Belangrijkste technologische trends voor het onderwijs

Een overzicht en uitleg van deze technologieën is volgens ons belangrijk. De toepassing van deze technologieën maakt het namelijk mogelijk om onderwijsambities waar te maken. Gebruik dit overzicht dus als u met uw school aan de slag gaat met bijvoorbeeld de onderwijsvisie en ict-plannen. 

In dit artikel staan de grote trends zoals wij die de komende 5 jaar voor ons zien. Dit zijn geen eilandjes op zichzelf. Samen staan ze aan de basis van specifieke ontwikkelingen die het onderwijs kunnen verbeteren – of nu al verbeteren. 

Er zijn méér technologische trends dan deze, dat is helder. Maar wij hebben deze keuze gemaakt omdat we een doorbraak van deze trends kansrijk achten en omdat we verwachten dat zij écht een bijdrage gaan leveren aan de ambities die het onderwijs heeft. Ze zorgen bijvoorbeeld voor meer maatwerk-onderwijs en een betere aansluiting van het onderwijs op de beroepspraktijk.

De 4 technologische trends die een hoofdrol gaan spelen zijn:

• Artificial intelligence
• Internet of things (IoT)
• Ontwikkeling van interfaces
• Vertrouwen en de digitale wereld

Vooraf: de fundamenten op orde 

In dit artikel gaan we in op kansrijke innovaties voor het onderwijs en niet op de achterliggende infrastructuur die al deze ontwikkelingen mogelijk maakt. Deze beschouwen we voor nu als een gegeven. Toch willen we ze kort noemen. Ze zijn namelijk wél belangrijk om aandacht aan te geven bij ict-investeringen. Innovaties rond AI, internet of things en interfaces staan of vallen met veel, heel veel computeropslag en rekenkracht. En met stabiele netwerken die probleemloos en veilig met elkaar verbonden zijn. Kortom, de basis van de ict-infrastructuur moet op orde zijn.

Artificial intelligence

Artificial intelligence is het vermogen van computers om taken uit te voeren waarvoor mensen hun intelligentie inzetten. Denk aan interacteren met de omgeving, analyseren, redeneren, problemen oplossen en voorspellen. Je vindt AI in voice assistants op een smartphone of zelfrijdende auto’s.

Artificial intelligence wordt her en der in het onderwijs al gebruikt. We kunnen zo het leerproces van een leerling steeds completer volgen, analyseren en voorspellen en dat ondersteunt leraren om de juiste beslissingen te nemen over de leerroute van een leerling.

Spraakherkenning, chatbots, learning analytics en meer: lees het artikel Artificial intelligence voor uitleg over deze technologie en de toepassingen in het onderwijs. 

Internet of things (IoT)

Het internet of things (IoT) gaat over alledaagse gebruiksvoorwerpen of apparaten die verbonden zijn met het internet. Ze wisselen gegevens uit zonder tussenkomst van mensen. Denk aan slimme deurbellen, verlichting, thermostaten en koelkasten.

Dankzij IoT-apparaten worden we in onze dagelijkse bezigheden steeds meer ondersteund door computers zonder dat we ons daarvan bewust zijn. Er zijn nog niet veel toepassingen specifiek voor het onderwijs, maar dat lijkt een kwestie van tijd. 

Klimaatbeheersing in de klas, meer gebruiksgemak door automatisch inloggen op school: lees het artikel Internet of things voor meer uitleg en voorbeelden. 

Ontwikkeling van interfaces

Via de gebruikersinterface of kortweg interface kan een mens met een computer ‘praten’ en de computer taken laten uitvoeren. Nog niet zo lang geleden gebeurde dat via een toetsenbord, muis en beeldscherm. Of een joystick, voor gamers. Tegenwoordig zijn er veel meer interfaces én ze zijn veel intuïtiever. Dat biedt nieuwe mogelijkheden. Denk aan interfaces die te bedienen zijn door middel van aanraking, beweging of spraak als touchscreens, slimme speakers en VR-brillen.

Sommige nieuwe interfaces zoals touchscreens zijn al gemeengoed in het onderwijs. Ook VR-brillen zien we steeds meer. Andere middelen moeten nog een ontwikkeling doormaken voordat ze door zullen breken.

Aanraking, beweging of zelfs brein-computerinterfaces: lees het artikel Ontwikkeling van interfaces voor de nieuwste trends op dit gebied.

Vertrouwen en de digitale wereld

Technologie kan positief bijdragen aan het creëren van vertrouwen. Reviewwebsites zijn daar een goed voorbeeld van. Het oordeel van anderen helpt je een goed hotel te kiezen of een goed product te kopen. Maar technologie kan ons vertrouwen ook schaden, bijvoorbeeld door fake news berichten of ondoordachte algoritmen.

In het onderwijs hebben we te maken met een kwetsbare doelgroep – kinderen – en met keuzes en adviezen die van invloed zijn op die kwetsbare doelgroep. Juist in het onderwijs is vertrouwen daarom een belangrijk begrip.

Privacybescherming, betrouwbaarheid van algoritmen, de steeds grotere verzameling van data: lees het artikel Vertrouwen en de digitale wereld voor een brede blik. 

In welke fase bevinden deze trends zich?

Bepaalde technologieën staan aan het begin van hun ontwikkeling en de verwachtingen zijn hoog. Andere zijn ver doorontwikkeld, het is helder wat hun impact is op de maatschappij. In de Hype Cycle staan 6 ontwikkelingsfases van technologie. Hieronder laten we zien in welke fase de dominante trends zich bevinden.

• Artificial intelligence – De hype is nog groot, maar hij neemt ook al iets af. De peak of inflated expectations gaan we langzaamaan verlaten, is onze inschatting. In de praktijk blijkt de inzet van AI namelijk complex te zijn. Er valt nog wel veel te experimenteren, de grenzen van AI zijn nog niet bereikt. We zien deze technologie ook steeds meer terug in digitale leermiddelen.
• Internet of things – Er zijn veelbelovende ontwikkelingen rond IoT, de verwachtingen zijn hooggespannen. Internet of things stijgt dus nog steeds in de richting van de peak of inflated expectations. Sommige toepassingen van IoT gaan richting volwassenheid, zoals een slimme thermostaat. Andere toepassingen zijn nog volop in ontwikkeling denk aan de slimme speakers. In het secundaire proces op scholen zien we steeds meer toepassingen, denk aan automatische toegangscontrole en klimaatbeheersing. Brede onderwijstoepassingen in de klas laten nog op zich wachten.
• Ontwikkeling van interfaces – De traditionele interfaces zijn toetsenbord, muis en inmiddels ook touchscreens. Waar wij in de interface-ontwikkeling vooral naar kijken zijn nieuwere versies die intuïtiever aansluiten op menselijk gedrag. Zoals bediening door beweging of brein-computer-interfaces. Dat laatste is uitdagend, omdat het voor machines heel lastig is om intenties van mensen te interpreteren. Er zijn veelbelovende experimenten die een innovation trigger zijn, maar de echte hype moet nog komen. De meeste toepassingen zijn nog complex en duur. Dit type interfaces staat dus nog aan het begin van de cyclus. 
• Vertrouwen en de digitale wereld – Nog niet zo lang geleden was er het rotsvaste vertrouwen dat overal een digitale oplossing voor zou komen. There’s an app for that. Inmiddels ervaren we ook nadelen van digitalisering en vragen we ons steeds vaker hardop af of we alles zonder meer met digitale techniek willen oplossen. Als trend is het onderwerp ‘vertrouwen’ dan ook aan het afdalen naar het dal van teleurstelling, ofwel de trough of disillusionment. In deze fase leren we hoe we vertrouwen en de digitale wereld een goede plek kunnen geven in het onderwijs. Daar zijn nog wel wat hobbels te verwachten. 
• Infrastructuur – In dit artikel gaan we niet diep in op ict-infrastructuur, maar omdat dit de basis is om alle technologische ontwikkelingen mogelijk te maken, noemen we dit punt kort. Ict-infrastructuur is de hype voorbij en staat op het plateau of productivity. Er is een volwassen aanbod aan producten, diensten en ondersteuning. Voor scholen is het met dit aanbod goed mogelijk om de ict-infrastructuur te organiseren. Er zijn nog altijd ontwikkelingen, maar de evolutie is redelijk voorspelbaar. Denk aan nieuwe wifi-standaarden en de opkomst van 5G als vervanger van 4G.

Zo hangen de trends met elkaar samen

Gewone objecten worden kleine computers

We hebben in het dagelijks leven steeds meer te maken met ‘slimme’ objecten die observeren, analyseren en op basis daarvan handelen. Steeds vaker overleggen deze objecten, zonder menselijke tussenkomst, via datanetwerken met andere objecten en systemen. Een automatisch remsysteem in een auto, een deurbel met camera die communiceert met een smartphone: wat vroeger een gewoon apparaat was, is tegenwoordig een mini-computer die in contact staat met zijn omgeving. Overal komen we het internet of things tegen.

Geen IoT zonder AI

Hun ‘intelligentie’ danken deze slimme objecten aan artificial intelligence. Met behulp van algoritmen analyseert AI de data die deze objecten verzamelen. Een deurbel met camera kan alleen maar ‘slim’ zijn vanwege de data die het apparaat ontvangt en de algoritmes die iets doen met die data. Een signaal via de bewegingssensor dat er iets beweegt voor de deur, is een voorbeeld van data. Het algoritme kan dan verschillende besluiten nemen, bijvoorbeeld om een gekoppelde smartphone te bellen. Een auto met automatisch remsysteem analyseert per seconde enorm veel visuele data, aan de hand waarvan algoritmes het besluit noemen om op de rem te trappen. Of niet. 

Geen interactie zonder interface

Voorlopig kunnen wij niet vanuit onze gedachten automatisch met deze geprogrammeerde objecten communiceren. Ze moeten hoe dan ook worden ingesteld of geïnstrueerd om hun taken uit te voeren. Minstens één keer en meestal vaker. Daarvoor zijn interfaces nodig. De ontwikkelingen van interfaces zorgen voor veel nieuwe toepassingen. Een computer(beeldscherm), toetsenbord, muis en touchscreens zijn de standaard. Maar VR-brillen, spraak, gezichtsherkenning, bewegingsdetectie en zelfs aanraking als interface zijn in opkomst. Zulke complexere interfaces maken dan vaak weer gebruik van ingebouwde AI, en zo zien we hoe de verschillende trends in elkaar grijpen en versterkend werken.

De ene technologie is verder gevorderd dan de andere. Sociale robots kunnen bijvoorbeeld reageren op spraak en, nog een stap verder, de menselijke stemming interpreteren en hier iets mee doen. Hier werken de robot-interface en AI samen om de interactie voor elkaar te krijgen.

Kan ik een robot wel vertrouwen?

Het voorbeeld van de robot roept direct ook vragen op. Is het wenselijk dat we menselijke interactie vervangen door een machine? Hier komt het vertrouwen in de digitale wereld om de hoek kijken. Achter de robot zit een bedrijf. Wat doet deze met onze data? Is de data goed beveiligd en is de privacy in orde? En als een robot steeds menselijker wordt, gaat hij ons dan straks vervangen? Zo ver het is niet nog, maar dit zijn ethische vragen die we zeker moeten stellen.

Vertrouwen komt ook bij de eerdere voorbeelden om de hoek kijken. Een zelfremmende auto klinkt veilig, totdat het systeem een verkeerde beslissing neemt die de bestuurder niet kan overrulen. Een slecht algoritme in een digitaal leermiddel trekt de verkeerde conclusie over een leerling en die conclusie wordt zonder menselijke controle overgenomen. Een slimme speaker van Google neemt stemmen op en analyseert deze. Welke gegevens worden bewaard op de servers van het bedrijf en wat gebeurt hiermee?

Een andere kant van vertrouwen: echt en nep zijn steeds slechter te onderscheiden. Denk aan fake news in social media en gemanipuleerde filmpjes die levensecht lijken maar het niet zijn. De druk op platforms als Twitter, Facebook en YouTube is toegenomen om meer verantwoordelijkheid te nemen voor deze inhoud. 

Toepassing in het onderwijs 

De technologische trends zijn van invloed in alle hoeken van onze maatschappij. We zien ze ook steeds vaker terug in het onderwijs. In combinatie kunnen deze technologieën het onderwijs blijvend veranderen en verbeteren. Dat is dus geen toekomstmuziek, het gebeurt nu, en alleen daarom al is het belangrijk voor scholen om zich deze trends te verdiepen. 

In 3 voorbeelden beschrijven we een aantal mogelijkheden. 

Voorbeeld 1: Plaatsonafhankelijk en hybride onderwijs

Door de coronacrisis heeft online onderwijs in het reguliere onderwijs een vlucht genomen. Er waren vóór de crisis al voorbeelden van blended learning, plaatsonafhankelijk en hybride onderwijs. Dankzij lockdowns en semi-lockdowns hebben scholen er sinds 2020 veel ervaring mee opgedaan. De verwachting is dat ook ná de coronatijd meer les op afstand zal worden gegeven dan een aantal jaar geleden.

Over pakweg 5 jaar is dit een mogelijk scenario: onderwijs is het klaslokaal ontgroeid. Begeleiding op afstand wordt steeds beter en steeds realistischer, dankzij technieken als augmented reality (AR) en virtual reality (VR). Simulaties zijn oefenomgevingen geworden die de praktijk bijna 100% benaderen. Leerlingen vertrouwen op onvermoeibare chatbots die zonder al te veel problemen feedback op oefeningen voor hun rekening nemen. 

Ook de rol van het schoolgebouw verandert. Digitaal oefenen kan overal en de leraar kan een leerling op afstand begeleiden. Met behulp van software die frauderen voorkomt, hoeft zelfs het toetsen niet meer op school te gebeuren. Het schoolgebouw wordt daarom nog meer de plek waar het gaat om interactie, socialisatie en persoonsvorming. 

Is een termijn van 5 jaar realistisch? Welke toepassingen zijn dan volgroeid, welke werken nog niet optimaal voor hybride onderwijs? Welke wijzen we wellicht af? Het onderwijs ervaart sinds corona de voordelen, maar ook de nadelen van digitale begeleiding en les op afstand. We hebben meerdere mogelijke scenario’s gemaakt rond hybride onderwijs. De toekomst zal uitwijzen hoe snel de ontwikkelingen gaan en welke ontwikkelingen uiteindelijk doorbreken. 

Voorbeeld 2: Betere voorbereiding op een beroep dankzij augmented en virtual reality (AR en VR)

Een belangrijke taak van het onderwijs is om leerlingen en studenten voor te bereiden op de beroepspraktijk. Vooral in het vmbo en later het mbo leren studenten vaardigheden die ze nodig hebben in de praktijk. Op school worden beroepssituaties nagebootst om live te oefenen. Denk aan behandelkamers, restaurants, garages, recepties en fabrieksvloeren. Ook kunnen studenten de praktijk leren tijdens stages op de werkvloer.

Soms is nabootsen geen optie. Dan zijn augmented en virtual reality een uitkomst. Wanneer bijvoorbeeld?

• Als live oefenen niet mag. Bijvoorbeeld als een 16-jarige nog niet een fabriekshal in mag, maar in AR/VR wél alvast de veiligheidsprotocollen kan oefenen. 
• Als live oefenen schadelijk of gevaarlijk is. Bijvoorbeeld bij het nabootsen van een explosie op de werkplek.
• Als live oefenen niet kan. Bijvoorbeeld vanwege de hoge kosten voor een praktijkoefening of omdat een praktijksituatie of oefenlocatie simpelweg te ver weg is. 

Augmented en virtual reality zijn vormen van immersive technologie. Hierin komen verschillende technologieën samen. Goede AR/VR maakt gebruik van een goed ontwikkelde interface, die samenwerkt met data en AI-algoritmes. 

Aandachtspunten en tips

Aan de slag met nieuwe technologie

We hebben belangrijke technologietrends geschetst die van grote invloed zijn of worden voor het onderwijs. Hier moeten scholen, schoolbesturen en ict-coördinatoren wat ons betreft rekening mee houden als ze aan de slag gaan met ict-plannen. En als ze digitale ontwikkelingen een plaats willen geven in de onderwijsvisie. Hoe gaat u hierover in gesprek binnen de school? Lees onze adviezen in het artikel: Zo wordt nieuwe technologie onderdeel van uw strategie.