Hoofdstuk 12 in J. Duarte, M. Günther-Van der Meij, C. Frijns, & B. Gezelle Meerburg (Reds.), Talenbewust lesgeven: Aan de slag met talige diversiteit in het basisonderwijs
This study investigates what pupils aged 10-12 can learn from working with robots, assuming that understanding robotics is a sign of technological literacy. We conducted cognitive and conceptual analysis to develop a frame of reference for determining pupils' understanding of robotics. Four perspectives were distinguished with increasing sophistication; psychological, technological, function, and controlled system. Using Lego Mindstorms NXT robots, as an example of a Direct Manipulation Environment, we developed and conducted a lesson plan to investigate pupils' reasoning patterns. There is ample evidence that pupils have little difficulty in understanding that robots are man-made technological and functional artifacts. Pupils' understanding of the controlled system concept, more specifically the complex sense-reason-act loop that is characteristic of robotics, can be fostered by means of problem solving tasks. The results are discussed with respect to pupils' developing technological literacy and the possibilities for teaching and learning in primary education.
LINK
Eerder onderzoek toont aan dat de leerkrachtinterventies, wanneer leerlingen werken met ICT-roboticaomgevingen, bijdragen aan de beslissingsvaardigheid van leerlingen bij het oplossen van programmeerproblemen. Ook is aangetoond dat het de leerkracht moeite kost om terughoudend te zijn wanneer leerlingen m.b.v. ICT een probleem moeten oplossen. Deze terughoudendheid van de leerkracht is een belangrijke voorwaarde om onderzoekend leren en probleemoplossend handelen op basis van ICT-omgevingen bij leerlingen mogelijk te maken. In plaats van een zekere terughoudendheid te betrachten interveniëren leerkrachten vaak vanuit zichzelf om informatie te verstrekken of wanneer moeilijke problemen opgelost moeten worden waarbij misconcepties dreigen te ontstaan. Het doel van het project is om vast te stellen welke leerkrachtinterventies werken en wat daar de opbrengst van is binnen een ICT-programmeeromgeving. De beoogde resultaten bestaan enerzijds eruit dat leerlingen van zowel onderbouw, middenbouw als bovenbouw in staat zijn om: - te programmeren met behulp van LEGO materiaal; - zodanig te programmeren dat ze systematisch een probleem aanpakken; - zodanig te programmeren dat ze binnen een statische of dynamische programmeeromgeving en programmeerprobleem kunnen oplossen; en bestaan anderzijds eruit dat in kaart wordt gebracht welke leerkrachtinterventies werken en wat daarvan de opbrengst is.
De markt vraagt om steeds meer productvariëteit. Veel bedrijven realiseren productvariëteit nu met veel klant-specifiek engineeringswerk (Engineer-to-Order/EtO). Dit zet druk op alle afdelingen in het bedrijf zoals sales, engineering, productie en service. Een uitdagende manier voor deze bedrijven, om beter met het spanningsveld tussen externe en interne eisen om te gaan, is het ontwikkelen van meer configureerbare producten (lego principe}. Hiervoor is een modulaire opbouw van het product nodig waarin verschillende productonderdelen gestandaardiseerd zijn en gebruikt kunnen worden in verschillende eindproducten. Zo kan, met minder engineeringsactiviteiten, een product geconfigureerd worden (Configure-to-Order/CtO) en de klant productvariëteit worden geboden zonder alle interne druk. Voor diverse bedrijven vormen ook de mogelijkheden van Industry 4.0 en sustainabilty ambities belangrijke drivers in hun streven naar meer CtO. Het implementeren van CtO is echter niet eenvoudig. Het vraagt om aanzienlijke capaciteit, kennis en kunde op het gebied van productontwikkeling, procesontwikkeling en het veranderproces. Betrokkenheid van medewerkers uit alle belangrijke afdelingen (verkoop, engineering, productie, service etc.) is een vereiste. Mkb-bedrijven worstelen hiermee en hebben behoefte aan goede tools en technieken, zowel inhoudelijk, over de ontwikkeling van de productarchitectuur en de impact hiervan op de bedrijfsprocessen, als veranderkundig, hoe deze transitie tot stand te brengen. In dit Sia RAAK-mkb onderzoek willen wij samen met productie mkb-bedrijven, kennisinstellingen en brancheorganisaties een integrale aanpak ontwikkelen om CtO op een goede manier te implementeren. De deelnemende mkb-bedrijven hebben de duidelijke wens om dit de komende jaren te doen. Voor de specifieke casussen zullen met casestudies en interventieonderzoek aanpakken ontwikkeld worden. Studentprojecten zullen ondersteuning geven aan de verschillende interventies. Vervolgens zal systematisch case-vergelijkend onderzoek worden uitgevoerd om inzicht te krijgen in wat in welke situatie werkt. Op basis van het case-vergelijkend onderzoek worden tools en technieken ontwikkeld die enerzijds generiek zijn en anderzijds kunnen worden aangepast aan specifieke bedrijfssituaties.
MKB-bedrijven zien tegenwoordig een trend waarin vaker wordt geproduceerd in lage volumes en hoge variëteit. Om deze verschillende producten met een constante kwaliteit te produceren, zijn actuele werkinstructies noodzakelijk. In MKB-bedrijven is het een uitdaging om deze werkinstructies snel te kunnen generen, normaal gesproken is dit een tijdrovende klus, die niet gestandaardiseerd is. De volgende uitdaging is snel en correct kunnen presenteren van werkinstructies aan de werknemer, vooral met oude papieren versies verspreid over de werkvloer. Het is lastig deze up-to-date te houden wanneer veel kleine variaties zijn tussen de verschillende producten en werknemers hebben moeite om de nieuwste versie te identificeren. Dit project maakt gebruik van de nieuwste trends op het gebied van automatisering en digitalisering. Momenteel hebben wij een proof-of-concept ontwikkeld die demonstreert hoe automatisch werkinstructies gegenereerd kunnen worden uit een productontwerp. Vervolgens worden deze gevisualiseerd op het juiste moment aan de werknemer op een smart glass. Het huidige product kan van eenvoudige lego producten werkinstructies maken. Maar wij willen dit graag verder ontwikkelen om een minimum viable product te krijgen, waarbij wij de relevantie in de industrie kunnen aantonen. Tijdens ons onderzoek is contact geweest met verschillende bedrijven (Amfors/Scalabor) die interesse hebben in deze toepassing. Het doel is om dit product verder te ontwikkelen zodat snel werkinstructies gegenereerd en gevisualiseerd wordt aan de werknemer.
