University of Twente Student Theses

Login

Computational thinking in een praktische opdracht voor 5 vwo wiskunde B

Meulen, Joris van der (2017) Computational thinking in een praktische opdracht voor 5 vwo wiskunde B.

[img] PDF
2MB
Abstract:Computational thinking laat zich omschrijven als “het denkproces waarmee een probleem en zijn oplossing(en) zo worden geformuleerd dat deze effectief door een informatieverwerkende tussenpersoon – mens of machine – kan worden uitgevoerd”. Verschillende bronnen wijzen erop dat computational thinking een belangrijk onderdeel van het toekomstige (wiskunde)onderwijs is. Hulpmiddelen die docenten kunnen ondersteunen bij het onderwijzen hierin zijn momenteel echter nog erg schaars. Computational thinking leek ons daarom een geschikt onderwerp om een praktische opdracht over te ontwikkelen, die invulling zou kunnen geven aan de werkmiddag van 5 vwo wiskunde B op het Carmel College Salland die op 28 maart 2017 plaatsvond. Dit heeft geleid tot de volgende onderzoeksvraag voor dit ontwerponderzoek: “Hoe kunnen aspecten van computational thinking door middel van een werkmiddag worden aangeleerd aan leerlingen in 5 vwo wiskunde B?” De voor de werkmiddag ontworpen praktische opdracht heeft het algoritme-ontwerpparadigma Branch and Bound als onderwerp. Branch and Bound is een algoritme-ontwerpparadigma dat vele toepassingen kent in de praktijk en geschikt is om puzzelachtige problemen mee op te lossen. Voor het ontwerpen van de praktische opdracht zijn vijf ontwerpeisen opgesteld die ingaan op de duur en het niveau van de praktische opdracht, de benodigde sturing van de docent, de motivatie van de leerlingen en de te behalen leerdoelen. De principes van geleid heruitvinden en relationeel begrip zijn aangewend als didactische uitgangspunten bij het ontwerpen van de praktische opdracht. Door het algoritme-ontwerpparadigma stukje bij beetje te introduceren en daarbij geen uitgewerkte voorbeelden te geven, is gepoogd de opdracht een zelfontdekkend karakter te geven. Aan de hand van de vijf opgestelde ontwerpeisen wordt de ontworpen praktische opdracht geanalyseerd. Daarbij wordt gebruik gemaakt van data die zowel tijdens als na de werkmiddag verzameld is. Naast de uitvoering van het ontwerp op het Carmel College Salland, waarin twee 5 vwo wiskunde B klassen de praktische opdracht hebben doorgewerkt, is data verzameld door vijf leerlingen een dag na de werkmiddag te interviewen over de praktische opdracht en door een walkthrough van het ontwerp te doen met een eventuele belanghebbende. Op basis van de analyse wordt geconcludeerd dat er in het gemaakte ontwerp veel verbeteringen mogelijk zijn, maar het desalniettemin een goede basis vormt voor zowel het gebruik in de schoolpraktijk als voor verder onderzoek naar het aanleren van aspecten van computational thinking. Over het aanleren van aspecten van computational thinking door middel van een werkmiddag aan leerlingen in 5 vwo wiskunde B wordt geconcludeerd dat het introduceren van puzzelachtige problemen en een algoritme-ontwerpparadigma dat in staat is om deze op te lossen in een praktische opdracht hier geschikt voor lijkt te zijn. Algoritmisch denken, computationele complexiteit en heuristieken zijn een aantal aspecten van computational thinking die aan bod kunnen komen. Met name bij het introduceren van heuristieken moet er echter op gelet worden dat er niet te grote stappen gemaakt worden en er een duidelijke uitleg voorhanden is; het is voor leerlingen geen makkelijk concept. Het principe van geleid heruitvinden leent zich over het algemeen goed voor praktische opdrachten, maar omdat de meeste middelbare scholieren over slechts weinig voorkennis beschikken die nuttig is voor het aanleren van aspecten van computational thinking op hun niveau, is het van belang om voldoende sturing vanuit de opdracht of de docent toe te staan. Het onderzoek sluit af met aanbevelingen voor verder onderzoek en een verbeterde versie van het ontwerp.
Item Type:Essay (Master)
Faculty:BMS: Behavioural, Management and Social Sciences
Subject:81 education, teaching
Programme:Science Education and Communication MSc (60708)
Link to this item:https://purl.utwente.nl/essays/98380
Export this item as:BibTeX
EndNote
HTML Citation
Reference Manager

 

Repository Staff Only: item control page