Mijn nieuwe schoolproject: een straaljager besturen met een handheld
Hoe cool zou het zijn om een schoolproject te doen waarbij je code schrijft om een vliegtuig te besturen? En zou het niet nog cooler zijn om dit te doen voor een militaire straaljager zoals de Franse Rafale? Al in 2018 – met de film Top Gun in mijn hoofd – dacht ik erover om deze activiteit te ontwikkelen. De lockdown door het coronavirus was voor mij een goede aanleiding om eindelijk aan dit project te werken. Na de lockdown kon ik niet wachten om terug naar school te gaan. Ik had er zo’n zin in om mijn leerlingen informatica en technologie te verrassen en het jaar af te sluiten met deze bijzondere activiteit!
Toen ik het modelvliegtuig thuis aan het bouwen was, vertelde mijn jonge zoon dat hij het vliegtuig geweldig vond, maar dat hij wel de navigatielichten miste. Dus ging ik naar de winkel en kocht vier rode ledlampjes. Terwijl ik ze thuis aan het installeren was, bedacht ik me dat een vliegtuig rode en groene lichten heeft, dus ondernam ik nog een tweede tripje naar de winkel. Gelukkig bleek het idee van mijn zoon een goede aanvulling. De leds helpen leerlingen namelijk om vertrouwd te raken met het programmeren van de handheld. Het aanzetten van de navigatielichten van het vliegtuig met verschillende frequenties en arbeidscycli is een goede oefening om mee te beginnen.
Het doel van het totale project is dat mijn leerlingen de softwareontwikkelaars van het vliegtuig worden. Ik geef ze alle benodigde onderdelen en daag ze uit om zelf uit te zoeken hoe ze die doelen kunnen bereiken. Tot nu toe lijken ze het leuk te vinden. ‘Wow! Ik wist niet dat je servomotoren kon besturen met een rekenmachine. Mijn rekenmachine is gewoon een echte computer,' vertelde een leerling me. En een andere leerling had het gevoel dat ze helemaal geen wiskunde meer aan het doen waren. Maar natuurlijk doen ze wel wiskunde, alleen dan op een andere manier.
Als we het hele project gaan doen, ben ik van plan om de klas in twee groepen te verdelen. Die groepen concurreren dan om goede software- en hardware-oplossingen te vinden om het door mij gebouwde modelvliegtuig te besturen. Ze gebruiken daarbij hun eigen TI-handhelds, het TI-launchpad en de TI-Innovator Hub om de mini Rafale aan te sturen. Met behulp van TI-Basic of Python schrijven ze code om de lichten aan te zetten en de drie servomotoren en andere accessoires te bedienen.
De wiskunde achter de Rafale
Een groot deel van het project draait om het ontwikkelen van software om het vliegtuig te besturen, uitgaande van drie soorten bewegingen. Leerlingen ontdekken het ruimtelijk assenstelsel met de vectoren 
, leren hoe een servomotor loopt en hoe ze deze kunnen besturen. Tegelijkertijd leren ze het concept van kracht, hefboomwerking en de overbrengingsverhoudingen tussen twee tandwielen kennen. Wanneer ze commando's hebben gemaakt om het vliegtuig te besturen, kunnen ze de eerste tests doen. De besturing van het roer en de vinnen is een aanleiding om het begrip lineaire functie te onderzoeken bij het omzetten van een numerieke waarde op een gegeven interval naar een hoekverplaatsing.
Dit project brengt veel wiskunde met zich mee, en programmeren. Hoewel het is opgezet voor het vak informatica, is het interdisciplinaire project makkelijk in te passen bij verschillende vakken en past het ook in de wiskundeles. Ik denk dat het belangrijk is om wiskunde te onderwijzen, maar niet alleen wiskunde. Om de studenten het vak echt te laten bevatten, moet je wiskunde combineren met verschillende disciplines zoals natuurkunde, mechanica en informatica. Zo wekt een goed STEM-project de interesse van leerlingen en stimuleert het ze om zichzelf te pushen.
Ik ben enorm trots op hoe mijn studenten de start van dit project hebben opgepakt. Door samen te werken ontwikkelen ze hun zelfstandigheid, initiatief en creativiteit. Het was een goed proefproject en ik ga het graag verder uitbouwen. Wie weet komt het zelfs zover dat we het modelvliegtuig laten vliegen met de handheld!