De mogelijkheden van een 3D-printer binnen de school zijn oneindig. Niet alleen de ontdekkingsreis die de leerlingen ervaren in de wereld van 3D-printen en hun verwondering over de oneindige mogelijkheden maar het zelfvertrouwen, samenwerken, probleemoplossend en flexibele vermogen groeien met de dag. Voor mij is niets mooier dan dat wij dit onze leerlingen mogen meegeven.

Wat is 3D-printen nu eigenlijk en wat kan je ermee?

Allereerst is een digitaal ontwerp nodig van een voorwerp. De 3D-printer is het gereedschap om je creatie te maken. Het kunststof (PLA) wordt verhit tot het smelt waarna de spuitkop van de printer de laagjes opbouwt. Het eindresultaat is een stevig voorwerp van kunststof. De mogelijkheden van een 3D-printer zijn eindeloos. Het stelt de leerlingen in staat om voorwerpen of onderdelen te maken op een manier die voorheen niet mogelijk was. Een voorbeeld hiervan is dat een leerling een sleutelhanger heeft gemaakt met draaibare onderdelen erin. De sleutelhanger is niet in verschillende onderdelen maar als één geheel door de printer geprint en alle onderdelen kunnen gewoon draaien!

Waarom 3D-printen in het onderwijs? Waar levert het een bijdrage aan?

De 3D-printer is momenteel niet meer weg te denken in onze wereld waar technologie steeds sneller en geavanceerder wordt. Als vooruitstrevende school en vanuit onze visie “samen kunnen oplossen van problemen” hebben wij er voor gekozen om in samenwerking met 3Dkanjers de uitdaging aan te gaan.

Ik heb met 30 leerlingen twee 3D-printers gebouwd. We zijn de samenwerking met basisschool Dok 12 aangegaan omdat we het als onze maatschappelijke taak zien om het makeronderwijs en 3D-printen in het bijzonder, uit te dragen en te promoten. De groep bestond uit zes leerlingen uit groep 7 van Dok 12 en 24 eigen leerlingen uit leerjaar 1 en 2 van alle niveaus. Ook hebben twee leerlingen (Noah van Bochove en Daan Bruijn) uit havo-4 aangeboden om mee te mogen helpen vanuit hun interesse in de 3D-printers. Februari 2016 was het dan zover. Met Noah en Daan ben ik de uitdaging aangegaan om met 30 leerlingen de printers te gaan bouwen.

In de bouwfase hebben leerlingen mogen ervaren dat het niet erg is om fouten te maken. Het onderdeel haal je uit elkaar, herstelt de fout en zet je vervolgens gewoon weer in elkaar. Nog altijd denk ik met trots terug aan het bouwproces. De gedrevenheid die ik heb mogen voelen en ervaren waarmee de printers zijn opgebouwd en dat ik er onderdeel van ben geweest geeft een heel dankbaar en onbeschrijfelijk trots gevoel.

Door het bouwproces werd onderlinge communicatie (waarin een groot leeftijdsverschil speelt) en het vertrouwen in het “er mogen zijn” als persoon versterkt. Dit proces dat bij de leerlingen gaande was versterkte niet alleen hun zelfvertrouwen maar ook vaardigheden als samenwerken, kritisch denken, probleemoplossend vermogen, zelfverantwoordelijk leren en flexibel leren opstellen. SKILLS die onze jongeren(jong volwassenen?) nodig hebben om te kunnen functioneren en een bijdrage te kunnen leveren aan de kennissamenleving.

Voor Daan en Noah waren dit eveneens waardevolle momenten. In plaats van leerlingen hadden ze nu de rol als begeleider om leerlingen aan te sturen en te helpen bij vragen. In het begin vonden ze dit onwennig omdat ze zelf leerling zijn, naarmate de tijd vorderde groeide ze uit tot 2 volwaardige begeleiders.

Na de bouw van de printers hebben we als school meegewerkt aan de leerlijn voor het maken van een waterraket. Ultimaker en 3Dkanjers hebben een inspirerende film gemaakt hoe je voor het thema waterraket als PO, VO en HO kan participeren om de 3D-printer in te zetten. Een aanrader om ze te bekijken als inspiratie om de 3D-printers in te zetten. Mijn leerlingen vonden het geweldig om met de waterraket bezig te zijn. Voor hun geldt 1 regel, hoe zorgen we ervoor dat de raket nog hoger kan.

De printers staan, en nu?

Nu staan de printers klaar maar hoe ga ik zorgen dat de printers ook gebruikt gaan worden? Ik had veel ideeën maar kon er nog niks concreets mee. Na een gesprek met Remco van 3Dkanjers werd ik geïnspireerd om de 3D-printers als gereedschap en maatschappelijk verantwoord in te gaan inzetten. Dit schooljaar ben ik met 20 leerlingen gestart met het thema “Als ondernemer aan de slag”. Hiervoor heb ik een werkboek voor leerlingen geschreven en diverse kleine ondernemers en stichtingen benaderd om mee te werken aan het project. Hier werd enthousiast op gereageerd. De volgende ondernemers uit Amersfoort doen mee aan het project; Pure Balans, dierenzaak Dobey, kinderdagverblijf Bzzzonder, Ski-Fun en stichting Infinita. Waarbij ik bijzonder dankbaar ben dat zij tijd willen steken in onze leerlingen om verder te groeien in hun zijn. In deze matinee leren leerlingen om als ondernemer te denken op veel en diverse gebieden: het nadenken en bedenken van oplossingen voor een probleem, onderzoek doen naar de branche sector, communicatieve vaardigheden verbreden, taken verdelen zoals een notulist en voorzitter, leren tekenen in 3D-software programma’s en niet te vergeten het prototype en uiteindelijke eindproduct printen.

Ook Noah heeft dit schooljaar niet stilgezeten en een mooie prestatie geleverd voor zijn profielwerkstuk. Hij heeft met een Raspberry Pi (een minicomputertje) een portal gebouwd waarmee wij nu de printopdrachten draadloos naar een van onze 3D-printers kunnen sturen. Noah heeft hiervoor diverse programma’s geschreven, testen verricht, een toegankelijke site gebouwd, met de ict-afdeling moeten communiceren, kortom alles wat er nodig was om dit project te laten slagen. Zijn kracht, passie en visie “om de printers toegankelijk en simpel te maken voor onze leerlingen” hebben ervoor gezorgd dat wat toen nog onmogelijk leek, mogelijk werd en inmiddels operationeel is. Als school kan ik het mij voorstellen dat het lastig kan zijn om een leerling de vrijheid te geven om een portal te bouwen, maar hoe mooi is het als een leerling zijn sterke punten kan en mag inzetten om mijn werk (om de ontwerpen te printen) en de toegankelijkheid voor leerlingen te vereenvoudigen. Zo snijdt het mes aan twee kanten.

Wat komt erbij kijken? Hoe kan ik ermee starten?

Door de expertise van Remco van 3Dkanjers zijn we begonnen met het schrijven van een plan van aanpak. Dit is een essentieel onderdeel voor en tijdens het bouwproces geweest. Het plan van aanpak liet ons goed nadenken over het “wie, wat, waar, wanneer en hoe”. Zo kreeg ik een goed beeld van de verschillende fases van het bouwproces en welke voorbereidingen op welk moment getroffen moesten worden. Het plan van aanpak was voor mij en de leerlingen de rode draad in het bouwen van de printers en alles wat er verder bij komt kijken.

Hoe ervaren de huidige gebruikers de inzet van een 3D-printer?

Mijn matinee leerlingen hebben gekozen voor het project “als ondernemer aan de slag” en zijn gedreven en enthousiast om een mooi eindproduct te mogen afgeven aan de ondernemer waaraan ze zijn verbonden. Leerlingen binnen de school kunnen de printer inzetten bij elk project waar ze mee bezig zijn. Een voorbeeld is bij bruggenbouw. Leerlingen mochten een onderdeel ontwerpen en printen die ze in de brug gebruikten om de constructie te verstevigen. Leerlingen ervaren dat het niet gaat om het printen van een voorwerp maar dat het ontwerpproces dat er aan vooraf gaat veel belangrijker is. Het uiteindelijke resultaat, een geprint voorwerp, is natuurlijk de kers op de taart. Het is het tastbare resultaat waar je zo lang aan gewerkt hebt. En als het dan ook nog werkt …!

Wat maakt de aanpak van 3Dkanjers nu zo uniek?

We hebben ervoor gekozen om de 3D-printers via 3Dkanjers de school in te halen. Een “goedkopere” oplossing was om de printers los te kopen. Maar de expertise en steun die ik kan vinden bij 3Dkanjers, zowel op technisch als onderwijskundig vlak, heeft een enorme meerwaarde. Het is een totaalpakket waarmee ik ook weet dat de implementatie in school goed geregeld is. Dat gaf mij vertrouwen en de motivatie om een mooi project neer te zetten voor de leerlingen.

Auteur: Sara Seamari, technisch onderwijs assistent voor de vakken science, natuurkunde, biologie en scheikunde op het Vathorst College.

De Delta stemt het onderwijs af op wat nodig is om een goede toekomst op te bouwen in onze sterk veranderde en dynamische samenleving. Het succes van kinderen in de maatschappij zal voor een gedeelte afhangen van hoe ICT-vaardig ze zijn. Ten onrechte wordt verondersteld dat jongeren zo handig zijn met computers en dergelijke. Wij willen leerlingen in staat stellen om met behulp van ICT te leren en daar verantwoord, kritisch en creatief mee om te gaan. Maar De Delta wil kinderen niet alleen voorbereiden op de toekomst. We willen ze ook in staat stellen deze mede te helpen creëren! Daarom brengt De Delta de nieuwste technologieën de school binnen, onder andere door samen te werken met 3Dkanjers.

Waarom een 3D-printer op De Delta?

Het zelf in elkaar zetten van een 3D-printer is bij uitstek een manier om kinderen te laten ervaren dat ze de wereld mede kunnen vormgeven. Stienske Streefkerk, specialist 21st Century Skills van OBS De Delta: ‘Het project past heel goed in onze filosofie van toekomstgericht bezig zijn. Kinderen krijgen vanaf groep 4 een tablet, waarop ze leren werken, maar ook omgaan met de gevaren van internet. Eigenlijk kun je geen onderwijs meer geven zonder een telkens opnieuw aangepast ICT-pakket.’

‘Tegen de tijd dat de kinderen die nu bij ons op school zitten aan het werk gaan, zullen veel van de banen die we nu kennen helemaal niet meer bestaan. Hoe bereiden we deze kinderen voor op een toekomst waarvan we zelf niet eens weten hoe die eruitziet?’ vertelt Stienske Streefkerk. ‘Wij leren onze kinderen wat we ‘21st Century Skills’ noemen. ICT en samenwerken spelen daarbij een grote rol. Wij trainen onze kinderen in kritisch en creatief denken. We leren ze informatie te verzamelen, te analyseren en te delen met anderen. Met dit soort vaardigheden kunnen de kinderen zelf de toekomst gaan maken.’

Ook de taalspecialist van de school, Dea Sombroek, zag voordelen in het project: ‘Om samen iets te bouwen, moet je veel met elkaar overleggen. Dat doet meer voor de ontwikkeling van de mondelinge taalvaardigheden dan veel methodelessen. En zonder dat kinderen het zelf door hebben, werken ze hard aan begrijpend lezen. Steeds moeten ze in de handleiding nalezen wat ze moeten doen. Begrijpend lezen in de praktijk!’

The kick-off

Ons project startte met een filmpje van groep 7. Hierin vertellen leerlingen over de 3D-printer en dagen je uit om een 3D-ontwerp te maken, zodat zij dat later kunnen uitprinten. Met behulp van een bouwtekening en handleiding zetten de kinderen de 3D-printer zelf in elkaar. ‘Zo weten de kinderen ook echt hoe de printer werkt en wat er moet gebeuren als hij stuk is,’ aldus Stienske.

Om de printer in elkaar te zetten, maakten de kinderen gebruik van een Engelstalige handleiding. Gelukkig krijgen kinderen op De Delta Engels vanaf groep 1. Een Engelse handleiding was voor deze groep 7 dan ook geen probleem. En als ze de handleiding een keer niet goed begrepen, kwamen ze er met Google Translate alsnog uit.

In kleine groepjes werkten kinderen steeds aan een onderdeel van de printer. Daarna volgde een evaluatie met de rest van de klas, waarbij de bouwers toelichting gaven en de rest van de groep een controlerende functie had. Zo kwam stukje bij beetje de printer klaar. En wat was groep 7 (en de hele school) trots!

Als de printer helemaal klaar is, ben je er echter nog niet. In het begin ging er veel mis tijdens het printen. Het af- en instellen van de printer bleek een secuur klusje te zijn maar na veel proberen, hebben de kinderen dat nu ook aardig onder de knie. Inmiddels zijn ze de experts op onze school, echte 3Dkanjers!

Jeugdjournaal

Een 3D-printer wekt veel belangstelling. Dat bleek wel toen het Jeugdjournaal voor Nieuwsbegrip in de klas op bezoek kwam. Als echte experts vertelde groep 7 over hun ervaringen met het bouwen van de printer. Ook het maken van ontwerpen op de laptop kwam aan bod. En natuurlijk toonden zij de 3D-printer in werking.

Verder gaven de kinderen van groep 7 een demonstratie tijdens onze jaarlijkse techniekweek en hebben ze in alle groepen presentaties gehouden. Vervolgens organiseerden zij een 3D-ontwerpwedstrijd. Om te kunnen winnen, moest een ontwerp niet alleen origineel zijn maar ook rekening houden met alle ontwerpeisen. Het winnende ontwerp is geprint en staat inmiddels te pronken in de vitrinekast op De Delta.

Ervaringen

Voor leerkracht Bas Russcher was de 3D-printer ook nieuw. Nooit eerder had hij met zo’n printer gewerkt, laat staan er zelf een gemaakt! Toch heeft hij met veel plezier aan het project meegedaan. Bas vertelt:  ‘De kracht van het project is dat je het samen met de kinderen doet. Je voelt je een soort pionier: elk stapje vooruit is een succes dat je kunt vieren.’ Voor de kinderen in zijn groep was het juist extra aantrekkelijk dat ze samen met hun meester de mogelijkheden van het apparaat konden ontdekken. Ook ervoeren ze zo in de praktijk dat je in onze maatschappij nooit uitgeleerd bent en… hoe leuk dat eigenlijk is!

Bas geeft aan dat het 3Dkanjers-project goed is afgestemd op het onderwijs. Binnen het project doen kinderen een heel scala aan kennis en vaardigheden op. De kinderen werken samen aan een gemeenschappelijk doel daarom zijn ze enthousiast, motiveren elkaar en voelen zich verantwoordelijk voor hun printer.

Natuurlijk is er weleens onenigheid geweest over de juiste aanpak. Dat leidde soms tot (heftige) discussies. Een prachtige manier om te leren argumenteren en te luisteren naar de ander. Ook op praktisch gebied leren kinderen veel. Door het vele sleutelen aan het apparaat worden ze handiger met gereedschap en ontwikkelen ze technisch inzicht.

Dat betekent niet dat alles van een leien dakje is gegaan. Tijdens het bouwen maar vooral tijdens het printen ging er in het begin veel mis. Zoals Finn (11) zegt: ‘Als er iets misgaat, dan gaat het goed mis.’ Toch zijn alle kinderen het erover eens dat ze de 3D-printer niet meer willen missen. ‘Je kan wel naar de winkel lopen maar ik denk dat het toch veel leuker is om het zelf te maken’ en ‘Je kan er je eigen draai aan geven.’

Bas beschouwt het project als een groot succes. Hij vertelt dat hij kinderen heeft zien groeien: ‘Je ziet kinderen opstaan en het voortouw nemen van wie je het misschien helemaal niet had verwacht.’

Auteur: Dea Sombroek, leerkracht en taalspecialist basisschool de Delta in Assendelft

Als ik samen met Robin Platjouw door het gebouw van basisschool ’t Slingertouw in Eindhoven loop, komt er meteen een aantal kinderen op ons af: ‘Meneer Robin, de dino is klaar. Hij is echt vet geworden!’ En inderdaad. Even later heeft Robin de schedel van een Tyrannosaurus Rex in zijn handen. Gemaakt met de 3D-printer van de school. En vet is-ie!

Als leerkracht van groep 7 en ict-coördinator van de school had Robin de grote wens om kinderen meer in contact te brengen met techniek. ‘Onze school ligt met Brainport, ASML, Philips en de TU Eindhoven om de hoek, eigenlijk in het hart van de technische bedrijvigheid. Toch merken de leerlingen daar weinig van. Ik heb daarom een subsidieaanvraag gedaan bij Onderwijs Pioniers. Ik wilde namelijk graag een technisch lab maken om de nieuwsgierigheid van kinderen naar techniek te prikkelen. En dat is gelukt! Sinds november 2014 hebben we L@b4makers, een prachtige ruimte die is uitgerust met computers, technisch Lego, Makey Makey, LittleBits, Cuboro knikkerbanen en mijn grootste wens: een 3D-printer.’

Zelf bouwen

Eigenlijk staat er niet één 3D-printer in het lab van Robin, er is er ook nog eentje ‘under construction’. ’t Slingertouw heeft gekozen voor het project 3Dkanjers. Dat betekent dat er op school een doos geleverd wordt met daarin alle onderdelen om een 3D-printer te maken en een handleiding. Het zelf bouwen van de printer is een belangrijk onderdeel van het project. Remco Liefting, initiatiefnemer van 3Dkanjers, legt uit waarom. ‘Met 3Dkanjers willen we niet zomaar een 3D-printer voor scholen beschikbaar stellen. We willen kinderen meer bieden dan alleen kennis laten maken met de printer zelf, maar ook leren hoe die printer in elkaar zit. Als jij zelf hebt meegebouwd aan zo’n geweldig apparaat ben je veel meer betrokken. Kinderen zijn trots op hun prestatie en voelen zich mede-eigenaar van de printer. Op die manier gaat techniek veel meer leven.’

Zoek het maar uit

‘Het idee van 3Dkanjers sprak mij meteen aan’, zegt Robin. ‘Op deze manier leren de kinderen veel meer over techniek. Bovendien krijgen we goede begeleiding van 3Dkanjers. Je kunt merken dat ze echt iets willen betekenen voor het onderwijs. De mensen van 3Dkanjers denken mee over ­lesideeën en blijven steeds vernieuwen. Remco neemt regelma­tig contact op om te vragen hoe het project loopt en wat we nodig hebben om verder te kunnen. Er is ook een forum op hun site waar je met vragen terecht kunt. Ik heb daardoor niet het gevoel dat ik het allemaal zelf maar uit moet zoeken.’

Zelf modellen ontwerpen

Kinderen leren hoe ze modellen van 3D-ontwerpen op internet kunnen zoeken en ontwerpen hun eigen printbare modellen. Donna (10) en Daphne (11) uit groep 7 zijn in het lab van Robin met de 3D-printer aan de slag gegaan. ‘We hebben eerst op de tablet onderzocht wat je allemaal met een 3D-printer kunt doen’, vertellen ze enthousiast. ‘Daarna hebben we zelf ontwerpen gemaakt. Dat kan in een speciaal computerprogramma. We hebben onze naam gemaakt met hartjes erbij. In het programma kun je die dan in elkaar schuiven. De printer verwarmt een soort plastic waardoor het vloeistof wordt. Dan gaat hij steeds een laagje plastic printen. Je kunt er gave dingen van maken zoals de Eiffeltoren of een eenhoorn. Het is echt cool dat wij een 3D-printer hebben op school!’

Populaire wc’s

‘Of kinderen door het technisch lab ook echt meer belangstelling hebben gekregen voor techniek, kan ik natuurlijk niet bewijzen’, zegt Robin Platjouw. ‘Maar ik merk het zeker aan de enthousiaste reacties. Ik denk dat kinderen sowieso geïnteresseerd zijn in techniek. Ze willen graag dingen onderzoeken en ontdekken. Ze krijgen hier veel vrijheid in het lab en dat gaat prima. Ze zijn altijd druk met het uitvoeren van nieuwe ideeën. En de wc’s die achter de 3D-printer zijn, worden ineens veel vaker bezocht; kun je onderweg mooi even checken waar de printer mee bezig is!’

Bron: COS (www.computersopschool.nl / @cosonline)