3D-printen in het onderwijs: voor- en nadelen

4

Bij het ontwerpen en printen van 3D-objecten komen verschillende concepten en vaardigheden samen. Mede daarom is de 3D-printer, het icoon van de Maker Movement, uitermate geschikt als leermiddel. Er wordt in Nederland dan ook flink mee geëxperimenteerd. Maar wat zijn nu eigenlijk de voor- en nadelen van zo’n 3D-printer? In dit artikel zetten we er een aantal voor je op een rij.

3D-printen op school: de voordelen

Samenwerken, probleemoplossend vermogen, ict-geletterdheid, creativiteit, kritisch denken, communiceren én sociale en culturele vaardigheden: tijdens het ontwerpproces van een 3D-object komen alle 21st Century Skills aan bod. Zo is het apparaat goed in te zetten om in groepsverband een real life probleem of uitdaging te lijf te gaan. Tijdens dat proces vertalen leerlingen, met behulp van software, hun creatieve oplossing in een technische tekening van het prototype. Vervolgens nemen ze het prototype onder de loep om uit te zoeken of en hoe het nog beter kan. Oftewel: de 3D-printer draagt bij aan een authentieke leeromgeving, waarbinnen leerlingen leren werken op een manier die in de bedrijfswereld niet anders is.

De 3D-printer is vooral van meerwaarde voor het techniek- en maakonderwijs. Vragen als ‘Hoe houden bepaalde constructies zich?’ en ‘Wat kunnen we aan een bestaande constructie verbeteren?’ zijn namelijk prima te onderzoeken zijn met behulp van een 3D-printer. Op het moment dat het ook mogelijk is om meerdere materialen te printen, is het apparaat ook op het vlak van materiaalkennis van meerwaarde. Voor welk materiaal ga je? En waarom?

3D-printen in het onderwijs: de nadelen

Professionele programma’s om technische 3D-tekeningen te maken – bijvoorbeeld AutoCAD, Solidworks of Blender – zijn nogal ingewikkeld in gebruik. Daarom komt er steeds meer eenvoudige software, zoals Tinkercad of Blokify, op de markt. Maar óók die programma’s hebben weer een nadeel, namelijk: je kunt er lang niet alles mee maken. En iets mooi en echt maken, dat is volgens kwartiermaker Maker Education Arjan van der Meij bijna niet te doen: “Het kost veel tijd en zelfs het inzetten van een 3D scanner helpt daar niet bij.”

Op veel scholen printen 3D-printers daardoor voornamelijk gedownloade bestanden van Thingiverse. Van der Meij in zijn blog op Makered.nl: “Ook op mijn school, doet de 3D-printer vooral dit. Het komt zelden voor dat een leerling iets maakt dat uitgeprint wordt.” Daarnaast kunnen de printers op scholen alleen nog plastic printen en zijn de printers erg traag. “Maker Education gaat maar voor een heel klein gedeelte over moderne fabricagemiddelen. Het gaat veel meer om van leerlingen Makers te maken. En dan is ruimte om het te doen (fysiek en in het rooster), veel materiaal (hout, plastic afval, verzin het maar) en een stimulerende docent veel belangrijk dan een fancy 3D-printer”, aldus Arjan van der Meij (bron).

Wat zijn volgens u voor- en/of nadelen van 3D-printen in het onderwijs? Deel uw ervaringen via onderstaand reactieformulier.

Lees ook:

4 REACTIES

  1. Beste redactie,

    Onze complimenten voor dit artikel waarin zowel de voor- als nadelen worden benoemd rondom 3D-printen in het onderwijs. Inmiddels zijn meer dan 230 scholen (PO en VO) via 3Dkanjers actief bezig met het inzetten van de 3D-printer in het klaslokaal en onze ervaringen onderschrijven deels jullie conclusies.

    Als nadeel wordt naar voren gebracht dat professionele 3D-tekenprogramma’s als Solidworks en Blender ingewikkeld zijn in gebruik. Dat is zeker het geval voor de meeste leerlingen, met name in PO en VO. Deze programma’s worden pas interessant voor een bepaalde groep leerlingen in het VMBO en MBO (technisch onderwijs).

    In het primair en voortgezet onderwijs wordt veelal Tinkercad of SketchUp Make gebruikt. Beide zijn namelijk gratis te verkrijgen. SketchUP Make ligt qua wijze van 3D-ontwerpen dicht bij Solidworks, maar is iets meer toegankelijker. Echter, het maken van wat moeilijkere objecten in SketchUP Make vraagt tijd en aandacht. Ook het maken van ‘gesloten’ objecten, zodat deze goed geprint kunnen worden met een 3D-printer, is soms nog een uitdaging. Tinkercad daarentegen is gestoeld op het combineren van geometrische vormen. De bekende ‘blokkendoos’. Wij zien dat leerlingen vanaf groep 5 dit al snel oppakken, zonder instructies. Wij zien ook dat in de bovenbouw PO en onderbouw VO Tinkercad de creativiteit van de leerlingen niet beperkt. Sterker nog, met Tinkercad kunnen leerlingen makkelijker uitdagende ontwerpen maken dan met de professionele programma’s. Kijk maar eens op https://www.tinkercad.com/things/featured.

    Natuurlijk kan je niet alles maken met een 3D-ontwerpprogramma en je kan niet alles printen met een 3D-printer. Alle gereedschappen en materialen hebben een specifieke functie. Zo kan je ook niet alles maken met klei, karton of hout. Het is en blijft een ‘maakmachine’ dat in een bredere context ingezet / bezien moet worden. Net als een hamer. Het combineren maakt het juist interessant en uitdagend. En wat we nooit uit het oog moeten verliezen is dat het uiteindelijk gaat om het stimuleren van onderzoekend en ontwerpend leren. Leerlingen weer inspireren te ‘maken’. Het creëren van enthousiasme voor techniek.

    Nog even over het downloaden. Het downloaden van objecten van bijvoorbeeld Thingiverse is veelal een fase in de ontdekkingsreis die scholen doormaken als ze gaan werken met een 3D-printer. Het helpt je vaardig worden met het gebruik van de 3D-printer en het inspireert leerlingen om zelf iets te gaan maken. De scholen waarop wij zicht hebben doen dit zelden en stappen snel over op Tinkercad om lekker zelf aan de slag te gaan.

    Afgelopen zomer hebben wij een magazine gemaakt over 3D-printen in het onderwijs met daarin een aantal scholen die hun ervaringen delen. Gratis te downloaden op 3dkanjers.nl/magazine

    Met een vriendelijke groet,

    Remco Liefting, 3Dkanjers

  2. Goed om te zien dat 3D printen ook hier onder de aandacht is! Ook in de regio Haarlem wordt 3D printen volop ingezet op PO, VO, MBO en HBO scholen. Het programma maakonderwijs.nl gericht op PO en VO scholen is een mooi voorbeeld van de inzet van 3D printen in lager onderwijs. Goed dat het artikel de voor- en nadelen noemt van inzet van 3D printen in onderwijs. Maar naar onze mening teveel focus op de techniek en de huidige problemen (gebrek aan en/of lastige software). Als je 3D printen (succesvol) wilt inzetten bedenk dan goed met welk pedagogisch doel je dit wil doen. Het enkel neerzetten van een printer in het lokaal, leidt onherroepelijk tot de dilemma’s zoals beschreven in het artikel. In onze ogen is moet doel zijn de nieuwe generatie voorbereiden op een ‘nieuwe’ digitale wereld. Een wereld met verregaande digitalisering van steden en industrie. Een wereld waarin producten digitale bestanden zijn en met zowel traditionele als digitale productieprocessen worden vervaardigt. De muziek, film, media industrie heeft de afgelopen jaren een vergelijkbare disruptieve ontwikkeling doorgemaakt. We accepteren als consumenten niet langer dat platenbazen voor ons bepalen welke muziek nummers op een CD staan, we kopen zelf de nummers die we willen, of niet – we streamen (feitelijk lenen) ze. En meer dan dat, via initiatieven als Spotify en Itunes kan iedereen zijn muziek aanbieden – zonder tussenkomst van een platenbaas! De maakindustrie staat nu voor een vergelijkbare disruptieve ontwikkeling. De landelijke Smart Industry (smartindustry.nl) agenda is hiervoor een belangrijk teken. De disruptieve ontwikkeling zal mogelijk langer duren, maar gezien de omvang van de maakindustrie zal de impact ongekend zijn. Consumenten en bedrijven zullen niet langer accepteren dat producten zijn zoals ze zijn, ze vereisen tailor-made producten. Slimme, duurzame producten met sensoren en met digitale interactiemogelijkheden (eenvoudig voorbeeld: besturen van lichten met je smartphone). Eenvoudig repareerbaar hoe en wanneer ze willen. We moeten de nieuwe generatie NU inspireren met de ongekende mogelijkheden van deze nieuwe wereld. Zodat zij van de nieuwe wereld die we nu creëren een ongekend succes kunnen maken en Nederland (met Smart Industries) op de kaart kunnen zetten wereldwijd. De 3D printer staat symbool voor deze nieuwe industrie, bij 3D printen kunnen we een product digitaal downloaden, aanpassen waar en hoe we dat willen en vervolgens met een druk op de knop produceren – en zelfs als we dat willen zelf een product maken. Plaats 3D printen in de context van de nieuwe digitale wereld. Leer kinderen hoe ze in deze wereld zelf de regie kunnen nemen over het product. Hoe ze van een idee kunnen komen tot een product en hoe ze dit (design) weer kunnen verkopen/vermarkten. Dat je prima (een onderdeel van) een product van het internet kunt downloaden, verbeteren en produceren. Waarom van scratch beginnen als er al een goed product is dat je eenvoudig kunt aanpassen? Onze kinderen moeten producten leren zien als digitale bestanden waar ze – als ze dat willen – aanpassingen in kunnen (laten) maken. Daar horen o.a. kennis en vaardigheden bij van 3D ontwerp, programmeren, ‘maken’ en algemene ICT vaardigheden. Leer ze dat, inspireer ze, geef ze een 3D printer + eventueel verder benodigde materiaal en laat ze het toepassen zoals zij dat willen. Wij moeten de nieuwe wereld niet voor onze kinderen uitvinden – we moeten de kinderen in staat stellen om dit zelf te doen. 3D printen kan een absoluut succes zijn in onderwijs, ook met de wellicht soms eenvoudige tools van nu, het gaat erom met welk pedagogisch doel je het inzet!

  3. 3D printing als de katalysator om te komen tot enthousiasme voor techniek. Dat is de eerste stap die nu gemaakt wordt in het onderwijs (PO/VO/NSO). Leerlingen kennis laten maken met nieuwe technologie waarbij een onderzoekende houding wordt gestimuleerd en aangeleerd. Het gaat er om eerst stil te staan bij je doelen. Wat wil je dat leerlingen en het onderwijs in deze lessen / kennismaking meekrijgen? Procesmatig denken en werken is de sleutel. Leerlingen en leerkrachten inspireren en laten zien dat HET KAN. De ervaring leert dat wanneer leerlingen hun eerste succeservaring op het gebied van 3D Printing kunnen opdoen, hun leerproces een aanzuigende werking heeft op hun omgeving, zowel bij de leerkrachten als bij de andere leerlingen. Wij merken dat MaakOnderwijs daarin een positieve rol speelt en dat het scholen helpt om een start te maken met nieuwe technologie in het onderwijs, aangesloten bij hun eigen leerproces en stand van zaken.
    Daarnaast werken leerlingen aan challanges om te leren nadenken over de toepasbaarheid van 3D printing in hun eigen omgeving. 3D printing is dus niet alleen een meerwaarde in het techniekonderwijs, maar leidt direct tot die maatschappelijk betrokken houding die in de kerndoelen ook worden genoemd. 3D printing als middel in het PO en VO werkt. Lastig in het proces blijkt wel dat de ict infrastructuur op scholen vaak onvoldoende is. Dat maakt dat frustratie ontstaat omdat dat het leerproces stagneert. De andere kant is wel, dat ook dat de realiteit is en dat leerkrachten en leerlingen daarvan leren. Ookal is de weg niet overal geplaveid, je kunt er wel op rijden. En daarmee doe je je eerste ervaringen als chauffeur op. Dus, scholen, ga maar achter dat stuur zitten en start de motor, dan begint vanaf dat moment de reis.

  4. Beste redactie, inderdaad het onderwijs in algemene zin kent veel voor- en nadelen. Dat geldt voor de IPAD school, je kan op latere leeftijd reuma krijgen aan je vingers, waardoor het wellicht slimmer is om de IPAD tot 12 jarige leeftijd niet te gebruiken. Ook het leren lezen heeft nadelen, waardoor je de werkelijkheid van het echte leven ontgaat.

    Jammer dat we daarom op Zwarte Pieten niveau kijken in dit artikel naar de voor- en nadelen van 3D printing. Onlangs kwam ik een werkloze jongeman tegen die reeds 20 jaar werkloos was. Wat had hij gedaan? Een 3D printer gekocht en ja hoor….zijn eigen nieuwe bril geprint. En wat dacht je van de 3D gel printer, die voor een luttele paar honderd euro gekocht kan worden en mooie gelpatronen print. En dan heb ik het niet over de fantastische printer van Sanders uit Goor of de nieuwe pizza printers of health printers die het onderwijs voor jongeren een geweldige boost kunnen geven. Wellicht is de grootste zorg dat we NU KIEZEN VOOR STRAKS in Nederland teveel vertalen in de zin van : wat de boer niet kent….
    Kortom redactie eerst nog eens goed verder kijken. O, ja de Chinese overheid heeft op 1 augustus 2015 al haar 400.000 basisscholen uitgerust met 3D printers. En voorts gaat het natuurlijk niet om het 3D printen op zich, maar het denken over maken, ontwerpen, produceren en betaalbaar ontwerpen. Gegroet, Jan Engberts NB. interesse in een 3D kansen boek. Stuur een mailtje naar jan@duaal-xxl.nl

LAAT EEN REACTIE ACHTER

Please enter your comment!
Please enter your name here