Computationeel denken
Het begrip en tongbreker computationeel denken krijgt terecht meer en meer belangstelling in ons onderwijs. Het Katholiek Onderwijs heeft er een specifieke website over ontwikkeld. Maar wat betekent deze term? Ik las ergens als omschrijving dat CD (ik kort het begrip nu zo af) betekent: “Leren denken als een computer”. Sorry, computers denken niet echt, maar voeren vooral uit wat programmeurs erin steken. Hoewel, AI of artificiële intelligentie bestaat weldegelijk, maar laten we dit hier buiten beschouwing laten. “Leren denken als een programmeur” is daarom een betere omschrijving, maar daarmee begeven we ons op glad ijs door te denken dat CD vooral met programmeren te maken heeft. Niets is minder waar. CD kan overal toegepast worden, door klein en groot. Steve Jobs zaliger drukte het zo uit: “Everybody should learn how to program a computer… because it teaches you how to think”. Nu is het wel zo dat bij programmeren alle facetten van CD aan bod komen, maar het is de kunst om dit overdraagbaar te maken naar het leven van elke dag. Ik probeer in dit betoog hier enkele levensechte voorbeelden aan te knopen.
CD bestaat uit tien onderdelen:
- Algoritme
Een algoritme is een reeks instructies, die wanneer deze stap voor stap in de juiste volgorde worden uitgevoerd, tot een vooraf vastgesteld doel leiden.
Voorbeeld:
Knip onderstaande afbeelding uit in 9 kaartjes en leg deze in de juiste volgorde:
De bespreking met kleuters is daarna minstens even belangrijk. De juiste volgorde is belangrijk. Je trekt best eerst je kousen aan en daarna pas je schoenen ;-)
- Decompositie
Een probleem oplossen door dit op te splitsen in meerdere deelproblemen.
Voorbeeld: Tanden poetsen
Algoritme en decompositie zijn twee vaardigheden die we het meest gebruiken als CD tijdens het dagelijks leven.
- Patronen
Patronen (model, vorm, kleur, voorbeeld, herhalingen) herkennen.
Voorbeeld:
Veel liedjes bestaan uit een refrein en meerdere stroofjes.
De zee komt tweemaal daags op en trekt zich terug (eb en vloed).
De zon komt elke dag op in het oosten en gaat onder in het westen.
De formule om de oppervlakte te berekenen van een rechthoek kan je bij elke rechthoek toepassen.Met kleuters kan je een ketting maken waarbij patronen in de kleurkralen herkend moeten worden.
- Herhaling
Een lus of loop zorgt ervoor dat iets herhaald wordt.
Voorbeeld:
Dansen bestaat vaak uit het herhalen van een reeks instructies.
Dit concept is vooral bij programmeren belangrijk. Vaak moet een algoritme enkele keren herhaald worden. Dan is het tijdverlies om dat algoritme tien keer onder elkaar te schrijven. Je kan beter schrijven: voor het algoritme 10 keer uit.
- Fouten
Fouten opsporen en deze oplossen. In computertaal ook wel debuggen genoemd. (Een bug is een mot, de oorzaak van één van de eerste computerstoringen)
Voorbeeld:
Uit je fouten kun je leren is een belangrijk pedagogisch principe. Kinderen moeten beseffen dat ze fouten mogen maken, als ze die verbeteren. Het is belangrijk om de attitude aan te kweken om steeds je werk te evalueren: wat ging er fout? waarom? Wat kan beter, sneller?
- Voorwaarden
Iets dat gedaan wordt als er aan bepaalde voorwaarden voldaan wordt. Als … dan …
Voorbeeld:
Als het licht op rood staat, moet ik stoppen.
Als het koud is buiten, dan trek ik een dikkere trui aan.
Als het poolijs sneller smelt, dan warmt de aarde vlugger op.Kinderen zullen makkelijk zelf voorbeelden verzinnen.
- Abstractie
Een oplossing vinden voor een probleem door specifieke verschillen weg te laten en dit toe te passen voor dit probleem. Abstraheren is de kunst van het weglaten.
Voorbeeld:
Een samenvatting maken van een tekst.
Een titel bedenken bij een tekst.
Een plattegrond tekenen van de klas. - Functie
Een functie is een programma (algoritme) binnen een programma dat hergebruikt kan worden. Het is de kunst om dit patroon (=functie) te herkennen.
Voorbeeld:
Een zonnevanger maken
Computerspel Lichtrobot
- Variabele
Een variabele is een waarde die varieert en moet worden opgeslagen om te kunnen vergelijken met andere waarden.
Voorbeeld:
- Representatie
Het weergeven en organiseren van gegevens in passende grafieken, lijsten, teksten of plaatjes.
Voorbeeld:
Representatie komt voor in elke methode van rekenen en taal. Wanneer dit aan bod komt, vernoem dan ook de term als dusdanig.
Met leerlingen uit de bovenbouw kan gegevens uit een rekenblad makkelijk omzetten in allerlei grafieken.
Je vindt nog heel wat interessante voorbeelden bij Kennisnet Programmeren in het PO.
Het boek CS-unplugged is de bijbel voor elke leerkracht die aan de slag wil gaan met CD in de klas.
Ik wil nog eens benadrukken dat CD niet enkel het speelterrein is van de derde graad.