Computerhondspeeksel

Kleine gedachtes en halfzachte overwegingen, vandaag. Maar eerst lezen we de net uitgekomen Science (28 april), bladzijde 532. De psycholoog Ton de Jong beschrijft daar het toekomstige bèta-onderwijs aan middelbare scholieren van zo'n 14 jaar of ouder. Het gaat over 'inquiry learning' en hoe de techniek daarbij kan helpen.

Dit zegt Ton de Jong: Onderzoek van kennis en vaardigheden toont aan dat scholieren in een groot deel van de geïndustrialiseerde wereld niet optimaal zijn voorbereid op de behoeften van maatschappij en werkplaats. Dat is niet de bedoeling en daarom moeten leerprogramma's worden ontwikkeld om de scholieren beter te leren leren. Dat laatste zegt hij eigenlijk anders, maar hier komt het op neer.

Children crowd onto seesaws in a Philadelphia playground on Aug. 14, 1946. (AP Photo) Associated Press

Inquiry learning moet misschien vertaald worden met 'onderzoekend leren'. Denk aan natuurkunde of biologie. De leerling onderzoekt zelf de werking van een elektrisch circuit of een diertje. Geeft die wat pulsen, noteert de reacties, geeft weer andere pulsen en steekt daar dan veel van op. Zelf de hand aan de ploeg, dat is het idee. Met wat geluk ontdekt hij allerhande wetmatigheden.

'Inquiry learning' staat recht tegenover een onderwijstype waarbij de leraar precies vertelt hoe het zit en al helemaal tegenover het zelf lezen van een leerboek. Het wordt didactisch hoog aangeslagen omdat het echt onderzoek nabootst. De Jong beschrijft wat de essentiële bestanddelen ervan zijn (oriëntatie, hypothesevorming, experimenteren, trekken van conclusies, evaluatie, planning, noem maar op) en moet dan droevig vaststellen dat veel scholieren 'substantiële problemen' hebben met deze gang van zaken. Eigenlijk vergeten ze altijd wel wàt en anders veranderen ze teveel variabelen tegelijk en van de weeromstuit trekken ze verkeerde conclusies.

De oplossing is: simuleren in een computer environment. Dus doen alsòf je een ohmse schakeling doormeet of een hond conditioneert. Er zijn nu al veel computerprogramma's voor beschikbaar en ze zijn stuk voor stuk veelbelovend. Er zitten help-functies bij, de score wordt bijgehouden, de computer past de oefeningen aan de stomheid van de scholier aan en je kunt niets vergeten want dan laat hij een piepje horen.

De Jong bedoelt het goed, daaraan bestaat geen twijfel, al doet zijn preoccupatie met maatschappij en werkplaats een beetje negentiende eeuws aan. Alsof de HBS weer wordt opgericht. De Jong werkt op de universiteit van Twente, daar zal het aan liggen. Het plezier van de scholier staat er niet op het lijstje.

In het AW-labo is toch een beetje ontredderd gereageerd op de voorgestelde nieuwe aanpak die zeker een succes wordt omdat alles met computers een succes wordt. Binnen AW-omgeving wordt juist veel waarde gehecht aan driedimensionaal fysiek onderzoek omdat dat in de afgelopen jaren altijd veel nuttige informatie opleverde. Binnen AW-omgeving heerst ook de overtuiging dat fysiek onderzoek beter in het geheugen blijft zitten dan namaakonderzoek en dat je met echt onderzoek eigenlijk altijd wel iets aardigs ontdekt. Je kookt een ei in hete olie of laat jenever in de diepvries bevriezen en er gebeurt iets dat je helemaal niet had verwacht. Je moet geen wetten willen ontdekken maar bekende wetten toetsen, dan kan er niets fout gaan.

Maar in de praktijk zal de keus wel zijn: computer aided inquiry learning of helemaal niets. De bèta-leraar heeft helemaal geen tijd voor het begeleiden van experimenterende scholieren. Dan moet het maar, al bezorgen de illustraties bij het stuk van De Jong de hobbyonderzoeker koude rillingen. Geloof het of niet maar er is echt een programma ontwikkeld om Pavlov-reacties op te wekken bij een computerhond. Als de computer een bel luidt drupt er computerspeeksel uit zijn bek, vooropgesteld dat hij voldoende was geconditioneerd met computerworstjes.

En onthullend is het plaatje dat laat zien hoe de computer de leerling de hefboomregel van Archimedes helemaal zelf kan laten ontdekken. Daar zitten twee namaakkinderen op een namaakwip en het dikste kind moet wat dichter bij het draaipunt gaan zitten om evenwicht te maken met het andere. Spelenderwijs leert de gebruiker van het programma dat de doorslag wordt gegeven door het product van het gewicht (de kracht) en de afstand tot het draaipunt (de arm). Kracht maal arm is constant, zo wordt deze wetmatigheid meestal samengevat.

Je hoopt maar dat de computer zelf begrijpt waaròm het effect van een kracht toeneemt naarmate zijn afstand tot een draaipunt of steunpunt toeneemt, want dat ligt helemaal niet voor de hand. De meeste middelbare-schoolboeken vermijden de kwestie wijselijk. Zoals ze ook de theoretische afleiding van de wet van Archimedes (die van de opwaartse kracht uitgeoefend door het verplaatste water) niet geven.

Wat de computer zeker niet zal laten zien is dat de stand van de wip niet langer fysisch vast ligt als kracht-maal-arm aan beide kanten precies gelijk zijn en de wip toevalig niet in beweging is. Als je als kind in deze positie raakte kwam je er alleen met veel gewiebel uit. Daarbij bleek de wip in alle mogelijke scheve standen hardnekkig in evenwicht. Het is dan ook een onopgehelderd raadsel waarom de klassieke balans van de apotheker precies in horizontale positie raakte als er op de schaal links evenveel stond als op de schaal rechts.

Je kunt er donder op zeggen dat er een programma zal worden ontwikkeld dat de leerling laat zien hoe de som van kinetische en potentiële energie constant blijft bij een kogel die omhoog wordt geschoten of een vuiltje dat naar beneden valt. Daar waren ze op de HBS al gek mee.

Maar is het niet veel leuker om uit te rekenen dat een fietser met een snelheid van 12 km/h precies genoeg kinetische energie heeft om - zonder bijtrappen - een stoep of talud van 56 cm hoogte op te komen en dan bij gelegenheid vast te stellen dat het klopt. Dat is de vraag.

    • Karel Knip