KIKSSociale robotAI in de KunstChatbotAI in de ZorgComputationeel denkenAI in de landbouw

Computationeel denken

In onze steeds meer gedigitaliseerde wereld is het belangrijk dat iedereen naast rekenen, lezen en schrijven ook computationeel kan denken. Computationeel denken gaat over het vermogen om problemen op te lossen met behulp van een computer.

Wanneer je computationeel denkt, dan denk je na over de stappen die nodig zijn om tot een oplossing van een bepaald probleem te komen, waarna je met behulp van jouw technische kennis de computer aan het werk zet om het probleem op te lossen.

Het wetenschappelijk onderzoek

Omdat computationeel denken sterk focust op probleemoplossende vaardigheden kan het aan bod komen in elk bestaand vak in het reguliere onderwijs. Voor deze problemen wordt de oplossing vaak gemakkelijker bekomen met behulp van een computer.

Toch kan men ook zonder computer heel wat leren over computationeel denken. Daarvoor zijn tal van interessante unplugged activiteiten mogelijk. Maar via programmeerlessen kan je heel wat concepten van computationeel denken in de praktijk omzetten.

Lesmateriaal

Het ‘Computationeel denken’ lesmateriaal wordt ter beschikking gesteld overeenkomstig de voorwaarden van een Creative Commons BY-SA licentie.

Leerpad Computationeel denkenLeerpad in opbouwVier concepten van computationeel denken uitgelegdPresentatie over vier concepten van computationeel denken: decompositie, patroonherkenning, abstractie en algoritme. Je kan de pdf downloaden > openen > presenteren via CTRL-L en navigeren met de pijltjestoetsen.Concepten en aanpak computationeel denkenPosterUnplugged activiteit - Programmeer eens een mensComputers kunnen niet interpreteren en voeren dus letterlijk iedere instructie uit die je ze geeft. De uitdaging van de programmeur bestaat erin problemen op te lossen door ze op te delen in kleine stappen die uitvoerbaar zijn door de computer, en de instructies op de juiste manier aan de computer te geven.Unplugged activiteit - Emotiemachine (opdracht)Hoe kan je emoties simuleren bij een robot?Unplugged activiteit - EmotiemachineHoe kan je emoties simuleren bij een robot?Unplugged activiteit - Kleuren op nummerAfbeeldingen kunnen op veel manieren worden gerepresenteerd. In deze kleuren op nummer puzzel moet je een afbeelding reconstrueren, gebruikmakend van de gegeven lijst van nummers; deze lijst vertelt je in welke kleur je elk vierkant (‘pixel’) inkleurt.Unplugged activiteit - ComprimerenOm afbeeldingen te verzenden over netwerken, willen we de informatie met zo weinig mogelijk data representeren. Daar komt compressie aan te pas. Met behulp van algoritmes worden afbeeldingen met zo weinig mogelijk getallen gerepresenteerd, maar wel op zo’n manier dat je de oorspronkelijke figuur nog kunt terugkrijgen. Andere algoritmes herstellen de oorspronkelijke afbeelding als de informatie de bestemming bereikt heeft.Unplugged activiteit - Een menselijk computernetwerkIn deze activiteit maken de leerlingen kennis met hoe overdracht van gegevens over het internet werkt. Computers, smartphones en andere toestellen die met elkaar verbonden zijn via het internet, kunnen met elkaar communiceren. Om elkaar te kunnen begrijpen, dient die communicatie volgens bepaalde afspraken te verlopen. We noemen deze afspraken een protocol.Zoektocht naar spraak - Unplugged activiteitHet locked-in syndroom is een van de ergste medische aandoeningen. Je bent volledig verlamd, behalve dat je misschien nog kunt knipperen met een oog. Je intelligente geest zit opgesloten in een nutteloos lichaam: je kan alles voelen, maar niet communiceren. Het kan iedereen overkomen, uit het niets, als gevolg van een beroerte. Als je mensen met het locked-in syndroom zou willen helpen, word je dan best arts of verpleegkundige? Of kan je als computerwetenschapper ook helpen?Concepten en principesOverzicht
Ons team

Prof. dr. ir. Francis wyffels is docent robotica & AI. Binnen de UGent is hij een van de trekkers van STEM-initiatieven voor het lager en het secundair onderwijs en is hij lid van de facultaire diversiteitscommissie. Hij is voorzitter van Dwengo vzw waarin hij tal van binnen- en buitenlandse STEM-projecten initieerde, bijvoorbeeld het WeGoSTEM-project. Voor zijn inspanningen met betrekking tot wetenschapspopularisering won hij meerdere awards waaronder de Google RISE award en de UGent Hermesprijs.

Natacha Gesquière is licentiaat wiskunde en mediacoach. Ze stond vele jaren in het onderwijs als leerkracht wiskunde, maar ze is nu STEM-coach aan de UGent en Dwengo vzw. Ze ontwikkelt didactisch materiaal voor Dwengo vzw, rond STEM, computationeel denken, artificiële intelligentie en programmeren. Ze verzorgde de leerlijnen STEM en computerwetenschappen voor de STEM-klassen van het eerste tot zesde jaar op Sint-Bavohumaniora in Gent.

Zimcke Van de Staey is computerwetenschapper en musicologe van opleiding. Ze werkt mee aan de Dwenguino-simulator in verband met sociale robots. Momenteel doet ze aan de UGent onderzoek naar het automatisch genereren van persoonlijke feedback tijdens het leren programmeren. Daarbuiten draagt ze bij aan de ontwikkeling van didactisch materiaal rond computationeel denken.

Tom Neutens is computerwetenschapper en leraar van opleiding. Na verschillende lesopdrachten in het secundair onderwijs, aan de hogeschool en voor privé-initiatieven startte hij een doctoraat rond vakdidactiek informatica. Tijdens zijn doctoraat vergelijkt hij verschillende technieken voor het aanleren van programmeren en bouwt hij een tool om programmacode te clusteren op basis van didactische eigenschappen. Daarnaast ontwikkelt hij tijdens dit doctoraat ook meerdere tools en workshops. Een van de voornaamste tools is de Dwenguino-simulator, een programmeeromgeving waarin jonge kinderen gemakkelijk hun eigen robot kunnen programmeren.

Partners

© 2019 Universiteit Gent