3D-printen wordt gezien als een belangrijke technologie voor de toekomst. Toepassing in het onderwijs wordt daarom gestimuleerd. Zo werd onlangs bekend dat alle 400.000 basisscholen in China een 3D-printer krijgen. Moet het Nederlandse onderwijs zich zorgen gaan maken?

De toepassing van 3D-printen heeft de laatste jaren een hoge vlucht genomen door de ontwikkeling van betere en goedkope printers en het beschikbaar komen van meer en beter bruikbare materialen voor het printen. Tegelijk kwamen er steeds krachtiger en goedkopere computers waarmee de printers kunnen worden aangestuurd. De benodigde investering voor 3D-printen is veel lager dan voor andere productiemethoden. Een bedrijfje voor 3D-printen is daarom snel gestart.

De impact van 3D-printen op ontwerpactiviteiten, logistiek en massaproductie zal aanzienlijk zijn. De technologie zal bovendien de verhouding tussen producent en consument veranderen: consumenten zullen zowel gaan ontwerpen als produceren. Dat zal leiden tot geheel nieuwe diensten.

Een veelgehoord argument voor 3D-printers op scholen is: Als 3D-printen zo belangrijk gaat worden dan kun je er maar beter voor zorgen dat leerlingen zich hier op voorbereid hebben. Daar valt iets voor te zeggen, maar dat geldt natuurlijk voor heel veel nieuwe technologieën. Het is daarom goed om na te gaan of er ook andere, meer didactische argumenten zijn voor lessen met 3D-printers. Die zijn er inderdaad:

• 3D-printerts zijn aantrekkelijk: 3D printers helpen leerlingen te motiveren: het resultaat van een berekening of ontwerp wordt gematerialiseerd.
• 3D-printen maakt onderwijs visueel: 3D-printen biedt docenten driedimensionaal visueel materiaal dat ze kunnen gebruiken om bepaalde concepten te illustreren.
• 3D printen verrijkt het leren waarbij ontwerpen centraal staat, zoals bij technisch ontwerpen, architectuur of kunst. Behalve de theorie kan er ook praktisch geprint worden.
• 3D-printen is interactief: je krijgt te zien wat je goed doet en wat niet.
• Werken in projecten: 3D-printen is bij uitstek geschikt voor leren in projecten en het combineren van vakken.

Aanschaffen dus zo’n 3D-printer? Niet zonder meer. Dat blijkt uit experimenten met 3D-printers op scholen in bijvoorbeeld Engeland, waar de apparaten na een aanvankelijk enthousiasme in de eerste weken toch vaak achter in de klas terecht komen om daar te verstoffen. 3D-printen is namelijk niet alleen een nieuw en aantrekkelijk leermiddel. Het vraagt ook het nodige van docenten. Het printen van een voorbeeld ontwerp is leuk en leert leerlingen iets over de werking van een 3D-printer, maar daarna moet de leerkracht dieper de materie in: Een maquette maken van de school is een goed idee, maar vraagt de nodige beheersing van de hard- en software. En hoe organiseer je als docent de lessen waarbij leerlingen zelf de prijzen gaan ontwerpen en printen voor de jaarlijkse sportdag?

De eerste ervaringen met de introductie van 3D-printen in het onderwijs brengen problemen aan het licht die laten zien dat het om meer gaat dan alleen de aanschaf van de printer:

• Leerkrachten zijn te weinig technisch voorbereid op het gebruik van de printers
• Leerkrachten hebben te weinig uren om te experimenteren met de hard- en software
• De leerkrachten hebben geen ondersteuning bij vragen of problemen
• Er is te weinig software die geschikt is voor scholieren en studenten
• Er zijn te weinig lespakketten die gebruikt kunnen worden (en aangepast naar behoefte)
• Er zijn nog geen best practices beschikbaar voor praktische vragen als: hoe stel je de apparatuur op, voor welke leerdoelen is het geschikt, hoe sluit ik de printer aan op het netwerk, hoe verwerk ik de lange printertijd (soms wel een uur) in de opbouw van mijn lessen?

Het volstaat daarom niet om 3D-printen simpelweg toe te voegen aan een bestaand lesprogramma. 3D-printen vraagt om nieuw lesmateriaal en nieuwe didactische modellen die gebruik maken van nieuwe methodieken. Een school kan bij haar voorbereiding gebruik maken van bedrijven die scholen helpen met zowel de techniek, training van leerkrachten en met kant-en-klare lespakketten, zoals Maakonderwijs:  http://www.maakonderwijs.nl/ Er zijn ook scholen die graag gebruik maken van een FabLab in de buurt. FabLabs (afkorting van fabrication laboratory) zijn werkplaatsen waar bezoekers zelf digitale productiemiddelen kunnen bedienen, zoals 3D-printers. Het omgekeerde komt ook voor: de school biedt ruimte aan een FabLab.

Er zijn goede redenen voor een school om 3D-printers aan te schaffen. Het kan een waardevolle toevoeging zijn op bestaande leermiddelen. Misschien kan de printer zelfs wel onderdeel worden van een echt FabLab. Maar een succesvolle toepassing van 3D-printen in het onderwijs vraagt om een goede voorbereiding. In die voorbereiding is aandacht nodig voor: techniek (welke hard- en software), didactiek (hoe ga ik de printer inzetten, ontwikkelen van lesmateriaal), ondersteuning (technische en didactische begeleiding) en onderhoud (reparaties, vervangende apparatuur).