Elke school heeft de vrijheid het lessenplan naar eigen wens in te zetten en aan te passen.
Het ontwerp is een algemeen ontwikkeld lessenplan geschikt voor leerlingen vanaf het voortgezet onderwijs (havo bovenbouw) tot en met het middelbaar beroepsonderwijs (niveau 4). Elke school heeft de vrijheid het lessenplan naar eigen wens in te zetten en aan te passen. De lessen kunnen worden ingezet binnen een projectweek of als keuzewerktijd binnen (bepaalde) profielen.
Voor de ontwikkeling is in opdracht van Maker Academy en in samenwerking met Universiteit Utrecht onderzoek verricht naar het ontwerpen van leertaken en implementeren van 3D-printen in het onderwijs.
Gehele-taakbenadering
De leertaken zijn ontworpen volgens de gehele-taakbenadering op basis van het Ten Steps model (van Merrienboer & Kirschner, 2013) waarin het 4C-ID model centraal staat. Het is een wetenschappelijk verantwoorde methodiek voor het ontwerpen van leertaken om complexe vaardigheden eigen te maken. Elke leertaak behandelt een complexe praktijk situatie als een geheel (holistisch) waarbij de leerling leert kennis, vaardigheden en houding op de juiste manier te combineren en te integreren. Hierbij verliest de leerling zich niet in details, die deze nog niet kan plaatsen, en is de oefening zinvoller om te doen.
Denkgereedschap en probleemoplossend vermogen
Het lesmateriaal is overzichtelijk doordat de leerling alleen beschikt over de noodzakelijke informatie. Hierdoor heeft de leerling meer ruimte in het werkgeheugen om denkgereedschap te ontwikkelen dat het mogelijk maakt om binnen het proces van 3D-printen te redeneren en problemen te benaderen op een systematische wijze. De leerlingen werken aan praktische leertaken waarbij sprake is van inductief leren door de informatie uit een concrete leersituatie te vertalen naar een abstractie. Deze abstractie zorgt voor de ontwikkeling van het probleemoplossend vermogen dat in meerdere disciplines en praktijksituaties kan worden toegepast.
Vaardighedenhiërarchie 3D-printen
De complexe vaardigheid die met het Maker Academy Lessenplan wordt geleerd is 3D-printen. Deze is opgebouwd uit drie horizontale samengestelde vaardigheden die een temporele relatie hebben; het verkrijgen van een 3D-bestand, slicen en printen.
Het verkrijgen van een 3D-bestand kan op middels het downloaden op geschikte platforms of het zelf ontwerpen van objecten in een 3D-tekenprogramma. Binnen ‘ontwerpen’ bevinden zich drie simultane relaties; ruimtelijk inzicht, programmeren en omgang met 3D-tekenprogramma’s.
Slicen is de tweede samengestelde vaardigheid die bestaat uit vier vaardigheden; printsnelheid, support, omgang met het programma slic3r en layer height. Voordat gestart kan worden met printen moet het 3D-bestand worden omgezet naar een taal die 3D-printers kunnen lezen. 3D-printers werken vanuit een plat vlak waarbij een object in laagjes wordt opgebouwd. Slicen is de tweede samengestelde vaardigheid die bestaat uit vier vaardigheden; printsnelheid, support, omgang met het programma slic3r en layer height. Uit dit proces ontstaat een g-code die de 3D-printer instructies geeft over de aan te brengen lagen.
De derde samenstellende vaardigheid is het printen van het object. Deze bestaat uit de omgang met besturingsprogramma’s en het uitvoeren van fysieke instellingen zoals: het filament kiezen, de oppervlakte bepalen en het hechtingsmateriaal kiezen.