3Dkanjers: De 3D-Printer als inspirator voor wetenschap en techniek in het primaire onderwijs en het voortgezet/secundair onderwijs

Hoe kan je in de klas het onderwerp wetenschap en techniek leuk en uitdagend maken? Op welke manier wek je de interesse van leerlingen en stimuleer je tegelijkertijd de ontwikkeling van specifieke vaardigheden? Op veel scholen spelen al deze vragen.

Kiezen voor techniek begint met een duidelijk beeld van wat ‘technologie’ of ‘techniek’ is en wat je er in de praktijk mee kunt doen. Kinderen op de (basis)school hebben hier vaak een verkeerd (negatief) beeld over. Dat moeten we veranderen en het begint, volgens ons, daarom bij het creëren van de verwondering die wetenschap en techniek te bieden heeft. Dezelfde verwondering die iemand heeft als hij/zij voor het eerst een 3D-printer een object ziet maken. Uitdagend techniekonderwijs moet deze verwondering in beginsel gaan bieden, waarbij het ontwikkelen van vaardigheden als creativiteit, ondernemingszin, probleemoplossend vermogen, samenwerking, initiatief, leiderschap en ICT-vaardigheden centraal worden gesteld (21st century skills). Belangrijk hierbij is dat we ons niet alleen richten op de kinderen en leerkrachten, maar ook op de opvoeders die een belangrijke en cruciale rol spelen in het keuzeproces richting vervolgonderwijs.

Onderzoek in relatie tot techniekonderwijs op scholen toont aan:
Dat je activiteiten moet laten aansluiten bij de ervaringen, belevingswereld en eventuele misvattingen van leerlingen;
Dat de belangrijkste aspecten van techniekonderwijs zijn: doe-ervaringen en oplossen van authentieke problemen;
Je vragen moet stellen die leerlingen aanzetten tot kritisch nadenken over het oplossen van een technisch probleem.

Een 3D-printer stimuleert een nieuwsgierige, onderzoekende en probleemoplossende houding. Het bouwen van en werken met een 3D-printer vraagt om onderzoekend en ontwerpend leren, waarmee de benodigde vaardigheden voor de toekomst worden ontwikkeld zoals creativiteit, co-creatie, leren door te doen, ondernemingszin, kritisch en onderzoekend denken.

In ieder kind schuilt een kleine maker

“Kinderen weten nog maar weinig over de geavanceerde technologie van nu, dat je apparaten als een computer bijvoorbeeld ook uit elkaar kunt halen en zelf maken.” Om hen te stimuleren zich hierin te verdiepen en techniek leuk te maken, richtte leraar en ictcoördinator Robin Platjouw op basisschool ’t Slingertouw in Eindhoven het ‘Lab4Makers’ in. Een spannende, open leeromgeving waarin leerlingen sinds 2014 met computers, iPads, 3D-printers en ander materiaal zelf van alles kunnen ontwerpen en maken – digitaal of met de hand. Platjouw: “Het ontdekken dat je bij kleuters stimuleert, wordt eigenlijk vanaf groep 3 weer deels weggestopt door allerlei methodes. In het lab mag je weer kleuter zijn.” De 3D-printers hebben de leerlingen zelf in elkaar gezet. “Het zijn open kasten, zodat je erin kunt kijken en zien hoe de printplaten hun werk doen.” Ze vormen het hart van het makerslab. Met websites als SketchUp en Tinkercat kunnen leerlingen 3D-prints downloaden, aanpassen en eigen ontwerpen maken. Platjouw: “Hierbij komen ook rekenonderdelen als maten en graden om de hoek kijken.” Hele kastelen en dinosaurussen staan inmiddels trots tentoongesteld in de vitrinekast. [bron: Algemene Vereniging van Schoolleider www.avs.nl]

Op zoek naar verborgen talenten

Vanuit verschillende perspectieven is het starten van een 3D-project zeer waardevol voor de leerlingen op een basisschool. Met de 3D-printer is het mogelijk om de essentie van techniek en de werking ervan al lerend te ontdekken. De afstand tussen de eerste verwondering en het experimenteel uitwerken van een idee naar een concreet werkend product of dienst, wordt met de 3D-printer enorm verkort. Zo kan je binnen enkele minuten een object ontwerpen met een 3D-programma en deze uitprinten op een 3D-printer. Je voelt en ziet direct het resultaat en daarmee ook de verbeteringen. De leerlingen komen naast techniek in aanraking met natuurkunde, scheikunde, wiskunde en beeldende vorming. Ze gaan fantaseren, bedenken, ontwerpen, voorbereiden, bouwen, testen en (her)gebruiken. Ook ten aanzien van samenwerking en co-creatie wordt van hen wat gevraagd. Om het project te doen slagen moet iedereen een bijdrage leveren, vertrouwen hebben op elkaars capaciteiten, het werk verdelen, afstemmen en evalueren.