Bevolkingskaarten met AI

Lesverloop

1. 1

   Stap 1: Introductie

   Vandaag gebruiken de leerlingen het LLM-blok om vragen te stellen over landen over de hele wereld. Ze verzamelen gegevens over het aantal inwoners en de landoppervlakte. Ze slaan deze gegevens op in variabelen en gebruiken rekenblokken om de bevolkingsdichtheid te berekenen: hoeveel mensen er per vierkante kilometer wonen. Daarna rangschikken ze 10 landen van de hoogste naar de laagste bevolkingsdichtheid. Hun einddoel is een wereldkaart waarop ze de 10 landen en hun bevolkingsdichtheid aangeven. De leerlingen denken na over de verzamelde gegevens en bedenken oplossingen voor problemen door overbevolking, zoals een tekort aan hulpbronnen, overvolle steden en gevolgen voor het milieu.

2. 2

   Stap 2: Uitleg

   Begin de les met een gesprek over bevolkingsdichtheid om de voorkennis van de leerlingen te verkennen. Vraag:

   • Welke landen hebben volgens jullie de meeste inwoners? (Bijvoorbeeld India, China en de Verenigde Staten.)
   • Denken jullie dat de landen met de meeste inwoners ook het dichtstbevolkt zijn?
   • Waarom is het belangrijk om te weten welke landen de meeste inwoners hebben? (Deze informatie helpt bijvoorbeeld overheden, stedenbouwkundigen en milieuwetenschappers om beslissingen te nemen.)

   Leg uit dat we ons richten op bevolkingsdichtheid: hoeveel mensen er op een bepaalde oppervlakte wonen. Een enorm land als Rusland heeft miljoenen inwoners, maar voelt niet overal druk aan doordat er zoveel land is. Een veel kleiner land als Bangladesh heeft veel minder land, maar een heel grote bevolking. Daardoor is het een van de dichtstbevolkte landen ter wereld. Mensen wonen er dus dicht op elkaar. Dat kan druk zetten op huisvesting, vervoer, scholen en natuurlijke hulpbronnen.

   Bevolkingsdichtheid berekenen

   Vraag de leerlingen hoe je de bevolkingsdichtheid kunt berekenen. Gebruik je klaslokaal als voorbeeld en bereken hoeveel mensen er per vierkante meter zijn. Bespreek de formule op het bord:

   Aantal mensen in het klaslokaal ÷ vloeroppervlakte (in vierkante meters) = aantal mensen per vierkante meter

   Gegevens verzamelen met AI

   Vandaag gebruiken we AI om gegevens over inwoneraantallen en landoppervlakte te verzamelen met het LLM-blok. LLM staat voor groot taalmodel. Met dit blok kun je een vraag stellen, net als aan ChatGPT, en krijg je een antwoord terug. Je kunt dat antwoord opslaan in een variabele en vervolgens met berekeningen en logica de resultaten berekenen en vergelijken.

   In Nederland gebruiken we vierkante meters voor bijvoorbeeld een klaslokaal en vierkante kilometers voor landen. De keuze voor vierkante kilometers maakt de gegevens niet automatisch nauwkeuriger. Het LLM kan onjuiste of verouderde inwoneraantallen en oppervlaktes geven. Zonder controlebronnen en peiljaar zijn de antwoorden geen gecontroleerde gegevens; ook de berekende bevolkingsdichtheid kan daardoor onjuist zijn. Bespreek de formule met de leerlingen:

   Bevolking (aantal inwoners van een land) ÷ landoppervlakte (in vierkante kilometers) = aantal mensen per vierkante kilometer

3. 3

   Stap 3: Instellen

   De hieronder genoemde interfaceaanduidingen staan in het Engels. Overige Nederlandse omschrijvingen van blokken en instellingen beschrijven hun functie; de naam op het scherm kan anders zijn.

   Help de leerlingen om hun robot met de Ozobot Editor te verbinden:

   Met Evo: Zet Evo aan en klik op Devices > +Evo.

   Met Ari: Zet Ari aan en open de Blockly-app in de map Computer Science. Klik in de Editor op Devices > +Ari.

   De leerlingen moeten ook het LLM toevoegen. Dat doen ze via Devices > LLM_Bot.

4. 4

   Stap 4: Je programma plannen

   De leerlingen bouwen hun programma op niveau 5 van de Ozobot Editor. Elke keer dat ze het uitvoeren, typen ze de naam in van een land dat ze willen onderzoeken. Het programma stelt het LLM een reeks vragen:

   1. Controleer of het land meer dan 10 miljoen inwoners heeft.
   2. Zo nee, dan stopt het programma en krijgt de gebruiker de melding om een ander land te proberen.
   3. Zo ja, dan verzamelt het programma gegevens over het inwoneraantal en de landoppervlakte.
   4. Daarna berekent het de bevolkingsdichtheid: het aantal mensen per vierkante kilometer.

   De leerlingen laten eerst met een eenvoudig programma een lijst maken van landen om te onderzoeken. (Deelcode: paiqyup)

   1. Voeg een blok afdrukken toe en koppel er een LLM-blok aan. Stel het uitvoertype in op string (tekst).
   2. Typ de vraag: ‘Geef me 20 landen met een hoge bevolkingsdichtheid.’
   3. Voer het programma uit. Bekijk de uitvoer in het venster ‘invoer/uitvoer’ voor een lijst met landen waarmee je je onderzoek kunt beginnen.
   4. Bekijk de lijst, schakel dit deel van de code uit en begin in de volgende stap met het bouwen van je landenfilter.
5. 5

   Stap 5: Programmeren

   Neem dit voorbeeldprogramma samen door. De gedeelde voorbeeldprogramma’s kunnen Engelse variabelenamen bevatten: population is ‘bevolking’, landArea is ‘landoppervlakte’ en populationDensity is ‘bevolkingsdichtheid’.

   Ari – Deelcode: zdpmscv

   Evo – Deelcode: v987bkz

   STAP 1: Maak een landenfilter

   1. Voeg een logicablok met een vergelijkingsblok toe.
   2. Plaats een LLM-blok in het eerste invoervak van het vergelijkingsblok.
   3. Verander het uitvoertype in booleaans. Daarmee geef je aan dat je van het LLM een antwoord wilt dat waar of onwaar is.
   4. Vraag: ‘Hebben de Verenigde Staten meer dan 10 miljoen inwoners?’
   5. Stel de voorwaarde in op gelijk aan waar. Het programma gaat dan verder als het land meer dan 10 miljoen inwoners heeft en stopt als dat niet zo is.
   6. Voeg in het ‘anders’-gedeelte van je logicablok een blok speel een verdrietig geluid af toe. Zo weet de gebruiker dat het land niet aan de voorwaarde voldoet en dat die het opnieuw moet proberen.

   STAP 2: Maak variabelen

   Maak drie variabelen:

   1. bevolking (aantal inwoners)
   2. landoppervlakte (landoppervlakte in vierkante kilometers)
   3. bevolkingsdichtheid (aantal mensen per vierkante kilometer)

   STAP 3: Vraag naar het inwoneraantal en de landoppervlakte

   1. Voeg een blok stel variabele in toe en kies ‘bevolking’.
   2. Koppel er een LLM-blok aan en stel het uitvoertype in op getal.
   3. Vraag: ‘Hoeveel inwoners hebben de Verenigde Staten?’
   4. Herhaal dezelfde stappen voor de variabele ‘landoppervlakte’ en vraag: ‘Wat is de landoppervlakte van de Verenigde Staten in vierkante kilometers?’

   STAP 4: Toon de antwoorden

   Je kunt het antwoord op elke vraag tonen en zichtbaar houden totdat je op de waarde klikt. Bij Ari verschijnen de antwoorden op het aanraakscherm. Bij Evo verschijnen ze in het tekstvenster van de Editor. Doe voor zowel bevolking als landoppervlakte het volgende:

   1. Voeg een blok afdrukken toe met een blok annuleerbaar invoervenster voor een getal met bericht.
   2. Verander de instelling in niet-annuleerbaar.
   3. Voeg voor elk antwoord een duidelijk bijschrift toe, bijvoorbeeld:
      Bevolking:
      Landoppervlakte:
   4. Voeg onder de tekst de variabele in waarin dat antwoord is opgeslagen.
   5. Gebruik je Evo? Plaats dan dit hele gedeelte van de code in een blok with actor browser terminal.

   STAP 5: Bereken de bevolkingsdichtheid

6. 6

   Programmeren

   Stap 6: STAP 5: Bereken de bevolkingsdichtheid

   1. Voeg een blok stel variabele in toe en kies ‘bevolkingsdichtheid’.
   2. Koppel er een blok rekenbewerkingen aan en stel dit in op delen.
   3. Deel ‘bevolking’ door ‘landoppervlakte’. Voeg daarna een blok getal afronden toe om af te ronden op het dichtstbijzijnde gehele getal.
   4. Voeg een blok afdrukken en een blok niet-annuleerbaar invoervenster voor een getal met bericht toe om het resultaat te tonen met de variabele ‘bevolkingsdichtheid’.
   5. Geef het antwoord het bijschrift: ‘Bevolkingsdichtheid:’
7. 7

   Stap 7: Uitvoeren en fouten opsporen

   Als de leerlingen hun programma af hebben, testen ze het door de naam van een land in de vragen aan het LLM in te vullen.

   Hun eerste vraag moet zijn: ‘Heeft [land] meer dan 10 miljoen inwoners?’

   Als het antwoord waar is, gaat het programma verder. Het verzamelt het inwoneraantal en de landoppervlakte en berekent daarna de bevolkingsdichtheid. Het resultaat moet duidelijk in het uitvoervenster verschijnen.

   Als het antwoord onwaar is, moet het programma stoppen en een geluid afspelen. Dat geeft aan dat het land niet aan de voorwaarde voor het inwoneraantal voldoet. De leerlingen moeten dan een ander land kiezen om te onderzoeken.

8. 8

   Stap 8: Rangschikken op bevolkingsdichtheid en een wereldkaart maken

   De leerlingen herhalen dit proces voor 10 verschillende landen. Ze passen daarvoor telkens de landnaam in de LLM-blokken aan. Laat hen vóór het noteren de inwoneraantallen en landoppervlaktes vergelijken met een betrouwbare statistische bron. Controleer samen het peiljaar: gebruik voor alle landen hetzelfde peiljaar. Controleer ook dat de oppervlaktes alleen land omvatten, zonder binnenwater, en geen totale oppervlaktes zijn. Bij verschillen gebruiken de leerlingen de gecontroleerde brongegevens in hun variabelen en berekenen ze de bevolkingsdichtheid opnieuw. Ze noteren de gecontroleerde gegevens in de eerste tabel op werkkaart 1. Nadat ze de bevolkingsdichtheid van 10 landen hebben berekend, rangschikken ze de landen in de tweede tabel van de hoogste naar de laagste bevolkingsdichtheid.

   Hun einddoel is een wereldkaart op werkkaart 2 waarop ze elk van de 10 landen en de bijbehorende bevolkingsdichtheid aangeven. Met deze kaart denken de leerlingen na over de gegevens en bedenken ze oplossingen voor problemen door overbevolking.

9. 9

   Stap 9: Afsluiting

   Laat de leerlingen terugblikken op hoe ze AI en programmeren hebben gebruikt om een probleem uit de praktijk op te lossen. Laat hen de volgende vragen bespreken:

   1. Wat vertelt bevolkingsdichtheid ons over een land?
   2. Met welke bron heb je de AI-uitkomsten gecontroleerd? Hoe heb je het peiljaar en het verschil tussen landoppervlakte en totale oppervlakte gecontroleerd? Welke verschillen vond je?
   3. Welk land op je lijst verraste je het meest? Waarom?
   4. Hoe heeft je programma de bevolkingsdichtheid berekend met rekenblokken?

   Laat de leerlingen als afsluitende opdracht een antwoord opschrijven op deze vraag: ‘Welk land op je lijst had volgens de gecontroleerde gegevens de hoogste bevolkingsdichtheid? Verplaats je in de rol van een stedenbouwkundige of milieuwetenschapper en bedenk een oplossing om de problemen door overbevolking in dat land te verminderen.’