Het klimwerk van technologie in onderwijs

Standaard

Door corona werden we gedwongen technologie in te zetten in het onderwijs. Sindsdien wordt het woord ‘blended learning’ te pas en te onpas gebruikt. Maar ook voor corona was er al sprake van technologie. Uitgeverijen waren al bezig met handboeken om te zetten naar bordboeken, eBooks en straks naar leerplatformen. Technologie in het onderwijs kan het leerproces ondersteunen, maar is een complex fenomeen. Gebeurt het op een zinvolle manier? Digitale leermaterialen, leermanagementsystemen (LMS) en intelligente tutoring systemen kunnen het leren efficiënter en effectiever maken door de personalisatie van de leeromgeving. Educatieve technologie is echter geen vervanging voor de menselijke interactie. En dus is het tegenwoordig een veelbesproken onderwerp met tegenstrijdige meningen tussen believers en non-believers.

VVVV – SAMR

Het SAMR-model werd door Dr. Ruben Puentedura gelanceerd (in 2006) en wordt sindsdien gretig opgepikt om technologie-integratie in het onderwijs te onderbouwen. Nochtans mist het model validatie door gebrek aan wetenschappelijk onderzoek (zie verder). Veel mensen hebben er een eigen draai aan gegeven, wat echter niet betekent dat het helemaal onbruikbaar is. Het is een model om de wijze waarop technologie gebruikt wordt in het onderwijs te classificeren. Een soort taxonomie dus, vooral gemaakt om een gedeelde taal te gebruiken in het omgaan met technologie en bv. de stap naar gepersonaliseerd leren. Oorspronkelijk was het bedoeld om de lespraktijk te verrijken met educatieve technologie, maar het kan ook gehanteerd worden bij de transformatie van uw schoolorganisatie (https://yvesdemaertelaere.com/2021/02/25/leren-heeft-de-school-verlaten).  Op welke manier doet de intrede van Informatica en Communicatie Technologie (ICT) de bouwstenen van de schoolorganisatie uit de goestingstempel daveren om uw school te herontwerpen? (https://yvesdemaertelaere.com/2020/10/28/kijk-integraal-om-scholen-te-organiseren).

Deze klimtuin toont verschillende trappen van technologie-integratie in het onderwijs. Elke trede is een stap naar hoger gebruik van technologie, van vervanging tot vernieuwing. Elke stap biedt een uniek perspectief om het leren te verrijken en nieuwe technologie beter of anders in te zetten. Het moet leerkrachten helpen bij het bepalen hoe ze technologie inzetten in de klas om leerprocessen te versterken. Hoe hoger men klimt, hoe meer men kan profiteren van de technologie en hoe meer de leerlingen hierdoor kunnen groeien. De schaal bestaat uit vier fasen. Hoewel het niet is bedoeld als hiërarchisch geordend model, bestaat er een opwaartse logica in het klimrek. Elk van deze fasen richt zich op een specifiek aspect van het gebruik van technologie in het onderwijs. Wie technologie niet kent, kan het niet inzetten. Het start dus met de nodige openheid en ontvankelijkheid. De eerste twee fasen (officieel ‘Substitution’ en ‘Augmentation’) richten zich op het verbeteren van lessen en de didactische aanpak zonder een wezenlijke verandering. Het leren wordt er geavanceerder. De laatste twee fasen (officieel ‘Modification’ en ‘Redefinition’) richten zich meer op het transformeren en het vernieuwen van het onderwijs door nieuwe leeractiviteiten die voorheen niet mogelijk waren. De leerling evolueert meer van consument naar producent van leren, omdat het meer de regie kan opnemen over inhoud, tempo, timing en plaats.

  1. Vervanging

Dit is de onderste trede waarbij men sterk vasthoudt aan de vertrouwde werkwijzen. Oude gereedschappen of werkwijzen worden vervangen door nieuwe technologische hulpmiddelen. Technologie wordt dus gebruikt om bestaande taken te vervangen. Bv. een PowerPointpresentatie via het smartbord vervangt het krijtbord, een online woordenboek in de plaats van een encyclopedie, een tekstverwerker vervangt pen en papier of Google Maps vervangt een atlas. Ook een digitaal leerboek of een scan van werkbladen om in de klas uit te delen, is een goed voorbeeld. Fundamenteel wordt de lesdidactiek niet veranderd en verandert de leeractiviteit niet. De oude bekende werkwijze wordt vervangen door nieuwe technologie. Het kan wel de efficiëntie en/of nauwkeurigheid verhogen, maar finaal niets nieuws onder de zon dat vroeger (zonder beschikbaarheid van educatieve technologie) ook niet kon. Hoogstens is het een nieuw verfrissend drankje voor de dorstige onderwijs-reiziger. Eenvoud kan ook wel goed zijn!

  1. Versterking

Door deze tweede trap te beklimmen, wordt vervanging hoger getild en voegt het gebruik van educatieve technologie iets toe. Het zorgt voor een functionele verbetering. We beginnen de voordelen van nieuwe gereedschappen te zien. De bestaande opdrachten worden verbeterd door extra functies in te zetten die vroeger (zonder technologie) niet mogelijk waren. Zo kan de spellings- en grammaticacontrole de leerling vooruithelpen bij het schrijven van teksten of kunnen spreadsheets of grafische rekenmachines gegevens ordenen en analyseren en grafisch voorstellen. Er kan bv. een videofragment toegevoegd worden om een moeilijk onderwerp extra te verduidelijken of een dashboard kan zorgen voor feedback aan de leerling en leerkracht. Zoals de meesterchef van een eenvoudig gerecht een culinair hoogstandje maakt door extra ingrediënten toe te voegen, kan de leerkracht een extra ‘touch’ geven aan zijn les en leerlingen optillen door technologie beter te gaan gebruiken. De prestaties worden verbeterd zonder de manier van werken drastisch te veranderen. Het kan de efficiëntie, maar ook de effectiviteit en kwaliteit van de les verhogen door beter inzicht te bieden of door de leerstof aantrekkelijker te maken.

  1. Verbouwing

Vanaf deze fase begint men te experimenteren met nieuwe manieren van werken en ontdekt men de ongekende mogelijkheden van nieuwe technologie. Educatieve technologie biedt de mogelijkheid om iets nieuws te creëren dat eerder onmogelijk was zonder technologie. Aloude gewoontes of oorspronkelijke werkwijzen worden fundamenteel veranderd, verrijkt of zelfs helemaal vervangen door nieuwe innovatieve mogelijkheden. Dat kan bijvoorbeeld zijn door leerlingen videofilms te laten maken, multimedia te integreren en podcasts op te nemen die gedeeld worden met andere leerlingen over de hele wereld. Of door het maken van interactieve presentaties en samenwerken aan opdrachten via videoconferencing op afstand. Techniek maakt het mogelijk dat elke leerling actief aan zet is en zijn stem laat horen. Leerlingen worden gevraagd om te ontwerpen, creëren, innoveren en interactief samen te werken. Net zoals een architect met nieuwe technieken een oud huis verbouwt tot een moderne duurzame woning, kun je als lesgever je lesgeven transformeren door opdrachten en didactiek fundamenteel aan te passen. Dit leidt tot vernieuwde manieren van werken waarbij leren, communiceren, samenwerken en problemen oplossen op een andere manier gebeuren. Dit zorgt ervoor dat leerlingen nieuwe vaardigheden ontwikkelen en dat technologie beter geïntegreerd wordt in het onderwijs.

  1. Vernieuwing

Nu bereikt men een nieuwe dimensie waar men kan werken aan projecten die eerder ondenkbaar waren. Met de vierde stap gaan we een revolutie tegemoet in ons onderwijs. We herdefiniëren het onderwijs, geven het een nieuwe vorm, en laten technologie ons helpen om dit te bereiken. Vernieuwen gaat over het creëren van een totaal nieuwe situatie, die kansen biedt aan nieuwe uitdagingen. Net zoals een dirigent een unieke compositie creëert met nieuwe instrumenten, creëert de onderwijskunstenaar met technologie en creativiteit iets nieuws en anders in ons onderwijs. De technologische evolutie verandert het paradigma grondig waardoor ‘school’ anders kan worden georganiseerd. 3D-printing hertekent het beroepsonderwijs en de verschillende facetten van (lokale) productie en mobiliteit. Het gebruik van apps laat toe om leervordering te monitoren of via AI (artificiële intelligentie) kan er meer data worden gegenereerd om leerprocessen te monitoren. Dat laat toe om (nog) beter te differentiëren en in te spelen op persoonlijke onderwijsbehoeften van leerlingen. Finaal kan het leiden tot een school waar meer gepersonaliseerde leertrajecten worden aangeboden of tot een school met een meer hybride werking, waarbij er een combinatie bestaat van interactief afstandsonderwijs en fysiek contactonderwijs. Nog extremer zou zelfs de school – geheel of gedeeltelijk – in de metaverse een toegevoegde waarde kunnen bieden, waarbij leerlingen studeren aan virtuele scholen met de beste leerkrachten en proffen uit de hele wereld. Zo ontstaat er een heuse vorm van flexibiliteit waarbij leerlingen zich bekwamen en kwalificeren door – wereldwijd – keuzes te maken uit vakgebieden, cursussen of projecten. Geslaagde evaluaties kunnen (via blockchaintechnologie) omgezet worden in (betrouwbare) credits die (internationaal) evenwaardig zijn aan klassieke diploma’s en erkend door internationale bedrijven, universiteiten of hogescholen.

Van optimalisatie naar innovatie

We kunnen ons de vraag stellen in welke mate de inzet van technologie bij de eerste twee niveaus daadwerkelijk bijdraagt aan betere leerresultaten, betrokkenheid en/of tevredenheid. Denk maar eens aan het online afstandsonderwijs tijdens corona. Het  onderwijs werd (in eerste instantie) simpelweg gekopieerd van fysiek naar online, ofwel: een gewone vervanging, met slechts kleine functionele wijzigingen of aanvullingen (versterking). Het kwam voor vele scholen en leerkrachten bovenop het klassieke ‘oude’ werk, en zorgde dan (evident) voor werkbelasting, weerstand, stress en afkeer wegens te weinig rendement. Wie zich in de twee onderste lagen bevindt, is eigenlijk niet bezig met innovatie in het onderwijs, maar eerder in het beste geval met optimalisatie. Optimalisatie gaat dan over het verbeteren van een bestaande lespraktijk of schoolorganisatie. De bestaande structuur en aanpak blijft overeind.

In plaats van het kind met het badwater weg te gooien en digitaal afstandsonderwijs bij het huisvuil te zetten, is het eigenlijk wenselijker om een stap verder te zetten, richting de hoogste twee niveaus verbouwing en vernieuwing. Die fasen vragen meer innovatief gedrag dan de eerste twee niveaus. Innoveren gaat over het omvormen en loskomen van de bestaande aanpak door nieuwe mogelijkheden te benutten. De vraag is dan of iedereen moet streven naar het hoogste niveau, en of dat altijd het geval moet zijn. Zal de school die het vierde niveau van vernieuwing bereikt niet eerder complementair zijn aan andere scholen (die eerder vervanging of versterking omarmen)? Of eerder andere scholen laten leeglopen omdat het de jongere generatie beter aanspreekt?

Het streven naar de hoogste trede is geen doel op zich. Het model kan gebruikt worden om te reflecteren over de klaspraktijk (en schoolorganisatie) en om een digitale activiteit naar een hoger niveau te tillen zodat het meer (leer)rendement behaalt. Belangrijk is het zoeken naar wat technologie mogelijk maakt (dat er vroeger niet was). Bijvoorbeeld: Op eigen tempo video-instructielessen bekijken, via MS Teams of Zoom of Google Classroom leerkrachten verbinden aan meerdere klassen tegelijk, vaardigheden oefenen via virtual reality lessen, oefeningen maken volgens moeilijkheidsgraad van de leerling, waarbij technologie de leerling leert kennen en de volgende stap probeert te voorspellen … Of wat denk je van dashboards voor de leerkracht en leerlingen om het leerproces te ondersteunen? Of heel innovatief zou kunnen zijn dat we op basis van data van leerlingen andere leergroepen samenstellen door bijvoorbeeld kenmerken of vaardigheden van leerlingen te ordenen. We kunnen onze problemen niet oplossen met hetzelfde denken waarmee we ze gecreëerd hebben …

Bemerking

De resultaten van wetenschappelijk onderzoek naar de SAMR-schaal variëren vooral op vlak van verbetering van het leerrendement en bevatten een grote dosis subjectiviteit. Dus eenduidig formuleren dat de leerling beter wordt door het inzetten van technologie kan niet, want het is onvoldoende bewezen. Elke context heeft een andere uitwerking. Een ‘one size fits all’-aanpak werkt niet, evenmin het volledig kopiëren van een bestaand model. Het zou zelfs kunnen leiden tot een slechter resultaat. De leerling, de competenties van de leerkracht, de beschikbare technologische tools, het beleid van de school, de verwachtingen van de ouders, leerling en maatschappij … doen er toe en daar moet rekening mee gehouden worden. Bovendien zijn ook niet alle onderwerpen en leerdoelen geschikt om over te laten aan technologie. Er zijn ook andere pedagogisch-didactische werkwijzen die even goed zijn, of zelfs beter. Zo kan het werken met pen en papier beter passen om bepaalde leerdoelen te behalen dan het werken met een tekstverwerker. Niet technologie op zich is het doel, maar de leerervaring die leidt tot leerwinst bij de leerling. Al dagen ze de goede leerkracht ook uit in hun pedagogisch-didactische kwaliteit en evidence-informed handelen. Daarnaast is een model een weergave van een complexe realiteit en bijgevolg nooit zo sterk afgelijnd als de vier bovenvermelde treden of niveaus. De praktijk is meer flexibel dan het klimrek doet vermoeden.

Ondanks de ongelooflijke mogelijkheden heeft de inzet van technologie nog onvoldoende geleid tot transformatie en een drastische verandering van de klaspraktijk of onderwijsorganisatie. Het heeft pas echt zin wanneer het effectief wordt gebruikt, maar meestal wordt het ter vervanging gebruikt. Het model is een handig hulpmiddel om scholen en leerkrachten inzicht bij te brengen omtrent het implementeren van technologie in hun onderwijs. Het kan leiden tot dialoog en een andere houding tegenover nieuwigheden die het onderwijs binnensluipen. Al te vaak is de eerste reactie een verbod omdat het onze werking bedreigt (https://yvesdemaertelaere.com/2023/01/13/hoe-meer-artificiele-intelligentie-ai-hoe-belangrijker-de-cognitieve-intelligentie/), maar bij nader inzien is het misschien een volgende stap in competentieontwikkeling bij leerkrachten en het herontwerp van de schoolorganisatie. Technologie zal de job van leerkracht niet vervangen, maar kan wel effectief zijn in het activeren van het leerproces. Daarvoor is er nood aan het herdenken van bestaande patronen, structuren en schoolculturen. De context en het beleid voor technologie-integratie zijn hierbij belangrijke factoren die van invloed zijn op de relatie tussen technologie en onderwijs. De inzet van technologie moet meerwaarde creëren voor de leerlingen.

Futuristisch onderwijs: welkom in de ‘klas’ van de toekomst!

Standaard

Veel beroepen die de leerlingen morgen zullen uitoefenen, zijn vandaag nog niet uitgevonden. Toch moeten zij kennis en vaardigheden kunnen ontwikkelen die nodig is voor die toekomst. Ook het onderwijs wordt daarom steeds meer uitgedaagd om het tempo van de technologie bij te houden. Want technologie stelt ons in staat om de wereld van morgen vorm te geven. En dus dook ik de toekomst in, op zoek naar technologie dat ons onderwijs kan omarmen.

Robotica

Hoewel zaken als empathie, compassie, inspiratie en mentorschap zich niet gemakkelijk laten leiden tot automatisatie, spreekt een robot in de klas tot de verbeelding. En dan bedoel ik niet om de leerkracht te vervangen, maar om aan te vullen als assistent tijdens lessen of oefeningen. Robots kunnen leerkrachten helpen met leerlingen met specifieke onderwijsbehoeften en kunnen zelf instructies geven aan leerkrachten (of zelfs direct aan ouders of andere onderwijspartners). Dat maakt het mogelijk om af te stappen van het klaslokaal en grotere groepen leerlingen te  bedienen. Leerlingen die wegens ziekte de les niet kunnen bijwonen, kunnen dankzij de robot met videoverbinding toch deel uitmaken van de groep en ook in real time communiceren met de leerkracht of medeleerlingen.

Robots kunnen leerkrachten bijstaan als assistent.

Virtuele assistentie

Met behulp van kunstmatige (KI) of artificiële intelligentie  (AI) kunnen leerlingen zowel in groep als individueel leren volgens hun eigen leerbehoeften. Gecombineerd met robotica zou dat kunnen inhouden dat het AI-systeem via sensoren gezichtsuitdrukkingen en lichaamstaal kunnen lezen en een indicator van gemoedstoestand weergeven. Het AI-systeem ziet ook met welk onderdeel leerlingen moeite hebben. Met verzamelde gegevens over de leerling en zijn leerproces kan een meer persoonlijke aanpak en lesprogramma worden ontwikkeld. Het zijn hulpmiddelen die heel wat werk uit handen van de leerkrachten kunnen nemen, zodat die laatste meer ruimte krijgen om zich op de kwaliteit van hun lessen en begeleiding te concentreren.

Sociale media

Wanneer  patroonherkenning door AI wordt gecombineerd met sociale netwerken, kunnen die automatische leeralgoritmen zelfs vragen van leerlingen beantwoorden. Chatbots (chatten + robotica)  zijn een soort getypte geautomatiseerde ‘gesprekspartner’. De leerlingen zijn zich niet bewust van het feit dat niet een leerkracht, maar een AI-assistent hun vragen beantwoordt. Leerkrachten kunnen zich dan beter op hun aanwezige leerlingen in de klas concentreren. Dergelijke sociale media zal de communicatie tussen leerkracht en leerling grondig veranderen.

Data-gedreven leren

Leerkrachten hebben altijd al gegevens verzameld over leerlingen, maar big data zal de manier van leren en lesgeven drastisch veranderen. Traditionele leerboeken worden stelselmatig vervangen door digitale leerplatformen, die data verzamelen over het leergedrag van leerlingen. Die data wordt omgezet in informatie, en informatie is inzicht. Inzicht in leergewoontes van de leerlingen, de manier waarop ze lezen en leren, het tijdstip waarop ze het meeste leren of de tijd die ze aan de deelonderwerpen besteden. Inzicht dat zal leiden tot leerprogramma’s op maat. Dat kan als gevolg hebben dat niet elke leerling in hetzelfde tempo hoeft te leren.

Online co-creatie

Online leren, het wordt steeds meer mogelijk. In de toekomst komen leerlingen misschien nog slechts voor bepaalde topics of activiteiten naar school. Bovendien zullen ze geen digitale consumenten blijven, maar meer en meer ook digitale producenten worden waarbij ze zelf nieuwe producten (bv. e-books, generated video,…) maken in hun leercommunity. Als dat niet goed is voor het creatief denken en het ondernemerschap! Scholen zullen ook mondialer worden. Dat zorgt voor een explosie van informatieuitwisseling en kan zelfs een nieuwe culturele bloeiperiode inluiden.

Computerrealiteiten

Leren beperkt zich niet meer tot wat er is en wat we rondom ons zien. De grenzen tussen verschillende realiteiten vervagen met Virtual Reality (VR). Met een Virtual Reality-bril met datahandschoen en headset kunnen leerlingen rondleidingen krijgen in het Oude Egypte of op de maan. Dino’s lopen plots rond in de klas.  De wiskundige en wetenschappelijke toepassingen zijn eindeloos. En wanneer op basis van sensoren of QR-codes computerelementen worden toegevoegd aan reële beelden, komen we op het domein van de Augmented Reality (AR). Dat kan de interactiviteit verhogen waardoor het leren op een nog intuïtievere manier gebeurt (bv. serious gaming). AR overbrugt de kloof tussen de reële en fysieke wereld. Wie in zijn les AR-elementen toevoegt (bv. hoogtelijnen bij landschappen,…), trekt de volle aandacht van de leerling. 3D-modellen kunnen zo in voor iedereen visueel worden gepresenteerd. Prothesen, prototypes of concepten komen zo tot leven.

Met Virtual Reality word je ondergedompeld in een heel andere wereld.

Blockchain

Attesten voor het kwalificeren van leerlingen zullen niet uitsluitend meer door de scholen worden uitgereikt. Het adagium dat leerlingen zowel binnen de schoolmuren en -uren leren als daarbuiten, wordt realiteit dankzij blockchaintechnologie. Blockchaintechnologie zal studieloopbaandossier, leerlingvolggegevens en dergelijke stukken veiliger kunnen laten verlopen. Maar ook boekhoudingen, administratie of diploma-erkenningen. Wat leerlingen elders leren zal ook gevaloriseerd én gevalideerd kunnen worden. De gegevens worden overal (gedecentraliseerd) opgeslagen, maar technologie brengt ze ook samen, beveiligd ze en kan ze delen. Ze kunnen niet gewijzigd of vervalst worden. Het is letterlijk een ketting van blokken met informatie die digitaal met vingerafdruk gecertificeerd zijn. De competenties, attitudes, kennis en vaardigheden die  leerlingen opdoen in de muziekschool of sportvereniging of tijdens stages of vakantiejobs, worden samengebracht in een portfolio per leerling. Wat buiten school(-tijd) verworven wordt, kunnen we laten meetellen in hun studieloopbaandossier of competentieprofiel. En, als we nog een stapje verder gaan, we kunnen hen op school vrijstellen van competenties die ze reeds beheersen, zodat ze zich kunnen toeleggen op zaken die ze extra moeten of willen leren.

Internet Of Things

Dat technologie ons onderwijs zal veranderen, is een understatement, maar als al die intelligente machines ook nog eens aan elkaar gekoppeld worden, opent dat gigantische mogelijkheden voor een nieuwe onderwijsruimte.  Groepen leerlingen en lokalen zullen overal met elkaar verbonden kunnen worden voor de meest boeiende les. Er zullen allerlei leergemeenschappen gevormd kunnen worden, ondersteund door videoconferencing waarbij leerkrachten op afstand mee begeleiden. Chiptechnologie zal de klassieke studentenkaart vervangen en automatisch aan- en afwezigheidslijsten genereren. Naar analogie met de sportwereld zullen wearables de betrokkenheid van leerlingen monitoren. Maar ook het sociale netwerk van leerlingen kan in kaart worden gebracht, met wie ze spelen, met wie ze praten. Sensoren (bv. in kleding) zullen leerkrachten kunnen verwittigen wanneer de gemoedstoestand of de hersenactiviteit van de leerlingen wijzigt.

Je ziet, nieuwe technologie in het klaslokaal leidt tot een transformatie in de manier van lesgegeven en leren.

Naarmate onderwijs de technologie meer omarmt, krijgt het ook een grondige facelift. De vertrouwde leerkrachtgerichte aanpak waar lesgeven centraal staat, verschuift richting leerlinggerichte onderwijsmodellen met persoonlijke leertrajecten. Automatiseren van eenvoudige taken stelt leerkrachten in staat zich meer richten op de echte behoeften van de leerlingen. Maar technologie kan ook afschrikken. De soft- en hardware heeft de mens zelf ontworpen, maar het volle bewustzijn van de implicaties ontbreekt (nog). Technologische ontwikkelingen zijn buitengewoon goed in sommige taken, maar ook buitengewoon slecht in andere. Technologische hulpmiddelen kunnen een fantastische optie zijn voor meer differentiatie, maar als enige instructeur in complexe situaties zullen ze vermoedelijk in de problemen komen.Het is nog te vroeg om conclusies te trekken over de effectiviteit, maar eens het goed wordt ingezet kan het een belangrijke maatschappelijk uitdaging mee oplossen, nl. het opnieuw democratiseren van onderwijskansen. De toekomst van ons onderwijs staat voor de deur.  Nu nog de deur intrappen…