Literatuurstudie Computational Thinking: Van definitie tot lessenreeks

17-05-2016 door Justine van den Berg

Artikel van Floor Albers van der Linden, april 2016.
Tijdens haar stage bij het iXperium/Centre of expertise leren met ict heeft Floor een literatuurstudie gedaan naar Computational Thinking (CT). Ze onderzocht welke verschillende uitwerkingen in de literatuur voor komen. In haar artikel geeft Floor een aanzet voor een uitwerking van CT in observeerbaar gedrag en manieren om CT bij leerlingen te stimuleren.

CT is het systematisch denken in stappen, ordenen van informatie, besef van volgordelijkheden en modelleren van gegevens. De definitie van CT van Wing (2006) wordt het meest gebruikt en daarom is ervoor gekozen om deze definitie te volgen in de literatuurstudie: “Computational thinking involves solving problems, designing systems, and understanding human behavior, by drawing on the concepts fundamental to computer science” (Wing, 2006). Vrij vertaald naar het Nederlands: Computational Thinking betreft het oplossen van problemen, het ontwerpen van systemen, en het begrijpen van menselijk gedrag door te putten uit de concepten die fundamenteel zijn voor informatica.

De invulling van CT is tot nu toe echter verre van eenduidig. Op basis van de literatuur is de volgende set van dertien onderdelen opgesteld:

  1. Door algoritmisch redeneren (gebruiken van een serie geordende stappen om een probleem op te lossen) het automatiseren van oplossingen (tools die repetitieve taken uitvoeren).
  2. Probleem decompositie (het opdelen van het probleem in kleinere (behapbare) stukken).
  3. Problemen formuleren op een manier dat het mogelijk maakt om een tool te gebruiken om ze op te lossen/ aanvullend hierop: communicatie in de vorm van transmissie van info van een proces of object naar een ander.
  4. Data abstract representeren en visualiseren (in de vorm van modellen en simulaties).
  5. Data analyseren en logisch organiseren
  6. Identificeren, analyseren en implementeren van mogelijke oplossingen met als doel de meest effectieve en efficiënte manier te gebruiken.
  7. Systematisch gegevens verzamelen.
  8. Generaliseren (en transfer laten plaatsvinden) van de probleemoplossingsproces naar een bredere set van problemen.
  9. Evalueren (het maken van een afweging van tijd, ruimte en inspanning (en herzien van huidige regels en strategieën)).
  10. Debugging tijdens het proces van probleem oplossen (het verwijderen van fouten uit serie stappen/programma’s).
  11. Parallel denken (om tot een oplossing te komen, taken gelijktijdig (laten) uitvoeren (door een tool));
  12. Iteratief denken (stelselmatige herhaling van onderdelen (lus-constructies) van het denkproces);
  13. Recursief denken (het zoeken van een oplossing van een probleem dat afhangt van oplossingen van kleinere identieke problemen).
    Socializen impliceert het in staat zijn van het coördineren, samenwerken en/of concurreren tijdens de fases van CT.
  14. Coördinatie is de controle hebben over de timing van de berekening bij de deelnemende processen om een oplossing te behalen.

De literatuur bevat lang niet altijd een detaillering van deze onderdeling in observeerbaar gedrag. Het nationaal curriculum van England (Department for Education, 2013), Tucker et al. (2011) en de CSTA en de ISTE (2011) hebben elk een leerlijnen voor CT ontwikkeld en geven voorbeelden van observeerbare gedragingen. Deze heb ik, zo ver mogelijk, toegevoegd aan de dertien vaardigheden.

Tot slot heb ik een lijst opgesteld van mogelijke tools en applicaties die een bijdrage kunnen leveren aan CT. In mijn studie heb ik nauwelijks literatuur gevonden die de effectiviteit van deze tools en applicaties onderzocht heeft.

De literatuurstudie laat zien dat er nog geen eenduidige lijst met vaardigheden, observeerbaar gedrag en bijbehorende activiteiten en applicaties voor CT beschikbaar is. Het iXperium/Centre of Expertise leren met ict gaat verder met het uitwerken hiervan. Wil je hier meer over weten, neem dan contact op met Pierre Gorissen.

Referenties
CSTA, & ISTE. (2011). Computational Thinking – Teacher Resources, 66.
Israel, M., Pearson, J. N., Tapia, T., Wherfel, Q. M., & Reese, G. (2015). Supporting all learners in school-wide computational thinking: A cross-case qualitative analysis. Computers and Education, 82, 263–279. http://doi.org/10.1016/j.compedu.2014.11.022
Department for Education (2013). National curriculum in England: Computing programmes of study. Retrieved from: https://www.gov.uk/government/publications/national-curriculum-in-england-computing-programmes-of-study/national-curriculum-in-england-computing-programmes-of-study
SLO (2015). Computational Thinking. Retrieved from: http://curriculumvandetoekomst.slo.nl/21e-eeuwse-vaardigheden/computational-thinking
Tucker, A. B., Seehorn, D., Carey, S., Moix, D., Fuschetto, B., Lee, I., … Verno, A. (2011). CSTA K-12 Computer Science Standards. Retrieved from http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2325380
Wing, J. M. (2006). Computational Thinking. Communication of the ACM, 49 (3), 33-35.

Geplaatst onder: Onderzoek | Reageer

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

*