Tag: prestaties

EK Data analyse

EK voetbal en Sports Data Centre Leiden

Voetbal kan niet meer zonder data. Ook de Nederlandse vrouwenploeg op het EK tijdens de zomer van 2017 heeft een hotline met de wetenschap.

Daags na elke wedstrijd op het EK ontvangt bondscoach Sarina Wiegman e-mail met voetbalnotities uit Leiden. Het is een bericht van een A4’tje, verzonden vanuit een kantoorkolos aan de rand van de stad. De gangen zijn er lang, de ramen stoffig en de werkruimtes zijn vernoemd naar mannen die hier ontdekkingen deden die hun later een Nobelprijs opleverde. Christiaan Huygens, Hendrik Lorentz. Albert Einstein hangt in zwartwit aan de muur.

De kern achter hun vondsten is nog altijd het doel van de mensen die hier rondlopen: meten is weten. Dat is waar het om draait op de wetenschapsfaculteit van de Universiteit Leiden. Het doorgronden van processen, de waarheid achter veronderstellingen. Precies daarom werkt het Sports Data Centre van de universiteit nu samen met de Nederlandse voetbalbond KNVB. Toverwoord: data. Procenten, percentages en feiten, die mogelijk van belang kunnen zijn voor de prestaties van het Nederlands vrouwenteam op het EK.

Is het zinvol dat Sherida Spitse van dertig meter op doel schiet? Op welk deel van het veld worden de meeste duels gewonnen? Levert een uittrap van keepster Sari van Veenendaal net zoveel rendement op als het lijkt of blijkt van achteruit opbouwen over de lange termijn toch zinvoller? Het zijn vragen die het projectteam hoopt te beantwoorden na een grondige analyse van het toernooi. Sommige informatie is al beschikbaar en wordt de dag na de wedstrijd verstuurd, maar de voornaamste vraag wordt pas over drie maanden beantwoord: wat maakt de Europees kampioen de kampioen?

Baanbrekende informatie uit de computer? Twee betrokken datawetenschappers die zijn aangeschoven in een klein kantoortje te midden van al die lange gangen drukken zich liever bescheidener uit. Want hoe verleidelijk de gedachte ook is, het is niet zo dat een whizzkid heel de dag naar grafieken staart, tegen middernacht ‘eureka’ roept en halsoverkop de bondscoach belt met een gouden tip.

„Wij zullen geen magische verrassingen vinden die leiden tot revolutionaire veranderingen”, zegt wetenschapper Arno Knobbe, een niet-voetballiefhebber die het spel alleen interessant vindt wanneer duels worden samengevat in (bewegende) grafieken, kolommen en diagrammen. „Wij zoeken de subtiele patronen in de data die het verschil kunnen maken.”

„Mensen die vijftig jaar in het vak zitten zien het spel heus goed”, zegt zijn jongere collega Arie-Willem de Leeuw. „Wij hopen dat het hand in hand kan gaan: mensenkennis én data. Ons werk is meer een extra toevoeging waarbij ik denk dat het handig is als coaches ervoor openstaan.” Knobbe: „Details kunnen in de sport net die paar procent verbetering opleveren waar je naar op zoek bent.”

Benut een verse blik

Zoals Dafne Schippers en Usain Bolt pogen een honderdste van een seconde sneller te lopen, zo schaven trainers in het profvoetbal tot in detail aan hun ploeg. Zoals Wiegman voor het toernooi zei: „Als staf zijn wij altijd op zoek naar mogelijkheden om ons spel te verbeteren. Deze aanpak gaat data leveren die een stap verder gaat dan we gewend zijn. Dat kan zeer interessant zijn.”

Moeten we analisten als Aad de Mos niet meer geloven als hij opmerkt dat spits Vivianne Miedema geen goede dag had, zoals hij maandag deed? Wel. Maar de wetenschappers zeggen: geloof niet altijd je onderbuik en sta open voor een verse blik. In dit geval van een computer.

Neem deze fictieve situatie in de kwartfinale tegen Zweden, zaterdagavond: Nederland staat met 1-0 achter en met nog enkele minuten te spelen besluit Miedema een voorzet vanaf rechts te volleren, vanaf de rand van het strafschopgebied. Een vrije kans met grote kans van slagen, zo lijkt het, maar de spits schiet naast. Nederland wordt uitgeschakeld en de teneur onder analisten is dat haar schot het verschil had kunnen maken. Dat ze faalt.

Is dat zo? Statistieken zouden kunnen aantonen dat honderden van zulke gelijksoortige doelpogingen uitwijzen dat één op de twintig daarvan tot een goal leidt. Ofwel, Miedema’s schot had vijf procent kans van slagen – niet vreemd dat ze mist.

Huisvrouwen uit Thailand

„Het is makkelijk om er één situatie uit te pikken en dan een oordeel te vellen”, zegt Knobbe. „Die actie spreekt tot de verbeelding. Maar hoe zat het in haar vorige honderd duels? Of in de laatste honderd bij Oranje? De computer is daar veel beter in. Die herinnert zich dat wel.”

Voorbeeld daarvan is ook de Expected Goals-methode , die niet in Leiden is uitgevonden, maar wel de kracht van statistieken weergeeft. Niet het aantal kansen speelt hierbij een rol, maar de kwaliteit ervan. Op basis van informatie uit talloze voorgaande duels wordt via de computer gemeten of doelpogingen daadwerkelijk doelpunten hadden kunnen opleveren. De factor geluk wordt verdisconteerd. Scoort een ploeg minder dan de zogenoemde expected goals, dan kan dat een indicatie zijn dat de ploeg in de daaropvolgende duels vaker gaat scoren. Valt het aantal doelpunten hoger uit, dan is er vermoedelijk geluk in het spel. Hierdoor is relatief goed in te schatten hoe een team in de nabije toekomst presteert.

In Leiden worden de computers en studenten gevoed door twee soorten informatiebronnen: camera’s en het menselijk oog. Zo’n drie camera’s volgen heel de wedstrijd de 23 ‘objecten’ op het veld: 22 spelers en de bal. Tien keer per seconde noteren ze de coördinaten van elk object, leidend tot zo’n miljoen datagegevens per wedstrijd. De andere informatie wordt door mensen verzameld. Zij noteren wie, waar en wanneer vrije trappen, inworpen en hoekschoppen neemt. Relatief eenvoudig werk. „Dat kunnen gerust huisvrouwen in Thailand zijn”, zegt Knobbe.

Na elke wedstrijd op dit EK ontvangt de universiteit een pakket met deze gegevens. De studenten verwerken de informatie vervolgens in de algoritmen en softwaresystemen die ze daarvoor hebben bedacht, in de hoop dat de computer uitvogelt wat daadwerkelijk relevant is. „Misschien zijn maar twee of drie variabelen echt relevant”, zegt De Leeuw. „Zo zou je kunnen constateren dat het percentage gewonnen duels op het middenveld cruciaal is voor een overwinning. Maar is de hoek tussen gever en ontvanger van een pass ook relevant? Of de tijd die een interceptie gemiddeld kost? Alles kun je uitdrukken in wiskundige formules. Voetbal is echter wel complex. Al die 23 objecten zijn afhankelijk van elkaar. Honkbal is makkelijker: dat speelt zich voornamelijk af tussen werper en slagman.”

Beide wetenschappers zijn niet altijd makkelijk te volgen. Deels omdat ze geheimzinnig doen over hun werk. Want wat staat er precies op de A4’tjes die ze na elk duel naar de technische staf van de Oranje Leeuwinnen mailen? Willen ze niet zeggen. Evenmin kan Knobbe de naam geven van een student die bij een grote Nederlandse club werkt. De club houdt deze troefkaart liever geheim.

Bovendien is het voetbal niet een wereld waarin met de invloed van data wordt gepocht. „Heb je de film Moneyball gezien”, vraagt Knobbe, verwijzend naar het succesepos van de Oakland Athletics. „De oude honkbalscouts moesten niks weten van statistieken. Alsof zij het zelf niet goed zien. Op die manier lijkt het een strijd tussen de objectieve berekeningen en de subjectieve inschattingen. Dat is het niet. Ons werk is hooguit een aanvulling.”

Bij de KNVB zitten ze op de progressieve lijn. Met de gloednieuwe KNVB campus is er juist een klimaat gecreëerd waarin waarnemingen van het blote oog worden gekoppeld aan meetapparatuur en wetenschappelijk inzicht. Data en video spelen een belangrijke rol.

„Al onze duels bij Oranje worden gecodeerd”, zegt international Renée Slegers, die het EK mist wegens een blessure. „Al je eigen momenten in balbezit worden verzameld. Balveroveringen, hoekschoppen, aanvallende acties. Vaak komt de informatie overeen met je eigen beeld, maar je hebt het zo wel over een ander perspectief. Soms zie je dat je andere keuzes had kunnen maken. Dat er wel ruimte was om open te draaien.”

Keepster Sari van Veenendaal kijkt voor elke wedstrijd naar beelden van de aanvallers van de opponent. „Van hen allemaal is een compilatie beschikbaar. Met welk been schieten ze, uit welke hoek? Wat zijn de schijnbewegingen? Als die informatie er is, waarom zou je die dan niet benutten? Het hoort ook bij je voorbereiding. Natuurlijk moet het uiteindelijk op het veld gebeuren, maar die statistieken en video’s kunnen wel de puntjes op de i zijn.”

In Leiden hebben ze niet de illusie dat uit hun werk de beslissende zet voortvloeit die Oranje de EK-titel bezorgt. Het menselijk oog regeert. Nog wel.

 

Afkomstig van NRC, Fabian van der Poll, 29-07-2017

Virtual Reality en wiskunde

Wiskundeonderwijs kan een beetje effectiever worden door Virtual Reality. Het inzicht in abstracte concepten zou toenemen met behulp van een nieuwe Virtual Math applicatie. Sonia Palha, docent en onderzoeker van Didactiek van de Bètavakken aan de Hogeschool van Amsterdam (HvA), onderzoekt nieuwe manieren om het wiskundeonderwijs effectiever te maken. Samen met wiskundedocent Stephan Koopman en ICT Services UvA/HvA ontwikkelde ze een prototype van de virtual-reality applicatie Virtual Math, die studenten meer inzicht zou moeten geven in het grafisch representeren van relaties tussen grootheden. Nu onderzoekt ze hoe studenten met verschillende leerstijlen de toepassing gebruiken. Op de site virtualmath.hva.nl kun je nu zelf proberen een verband te maken tussen de hoogte van het water en de hoeveelheid water in een vollopende vaas. Teken zelf de grafiek en zie hoe de vaas er bij jouw grafiek uit zou komen te zien.

Relatie hoogte en volume
Sommige mensen kunnen prima met abstractie uit de voeten, voor anderen gaat een onderwerp pas leven als ze het voor zich zien. Dit geldt ook voor wiskundestudenten. ‘Studenten hebben verschillende soorten visualisatievermogen’, zegt Palha. ‘Sommige richten zich vooral op de relaties tussen grootheden, andere letten vooral op de vorm van objecten. Bij wiskunde leer je relaties tussen beide te leggen. Sommige studenten zien die relatie makkelijk voor zich, andere hebben daar meer moeite mee. Met de applicatie leren we ze om dit soort relaties te representeren in de vorm van een grafiek.’

De wiskundeopgave gaat over water, dat met constante snelheid uit een kraan in een vaas stroomt. De studenten moeten de relatie beschrijven tussen de hoogte van het water en de hoeveelheid water in de vaas, in de vorm van een grafiek die ze zelf moeten tekenen. De applicatie op de computer laat ze vervolgens zien welke vorm de vaas krijgt die past bij de grafiek.

Vaas van bovenaf bekijken
Komt de student er bij het tekenen niet uit, dan kan hij de hulp inschakelen van de VR-toepassing Virtual Math. Die is toegankelijk via een mobiele website. De student bezoekt de pagina, stopt zijn smartphone in de houder van een Cardboard VR-bril en ziet de casus voor zich. Hij kan om de vaas heen lopen, hem van boven- en onderaf bekijken en meer water toevoegen.

Virtual Math biedt ook inzicht hoe studenten leren. Dat is interessante kennis voor toekomstige docenten.

Dit artikel komt trouwens uit Surf Magazine.

Wiskunde? Brrrrr……

Ouders met een afkeer van wiskunde beïnvloeden de wiskundeprestaties van hun kinderen vaak negatief, zo blijkt uit een nieuwe Amerikaanse studie.

De resultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Psychological Science.

De prestaties van de Amerikaanse kinderen met ouders die een afkeur voor wiskunde hebben, blijven achter als ze hulp van hun ouders krijgen bij hun huiswerk.

Uit de studie blijkt dat deze kinderen relatief langzaam vorderingen maken bij het vak wiskunde ten opzichte van andere leerlingen.

De wetenschappers testten 428 Amerikaanse leerlingen uit de eerste en tweede klas van de Elementary School (vergelijkbaar met groep 3 en 4 in het Nederlandse systeem) op hun kennis over wiskunde. De scholieren werd ook gevraagd of ze een hekel hadden aan het vak.

Hun ouders werden eveneens ondervraagd over hun houding ten opzichte van wiskunde. Ze moesten op de vragenlijst aangeven hoe vaak ze hun kinderen hielpen bij wiskunde.

De resultaten van het onderzoek suggereren dat kinderen van ‘wiskundehaters’ minder presteren doordat ze gedemotiveerd raken en niet zo zeer door een genetische oorzaak. Ouders lijken hun kinderen namelijk alleen te ‘besmetten’ met wiskundeangst als ze ook daadwerkelijk helpen bij het maken van het huiswerk.

“We denken er vaak niet bij na hoe belangrijk de houding van ouders is bij de totstandkoming van de schoolprestaties van hun kinderen”, verklaart onderzoekster Sian Beilock op de nieuwssite van de Universiteit van Chicago.

“Onze studie suggereert dat ouders het succes van hun kinderen beïnvloeden wanneer ze roepen ‘oh, ik houd echt niet van wiskunde’. Kinderen pikken dat soort opmerkingen onbewust op.”

“Als ouders zelf nerveus zijn over wiskunde, kunnen we niet zomaar zeggen: ‘ga je met het huiswerk van je kinderen bemoeien’, verklaart Beilock. “We moeten verder onderzoeken hoe we ouders kunnen leren om hun kinderen zo effectief mogelijk met wiskunde te helpen”, aldus de onderzoekster.