Computational thinking in het pabo-curriculum
Dit door Regieorgaan Sia gefinancierde postdoc-onderzoek heeft als doel te komen tot ontwerpprincipes voor het integreren van de 21e-eeuwse vaardigheid computational thinking (CT) in het pabo-curriculum, zodat aanstaande leerkrachten worden toegerust om CT vorm te geven in hun eigen onderwijspraktijk.
Met name voor vrouwelijke pabo-studenten en voor studenten die weinig affiniteit hebben met bètavakken en technologie is het belangrijk om – bijvoorbeeld middels modelling – te laten zien dat je computational thinking doelmatig en laagdrempelig kunt inzetten in verschillende vakgebieden.
Doel
Computational thinking (CT) wordt beschouwd als een van de 21e-eeuwse vaardigheden. Zoals de term doet vermoeden, heeft CT raakvlakken met zowel digitale vaardigheden als denkvaardigheden (SLO, 2019; Hotze & Keijzer, 2018). Het afgelopen decennium is groeiende aandacht ontstaan voor CT in het basis- en voortgezet onderwijs (o.a. Luyten, Veen, & Meelissen, 2015; KNAW, 2012). Echter, in het pabocurriculum wint CT maar mondjesmaat terrein. Ook onderzoek naar CT richt zich met name op basis- en voortgezet onderwijs (o.a. Voogt, Brand-Gruwel, & Van Strien, 2017), terwijl aandacht voor CT op lerarenopleidingen achterblijft. Initiatieven tot curriculumontwikkeling benoemen CT als onderdeel van een toekomstbestendig curriculum. Het is daarom van belang dat onderzoek een brug slaat tussen de veranderende beroepspraktijk van basisschoolleerkrachten en het pabocurriculum. Dit postdoc-onderzoek beschrijft een gezamenlijke inspanning van Iselinge Hogeschool en Hogeschool IPABO om CT in te bedden in het pabocurriculum. Onderzoek in theorie en praktijk geeft nieuwe inzichten in de manier waarop CT in het pabocurriculum voorkomt en in de kennis, vaardigheden en houding van pabodocenten, pabostudenten en basisschoolleerkrachten op het gebied van CT. Tevens levert dit onderzoek ontwerpcriteria op voor concreet onderwijsmateriaal. Beoogde opbrengst van het postdoconderzoek is kennisontwikkeling op het gebied van CT op pabo’s.
Onderzoeksvraag
Een belangrijke speler in het veld van toekomstgericht onderwijs is Curriculum.nu. Uit de tussenproducten van de ontwikkelteams kan worden afgeleid dat CT opvallend genoeg niet als integraal onderdeel van het leergebied digitale geletterdheid is terug te vinden. In plaats daarvan wordt aangegeven dat met CT geassocieerde vaardigheden betekenis krijgen in de context van andere vakgebieden. Dit wordt met name zichtbaar in de leergebieden rekenen-wiskunde en mens en natuur, die vaardigheden als patroonherkenning en algoritmisch denken aan de orde stellen. Tegelijkertijd zijn steeds meer richtlijnen voor en voorbeelden van CT in het basis- en voortgezet onderwijs te vinden. SLO heeft recent een inhoudslijn ontwikkeld voor CT in het basisonderwijs en op websites als codekinderen.nl is een grote hoeveelheid aan onderwijsmateriaal te vinden. Hoewel CT genoemd wordt in de nieuwe kennisbasis voor de pabo, wordt het begrip niet vertaald naar concrete doelen en zijn beschikbare CT-onderwijsmaterialen zelden op pabostudenten gericht. Het is de taak van de lerarenopleidingen basisonderwijs om de ontwikkelingen in het basis- en voortgezet onderwijs bij te benen.
Methode
Naast literatuuronderzoek is praktijkonderzoek verricht onder zittende basisschoolleerkrachten, pabo-studenten en pabo-docenten van verschillende Nederlandse lerarenopleidingen. De leerkrachten en studenten zijn bevraagd middels een vragenlijst. Hierin kwamen items aan bod met betrekking tot kennis, eigen vaardigheid en didactische vaardigheid en houding ten opzichte van CT. Daarnaast zijn focusgroepgesprekken gevoerd met leerkrachten en studenten naar aanleiding van de in het oog springende kwantitatieve bevindingen. Met pabo-docenten is ook een focusgroepgesprek gevoerd. Uit dit onderzoek zijn ontwerpprincipes voortgekomen. Tot slot is op basis van deze ontwerpprincipes een pabo-module op het gebied van CT herontworpen. De deelnemende studenten hebben dit herontwerp geëvalueerd middels een logboek dat zij gedurende het doorlopen van de module bijhielden.
Resultaten
Het praktijkonderzoek heeft geleid tot een aantal opvallende resultaten. Zo is er weinig correlatie tussen declaratieve kennis van en eigen vaardigheid in CT. Studenten en leerkrachten die bekend zijn met CT, relateren het vaak aan de denkvaardigheden (probleemoplossend vermogen, algoritmisch denken) en aan onderzoekend leren en juist niet aan programmeren en technologie. Degenen die minder bekend zijn met CT, associëren CT juist vaker met programmeren en technologie. Verder zijn vrouwelijke (aanstaande) leerkrachten minder zelfverzekerd over hun didactische vaardigheid in CT dan mannen. Mannelijke (aanstaande) leerkrachten denken bovendien dat zij het leuker vinden om CT te onderwijzen dan hun vrouwelijke collega’s; vrouwen zijn het hiermee oneens. Sterke rekenaars zijn vaardiger in CT en zelfverzekerder over hun didactische vaardigheid in CT en staan positiever tegenover het onderwijzen en verankeren van CT dan minder sterke rekenaars. Leerkrachten en aanstaande leerkrachten die zelfverzekerd zijn over het onderwijzen van CT ervaren het als minder noodzakelijk dat ze technologische onderwijsmiddelen ter beschikking hebben.
Tips en advies
De volgende ontwerpprincipes zijn geformuleerd voor CT in het pabo-curriculum:
Introduceer de kernconcepten achter CT met vakinhoudelijke lessen op de hogeschool en zorg dat studenten een heldere definitie van CT ontwikkelen met aandacht voor zowel denkvaardigheid als technologie.
Laat laagdrempelige voorbeelden zien van plugged en unplugged CT-activiteiten die CT in de volle breedte illustreren in verschillende vakgebieden.
Kies voorbeelden van CT-activiteiten die juist zwakkere rekenaars en vrouwelijke studenten aanspreken.
Laat studenten met gerichte opdrachten zelf kennismaken met technologische onderwijsmiddelen en programmeeractiviteiten die ze kunnen gebruiken in hun eigen CT-onderwijs.
Wijs studenten op de doelen die bijvoorbeeld door SLO gesteld zijn voor CT in het basisonderwijs en laat zien hoe die doelen vertaald kunnen worden naar concrete plugged en unplugged activiteiten. Ga eventueel ook met studenten in gesprek over hoe ze de voortgang van leerlingen kunnen volgen op die doelen.
Spreek expliciet met studenten over vooroordelen en valkuilen die gepaard gaan met het onderwijzen van CT in het bijzonder en technologie in het algemeen.
Laat studenten samen – eventueel met zittende leerkrachten of met input van computerwetenschappers – CT-activiteiten ontwerpen. Hierbij kan het TPACK-model gebruikt worden om de doelgerichte inzet van technologie onderwerp van gesprek te maken.
Hoe nu verder?
Het onderzoek heeft geleid tot een vakpublicatie die geaccepteerd is bij Praxis Bulletin, twee vakpublicaties die geaccepteerd zijn bij Volgens Bartjens O&O en een Engelstalige publicatie die nog wordt ingediend bij European Journal of STEM Education. Verder is het onderzoek gepresenteerd in binnen- en buitenland, bijvoorbeeld tijdens de ATEE Conference, de EAPRIL Conference, de ORD, de ELWIeR-ECENT Conferentie. Ook zijn een podcast vanuit Iselinge Hogeschool en een webinar vanuit VHTO verzorgd en zijn workshops gegeven tijdens de Radiantdag en de grote kenniskring van Hogeschool IPABO.
