KI-apps, educatieve robots en VR/AR luiden de toekomst van het onderwijs in

Technologieën als kunstmatige intelligentie, robotica en VR/AR veranderen de manier waarop leerlingen leren en docenten lesgeven

  • Slimme technologie helpt leerlingen complexe concepten beter te begrijpen
  • Innovatieve onderwijsmethoden zorgen voor meer betrokkenheid
  • Hoe zien de scholen van de toekomst eruit?
  • Toekomstig succes vereist nieuwe vaardigheden en waarden
  • Ook docenten moeten hun skills aanvullen en aanscherpen
  • Ethische uitdagingen bij het gebruik van technologie in de klas

De nieuwe generaties komen terecht in de meest geavanceerde wereld ooit en het is dan ook van cruciaal belang dat onderwijsinstellingen hen goed voorbereiden op de toekomst. Maar dat is makkelijker gezegd dan gedaan want dat betekent dat het huidige onderwijs een transformatie moet ondergaan. Docenten maken nog steeds voornamelijk gebruik van traditionele instructiemethoden en zullen in de toekomst nieuwe technologieën moeten implementeren die educatief materiaal op een innovatievere en effectievere manier kunnen presenteren.

Om succesvol te kunnen worden in de wereld van morgen moeten de jongeren van vandaag nieuwe vaardigheden aanleren. Niet alleen technische vaardigheden maar ook soft skills. En dat is waar technologie een belangrijke rol gaat spelen. Digitaal leren maakt onderwijs op maat mogelijk en daarbij ondersteunt kunstmatige intelligentie zowel docenten als leerlingen. Technologie zal de manier waarop leraren hun leerlingen kennis bijbrengen transformeren en het leerproces interessanter, leuker en effectiever maken. Innovatieve onderwijsmethoden en leeromgevingen zullen de leerervaring toegankelijker en persoonlijker maken, wat de betrokkenheid en creativiteit bevordert.

Slimme technologie helpt leerlingen complexe concepten beter te begrijpen

Technologie speelt een steeds belangrijkere rol in het onderwijs. Het helpt leerlingen zich voor te bereiden op hun toekomstige werk in de 21ste eeuw. Kunstmatige intelligentie (KI) en machine learning-technologieën maken nieuwe leermogelijkheden mogelijk en zorgen ervoor dat docenten efficiënter kunnen lesgeven. Door KI aangedreven apps en platforms kunnen het leerproces personaliseren en ervoor zorgen dat leerlingen hun volledige potentieel bereiken.

Zo helpt de nieuwe KI-tool van Google, Socratic, middelbare scholieren en studenten bij het vinden van antwoorden op moeilijke vragen tijdens het zelfstandig leren. De leerling of student neemt allereerst een foto van het probleem of stelt een vraag via voice search, waarna Socratic diverse hulpbronnen opzoekt. De app kan hulp bieden op het gebied van algebra, geometrie, trigonometrie, biologie, scheikunde, natuurkunde, geschiedenis en literatuur en zelfs concepten vereenvoudigen tot kleinere lessen die gemakkelijker te begrijpen zijn.

Het gebruik van robotica in klaslokalen is ook een geweldige manier om leren leuker te maken. Bovendien kan het de toegang tot het onderwijs verbreden en zieke leerlingen de mogelijkheid bieden om op afstand toch lessen te volgen – bijvoorbeeld via telepresence-robots. Hoewel robots nog geen gemeengoed zijn in klaslokalen wordt deze technologie in de toekomst wel op steeds meer scholen geïmplementeerd.

Zo heeft de in Californië gevestigde tech-startup Double Robotics onlangs een nieuwe versie van zijn Double telepresence-robot onthuld. Double 3 is ontwikkeld voor scholen en kantoren en uitgerust met een reeks 3D-sensoren waarmee het zijn omgeving kan begrijpen en er autonoom doorheen kan bewegen zonder tegen obstakels aan te botsen. De robot beschikt ook over een nieuwe click-to-drive-interface met mixed reality waarmee operators het apparaat kunnen bewegen door op stippen op de vloer te klikken. De iPad van de eerste versies van de robot is vervangen door een volledig geïntegreerd systeem met Nvidia Jetson TX2 GPU-technologie, twee 13-megapixelcamera’s met ultrabrede kijkhoek en meerdere zoomniveaus en een reeks van zes microfoons.

Docenten maken ook steeds meer gebruik van immersieve technologie, zoals AR en VR, om leerlingen te helpen de lessen beter te visualiseren. Dankzij mixed reality-technologie kunnen leerlingen door tijd en ruimte reizen en praktijkervaringen opdoen waarmee ze complexe informatie beter kunnen absorberen en een nieuw perspectief op abstracte concepten kunnen krijgen.

VictoryXR, een toonaangevende ontwikkelaar van VR/AR-onderwijsoplossingen, heeft ’s werelds eerste virtual reality-wetenschapscurriculum ontwikkeld dat is afgestemd op de Next Generation Science Standards (NGSS). Het bestaat uit 48 units met 240 virtual reality-experiences op het gebied van aard- en ruimtevaartwetenschappen, techniek, biowetenschappen en natuurwetenschappen. Deze unieke experiences omvatten 48 virtuele internationale excursies, 48 interactieve edutainment-ervaringen, 48 experimenten en lesmomenten en 3 gestandaardiseerde meerkeuzebeoordelingen, evenals VR-stripboeken, animaties, films en ontdekkingsreizen. De technologie is compatibel met een breed scala aan headsets, waaronder HTC Vive, Oculus Rift, Windows Mixed Reality-headsets en Oculus Go mobiele VR-headsets.

Innovatieve onderwijsmethoden zorgen voor meer betrokkenheid

Een van de grootste uitdagingen waarmee docenten worden geconfronteerd is hoe ze leerlingen die zijn opgegroeid met slimme apparaten op de beste manier kunnen bereiken. De leerlingen van vandaag hebben bijvoorbeeld een notoir korte aandachtsspanne. Docenten moeten hun lesmethoden dan ook opnieuw onder de loep nemen en ervoor zorgen dat deze beter bij de wereld van deze generatie aansluit. De one-size-fits-all-benadering moet overboord. Er moeten nieuwe lesmethoden ontwikkeld en geïmplementeerd worden zodat docenten optimaal aan de behoeften van hun leerlingen kunnen voldoen.

Door middel van gamification, of game-based leren – het introduceren van spelelementen – kunnen docenten het leerproces vele malen aantrekkelijker maken. Het houdt in dat leerlingen educatieve content leren en academische vaardigheden ontwikkelen door computerspellen te spelen. Deze lesmethode is zeer effectief gebleken omdat het leerlingen volledig bij het leerproces betrekt, waardoor ze kennis en vaardigheden als kritisch denken, samenwerking, probleemoplossing en communicatie spelenderwijs en bijna als vanzelf verwerven.

Adventure Academy is een nieuw, educatief, massively multiplayer online spel gericht op basisschool- en middelbare scholieren. Het biedt een boeiende en veilige virtuele wereld waarin leerlingen missies en challenges moeten voltooien door middel van in-game personages. Met de punten die ze verdienen kunnen ze nieuwe activiteiten ontgrendelen en hun avatars upgraden. Leerlingen kunnen kiezen uit duizenden activiteiten in de vorm van gesproken tekst, video’s en challenges, met onderwerpen als Engelse literatuur, wiskunde, wetenschappen en sociale studies. Het curriculum is ontworpen door een team van 40 experts met honderden jaren gecombineerde ervaring op het gebied van onderwijs en het ontwikkelen van curricula.

Hoe zien de scholen van de toekomst eruit?

De leeromgevingen van de toekomst worden steeds meer informele leerruimtes – flexibel ontworpen, rijk aan technologie, met veel ruimte voor experimenten, zelfgestuurd leren en actief groepswerk. In deze ruimtes – ook wel ‘learning labs’ genoemd – werken leerlingen met nieuwe technologieën en materialen, zoals wearables, gaming, telepresence-technologie en 3D-printers om prototypes te ontwikkelen. Hoewel deze technologieën veel voordelen bieden, brengt de groeiende afhankelijkheid ervan ook een aantal risico’s met zich mee. Scholen moeten hun beveiligingssystemen dan ook flink aanscherpen om zichzelf tegen cyberdreigingen te beschermen.

Buddinge School in Gladsaxe, Denemarken heeft onlangs het Lab for New Learning Principles geïntroduceerd, een creatieve en projectgerichte leeromgeving voor leerlingen in het voortgezet onderwijs die als basis moet dienen voor toekomstige schoolontwikkeling in de gemeente Gladsaxe. In het verleden bestond dit gedeelte van de school uit traditionele klaslokalen, verbonden door lange gangen en grote gemeenschappelijke ruimtes. Deze klaslokalen zijn nu getransformeerd in een open leerlandschap dat leerlingen inspireert om actiever bij hun leerprocessen betrokken te zijn. “We breken met het traditionele klaslokaal. In plaats daarvan hebben we een ruimte gecreëerd voor verschillende leersituaties, waarbij leerlingen zich de hele schooldag verplaatsen tussen privé-, semi-privé- en open ruimtes”, zegt senior architect Jeppe Kleinheinz.

East Forsyth Middle School in Kernersville, North Carolina, is onlangs een samenwerkingsverband aangegaan met telecommunicatiegigant Verizon om een state-of-the-art innovatief leerlab te openen dat de manier waarop docenten hun leerlingen lesgeven volledig transformeert. Het lab is uitgerust met technologieën als virtual en augmented reality, 3D-printers en codeerrobots en stelt leerlingen onder andere in staat het zonnestelsel te verkennen, een rondleiding door het menselijk lichaam te maken, hun eigen 3D-objecten te ontwerpen en te leren coderen. “Ik zie dit als een ruimte waar onze huidige en toekomstige leerlingen altijd binnen kunnen komen en enthousiast kunnen worden over leren, betrokken kunnen zijn en dingen kunnen bouwen en zien”, aldus directeur Dossie Poteat.

Toekomstig succes vereist nieuwe vaardigheden en waarden

Aangezien bepaalde banen als gevolg van de automatisering gaan verdwijnen, moeten scholen hun leerlingen voorbereiden op de arbeidsmarkt van de 21ste eeuw en ervoor zorgen dat ze als onderdeel van de toekomstige beroepsbevolking relevant blijven. Dit betekent dat we leerlingen nieuwe waarden, vaardigheden en zienswijzen moeten bijbrengen. Om goed te kunnen functioneren in een technologierijke samenleving, moeten leerlingen STEM-vaardigheden (wetenschap, technologie, techniek en wiskunde) aanleren. Hierdoor leren leerlingen ook hun samenwerkingsvermogen, kritisch denken en creativiteit te verbeteren. Het doel is om leerlingen te transformeren van passieve ontvangers van informatie naar innovatieve probleemoplossers en makers – wat voor elk aspect van toekomstige carrières van groot belang is.

Volgens het Future of Jobs-rapport 2018 zijn vaardigheden als analytisch denken en innovatie, technologieontwerp en -programmering, effectieve coördinatie- en communicatieve vaardigheden, kritisch denken en analyseren, complexe probleemoplossing, emotionele intelligentie, leiderschap en sociale invloed voor leerlingen van cruciaal belang om in de samenleving van morgen succesvol te kunnen worden. “Het is belangrijk dat ouders STEM-onderwijs aanmoedigen en dat we de verschuiving in essentiële vaardigheden van de samenleving allemaal erkennen”, zegt Sam O’Leary, leraar aan de St. Martin’s Catholic Primary School in Australië. “Als docenten moeten we verandering omarmen en creatief zijn met het integreren van STEM-vaardigheden, leerlingen kansen bieden om uitdagingen aan te gaan en samen oplossingen ontwikkelen. Kinderen zijn zo capabel. Als docenten hoeven we ze alleen maar de omgeving, aanmoediging en structuur te geven om grote dingen te kunnen bereiken”.

Ook docenten moeten hun skills aanvullen en aanscherpen

De docent van de toekomst kan snel schakelen, heeft het vermogen om de onderzoeksvaardigheden van zijn of haar leerlingen te activeren en heeft creatieve vaardigheden waarmee hij of zij kan innoveren. Samenwerking met het bedrijfsleven is cruciaal voor het realiseren van duurzaam en innovatief onderwijs op maat voor iedereen. In de toekomst stellen docenten, in samenwerking met bedrijven, dynamische curricula samen waarin innovatief denken en digitale vaardigheden centraal staan. Op deze manier kunnen we ‘levenslang leren’ realiseren voor toekomstige generaties leerlingen en studenten. Uit een recent door Gallup gepubliceerd onderzoek blijkt dat 65 procent van de leraren in de Verenigde Staten elke dag digitale hulpmiddelen gebruikt bij hun werk en dit aantal zal de komende jaren naar verwachting nog verder toenemen.

Ethische uitdagingen bij het gebruik van technologie in de klas

Dat de toenemende implementatie van technologie op onderwijsinstellingen het leerproces voor leerlingen en het werk voor docenten boeiender en effectiever maakt staat buiten kijf. Maar deze ontwikkeling leidt echter ook tot een aantal ethische kwesties waar aandacht aan besteed moet worden. Zal technologie menselijke leerkrachten in de toekomst bijvoorbeeld volledig overbodig maken? Zou het toenemende gebruik van technologie kunnen leiden tot een nog grotere digitale kloof in plaats van dat het deze overbrugt? Hoe lossen we het probleem van AI-bias op – ‘gekleurde’ data, modellen die vooroordelen en discriminatie in de hand werken? Kunnen we de privacy van leerlingen beschermen? Scholen moeten de voor- en nadelen van het implementeren van technologie goed tegen elkaar afwegen. Bovendien moeten ze hun leerlingen terdege informeren over de potentiële maatschappelijke impact van technologie.

Net als bijna elke andere bedrijfstak ondergaat ook het onderwijs een ingrijpende, door technologie aangestuurde transformatie, waardoor de manier waarop leerlingen leren en docenten lesgeven voor altijd verandert. Van KI-apps en educatieve robots tot innovatieve leeromgevingen die VR/AR-technologie en videogames gebruiken om kennis over te brengen en de creativiteit van leerlingen te stimuleren, technologie wordt een steeds belangrijker hulpmiddel in onderwijsinstellingen over de hele wereld.

Dit blog is geschreven door Richard van Hooijdonk

Dit blog is geschreven door Richard van Hooijdonk

Trendwatcher, futurist en internationaal topspreker Richard Van Hooijdonk neemt je mee naar een inspirerende toekomst die leven, werken en ondernemen drastisch gaat veranderen.

Alle Lezingen