Waarom, hoe en wat?

Wat betekent computationeel denken? Wat is het nut? Waarom is het vandaag zo belangrijk en wat betekent het op school?

Termen zoals programmeren, computationeel denken, coding ... zijn termen die we zeer regelmatig tegenkomen. Maar wat betekenen ze?

Wat is computationeel denken?

sla link op in klembord

Kopieer

Die vaardigheden worden ondersteund en uitgebreid door deze attitudes die een cruciale rol spelen in computationeel denken:

  • Met het nodige zelfvertrouwen een complexe zaak kunnen aanpakken;
  • Vasthoudendheid bij het werken aan moeilijke problemen;
  • Ambiguïteit (de omstandigheid dat iets op twee of meer manieren kan worden opgelost) kunnen verdragen en kunnen omgaan met open problemen, waarbij het niet vooraf duidelijk is wanneer een oplossing volledig is;
  • Kunnen communiceren en samenwerken om een gemeenschappelijk doel te bereiken (Samaey en Van Remortel, 2014).

Computationeel denken gaat over het vermogen om problemen op te lossen door inzicht in ICT of met behulp van ICT. Leerlingen zetten digitale tools in bij conceptueel en wiskundig denken. Computationeel denken stimuleert het redeneren, abstraheren en het probleemoplossend vermogen, met vertrouwen, doorzetting en in samenwerking met anderen. Computationeel denken houdt dus in dat je naar een probleem of vraagstuk kijkt op een manier die toelaat dat een computer kan helpen bij de oplossing. Ruwweg gezien zijn er twee denkfasen:

  • Denk na over de stappen die nodig zijn om tot een oplossing te komen.
  • Zet je de "computer" met je technische skills en knowhow aan het werk.

In computationeel denken onderscheiden we volgende deelcompetenties:

  • Formuleren van problemen;
  • Logisch organiseren en analyseren van gegevens;
  • Voorstellen van data door abstractie;
  • Automatiseren van oplossingen via algoritmisch denken (opeenvolging van geordende stappen);
  • Identificeren, analyseren en implementeren van mogelijke oplossingen met als doel de meest efficiënte en effectieve combinatie van stappen en middelen;
  • Veralgemenen van het probleemoplossingsproces en transfereren naar andere problemen.

Computationeel denken heeft dus niets te maken met nadenken over computers of redeneren zoals een computer. Programmeren is een middel daarvoor.

In dit filmpje en dit geluidsfragment wordt duidelijk uitgelegd wat computationeel denken precies betekent.

Onderstaande figuur legt computationeel denken schematisch uit:

Waarom is computationeel denken zo belangrijk?

sla link op in klembord

Kopieer

Computationeel denken helpt kinderen greep te krijgen op de werkelijkheid om hen heen. Ze vragen zich af hoe ze een coole knikkerbaan kunnen maken, hoe ze op tijd op een verjaardagsfeestje kunnen geraken, maar ook hoeveel data ze nog over hebben op hun smartphone, hoe een drone werkt en waarom ze op Facebook bestookt worden met reclame. Om de (digitale) werkelijkheid te begrijpen, spelen wiskunde en computationeel denken een belangrijke rol.

We kunnen er niet om heen dat er zich de laatste decennia een digitale omwenteling heeft voorgedaan die nieuwe vaardigheden vereist. Kinderen leren ook vanaf de basisschool computers en andere digitale mediamiddelen te gebruiken. Ze zoeken en verwerken informatie en evalueren de correctheid en betrouwbaarheid van de gegevens. Het leren gebruiken van ICT is essentieel, maar minstens even belangrijk is het begrijpen van de concepten die aan de basis liggen van deze technologieën.

Computationeel denken is ook een onderdeel van 'digitale (media)geletterdheid' en van de 21ste-eeuwse vaardigheden. Die vaardigheden zijn competenties die leerlingen nodig hebben om succesvol aan de maatschappij van de toekomst deel te nemen. Het gaat om vaardigheden als kritisch denken, creatief denken, problemen oplossen, ICT-basisvaardigheden, mediavaardigheden, computationeel denken en mediawijsheid.

Computationeel denken vormt voor een groot stuk de basis van de informaticawetenschappen. Informatici zoeken steeds naar de efficiëntste manier om problemen op te lossen. Ze willen een correcte oplossing vinden voor een probleem, waarvan de uitvoering de minste tijd vraagt en een minimale inzet van middelen en energie vereist. Ze stellen zich daarbij vragen zoals:

  • Is dit wel de beste manier om het probleem op te lossen?
  • Vraagt de uitvoering ook de minste tijd?
  • Worden middelen en energie het meest efficiënt aangewend?
  • Is het probleem daadwerkelijk opgelost en is de oplossing oké?
  • Is deze methode/oplossing ook toepasbaar op andere problemen?

Wat is het nut van computationeel denken?

sla link op in klembord

Kopieer

Informatici en programmeurs hebben geen monopolie op computationeel denken. In het dagelijkse leven denken mensen vaak op dezelfde manier, al zijn ze zich daar niet van bewust. Het specifieke denkproces en de aanpak komen dus ook van pas in vele andere domeinen.

De manier waarop programmeurs een nieuw computergame, videobewerkingsprogramma of sociaal netwerkplatform bouwen, verschilt bijvoorbeeld veel minder dan je zou verwachten van de wijze waarop jij en je collega's een musical of een schooluitstap voorbereiden.

Zowel in het geval van de programmeur als de leraar:

  • Gaat het om ingewikkelde problemen die best in kleine, afzonderlijke stukjes worden verdeeld.
  • Is het nodig om eerst een aantal te volgen stappen en regels uit te werken vooraleer aan de slag te gaan.
  • Moet de complexiteit van de opdracht goed worden beheerd, waarbij de focus ligt op de belangrijkste ingrediënten.
  • Kan de succesvolle afhandeling van eerdere projecten helpen.

Computationeel denken in het leerplan

sla link op in klembord

Kopieer

Het leren van onder meer algoritmes, systematiek en codetaal krijgt een plaats binnen het leerplan Zin in leren! Zin in leven! bij Logisch en wiskundig denken, bij het doel Logisch en algoritmisch denken.

Het leren gebruiken van mediamiddelen die het computationeel denken faciliteren vind je terug bij het ontwikkelveld Mediakundige ontwikkeling in de leerlijn bij onderstaand doel.

voorbeeld

Logische getallenreeksen

In deze activiteit doorgronden leerlingen een getalreeks en proberen ze het ontbrekende getal te beredeneren. Zo breiden ze hun kennis verder uit over algoritmen gebaseerd op eenvoudige regels. Terwijl ze de algoritmen uitwerken en doorgronden, doen ze ook een beroep op <strong>logisch redeneren</strong>.

Computationeel denken op school

sla link op in klembord

Kopieer

Je kunt computationeel denken op tal van manieren stimuleren en bevorderen. Wellicht gebruik je – misschien zonder het te beseffen – al technieken van computationeel denken in je klas. Bijvoorbeeld:

  • Als je je leerlingen een verhaaltje laat schrijven, laat je ze eerst nadenken over de belangrijkste gebeurtenissen en personages en de context waarin het zich afspeelt.
  • Vaak moeten leerlingen nadenken over wat ze precies gaan creëren en welke stappen ze hiervoor moeten doorlopen. Ze leren dus een ingewikkeld proces opdelen in een aantal afzonderlijke en overzichtelijke deelproblemen.
  • Bij het rekenen moeten leerlingen eerst de belangrijkste concepten in een vraagstuk begrijpen vooraleer ze het kunnen oplossen.

Programmeren is geen doel op zich maar het is via de praktische ervaring met programmeren dat de inzichten in computationeel denken worden verduidelijkt.

Computationeel denken is ook niet hetzelfde als probleemoplossend denken.

Tweeënhalf tot zes jaar

sla link op in klembord

Kopieer

Zelfs op deze leeftijd zijn er al genoeg mogelijkheden om de basisonderdelen van computationeel denken te stimuleren.
Bijvoorbeeld:

  • Als je de kinderen laat uitzoeken hoe ze zich het beste kleden tijdens de winter, laat je hen een probleem opdelen in stukjes (decompositie) en laat je ze verschillende instructies achter elkaar zetten (algoritmen).
  • Twee leerlingen van de derde kleuterklas spelen het spelletje ‘Kraak de code’ om een geheime koffer te openen tijdens het onderwijsarrangement 'Koffers'. Eén van de leerlingen maakt een code door drie kaartjes met verschillende kleuren in een bepaalde volgorde vast te kleven in de koffer. De andere leerling die de code wil kraken, legt in het speelveld drie kaartjes neer, waarmee hij of zij denkt de code te kunnen kraken.

Zes tot negen jaar

sla link op in klembord

Kopieer

Leerlingen kunnen eenvoudige problemen opdelen en zelf al eenvoudige opeenvolgende instructies bedenken (algoritmen), bijvoorbeeld het zaaien van een bloem. Ze kunnen de afzonderlijke onderdelen van een plant of een bloem benoemen (decompositie) en hun klasgenootjes kunnen helpen om te zien dat dit juist gebeurt (foutopsporing, samenwerken en evaluatie).

Negen tot veertien jaar

sla link op in klembord

Kopieer

Naarmate leerlingen zich verder ontwikkelen, gaan ook hun computationele denkvaardigheden erop vooruit. Ze kunnen problemen opdelen tot op een meer gedetailleerd niveau, complexere algoritmen bedenken, sneller patronen herkennen en gemakkelijker abstracties maken. Ze leren dit door bijvoorbeeld programma's te schrijven om geometrische figuren te tekenen, of door computeranimaties te maken.

Leerlingen raken ook beter vertrouwd met computationeel denken als ze leren doorzetten, fouten debuggen (opsporen en verbeteren) en samenwerken met hun klasgenoten.

Oudere leerlingen kunnen met elkaar samenwerken op projecten zoals het ontwerp van een computeranimatie over de invasie van onze streken door de Romeinen – slechts één voorbeeld van een oefening waarbij zeer veel computationeel denken komt kijken. Of wie weet maken ze een bloem of een bloemenweide …

Meer over computationeel denken

sla link op in klembord

Kopieer

Partners

sla link op in klembord

Kopieer

Contact

×
Kijkt als...
Niveau
    Regio