Basiskennis 1 Cursus

Algemene informatie

Leeftijdsgroep	Leeftijd vanaf 9 jaar
Voorkennis	Basis computervaardigheden, eenvoudige tekstverwerking
Materiaal	Presentaties and interactieve opgaven
Duur	7 volledige lessen van ongeveer 1.0-1.5 uur. De lessen kunnen uiteraard op eigen snelheid doorlopen worden.
CT doelniveau	Basiskennis 1 niveau bij het succesvol doorlopen van alle lessen
Kerndoelen	4,23,24,44 en 45 (SLO), A-B-E-F (NLT). Meer informatie over de lesinhoud in relatie tot de verschillende curricula vindt u hier.

Lesdoel

Doel is het verwerven van inzicht in logica, automatisering, robotica en hoe je grotere problemen kunt oplossen door ze in stukjes te delen. Dit zijn onderdelen van Computational Thinking wat een belangrijke vaardigheid is voor leerlingen om goed voorbereid te zijn op de toekomst. Door zelf een virtuele robot te programmeren wordt, in combinatie met de presentaties bij de lessen, direct inzicht verkregen in de werking van een groot deel van de techniek zoals die overal om ons heen te vinden is.

Specifiek worden in dit lesprogramma de programmeer concepten rond herhalen en condities behandeld. Condities (“als ... dan ..." regels) zijn op zich behoorlijk uitdagend en abstract voor leerlingen in deze leeftijdsgroep. Om te borgen dat iedere leerling dit goed begrijpt wordt er daarom extra aandacht gegeven aan dit concept met verschillende quizen.

De laatste les doen de leerlingen een soort van ‘meesterproef’. Dit is een opdracht die aanvankelijk heel erg moeilijk lijkt, maar toch vrij makkelijk is op te lossen. Oplossen gebeurt door zelf goed na te denken, het probleem in kleinere stukjes op te delen en goed gebruik te maken van wat er in de vorige lessen is geleerd. Als alle verplichte opgaven goed zijn opgelost zal aan het einde van deze cursus automatisch het diploma "Computational Thinking Basiskennis - 1" worden toegevoegd aan de profielpagina van de leerling.

Vorm van een les

Iedere les begint met een korte multimedia presentatie over wat robots zoal doen en betekenen in de maatschappij. Ook wordt hier kort iets uitgelegd over de programmeer instructies die we gaan gebruiken en waarom dit nuttig zou kunnen zijn. Dit onderdeel duurt maximaal 15-20 minuten en kan zowel klassikaal (bijvoorbeeld op het digitale schoolbord, Opties: Toon volledig scherm) als zelfstandig doorlopen worden.

Vervolgens krijgen de leerlingen opdrachten die ze de virtuele robot ‘Robo’ moeten laten uitvoeren. Het is de bedoeling dat leerlingen de opdrachten zelfstandig uitvoeren.

Belangrijk is om de leerlingen zoveel mogelijk zelf het probleem te laten oplossen. Doordat je met RoboMind een virtuele robot programmeert, kan je het zo vaak proberen als je wilt, en kan je nooit iets fout doen. Als er fouten worden gemaakt tijdens het programmeren krijg je automatisch hints over wat je mogelijk zou kunnen verbeteren. Hierdoor kan elk probleem in principe uiteindelijk door iedereen worden opgelost. Dit onderdeel duurt ongeveer 45 minuten.

Hoe verder een leerling komt met de opdrachten hoe beter, maar het is niet erg als aan het einde niet alle opdrachten af zijn voor het verloop van de lessen. Wel is het zo dat je alleen een diploma krijgt als je alle verplichte onderdelen goed hebt afgerond. Voor snelle leerlingen zijn er vaak extra opdrachten aan het einde van de programmeeractiviteit beschikbaar, zodat slimmerikken zich niet hoeven te vervelen. Daarnaast zijn er ook nog vrije opdrachten beschikbaar bij de 'Community Challenges'

Inhoud van de lessen

Les	Inhoud
Aan de slag!	Algemene introductie. Welke typen robots zijn er? Hoe kunnen we ze voor ons laten werken? We doen een creative verkenning met RoboMind door een robotdansje te programmeren. Eerst met behulp van de afstandsbediening in het programma, daarna door zelf opdrachten te schrijven (het echte programmeerwerk) zoals we dat verder in deze cursus ook zullen doen. Belangrijk is dat de leerlingen inzien dat het op het eerste gezicht makkelijker lijkt om de afstandbediening te gebruiken, maar dat zelf een programmaatje schrijven al gauw een heleboel voordelen heeft zoals (snel) herhalen, verbeteren en hergebruik.
Bewaken en slalommen	Vraag is hoe we Robo veel werk voor ons kunnen laten doen, zonder heel grote programma’s te hoeven schrijven. We laten de robot surveilleertaken doen: hiervoor moet de robot veel rondrijden, maar dit kan kort en bondig worden opgeschreven. Verder laten we zien dat een goed programma op meerdere plaatsen van toepassing kan zijn. We proberen inzicht bij te brengen in waarin opdrachten van elkaar verschillen en waarin ze gelijk zijn. Waar problemen gelijk zijn, kan je hetzelfde (stukje) programma toepassen. Dat scheelt veel programmeerwerk.
De vloer verven	Regelmatige patronen maken is goed te automatiseren. We introduceren hiervoor de “herhaal" instructie. Hiermee gaan we oefenen door de robot allerlei vloeren te laten verven. We laten de kracht van slim programmeren zien door met hetzelfde programma en hele kleine wijzigingen zowel een kleine vloer als een grote balzaal te verven.
Fabrieken	Repetetieve taken kunnen soms beter door een machine worden uitgevoerd. Dit gebeurt bijvoorbeeld in fabrieken waar veel eenvoudigere taken geautomatiseerd zijn. Ook hier komt de “herhaal" instructie goed van pas. De opdrachten zijn bedoeld om nog meer te oefenen met herhaal, maar laten ook zien dat wat Robo doet niet echt heel erg verschilt van wat er in een fabriek gebeurt. Verder is het de bedoeling dat de leerlingen inzicht krijgen in welke (delen van) problemen geschikt zijn om te programmeren met de “herhaal" instructie. De snelste leerlingen worden uitgedaagd in de laatste opdracht met als doel om dit inzicht nog iets te verdiepen.
Navigeren	Hoe vinden we in onbekend terrein toch ons doel? Dankzij sensoren aan boord van de robot kunnen we bepalen in welke toestand we zijn. We introduceren hiervoor het programmeren met condities ( “als ... dan ..." constructies) en doen een quiz tijdens de presentatie om er zeker van te zijn dat iedereen dit goed begrijpt. In de opdrachten komen de leerlingen er vervolgens achter dat de robot moeilijkere taken kan oplossen door kleine stapjes met eenvoudige keuzes (de condities) te blijven herhalen. Dit geeft een eerste inzicht in de “verdeel-en-heers" strategie, waarbij je een groot probleem oplost door het in kleinere stukjes op te delen die je ieder voor zich wel op kunt lossen. Voor de snelsten is er nog een laatste opdracht met een extra conditie in de herhaallus (van 2 naar 3 condities).
Spoorzoeken	Hoe vinden we in onbekend terrein toch ons doel? Net als tijdens de vorige les gebruiken we weer sensoren aan boord van de robot waarmee we gaan spoorzoeken. We oefenen weer met de condities die we in de vorige week geleerd hebben met een quiz tijdens de presentatie om er zeker van te zijn dat iedereen begrijpt wat Robo gaat doen als condities wel of niet waar zijn. Daarna gaan de leerlingen zelf aan de slag, waarbij het aantal condities in de herhaallus wordt uitgebreid. Doel is om te laten zien dat je met simpele condities ingewikkeld gedrag kunt krijgen wat ook nog eens robuust is voor variatie in de omgeving (de verschillende kaarten die we zullen gebruiken).
Lijnen volgen	We hebben gezien hoe we taken kunnen uitvoeren door gebruik te maken van herhalen en condities waarmee we kunnen reageren op de omgeving. Met deze kennis kunnen we ook een robot programmeren die lijnen volgt: een toepassing die in vele robot competities terugkomt! Dit is tevens de ‘meesterproef’ voor de leerlingen waarin ze kunnen demonstreren wat ze in de voorgaande lessen hebben geleerd.