Hacking STEM

Microsoft ontwikkelt lesprogramma's om kinderen op de basisschool beta-vakken te leren

Elger van der Wel
Elger van der Wel

Met gratis projecten van Microsoft kunnen basisschoolleerlingen een robothand of windturbine leren bouwen.

Het is een groot probleem in de VS, maar ook zeker in Nederland: er zijn veel te weinig kinderen die kiezen voor een technisch studie. Dat gaat al mis in de onderbouw van de middelbare school, wanneer kinderen hun profiel kiezen. Of eigenlijk zelfs nog veel eerder. Wiskunde, natuurkunde, scheikunde en informatica worden vaak als moeilijk gezien en niet cool. En nog steeds bestaat het cliché dat het werken in deze richtingen iets voor jongens is.

Daar moet iets aan gebeuren en er zijn zowel in Nederland, als internationaal, allerlei initiatieven om kinderen enthousiast te maken over technologie. Zowel binnen als buiten de muren van de school. Ook Microsoft doet hier aan mee. Het bedrijf ondersteunt veel van dit soort projecten, maar ontwikkelt ook zelf hulpmiddelen voor het onderwijs. Op de ontwikkelaarsconferentie Microsoft Build toonde het techbedrijf vorige week het project Hacking STEM aan het publiek. En het zette de aanwezige journalisten ook zelf aan het werk.

Hacking STEM

STEM staat voor science, technology, engineering en mathematics; iets wat wij in Nederland over het algemeen samenvatten als de beta-vakgebieden. Opvallend is dat Microsoft met dit project dus niet zo zeer investeert in informatica- of programmeeronderwijs, maar in technologie in het algemeen. Via simpele lesprogramma’s kunnen kinderen al knutselend allerlei elementen van STEM leren.

Op dit moment zijn er vier lesprogramma’s ontwikkeld, bedoelt voor leerlingen in de bovenbouw van het basisonderwijs. Ze bestaan ieder uit een complete gids waarmee leraren aan de slag kunnen, inclusief boodschappenlijstje en een praktische handleiding voor leerlingen. Voor alle projecten moet daadwerkelijk geknutseld worden; er wordt iets gebouwd. Daarbij is de basis: de gebruikte materialen moeten betaalbaar zijn.

Windmolen

Zo is er een project waarbij leerlingen een windmolen bouwen. De benodigde materialen kosten alles bij elkaar 2 tot 5 dollar per leerling. Daarbij leren de leerlingen niet alleen hoe ze een windmolen bouwen, maar ze maken ook hun eigen turbine om stroom op te weken. En door de windmolen vervolgens aan een computer te koppelen via een Arduino, kunnen ze vervolgens niet alleen wat leren over het bouwproces, maar leren ze ook de basis van het verzamelen en analyseren van data.

Via de turbine en de Arduino wordt data verzameld in Excel (het is toch Microsoft…) en daar kan die ook direct worden gevisualiseerd. Het toffe is dat ze bij Microsoft speciale Excel-sheets hebben gebouwd die eigenlijk werken als een app. Volgens Karon Weber, die het team achter Hacking STEM leidt, is het uniek dat Excel hierbij wordt gebruikt om realtime data te verwerken. Voor leraren is de sheet gratis te downloaden.

Eigenlijk werkt ieder project op dezelfde manier: leerlingen bouwen zelf iets dat data oplevert. Deze data kan in Excel worden ingelezen en gevisualiseerd. Daarbij worden de leerlingen uitgedaagd om hun bouwsel verder te verbeteren. Op die manier komen allerlei disciplines uit het beta-onderwijs samen, is het idee.

Robothand

Tijdens de workshop die het Hacking STEM-team gaf op Microsoft Build ben ik ook zelf aan de slag gegaan om een robothand te bouwen. Het idee is dat je zelf een handschoen met sensoren bouwt en vervolgens een robothand kunt aansturen die je bewegingen kopieert.

Hacking STEM

De sensoren bouw je helemaal zelf met koperpapier, drukgevoelig plastic en wat draad. Supersimpele materialen en als je aan het knutselen bent, kun je je bijna niet voorstellen dat het echt werkt. Ik was dan ook onder de indruk toen ik mijn zelfgebouwde sensor aan mijn vinger bevestigde en zag hoe de robothand (die je dus ook zelf bouwt) bewoog. Het werkt!

Karon Weber en haar collega’s kregen een hele zaal vol journalisten enthousiast over het project en ze ziet datzelfde effect met leerlingen. Sterker nog: de projecten worden door de kinderen vaak nog beter gemaakt. Zo was er een groep die in plaats van een robothand een draak bouwde. Zijn hoofd, staart en andere lichaamsonderdelen konden worden bestuurd met de verschillende vingers van je hand.

Bestaande lessen

Dat soort gedrag is precies wat het Hacking STEM-team voor elkaar hoopt te krijgen. En door het zo makkelijk en goedkoop te maken, hopen ze dat leraren er mee aan de slag gaan. Er is ook slim gekeken hoe het aan kan sluiten bij bestaande lessen.

Zo is er een project waarin leerlingen een seismograaf kunnen bouwen en een ander project voor het bouwen van gestemde massademper, die wordt gebruikt om de trillingen in een gebouw op te vangen. Deze projecten kunnen gezamelijk één op één worden gebruikt tijdens aardrijkskundelessen over aardbevingen. En daarbij leren de scholieren in één keer allemaal extra vaardigheden en worden ze enthousiast gemaakt over technologie.

Nederlands

Op dit moment heeft Hacking STEM vier projecten online gezet. Deze zijn in een paar maanden ontwikkeld, want Weber en haar team zijn pas sinds januari dit jaar bezig. Al het lesmateriaal is gratis te downloaden.

Helaas zijn alle handleidingen nog enkel in het Engels beschikbaar. Ze hoopt dat er enthousiaste leraren zijn die willen helpen om de projecten te vertalen, bijvoorbeeld in het Nederlands. Ondertussen gaat het team ook door met het ontwikkelen van nog meer Hacking STEM-projecten.