Informatie voor docenten

In dit hoofdstuk vindt u meer informatie over de opzet van de module. De module is getest in het schooljaar 2012-2013 en op basis van deze ervaringen verbeterd.

Doelgroep en voorkennis

Deze module is met name geschikt voor leerlingen informatica uit HAVO4 en VWO4. Het kan, door gebruik te maken van de extra uitdagende opdrachten,  ook worden gebruikt in HAVO5 en VWO5. Enige kennis over HTML is een pre maar niet noodzakelijk. De module gaat niet in op het maken van een website, maar wel op het integreren van SVG bestanden in een website. Daarnaast is SVG net als HTML gebaseerd op XML, ervaring hiermee maakt het dus makkelijker om deze formaten te leren kennen.

Benodigdheden

De volgende software is vereist:

H1:

  • een teksteditor, liefst met syntax highlighting, zoals Notepad++
  • een browser met ondersteuning voor SVG zoals Chrome, Opera, nieuwere versies van Firefox of Internet Explorer 9 (test of de animaties op deze pagina werken).

H2:

  • een teksteditor
  • een applicatie waarmee OBJ-bestanden kunnen worden bekeken. Er zijn diverse open source of freeware applicaties beschikbaar. Degenen die wij hebben gebruikt is de 3D object converter, waarvoor een portable versie beschikbaar is, waardoor het niet nodig is om iets te installeren. Alle OBJ-modellen die in deze module worden gebruikt werken goed in dit programma. Er zijn ook andere mogelijkheden, die hebben wij echter niet uitgebreid getest.
    • Blender, een uitgebreid pakket. Ook hiervan is een portable versie beschikbaar. Nadeel is dat door de vele mogelijkheden die het pakket bieden, het even tijd kost om te leren omgaan met het programma.
    • Lynx 3D viewer. Hiervoor moet je wel installatierechten hebben.
    • Meshlab. Ook hiervoor heb je installatierechten nodig.

Voor H2.4:

Voor H3:

  • een smartphone of tablet (Android, iPhone, iPad) om de AR-applicatie te kunnen installeren.
  • een applicatie waarmee OBJ-bestanden kunnen worden bekeken (zie H2).

Structuur

De module bestaat uit 3 hoofdstukken. Elk hoofdstuk bestaat uit uitleg/theorie met een reeks van tussenopdrachten. Daarnaast heeft elk hoofdstuk een grotere eindopdracht. De tussenopdrachten dienen ter verwerking en verdieping. Niet alle tussenopdrachten hoeven te worden uitgevoerd (zie verplichte opdrachten verderop). De gedachte is dat de docent en/of leerling een selectie maakt uit geschikte en uitdagende tussenopdrachten.

  • In hoofdstuk 1 leert de leerling over hoe je diepte kunt suggereren in een afbeelding of video. Daarnaast leert hij/zij hoe je met SVG een vectorafbeelding kunt maken. De eindopdracht is: maak een afbeelding in SVG die diepte suggereert door gebruik te maken van de monoculaire diepteaanwijzingen zoals wordt uitgelegd in het hoofdstuk.
  • In hoofdstuk 2 leert de leerling over het OBJ-formaat en hoe je daarin 3D-objecten kunt definiëren. Daarnaast komt ook een alternatief aan bod: X3D. Aan het eind van het hoofdstuk wordt aandacht besteed aan de theorie over formaten en converteren. Het doel is dat de leerling besef krijgt van wat een formaat is en wat voor- en nadelen van een formaat kunnen zijn. De eindopdracht is: maak een 3D-object in het OBJ formaat.
  • In hoofdstuk 3 leert de leerling over augmented reality (AR) en aan welke eisen een 3D-object moet voldoen om in AR-applicatie te kunnen worden gebruikt. De leerling kan zelf experimenteren met AR op zijn/haar smartphone of tablet. De eindopdracht is: zet het 3D-object uit het vorige hoofdstuk om naar een 3D object dat voldoet aan de eisen voor het tonen in een AR-applicatie.

Verderop staan nog enkele suggesties voor aanvullende/alternatieve eindopdrachten.

Route

De module geeft veel mogelijkheden tot flexibiliteit. Hieronder worden enkele mogelijkheden gegeven.

  • Route A – H1 en H2 worden doorlopen, met slechts 1 eindopdracht. De leerling kan dan kiezen tussen de eindopdracht van H1 of H2. Ook kan er worden gekozen voor één van de alternatieve eindopdrachten (zie verderop).
  • Route B – H2 en H3 worden doorlopen. De leerling maakt uiteindelijk de eindopdracht van H3.
  • Route C – H1, H2 en H3 worden doorlopen. Eventueel wordt het deel over normalen in het derde hoofdstuk achterwege gelaten, dit deel is relatief lastig. Het risico is wel dat een 3D-object gemaakt door de leerling niet door de AR-applicatie wordt getoond. De leerling kan kiezen tussen de eindopdracht van H1, H2 of H3. Ook kan er worden gekozen voor één van de alternatieve eindopdrachten (zie verderop).
  • Route D – Volledige route: H1, H2 en H3 worden doorlopen en alle eindopdrachten worden gemaakt.

Alternatieve eindopdrachten

Hieronder volgen enkele suggesties voor alternatieve / aanvullende eindopdrachten:

  • Eenvoudige opdracht: maak een 3D foto met behulp van online software, gebaseerd op de anaglyph techniek. Maak eventueel zelf het brilletje (zie E1).
  • Gemiddelde opdracht: Maak een mooie afbeelding met 3D objecten in X3D en integreer deze in een website (zie opdracht 13 in de opdrachten van H2).
  • Redelijk uitdagende opdracht: maak een mooie SVG-animatie en integreer deze in een website (zie bijvoorbeeld opdracht 15, 16, 17 in de opdrachten van H1).
  • Sterk uitdagende opdracht (voorkennis van Java vereist): maak een eenvoudige 3D renderer in Java, waarmee OBJ objecten in 3D worden getoond (zie E2).

Verplichte opdrachten

We hebben hieronder de opdrachten per hoofdstuk neergezet die minimaal nodig zijn ter verwerking van de stof.

  • H1: opdrachten 2, 3, 5, 6, 7, 9abc, 12, 14, 19, 20
  • H2: opdrachten 1, 5abc, 6, 7, 8, 9, 11, 14, 17, 20
  • H3: opdrachten 1, 2, 4, 5, 7

Uitgangspunten

Bij het maken van de module hebben we de volgende uitgangspunten gehanteerd.

  • We proberen een aansprekende context te gegeven via het onderwerp 3D en augmented reality (AR).
  • Het centrale concept dat we willen overbrengen is gegevensrepresentatie: om gegevens (afbeeldingen, foto’s, 3D-objecten, etc) te kunnen opslaan zijn formaten nodig. Die formaten hebben bepaalde eigenschappen en daarmee voor- en nadelen.
  • We proberen leerlingen zo veel mogelijk via uitdagende opdrachten te laten ervaren hoe gegevens op de computer worden opgeslagen en gecodeerd.
  • We bieden veel opdrachten, zodat de docent en leerling zelf een keuze kunnen maken. De opdrachten zijn ter verwerking van de stof, maar soms ook ter verdieping.
  • We raden aan om de leerlingen veel te laten samenwerken. In sommige opdrachten hebben we daar ook suggesties voor gegeven.
  • De belangrijkste termen zijn in een woordenlijst opgenomen.
  • We proberen een module te maken die leuk EN leerzaam is. We zoeken naar een goede balans tussen de tijd die nodig is om mooie dingen te maken en het leereffect. Leerlingen kunnen veel tijd steken in het leren werken met SVG, maar wat leert de leerling daar van? Aan de andere kant, als we veel tijd steken in de theoretische begrippen, komt de leerling niet toe aan het maken van mooie producten, wat kan leiden tot demotivatie. Zo hebben we helaas niet de tijd om leerlingen schitterende 3D objecten te laten maken in Blender, omdat het leren werken met een programma als Blender een module op zich kan zijn. Het leren werken met een programma als Blender vormt geen onderdeel van de eindtermen van informatica op het HAVO/VWO. Ook al zouden sommige leerlingen dat vast erg uitdagend vinden.

Misconcepten

Uit de ervaringen die zijn opgedaan met de lesmodule zijn enkele veelvoorkomende misconcepten naar voren gekomen. Het is belangrijk om daar als docent aandacht aan te besteden. In de module zijn aan het eind van schooljaar 2012-2013 aanpassingen gedaan om dit te ondervangen.

  • SVG en vectorafbeeldingen zijn hetzelfde. De leerling denkt dat SVG de enige manier is om een vectorafbeelding te coderen.
  • De leerlingen beschouwen (binaire) data als instructies. Ze denken dat de gegevens in het bestand het programma is. Alsof de gegevens in een SVG-bestand rechtstreeks door de computer kunnen worden uitgevoerd. Ze beseffen niet dat de gegevens moeten worden geïnterpreteerd door een programma.
  • Hieraan gekoppeld: het verschil tussen data (gegevens) en instructies (software) is niet duidelijk.
  • De leerling weet niet dat een pixel slechts 1 kleur kan bevatten, dat dit het kleinste detailniveau is. Leerlingen denken dat je ook in een pixel weer verder kunt inzoomen. Misschien beseffen ze de relatie met de hardware (een monitor) niet goed.
  • De leerling maakt geen onderscheid tussen zichzelf en de computer. Dat blijkt bij het converteren van bijvoorbeeld een bitmapafbeelding naar een vectorafbeelding. Als er een cirkel in een bitmapafbeelding staat, is deze voor een mens vrij makkelijk te converteren naar een vectorafbeelding. Een computer kan echter niet naar een afbeelding “kijken”, maar slechts bewerkingen doen op de data.

Mocht u zelf ook een misconcept op het spoor zijn of een aanvulling op de misconcepten hierboven hebben, meld het vooral. Op bijna elke pagina kunt u uw reactie achterlaten, u kunt ook contact met ons opnemen (zie verderop).

Relatie met eindtermen

De volgende eindtermen komen aan bod in deze module:

Domein A: Informatica in perspectief

1. De kandidaat kan de geschiedenis van informatica en ICT, de huidige toepassingenervan en de perspectieven van de jongste ontwikkelingen beschrijven.

Domein B: Basisbegrippen en vaardigheden

5. De kandidaat kan gangbare digitale coderingen van gegevens beschrijven en toepassen.

Tijdsbesteding

De module beslaat ongeveer 40 SLU, afhankelijk natuurlijk van de gekozen opdrachten.

Uitwerkingen vragen en opdrachten

De uitwerkingen van alle vragen en opdrachten zijn op aanvraag beschikbaar (zie contact verderop).

Toets

Voorbeeldvragen zijn op aanvraag beschikbaar (zie contact hieronder).

Contact

Heeft u aanvullingen, vragen, tips, ect, neem contact op met Martin Bruggink, vakdidacticus informatica aan de TU Delft via m.bruggink (apenstaartje) tudelft.nl.

Reageer

Je moet zijn ingelogd om te kunnen reageren.

[background image]