In deze lectorale rede wordt eerst geschetst hoe de maritieme industrie zich op een kruispunt van wegen bevindt. Met op de ene weg de enorme opgave van het ontwerpen, bouwen en exploiteren van een revolutionair nieuwe generatie van schone en veilige schepen. En op de andere de beschikbaarheid van steeds betere ontwerpgereedschappen, die gedreven wordt door krachtige ontwikkelingen op het gebied van (numerieke) wiskunde, IT, mathematisch modelleren, visualisatie en simulaties. Vervolgens wordt aangegeven op welke wijze het lectoraat meent hierbij van dienst te kunnen zijn, en welke concrete onderwijs- en onderzoeksinspanningen daartoe voorgenomen zijn.
DOCUMENT
In het huidige statistiekonderwijs is te weinig aandacht voor het proces voorafgaand aan de dataverzameling en uitvoering van de berekeningen ten behoeve van het beantwoorden van de onderzoeksvragen; het proces van datamanagement. Datamanagement is echter cruciaal voor het garanderen van de kwaliteit van de data en dus de betrouwbaarheid van de onderzoeksbevindingen. Te weinig aandacht voor dit proces vergroot de kansen op fouten in de gegevens, met als gevolg dat onderzoeksvragen niet beantwoord kunnen worden en projectgelden worden verspild. Om in deze kennislacune te voorzien is een procedure ontwikkeld, die gebruikt kan worden om databestanden te structureren en op te bouwen voordat met de feitelijke uitvoering van het onderzoek wordt begonnen. Deze procedure is beschreven het rapport ‘Van vragenlijst tot tabel’. Daarnaast wordt in de rapportage ingegaan op hoe de gegevens in SPSS kunnen worden geanalyseerd en op hoe de output van de analyses eenvoudig in een tabel voor een onderzoeksrapport of artikel kan worden gezet.
DOCUMENT
Dit lesmateriaal is ontwikkeld in het kader van het BioClock-Consortium, een interdisciplinair onderzoeksproject waarin de wisselwerking tussen de biologische klok van mensen, planten en dieren en de wereld om ons heen centraal staat.In deze les leren leerlingen over het circadiane ritme door het maken van een conceptueel model met de software DynaLearn.De circadiane klok regelt het 24-uursritme van biologische processen in ons lichaam, zoals slaap, hormoonproductie en stofwisseling. De centrale circadiaanse klok bevindt zich in de suprachiasmatische nucleus (SCN), een klein gebied in de hypothalamus. Deze klok wordt aangedreven door klokgenen, zoals CLOCK, BMAL1, PER en CRY. Deze genen werken samen in een feedbacklus om de ritmische expressie van genen te reguleren die betrokken zijn bij belangrijke fysiologische processen.Conceptueel modelleren is een actieve manier om dynamisch systeemgedrag te begrijpen en beschrijven zonder gebruik te maken van numerieke informatie en wiskundige verbanden. Door het maken van het model krijgen leerlingen inzicht in de werking van een systeem en leren ze tevens algemene systeemprincipes, zoals verschillende typen causale verbanden, systeemtoestanden en feedback, die essentieel zijn voor het begrijpen van complexe systemen.
MULTIFILE
Met het project Circl-Wood willen projectpartners Fijnhout en Nijboer, samen met de Hogeschool van Amsterdam (HvA) kennis ontwikkelen over het ontwerpen en produceren van hoogwaardige objecten uit afvalhout (Dit kan afvalhout betreffen uit verschillende bronnen; afvalinzameling, woningrenovatie, recycling bedrijven, maar ook reststukken van houtleveranciers en houtverwerkende bedrijven) met behulp van geavanceerde numerieke ontwerpgereedschappen (“computational design”). De projectpartners willen samen onderzoeken of het mogelijk is om hoogstaande en in het oog springende circulaire objecten te ontwerpen van een specifieke hoeveelheid afvalhout, met de HvA ligstoel - die in 2018 in een eerder KIEM project is gemaakt - als iconisch voorbeeld. Hierbij worden de kenmerken van het beschikbare hout (kleur, vorm, nerfrichting, houtsoort) als ‘data’ gebruikt om met ontwerpalgoritmes objecten te ontwikkelen met unieke kenmerken. Deze data-gedreven ontwerpmethode dient toepasbaar te zijn op een willekeurige batch hout die door robots geïnventariseerd en gesorteerd is. Het automatiseren van het ontwerpproces voor hoogwaardige producten creëert nieuwe circulaire toepassingsmogelijkheden voor afvalhout. In 2018 was het ontwerp van de stoel niet gebaseerd op de specifieke stukken hout waarvan hij werd gemaakt. Pas na het ontwerp werden stukken afvalhout handmatig geselecteerd, op maat gezaagd en verbonden tot een omhullende vorm, die door de robot 3D gescand is en waar vervolgens door de robot de stoel uit gefreesd is. In Circl-Wood echter wordt een geavanceerd ontwerpproces ontwikkeld: de gegevens van een beschikbare hoeveelheid resthout worden gebruikt om verschillende specifieke ontwerpen te maken met kleurpatronen, vormen en structuren gerelateerd aan het beschikbare hout. Het doel is om haalbare ontwerpen te berekenen op basis van het beschikbare hout. Het project demonstreert hoe numerieke ontwerpgereedschappen bij kunnen dragen aan een creatieve en efficiënte benutting van resthout van houtverwerkende bedrijven zoals Fijnhout voor interieur toepassingen (door bedrijven als Nijboer).
Kun je data aanraken? Hoe lang moet een trein zijn om een miljoen YouTube abonnees tegelijk te laten reizen? Samen met de basisschoolleerlingen van St. Janschool gaan de Hogeschool van Amsterdam (HvA) en de Waag Society op zoek naar leuke en interessante data fysicalisaties. Dat zijn tastbare weergaves van big data, die je echt kan bekijken en aanraken in plaats van op een scherm of in een boek. De huidige maatschappij wordt gekenmerkt door een groeiend aantal technologische mogelijkheden, waarmee data op exponentiele schaal verzameld en gebruikt kunnen worden. Deze groeiende beschikking over ‘big’ data en andere technologische toepassingen leidt niet per se en direct tot meer inzicht en vaardigheden. Datasystemen zijn immers vaak complex en verborgen. Wel bieden nieuwe technologische ontwikkelingen, zoals computergestuurde machines (digitale fabricage) de mogelijkheid om data en digitale objecten zichtbaarder en tastbaarder te maken. Vanuit het onderwijs is de vraag naar handvatten die leerlingen in staat stellen deze ontwikkelingen te omarmen en mede vorm te geven, met name om datageletterdheid en 21st century skills te vergroten. Het project “Zichtbaar slimmer” heeft als doel om praktijkgericht onderzoek te doen naar de potentie van datafysicalisatie –het tastbaar maken van data– als middel om datageletterdheid en de 21st century skills communiceren, kritisch denken en creativiteit te stimuleren. Datafysicalisatie gaat een stap verder dan datavisualisatie omdat het gaat om het creëren en vormgeven van tastbare representaties van data, zoals numerieke gegevens en het weergeven van potentiële patronen, ten behoeve van nieuw inzicht en kennis. Het doel is de potentiële waarde van datafysicalisatie in het onderwijs te onderzoeken. De betrokkenen van de HvA, St Janschool en Waag Society hebben samen de wens uitgesproken om via een aantal workshops te exploreren op welke manier de creatie van tastbare data fysicalisaties kan bijdragen aan genoemde 21st century skills.
