“Ik geloof er heilig in dat leerlingen niet alleen leren tussen vier muren, dus breng ik hen graag naar buiten of haal ik iemand van buiten naar binnen”, zegt Ellis. “Passend bij het vak science wilde ik sowieso graag een leerlijn opzetten die leerlingen kennis laat laten maken met programmeren en computational thinking. Er is gewoon nog amper onderwijs op dat gebied hier. In het buitenland wordt zo’n vak vaak al vanaf 7 jaar gegeven. Die achterstand haal je dan niet meer in als je hier pas na de middelbare school ermee start. Er zijn weinig mensen beschikbaar om programmeren te kunnen doceren. NXP heeft daarbij echt met ons in co-creatie gewerkt. Programmeren en computational thinking is een denkwijze die nog niet in het onderwijs zit. Ja, op het hbo of de universiteit, maar de rest blijft nog achter.”

Een robot bouwen 

“Doel van het vak science is het enthousiasmeren van leerlingen voor technologie en bètavakken en het betrekken van het bedrijfsleven daarbij. Samen kunnen we leerlingen laten zien dat techniek meer is dan het gebruiken van een hamer”, geeft Ellis aan. “De leerlijnen bij science zijn nu ‘ontwerpen’, ‘onderzoeken’ en ‘programmeren/computational thinking’. We zijn begonnen met het bouwen van een kleine robot met een beweegbaar deel. Die programmeren ze middels een micro:bit: een kleine programmeerbare computer die eenvoudig gebruikt kan worden om hardware aan te sturen. Die micro:bit stuurt dan het onderdeel aan dat moet bewegen, bijvoorbeeld de arm van de robot. De leerlingen zijn zo enthousiast dat ze de tijd vergeten en dat is super om te zien. Ik wil dat iedereen het wauw-gevoel kan krijgen: ‘wauw, ik kan gewoon een beweging veroorzaken’. Nu zijn ze in de volgende fase: een robot ontwikkelen die reageert op de buitenwereld. Verder zijn ze vrij. Ze maken bijvoorbeeld een robot als inbraakpreventie, waar hij reageert op licht of geluid. Daarbij maken ze gebruik van licht- en geluidssensoren en een motor die helemaal rond kan draaien. Omdat ze hun robot zelf bedenken, zijn ze ook heel enthousiast. Als het teveel opgedragen wordt, werkt het niet. Het vak is een uitdaging voor zowel leerling als docent en daarom zoeken we ook de samenwerking met NXP. Er zijn leerlingen die hier zo vaardig mee zijn dat ze docenten al voorbij gaan. Maar dat is niet erg, de rol van docenten is hier, naast de basisuitleg geven, meer een coachende. Het bouwen van de robot gebeurt altijd in tweetallen; zo leren de leerlingen ook samenwerken en dingen aan elkaar uitleggen.”

“We hebben hulp gezocht bij NXP voor de hardware. En als we tegen een probleem aan liepen, kwam technical lead for security innovation Hans de Jong, meedenken”, legt Ellis uit. “Ik heb een achtergrond in de elektrotechniek en ik hou me onder andere bezig met de innovatie van chips op de lange termijn”, zegt Hans. “Binnen NXP is er een groep vrijwilligers die les geeft aan middelbare school docenten en eventueel ook materiaal beschikbaar stelt. Ik hoorde van de ambities van het Huygens Lyceum maar ook van de problemen waar zij tegenaan liepen bij het ontwikkelen en gebruiken van het lesmateriaal. De servomotoren hadden weinig kracht. Dat bleek een probleem met de voeding, terwijl wel alles volgens de instructies aangesloten was. Als je geen elektronica-achtergrond hebt kan het lastig zijn om zo’n probleem te detecteren. Samen met de school heb ik oplossingen bedacht zodat het wel zou werken. Dat proces zie je op het bord hieronder. Deze oplossingen heb ik ook op het Kennisfestival en de Makerfaire laten zien”, geeft Hans aan. “Dat kan weer nuttig zijn voor andere scholen die ook met deze tools (willen gaan) werken.”

Girlsday 

Girlsday is een mooi voorbeeld van één van de activiteiten in de samenwerking met Philips. In april 2019 kwamen 180 meiden naar het event dat jaarlijks georganiseerd wordt. “Techniek heeft nog altijd een beetje het imago alleen voor jongens leuk te zijn, echte mannenberoepen. Door veel vrouwelijke rolmodellen in te zetten, help je meiden in te zien dat het ook iets voor hen kan zijn”, zegt Evie van Schie, projectmanager Jeugd & Technologie bij Philips. “Philips heeft zich als doel gesteld om in 2030 jaarlijks het leven van drie miljard mensen wereldwijd te verbeteren. En dat gaat van preventie en gezond leven tot diagnose, behandeling en home care. Er worden tijdens Girlsday laagdrempelige activiteiten georganiseerd, zoals workshops programmeren met micro:bits waarbij wordt uitgegaan van een probleemstelling. Bijvoorbeeld ‘maak een valdetector zodat je oma niet zomaar blijft liggen als ze valt in huis’. Stap voor stap ontwikkelen ze dan functies met bijvoorbeeld ‘stuur een signaal naar dokter, als oma valt’ maar ‘stuur ook een signaal naar de dokter als oma snel na de val weer opstaat’. Eerst krijgen de leerlingen opdrachten, daarna mogen ze zelf ook nieuwe functies bedenken. De workshop is niet per se ontwikkeld voor een bepaalde leeftijd of schoolniveau, maar meer gericht op hoe ver iemand is met programmeren. Veel meiden zeiden na de Girlsday: “Ik wilde een medische studie doen om mensen te helpen, maar nu wil ik misschien toch wel een open dag van een technische universiteit bezoeken want met techniek kun je ook mensen helpen.” 

Programmeren geen doel op zich 

Programmeren is voor het Huygens Lyceum en NXP niet een doel op zich. Hans: “Ik wil dat de kinderen gestructureerd leren denken. Ik wil ze systematiek aanleren. Als iets niet werkt, moet je uitzoeken waarom niet, waar ligt het aan? Je moet fouten kunnen vinden en oplossen. Daarvoor moet je systematisch denken: één ding per keer wijzigen en niet drie dingen tegelijk. Als het dan plots werkt, weet je namelijk niet waarom. Maar programmeren is ook een manier om je creativiteit te uiten. Taal kun je gebruiken om een ingrediëntenlijst in de supermarkt te lezen, maar ook om een gedicht mee te schrijven. Met programmeertalen kun je ook een verhaal maken in animaties (bijvoorbeeld met de zeer toegankelijke taal ‘Scratch’ – zie). Ik wil dat alle kinderen de mogelijkheid hebben om dat te ervaren. Wat kan een computer nou wel en niet? De programmeertaal die op de micro:bit past, werkt met blokken die kinderen gemakkelijk in elkaar kunnen klikken. Het is al heel mooi als de docenten gebruik maken van een micro:bit in hun lessen. Met alle druk op het onderwijs, ‘weer iets nieuws erbij’, is dat al een mooie prestatie. Maar wat er echt nodig is, is dat programmeren en techniekonderwijs in het verplichte curriculum komt. In de les op het Huygens Lyceum waar ze robots maken, werken de kinderen ook met houtbewerkingsmachines; ze figuurzagen, ze maken zelf iets. Het is heel belangrijk om alle kinderen daar toegang toe te geven.”

Wisselwerking 

Ellis: “Er zijn nu binnen het Huygens 6 docenten betrokken en ongeveer 750 leerlingen. We zijn nu aan het kijken hoe we nog meer samen kunnen werken, dat geldt ook voor Philips en NXP onderling. Die intentie is er zeker.” Evie: “We hebben een wederkerige samenwerking met een groep focusscholen, waaronder het Huygens Lyceum. Het doel van de samenwerking is een betere verbinding met het bedrijfsleven. En als we iets doen, moet het een toegevoegde waarde hebben voor de school; het moet iets zijn dat de school niet zelf kan, echt een verrijking. De co-creatie methode is de basis voor de samenwerking. Zo worden innovaties bij ons namelijk ook ontwikkeld. Het is geen eenrichtingsverkeer; we verwachten ook echt wat van de school. De leerlingen moeten zich bijvoorbeeld goed voorbereiden op een bedrijfsbezoek. Zo komen ze met een andere mindset en is het geen simpel uitje meer. Als ik ideeën heb voor een project pitch ik die ook altijd bij de scholen. Die weten het beste wat werkt voor de leerlingen, welk niveau ze aan kunnen bijvoorbeeld. Dan weet ik zeker dat ik de juiste insteek heb om de leerlingen te bereiken.” 

“Voor NXP is het goed dat kinderen in contact komen met techniek”, weet Hans. “NXP is een heel technisch bedrijf en ik wil graag kinderen die dat leuk zouden vinden interesseren om daar verder in te gaan. Er is vaak een drempel: ‘techniek is moeilijk en niet leuk’. Terwijl het heel erg leuk is, vind ik tenminste. Ik wil niet zeggen dat iedereen plots de techniek in moet. Maar voor wie er goed in is of wil worden, moet het niet verloren gaan. Dat talent van de toekomst is van toegevoegde waarde voor NXP maar ook voor Nederland en onze kenniseconomie. Voor de school is het ook tweeledig: enerzijds is er de kans om contacten met mensen uit het bedrijfsleven te krijgen. Anderzijds kunnen ze techniek ontdekken en hulp krijgen bij het oplossen van problemen die er zijn als ze met zoiets aan de gang gaan.” Evie erkent dat belang en staat ook zeker open voor nieuwe samenwerking: “Tijdens de Dutch Technology Week gaan we bijvoorbeeld in samenwerking met ASML en VDL, Mission Tech organiseren voor het primair onderwijs. Er is ook samenwerking van Brainport-scholen waarbij docenten naar bedrijven gaan en daar workshops krijgen waarin de nieuwste inzichten in hun vakgebied binnen het bedrijfsleven centraal staan. Daarmee proberen we ze op een andere manier naar hun eigen vak te laten kijken. Dat helpt om ze cases te laten bedenken. Die cases zijn weer goed om leerlingen te enthousiasmeren want die kunnen zo contextrijk leren. Dit traject voelt voor mij echt geslaagd en ik ben er trots op dat we dit samen uitdragen met de vijf focusscholen.”