HU-projecten meten leeropbrengsten én verduurzamen onderwijsrobot Leaphy

Op een dag gaf Olivier van Beekum, NLT-docent op het Corderius College in Amersfoort, zijn leerlingen een bijzondere opdracht: ontwerp en bouw een betaalbare robot voor het onderwijs. “Veel onderwijsrobots zijn behoorlijk duur, terwijl robotica dé manier is om thuis te raken in vaardigheden als computational thinking en probleemoplossend denken. Daarom wilde ik robotica financieel haalbaar maken voor zoveel mogelijk leerlingen. Daarbij was het belangrijk dat het een bouwpakket zou worden: door iets zelf te bouwen, raak je er echt mee vertrouwd.” Hij bestelde een stapel hout en een doos Arduino-elektronica en zijn scholieren gingen aan de slag. Al snel sprong één model er uit: de Leaphy.

Zijn makers, de scholieren Vroukje en Hannah, zijn inmiddels studenten. Maar de Leaphy verdween niet in een la. In tegendeel. Dankzij de Stichting Leaphy worden er elk jaar honderden op middelbare scholen in elkaar gezet en geprogrammeerd. Kinderen komen zo op een leuke, laagdrempelige manier in aanraking met techniek en met programmeren. Inmiddels laat Olivier zijn leerlingen ook zelf Leaphy-lessen geven op basisscholen. Zo ervaren ze hoe het is om les te geven en ontwikkelen ze misschien interesse voor het onderwijs.

Klinkt prachtig, maar wat zijn nou precies de leeropbrengsten in de praktijk? Van hoeveel toegevoegde waarde is Leaphy eigenlijk? Met die vragen klopte Olivier aan bij Elwin Savelsbergh, lector Curriculumvraagstukken Funderend Onderwijs aan de HU. “Een boeiend verhaal, met Olivier als inspirerende voorman. Olivier deed zelf al wat onderzoek naar de tevredenheid van leerlingen maar wilde meer: hij is benieuwd wat leerlingen nu precies van deze aanpak leren.” Het onderzoek ‘Robotica met de Leaphy - de leerling voor de klas’ was geboren. Een van de onderzoekers is Geertje Damstra. “We willen allereerst kijken naar de effecten van near-peer-teaching, ofwel het lesgeven van vo-leerlingen aan basisschoolleerlingen. Wat doet het met hun technische inzicht en met dat van de basisschoolleerlingen? Wat leren ze van het lesgeven?” Door corona heeft het onderzoek wat vertraging opgelopen, maar er zijn al wel wat eerste observaties gedaan naar het probleemoplossend vermogen van de vo-leerlingen. “We zien dat leerlingen nogal strak het voorgeschreven stappenplan volgen. We willen nu gaan kijken wat er gebeurt als ze de robot van een ander type sensor moeten voorzien. Het vaste stappenplan werkt dan niet meer. Kunnen ze dit zelfstandig oplossen?”

Het robotje Leaphy roept echter nog een vraagstuk op, vertelt Elwin. Een duurzaamheidsvraagstuk. “Al die gebouwde robotjes, dat levert uiteindelijk een hoop afval op. Olivier was zich hier bewust van. Hij heeft al eens de triplex plaatjes in de Leaphy vervangen door gerecycled plastic. Maar is dat wel duurzamer? Dat is niet aangetoond.” Daar komt Arjen Boesveld om de hoek kijken. De HU-docent Technische Bedrijfskunde is sinds 1 februari 2020 als onderzoeker actief binnen het lectoraat. Hij zag mogelijkheden voor een Quest-project: een multidisciplinair HU-project voor derdejaars techniekstudenten. De opdracht: onderzoek of en hoe de Leaphy duurzamer kan worden. “Olivier wil de robot het liefst circulair maken”, vertelt Arjen. “Een behoorlijke uitdaging. Is een nieuwe behuizing nodig? Of zit de echte winst in andere batterijen? Wat is de levenscyclus van deze onderdelen, kan het robotje misschien vaker uit en in elkaar worden gezet? Dat zullen de studenten moeten onderzoeken. Het gaat daarbij ook om hun leerproces: hoe pakken zij dit aan?” Twee studenten Technische Bedrijfskunde en drie studenten Elektrotechniek gaan ermee aan de slag. 

“De verbinding tussen onderwijs, onderzoek en de beroepspraktijk is soms best lastig te maken”, stelt Elwin. “Iedereen heeft weer andere contacten en je moet elkaar maar net op het juiste moment weten te vinden. Dat is in dit project prachtig gelukt. Onderwijs, onderzoek en de beroepspraktijk werken hier echt samen. In deze samenwerking tonen we de kracht van de HU als netwerkorganisatie.”

Het onderzoek verwacht over een half jaar opbrengsten te kunnen presenteren; Het Quest-project moet in februari zijn afgerond.