Gaat het onderwijs 3D-printen omarmen?
Als 3D-printen de toekomst heeft, moet het onderwijs dit dan niet omarmen? Want alleen als de kinderen van nu leren hoe de techniek van morgen werkt, zijn ze klaar voor de toekomst.
De belangrijkste taak van het onderwijs is om de jonge generatie klaar te maken voor de toekomst. De wereld zal er in de toekomst heel anders uit zien dan de wereld waarin de huidige leerkrachten zijn opgegroeid. De technologische ontwikkeling verloopt snel, heel snel, en het onderwijsveld doet zijn best om het bij te houden. Dat lukt niet altijd, zoals bij 3D-printen.
Kijkend naar het curriculum van dit schooljaar, zien we veel dingen die relatief nieuw zijn. Simulaties, Virtual Reality toepassingen en natuurlijk de focus op de exacte vakken, steeds vaker vertaald in STEAM-lessen.
Een andere ontwikkeling is die van het 3D-printen. In eerste instantie was 3D-printen vooral een leuke gadget. De hype leek even te bedaren, maar is inmiddels weer op gang aan het komen. Maar inmiddels wordt 3D-printen steeds vaker ingezet in het echte leven. Zo heeft een Texaans bedrijf in 27 uur een gebouw geprint. Dit gebouw zou het eerste zijn van een community waar daklozen een thuis moeten vinden. En in het Nederlandse Den Helder krijgt een oude galerijflat een facelift dankzij de 3D-printer.
3D-printen in het onderwijs?
Ook in het onderwijs klinken stemmen dat 3D-printen een grotere rol in het curriculum zou moeten krijgen. De markt lijkt hen daarin gelijk te geven want er komen steeds meer 3D-printers op de markt, die kunnen worden aangestuurd door een steeds maar groeiend aantal applicaties en apparaten. Sommige fabrikanten hebben zelfs al 3D-printers ontwikkeld die speciaal gericht zijn op kinderen. Een voorbeeld hiervan is de Da Vinci Color van ZYZPrinting . Van deze printer is ook een variant verkrijgbaar die speciaal is toegesneden op STEAM-lessen.
Of wat te denken van de Toybox? Volgens de makers is dit ‘the last toy you ever need to buy’. Want met de toybox kunnen kinderen zelf hun speelgoed in 3D-printen.
De markt is er dus klaar voor om het onderwijs te veroveren. Maar is het onderwijs klaar voor 3D-printen? De wil is er, in ieder geval. Printerfabrikant Ricoh deed onderzoek onder onderwijsprofessionals in het beroepsonderwijs en ontdekte dat ruim 90% van de ondervraagden 3D-printen erg belangrijk vindt voor het beroepsonderwijs.
De vraag ligt voor de hand of het primair en secundair onderwijs al een basis moeten leggen. En zo ja, hoe dan?
Welke voordelen kan 3D-printen het onderwijs brengen?
Scholen zijn zich maar al te bewust van het belang van een modern curriculum. 3D-printen lijkt echter over het hoofd gezien te worden. Jammer, want 3D-printen kan in veel schoolvakken waarde toevoegen en ingewikkelde theorie begrijpelijk maken.
Het voordeel van 3D-printers in de klas voor leerlingen en scholieren is tweeledig. Op de eerste plek is het belangrijk dat ze kennismaken met de technologie. Ze moeten ontdekken dat 3D-printen niet eng is, maar veelzijdig en leuk. Door een kind niet bloot te stellen aan 3D-printen kan het later huiverig komen te staan tegenover de techniek, waardoor kansen aan hem voorbij gaan.
Het andere effect is dat 3D-printen een enorme steun kan geven aan het onderwijsproces door lastigere theorie te vereenvoudigen. Hiervoor zijn speciale MINT-lessen beschikbaar. MINT is het jongere broertje van STEAM, de afkorting staat voor Mathematics, Information Technology, Natural Sciences, Technology). In deze lessen speelt 3D-technologie een grote rol in de begripsvorming.
Ook in de creatieve vakken kan 3D-printen een belangrijke rol spelen, net als in geschiedenis, aardrijkskunde en andere vakken.
Hoe integreer je 3D-printen in het onderwijsprogramma?
Het integreren van 3D-printen is voor scholen een hele opgave. Niet alleen moet er worden geïnvesteerd in nieuwe hardware (de printer) en software, er moet ook lesmateriaal worden ontwikkeld waar het printen een centrale rol in speelt. Kan dit eigenlijk wel? Want leerlingen hebben al zoveel op hun bordje, is er ruimte voor nóg een nieuwe technologie? En hebben de (overwerkte) leerkrachten wel tijd en energie om deze uitdaging op te pakken?
Geïsoleerde succesgevallen
Samsung en Makerbot zijn in 2016 een samenwerking aangegaan om 3D-printen in het onderwijs een steuntje in de rug te geven. Bijvoorbeeld in Engeland, waar 3D-printen is aangewezen als een onderwijsprioriteit. In totaal willen de twee bedrijven ruim 1300 ‘intelligente leslokalen’ opzetten in Europa.
3D-printen is niet alleen nieuw voor de leerling, maar ook voor de leerkracht.
Deze grote ambitie blijkt in de praktijk niet te worden gehaald. De meest innovatieve 3D-projecten in het onderwijs zijn nog altijd op incidenteel. Soms is het een langer project, maar meestal gaat het om een paar geïsoleerde lesdagen, waarna de printer weer in de kast verdwijnt.
In de Verenigde Staten zijn zomerkampen rondom 3D-printen georganiseerd. Hoewel deze leerzaam en leuk zijn voor de deelnemende kinderen, zijn ook deze geïsoleerd. Bovendien zijn ze niet voor alle kinderen toegankelijk, wat een tweedeling teweeg zou kunnen brengen.
Kunnen leerkrachten ermee werken?
Er zijn verschillende initiatieven geweest, waarvan sommige succesvol. Dat geeft goede hoop. Maar wil een lesprogramma echt werken dan zullen de leraren ermee overweg moeten. Dat kan een beperkende factor zijn. Want zelfs leraren die graag met 3D-printen aan de slag willen, ontberen de noodzakelijke kennis. Het vak is immers niet alleen nieuw voor de leerling, maar ook voor de meeste docenten.
Ze moeten ontdekken dat 3D-printen niet eng is, maar veelzijdig en leuk.
Er zijn wel docentenhandleidingen beschikbaar, vaak geleverd door de fabrikanten van hardware. Ook bestaan er cursussen die gericht zijn op 3D-printing. Maar een integrale cursus over het gebruik van de nieuwe technologie in het onderwijs lijkt in veel landen nog niet te bestaan.
In Engeland, waar 3D-printen een prioriteit is, is een groep bedrijven de samenwerking aangegaan met leerkrachten om samen goed lesmateriaal te ontwikkelen. Het samenwerkingsverband omvat behalve leerkrachten onder meer een 3D-printer fabrikant en een 3D-softwarebouwer
3D-printen in het onderwijs: wie gaat dat betalen?
Zoals bij meer innovaties heeft het onderwijs ook bij 3D-printen te maken met die belangrijke vraag: wie gaat het betalen? 3D-printers zijn prijzig. Ook het ontwikkelen van nieuw lesmateriaal kost tijd (dus: geld). Dat geld hebben scholen niet in kas.
Sommige landen trekken geld uit voor 3D-printen. Een lang als Singapore is zo overtuigd van de kracht van 3D-printen dat het heeft besloten dat in het schooljaar ‘23/’24 elke basisschool een 3D-printer wil hebben staan. Steden als Tokyo bieden kleinere scholen 3D-lessen aan.
Maar ook in het westen zit men niet stil. Duitsland zet groot in op 3D-printen als industrie van de toekomst. En ook in Engeland is 3D-printen een topprioriteit. Of dit nu komt doordat men bang is na de Brexit geen goederen meer te kunnen kopen of niet, feit is dat het land heeft besloten dat het in 2025 de wereldleider wil worden in de 3D-printing industrie.
3D-printen komt, maar wanneer
3D-printen is de hype-fase allang voorbij. De technologie speelt een toenemend belangrijke rol in de wereldeconomie. Het is dus niet de vraag óf 3D-printen in het onderwijs geïntegreerd moet worden, maar wanneer. Er zitten nog een paar hobbels in de weg, maar de conclusie is onvermijdelijk: ook het onderwijs moet aan de 3D-printer.