Computationeel denken
Wat is computationeel denken
Als je kijkt naar het woord computationeel kan je hier al een woord uithalen, namelijk computer. Het denken volgens een computer. Maar een computer denkt toch niet? Hij voert alleen maar programma's uit?
Die programma's bestaan grotendeels uit algoritmes. Deze algoritmes zijn gemaakt om wiskundige of informaticaproblemen op te lossen. Eigenlijk zijn dit stappenplannen dat de computer zal uitvoeren om een bepaalde output te geven.
Hieronder (rechts) vind je een kort voorbeeld van een algoritme
Hoe komt computationeel denken nu voor in de twee vakken die ik geef, wiskunde en natuurwetenschappen?
Computationeel denken bij wiskunde
Voor wiskunde is het heel eenvoudig. We gebruiken mathematische (wiskundige) systemen om de algoritmes te bouwen.
Op het niveau van de eerste graad van het secundair onderwijs kijken we naar eenvoudige vergelijkingen. Hiervoor volgt er ook een eenvoudig stappenplan, een algoritme, om de vergelijkingen op te lossen. Daarna gaan we naar de tweedegraadsvergelijkingen. Hierbij gebruiken we vaak de discriminant. Ook een voorbeeld van een algoritme. Dit geeft de keuze tussen 3 opties, om dan de geschikte oplossingsmethode te vinden.
Tegenwoordig staan ook de wiskundige symbolen voor de implicatie en equivalentie, met alle voorgaande symbolen, ook weer in de leerplannen. Deze worden ook vaak gebruikt bij het maken van computersystemen...
Daarom is computationeel denken niet veel anders van de wiskunde. Zonder wiskunde hadden we geen computationeel denken.
probleem: er is een signaal gegeven, welke output krijgen we?
Je drukt op de a-knop op je computer. Dit geeft een signaal door. Je computer kijkt in welk programma je staat, bijvoorbeeld word en zal dan een "a" tonen in word.
Als je in een spelletje staat, zal de a knop geen a tonen maar een beweging naar links (WASD)
Het verschil is dan in welk programma je bezig bent, aan de hand daarvan zal de computer een andere keuze maken.
Mogelijke opdrachten voor computationeel denken bij Wiskunde.
Een paar mogelijke opdrachten zijn
- De leerlingen zelf een stappenplan voor een moeilijke oefening laten opschrijven
- bij vierhoeken de leerlingen een schema laten opstellen (een vierkant is ook een rechthoek, een vierkant is ook een ruit, een ruit is ook een parallellogram...
- Probleemoplossend denken stimuleren: het duivenkotprincipe toepassen, de rij van Fibonacci gebruiken en herkennen, een rekenkundige of meetkundige rij...
Computationeel denken bij Natuurwetenschappen.
Bij natuurwetenschappen moeten we al iets verder gaan zoeken om bij het computationele te komen. Op het eerste zicht lijkt er niet veel in te zitten, tot je je cursus opent en een proef tegen komt. Deze begint altijd met een 'probleemstelling', wat je ook vind bij een algoritme. een probleem dat opgelost moet worden.
We ondergaan een aantal stappen bij een proef om het probleem op te lossen, wat een algoritme ook doet.
En dan krijgen we een hopelijk gewenst resultaat, weeral hetzelfde als bij een algoritme.
Niet alleen de proeven bij natuurwetenschappen, maar ook de observatie van organismen kan men aan computationeel denken linken. We plaatsen een organisme in een welbepaalde omgeving met zelfgekozen impulsmogelijkheden. We gaan systemen proberen opschrijven van wat de dieren doen en hoe ze reageren op bepaalde voorwerpen in de omgeving.
Met deze bevindingen gaan we aan de slag om daar een logica achter te zoeken. Deze logica wordt dan zo mathematisch mogelijk opgeschreven. Zo kan een computer bijna perfect nadoen wat een dier kan doen in een gegeven omgeving.
En zo zit computationeel denken ook in de natuurwetenschappen.
Mogelijke opdrachten voor computationeel denken bij natuurwetenschappen.
Een paar mogelijke opdrachten zijn
- De leerlingen een proef laten ontwikkelen voor een gegeven probleem.
- De leerlingen een systematische voorstelling van een orgaan of preparaat laten tekenen.
- De leerlingen een tekst laten lezen, de belangrijkste dingen hieruit halen en op een schematische manier opschrijven.
