo geworteld is in alle domeinen (zie eerder in dit bericht) van onze maatschappij lijkt het mij meer dan noodzakelijk om leerlingen deze vaardigheid aan te leren, en dit kan door hen te laten programmeren.

Ten derde. Eerder vermeldde ik dat het soms niet helemaal duidelijk is waar het bij informaticawetenschappen om gaat. Laten we duidelijk stellen dat het, hoewel vaak verkondigd, niet alleen om programmeren gaat. Leren programmeren is één aspect, maar het is slechts één stuk van de taart. Programmeren moet ingebed zijn in de bredere context van een leerlijn informaticawetenschappen. Het broodnodig dat leerlingen ook kennis hebben van de andere aspecten: hoe ze kunnen samenleven in dit digitale tijdperk, hoe ze hun weerbaarheid op het internet kunnen verhogen, hoe ze kunnen omgaan met ethische kwesties als porno, pedofilie op het internet, cyberpesten of zelfs gameverslavingen en hoe ze een kritische houding kunnen bewaren en computers verantwoord kunnen gebruiken. Digitale geletterdheid en netiquette zijn dus zeker zo belangrijk (of zelfs belangrijker) dan bijvoorbeeld programmeren. Laten we dus proberen om de bredere context van informaticawetenschappen niet uit het oog verliezen... Iets wat er in krantenartikels dus soms wel gebeurt. Men spreekt er steeds over programmeren, de focus is te eenzijdig want ook hier verliest men de bredere context van informaticawetenschappen uit het oog. Volgende vergelijking stelt het wat duidelijker:

“Physics without lab-work would be a mere shadow of itself, just as computer science without programming is almost an oxymoron. But no one would dream of turning students loose in a physics lab without teaching them physics! Programming is certainly where the rubber first hits the road, but teachers must be aware of the principles they are trying to convey through the medium of programming.”
(Peyton-Jones, S., Mitchell, B. & Humphreys, S., 2013)

Ten vierde lijkt het mij dan ook best dat we op jonge leeftijd kinderen vertrouwd maken met het vak. Aan watergewenning doen zou je kunnen zeggen. In Groot-Brittannië starten leerlingen nu op vijf jaar met programmeren. Dit lijkt mij ook een optie in Vlaanderen omdat programmeren een algemeen vormende waarde heeft doordat het de computationele vaardigheid oefent.  De belangrijkste concepten van programmeren kunnen immers geleerd worden via gratis beschikbare programmeertalen (zoals Scratch) of zelfs zonder (!) een computer zoals bij CS Unplugged het geval is. Het hoeft dus niet via complexe programmeertalen. CS Unplugged biedt heel wat gratis materiaal aan om informaticawetenschappen te onderwijzen en de computationele vaardigheden te trainen, en dit dus zelfs zonder computer. Het materiaal wordt bovendien uitgegeven met een Creative Common licentie. Daarnaast zijn er ook allerlei Apps en websites op markt die inzicht geven in de digitale codetaal en die leren programmeren. Ook CoderDojo, een wereldwijd non-profitinitiatief waarbij kinderen tussen 7 en 18 jaar gratis kunnen deelnemen aan informaticaworkshops, is aan haar opmars bezig. Er wordt bijvoorbeeld geleerd hoe je moet programmeren en websites kan maken. Het mooie aan CoderDojo is dat ze sterk de nadruk leggen op open source en vrije software.  Ook op de website van Het forum voor informaticawetenschappen i22n zijn er heel wat verwijzingen naar materiaal te vinden <http://www.i22n.org/links.html/>.

Ten vijfde. Net als in Groot-Brittannië, waar de politiek de eerder vermeldde werkgroep CAS onder de arm nam en hun expertise gebruikte, kan Vlaanderen ook de expertise van de werkgroep i22n (of van andere werkgroepen zoals KVAB[1]) consulteren. Gezien de leden van i22n bestaan uit onder andere leerkrachten, ICT-coördinatoren, lerarenopleiders, studenten, docenten, professoren, opleidingsverantwoordelijken, onderzoekers en professionals in het bedrijfsleven  kunnen ook zij een zeer ruime ondersteuning bieden, net zoals de werkgroep CAS dat doet in Groot-Brittannië. We kunnen veel leren van het Engelse voorbeeld. De juiste expertise het vak informaticawetenschappen in het onderwijscurriculum te integreren is aanwezig, laten we ze dan ook benutten.

Of informaticawetenschappen, ook wel computerwetenschap, een verplicht vak zal worden valt nog af te wachten. In een debat over de eindtermen in de herfst 2015 zal de suggestie besproken worden met Minister van Onderwijs Hilde Crevits.

Tot slot ben ik te vinden voor de integratie van informaticawetenschappen in het onderwijscurriculum omdat ik het persoonlijk interessant vind om inzicht krijgen in hoe computers werken, in hoe Google bijvoorbeeld zijn resultaten berekent, of hoe het komt dat Gangnam Style ervoor zorgde dat de teller van YouTube niet meer kon verder tellen na  2.147.483.647 views. Al geef ik toe dat dit geen zwaar argument is.

Geraadpleegde bronnen:

Cardinaels, Michel, “STEM is een schijnoplossing.” De Standaard, woensdag 06 mei 2015. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.standaard.be/cnt/dmf20150505_01665370/>.

CS Unplugged. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://csunplugged.org/>
Damiaans, Roel, “’Leren programmeren vanaf vijf jaar oud’.” Het Belang van Limburg, vrijdag 10 januari 2014. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.hbvl.be/nieuws/wetenschap/aid1517465/verplicht-informatica-vanaf-5-jaar.aspx?utm_source=facebook&utm_medium=social&utm_content=article&utm_campaign=seeding/>.

Damiaans, Roel, “Programmeren vanaf 5 jaar.” Gazet van Antwerpen, vrijdag 10 januari 2014. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.gva.be/cnt/aid1517465/programmeren-vanaf-5-jaar/>.

Damiaans, Roel, “Verplicht informatica op school vanaf 5 jaar.” Gazet van Antwerpen/Metropool Stad, vrijdag 10 januari 2014. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.gva.be/cnt/aid1517465/verplicht-informatica-vanaf-5-jaar/>.

De Koninklijke Vlaamse Academie van België voor Wetenschappen en Kunsten. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.kvab.be/informatica.aspx/>.

De Preter, Wim, “Verdeelde reacties op oproep kinderen te leren progammeren.” De Tijd, zaterdag 11 januari 2014. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. < http://www.tijd.be/nieuws/archief/Verdeelde_reacties_op_oproep_kinderen_te_leren_progammeren.9450927-1615.art/>.

Forum voor Informaticawetenschappen. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.i22n.org/>.  

Humphreys, Simon, Mitchell, Bill en Peyton Jones, Simon, “Computing at school in the UK.” CACM, mei 2013, p. 1-13. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://research.microsoft.com/en-us/um/people/simonpj/papers/cas/computingatschoolcacm.pdf/>.

Lievens, Rutger, “Kleuters leren programmeren.” Het Laatste Nieuws, vrijdag 03 april 2015. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.hln.be/regio/nieuws-uit-aalst/kleuters-leren-programmeren-a2274690/>.

Mariën, Sylvia, “Informatica is kinderspel.” Gazet van Antwerpen, zaterdag 11 januari 2014. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.gva.be/cnt/aid1517465/informatica-is-kinderspel/>.

Rushkoff, Douglas, Program or Be Programmed: Ten Commands for a Digital Age. New York, OR Books, 2010.

Sintubin, Manuel, “‘Is er in STEM ook ruimte voor het grotere verhaal?” De Standaard, donderdag 07 mei 2015. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.standaard.be/cnt/dmf20150506_01667354/>.

Tanghe, Nico, “‘Niemand houdt van IT’ers’ (en dat is dom).” De Standaard, zaterdag 18 juli 2015. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.standaard.be/cnt/dmf20150717_01781372/>.

Van Dyck, Fons, “De STEM-generatie.” De Standaard, zaterdag 09 mei 2015. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.standaard.be/cnt/dmf20150508_01671282/>.

X, “Het wekelijkse pakket STEM.” De Standaard, woensdag 06 mei 2015. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.standaard.be/cnt/dmf20150505_01665823/>.

X, “Programmeren op de schoolbanken.” De Standaard, dinsdag 10 januari 2014. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.standaard.be/cnt/dmf20140110_00921488/>.

Ysebaert, Tom, “Scholen lopen storm voor lessen techniek.” De Standaard, dinsdag 05 mei 2015. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.standaard.be/cnt/dmf20150504_01663621/>.

Ysebaert, Tom, “Wetenschap en techniek nieuwe hype in onderwijs.” De Standaard, dinsdag 05 mei 2015. Geraadpleegd op 20 augustus 2015. <http://www.standaard.be/cnt/dmf20150504_01663667/>.

[1] Koninklijke Vlaamse Academie van België voor Wetenschappen en Kunsten

Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen