Minelabs versmelt wetenschapsvakken met Minecraft

30 november 2023 - David Van Waeyenberghe

Het project Minelabs heeft als doel om wetenschappelijke vakken zoals chemie en fysica op een interactieve manier dichter bij jongeren te brengen. Door te experimenteren en proeven te doen in een veilige omgeving in Minecraft, leren de studenten gemakkelijker de leerstof. Minelabs richt zich in de eerste plaats tot leerlingen uit het secundair onderwijs.

Het verhaal van Minelabs begint goed vier jaar geleden. “Een doctoraatstudent van de Universiteit Antwerpen pikte een idee op tijdens een Amerikaanse conferentie. Daar leerde hij hoe Minecraft werd ingezet om via Qcraft kwantummechanica bij te brengen”, zegt Maja Verstraeten, één van de bedenkers van Minelab. Samen met Ine Arts en Bert Jorissen neemt ze ons mee langs het labo waar Minelabs het levenslicht zag.

Theorie in beweging

De universiteit ging met het project aan de slag en liet studenten workshops geven. “Op hetzelfde moment was ik bezig met mijn doctoraat rond elementaire deeltjes. Ik was op zoek naar een manier om die elementaire deeltjes over te brengen op een breed en jonger publiek, zeker omdat de theorie zo moeilijk wordt voorgesteld. Het zou helpen moest je dat in beweging kunnen zien. Toen ik Qcraft zag, legde ik meteen de link naar de mogelijkheden binnen Minecraft.”

De logica achter het idee kunnen we perfect snappen, maar niet zo goed uitleggen zoals Maja Verstraeten. “In Minecraft ga je bouwen en creëer je vanaf niets een eigen wereld. De elementaire deeltjes zijn ook de bouwstenen van ons universum. Mijn idee heb ik nadien gepitcht en voorgesteld aan de andere leden van het team. Het project heette toen Elementarycraft en zat, zoals Minecraft simpel in elkaar. We codeerden alles zelf.

Van fysica naar breder veld

De twee andere gesprekspartners, Ine en Bert, waren van bij de start betrokken bij Elementarycraft. “Het was een groep die volledig bestond uit doctoraatstudenten fysica”, zegt Ine Arts. “Op een gegeven moment zijn we naar de Universiteit Antwerpen getrokken om het project voor te stellen. Het enthousiasme was groot, maar ook de verwachting om er nog meer mee te doen. Want er zat meer in. Van elementaire deeltjes kom je snel bij protonen, neutronen en atomen. We voegden ook al waterstof en helium toe.”

Op vraag van de UAntwerpen breidde de groep dus het gezichtsveld uit. “We kregen versterken uit de chemie en informatica-afdelingen. Omdat we toen nog meer op coderen gingen inzetten, door met Java te werken, zijn we eigenlijk grotendeels opnieuw begonnen”, weet Bert Jorissen. “Sindsdien hebben we ook meer de focus gelegd op het onderwijs. Voor een deel uit interesse, maar ook omdat we op die manier bij imec een projectaanvraag (Smart Education @ Schools) konden indienen.”

Workshops in klassen

Zoals wel vaker bij projectontwikkelingen, veranderde de koers bij Minelabs ook af en toe. Oorspronkelijk wilde het team een laagdrempelige tool ontwikkelen die leerkrachten zelfstandig kunnen gebruiken in de klas. “We zijn daarvan afgestapt, in hoofdzaak omdat we op een aantal licentiebeperkingen stootten”, gaat Ine verder. “Daardoor kunnen sommige scholen bijvoorbeeld geen Minecraft (Java editie) draaien op de toestellen.”

Over naar plan B dus en in het geval van Minelabs zijn de workshops, volledig op maat van de verwachtingen van de leerkracht en de achtergrondkennis bij de leerlingen. “Zelfs de grote autoriteit op vlak van Minecraft, Stephen Reid, was laaiend enthousiast over ons project”, aldus Bert. “We konden de man spreken tijdens Onderwijs Met Games in mei van dit jaar. Tijdens de OMG-beurs hebben we de werking van Minelabs getoond aan een breed publiek.”

Tweede en derde graad secundair

De focus bij het team van Minelabs ligt, zeker voorlopig, bij het geven van workshops. “Minelabs kan gebruikt worden als inleidende les of afsluitende les, maar evengoed als losstaande workshop”, gaat Maja Verstraeten verder. “Bij dat laatste ligt de focus minder op de leerdoelstellingen. Het is meer een puzzel dat de leerlingen moeten oplossen. We zetten de leerlingen in een soort escaperoom, waar ze wetenschap moeten gebruiken om de uitgang te vinden. Die leerlingen hoeven geen computer experten te zijn. “Het is wel een voordeel wanneer ze Minecraft kennen.”

Minelabs is een project gedragen door ongeveer tien vrijwilligers. In principe zullen we midden januari een officiële release kunnen doen. “We voorzien alles, zelfs de laptops”, zegt Bert terwijl hij een kleine demonstratie geeft. “Zo een workshop zal twee lesuren tot een halve dag kunnen duren. We nemen in de verschillende workshops een aantal leerdoelstellingen op. De covalente bindingen bij chemie, om één voorbeeld te noemen. Leerlingen kunnen op een grid atomen plaatsen en krijgen automatisch te zien welke bindingen mogelijk zijn.”

Het coole aan de toepassing is dat de leerlingen, uiteraard in de virtuele Minecraft-omgeving, kunnen zien welke reacties er kunnen ontstaan. Wat gebeurt er bijvoorbeeld wanneer je een stof in een vlam gooit. Bij onze demonstratie vatte een groot deel van het scherm figuurlijk vuur. Een gevaarlijke combinatie dus. “Het is alleszins veiliger dan proefjes in een fysiek labo. We hebben de workshops al enkele keren getest in een school en we kregen steeds positieve feedback. Daarom kijken we er ook naar uit om, zodra het mogelijks, workshops aan te bieden”, besluiten Ine, Maja en Bert.

Minelabs is een Smart Education @ Schools-project uitgevoerd door GO! Koninklijk Lyceum Antwerpen, Provinciaal instituut voor Technisch Onderwijs en Universiteit Antwerpen met steun van de Vlaamse overheid en imec. Meer informatie over Minelabs en hoe een workshop te boeken vind je via de website van Minelabs.