Khan academy start nieuwe online programmeercursus
Khan Academy, wel bekend van hun wiskunde onderwijs, is recent gestart met een nieuwe programmeercursus. Het unieke aan deze cursus is de mogelijkheid om te experimenteren met programma’s. Alle veranderingen die je maakt zijn direct zichtbaar. In oudere systemen moest je eerst een programma compileren, wat heel lang kon duren. Zelfs bij GameMaker moet je eerst een executable maken voor de runtime, of in elk geval de ‘run’ knop indrukken. Het concept is afgekeken van de demo “a better way to program” van Bret Victor.
Deze manier van leren lijkt op PGO (probleem gestuurd onderwijs), maar voegt hier ‘scaffolding’ aan toe (steigers). In feite staan de steigers van alle programma’s klaar, en kan de leerling direct het gebouw afmaken. Omdat het zo eenvoudig is om aanpassingen te maken worden leerlingen snel enthousiast om meer uit te proberen. Dit staat natuurlijk nog ver weg van een compleet zelfstandig gemaakt programma, maar de eerste stap is de leerling geïnteresseerd en geïntrigeerd te maken.
Het grote probleem bij programmeren zijn namelijk altijd die haakjes, punt komma’s en accollades. Game Maker lost dit op met een visuele methode, maar je moet nog altijd wachten voor je het effect ziet. Ook is de code “verborgen”, dus leren van je eigen code is dan moeilijker. Hopelijk zal Game Maker in de toekomst deze features toevoegen!
Onlangs sprak Paul Andersen (zelf biologiedocent) op een TEDx presentatie over de toepassing van principes uit gamedesign binnen het curriculum zelf. Twee belangrijke elementen die direct toepasbaar zijn in de werkelijke wereld van het klaslokaal zijn nieuwsgierigheid, de notie dat fouten niet verkeerd zijn maar juist waardevolle hulpmiddelen zijn waar je van leert.
Alle mensen zijn van nature nieuwsgierig, en wat dat betreft kan men in het onderwijs veel leren van marketeers. De huis-aan-huis-verkoper die zijn voet tussen de deur verkoopt heeft al lang plaats gemaakt voor de subtiele tactiek van verleiding. Niet pushen maar teasen dus.
De ander lans die Paul breekt is voor het maken van fouten. Die zouden we niet alleen moeten tolereren, maar juist belonen. In de herhaling zit immers een opgaande leercurve die niet doorlopen wordt als iets in een keer goed zou zijn. Door fouten toe te juichen stimuleren we onderzoekend gedrag waardoor niet alleen kennis maar ook begrip van die kennis bijgebracht wordt. Wie fouten kan maken is zich ook bewust van zijn eigen verantwoordelijkheid, maar ook van eigenmachtigheid (Sense of Agency). Iemand die fouten kan en mag maken zal dus meer gemotiveerd zijn en dus beter en sneller leren. Jane McGonigal wijdt in haar boek ‘Reality is Broken‘ hier niet voor niets een heel hoofdstuk aan (hst. 4: ‘Fun Failure and Better ods of Success’ mede gebaseerd op empirisch onderzoek).
Het is dan ook niet heel verwonderlijk dat Paul in zijn korte presentatie ook eerlijk is over de fouten — sorry, leerpunten — die hij bij de toepassing van de elementen in zijn lessen maakte. Waar in een klassieke plenaire les alle leerlingen gelijk op gaan met een gemiddeld tempo en niveau lopen de resultaten in de gegamificeerde versie ver uiteen. Niet geheel verrassend brengt hij hier een derde belangrijk principe uit gamedesign in: leveling (Zie ook ‘Reality is Broken‘ , hst. 8: ‘Leveling Up in Life’). Naar mate leerlingen beter of sneller presteren ‘stijgen’ naar een hoger level wat meer uitdaging met zich mee brengt. Hierdoor krijgen leerlingen in paralelle trajecten leerstof op eigen niveau en tempo, en maakt het voor docent ook beter te begeleiden.
De stimulans die uitgaat van deze leveling in combinatie met het principe van eenleaderboardis gebaseerd op het principe van de cohesie die uitgaat van peergroups. Het verschil met ‘gewone’ cijfers die leerlingen krijgen voor hun prestaties krijgen is dat dit ervaren wordt als een extern beoordelingssysteem waar weinig affiniteit mee is. Wanneer de andere leden van de peergroup (lees: medeleerlingen) de lat zijn waarlangs gemeten wordt spreekt dit meer tot de verbeelding en zal dus effectiever zijn (Zie ook ‘Reality is Broken‘ , hst. 5: ‘Stronger Social Connectivity’). Status binnen de peergroup speelt hierbij een grote rol.
Paul geeft ook aan dat de zomervakantie een ideale periode is om een gamified lesprogramma te ontwikkelen. Dus we hebben wat te doen in de komende vakantieweken! Vanaf morgen is ook een Nederlandstalige versie van McGonigal’s boek ‘Beter dan Echt’ (uitgebracht bij uitgeverij Maven Publishing), dus ik verwacht dat komend schooljaar ook meer Nederlandse schooljeugd op een speelse manier uitgedaagd zal worden.
Wat is er winnen met games binnen het wiskundeonderwijs? Gaming in de klas is voor het ene vak meer geschikt dan voor een ander vak. Wiskunde is misschien wel het meest geschikte vak om games bij te gebruiken. Dat komt doordat computers feitelijk veredelde rekenmachines zijn. Taalonderwijs en computers is veel lastiger (alhoewel daar ook wel interessante game-applicaties voor gemaakt zijn).
wiskunde, wat moet je ermee? imagebron: wikipedia
Een deel van het probleem van het gebrek aan interesse in wiskunde is dat jongeren (of mensen in het algemeen) zich niet goed kunnen voorstellen wat je met die abstracte materie aanmoet. Wat heb je –als hardwerkende leerling – aan vectoren, kansrekenen, lineair programmeren, differentiaalrekenen, functieanalyse, enzovoort?
Motivatie is de sleutel
Een bevriende docent ging lesgeven op een ‘moeilijke school’ aan weliswaar hoogbegaafde jongeren, maar uit sociaal zwakke milieus. Ze mochten games leren maken (om ze van de straat te houden). Hij vroeg de leerlingen bij aanvang van de lessen wat ze wilden. Het antwoord: “Doekoe”. Deze jongeren (onder 12) willen snel rijk worden (wat ook wel logisch is, gezien hun achtergrond). Het liefst wilden ze snel ‘scoren’ met een iphone game. De docent is vervolgens met de jongeren gaan kijken hoe je een iphone game kunt maken, en is die ook gaan bouwen. Het is niet de bestseller zoals Angry Birds geworden, maar altijd nog een betere tijdsbesteding dan geld verdienen aan het handelen in Iphones van dubieuze afkomst of het proberen te verdienen door ‘professioneel’ te spelen op online casino sites wat sommigen ook deden.
Wiskunde is de weg Veel jongeren of beter gezegd veel mensen snappen niet wat je hebt aan wiskunde. Het is gewoon te abstract…In onderstaande video zie je hoe je wiskunde nodig hebt voor het maken van games.
Wiskunde komt tot leven door het bouwen van (stukjes van) games. Op het mediacollege in Amsterdam waar jongeren op mbo niveau gamedevelopment (programmeren) leren, krijgen ze wiskundeles aan de hand van –op te lossen- gamemechanics. Hoe richt je de loop van de tank naar de muis om te schieten, terwijl je de tank beweegt met de toetsen? (vectoren vraagstuk). Hoe laat ik een wiel draaien over het scherm (meetkunde), hoe maak ik 3d objecten?..Niet alleen programmeer vraagstukken, maar zeker ook gamedesign vraagstukken. Raph Koster (Sony gamedesigner), laat in een presentatie zien dat gamedesign = wiskunde aan de hand van diverse gamedesign concepten (RPG, RTST, Tetris, etc.)
Jongeren zijn geïnteresseerd in gaming en (een deel van de) leerlingen vindt het leuk om zelf ‘iets’ te maken. Door het bouwen van je eigen gamemechanic gaat de wiskunde leven en bovendien kun je experimenteren met de formules. Veel interessanter en indrukwekkender dan formules op papier. Onze ervaring met Gamescool projecten is dat het maken van games jongeren echt motiveert (en docenten ook trouwens!).
Kansrekenen In deze video geeft Alicarr Shellman aan dat –althans in de VS- de mannelijke studenten slechte resultaten hebben omdat ze zich bezighouden met zaken als gaming, poker en blackjack en niet met studeren. Dit gedrag is al dan niet wenselijk tijdens je studententijd, kennelijk zit er een grote interesse bij jonge mannen om je te verdiepen in kansspelen. Een stoere docent pakt dat op en gaat aan de hand van kansrekenen eens kijken hoe poker, blackjack en andere gokspelletjes in elkaar zitten. Ik herinner me nog een boek van 2 docenten van de Universiteit Tilburg (als ik me goed herinner) die uitrekenden dat – als je de plaatjes en tienen in blackjack – je met professioneel spelen een jaarsalaris kon verdienen. De casino’s in Nederland hebben toen gelijk schudmachines ingevoerd die het tellen van kaarten onmogelijk maakten. Ja de bank wint altijd, maar hoe boeiend kan het zijn om met je studenten een applicatie te schrijven die je adviseert wat te doen met poker, afhankelijk van de kaarten die je hebt en die op tafel liggen. En dan testen natuurlijk! De ene pokerbot tegen de andere.
Herken de wiskunde in dagelijkse dingen Wiskunde zit in veel dingen: in gokken, in games maar ook in de economie (hoeveel pensioen heeft een jongere straks bijongewijzigd beleid, deze vraag zou jongeren moeten interesseren) en natuurlijk de natuurkunde. Het herkenbaar maken van de –alledaagse- wiskunde en laten zien wat je er mee kan, werkt motiverend. Wiskunde zit in techniek, in games en in kunst:
fractals
Het is ook een kwestie van meer leerstijlen aanbieden. Wiskunde moet niet alleen het oplossen van –lastige en soms lange- puzzels op papier zijn, maar ook het zelf bouwen van dingen met en spelen met wiskunde (games, pokerbots, wiskundige kunst,…). In het boek “what children learn from computergames” wordt beschreven hoe een meisje door het doen van een zomerschool waarin ze met wiskunde allerlei kunst (a la Escher) heeft gemaakt een enorme sprong maakte in haar wiskundeniveau en vooral ook haar zelfvertrouwen. Zijn er kant en klare ‘wiskundegames’? vast wel als je goed zoekt, maar de docent wiskunde moet ook aan de slag en kijken of hij of zij wiskunde les kan aanbieden in een andere vorm, bijvoorbeeld of hij de wiskunde kan verstoppen in allerlei creatieve (gamecreatie) opdrachten.
Wiskundeles, motivatie en gaming
Wiskunde tot leven brengen IMHO is het herkenbaar maken van de wiskunde een van de sleutels tot gemotiveerde leerlingen/studenten. Een studie in de VS laat zien dat jongeren best wel voor een ingenieursopleiding willen kiezen, als ze maar weten wat het beroep van ingenieur inhoudt. Dat kan met gaming, zoals in bovengenoemd boek, maar ook het boek “de telduivel”is een manier om wiskunde herkenbaar en interessant te maken (voor jongere kinderen). Of in bredere zin door science games waarin wis- en natuurkunde games worden besproken voor gebruik in het onderwijs. Veel succes! En we horen graag welke goede wiskunde game of gametoepassing voor wiskunde je hebt gevonden!
Deze ‘serious’ online game (Flash) voor kinderen van 8 to 14 jaar behandelt onderwerpen als gezonde relaties, sexisme en pesten tussen jongens en meisjes. RePlay/ReJouer vertelt het verhaal van twee vrienden op zoeken naar hun gemeenschappelijke vriendin friend Zoe die op op school kwam opdagen. Geruchten over Zoe en haar and haar vriendje Jake circuleren in de hele wijk maar Zoe’s vrienden vermoeden dat er meer aan de hand is – misschien maakt haar vriend misbruik van haar. Al zoekend naar Zoe komen haar vrienden verschillende aanwijzigen tegen en wordt de speler met mini-games uitgedaagd een eigen mening te vormen over sexe-gerelateerd gebruik van stereotypes en geweld.
Deze game leert kinderen spelenderwijs stelling te nemen en hun eigen houding en communicatievaardigheden te verbeteren. Hoewel de game geschikt is voor kinderen vanaf 8 jaar is de game alleen beschikbaar in Frans- en Engelstalige versies, en omdat taalbegrijp wel vereist is zal de game minder geschikt zijn voor jongere Nederlandse kinderen. Aangezien Kinderen vanaf groep 7 (ca. 10 jaar) tegenwoordig Engelse les krijgen is deze game echter zeer geschikt voor gebruik bij de lessen burgerschapsvorming en lessen over gezond gedrag en sociale redzaamheid die sinds kort verplicht zijn op basisscholen en maatschappijleer in het voorgezet onderwijs. Bij het starten van de game kan een selectie gemaakt worden of de speler jonger dan wel ouder dan 10 jaar is, waar uiteraard het verloop van het spel op aangepast wordt.
Scratch
Scratch is software ontwikkeld door de afdeling Lifelong Kindergarten van het MIT. Scratch is een programmeeromgeving waarin op speelse wijze programma’s gebouwd kunnen worden. Anders dan het speelse uiterlijk doet vermoeden kunnen er grootse dingen in worden gemaakt. Scratch is breed (animatie, film, spelletjes, interactie), maar ook diep (eenvoudige scripts die een poes geluid laken maken, tot meer omvangrijke projecten waarbij muziekstukken interactief gecomponeerd kunnen worden).
Natuurlijk wordt er door te Scratchen flink wat geleerd in termen van computers (if-then-else e.d.) maar de echte leerpunten zitten hem meer in probleem oplossen, logisch denken en stimuleren van creativiteit.
Scratch is gratis en beschikbaar voor alle computersystemen. De naam verwijst naar de DJ-stijl jaren 80 waarbij door het scratchen van langspeelplaten nieuw werk ontstond. De internationale site stimuleert het hergebruik van elkaars werk. Vernieuwing door remixen en leren van elkaars werk zijn uitgangspunt.
Nederland
In Nederland zijn de afgelopen jaren her en der interessante Scratch initiatieven ontplooid. Vaak in bescheiden setting waarbij de inzet en ideeën niet veel verder kwamen dan het klaslokaal van de enthousiaste docent. Stichting Scratchweb stelt zich tot doel het gebruik van Scratch in Nederland te stimuleren. Via een website een community op te bouwen die praktisch met elkaar Scratch kennis gaat documenteren. Denk daarbij aan lesmaterialen, vertalen van handleidingen, voorbeelden en de internationale site. Ook wil de site de Scratch cursussen ontsluiten, zodat docenten en organisaties elkaar makkelijker kunnen vinden. Op langere termijn is er de ambitie om vaardigheden van programmeren, animeren, game design enz. systematisch te ontsluiten met Scratch modules.
Scratch Dag
Jaarlijks is er een Scratch dag waarop wereldwijd evenementen worden georganiseerd om Scratch een groter publiek te geven. Dit jaar valt deze dag, zaterdag 21 mei, samen met UNESCO’s World Day for Cultural Diversity for Dialogue and Development.
Voor een nog geheim project ben ik AI (kunstmatige intelligentie) verder gaan bestuderen. Ik roep altijd dat wiskunde zo belangrijk is voor (aspirant) gamedesigners en met name als je met AI aan de slag gaat blijkt dat helemaal. Een van de interessante boeken op dat gebied is het boek “beheavioural mathematics for Game AI” door Dave Mark. In dat boek worden diverse wiskundige modellen uitgelegd voor veelvoorkomende (intelligente) gamesituaties en hoe je dat omzet naar code.
In het begin van het boek worden de simpele gevallen besproken die voorkomen in gokgames zoals roulette, blackjack of poker. De intelligentie daarachter berekenen is eigenlijk een simpele kansberekening. Tenminste bij online roulette en bij blackjack.
Bij poker wordt het gelijk al een ingewikkelder verhaal. Want bij roulette is elke keer dat je inzet (of de computer laat inzetten) de kans dat je winst of verliest bepaald (iets grotere kans dat je verliest dan dat je wint, zodat op de lange termijn de bank altijd wint). Maar bij games zoals poker komt de menselijke kant om de hoek kijken: Als er bepaalde kaarten op tafel liggen is er altijd de kans dat de tegenspeler bluft. De kans is dus niet meer zuiver te bepalen.
Het meest interessante van AI is dus niet rationeel het optimum van een bepaalde gamestrategie bepalen, maar juist menselijk gedrag te modelleren dat helemaal niet rationeel is, en ook het gedrag van je tegenstander niet. Zelfs als weet dat je tegenstander een hele rationele programmeur is met veel verstand van kansrekening dan weet je het niet. Want misschien houdt hij wel rekening met het feit dat jij weet dat hij rationeel is en dus iets totaal irrationeels doet in de game. Of hij houdt rekening met het feit dat jij weet dat hij weet dat jij weet dat hij weet dat jij weet (enz) dat hij heel slim en rationeel speelt (meestal dan).
Dit soort (psychologische) mechanismen spelen niet in strategy games een rol (welk volk met welke voordelen zal mijn tegenstander als eerste ontwikkelen?) maar zelf in schietspelletjes (welke kamer zal mijn tegenstander zitten, welke ‘gun’ kiest hij waarschijnlijk, als hij mij verwacht binnen te komen met onzichtbaarheids tovenaarscloak en een laserscherm). Sommige serious games zitten vol met dit soort afwegingen.
Naast de kennis van wiskunde om het gedrag te modelleren is dus kennis van menselijk gedrag nodig voor het maken van je game. Er is veel interessant onderzoek gedaan op gebied van (micro-)economie waarin er gekeken is naar hoe mensen omgaan met geld (schaarse middelen in bredere zin) in bepaalde situaties. In de boeken van Dan Ariely over (irrationeel) menselijk gedrag kan je veel interessant materiaal vinden te gebruiken in een (serious) game. Bijvoorbeeld wat het effect is van een ober als hij een fout maakt wanneer hij wel of niet zich excuseert (het blijkt dat als een ober sorry zegt, dat hij/zij meer fooi krijgt). Dit voorbeeld lijkt ver weg van een game, maar dat is het niet als je een game maakt met veel verhaal elementen.
2 belangrijke inspiratiebronnen dus voor gamedesigners: de sociale pysochologie en de wiskunde om dat gedrag vervolgens te modelleren naar game-elementen.
Deze drie meiden die informatica niet leuk vonden maar compleet door het lint gaan met Gamemaker. Zelf sprites gemaakt van foto’s die ze van henzelf gemaakt hebben in allerlei looppas standen. Foto’s in school gemaakt en nu wordt het een adventure door de school. Ze leren en passant veel over Photoshop en logisch nadenken. Het geeft voor mij nogmaals aan hoe nuttig het is om te leren m.b.v. een game!
In maart start er weer een nieuwe gamescool (‘gamenascholing’) voor docenten (PO en VO). Kijk hier voor meer info.
Na amper twee jaar gedraaid te hebben met gamescool is het alweer tijd voor een grootschalige update! We vonden namelijk dat het beter kon, bovendien heeft Pauline Maas een nieuw boek geschreven gericht op het gamemaker voor het onderwijs, dat we ook willen gebruiken en was er een nieuwe versie van moodle die veel meer mogelijkheden heeft.
Wat waren de ‘bezwaren’ aan gamescool 1.o?
– de leerstijl was nog te veel kennis verwerven en te lineair
– een aantal docenten legde de elo weg en ging alleen uit het boek leren
– de oefeningen waren veel werk (kosten dus veel tijd) waarbij een deel van de tijd verloren werd met niet essentiële dingen
– het vraagt veel discipline van de deelnemers om gemotiveerd te blijven als je elkaar en de docent niet in het echt ziet (of althans maar 2x en de rest in je uppie achter de computer zit.
Wat hebben we anders gedaan in gamescool 2.0?
– We werken minder met tekst en met veel meer verschillende leerstijlen: samenwerken in workshops, samen online discussiëren over de lesstof, werkstukken aan elkaar sturen ter beoordeling en inspiratie en niet uitsluitend aan de docent
– Verbeterde vormgeving met geheel eigen graphics en sounds
– Veel meer korte instructievideo’s die men kan bekijken om te helpen met problemen met de stof (leerstijl: kunst afkijken)
– Korte oefeningen die alleen over de essenties gaan ipv lange tutorials doorwerken
– Betere navigatie in de elo, waar men af kan wijken van het lineaire pad. (bv als men een onderdeel al beheerst) en de deelnemer goed overzicht heeft van waar hij is.
– Meer samenwerken: sociale leerstijl
– Meer leerstijl verkennen, waarbij deelnemers creatieve opdrachten krijgen
