Computational thinking is - als onderdeel van digitale geletterdheid - een van de 21e eeuwse vaardigheden die een plek zouden moeten krijgen in het onderwijs (Thijs, Fisser & van der Hoeven, 2014). Computational thinking is een verzameling van denkprocessen waarbij probleemformulering, gegevensorganisatie, -analyse en -representatie worden gebruikt voor het oplossen van problemen met behulp van ICT-technieken en -gereedschappen. Het doel is het (her)formuleren van problemen op een zodanige manier dat het mogelijk wordt om een computer of andere technologieën te gebruiken om het probleem op te lossen. Het gaat hierbij om een combinatie van onder meer probleemoplosvaardigheden en programmeren, maar ook om het vermogen om te gaan met open problemen, het kunnen communiceren en samen te werken om een gezamenlijk doel te bereiken en het hebben van doorzettingsvermogen bij lastige en open problemen. Tijdens dit symposium wordt computational thinking verder toegelicht, zowel vanuit de literatuur, vanuit leerplankundig oogpunt als vanuit de praktijk van lerarenopleidingen en scholen.

1. SLO ● nationaal expertisecentrum leerplanontwikkeling
Symposium computational thinking:
leerlingen, leraren (in opleiding)
en lerarenopleiders als
probleemoplossers
met behulp van de computer
VELON Congres, Brussel, 5 februari 2016
Petra Fisser, Allard Strijker, Gerard Dummer, Nicole van Aar,
Remco Pijpers, Joke Voogt & Monique van der Hoeven
SLO, Hogeschool Utrecht, Hogeschool Windesheim,
Kennisnet, Universiteit van Amsterdam

2. Symposium computational thinking
Voorzitter: Monique van der Hoeven, nationaal expertisecentrum
leerplanontwikkeling (SLO)
Presentaties:
• Petra Fisser & Allard Strijker, nationaal expertisecentrum
leerplanontwikkeling (SLO)
• Gerard Dummer, Hogeschool Utrecht
• Nicole van Aar-Heinsman, Hogeschool Windesheim
• Remco Pijpers, Stichting Kennisnet
Discussiant: Joke Voogt, Universiteit van Amsterdam

3. SLO ● nationaal expertisecentrum leerplanontwikkeling
Computational thinking
in het kader van
21e eeuwse vaardigheden
Petra Fisser, Allard Strijker
VELON Congres
Brussel, 5 februari 2016

4. Computational thinking
• Wing (2006):
– denken als een informaticus, nuttig voor iedereen
– denken in stappen, ordenen van informatie, besef van
volgordelijkheden en het modelleren van gegevens
• Polya (1945): alledaagse problemen op een gedisciplineerde
manier aanpakken door op te delen in kleinere problemen
• Papert (1980; 1991):
– bijdrage van LOGO als programmeertaal aan het ontwikkelen van
probleemoplosvaardigheden
– niet alleen instrumentele (programmeer) vaardigheden te
ontwikkelen, maar daardoor ook in staat om op een hoger
conceptueel niveau te denken, in verschillende inhoudsdomeinen

5. Computational thinking
• Resultaten van studies naar LOGO en de transfer naar
probleemoplosvaardigheden geven echter geen uitsluitsel of
deze ideeën waargemaakt kunnen worden!
• Transfer van programmeren naar bredere
probleemoplosvaardigheden gebeurt niet alleen door
programmeren te oefenen
• Leerlingen kunnen deze transfer alleen maken als zij begeleid
worden bij het reflecteren op de vaardigheden die zij leren
tijdens het programmeren en de manier waarop zij deze
vaardigheden in andere contexten kunnen toepassen
(Salomon & Perkins, 1989).

6. Computational thinking
• Computational thinking: programmeren, coderen
of in een breder kader?
• Programmeren / coderen: in NL
nu alleen in havo/vwo keuzevak informatica
• Breder kader: 21e eeuwse vaardigheden
http://onsonderwijs2032.nl/
http://www.knaw.nl/

7. 21e eeuwse vaardigheden
• Maar: 21e eeuwse vaardigheden
komen nog weinig structureel en
doelgericht aan de orde
• leraren hebben meer
houvast nodig
• Inbedden in bestaande leergebieden meest
kansrijke optie
http://www.slo.nl/toekomstgerichtonderwijs
http://curriculumvandetoekomst.slo.nl/

8. Digitale geletterdheid
• Digitale geletterdheid is het geheel van ICT-
(basis)vaardigheden, informatievaardigheden, mediawijsheid
en computational thinking
– kunnen omgaan met ICT
– bewust, actief en kritisch omgaan met media
– zoeken, selecteren, verwerken en gebruiken van relevante informatie
– het (her)formuleren van problemen zodat ze op te lossen zijn met de
computer
http://curriculumvandetoekomst.slo.nl/

11. Computational thinking in het onderwijs
• Project 21e eeuwse vaardigheden
• Concretisering van computational thinking als een van de
vaardigheden
– definitie & beschrijving
– voorbeeldmatig leerplankader (inhouden en doelen)
– Voorbeeldmaterialen
• Evaluatie van concretisering met klankbordgroepen
– Scholen
– Lerarenopleidingen
– Uitgevers & onderwijsondersteuners
– Vakcollega's
http://curriculumvandetoekomst.slo.nl/

12. Computational thinking in het onderwijs
• Het (her)formuleren van problemen zodat ze op te lossen zijn
met de computer
– Gegevens logisch organiseren en analyseren
– Gegevens representeren door middel van abstracties zoals modellen
en simulaties
– Het oplossen mogelijk te maken door algoritmisch te denken
(denken in een reeks geordende stappen)
– Identificeren, analyseren en implementeren van mogelijke
oplossingen met als doel het vinden van de meest efficiënte en
effectieve combinatie van stappen en hulpmiddelen
– Generaliseren en overbrengen (transfer) van dit proces van
probleem oplossen naar een breed scala van problemen in andere
leerdomeinen
http://curriculumvandetoekomst.slo.nl/

13. Computational thinking in het onderwijs
• En daarnaast
– Vertrouwen in omgaan met complexiteit
– Doorzettingsvermogen in het werken met moeilijke problemen
– Vermogen om om te gaan met ambiguïteit
– Vermogen om om te gaan met open problemen
– Vermogen om met anderen te communiceren en samenwerken om
een gezamenlijke doel of oplossing te bereiken
http://curriculumvandetoekomst.slo.nl/

14. Computational thinking in het onderwijs
• http://curriculumvandetoekomst.slo.nl/

15. Hoe verder?
• Implementatie van de uitwerkingen van computational thinking
(en de andere vaardigheden)
• Gevoed door (internationale) literatuur en door ideeën en
ervaringen van scholen
• In samenwerking met lerarenopleidingen?
• Zie ook:
http://curriculumvandetoekomst.slo.nl/
en
http://curriculumvandetoekomst.slo.nl/21e-eeuwse-vaardigheden
http://curriculumvandetoekomst.slo.nl/

16. Computational Thinking
op de Pabo
Gerard Dummer
Hogeschool Utrecht

17. Wat komt aan bod?
• Kader vanuit de Pabo
• Computational Thinking
• Ontwerpend Leren 2.0
• Voorbeelden

18. Kader vanuit de Pabo
Wetenschap en Technologie is een manier van
kijken naar de wereld. Dit begint bij
verwondering: waarom is de wereld zoals zij is?
Vanuit die attitude komen vragen op of worden
problemen gesignaleerd. De zoektocht naar
antwoorden op die vragen en problemen leidt
tot oplossingen in de vorm van kennis en/of
producten. Deze oplossingen zijn tegelijk weer
uitgangspunt voor nieuwe vragen.
Adviesrapport van de verkenningscommissie Wetenschap & Technologie

21. Computational thinking
• Probleemoplossend vermogen/
Computational thinking
– Algorithmic thinking (algoritmisch denken)
– Evaluation (evalueren)
– Decomposition (ontleden van een probleem)
– Abstraction (abstractie)
– Generalisation (generaliseren)
Zie meer informatie op weblog Phill Bagge

22. Computational thinking
• Algoritmisch denken:
– Precieze instructies of regels afspreken om een
probleem op te lossen.
– Recept
– Muzieknotaties
– Instructieve tekst
• Programmeren is een algoritme omzetten in code
die door een apparaat gelezen kan worden
Bron weblog Phil Bagge

23. Computational thinking
Evaluatie:
• Naar een algoritme kijken en vaststellen hoe:
– bruikbaar ze zijn,
– aanpasbaar,
– efficiënt,
– Kloppend
• Welk algoritme is het beste?
• Lost het het probleem op?
• Werkt het niet alleen op papier maar ook in de
praktijk?
Bron weblog Phil Bagge

24. Computational thinking
Ontleden van een probleem
• Een complex probleem afbreken tot
overzichtelijke stukken
• Overzichtelijke stukken apart oplossen
– Planner gebruiken waarin je probleem opdeelt in
gedetailleerde beschrijvingen

25. Computational thinking
Abstractie
• Vaardigheid om complexiteit te verminderen
door irrelevante details te verbergen en te
focussen op het belangrijkste element

26. Computational thinking
Generaliseren:
• Een oplossing die werkt voor één probleem
toepassen om ander probleem op te lossen

27. Ontwerpend Leren 2.0
Ontwerpend Leren
Computational thinking
Creativiteit
Thematisch leren
Ontwerpend Leren 2.0
+

29. Ontwerpend leren 2.0
• Thema
• Ontwerpprobleem
• Ideeën verzamelen
• Hoe werkt het eigenlijk?
• Onderdelen van het probleem
• Wat moet je precies doen?
• Bouwen
• Hoe werkt het?
• Het volgende probleem

30. Voorbeelden

31. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
Computational Thinking op de pabo
Dr. Nicole van Aar-Heinsman

32. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
Systeemdoorbreken
Het basisonderwijs kent de volgende moeilijkheden om
goed W&T-onderwijs te geven:
Affiniteit, didactiek
Inhoudelijk vormgeven van W&T lesprogramma
voor toekomstige arbeidsmarkt-participatie
Geen ervaring hoe technologische
infrastructuur te betrekken

33. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
Wetenschap & Technologie op de pabo
1. O&O-leren als doel om actuele relevante vragen /problemen op te
lossen m.b.v. kennis en inzicht
2. O&O-leren als middel voor leeractiviteiten en het ontwikkelen van
attitude en vaardigheden?

34. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
W&T
en
computational
thinking?

35. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
Computational thinking (onbewust bekwaam)
• Lesvoorbereidingsformulier invullen
• Werken volgens de cirkel van onderzoekend & ontwerpend leren
• Rekenactiviteiten, stapsgewijs naar een oplossing toe werken
• Ontwerpen en uitvoeren van webquest
• Taal (woordenschat)
• Literatuuronderzoek

36. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
Voorbeelden van huidige activiteiten Pabo
Jaar CT, Betrokken partijen
1 Pilot O&O
Klokhuisfilm,
artikel
assessment
Fenomeen (Reizen), O&O
Kennismaken met ICT-middelen,
mediawijsheid, mediatechniek,
Klokhuisfilm, schrijven artikel
Pabo, po-scholen,
media, experts
(bedrijf, instituut)
2 Ontwerpen
Webquest,
betekenisvol
onderwijs
met ICT-
middelen
Systematisch Raamwerk
Inhoud volgens
onderzoekscirkel/ontwerpcirkel
Onderwerp natuur/techniek
Vakoverstijgend,
computervaardigheden, sociale
vaardigheden, passend onderwijs
Pabo, po-scholen
3 Profilering 3D-printen, ozobot, O&O
Leerlijn ontwerpen
Lab21, MBO, Pabo,
techniek, UU, Wetsus,
waterzuivering

37. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
Activiteiten systeemdoorbreken naast onderwijs
Onderwerp Betrokken partijen
3D-challenge Met basisscholen, contract 3D-printbedrijf, LAB21
3D printer in bruikleen van PABO
Ontwerpen betekenisvol onderwijs
Start 15 maart, challenge 15 juni
promoteam Activiteiten gerelateerd aan W&T, ICT, samenwerking met
techniekstudenten (careerdays, FLL, digivita code events)
3D-
printcongres
Bedrijven, school-ouder-student-leerkracht-WH
(vanuit probleem ontwerpen, zoeken naar oplossing)
3D-print
onderzoek
Hanno van Keulen Lector WH, po-scholen, fablab Almere,
gemeente Almere

38. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g

39. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
Ozobot
Doel: kennis maken met ozobot, probleemoplossen, samenwerken

40. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
Webquests met groep 12

41. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
3D-printen, ontwerpen in Tinkercad pabo

42. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
Kennismaken met….

43. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
3D-printen, ontwerpen in Tinkercad po

44. W i n d e s h e i m z e t k e n n i s i n w e r k i n g
Reacties studenten
Ik ben heel blij dat ik voor de
vakprofilering Natuur en Techniek heb
gekozen. We hebben zo veel zelf mogen
onderzoeken en mee mogen denken
Het heeft mij verrast dat de leerlingen zo op
kunnen gaan in een thema. Ze zijn super
enthousiast en willen er het liefst de hele dag
mee bezig zijn
Wat ik zeker even wil zeggen
is dat ik natuur & techniek
een geweldig vak vind. Hoe
de leerlingen op onderzoek
gaan en dan vragen stellen,
maar vervolgens ook zelf
weer antwoord krijgen op
hun eigen vraag.
Mijn visie met betrekking tot het
onderwerp natuur en techniek is
dat ik het steeds meer ben gaan
waarderen. Ik vind het nu leuk
en ben al veel meer te weten
gekomen hoe iets nou eigenlijk
in zijn werk gaat. Dit heb ik
vooral geleerd in de lessen van
de vakprofilering N&T.

45. ΩSLO ● nationaal expertisecentrum leerplanontwikkeling
Computational thinking in het
basisonderwijs
Remco Pijpers, Allard Strijker

46. Waarom is ‘computational thinking’ belangrijk
voor leerlingen? Hoe kun je simpel beginnen in
het basisonderwijs?

47. Je leert creëren

48. Je leert begrijpen – is dit wel waar?

49. Technologie is overal..

50. Grip

51. Het economisch perspectief

52. Het ideologisch perspectief

53. Het onderwijskundig perspectief
• Kinderen voorbereiden op
een toekomst waarin men
steeds meer gebruik zal
maken van digitale
middelen. Niet per definitie
bedoeld om kinderen op te
leiden tot programmeur,
maar om ze vaardigheden
te leren waarvan ze in elk
beroep profijt hebben
• Wie leert te programmeren
vergroot vaardigheden als:
- ruimtelijk inzicht
- structureren
- probleemoplossend
vermogen
- logisch denken
- creatief denken
- technologie creëren in plaats
van (alleen) consumeren

54. Cover UK-rapport

55. Sleutelfase 1 (5-7 jaar)
• begrijpen wat algoritmes zijn, en hoe die omgezet kunnen worden naar
programma’s;
• begrijpen dat programma’s met precieze en eenduidige instructies werken;
• eenvoudige programma’s schrijven (coderen) en fouten daaruit verwijderen
(debuggen);
• logische redeneringen gebruiken om het gedrag van eenvoudige
programma’s te voorspellen;
• digitale content creëren, organiseren, opslaan, manipuleren en weer
binnenhalen;
• informatietechnologische toepassingen van buiten de school herkennen;
• de technologie veilig en respectvol gebruiken, en persoonlijke informatie
beschermen;
• weten waar je naartoe moet als je hulp of ondersteuning nodig hebt, of
wanneer je je zorgen maakt.
• Sleutelfase 2 (7–11 jaar), sleutelfase 3 (11-14 jaar), sleutelfase 4 (14-16 jr)

56. Les 1: de Britse didactische
ervaringen
1. Begin bij de praktijk – Doen en maken moeten voorop staan, toont
het Britse computing- onderwijs aan. Kennis opdoen over
informatica, computing en computationeel denken is vele malen
effectiever als er aan concrete projecten wordt gewerkt.
2. Werk groepsgewijs – Laat de leerlingen zoveel mogelijk in teams
(subgroepjes) werken.
3. Stimuleer discussies – Discussies tussen de leerlingen zijn
essentieel, zo zeggen de Britse computing-docenten.
4. Maak de lessen flexibel – Probeer bij elke les extra materiaal klaar
te hebben liggen voor de snelle en de langzamere leerlingen. Deze
methode wordt veel gebruikt om leerlingen meer vertrouwen te
geven.

57. Les 2: goede (bij)scholing
• Het grootste probleem bij de Britse computing-docenten bleek
hun gebrek aan zelfvertrouwen. De belangrijkste oorzaak: te
weinig kennis en ervaring, vooral op het gebied van
programmeren. De school moet dus zorgen voor: heldere
leerdoelen, gedegen lesmateriaal, betrouwbare ondersteuning,
en vooral: scholing.
• Bijscholing in het primair onderwijs hoeft niet veel tijd te kosten,
zo bleek. Denk aan een paar dagen. Bijscholing voor docenten in
het VO is tijdrovender.
• In Groot-Brittannië gaat het juist niet goed met de bijscholing. Dat
wil zeggen: sommige scholen maken er echt werk van, maar
andere niet of nauwelijks. Terwijl er wel voldoende geld
beschikbaar is (net als In Nederland) en er ook voldoende
(bij)scholingsmogelijkheden zijn.

58. De ‘versnellers’ in Nederland

59. De ‘versnellers’ ontwikkelen een
leerlijn programmeren
• Een leerlijn van groep 1 t/m 8 op basis van de doelen van SLO
• Gratis beschikbaar voor het hele onderwijs
Doelen:
• de meerwaarde van programmeren duidelijk maken voor
kinderen
• Urgentiebesef duidelijk maken bij:
– Bestuurders
– Directeuren
– Leerkrachten onder-, midden- en bovenbouw
• Antwoord op de vraag: welke scholing is nodig zodat de
leerkracht zelf les in programmeren kan geven?

60. • Als voorbeeld-activiteiten veel unplugged opdrachten:
1. context: staat dichtbij leerlingen en leerkrachten
2. het (soms beperkt) aantal beschikbare devices (en de diversiteit
aan beschikbare devices)
3. Als doel om voorbeeld te geven hoe deze doelen in praktijk
kunnen worden gebracht
• Als de kinderen deze “grammatica” beheersen
(unplugged of plugged) maakt het niet meer zoveel uit
met welke tool of taal zij vervolgens aan de slag gaan.
Daarom nemen we de doelen als leidraad.
Over de leerlijn

61. Basisbegrippe
n
Omschrijving Doelen en mogelijke
actviteiten voor
onderbouw
Doelen en mogelijke
actviteiten voor
middenbouw
Doelen en mogelijke
activiteiten voor
bovenbouw
Koppeling met
doelen SLO
Algoritme Een reeks instructies, die
wanneer deze stap voor stap in
de juiste volgorde uitgevoerd
worden, tot een vooraf
vastgesteld doel leiden.
Activiteit 1
- Leert het begrip
algoritme kennen
- Leert dat een
algoritme een lijst van
instructies is die leiden
tot bepaald resultaat.
- Leren een simpel
algoritme te maken in
een concrete situatie
met een vaste, van te
voren bepaalde set
instructies.
Activiteit 2
- Leert dat je een
algoritme om kunt
zetten naar code
zodat het een
programma wordt dat
een computer uit kan
voeren.
Activiteit 1
- Leert hoe complex het is
om echte problemen om te
zetten in programma's.
- Leert dat ideëen helder
kunnen lijken, maar wellicht
nog steeds verkeerd
"begrepen" kunnen worden
door een computer.
- Oefent hoe ideëen
gecommuniceerd kunnen
worden middels codes en
symbolen.
Activiteit 2
- Leert het begrip algoritme
te verbinden met alledaagse
situaties.
- Leert grote activiteiten op
te delen in deelopdrachten.
- Leert hoe deelopdrachten
in een logische volgorde
geplaatst kunnen worden.
Activiteit 3/10 en 4/1
- Leert een algoritme te
maken dat hergebruikt
kan worden.
- Leert verschillende
algoritmes te evalueren.
- Leert een probleem op
te lossen door een
eigen set instructies te
formuleren.
CT02, CT11,CT12,
CT13, CT16, CT19,
CT21, CT22, CT25
https://code.org/curric
ulum/course1/1
https://code.org/curric
ulum/course1/2
https://code.org/curriculum/c
ourse2/1
https://code.org/curriculum/c
ourse2/2
https://code.org/curricul
um/course3/10https://co
de.org/curriculum/cours
e4/1
Doelen en activiteiten per begrip

62. Codekinderen.nl

63. Tip!

64. Computational thinking en de
TPACK van leraren?
Joke Voogt
Universiteit van Amsterdam/
Hogeschool Windesheim

66. Wat is het?
Computational thinking involves solving
problems, designing systems, and understanding
human behavior, by drawing on the concepts
fundamental to computer science… It represents
a universally applicable attitude and skill set
everyone, not just computer scientists, would be
eager to learn and use
Wing, 2006

67. TPACK en CT?
CK: Kennis over de kernconcepten en
processen die onderwezen moeten
worden (simuleren, algoritmes;
abstraheren; automatiseren)
PCK: Welke didactiek is geschikt om de
kernconcepten en processen te leren
(ontwerpend leren aan de hand van
authentieke problemen)

68. TPACK en CT?
TCK: ICT-middelen kunnen
selecteren die effectief zijn om de
kernconcepten/processen te
onderwijzen
TPCK: effectief gebleken ICT-middelen zo
inzetten dat kernconcepten/processen
passen bij de ontwikkeling van de
leerlingen in de eigen groep

69. Waar in het curriculum?
Apart vak of geïntegreerd?
• Computing curriculum in Engeland?
• Informatiekunde in Nederland
Hoe gaan we om met de doorlopende leerlijn
(richting informatica bovenbouw VO)
Bij wie is CT belegd? (eigenaarschap)
• De computer science / informaticadocent?
• Of bij vakdocenten?

70. SLO ● nationaal expertisecentrum leerplanontwikkeling
Symposium computational thinking:
leerlingen, leraren (in opleiding)
en lerarenopleiders als
probleemoplossers
m.b.v. de computer
VELON Congres, Brussel, 5 februari 2016
Petra Fisser, Allard Strijker, Gerard Dummer, Nicole van Aar,
Remco Pijpers, Joke Voogt, Monique van der Hoeven
SLO, Hogeschool Utrecht, Hogeschool Windesheim,
Kennisnet, Universiteit van Amsterdam
contact: p.fisser@slo.nl