Portugese leerlingen winnen reis naar NASA met rolstoelproject
Vijf Portugese eindexamenleerlingen ontwikkelden een prototype van een met hoofdbewegingen te besturen rolstoel en wonnen daarmee een prachtige reis naar NASA. Met het project 'Telepathy Physics' dat bewegingssensoren gekoppeld aan de robotauto Rover gebruikt wonnen ze de eerste prijs in een wedstrijd van de universiteit van Lissabon. "De leerlingen wilden op deze manier hun medeleerlingen met een beperking helpen," zegt leraar Alexandre Gomes. "Het mooie is dat ze oplossingen zochten voor een echt bestaand probleem en dat ze zich tegelijk meer verdiepten in wiskunde."
Leerlingen stoppen er extra uren in
Elk jaar start Alexandre Gomes, een T³ Europe natuur- en scheikundeleraar, als extra curriculaire activiteit een STEM-project op. Dat is bedoeld voor eindexamenleerlingen van de Oliveira Júnior-school in São João da Madeira. "Elk project begint met een brainstormsessie waarbij de leerlingen ideeën uitwisselen," zegt hij. "Deze groep wilde zich richten op het ondersteunen van leerlingen met een beperking die bij ons op school zitten. Daarop besloten we om op het rolstoelproject te focussen. Dat ze zo een maatschappelijke bijdrage leveren zorgde voor extra motivatie. De leerlingen deden het grootste deel van het werk buiten schooluren, terwijl ze zich ook voorbereidden op hun eindexamen. Omdat ze geen ervaring hadden met programmeren, was de eerste stap om ze dat te leren. In totaal besteedden we twaalf weken lang één tot twee uur per week op school aan het project. De leerlingen stopten er zelf nog extra uren in.”
Algoritme om robotvoertuig te besturen
Naast het leren programmeren deden de leerlingen onderzoek naar bestaande oplossingen voor het bedienen van elektrische rolstoelen. "Ze richtten zich daarbij op personen die alleen hoofdbewegingen kunnen maken," zegt Alexandre. "De mogelijkheden die ze vonden, zoals de besturing met een object in de mond, een helm of oogbewegingen, hadden diverse nadelen. Het besturen van een rolstoel met hoofdbewegingen bleek de betere optie. Daarna begonnen ze met het ontwikkelen van een algoritme om het robotvoertuig te besturen, de eigenlijke kern van het project. De leerlingen gebruikten het TI-Nspire Ecosysteem en deden het programmeren in TI-Basic. Hoewel ze dachten dat het erg moeilijk zou zijn, bleken ze het snel voor elkaar te hebben en de resultaten waren indrukwekkend.”
Hoofdbewegingen zijn zeer intuïtief
De leerlingen bevestigden twee bewegingssensoren op een bureaustoel. Het lukte ze om de door de sensoren ontvangen signalen te vertalen naar bewegingen van het robotvoertuig. "In de video zie je dat we dit testen met de Rover verbonden door draden," zegt Alexandre. "Je moet het besturen van de Rover zien als het besturen van een rolstoelmotor. Bij het testen merkten we dat het werken met hoofdbewegingen heel intuïtief is, het is vergelijkbaar met een joystick. Als iemand die in de rolstoel zit naar rechts wil gaan, moet hij zijn hoofd naar rechts bewegen."
Met wetenschap en technologie de wereld verbeteren
In totaal deden er 51 technische projecten mee aan de FCT NOVA wedstrijd 2019, de enige Portugese competitie georganiseerd door een onderwijsinstituut. Alexandre is erg trots op het OJ=mC2 team dat in juni de eerste prijs won. De reis naar de VS kon echter niet doorgaan vanwege de problemen met corona, maar mogelijk lukt dat volgend jaar alsnog. Het belangrijkste resultaat is in feite dat de leerlingen inzien dat wetenschap en technologie de wereld beter kunnen maken, zegt Alexandre. "Het ontwikkelen van een oplossing voor hun leeftijdsgenoten met een beperking plaatst het leren in context. Een zaadje is geplant. Wie weet wat deze leerlingen over vijf tot tien jaar ontwikkelen als ze zijn afgestudeerd aan de universiteit? Ik zou dit soort STEM-projecten graag opnemen in het reguliere curriculum, maar dat blijft een langetermijndoelstelling voor ons."
Een stapje extra doen
Heeft Alexandre nog tips voor andere leraren? "Onze school is bevoorrecht omdat we goed uitgerust zijn met TI-technologie," zegt hij. "Daarnaast heb je als school gemotiveerde leraren nodig met kennis en potentieel om STEM-projecten aan te jagen. Als het mogelijk is raad ik aan om mee te doen aan competities! Want dit soort wedstrijden motiveren de school, de leraren en de leerlingen om te innoveren, om projecten te bedenken en een stapje extra te doen. Tijdens het rolstoelproject zag ik mijn leerlingen ontwikkelen en hun zelfvertrouwen toenemen. Het ondersteunen van leerlingen in hun ontwikkeling is zo mooi; dat is waarom ik elke dag naar mijn werk ga!
Bekijk de video waarin het project wordt gepresenteerd (in het Portugees)