De rol van robots en instructie in het basisonderwijs

Geplaatst op 14 augustus 2024

In het digitale tijdperk is technologie een steeds belangrijker onderdeel geworden van ons dagelijks leven, en het onderwijs is daarop geen uitzondering. Robots en geavanceerde instructiemethoden worden steeds vaker ingezet in het basisonderwijs, met het doel om leerlingen te ondersteunen bij hun leerproces en hen voor te bereiden op de toekomst. Maar wat betekent de integratie van robots in de klas eigenlijk voor de manier waarop we lesgeven en leren? In dit artikel verkennen we de rol van robots en de impact van instructie op het basisonderwijs.

Wat zijn Educatieve Robots?

Educatieve robots zijn ontworpen om kinderen te helpen leren door interactie en praktische ervaring. Deze robots variëren van eenvoudige bouwpakketten die kinderen zelf kunnen assembleren, tot geavanceerde machines die complexe taken kunnen uitvoeren. Voorbeelden van dergelijke robots zijn de programmable robots zoals de Bee-Bot en de LEGO Mindstorms, die leerlingen stimuleren om te leren programmeren en probleemoplossend denken.

Deze robots kunnen worden gebruikt om verschillende leerdoelen te bereiken, waaronder:

• Programmeren: Leerlingen leren basisprincipes van programmeren door opdrachten te geven aan robots. Dit helpt hen niet alleen de fundamenten van coderen te begrijpen, maar ontwikkelt ook logisch en gestructureerd denken.

• Probleemoplossing: Door robots taken te laten uitvoeren, moeten leerlingen creatieve oplossingen vinden voor uitdagingen die zich voordoen. Dit bevordert hun probleemoplossende vaardigheden en kritisch denken.

• Samenwerking: Veel robotprojecten vereisen samenwerking tussen leerlingen. Dit bevordert teamwork en communicatie, vaardigheden die cruciaal zijn in de hedendaagse wereld.

Voordelen van Robots in het Onderwijs

1. Actief en Betrokken Leren: Robots bieden een hands-on leerervaring die vaak leuker en interessanter is voor leerlingen dan traditionele leermethoden. Het gebruik van robots kan de betrokkenheid verhogen, omdat leerlingen direct kunnen zien hoe hun acties en instructies invloed hebben op de robot.

2. Stimulering van Technologische Vaardigheden: Het werken met robots helpt leerlingen technologische vaardigheden te ontwikkelen die steeds belangrijker worden in de moderne samenleving. Door te leren programmeren en met technologie om te gaan, bereiden ze zich voor op toekomstige carrières in STEM-velden (wetenschap, technologie, engineering en wiskunde).

3. Differentiatie van Onderwijs: Robots kunnen helpen bij het differentiëren van onderwijs. Ze kunnen worden aangepast aan verschillende niveaus van vaardigheid, zodat leerlingen op hun eigen tempo kunnen leren en uitdagingen kunnen aangaan die passen bij hun niveau.

4. Creativiteit en Innovatie: Het werken met robots moedigt creatief denken aan. Leerlingen hebben vaak de vrijheid om hun eigen oplossingen te ontwerpen en experimenteren met nieuwe ideeën. Dit kan leiden tot innovatieve oplossingen en nieuwe manieren van probleemoplossing.

Uitdagingen bij het Integreren van Robots in het Onderwijs

Hoewel de voordelen aanzienlijk zijn, zijn er ook enkele uitdagingen verbonden aan het gebruik van robots in het onderwijs:

1. Kosten: De aanschaf en het onderhoud van educatieve robots kunnen aanzienlijke kosten met zich meebrengen. Scholen moeten budgetten beheren en ervoor zorgen dat ze voldoende middelen hebben om deze technologie op een duurzame manier te integreren.

2. Opleiding van Leraren: Leraren moeten worden opgeleid om effectief met robots en bijbehorende software te werken. Dit vereist tijd en middelen, en niet alle leraren hebben de technische achtergrond om deze training snel op te nemen.

3. Technische Problemen: Robots kunnen technische storingen ervaren, wat de voortgang van lessen kan verstoren. Het is belangrijk om een goed ondersteuningssysteem te hebben om problemen snel op te lossen en de continuïteit van het onderwijs te waarborgen.

4. Curriculum Integratie: Het integreren van robots in het bestaande curriculum kan complex zijn. Leraren moeten ervoor zorgen dat het gebruik van robots aansluit bij de leerdoelen en -resultaten van hun vakken en dat het een waardevolle aanvulling is op de traditionele lesmethoden.

Effectieve Instructie met Robots

Een succesvolle integratie van robots in het onderwijs vereist effectieve instructiemethoden. Hier zijn enkele best practices voor het gebruik van robots in de klas:

1. Duidelijke Leerdoelen: Stel duidelijke leerdoelen op voor het gebruik van robots in de klas. Bepaal wat leerlingen moeten leren en hoe de robots kunnen bijdragen aan het bereiken van deze doelen. Dit helpt om de robotactiviteiten doelgericht en effectief te maken.

2. Stapsgewijze Instructies: Begin met eenvoudige opdrachten en bouw geleidelijk op naar complexere taken. Dit zorgt ervoor dat leerlingen de basisprincipes goed begrijpen voordat ze doorgaan naar meer geavanceerde concepten.

3. Differentiatie: Pas de moeilijkheidsgraad van de robotactiviteiten aan de behoeften van verschillende leerlingen aan. Zorg ervoor dat er voldoende uitdaging is voor gevorderde leerlingen, terwijl beginnende leerlingen de kans krijgen om de basis onder de knie te krijgen.

4. Reflectie en Feedback: Moedig leerlingen aan om na te denken over hun werk met robots en bied constructieve feedback. Dit helpt hen om te begrijpen wat goed ging en waar verbeteringen mogelijk zijn, en bevordert een cultuur van continue verbetering.

5. Samenwerking: Laat leerlingen in groepen werken aan robotprojecten. Dit bevordert teamwork en communicatie, en stelt leerlingen in staat om van elkaar te leren en gezamenlijke oplossingen te vinden.

Toekomst van Robots in het Basisonderwijs

De rol van robots in het basisonderwijs zal waarschijnlijk blijven groeien naarmate technologie zich verder ontwikkelt. Toekomstige robots kunnen nog geavanceerdere functies en mogelijkheden bieden, waardoor ze een nog grotere impact kunnen hebben op het onderwijs. De integratie van robots zal ook steeds meer worden aangepast aan de behoeften van leerlingen en leraren, waardoor het onderwijs nog dynamischer en interactiever wordt.

In de toekomst kunnen we verwachten dat robots een nog belangrijkere rol zullen spelen in het onderwijs, door leerlingen te helpen de vaardigheden en kennis te ontwikkelen die nodig zijn voor succes in een steeds digitaler wordende wereld. Door te investeren in educatieve robots en effectieve instructiemethoden, kunnen scholen bijdragen aan het creëren van een leeromgeving die niet alleen uitdagend en inspirerend is, maar ook goed voorbereid is op de toekomst.

Geraadpleegde bronnen

• Aken, J. van (2016). ‘Een tablet kun je opzij leggen maar een robot kijkt je aan’. Kader Primair, 21 (7): 16-19.
• Alemi, M., Meghdari, A., and Ghazisaedy, M. (2014). Employing humanoid robots for teaching English language in Iranian junior high-schools. International Journal of Humanoid Robotics, 11(3): 1450022-25. https://www.researchgate.net/publication/265509135_Employing_Humanoid_Robots_for_Teaching_English_Language_in_Iranian_Junior_High-Schools
• Baxter, P., Ashurst, E., Read, R., Kennedy, J., & Belpaeme, T. (2017). Robot education peers in a situated primary school study: Personalisation promotes child learning. PloS One, 12(5), 1 - 24. http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0178126
• Breazeal, C., Harris, P. L., DeSteno, D, Kory Westlund, J.M., Dickens, L, & Jeong, S. (2014). ‘Young Children Treat Robots as Informants’. Topics in Cognitive Science, 8: 481-391. https://www.researchgate.net/publication/297604472_Young_Children_Treat_Robots_as_Informants
• Chang, C., Lee, J., Po-Yao, C., Chin-Yeh, W., & Gwo-Dong, C. (2010). Exploring the possibility of using humanoid robots as instructional tools for teaching a second language in primary school. Journal of Educational Technology & Society, 13(2), 13-24.
• Ioannou, A., Andreou, E., & Christofi, M. (2015). Pre-schoolers’ interest and caring behavior around a humanoid robot. TechTrends, 59(2), 23-26.
• Kennedy, J., Baxter, P., & Belpaeme, T. (2015, March). The robot who tried too hard: Social behaviour of a robot tutor can negatively affect child learning. In Proceedings of the tenth annual ACM/IEEE international conference on human-robot interaction (pp. 67- 74). ACM.
• Kennedy, J., Baxter, P., Senft, E., & Belpaeme, T. (2016, March). Social robot tutoring for child second language learning. In Human-Robot Interaction (HRI), March 2016, p.231-238. https://www.researchgate.net/publication/297710634_Social_Robot_Tutoring_for_Child_ Second_Language_Learning
• Kennedy, J., Baxter, P., & Belpaeme, T. (2017). The impact of robot tutor nonverbal social behavior on child learning. Frontiers in ICT, 4(6): article 295. https://www.researchgate.net/publication/316456602_The_Impact_of_Robot_Tutor_Non verbal_Social_Behavior_on_Child_Learning
• Konijn, E. A., & Hoorn, J. F. (2017). ‘Humanoid Robot Tutors Times Tables: Does Robot’s Social Behavior Match Pupils’ Educational Ability?’. Proceedings IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication, RO-MAN 2017.
• Kory Westlund, J. K., & Breazeal, C. (2015, March). The interplay of robot language level with children's language learning during storytelling. In Proceedings of the Tenth Annual ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction. Extended Abstracts. http://robotic.media.mit.edu/wp-content/uploads/sites/14/2013/07/hrilbr0127- westlund.pdf
• Kory Westlund., J. M., Dickens, L., Jeong, S., Harris, P. L., DeSteno, D., & Breazeal, C. L. (2017). Children use non-verbal cues to learn new words from robots as well as people. International Journal of Child-Computer Interaction, 13: 1-9. https://www.researchgate.net/publication/316176208_Children_use_non- verbal_cues_to_learn_new_words_from_robots_as_well_as_people
• Movellan, J. R., Eckhardt, M., Virnes, M., & Rodriguez, A. (2009). Sociable robot improves toddler vocabulary skills. Human-Robot Interaction (HRI): p.307-308. http://tdlc.ucsd.edu/SV2012/Pubs/Pubs2/Movellan_hri2009-b.pdf
• Rosi, A., Dall’Asta, M., Brighenti, F., Del Rio, D., Volta, E., Baroni, I., Nalin, M., Coti Zelati, M., Sanna, A. & Scazzina, F. (2016). ‘The use of new technologies for nutritional education in primary schools: a pilot study’. Public Health, 140: 50-55.
• Saerbeck, M., Schut, T., Bartneck, C., & Janse, M. D. (2010). Expressive robots in education: Varying the degree of social supportive behavior of a robotic tutor.
• Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 1613- 1622. http://www.bartneck.de/publications/2010/expressiveRobotsInEducation/
• Shiomi, M., Kanda, T., Howley, I., Hayashi, K. & Hagita, N. (2015). ‘Can a Social Robot Stimulate Science Curiosity in Classrooms?’. International Journal of Social Robotics, 7(5): 641-652.
• Westlund, K., Jacqueline, M., Jeong, S., Park, H. W., Ronfard, S., Adhikari, A., Harris, P.L., DeSteno, D. & Breazeal, C. L. (2017). Flat vs. Expressive Storytelling: Young Children’s Learning and Retention of a Social Robot’s Narrative. Frontiers in Human
• Neuroscience, 11, 295: 1-20.http://robotic.media.mit.edu/wp- content/uploads/sites/14/2013/07/KoryWestlund-2017-FHN.pdf
• Tanaka, F., & Matsuzoe, S. (2012). Children teach a care-receiving robot to promote their learning: Field experiments in a classroom for vocabulary learning. Journal of Human-Robot Interaction, 1(1), 78-95. https://asknao.aldebaran.com/sites/default/files/publications/tanakamatsuzoe_childrente achcarereceiving.pdf
• De Wit, J., Schodde, T., Willemsen, B., Bergmann, K., de Haas, M., Kopp, S., Krahmer, E., Vogt, P. (2018). The effect of a robot's gestures and adaptive tutoring on children's acquisition of second language vocabularies. Proceedings of the 2018 ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction, Chicago 5 - 8 maart. https://dl.acm.org/citation.cfm?id=3171277