Eindhoven University of Technology MASTER …leren programmeren. Immers, wat ze bouwen kunnen zij en hun klasgenoten meteen, altijd en overal delen en gebruiken. Tijdens het leren

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • Eindhoven University of Technology

    MASTER

    Onderzoek naar mobiele apparaten als leerplatform voor informatica in het voortgezetonderwijs

    Crombach, Coen; Eggenkamp, R.H.

    Award date:2012

    Link to publication

    DisclaimerThis document contains a student thesis (bachelor's or master's), as authored by a student at Eindhoven University of Technology. Studenttheses are made available in the TU/e repository upon obtaining the required degree. The grade received is not published on the documentas presented in the repository. The required complexity or quality of research of student theses may vary by program, and the requiredminimum study period may vary in duration.

    General rightsCopyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright ownersand it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

    • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

    https://research.tue.nl/nl/studentthesis/onderzoek-naar-mobiele-apparaten-als-leerplatform-voor-informatica-in-het-voortgezet-onderwijs(4a29783d-fb40-481b-867a-a3a7e09c9643).html

  • Onderzoeksverslag“Onderzoek  naar  mobiele  apparaten  als

    leerplatform  voor  Informatica  in  het

    voortgezet  onderwijs”

    Onderzoek  van  Onderwijs  (EME19)

    Studiejaar  2011-2012

    Uitgevoerd  door:

    Coen  Crombach  (303528)François  Vonk  (0408074)Robin  Eggenkamp  (0787895)

    Begeleid  door:

    Kees  HuizingJacob  Perrenet

    Versie  1.0

    2  juli  2012

  • SamenvattingProgrammeren  wordt  gezien  als  een  essentieel  onderdeel  van  het  informatica-curriculum  in

    het  voortgezet  onderwijs.  Nieuwe  generaties  studenten  worden  omringd  door  computer

    gerelateerde  instrumenten.  Bij  het  oplossen  van  problemen  van  uiteenlopende  aard  wordt

    deze  apparatuur  vaak  ingezet.  Het  wordt  dan  ook  voor  iedereen  steeds  belangrijker  te

    kunnen  werken  met  computers,  te  begrijpen  hoe  ze  werken  en  ze  (tot  op  zekere  hoogte)  te

    kunnen  programmeren.

    Hoe  kunnen  we  leerlingen  motiveren  om  te  leren  programmeren  en  hoe  leren  we  ze  dit  op

    een  zo  effectief  mogelijke  manier?  Onze  hypothese  is  dat  mobiele  apparaten  zoals

    smartphones  hiervoor  een  geschikte  context  zijn.  Mobiele  telefoons  zijn  immers  niet  meer

    weg  te  denken  uit  het  leven  van  de  leerlingen  in  het  voortgezet  onderwijs.  De  mobiele  context

    gecombineerd  met  de  juist  didactische  aanpak  en  ontwikkelomgeving  (een  visuele  omgeving

    genaamd  App  Inventor  in  ons  geval)  vormt  volgens  ons  een  motiverende  en  effectieve

    leeromgeving.

    De  resultaten  van  ons  onderzoek  zijn  beschreven  in  dit  verslag  en  ondersteunen  onze

    hypothese.  Deze  resultaten  hebben  geleid  tot  lesmateriaal  dat  gebruikt  kan  en  zal  worden  bij

    het  leren  programmeren  in  het  voortgezet  onderwijs.

    1

  • 2

  • Inhoudsopgave

    Samenvatting

    Inhoudsopgave

    1.  Introductie

    2.  Theorie

    3.  Onderzoeksvragen

    4.  Methode

    4.1.  Steekproef  en  respondenten

    4.2.  Procedure

    4.3.  Instrumenten

    4.3.1.  Oriënterende  enquête  naar  relevante  aspecten  van  programmeeronderwijs

    en  lesmateriaal

    4.3.2.  Enquête  over  motivatie  bij  programmeren

    4.3.3.  Masterclass  voor  het  verzamelen  van  feedback  op  het  ontwikkelde

    materiaal

    4.3.4.  Interviews  voor  het  verzamelen  van  feedback  op  het  ontwikkelde  materiaal

    5.  Resultaten

    5.1.  Gebruikte  programmeermethoden  en  tekortkomingen

    5.2.  Criteria  goed  programmeeronderwijs

    5.3.  Motiverende  werking  van  apps  maken  voor  mobiele  apparaten

    5.4.  Geschiktheid  gebruik  visuele  programmeeromgeving

    5.5.  Perceptie  met  betrekking  tot  het  ontwikkelde  lesmateriaal

    6.  Discussie

    6.1.  Conclusies

    6.2.  Aanbevelingen  tot  verder  onderzoek

    6.3.  Aanpassingen  ten  opzichte  van  het  onderzoeksplan

    6.4.  Samenwerkingsproces

    Referenties

    Bijlagen

    A.  Vragenlijsten

    A.1.  Oriënterende  enquête  naar  relevante  aspecten  van  programmeeronderwijs

    en  lesmateriaal:  vakdidactici

    A.2.  Oriënterende  enquête  naar  relevante  aspecten  van  programmeeronderwijs

    en  lesmateriaal:  docenten

    A.3.  Enquête  over  motiverende  contexten  bij  programmeren

    A.4.  Vragenlijst  evaluatie  ontwikkelde  lesmateriaal

    B.  Resultaten  en  conclusies  uit  enquêtes

    B.1.  Resultaten  en  conclusies  van  de  oriënterende  enquêtes

    B.2.  Resultaten  en  conclusies  van  de  enquête  over  motivatie  bij  programmeren

    B.3.  Resultaten  en  conclusies  van  de  lesmateriaal  evaluaties

    C.  Bekeken  en  vergeleken  lesmateriaal

    C.1.  GameMaker4School

    C.2.  Fundament  Informatica:  Ontwikkelen  van  iOS  applicaties

    3

  • C.3.  Ervaring  met  Solid  Edge  en  Google  Sketchup

    D.  Ontwerpplan  lesmateriaal

    E.  Docentenhandleiding

    F.  Lesmateriaal

    4

  • 1.  IntroductieProgrammeren  is  een  moeilijk  (Van  Diepen,  2005),  maar  wel  een  essentieel  onderdeel  van

    het  informatica-curriculum  (Saeli,  2012).  Nieuwe  generaties  studenten  worden  omringd  door

    computer  gerelateerde  instrumenten.  Bij  het  oplossen  van  problemen  van  uiteenlopende  aard

    wordt  deze  apparatuur  vaak  ingezet.  Het  wordt  dan  ook  voor  iedereen  steeds  belangrijker  te

    kunnen  werken  met  computers,  te  begrijpen  hoe  ze  werken  en  ze  (tot  op  zekere  hoogte)  te

    kunnen  programmeren.

    Mobiele  apparaten  worden  vaak  als  een  bedreiging  gezien  voor  het  schoolwerk.  Veel

    scholen  verbieden  het  gebruik  van  bijvoorbeeld  mobieltjes  in  de  klas.  Wij,  in  de  positie  van

    informatica  docent,  zien  juist  een  kans  om  leerlingen  gemotiveerd  te  krijgen  door  ze  op  een

    leuke,  maar  ook  serieuze  manier,  te  laten  werken  met  hun  telefoon.  Zo  kunnen  we  leerlingen

    laten  zien  dat  er  heel  wat  te  leren  valt  over  informatica  rondom  hun  mobiele  telefoon.  Het

    aspect  waar  we  ons  vooral  op  willen  richten  is  het  programmeren  van  apps,  bijvoorbeeld  met

    App  Inventor.  Wie  gebruikt  ze  per  slot  van  rekening  niet  tegenwoordig?  Leerlingen  zijn  er

    dagelijks  mee  bezig,  hun  telefoon  is  een  computer  waar  ze  graag  mee  werken  en  waar  een

    heleboel  mee  mogelijk  is.  Wij  zijn  benieuwd  of  ze  hierdoor  gemotiveerd  zullen  raken  om  te

    leren  programmeren.  Immers,  wat  ze  bouwen  kunnen  zij  en  hun  klasgenoten  meteen,  altijd

    en  overal  delen  en  gebruiken.

    Tijdens  het  leren  programmeren  moet  een  leerling  volgens  Govender  (Govender,  2006)  drie

    dingen  leren:  “data,  instruction  and  syntax”.  Hierbij  staat  syntax  voor  de  groep  regels  die

    bepalen  wat  wel  en  wat  niet  mag  in  een  programmeertaal.  Als  leerlingen  zich  niet  aan  de

    syntax  houden  krijgen  ze  foutmeldingen.  In  tekstuele  programmeeromgevingen  zijn  die  veelal

    moeilijk  te  begrijpen,  zeker  voor  een  beginnend  programmeur.

    Voor  het  leren  programmeren  is  Computational  Thinking  (Wing,  2006)  ook  noodzakelijk,

    leerlingen  moeten  een  probleem  zodanig  kunnen  formuleren  dat  het  om  te  zetten  is  in  een

    voor  de  computer  begrijpbaar  programma.

    In  een  grafische  programmeeromgeving,  zoals  App  Inventor,  is  het  leren  en  toepassen  van

    de  basis  syntax  van  het  programmeren  eenvoudiger  dan  in  een  tekstuele  programmeertaal.

    Programma’s  worden  namelijk  geconstrueerd  door  blokken  (grafisch  gerepresenteerde

    programmeerelementen)  in  elkaar  te  “klikken”.  De  blokken  zijn  zo  vormgegeven  dat

    leerlingen  duidelijk  kunnen  zien  hoe  ze  in  elkaar  passen.  Ze  kunnen  de  correcte  syntax

    herkennen  aan  de  vorm  van  de  blokken.  Hierdoor  leert  een  leerling  op  een  intuïtieve  manier

    (blokken  als  analogie  voor  programmeerelementen)  de  basis  concepten  van  het

    programmeren,  zonder  daarbij  belast  te  worden  met  de  complexe  syntactische  details  van

    een  tekstuele  programmeertaal  en  de  bijbehorende  onduidelijke  foutmeldingen.

    5

  • Een  voorbeeld  uit  de  PaintPot  tutorial  (www.AppInventor.org).

    De  hierboven  beschreven  eigenschappen  van  grafisch  programmeren  willen  we  gebruiken

    om  de  motivatie  en  effectiviteit  bij  het  leren  programmeren  van  leerlingen  in  het  voortgezet

    onderwijs  te  bevorderen.  We  zullen  dit  onderbouwen  aan  de  hand  van  literatuur  en  meningen

    van  vakdidactici  en  collega  docenten.  Aan  de  hand  daarvan  gaan  we  op  een  gefundeerde

    manier  lesmateriaal  ontwikkelen  in  de  vorm  van  een  programmeermodule  voor  het

    voortgezet  onderwijs.

    6

  • 2.  TheorieProgrammeeronderwijs  staat  nog  relatief  in  haar  kinderschoenen  en  programmeren  is  geen

    gemakkelijk  onderwerp  om  te  onderwijzen  (Van  Diepen,  2005).  Leren  programmeren  vereist

    van  de  leerling  dat  deze  zich  op  zowel  hoog  niveau  (eisen  en  ontwerp)  als  op  laag  niveau

    (syntax  en  bijbehorende  foutmelding)  ontwikkelt.  Waar  begin  je?  Ervaring  wijst  uit  dat

    beginnen  op  hoog  niveau  lastig  is  zonder  enige  kennis  te  hebben  van  het  lage  niveau.  Echter

    op  laag  niveau  beginnen  is  vaak  niet  motiverend  omdat  leerlingen  met  triviale  en  saaie

    problemen  te  maken  krijgen.  Bovendien  verzanden  ze  al  gauw  in  de  details  van  de

    programmeeromgeving  (Van  Dijk  en  Koppelman,  1995).

    Om  het  probleem  van  waar  te  beginnen  met  leerlingen  leren  programmeren  te  omzeilen  stelt

    Van  Merriënboer  het  zogenaamde  “Programmeren  door  completeren”  voor  (Van  Merriënboer,

    1992).  De  uitdaging  hierbij  is  het  aanbieden  van  een  raamwerk  dat  uitdagend  maar  wel

    begrijpbaar  is  voor  de  leerlingen.  Saeli  geeft  in  haar  proefschrift  (Saeli,  2012)  ook  aan  dat  de

    completeerstrategie  een  mogelijk  geschikte  didactische  aanpak  voor  het  leren  programmeren

    is.

    Een  andere  uitdaging  ligt  in  het  kiezen  van  een  geschikte  programmeeromgeving.  Daar  waar

    omgevingen  met  compilers  of  interpreters  worden  gebruikt  kampt  men  met  het  probleem  van

    foutmeldingen  die  vaak  onduidelijk  en  moeilijk  te  begrijpen  zijn.  Deze  leiden  af  van  het

    werkelijke  onderwerp,  namelijk  het  leren  van  programmeerconcepten.  Hierdoor  verloopt  het

    leerproces  niet  op  een  effectieve  manier.  Bovendien  komen  ze  de  motivatie  van  de  leerling

    niet  ten  goede  (Diepen,  Perrenet,  Zwaneveld,  2011).

    Programmeren  is  geen  onderwerp  dat  iemand  snel  leert.  De  hoeveelheid  tijd  die  beschikbaar

    is  in  het  voortgezet  onderwijs  voor  het  leren  programmeren  is  beperkt;;  maximaal  110  uur

    voor  HAVO  en  170  uur  voor  VWO  (afgeleid  uit  Schmidt,  2007).  In  deze  uren  moeten

    leerlingen  ook  nog  leren  over  het  ontwikkelproces  en  projectmatig  werken.  Daarom  is  het

    belangrijk  dat  leerlingen  op  een  zo  effectief  mogelijke  manier  leren  programmeren.

    Onderzoek  onder  informatica  docenten  in  het  voortgezet  onderwijs  en  onderzoek  naar

    bestaande  lesmethoden  wijst  uit  dat  er  een  beperkte  hoeveelheid  programmeerconcepten

    aangemerkt  kunnen  worden  die  als  belangrijk  worden  beschouwd,  de  zogenaamde  Big  Ideas

    van  programmeren  (Saeli,  2012).  Een  tweetal  van  deze  Big  Ideas,  decompositie  en

    algortimes,  speelt  ook  een  rol  bij  het  Computational  Thinking  (Wing,  2006).

    Er  is  geen  onderzoek  bekend  naar  de  motiverende  werking  van  App  Inventor  als

    programmeeromgeving  in  het  voortgezet  onderwijs.  Ervaring  met  App  Inventor  in  het  hoger

    beroeps-  en  wetenschappelijk  onderwijs  is  er  wel  (Wolber,  2011).  Hierin  wordt

    geconcludeerd  dat  studenten  die  vrijwel  meteen  apps,  met  een  real-world  impact,  kunnen

    bouwen  gemotiveerd  zijn  om  de  uitdaging  van  het  oplossen  van  moeilijke  logische  problemen

    aan  te  gaan.  Een  bijkomende  observatie  was  dat  bleek  dat  een  student  met  dyslexie

    beduidend  minder  problemen  had  met  het  programmeren  in  App  Inventor  dan  in  een  tekstuele

    7

  • omgeving.

    Tot  slot  moet  informatica  in  het  voortgezet  onderwijs  niet  alleen  gericht  zijn  op  de  korte

    termijn  (Diepen,  Perrenet,  Zwaneveld,  2011).  De  volgende  lange  termijn  doelen  kunnen

    worden  gedefinieerd:

    ● Inzicht  hebben  in  de  mogelijkheden  en  onmogelijkheden  van  informatica.

    ● Herkennen  of  een  probleem  zich  leent  voor  een  informatica-aanpak.

    ● Informatica-aanpakken  kennen,  zoals  analyseren,  ontwerptechnieken  gebruiken  en

    prototyping  toepassen.

    ● Begrip  hebben  van  en  inzicht  hebben  in  belang,  mogelijkheden  en  beperkingen  van

    de  toe  te  passen  informatica-aanpakken.

    ● De  gebruiker  een  centrale  rol  geven  in  het  proces,  rekening  houdend  met  sociale  en

    ethische  aspecten.

    Programmeeronderwijs  als  onderdeel  van  het  informaticacurriculum  kan  en  moet  hier  dan

    ook  een  bijdrage  aan  leveren.  Het  aanleren  van  algoritmisch  denken  hangt  hier  sterk  mee

    samen.

    Relevante  begrippenDe  volgende  domein  specifieke  begrippen  spelen  een  centrale  rol  in  ons  onderzoek:

    ● App  –  afkorting  voor  applicatie,  computerprogramma,  tegenwoordig  vaak  gebruiktvoor  apps  die  op  een  mobiel  apparaat  draaien.

    ● Android  –  besturingssysteem  dat  op  veel  van  de  huidige  mobiele  apparaten  draait.● App  Inventor  –  SDK  waarmee  grafisch  software  voor  Android  toestellen  ontwikkeld

    kan  worden.

    ● Mobiel  apparaat  –  apparaat  zoals  de  iPhone,  de  iPad  of  een  Android-toestel.● SDK  –  Software  Development  Kit.  Een  verzameling  hulpmiddelen  voor  het

    ontwikkelen  van  software  voor  een  bepaald  product.

    De  volgende  onderwijskundige  begrippen  spelen  een  centrale  rol  in  ons  onderzoek:

    ● Computational  Thinking  –  Computational  thinking  builds  on  the  power  and  limits  ofcomputing  processes,  whether  they  are  executed  by  a  human  or  by  a  machine

    (Wing,  2006,  p.33).

    Computational  Thinking  is  een  houding  tezamen  met  een  verzameling  van

    vaardigheden  en  technieken  om  problemen  op  te  lossen.  De  oplossingen  worden

    gezocht  in  de  vorm  van  algoritmes  die  uiteindelijk  de  basis  voor  een

    computerprogramma  zouden  kunnen  zijn.  Enkele  technieken  zijn:  probleem  ontleding,

    patroonherkenning,  abstractie,  data  analyse  en  visualisering.

    ● Effectiviteit  –  The  criterion  for  effective  teaching,  schools,  and  education  is  theextent  to  which  they  are  finally  able  to  reach  goals,  the  amount  of  variance  of  student

    outcomes  in  those  goals  explained  by  teachers,  schools,  and  education  in  general

    (Creemers,  1999,  p.52).

    Vertaald  naar  ons  onderzoek  betekent  dit  dat  we  moeten  kijken  naar  de  doelen  van

    programmeeronderwijs  en  hoe  deze  bereikt  worden  door  onze  en  bestaande

    programmeermethoden.

    8

  • ● Motivatie  –  De  term  motivatie  refereert  aan  een  toestand  waarin  een  individu  zichbevindt,  wanneer  een  of  meer  motieven,  onder  invloed  van  bepaalde

    omstandigheden,  worden  geactualiseerd.  Motivatie  wordt  vastgesteld  aan  de  hand

    van  drie  gedragsparameters:  namelijk  intensiteit  van  gedrag,  doelgerichtheid,  en

    persistentie  (Boekaerts  &  Simons,  1993,  p.105).

    9

  • 3.  OnderzoeksvragenEr  zijn  veel  onderzoeksvragen  mogelijk  als  het  gaat  over  programmeeronderwijs.  In  ons

    onderzoek  richten  we  ons  op  de  onderstaande  vragen.  Elke  onderzoeksvraag  krijgt  hier  ook

    een  identificatie,  bijvoorbeeld  [1-Methoden],  zodat  we  naar  de  vragen  kunnen  verwijzen  inde  rest  van  ons  verslag.

    1. Welke  programmeermethoden  worden  er  nu  gebruikt  in  het  voortgezet  onderwijs  en

    wat  zijn  de  tekortkomingen  van  deze  methoden  met  betrekking  tot  effectiviteit  en

    motivatie?  [1-Methoden]Op  dit  moment  wordt  er  een  breed  scala  aan  programmeermethoden  gebruikt  binnenhet  voortgezet  onderwijs.  Naar  ons  idee  wordt  er  hierbij  te  weinig  aandacht  besteedaan  motivatie  en  effectiviteit,  waardoor  er  op  dit  vlak  verbeteringen  zijn  door  tevoeren.

    2. Aan  welke  criteria  moet  goed  programmeeronderwijs  voldoen?  [2-Criteria]Wij  verwachten  hier  een  antwoord  in  lijn  met  de  Big  Ideas  van  Saeli  (Saeli,  2012).

    3. Motiveert  het  maken  van  applicaties  voor  mobiele  apparaten,  met  bijvoorbeeld  App

    Inventor,  leerlingen  meer  dan  bestaande  methoden?  In  het  bijzonder  de  leerlingen  met

    een  niet  N-profiel?  [3-Motivatie]Gezien  de  interesse  van  leerlingen  in  mobiele  telefoons  verwachten  wij  dat  het  makenvan  apps  de  leerlingen  ook  motiveert.

    4. Is  het  gebruik  van  visuele  ten  opzichte  van  tekstuele  programmeeromgevingen  –

    zoals  voornamelijk  gebruikt  in  de  geanalyseerde  methoden  –  geschikter  voor  het

    aanleren  van  de  basis  principes  van  het  programmeren?  [4-Visueel]Wij  verwachten  dat  visuele  programmeeromgevingen  geschikter  zijn  om  te  lerenprogrammeren,  voornamelijk  omdat  hierbij  de  nadruk  ligt  op  programmeerconceptenen  niet  op  de  syntax.

    10

  • 4.  MethodeDe  aanpak  om  onze  onderzoeksvragen  beantwoord  te  krijgen  is  tweeledig.  Enerzijds  zullen

    we  in  de  literatuur  zoeken  naar  antwoorden,  anderzijds  zullen  we  informatica  vakdidactici,

    docenten  en  leerlingen  enquêtes  afnemen  en  interviewen.

    Dit  onderzoek  is  ontwerpgericht,  we  zullen  “een  interventie  ontwerpen  [lesmateriaal]  met  het

    doel  een  complex  onderwijsprobleem  [leren  programmeren]  op  te  lossen  en  de  kennis  te

    vergroten  met  betrekking  tot  de  kenmerken  van  deze  interventies  en  hun  ontwerp-  en

    ontwikkelingsprocessen”  (Plomp,  2009).  Praktisch  betekent  dit  dat  we  op  basis  van  de

    uitkomsten  van  het  literatuuronderzoek  en  de  enquêtes  lesmateriaal  zullen  ontwikkelen.

    Vervolgens  verzamelen  we  feedback  op  het  ontwikkelde  materiaal  bij  de  deelnemers  aan  de

    enquêtes  en  komen  we  tot  aanbevelingen  tot  verbetering  van  het  materiaal.

    Er  is  een  aantal  enquêtes  ontworpen:  die  voor  docenten  en  vakdidactici  en  die  voor

    leerlingen.  De  enquêtes  voor  docenten  en  vakdidactici  richten  zich  op  het

    programmeeronderwijs  in  het  algemeen,  de  methode  van  lesgeven  zoals  nu  wordt  toegepast

    en  de  daarbij  horende  motivatie  en  effectiviteit,  en  de  verwachting  van  hen  bij  onze  ideeën.

    De  enquête  voor  leerlingen  richt  zich  enkel  op  motivatie.

    Gedurende  een  masterclass  (nascholing  voor  informatica  docenten)  hebben  we  ons

    materiaal  gepresenteerd,  docenten  met  het  materiaal  laten  werken,  en  hen  vervolgens

    individueel  en  plenair  om  feedback  gevraagd.  Daarnaast  hebben  we  nog  enkele  docenten

    persoonlijk  geïnterviewd  middels  open  interviews.  We  hebben  hierbij  wel  een  vragenlijst

    gebruikt  als  houvast  maar  lieten  de  respondent  de  loop  van  het  gesprek  mede  bepalen.  Door

    de  interviews  en  de  masterclass  kunnen  we  inzicht  krijgen  in  de  afhankelijke  variabelen  van

    ons  onderzoek;;  te  weten  wat  is  de  perceptie  van  informatica  vakdidactici  en  docenten  met

    betrekking  tot  het  door  ons  ontwikkelde  lesmateriaal.

    We  hebben  enkele  bestaande  methoden  onderzocht.  We  hebben  hierbij  gebruik  gemaakt  van

    het  proefschrift  van  Saeli  (Saeli,  2012),  waarin  zij  drie  in  Nederland  veel  gebruikte  methoden

    vergelijkt,  namelijk  Fundament  Informatica,  Informatica  Actief  en  Enigma.  Zij  geeft  in  haarproefschrift  een  overzicht  in  hoeverre  de  door  haar  gebruikte  Big  Ideas  van  programmeren

    door  deze  methoden  gecoverd  worden.  We  hebben  ook  bekeken  en  besproken  hoe  het  boek‘GameMaker4School’,  een  nieuwe  programmeermodule  van  Fundament  Informatica

    “Ontwikkelen  van  iOS  applicaties”  en  een  methode  behorende  bij  Solid  Edge  en  Google

    Sketchup  zijn  opgezet  (zie  bijlage  C.).

    11

  • Omdat  we  de  beschikking  hebben  over  een  beperkt  aantal  vakdidactici  en  docenten  zullen

    we  voornamelijk  kwalitatief  onderzoek  doen,  aangevuld  met  de  enquête  over  motivatie  onder

    leerlingen.  Begrippen  als  motivatie  van  leerlingen  en  effectiviteit  van  een  leerproces  lenen

    zich  bij  uitstek  voor  kwalitatief  onderzoek.  Je  kunt  vragen  of  motivatie  is  toegenomen,  maar

    niet  of  het  verdubbeld  is,  de  nadruk  ligt  op  ordinale  gegevens.  De  vragenlijsten  lieten  we  zo

    open  mogelijk  (veel  ruimte  voor  toevoegingen  van  de  respondenten)  en  ook  het  open

    interview  is  hiervoor  een  geschikte  vorm.  Door  dit  kwalitatief  onderzoek  te  combineren  met

    literatuur  onderzoek  kunnen  we  alle  vier  de  onderzoeksvragen  beantwoorden.

    4.1.  Steekproef  en  respondentenIn  de  hierna  volgende  tabel  is  te  zien  hoeveel  respondenten  we  bij  de  diverse  onderdelen

    hebben  gebruikt.  Meer  informatie  over  deze  respondenten  is  te  vinden  in  de  samenvatting

    van  reacties  in  bijlage  A.

    Onderdeel Aantal

    Oriënterende  enquête  naar

    relevante  aspecten  van

    programmeeronderwijs  en

    lesmateriaal:  Didactici

    5

    Oriënterende  enquête  naar

    relevante  aspecten  van

    programmeeronderwijs  en

    lesmateriaal:  Docenten

    8

    Motivatie  enquête  leerlingen 59

    Evaluatie  lesmateriaal:  Didactici  en

    docenten.

    10

    12

  • 4.2.  ProcedureEen  schematische  weergave  van  de  fasen  in  ons  onderzoek  is  te  zien  in  de  volgende  figuur:

    Zoals  te  zien  in  het  bovenstaande  figuur  is  de  eerste  fase  van  het  onderzoek  een

    literatuuronderzoek.  In  de  literatuur  hebben  we  gezocht  naar  (deel-)antwoorden  op  onze

    onderzoeksvragen  en  informatie  om  te  gebruiken  voor  het  opzetten  van  de  enquêtes.  Aan  de

    hand  hiervan  zijn  enkele  enquêtes  opgezet  die  worden  besproken  in  paragraaf  4.3.1.  en

    4.3.2.

    Met  de  gegevens  verkregen  uit  het  literatuuronderzoek  en  de  resultaten  van  de  enquêtes  is

    begonnen  met  het  ontwikkelen  van  lesmateriaal.  Hierop  volgend  hebben  we  drie  manieren

    van  feedback  gebruikt:  een  masterclass  workshop,  individuele  interviews  met  docenten  en

    schriftelijke  feedback  van  vakdidactici  en  enkele  andere  geïnteresseerden.  Op  deze  manier

    hopen  we  zoveel  mogelijk  feedback  op  het  materiaal  te  ontvangen.

    Tot  slot  zullen  we  komen  met  aanbevelingen  ter  verbetering  van  het  materiaal.  Omdat  we  het

    materiaal  zelf  willen  gaan  toepassen  in  ons  onderwijs  is  ons  plan  om  zelf,  na  afloop  van  het

    onderzoek,  aan  de  slag  te  gaan  met  de  aanbevelingen  en  het  materiaal  verder  te

    ontwikkelen.

    13

  • 4.3.  InstrumentenIn  dit  hoofdstuk  beschrijven  we  de  verschillende  instrumenten  die  wij  gebruikt  hebben  om

    gegevens  te  verzamelen  ter  onderbouwing  van  onze  onderzoeksvragen.  Deze  instrumenten

    kunnen  getoetst  worden  op  een  viertal  kwaliteitsaspecten:

    ● validiteit  (validity;;  Van  den  Akker,  1999  en  slides  bijeenkomst  Onderzoek  vanOnderwijs):  Een  instrument  is  valide  als  het  meet  wat  het  beoogd  is  te  meten  en

    gebaseerd  is  op  recente  kennis.  Validiteit  kan  worden  getest  door  het  instrument  voor

    te  leggen  aan  experts.

    ● bruikbaarheid  (practicality;;  Van  den  Akker,  1999):  Bruikbaarheid  betekent  dat  eeninstrument  in  de  praktijk  toepasbaar  is  en  kan  worden  getest  door  middel  van  een

    try-out.

    ● effectiviteit  (effectiveness;;  Van  den  Akker,  1999):  Effectiviteit  geeft  aan  of  deresultaten  overeenkomen  met  het  doel  van  het  instrument.  Van  den  Akker  geeft  aan

    dat  dit  getest  kan  worden  door  field-tests.

    ● betrouwbaarheid  (slides  bijeenkomst  Onderzoek  van  Onderwijs):  Een  instrument  isbetrouwbaar  als  (1)  het  datgene  wat  het  meet,  goed  meet,  (2)  het  consistent  is  en  (3)

    de  meting  vrij  is  van  verstorende  invloeden.

    Per  instrument  zullen  we  aangeven  in  hoeverre  we  het  hebben  kunnen  toetsen  aan  deze

    eisen  voor  kwaliteit.

    4.3.1.  Oriënterende  enquête  naar  relevante  aspecten  vanprogrammeeronderwijs  en  lesmateriaalDeze  enquête  is  ingezet  om  er  achter  te  komen  wat  vakdidactici  en  docenten  belangrijk

    vinden  aan  programmeeronderwijs  en  om  onze  ideeën  en  plannen  te  valideren  en  aan  te

    scherpen.  Met  deze  enquête  leveren  we  dus  informatie  voor  alle  vier  de  onderzoeksvragen.

    De  vragenlijsten  (zie  bijlage  A.1.  en  A.2.)  voor  de  enquêtes  bestaan  uit  16  vragen  verdeeld

    over  4  categorieën:  algemeen  (5  gesloten  vragen),  informatica  curriculum  (2  gesloten  vragen

    plus  toelichting),  programmeermethoden  (7  open  vragen)  en  context/motivatie  (2  gesloten

    vragen  plus  toelichting).

    Aan  de  hand  van  de  door  ons  gewenste  informatie  is  de  eerste  versie  van  de  vragenlijst

    opgesteld.  Hierbij  hebben  we  gebruik  gemaakt  van  de  door  de  ESoE  aangeleverde  checklist

    voor  vragenlijsten.  Verder  kunnen  we  het  volgende  over  de  kwaliteitsaspecten  zeggen:

    ● validiteit:  Als  eerste  hebben  we  de  vragenlijst  voorgelegd  aan  een  begeleider  (expert)en  een  medestudent  (try-out).  Hieruit  is  de  tweede  versie  van  de  vragenlijst

    voortgekomen.  Dit  is  de  vragenlijst  die  aan  de  vakdidactici  is  gestuurd  (field-test).

    Naar  aanleiding  van  feedback  van  de  vakdidactici  is  een  derde  versie  van  de

    vragenlijst  gemaakt  die  aan  de  docenten  is  gestuurd.

    14

  • ● bruikbaarheid:  De  tweede  versie  van  de  vragenlijst  was  bruikbaar  op  basis  van  defeedback  van  de  medestudent  (try-out).  De  derde  versie  was  bruikbaar  op  basis  van

    de  feedback  van  de  vakdidactici  (field-test).

    ● effectiviteit:  Dit  hebben  we  ondanks  de  field-test  niet  expliciet  getoetst  omdat  weslechts  één  analyse  slag  op  de  antwoorden  hebben  gedaan.  De  effectiviteit  is  echter

    voldoende  voor  ons  onderzoek  omdat  we  op  basis  van  de  analyse  onze

    onderzoeksvragen  hebben  kunnen  beantwoorden.

    ● betrouwbaarheid:  Dit  hebben  we  niet  expliciet  getoetst.

    De  afname  heeft  online  plaatsgevonden  via  een  Google  Docs  formulier.

    4.3.2.  Enquête  over  motivatie  bij  programmerenDeze  enquête  (zie  bijlage  A.3.)  onder  leerlingen  is  bedoeld  om  ons  vermoeden  over  de

    motivatie  voor  het  ontwikkelen  van  apps  voor  mobiele  telefoons  te  bevestigen.  Vanwege  de

    kleine  schaal  hebben  we  de  kwaliteitsaspecten  voor  deze  enquête  niet  verder  onderzocht.

    De  enquête  draagt  bij  aan  het  beantwoorden  van  onderzoeksvraag  [3-Motivatie].

    Deze  korte  vragenlijst  hebben  wij  afgenomen  onder  leerlingen  uit  drie  informatica  klassen.  In

    deze  vragenlijst  krijgen  zij  een  twaalftal  onderwerpen  te  zien  die  zij  op  een  schaal  van  0-3

    (helemaal  niet  leuk  tot  heel  leuk)  moeten  beoordelen.  Daarnaast  krijgen  zij  de  vraag  of  er  nog

    onderwerpen  ontbreken.  Er  is  bewust  voor  een  schaal  met  een  even  aantal  keuzes  gekozen

    omdat  we  leerlingen  willen  dwingen  een  kant  te  kiezen.

    Ook  deze  vragenlijst  is  online  afgenomen,  via  een  Google  Docs  formulier,  bij  alle  informatica

    klassen  op  twee  scholen.  Leerlingen  kost  het  slechts  enkele  minuten  om  deze  vragen  te

    beantwoorden.

    4.3.3.  Masterclass  voor  het  verzamelen  van  feedback  op  het  ontwikkeldemateriaalTen  behoeve  van  het  evalueren  van  het  door  ons  gemaakte  lesmateriaal  hebben  wij  het

    gepresenteerd  gedurende  een  masterclass,  als  onderdeel  van  nascholing  van  docenten

    informatica.  Ter  voorbereiding  hebben  de  docenten  het  materiaal  toegestuurd  gekregen.

    De  masterclass  bestond  uit  een  korte  introductie  van  ons  onderzoek  en  de  daaruit

    voortgekomen  uitgangspunten  die  aan  het  materiaal  ten  grondslag  liggen.  Vervolgens  kregen

    de  docenten  ongeveer  anderhalf  uur  de  tijd  om  ieder  met  het  materiaal  aan  de  slag  te  gaan.

    Om  spreiding  van  de  feedback  te  bevorderen  hebben  we  de  deelnemers  ieder  een  hoofdstuk

    gegeven  om  op  te  focussen.  Gedurende  deze  periode  hebben  we  vrij  met  de  docenten

    gesproken  en  feedback  over  motivatie,  effectiviteit,  duidelijkheid  en  bruikbaarheid

    ingewonnen.

    Het  laatste  uur  van  de  masterclass  hebben  we  gebruikt  om  het  materiaal  plenair  te

    bespreken.  De  plenaire  bespreking  vond  plaatst  aan  de  hand  van  de  vragenlijst  uit  bijlage

    A.4.  Bij  het  opstellen  van  deze  vragenlijst  hebben  we  gebruik  gemaakt  van  de  door  de  ESoE

    aangeleverde  checklist  voor  interviews.  Verder  kunnen  we  het  volgende  over  de

    kwaliteitsaspecten  zeggen:

    15

  • ● validiteit:  We  hebben  de  vragenlijst  eerst  uitgetest  via  een  individueel  interview  meteen  informatica  docent  (try-out).  Op  basis  daarvan  zagen  we  geen  noodzaak  om  de

    vragenlijst  aan  te  passen.

    ● bruikbaarheid:  De  vragenlijst  was  bruikbaar  op  basis  van  de  feedback  van  deinformatica  docent  (try-out)  die  we  vooraf  individueel  geïnterviewd  hebben.

    ● effectiviteit:  Dit  hebben  we  niet  expliciet  getoetst  omdat  we  slechts  één  analyse  slagop  de  antwoorden  hebben  gedaan.  De  effectiviteit  is  echter  voldoende  voor  ons

    onderzoek  omdat  we  op  basis  van  de  analyse  onze  onderzoeksvragen  hebben

    kunnen  beantwoorden.

    ● betrouwbaarheid:  Dit  hebben  we  niet  expliciet  getoetst.

    De  verkregen  feedback  is  genotuleerd  en  verwerkt.  Hiervoor  hebben  we  gekeken  naar  de

    methode  beschreven  in  het  Basisboek  Kwalitatief  onderzoek  (Baarda,  Goede,  Teunisse,

    2005).  De  gebruikte  labels  en  uitwerking  van  de  feedback  zijn  te  vinden  in  bijlage  B.3.  Aan  de

    hand  van  de  verkregen  informatie  zijn  wij  in  staat  geweest  te  valideren  of  ons  materiaal

    voldoet  aan  onze  eigen  verwachtingen.  Dit  heeft  bijgedragen  aan  het  beantwoorden  van

    onderzoeksvragen  [3-Motivatie]  en  [4-Visueel].

    4.3.4.  Interviews  voor  het  verzamelen  van  feedback  op  het  ontwikkeldemateriaalAan  de  hand  van  de  vragenlijst  in  bijlage  A.4.  hebben  we  ook  enkele  docenten  geïnterviewd

    die  niet  bij  de  masterclass  aanwezig  waren.  Ook  in  dit  geval  hebben  we  deze  docenten  het

    materiaal  van  te  voren  ter  beschikking  gesteld.  De  duur  van  deze  interviews  heeft  gevarieerd

    van  1  tot  2  uur.  De  resultaten  van  de  interviews  zijn  op  dezelfde  manier  verwerkt  als  de  in

    4.3.3.  besproken  resultaten  uit  de  masterclass.  Ook  voor  de  kwaliteitscriteria  geldt  hetzelfde

    als  in  4.3.3.  beschreven  is.  Wel  kunnen  we  nu  de  masterclass  als  field-test  voor  de  validiteit

    en  bruikbaarheid  van  de  vragenlijst  zien.

    16

  • 5.  ResultatenIn  dit  hoofdstuk  behandelen  we  onze  resultaten  door  de  gestelde  onderzoeksvragen  te

    beantwoorden.  Daarnaast  zullen  we  ook  ingaan  op  de  perceptie  van  informatica  docenten

    met  betrekking  tot  het  ontwikkelde  lesmateriaal  en  aangeven  hoe  we  hun  feedback  gaan

    verwerken  of  verwerkt  hebben.

    5.1.  Gebruikte  programmeermethoden  en  tekortkomingenOns  literatuuronderzoek  en  de  antwoorden  op  onze  enquête  leveren  de  onderstaande

    resultaten  op  over  de  gebruikte  programmeermethoden  in  het  voortgezet  onderwijs  en  hun

    tekortkomingen  met  betrekking  to  effectiviteit  en  motivatie.

    De  oriënterende  enquête  is  geanalyseerd  zoals  beschreven  in  bijlage  B.1.  Voor  de

    tekortkomingen  van  de  gebruikte  programmeermethoden  zijn  de  volgende  vragen  relevant:

    ● vraag  8:  “Welke  programmeertalen  en  bijbehorende  lesmethoden  gebruikt  u  in  het

    middelbaar  onderwijs?”

    ● vraag  9:  “Wat  vindt  u  de  sterke  en  zwakke  punten  van  deze  talen  en  methoden?”

    ● vraag  10:  “Zijn  leerlingen  met  deze  talen  en  methoden  snel  in  staat  om  een  (voor  hun)

    leuk  resultaat  te  behalen?”

    De  antwoorden  op  deze  vragen  geven  direct  inzicht  in  de  eventuele  tekortkomingen  van  de

    gebruikte  methoden.

    In  het  materiaal  dat  gebruikt  werd  in  de  CODI  trainingen  (CODI  -  Vakdidactiek  Informatica  -  II-  dec.  2002)  zien  we  de  volgende  opsomming  van  programmeeromgevingen  en  hun  nadelen:

    ● Imperatief  (klassiek);;  Basic,  C,  Pascal:  ouderwetse  omgeving,  niet  aantrekkelijk,zonder  kant-en-klare  procedures  en  functies  kom  je  niet  ver

    ● Visueel;;  Delphi,  Java  (Visual  Café),  Visual  Basic:  moeilijk  vat  op  te  krijgen,  gebruikvan  standaardbibliotheken  is  lastig

    ● Functioneel  (declaratief);;  Haskell,  Lisp,  LOGO:  Ziet  er  in  het  algemeen  nietaantrekkelijk  uit,  minder  gangbaar  dus  minder  overdraagbaar,  LOGO  alleen  een

    “speelgoedtaaltje”

    ● Logisch  (declaratief);;  Prolog:  moeilijk  vat  op  te  krijgen,  ziet  er  in  het  algemeen  nietaantrekkelijk  uit,  minder  gangbaar  dus  minder  overdraagbaar

    ● Object-georiënteerd;;  C++,  Java:  moeilijk  vat  op  te  krijgen,  gebruik  vanstandaardbibliotheken  is  lastig

    ● Programmeeromgeving;;  auteurssysteem,  code  kruispunt,  PSD:  beperkt  domein,beperkte  taalmechanismes  (b.v.  geen  parameteroverdracht)

    Hierbij  dient  opgemerkt  te  worden  dat  de  categorisering  in  het  artikel  niet  helemaal  optimaal  is

    gekozen  door  de  makers.  Zo  is  Visual  Basic  ondergebracht  bij  de  categorie  visueel  terwijl

    deze  ook  bij  Object-georiënteerd  had  kunnen  staan.

    17

  • Desondanks  geeft  dit  een  goed  overzicht  van  veel  voorkomende  nadelen:

    ● ouderwets  en  niet  aantrekkelijke  ontwikkelomgeving  (nadeel  voor  motivatie)

    ● sterke  afhankelijkheid  van  standaard  bibliotheken  die  niet  makkelijk  te  doorgronden

    zijn  (nadeel  voor  motivatie  en  effectiviteit)

    ● beperkte  toepasbaarheid;;  moeilijk  om  in  korte  tijd  iets  leuks  te  maken  (nadeel  voor

    motivatie  en  effectiviteit)

    Naast  bovenstaande  tekortkomingen  met  betrekking  tot  aantrekkelijkheid  en  gebruik  van

    programmeeromgevingen  is  er  ook  onderzoek  gedaan  naar  bestaande  informatica

    onderwijsmethoden  en  in  hoeverre  zij  de  Big  Ideas  van  programmeren  adresseren  (Saeli,

    2012).  In  deze  methoden  worden  een  aantal  van  de  eerder  genoemde  ontwikkelomgevingen

    gebruikt  zoals  Java,  Delphi,  PHP,  BlueJ,  VB.net  en  VB.  Het  blijkt  dat  veel  van  de  bestaande

    methoden  wel  redelijk  tot  goed  bijdragen  aan  de  Big  Ideas.

    Ook  uit  onze  oriënterende  enquête  hebben  we  feedback  gekregen  over  tekortkomingen  van

    programmeermethoden  die  op  dit  moment  door  informatica  docenten  in  het  veld  gebruikt

    worden.  Hier  volgt  een  overzicht:

    ● GameMaker  en  GML  (GameMakerLanguage)

    ○ Weinig  oefenopdrachten  te  vinden  waarbij  één  onderdeel  een  aantal  malen

    herhaald  wordt  zodat  echte  verankering  plaats  vindt  (vergelijk  met  Getal  en

    Ruimte  bij  wiskunde).

    ○ GML  is  specifiek  voor  GameMaker.

    ● Java

    ○ Jcreator  is  te  moeilijk  voor  scholieren.  Ze  gebruiken  Eclipse  en  kopiëren  de

    programma's  om  ze  te  wijzigen.  Dat  gaat  goed.

    ● Java/Greenfoot

    ○ Object  oriëntatie  kan  soms  moeilijk  zijn.

    ○ De  methode  biedt  geen  (extra)  opdrachten  aan  de  hand  waarvan  de  leerlingen

    kunnen  oefenen.

    ○ De  methode  (aanschaf  van  het  boek)  is  relatief  duur.

    ○ Ontbreken  van  goede  debuggers.

    ● JavaLogo  (Applet)

    ○ De  resultaten  blijven  vrij  simpel,  leerlingen  raken  daardoor  redelijk  snel

    verveeld.

    ○ Het  legt  veel  nadruk  op  ruimtelijk  inzicht,  leerlingen  die  daar  moeite  mee

    hebben,  hebben  ook  met  deze  manier  van  programmeren  moeite.

    ● PHP  (&  MySQL)

    ○ Indirect  karakter  omdat  het  op  een  server  draait.  Hiermee  wordt  bedoeld  dat

    het  voor  de  leerlingen  niet  duidelijk  is  welke  activiteiten  op  de  server  draaien

    en  welke  op  de  client.

    ○ Integratie  met  HTML  maakt  het  moeilijk.

    ○ Veel  syntax.

    ○ Ontbreken  van  goede  debuggers.

    ● RobotBasic

    ○ Slechte  editor,  ongevoelig  voor  hoofdletters/kleine  letters.

    18

  • ● Struktograaf

    ○ Niet  fancy.

    ○ De  blokjes  suggereren  een  structuur,  maar  dat  is  slechts  schijn.

    ● Javascript

    ○ Ontbreken  van  goede  debuggers.

    ● BlueJ

    ○ Pittig  voor  havo  leerlingen.

    Ook  de  resultaten  van  de  enquête  laten  zien  we  dat  de  ontwikkelomgevingen  niet

    aantrekkelijk  zijn  (slecht  voor  de  motivatie)  en  het  vaak  lastig  is  om  iets  leuks  te  maken  in

    een  korte  tijd  (niet  effectief  en  slecht  voor  de  motivatie).  Daarnaast  wordt  aangegeven  dat

    een  goede  debugger  vaak  ontbreekt.  Het  nodig  hebben  van  een  debugger  duidt  al  op  een

    programmeeromgeving  die  minder  geschikt  voor  het  voortgezet  onderwijs.  Het  doel  is

    immers  om  programmeerconcepten  onder  de  knie  te  krijgen  en  niet  om  te  leren  debuggen.

    Moeten  debuggen  is  slecht  voor  zowel  de  motivatie  als  de  effectiviteit.

    Er  wordt  door  de  informatica  docenten  een  veelheid  aan  programmeeromgevingen  gebruikt

    zoals  hierboven  is  aangegeven.  De  meeste  van  deze  omgevingen  lijken  niet  echt  bij  te

    dragen  aan  de  motivatie  (niet  aantrekkelijk  en  lastig  om  snel  iets  leuks  te  maken)  en

    effectiviteit  (lastige  syntax,  bibliotheken  moeilijk  te  doorgronden  en  debugger  nodig).

    Een  uitzondering  hierop  is  GameMaker.  Het  maken  van  games  lijkt  een  grote  motiverende

    werking  op  leerlingen  te  hebben  (dit  zien  we  ook  terug  in  onze  enquête  onder  leerlingen  naar

    programmeercontexten,  zie  bijlage  B.2.).  Het  nadeel  bij  het  maken  van  games  is  dat  het

    lastig  is  om  er  de  relevante  programmeerconcepten  expliciet  in  aan  bod  te  laten  komen.  Dit

    probleem  willen  we  met  App  Inventor  aanpakken  door  leerlingen  niet  alleen  games  te  laten

    ontwikkelen  maar  ook  “serieuze”  apps.

    5.2.  Criteria  goed  programmeeronderwijsBelangrijk  bij  goed  programmeeronderwijs  is  dat  leerlingen  op  de  juiste  manier  de  juiste

    dingen  leren.  Uit  onderzoek  (Saeli,  2012)  blijkt  dat  er  een  aantal  Big  Ideas  van  programmeren

    te  definiëren  zijn  die  door  informatica  docenten  en  makers  van  informatica

    onderwijsmethoden  als  belangrijk  worden  beschouwd.  De  juiste  didactische  aanpak  daarbij

    is  nodig  om  deze  ideeën  ook  daadwerkelijk  bij  de  leerlingen  te  laten  landen.

    Wat  didactiek  betreft  zijn  er  meerdere  theorieën:

    1. Semiotic  Ladder  (Kaasbøll,  1998).  Deze  beschrijft  dat  programmeerkennis  moet

    worden  opgebouwd  door  achtereenvolgens  de  volgende  aspecten  van  een

    programmeertaal  te  leren:  syntax,  semantics  en  pragmatics.  Deze  strategie  wordt

    aangehaald  door  onder  andere  Koffman  (Koffman,  1986)  en  Pascal,  Liebenau  en

    Backhouse  (Pascal,  Liebenau  en  Backhouse,  1990).

    2. Cognitive  Objectives  Taxonomy  (Kaasbøll,  1998).  Deze  beschrijft  dat  leerlingen

    programmeren  moeten  leren  door  de  volgende  stappen  te  doorlopen:

    a. een  programma  uitvoeren

    b. een  stuk  code  van  een  programma  lezen

    c. een  bestaand  programma  aanpassen

    d. een  eigen  programma  creëren

    19

  • Deze  strategie  wordt  aangehaald  door  onder  andere  Reinfelds  (Reinfelds,  1995)  en

    Kirkerud  (Kirkerud,  1996).  De  theorie  is  gebaseerd  op  de  taxonomy  of  cognitive

    objectives  van  Bloom  (Krathwohl,  2002).

    3. Problem  Solving  (Kaasbøll,  1998).  Hierbij  moeten  leerlingen  aan  de  hand  van

    gestelde  problemen  leren  programmeren.  Men  kan  dit  als  een  vorm  van

    probleemgestuurd  onderwijs  zien.  Deze  strategie  wordt  aangehaald  door  Rogalski  en

    Samurçay  (Rogalski,  Samurçay,  1990).

    4. Programmeren  door  Completeren.  Hierbij  moeten  leerlingen  door  het  aanvullen  van

    bestaande  programma’s  die  incompleet  zijn  leren  programmeren  (Van  Merriënboer,

    1992).  Merk  op  dat  dit  nauw  verwant  is  aan  de  derde  stap  uit  de  eerder  genoemde

    Cognitive  Objectives  Taxonomy;;  namelijk  het  aanpassen  van  een  bestaand

    programma.  Ook  Saeli  (Saeli,  2012)  refereert  hieraan  als  een  mogelijk  goede

    didactische  aanpak.  In  de  methode  GameMaker4School  (Maas,  2011)  wordt  deze

    aanpak  ook  gebruikt.

    In  onze  oriënterende  enquête  ging  vraag  13  “Wat  vindt  u  de  belangrijkste  aspecten  die  uw

    leerlingen  van  programmeren  moeten  leren?”  over  criteria  van  goed  programmeeronderwijs

    (zie  bijlage  B.1.).  Volgens  de  ondervraagden  zijn  de  volgende  zaken  belangrijk:

    ● computational  thinking  (Wing,  2006)

    ● control  structures  (selectie  en  lussen)

    ● datastructuren,  -types  en  -abstractie

    ● procedures,  functies  en  methoden

    ● variabelen

    Dit  sluit  aan  bij  de  Big  Ideas  die  genoemd  worden  in  het  onderzoek  van  Saeli  (Saeli,  2012).

    Goed  en  effectief  programmeeronderwijs  vereist  dat  leerlingen  de  juiste  dingen  leren  (de  Big

    Ideas,  programmeerconcepten)  en  dat  hierbij  de  juiste  didactische  aanpak  wordt  gekozen

    zodat  de  concepten  ook  goed  landen  bij  de  leerlingen.  Wat  didactische  aanpakken  betreft

    kiezen  wij  voor  de  Cognitive  Objectives  Taxonomy  en  het  leren  programmeren  door

    completeren.  Deze  twee  aanpakken  sluiten  goed  bij  elkaar  aan  en  vormen  een  goede  manier

    om  in  kleine  stappen  het  complexe  probleem  van  het  leren  programmeren  aan  te  pakken.

    Voor  een  deel  haken  we  ook  aan  op  de  Problem  Solving  aanpak  door  leerlingen  via

    pakkende  apps  aan  het  werk  te  zetten.  De  Semiotic  Ladder  vinden  we  minder  geschikt

    omdat  deze  een  sterke  nadruk  legt  op  syntax  terwijl  wij  van  mening  zijn  dat  syntax  (zeker  in

    het  begin)  afleidt  van  het  leren  van  de  programmeerconcepten.

    5.3.  Motiverende  werking  van  apps  maken  voor  mobieleapparatenIn  de  literatuur  lijkt  nog  niets  te  vinden  te  zijn  over  de  motiverende  werking  van  het  maken

    van  apps  voor  mobiele  apparaten  als  het  gaat  om  leren  programmeren  binnen  het  voortgezet

    onderwijs.  Vanuit  het  hoger  beroeps  en  wetenschappelijk  onderwijs  zijn  er  wel  geluiden  dat

    op  deze  manier  leren  programmeren  motiverend  is  (Wolber,  2011).

    In  onze  oriënterende  enquête  geven  de  antwoorden  op  vraag  15:  “Denkt  u  dat  het  gebruik

    van  mobiele  telefoons  als  context/platform  motiverend  werkt  voor  het  leren  programmeren?”

    20

  • direct  een  indicatie  voor  de  uitkomst  van  onze  onderzoeksvraag  (zie  bijlage  B.1.).  Uit  de

    antwoorden  blijkt  dat  de  helft  van  de  vakdidactici  denkt  dat  de  mobiele  telefoon  als  platform

    motiverend  werkt  en  de  andere  helft  denkt  van  niet.  Initieel  hadden  we  deze  vraag  als  ja/nee

    vraag  geformuleerd  maar  naar  aanleiding  van  feedback  van  de  vakdidactici  hebben  we  hier

    voor  de  docenten  een  schaal  van  1  tot  5  van  gemaakt.  Bij  de  docenten  was  iedereen

    neutraal  tot  enthousiast  over  het  gebruik  van  de  mobiele  telefoon  als  platform  om  te  leren

    programmeren.  Dit  bleek  ook  tijdens  de  workshop  die  we  hebben  gehouden  met  informatica

    docenten  bij  de  Fontys.  Eén  docent  gaf  zelfs  aan  dat  leerlingen  al  gevraagd  hadden  of  ze

    apps  voor  hun  telefoon  mochten  maken  als  onderdeel  van  de  informatica  les.

    Ook  onze  enquête  onder  leerlingen  naar  contexten  voor  programmeeronderwijs  (zie  bijlage

    B.2.)  suggereert  dat  het  maken  van  apps  motiverend  is.  86%  van  de  leerlingen  geeft  aan  dat

    ze  dit  ‘leuk’  (49%)  of  ‘heel  leuk’  (37%)  lijkt.  In  deze  enquête  is  alleen  het  maken  van  games

    populairder  en  dit  is  iets  dat  ook  voor  de  mobiele  telefoon  mogelijk  is.

    Gezien  de  reacties  hebben  we  niet  meer  expliciet  gekeken  naar  de  motiverende  werking

    voor  leerlingen  met  een  niet  N-profiel.

    De  uitkomsten  bevestigen  onze  hypothese  over  de  mobiele  apparaten  als  motiverend

    platform  voor  het  leren  programmeren.

    5.4.  Geschiktheid  gebruik  visuele  programmeeromgevingDeze  onderzoeksvraag  kunnen  we  beantwoorden  aan  de  hand  van  vraag  6:  “Is

    programmeren  noodzakelijk  in  het  informatica  curriculum?”  en  vraag  7  “Is  alleen  visueel

    programmeren  voldoende  in  het  informatica  curriculum?”  uit  onze  oriënterende  enquête  (zie

    bijlage  B.1.).  Het  blijkt  dat  alle  vakdidactici  van  mening  zijn  dat  programmeren  een  essentieel

    onderdeel  van  het  vak  informatica  is.  Daarbij  vinden  twee  van  de  vijf  didactici  dat  visueel

    programmeren  voldoende  is.  Ook  onder  docenten  oordeelt  men  unaniem  dat  programmeren

    essentieel  is  binnen  het  vak  informatica.  Hier  is  men  echter  ook  unaniem  over  het  feit  dat

    visueel  programmeren  niet  voldoende  is.

    Docenten  en  vakdidactici  zijn  het  er  over  eens  dat  leerlingen  in  het  voortgezet  onderwijs

    moeten  leren  programmeren.  Er  zijn  vakdidactici  die  vinden  dat  visueel  programmeren

    voldoende  kan  zijn.  Het  merendeel  van  de  ondervraagden  vindt  echter  dat  leerlingen  ook

    tekstueel  moeten  leren  programmeren.  Ze  zien  een  visuele  programmeeromgeving  wel  als

    een  goede  opstap  naar  het  tekstueel  programmeren  zo  blijkt  uit  de  toelichtingen  bij  de

    gestelde  vragen.

    Naar  aanleiding  van  de  masterclass  en  de  interviews  met  docenten  informatica  over  ons

    materiaal  kunnen  we  concluderen  dat  een  visuele  programmeeromgeving  prima  geschikt  is

    om  te  leren  programmeren.  Ook  een  aantal  artikelen  die  over  programmeeronderwijs  gaan

    suggereren  dit.  Deze  geven  aan  dat  tekstuele  syntax  en  syntax  errors  van  compilers  en

    interpreters  afleiden  van  het  leren  programmeren.  Visuele  programmeeromgevingen  hebben

    dit  nadeel  niet.

    21

  • 5.5.  Perceptie  met  betrekking  tot  het  ontwikkelde  lesmateriaalDe  perceptie  van  de  informatica  docenten  die  we  gesproken  hebben  tijdens  de  masterclass

    (die  we  hebben  gegeven  in  het  kader  van  nascholing  voor  informatica  docenten  bij  Fontys)

    was  zeer  positief.  Dit  geldt  ook  voor  de  docenten  die  we  daarna  nog  individueel  hebben

    geïnterviewd.  Zowel  de  masterclass  als  de  interviews  hebben  we  gedaan  aan  de  hand  van

    de  vragenlijst  in  bijlage  A.4.  De  resultaten  zijn  te  vinden  in  bijlage  B.3.

    In  het  algemeen  vond  men  het  materiaal  in  de  aangeboden  toestand  al  bruikbaar  in  de  klas.

    Uiteraard  kan  het  materiaal  nog  verbeterd  worden  en  daarvoor  hebben  we  voldoende  input

    van  de  deelnemende  docenten  gekregen.  Daarnaast  liggen  er  nog  een  aantal  punten  die  we

    niet  meer  opgepikt  hebben  voor  de  workshop  omdat  we  graag  eerst  wilden  weten  of  het

    materiaal  voldoet  aan  de  verwachtingen  van  informatica  docenten.

    Gedurende  de  masterclass  hebben  we  veel  feedback  ontvangen  van  de  aanwezige

    docenten  en  didactici.  De  indruk  was  voornamelijk  positief,  wat  blijkt  uit  de  volgende  reacties:

    ● Leerlingen  eerst  laten  stoeien  met  een  bestaand  project  is  een  goede  opzet.

    ● Tempo  is  goed.

    ● Leuk  om  te  doen,  duidelijk  geschreven.

    ● Goede  opstap  naar  een  tekstuele  programmeertaal.

    ● Spreekt  waarschijnlijk  aan  bij  leerlingen  (al  ben  je  hier  nooit  zeker  van  totdat  de

    leerlingen  er  echt  mee  bezig  zijn  geweest)

    ● Doordat  je  je  telefoon  altijd  bij  je  hebt  en  daarmee  (trots)  resultaten  kunt  laten  zien  aan

    anderen  is  het  ontwikkelen  van  apps  voor  de  mobiel  motiverend.

    ● Door  de  lage  drempel  nodigt  de  omgeving  uit  tot  onderzoeken.

    ● Mooi  dat  er  veel  optionele  uitbreidingen  bij  staan.

    De  volgende  zaken  nemen  we  in  ieder  geval  mee  in  ons  materiaal  naar  aanleiding  van  de

    workshop:

    ● Voor  havo  4  leerlingen  (met  nadruk  op  vmbo  instroom)  gaat  de  opbouw  in  moeilijkheid

    waarschijnlijk  te  snel.

    ● Meer  suggesties  en  bonus  opgaven  meegeven  om  leerlingen  uit  te  dagen.

    ● Niet  alle  component  namen  zijn  voor  leerlingen  direct  duidelijk.  Bijvoorbeeld:  wat  is

    een  label?

    ● Een  referentiehandleiding  kan  nuttig  zijn.

    ● Na  de  techniek  verder  gaan  met  andere  aspecten  van  ontwikkeling,  zoals

    projectmanagement.  Zorg  dat  er  een  klant  is  en  laat  de  leerlingen  meerdere  iteraties

    meemaken.

    ● Lever  een  uitgebreid  resources  pakket  mee.

    ● Het  hoofdstuk  Meteoor  is  wellicht  te  wiskundig.

    ● Het  is  niet  altijd  duidelijk  voor  de  leerling  of  hij  de  tekst  strak  moet  volgen  (omdat  hij

    anders  de  mist  in  gaat),  of  dat  er  eigen  initiatief  wordt  verwacht.

    ● Extra  motiverend  kan  het  zijn  als  een  app  aan  de  echte  wereld  wordt  gekoppeld  door

    gebruik  te  maken  van  APIs.  Een  mashup  bouwen  dus.

    22

  • ● Aan  de  docentenhandleiding  ideeën  over  toetsen  toevoegen.  Docenten  hebben  de

    behoefte  individueel  te  controleren  of  leerlingen  het  snappen.  Hoe  past  dit  in  ons

    materiaal?

    ● De  docentenhandleiding  duidelijk  verdelen  in  wat  docenten  echt  moeten  weten  zodat

    de  leerlingen  aan  de  slag  kunnen  en  achtergrond  informatie.

    Ons  doel  was  lesmateriaal  te  ontwikkelen  dat  motiverend  en  effectief  werkt  bij  het  leren

    programmeren  in  het  voortgezet  onderwijs.  Afgaande  op  de  reacties  van  docenten  die  ons

    materiaal  bekeken  en  er  mee  gewerkt  hebben  zijn  we  hierin  geslaagd.  Ze  vinden  de  opbouw

    goed  waarin  we  een  aantal  van  de  didactische  aanpakken  uit  de  literatuur  gebruikt  hebben

    zoals  de  Cognitive  Objectives  Taxonomy  en  het  programmeren  door  completeren.  Verder

    zien  ze  de  context  inderdaad  als  motiverend  omdat  de  mobiele  telefoon  een  alledaags  en

    populair  apparaat  is  voor  veel  leerlingen.  Ook  zijn  er  leerlingen  die  al  vragen  of  dit  soort

    dingen  bij  informatica  aan  bod  komen.

    23

  • 6.  DiscussieHet  doel  van  ons  onderzoek  was  het  beantwoorden  van  de  onderstaande  vragen  zodat  we

    op  een  gefundeerde  manier  nieuwe  lesmateriaal  konden  ontwikkelen  voor  het  onderwijzen

    van  programmeren  in  het  voorgezet  onderwijs:

    [1-Methoden] Welke  programmeermethoden  worden  er  nu  gebruikt  in  het  voortgezet

    onderwijs  en  wat  zijn  de  tekortkomingen  van  deze  methoden  met  betrekking

    tot  effectiviteit  en  motivatie.

    [2-Criteria] Aan  welke  criteria  moet  goed  programmeeronderwijs  voldoen.

    [3-Motivatie] Motiveert  het  maken  van  applicaties  voor  mobiele  apparaten,  met  bijvoorbeeld

    App  Inventor,  leerlingen  meer  dan  bestaande  methoden?  In  het  bijzonder  de

    leerlingen  met  een  niet  N-profiel?

    [4-Visueel] Is  het  gebruik  van  visuele  ten  opzichte  van  tekstuele

    programmeeromgevingen  –  zoals  voornamelijk  gebruikt  in  de  geanalyseerde

    methoden  –  geschikter  voor  het  aanleren  van  de  basis  principes  van  het

    programmeren?

    Er  wordt  op  dit  moment  een  overvloed  [1-Methoden]  aan  methoden  gebruikt  waarbij  eigenlijk

    alleen  GameMaker  als  motiverend  wordt  gezien.  Er  is  echter  geen  materiaal  dat  leerlingen

    leert  programmeren  op  een  effectieve  manier.  De  criteria  waaraan  programmeeronderwijs

    moet  voldoen  is  dat  er  een  goede  didactiek  aan  ten  grondslag  moet  liggen  en  dat  een  aantal

    belangrijke  programmeerconcepten  (Big  Ideas,  Saeli,  2012)  onderwezen  moeten  worden.

    Het  gebruiken  van  mobiele  apparaten  als  context  om  te  leren  programmeren  is  een  motivator

    en  een  visuele  programmeeromgeving  is  geschikter  voor  beginnende  programmeurs  dan  een

    tekstuele  programmeeromgeving.

    Ons  onderzoek  is  voornamelijk  gebaseerd  op  kwalitatief  onderzoek.  Enerzijds  omdat  de

    populatie  die  beschikbaar  is  voor  het  onderzoek  niet  voldoende  groot  is  om  kwantitatief

    onderzoek  te  doen,  anderzijds  omdat  onze  vragen  zich  goed  lenen  voor  kwalitatief

    onderzoek.  Omdat  de  derde  vraag  over  motivatie  zich  ook  leent  voor  kwantitatief  onderzoek

    hebben  we  een  kleine  groep  leerlingen  hierover  om  input  gevraagd.  Dit  als  extra  verificatie

    voor  de  resultaten  uit  het  kwalitatief  onderzoek  onder  vakdidactici  en  docenten  informatica.

    6.1.  ConclusiesProgrammeeronderwijs  staat  nog  in  de  kinderschoenen,  zelfs  op  HBO-  en  WO-opleidingen.

    Docenten  zijn  op  zoek  naar  effectieve  didactische  strategieën  en  motiverende  contexten  om

    leerlingen  te  leren  programmeren.  Uit  ons  onderzoek  blijkt  dat  er  een  motiverende  werking

    uitgaat  van  de  door  ons  gekozen  omgeving  en  context.

    Het  onderzoek  uitgevoerd  door  Saeli  (Saeli,  2012)  en  ons  onderzoek  onder  vakdidactici  en

    docenten  toont  overlap  in  wat  men  ziet  als  belangrijke  programmeerconcepten.

    Starten  met  een  tekstuele  programmeeromgeving  werkt  veelal  niet  motiverend  en  is

    bovendien  niet  effectief.  Leerlingen  verzanden  in  de  syntax  van  de  programmeertaal,  de

    24

  • foutmeldingen  van  de  compiler  of  interpreter  en  de  noodzaak  om  te  debuggen.  Dit  leidt  af  van

    het  leren  van  de  programmeerconcepten  die  belangrijk  worden  geacht.  Uit  eigen  ervaring

    weten  we  bovendien  dat  er  hierdoor  ook  extra  druk  op  de  docent  komt.  Leerlingen

    verwachten  dat  de  docent  hen  namelijk  even  snel  kan  helpen  met  het  debuggen  van  hun

    problemen.  Hierdoor  verspilt  een  docent  vaak  veel  tijd  en  als  hij/zij  de  leerlingen  niet  kan

    helpen  geeft  dit  ook  nog  een  ontevreden  gevoel  over  de  leraar  bij  de  leerlingen.

    Het  verwachte  eindniveau  met  betrekking  tot  programmeerkennis  in  het  voorgezet  onderwijs

    is  vooralsnog  onduidelijk.  Ook  de  meningen  van  vakdidactici  en  docenten  hierover  lopen

    uiteen.  Het  materiaal  dat  we  gemaakt  hebben  naar  aanleiding  van  ons  onderzoek  is  een

    goede  start  om  een  minimaal  kennisniveau  te  bereiken.  Het  staat  docenten  vrij  om  daarna

    nog  verder  te  gaan  met  programmeeronderwijs.

    Het  materiaal  dat  we  ontwikkeld  hebben  werd  goed  ontvangen.  De  initiële  kwaliteit  werd

    reeds  als  goed  gezien  en  er  zijn  goede  en  nuttige  verbeterpunten  aangedragen.  Na  een

    verbeterslag  zal  het  materiaal  in  een  echte  lessituatie  getest  gaan  worden.  Daarna  wordt  het

    opnieuw  geëvalueerd  en  mogelijk  verbeterd.  Het  materiaal  zal  ook  open  source  ter

    beschikking  worden  gesteld,  zie  hiervoor  http://appinventor.informatica.nu.  Het  materiaal

    wordt  gezien  als  motiverend  en  effectief  en  dat  was  ons  doel.

    Het  informatica  curriculum  is  behoorlijk  gevuld.  Een  uitdaging  is  daarom  het  ontwikkelde

    materiaal  te  plaatsen  binnen  het  curriculum.  Het  ontwikkelde  materiaal  kan  dienen  als

    vervanging  van  bestaande  programmeermodules.  Daarnaast  kan  ons  materiaal  gebruikt

    worden  om  te  voorkomen  dat  leerlingen  die  zijn  blijven  zitten  nog  een  keer  met  bijvoorbeeld

    GameMaker  aan  de  slag  gaan.

    Ons  materiaal  biedt  de  mogelijkheid  om  er  andere  aspecten  van  het  informatica  curriculum

    aan  te  koppelen.  Buiten  het  leren  programmeren  kan  het  ook  gebruikt  worden  om  te  leren

    hoe  een  klein  softwareproject  opgezet  en  uitgevoerd  wordt.

    6.2.  Aanbevelingen  tot  verder  onderzoekNaar  aanleiding  van  vragen  over  welk  lesmateriaal  docenten  nu  gebruiken  kwam  regelmatig

    het  antwoord  “eigen  materiaal”.  Het  is  interessant  om  uit  te  zoeken  waarom  zo  veel  docenten

    eigen  materiaal  gebruiken.  Zijn  deze  mensen  bereid  om  (en  onder  welke  voorwaarden)

    lesmateriaal  van  anderen  te  gebruiken?  Zijn  ze  van  mening  dat  er  nog  geen  goed  materiaal

    is,  of  kennen  ze  het  niet?  Vinden  ze  hun  eigen  materiaal  beter?  Vinden  ze  misschien  dat  je

    beter  les  kunt  geven  met  redelijk  tot  goed  eigen  materiaal  dan  met  goed  materiaal  van

    anderen?  Kortom:  als  het  lukt  didactisch  goed  materiaal  te  maken,  gaat  dit  dan  ook  gebruikt

    worden?

    In  ons  onderzoek  hebben  we  niet  meer  expliciet  gekeken  naar  de  motiverende  werking  voor

    leerlingen  met  een  niet  N-profiel.  Carrière-  en  doelgerichte  leerlingen  willen  we  ook  graag

    enthousiasmeren  voor  programmeren.  We  denken  dat  dit  met  onze  lesmethode  gebeurt  maar

    hebben  hier  geen  bewijzen  voor.

    25

  • Uit  het  onderzoek  blijkt  dat  de  meeste  vakdidactici  en  docenten  informatica  vinden  dat  alleen

    visueel  programmeren  niet  voldoende  is.  Een  relevante  vraag  daarom  is  wat  goed  aansluit  op

    ons  materiaal  als  het  gaat  om  tekstueel  programmeren.

    In  het  informaticacurriculum  komen  op  het  moment  veel  verschillende  onderwerpen  aan  bod

    in  relatief  weinig  tijd.  Het  lesmateriaal  dat  we  hebben  ontwikkeld  kan  niet  zomaar  worden

    toegevoegd.  Er  zijn  wel  ideeën  over  hoe  het  ingezet  zou  kunnen  worden  maar  verder

    onderzoek  op  dit  gebied  is  aan  te  bevelen.

    6.3.  Aanpassingen  ten  opzichte  van  het  onderzoeksplanGedurende  het  onderzoek  hebben  we  op  enkele  punten  besloten  af  te  wijken  van  ons

    originele  onderzoeksplan.  In  deze  paragraaf  worden  deze  punten  kort  besproken.

    Ten  opzichte  van  ons  plan  hebben  we  de  interviews  anders  ingericht.  Ons  plan  was  de

    docenten  individueel  te  interviewen.  We  hebben  echter  de  kans  gekregen  om  gedurende  een

    masterclass  (nascholing  informatica  docenten)  ons  materiaal  te  presenteren,  de  docenten

    ermee  te  laten  werken,  en  hen  vervolgens  individueel  en  plenair  om  feedback  te  vragen.

    Door  deze  aanpassing  hebben  we  het  informatie  verzamelen  efficiënter  in  kunnen  richten.

    Omdat  er  nu  ook  mogelijkheid  was  tot  discussie  heeft  dit  geleid  tot  meer  en  dieper  gaande

    feedback.  Naast  de  masterclass  hebben  we,  wel  in  lijn  met  het  plan,  nog  enkele  docenten

    (die  niet  aan  de  masterclass  deelnamen  of  niet  aanwezig  konden  zijn)  persoonlijk

    geïnterviewd.

    Een  ander  punt  waarop  we  afgeweken  zijn  van  ons  oorspronkelijke  plan  is  het  onderzoeken

    van  bestaande  methoden.  We  hebben  Fundament  Informatica  en  Enigma  minder  uitgebreidonderzocht  aangezien  Saeli  (Saeli,  2012)  in  haar  proefschrift  drie  in  Nederland  veel  gebruikte

    methoden  vergelijkt,  namelijk  Fundament  Informatica,  Informatica  Actief  en  Enigma.  Zij  geeftin  haar  proefschrift  een  overzicht  in  hoeverre  de  door  haar  gebruikte  Big  Ideas  van

    programmeren  door  deze  methoden  gecoverd  worden.  We  hebben  wel  een  aantal  anderemodules  bekeken  en  besproken  (zie  bijlage  C.).

    Tot  slot  hebben  we  een  extra  enquête  toegevoegd  aan  ons  onderzoek.  Deze  enquête  is

    afgenomen  onder  leerlingen  en  betreft  hun  interesse  in  diverse  contexten  waarbinnen  we

    programmeeronderwijs  kunnen  plaatsen.  Wij  hebben  dit  toegevoegd  om  ons  vermoeden  over

    de  motivatie  voor  het  ontwikkelen  van  apps  voor  een  mobiele  telefoon  te  bevestigen.

    Vanwege  de  kleine  schaal  van  deze  enquête  hebben  we  de  resultaten  niet  uitgebreid

    geanalyseerd  volgens  een  methode  voor  kwantitatief  onderzoek,  zie  bijlage  B.2.

    6.4.  SamenwerkingsprocesOmdat  dit  onderzoek  is  uitgevoerd  door  drie  personen  volgt  in  deze  paragraaf  een

    beschrijving  van  ons  proces  en  onze  taakverdeling.  Dit  om  aan  te  verantwoorden  dat  we

    ieder  voldoende  tijd  en  inspanning  in  dit  onderzoek  hebben  gestoken  en  de  taken

    evenwichtig  waren  verdeeld.

    26

  • Robin  kwam  met  het  idee  om  te  onderzoeken  of  we  leerlingen  konden  leren  programmeren

    met  behulp  van  een  visuele  omgeving  zoals  App  Inventor  waarmee  ze  apps  kunnen  maken

    voor  hun  mobiele  telefoon.  Hij  hoopte  dat  hier  materiaal  uit  kwam  dat  hij  zelf  het  komende

    schooljaar  in  zijn  klassen  kan  inzetten.  François  en  Coen  vonden  dit  een  goed  en  leuk  idee

    en  besloten  er  aan  mee  te  werken.

    Aangezien  we  elkaar  elke  woensdag  zagen  bij  de  ESoE  was  er  elke  week  wel  een  moment

    om  te  overleggen  wat  er  de  komende  week  moest  gebeuren.  In  het  begin  hadden  we  niet

    direct  een  duidelijke  taakverdeling.  Wel  hadden  we  de  bedoeling  dat  ieder  aan  alle  aspecten

    van  het  onderzoek  zou  werken.  Het  bleek  een  leuk  team.  Op  woensdag  maakten  we  vaak  al

    brainstormend  aantekeningen  en  afspraken  over  taken  die  in  de  loop  van  de  week  dan

    uitgewerkt  moesten  worden.  Als  we  niet  bij  elkaar  konden  komen  gebruikten  we  Skype  om  te

    overleggen.  Alle  drie  wilden  we  dit  schooljaar  het  onderzoek  afronden,  alle  drie  hadden  we

    ook  genoeg  andere  dingen  te  doen.  Het  duurde  even  voor  we  op  gang  kwamen,  er  zijn  als  je

    voor  de  klas  staat  en  tegelijk  een  studie  als  deze  volgt  altijd  zaken  die  prioriteit  hebben.

    Soms  had  de  één  meer  tijd,  dan  de  ander.  Er  ontstond  als  vanzelf  een  taakverdeling  zonder

    dat  we  hier  harde  afspraken  over  maakten.  Zo  werd  bij  het  opstellen  van  de  vragenlijsten

    gezamenlijk  gebrainstormd  over  wat  er  in  moest  komen,  waarna  iemand  een  eerste  versie

    maakte,  deze  rond  mailde  en  ieder  gaf  zijn  commentaar  of  paste  het  aan.  Zo  gebeurde  het

    met  de  meeste  onderdelen.

    François  heeft  het  voortouw  genomen  bij  het  maken  van  het  lesmateriaal  door  de  inleidende

    hoofdstukken  te  schrijven.  Verder  hebben  we  alle  drie  een  inhoudelijk  hoofdstuk  geschreven:

    Mollen  Meppen  (François),  Schrandere  Scholier  (Robin)  en  Meteoor  (Coen).  Pas  tijdens  het

    schrijven  viel  de  beslissing  het  materiaal  in  LaTeX  op  te  maken.  Robin  heeft  vervolgens  een

    geschikt  template  gezocht  en  bewerkt.  Hij  heeft  ook  het  al  bestaande  materiaal  omgezet  in

    LaTeX.  Coen  en  François  moesten  hiervoor  het  een  en  ander  uitzoeken,  want  LaTeX  en

    Windows  bleek  geen  ideale  combinatie  (Robin  werkt  op  een  Mac).  Door  de  LaTeX  bestanden

    via  Dropbox  (en  later  Git)  te  delen  was  het  mogelijk  gezamenlijk  aan  het  materiaal  te  werken.

    Nadat  we  de  afzonderlijke  delen  samengevoegd  hadden,  hebben  we  de  hoofdstukken  op  één

    lijn  gebracht  waarbij  we  allemaal  een  paar  keer  het  document  van  voor  tot  achteren

    doorgewerkt  hebben.

    De  interviews  hebben  we  verdeeld.  Toen  bood  zich  de  mogelijkheid  aan  het  materiaal  in  de

    masterclass  bij  Fontys  te  presenteren  en  ter  plekke  feedback  te  krijgen  van  de  docenten.

    Het  voorbereiden,  regelen  van  de  telefoons,  internettoegang,  maken  van  de  boekjes,

    opstellen  van  de  presentatie,  het  presenteren  hebben  we  wederom  verdeeld  en  het

    verzamelen  van  de  feedback  hebben  we  zoveel  mogelijk  per  docent  gedaan,  waarbij  wij

    elkaar  afwisselden.

    Omdat  elk  zijn  eigen  sterke  punten  heeft,  heeft  ieder  aan  alle  facetten  van  het  onderzoek,  het

    materiaal  en  het  verslag  gewerkt.

    27

  • Referenties

    Akker,  J.  van  den  (1999).  Principles  and  methods  of  development  research.  Designapproaches  and  tools  in  education,  pp.  1-14.

    Baarda,  B.,  Goede,  M.  de,  Teunissen,  J.  (2005).  Basisboek  Kwalitatief  onderzoek.  StenfertKroese.

    Boekaerts,  M.,  Simons,  P.R.  (1993).  Leren  en  Instructie:  Psychologie  van  de  leerling  en  het

    leerproces.  Assen:  Dekker  &  van  de  Vegt.

    Creemers,  B.P.M.  (1999).  The  effective  teacher:  What  Changes  and  Remains.  Asia-PacificJournal  of  Teacher  Education  &  Development,  June  1999,  Vol.  2,  No.  1,  pp.  51-63.

    Diepen,  N.  van  (2005).  Elf  redenen  waarom  programmeren  zo  moeilijk  is.  Tijdschrift  voorinformaticaonderwijs,  14e  jaargang  2005,  nr.  4.

    Diepen,  N.  van,  Perrenet,  J.,  Zwaneveld,  B.  (2011).  Which  Way  with  Informatics  in  High

    Schools  in  the  Netherlands?  The  Dutch  Dilemma.  Informatics  in  Education,  10(1),  pp.123-148.

    Dijk,  E.M.A.G.  van,  Koppelman,  H.  (1995).  From  the  Bottom  to  the  Top?  TINFON,  4(1),  pp.31-32.

    Govender,  I.  (2006).  Learning  to  Program,  Learning  to  Teach  Programming:  Pre-  and

    In-service  Teachers’  Experiences  of  an  Object-oriented  Language.  South  Africa:Unpublished  doctoral  dissertation  University  of  South  Africa.

    Kaasbøll,  J.J.  (1998).  Exploring  didactic  models  for  programming.  Tapir,  pp.  195-203.

    Krathwohl,  D.  (2002)  A  revision  of  Bloom’s  Taxonomy:  An  Overview,  Theory  Into  Practicevol.  41-4,  pp.  212-218.

    Maas,  P.  (2011).  GameMaker4School.  Rosmalen:  Interfax.

    Merriënboer,  J.J.G.  van  (1992).  Programmeren  door  completeren.  TINFON,  1(2),  pp.  66-71.

    Plomp,  T.,  Nieveen,  N.  (2009).  An  Introduction  to  Educational  Research.  Enschede:  SLO.

    Saeli,  M.  (2012,  February).  Teaching  Programming  for  Secondary  School:  a  Pedagogical

    Content  Knowledge  Based  Approach.  Eindhoven:  Technische  Universiteit  Eindhoven.

    Schmidt,  V.  (2007).  Handreiking  schoolexamen  informatica  havo/vwo.  Enschede:  SLO.

    28

  • Wing,  J.M.  (2006).  Computational  Thinking.  Communications  of  the  ACM,  March  2006,  39(3),pp.  33-35.

    Wolber,  D.  (2011).  App  Inventor  and  Real-World  Motivation,  CIGCSE  11  ACM,  March  2011,pp.  601-606

    29

  • 30

  • Bijlagen

    31

  • 32

  • A.  Vragenlijsten

    A.1.  Oriënterende  enquête  naar  relevante  aspecten  van  programmeeronderwijsen  lesmateriaal:  vakdidactici

    Oriënterende  vragenlijst  ProgrammeeronderwijsGeachte  heer/dame,

    Wij  doen  voor  ons  afstuderen  aan  de  Eindhoven  School  of  Education  een  onderzoek  naar

    programmeeronderwijs.  U  hebt  na  een  eerdere  email  van  ons  aangegeven  met  ons

    onderzoek  mee  te  willen  doen.

    In  de  onderstaande  vragenlijst  vragen  wij  u  naar  uw  mening  over  programmeertalen  en

    daarmee  verband  houdende  onderwijsmethoden  waar  u  ervaring  mee  hebt.  Het  doel  van  ons

    onderzoek  is  een  programmeermodule  ontwikkelen  die  aanspreekt  bij  middelbare  scholieren

    en  die  bovendien  de  leerling  op  een  effectieve  manier  leert  programmeren.

    Uw  antwoorden  worden  vertrouwelijk  behandeld  en  de  resultaten  van  de  vragenlijsten  die  wij

    in  onze  rapportage  opnemen  worden  geanonimiseerd.

    Het  invullen  van  de  complete  vragenlijst  neemt  ongeveer  15  minuten  in  beslag.

    *  Required

    Algemeen1.  In  welke  leeftijdscategorie  valt  u?*

    ● jonger  dan  30  jaar

    ● 30-39  jaar

    ● 40-49  jaar

    ● 50  jaar  of  ouder

    2.  Wat  is  de  hoogste  opleiding  die  u  genoten  heeft?*

    ● HBO  Informatica

    ● WO  Informatica

    ● HBO  anders

    ● WO  anders

    3.  Hoe  lang  geeft  u  het  vak  Informatica  in  het  middelbaar  onderwijs?*

    ● minder  dan  2  jaar

    ● 2  tot  5  jaar

    ● 5  tot  10  jaar

    ● meer  dan  10  jaar

    ● ik  geef  geen  Informatica  in  het  middelbaar  onderwijs

    33

  • 4.  Welke  methode  gebruikt  u  voor  uw  informatica  onderwijs?*

    ● Fundament  Informatica  (Instruct)

    ● Enigma  (voorheen  Turing)

    ● Informatica  Actief  (voorheen  Edu  Actief)

    ● Eigen  lesmethode

    ● ik  geef  geen  Informatica  in  het  middelbaar  onderwijs

    ● Other:

    5.  Wat  is  de  gemiddelde  klasgrootte  waaraan  u  les  geeft?*

    ● minder  dan  10  leerlingen

    ● 10  tot  20  leerlingen

    ● 20  tot  30  leerlingen

    ● meer  dan  30  leerlingen

    ● ik  geef  geen  Informatica  in  het  middelbaar  onderwijs

    Informatica  curriculum6.  Is  programmeren  noodzakelijk  in  het  informatica  curriculum?*

    ● Ja

    ● Nee

    Toelichting:

    7.  Is  alleen  visueel  programmeren  voldoende  in  het  Informatica  curriculum?*

    ● Ja

    ● Nee

    Toelichting:

    Programmeermethoden8.  Welke  programmeertalen  en  bijbehorende  lesmethoden  gebruikt  u  in  het  middelbaar

    onderwijs?*

    9.  Wat  vindt  u  de  sterke  en  zwakke  punten  van  deze  talen  en  methoden?*

    10.  Zijn  leerlingen  met  deze  talen  en  methoden  snel  in  staat  om  een  (voor  hun)  leuk  resultaat

    te  behalen?  Gelieve  uw  antwoord  toe  te  lichten.*

    11.  Hoe  vindt  u  de  motiverende  werking  van  de  deze  talen  en  methoden?*

    12.  Hoe  toetst  u  de  leerlingen  met  betrekking  tot  deze  talen  en  methoden  en  waarom  hebt

    deze  manier  van  toetsen  gekozen?*

    13.  Wat  vindt  u  de  belangrijkste  aspecten  die  uw  leerlingen  van  programmeren  moeten

    leren?*

    14.  Brengt  u  een  relatie  aan  tussen  de  diverse  talen  en  methoden  die  u  gebruikt?*

    34

  • Context15.  Denkt  u  dat  het  gebruik  van  mobiele  telefoons  als  context/platform  motiverend  werkt  voor

    het  leren  programmeren?*

    ● Ja

    ● Nee

    Toelichting*

    16.  Heeft  u  leerlingen  die  (buiten  de  lessen)  bezig  zijn  met  het  ontwikkelen  van  mobiele

    applicaties?*

    ● Ja

    ● Nee

    Toelichting  (wat  doen  en  gebruiken  deze  leerlingen?)

    Tot  slot17.  Zou  u  nog  iets  wijzigen  aan  deze  vragenlijst  voordat  we  deze  doorsturen  naar  de

    docenten?*

    35

  • 5 reactiesOverzicht Complete reacties bekijken

    Algemeen

    1. In welke leeftijdscategorie valt u?jonger dan 30 jaar 0 0%

    30-39 jaar 1 20%

    40-49 jaar 2 40%

    50 jaar of ouder 2 40%

    2. Wat is de hoogste opleiding die u genoten heeft?HBO Informatica 0 0%

    WO Informatica 2 40%

    HBO anders 0 0%

    WO anders 3 60%

    3. Hoe lang geeft u het vak Informatica in het middelbaar onderwijs?minder dan 2 jaar 1 20%

    2 tot 5 jaar 0 0%

    5 tot 10 jaar 1 20%

    meer dan 10 jaar 1 20%

    ik geef geen Informatica in het middelbaar onderwijs 2 40%

    4. Welke methode gebruikt u voor uw informatica onderwijs?

    36

  • Fundament Informatica (Instruct) 1 20%

    Enigma (voorheen Turing) 1 20%

    Informatica Actief (voorheen Edu Actief) 1 20%

    Eigen lesmethode 0 0%

    ik geef geen Informatica in het middelbaar onderwijs 2 40%

    Other 0 0%

    37

  • 5. Wat is de gemiddelde klasgrootte waaraan u les geeft?minder dan 10 leerlingen 0 0%

    10 tot 20 leerlingen 0 0%

    20 tot 30 leerlingen 3 60%

    meer dan 30 leerlingen 0 0%

    ik geef geen Informatica in het middelbaar onderwijs 2 40%

    Informatica curriculum

    6. Is programmeren noodzakelijk in het informatica curriculum?Ja 5 100%

    Nee 0 0%

    Toelichting:Niet te veel, maar zoveel dat het hele ontwerp/ontwikkeltraject een keer doorlopen wordt. Bij vrijwel alle informatica-

    activiteiten kom je programmeeraspecten tegen. Het is een belangrijk onderdeel van informatica, daarnaast ook een

    leuk, praktisch onderdeel. Programmeren en modelleren moet aan bod komen.

    7. Is alleen visueel programmeren voldoende in het Informatica curriculum?Ja 2 40%

    Nee 3 60%

    Toelichting:

    38

  • Als dat tenminste efficiëntievoordelen heeft. Bij visueel programmeren 'kun je geen fourteen maken' maar je

    moet door de ervaring van syntax error, puntkomma vergeten heen Onder visueel programmeren versta ik het

    programmeren aan de hand van sleep en klik acties. In principe kan dit denk ik voldoende zijn, hoewel het wel lastig

    zal zijn om goede opdrachten te bedenken die alleen met visueel programmeren zijn op te lossen. Het gaat erom

    dat leerlingen bepaalde problemen kunnen oplossen, dat kan in principe met visueel programmeren. Visueel

    programmeren is een (mogelijke) eerste stap bij het ler ...

    Programmeermethoden

    8. Welke programmeertalen en bijbehorende lesmethoden gebruikt u in het middelbaar onderwijs?RobotBasic php struktograaf geen methoden ik geef geen informatica in het vo. Nvt (started met structograaf

    vind ik niet verkeerd) PHP (informatica-actief) Java (Greenfoot) Applet JavaLogo (informatica-actief) Game-Maker

    (divers materiaal) Ik gebruik onder andere: (1) Python met de cursus van http://wiki.ubuntu-nl.org/community

    /ThinkPython (2) SQL zoals in Enigma aan bod komt (3) NetLogo zoals in Enigma aan bod komt (4)

    GameMakerLanguage (GML) bij de lln van 6vwo als ze een spel moeten maken

    9. Wat vindt u de sterke en zwakke punten van deze talen en methoden?slecht: RobotBasic: slechte editor; ongevoelig voor hoofdletters/kleine letters php: indirectie omdat het op een

    server draait struktograaf: niet fancy, de blokjes suggereren een struktuur, maar dat is slechts schijn. zie

    8 Nvt PHP: nadelen: integratie met HTML maakt het moeilijk. Veel syntax. voordelen: integratie met databases

    goed mogelijk. Leerlingen maken interactieve websites, dat maakt het boeiend voor leerlingen. Kan met standaard,

    gratis tools. Je kunt makkelijk beginnen met simpele voorbeelden. Java / Greenfoot: nadelen: object georiënteerd

    kan soms moeilijk zijn. De methode biedt ...

    10. Zijn leerlingen met deze talen en methoden snel in staat om een (voor hun) leuk resultaat te behalen?Gelieve uw antwoord toe te lichten.robotbasic: ok php: ok voor de mensen die het door hebben struktograaf: laag zie 8 Resultaten blijven lastig. Je

    moet je vaak beperken tot toy-problems. En dat is niet altijd interessant. Met GameMaker en Greenfoot zeker, bij

    JavaLogo en PHP minder. (1) Bij Python doet vooral de turtle het goed. En ook GvRng voor de herkansing van

    4havo (2) Het formuleren van een query levert vaak het gewenste resultaat op; de lln hebben meerdere

    succeservaringen (3) De gegeven AI modellen van Enigma spreken de lln aan (4) Het snelle en leuke resultaat kan

    ook met visueel programmeren. Het gebruik van GML code l ...

    11. Hoe vindt u de motiverende werking van de deze talen en methoden?robotbasic: direct resultaat php: lastig te debuggen zie 8 Zie boven Idem als vorige vraag: GameMaker en

    Greenfoot werken erg motiveren, PHP deels ook, JavaLogo wat minder. (1) Python is een hele goede basistaal,

    die de lln (pas) later weten te waarderen (2) Met SQL kunnen de db's worden geraadpleegd achter interactieve

    websites (3) Zie antwoord van vraag 10 en het inspringen van NetLogo kennen de lln van Python (4) De lln van

    6vwo zien dat ze met GML het ook voor elkaar krijgen, het hoeft niet perse visueel

    12. Hoe toetst u de leerlingen met betrekking tot deze talen en methoden en waarom hebt deze manier vantoetsen gekozen?individuele toets op de PC, en prakticumopdracht (event. in duo's) gekozen omdat mijn voorganger het ook zo

    deed zie 8 Nvt Praktische opdrachten en een toets. De praktische opdrachten bestaan uit deelopdrachten,

    waarin een verplicht deel en een vrij deel in zit. Deze mogen in tweetallen worden gemaakt. De toets bestaat uit een

    theoretisch deel, waarin onder meer wordt gevraagd naar terminologie en begrip, alsook het lezen van code, en uit

    39

  • een praktisch deel, waarbij de leerlingen tijdens de toets een klein programma moeten maken. (1) Python

    met een individuele practische opdracht (PO) en een the ...

    13. Wat vindt u de belangrijkste aspecten die uw leerlingen van programmeren moeten leren?computational thinking variabele, datastructuren, lussen, problemsolving Programma-ontwerp

    Programmaflow Sequentie Keuze Iteratie Data-abstractie Procedurele abstractie Bouwstenen - Begrip van

    controle structuren, variabelen, methoden, parameters, OO begrippen zoals klassen, objecten, etc. - Het

    toepassen van controle structuren, variabel