Voordat kinderen computercode kunnen leren begrijpen en toepassen, moeten ze zich eerst een bepaalde denkwijze eigen maken. Computationeel denken, noemen computerwetenschappers dat. Wie computationeel kan denken heeft onder meer de conceptuele kennis en mentale basisvaardigheden om computerinstructies te bedenken en doorgronden. Maar hoe en op welke leeftijd kunnen kinderen daar stappen in zetten? En hoe kun je hun ontwikkeling dan vervolgens meten?

Test voor beginnend computationeel denken

Open Universiteit-onderzoeker Nardie Fanchamps zocht het uit, samen met María Zapata-Cáceres van de Spaanse Universiteit Rey Juan Carlos en twee verschillende programmeerbare, educatieve robots. Op een basisschool namen ze een test af voor beginnend computationeel denken bij vier- en vijfjarige kinderen. In die test moeten de kinderen reeksen instructies (bijvoorbeeld pijlen) koppelen aan een visuele taak (bijvoorbeeld een kuiken door een doolhof laten lopen).

Oefenen met robots

Daarna lieten de onderzoekers een deel van de kinderen in paren oefenen met een van de robots. Die kunnen geprogrammeerd worden om eenvoudige taken te doen door kaarten met visuele programmeerinstructies in de juiste volgorde te zetten. Spelenderwijs leerden ze zo diverse basisprogrammeerconcepten, zoals de 'als-dan-instructie' en de 'geneste loop'. Na vijf sessies van een half uur werd opnieuw de test afgenomen. Daarnaast observeerden de onderzoekers de kinderen en namen ze interviews met ze af.

Programmeerconcepten eigengemaakt

Na de sessies met de robots was het computationeel denkvermogen van de kinderen duidelijk gestegen. Ze hadden zich specifieke programmeerconcepten eigengemaakt. Bovendien bleek dat de kinderen zeer gemotiveerd waren om te oefenen met programmeren. Kinderen van vier en vijf jaar bleken bovendien goed in staat om de beginnend-computationeel-denkentest af te leggen, die gaf dan ook betrouwbare resultaten. Wel bleken sommige programmeerconcepten voor vierjarigen, in vergelijking met vijfjarigen, nog wat te hoog gegrepen. Dus de onderzoekers stellen voor om een speciale test te ontwikkelen voor deze leeftijdsgroep. Het onderzoek werd gepubliceerd als bijdrage aan de internationale conferentie over computationeel denken en wetenschap- en techniekonderwijs (CTE-STEM) 2021.

Cubetto: een van de educatieve robots die door de kleuters werd geprogrammeerd