Creativiteit: de zegen komt niet van boven

Christoph Niemann

 

Een tijdje terug werd in gevraagd om een bijdrage te leveren aan een conferentie. Het onderwerp was creativiteit. Dat ik gevraagd was, komt doordat de leerlingen op mijn school best veel producten maken, creatief zijn. Om aan te sluiten bij het thema onderzocht ik heel kort het begrip creativiteit. En wat dat betekent binnen het klaslokaal.

Op hetzelfde moment kreeg ik een fantastisch werkstuk ingeleverd. De creativiteit spatte er vanaf. Het is zo gaaf wanneer leerlingen je verwachtingen overtreffen. Het denken over creativiteit probeerde ik direct te koppelen aan prachtige product dat ik en mijn handen hield. Hoe kan een leerling tot zo’n creatief product komen en welke rol heeft school daarin gespeeld?

Op deze vraag probeer ik in deze post een antwoord te geven.

 

ZOT

Dit is het product wat ik in handen kreeg. Met daarbij een website en nog een los verslag. Allemaal op tijd ingeleverd en met minimale begeleiding. Ik was er direct door gegrepen. Ik zag zoveel samenkomen in dit laatste eindproduct. Zoveel van de projecten die wij met Luka hebben gedaan. En nu paste ze alles toe op haar geheel eigen wijze tot een productierijp eindproduct. Het raakte me echt een beetje. Luka kan zelfstandig leren. Dat vind ik misschien nog wel het mooist.

Definitie creativiteit

Voor de conferentie had ik behoefte aan een definitie van creativiteit. Nu is daar heel veel onderzoek naar gedaan en dus ook veel over geschreven. Je kunt makkelijk heel veel verschillende definities vinden. In dit artikel staat een interessante definitie van creativiteit. Volgens de schrijvers is het een breed gedragen definitie. Ik houd me daar dan maar aan vast.

Creativity is the interaction among aptitude, process, and environment by which an individual or group produces a perceptible product that is both novel and useful as defined within a social group

Sociale context

Creativiteit is interactie tussen aanleg, het proces en de omgeving. Ik zag het het niet direct voor me. Maar het tweede deel wel. In deze post schreef ik al eerder over de sociale context en het product. Uit onderzoek naar creativiteit in het Duitstalige gebied kwam Preiser zelfs tot de conclusie dat creativiteit alleen bestaat in een sociale context. Het is op het niveau van het individu niet te meten is. Ideeën steunen altijd op andere ideeën (kennis) van anderen. Klinkt eigelijk heel logisch.

Kennis, vaardigheden, ruimte

Door mijn hoofd de vele projecten nog eens na te lopen kwam ik tot een inzicht. Zijn vaardigheden, kennis en ruimte niet goede vervangers voor aanleg, proces en ruimte wanneer je creativiteit het klaslokaal inhaalt? Het was me, mede ook door de voortdurende dialoog onder collega’s over de projecten die we doen, al eerder opgevallen dat kennis en vaardigheden aardig voorspellend zijn voor het in staat zijn om tot een goed maakproject te komen. Ik neem hier nu behoorlijk wat vrijheid en vertaal de definitie als volgt:

Creativiteit kan plaats vinden wanneer, kennis, vaardigheden en ruimte samen komen.

Welke kennis, vaardigheden heeft Luka toegepast en hoe heeft ze met de ruimte leren omgaan?

 

Kennis

Het is helder. Hoe meer je weet, hoe makkelijker het is om nieuwe dingen te leren. Je kapstok is gewoon groter. Ik ben voor veel kennis. Als team jagen we onze nieuwsgierigheid na, we lezen wat af, gaan regelmatig naar conferenties. Daarna volgt bijna altijd een idee. Hoe passen we de nieuw verworven kennis toe? Pas wanneer we het doen krijgen we vaak echt inzicht. Hoe je de kennis overbrengt in het klaslokaal is aan elke leraar zelf. Wij zijn denk ik behoorlijk klassiek maar niet conservatief als het gaat om de reguliere lessen. Marten noemt het “De leraar centraal”.

Wat heeft Luka voor kennis nodig gehad om haar tas te kunnen maken?

– Stroomkringen, weerstanden en stroom
– Werking elektronische onderdelen
– Werking van een zonnecel
– Eigenschappen van licht
– Kringlopen in de natuur
– …

Je kan natuurlijk blijven uitweiden maar deze kennis lijkt me zeer duidelijk toegepast in het product.

 

Vaardigheden

Om kennis te kunnen toepassen kun je van vaardigheden gebruik maken. Alleen kennis tot je nemen is zo leeg. Het is fijn en motiverend wanneer je ervaart wat de kennis waard is. Het geeft ook echt een dieper inzicht wanneer je kennis toepast. Of het nu net verworven kennis is of iets dat je al lang weet. Door te maken vergroot je de mogelijkheden van de leerlingen om dit te doen. Je vaardigheden bepalen ook welke mogelijkheden je hebt de wereld tot je te nemen. Een van de belangrijkste vaardigheid gebruik je nu. Lezen. Ik kwam pas deze uitspraak van de Oostenrijkse filosoof Ludwig Wittgenstein (1889 – 1951) tegen:

De grenzen van de taal bepalen de grenzen van de wereld.

Misschien kan je wel zeggen dat de grenzen van je vaardigheden (in algemene zin) de grenzen van jouw wereld bepalen. Wij laten in de onderbouw onze (science) leerlingen met heel veel vaardigheden kennismaken. Houtbewerking, zilvergieten, solderen, programmeren, naaien, borduren, 2D/3D-ontwerpen… Dit gaat vaak heel directief. Om vaardigheden goed aan te leren heb je, net als met kennis, heldere instructie nodig. En wanneer de veiligheid ook nog een rol speelt is het pad helemaal lineair. Geen ruimte voor andere ideeën. Zilvergieten doe je zo, de zaagmachine gebruik je zo. Punt. Daarna volgt altijd een periode met het toepassen van de vaardigheid met een zekere mate van ruimte voor het eigen idee.

Welke vaardigheden heeft Luka gebruikt?

– Solderen
– 2D ontwerpen
– Naaien
– Circuit ontwerpen
– Doormeten van elektronica
– …

 

Ruimte

Het is simpel met ruimte moet je leren omgaan. Dit kan je niet zomaar. In de tweede mocht ik lesgeven aan 2 VWO. Het was een klas met 34 leerlingen en ze waren heel erg goed. Zo goed dat ik snel door m’n repertoire heen was en alleen maar meer van hetzelfde voorschotelden. Het werd saai gevonden. Ik zag wel kans om te versnellen en de leerlingen de ruimte te geven om hun eigen (biologische) interesses na te jagen. Dus doe maar waar je zin in hebt, zoek uit, lees, onderzoek, doe, ervaar, zolang het maar met mijn vak te maken heeft. Het mislukte volkomen. Ze bakten er niets van. Dat lag aan mij. Luka ging maar wat vissen in een vijver. Natuurlijk waren er leerlingen die wel iets meer wisten, maar die waren daar al mee bezig. En van dat toeval moeten we als school niet uitgaan. Wat volgde was een goed gesprek van wat er nodig is om toch goed met de ruimte om te gaan. Het toverwoord is kaders. Ze wilde kaders EN ruimte om zelf te kunnen bewegen. We verzonnen samen de ‘Lever opdracht’. Maak een product waarmee je vijf functies van de lever duidelijk maakt aan een klasgenoot.

Toepassen van kennis over het oor bij de module NLT “Wat zeg je?” van Marten en Arjan.

 

Omgaan met ruimte

Luka heeft in haar route binnen de Populier behoorlijk wat projecten gedaan. Ik denk dat het herhaaldelijk laten toepassen van kennis en vaardigheden binnen een helder kader een bijdrage heeft gegeven aan goed met ruimte leren omgaan. Kennis en vaardigheden zijn hierbij goede voorspellers. Hoe meer kennis en vaardigheden, hoe meer ruimte leerlingen aankunnen. Luka heeft in haar PWS, toch een sluitstuk van een schoolcarrière, laten zien dat zelfstandig te kunnen.

Nieuwe ruimte

Als slotopmerking vind ik het nog wel leuk om te zeggen dat Luka nu aan de decentrale selectie deelneemt om aangenomen te worden bij Industrieel Ontwerp aan de TU Delft. Ze is op zoek naar een nieuwe ruimte. Rolf Hut zegt dat hij profijt heeft leerlingen die gewend zijn om hun kennis toe te passen ipv alleen maar tot zich hebben genomen. Ze zijn gewend aan meerdere routes, meerdere oplossingen. Ik hoop dat dat voor Luka ook geldt. Ik hoor het graag terug.

Hieronder een paar foto’s uit de dummy van Luka. Ik ben een beetje bevooroordeeld…maar dat moet toch haast lukken?

Met deze post hoop ik wat handvatten te hebben gegeven aan het begrip creativiteit. Voor mij helpt het heel erg om het op deze manier te beschouwen. Ik ervaar zelf creatief bezig zijn als hard werken. Een continue proces van afwisselend nieuwe interessante dingen najagen en daarmee bezig gaan, over na te denken. Soms sudderen ideeën zo tijden door.

Misschien is het wel net als met beroemd worden, of de grote mensen versie, impact hebben. Het is zinloos om naar te streven. Het is een bijverschijnsel. Een bioloog zou zeggen, een emergente eigenschap. Dus…werken aan creativiteit binnen school is werken aan een sterk inhoudelijk programma, het aanleren van vaardigheden EN het geven en leren omgaan van ruimte aan leerlingen.

Zoals altijd, commentaar, aanvullingen en leestips, het is allemaal van harte welkom.

Per-Ivar

YouTube kanaal “Bas on Tech”

Mijn naam is Bas van Dijk, ondernemer, software ontwikkelaar en maker.

Ik bied op YouTube videolessen aan over technische onderwerpen zoals Arduino en 3D-printen. Mijn video’s zijn in het Nederlands met ondertiteling, zodat mensen met een gehoorbeperking ze ook kunnen volgen.

Naast de videoserie “Arduino voor beginners in het Nederlands”, ben ik begonnen met het maken van instructievideo’s voor specifieke Arduinoprojecten. In deze projecten wordt de opgedane kennis uit de Arduino voor beginners serie direct toegepast. Een voorbeeld van zo’n project is een Arduino mini-weerstation.

Op dit moment staan er 14 Nederlandse videolessen over de Arduino klaar. Mogelijk dat in de toekomst ook onderwerpen als Raspberry Pi, programmeren en domotica behandeld gaan worden.

Jaren geleden toen ik mijn eerste Arduino kocht had ik maar één doel: zo snel mogelijk een LCD schermpje aansluiten en er een tekst op laten zien. Na allerlei bronnen te hebben geraadpleegd kwam ik er na veel puzzelen eindelijk uit. Ik was als een kind zo blij met die paar letters op een geel schermpje.

Met Bas on Tech wil ik mijn kennis delen zodat ook anderen deze blijheid kunnen ervaren. Ik heb gekozen voor kort en krachtige YouTube video’s, met een duidelijke vaste opbouw en één onderwerp per video. Daarnaast staan onder elke video links naar de broncode en webshops waar de onderdelen te koop zijn.

Ben je nieuwsgierig geworden? Neem dan een kijkje op het Bas on Tech kanaal op YouTube via  http://BasOnTech.nl of abonneer je direct voor de laatste updates. Voor opmerkingen of suggesties kun je altijd een berichtje sturen via YouTube, Facebook of Instagram.

Drie dingen die ik door maakonderwijs heb geleerd

In 2008 startte wij op de Populier met de meesterproef bij het vak NLT (Natuur, Leven & Technologie). In de laatste acht weken van dit vak op de Populier maken de leerlingen iets wat ze willen. Er moet wel een uitdaging inzitten. Het was voor ons de start voor wat we nu maakonderwijs noemen. In 2008 bestond die term nog niet.

In die 10 jaar ervaring heb ik veel geleerd. Eerst vielen hele duidelijk zaken op. Leerlingen zijn geconcentreerd en gemotiveerd bijvoorbeeld. Maar steeds meer vallen me de nuances op. De kleine meer verstopte zaken. Waarom is de ene opdracht goed en een andere niet? Wat zijn de succesfactoren? Het is iets wat me steeds meer bezig houdt. Die ervaringen met maakonderwijs heeft mijn beeld van leren en onderwijs veranderd. En het blijft veranderen…

In deze post belicht ik drie dingen die ik geleerd heb en hoe het mijn kijk op onderwijs heeft veranderd:

  • Leren is een sociale aangelegenheid
  • Geef ruimte aan leerlingen
  • Producten zijn een gestold leerproces

 

Leren is een sociale aangelegenheid

Wat ik heel mooi vind aan maken is dat leerlingen niet alleen op cognitie worden geschud. Er komen met maakopdrachten vaak andere leerlingen bovendrijven dan in mijn reguliere lessen. Of aspecten van leerlingen aan de oppervlakte die je nog niet eerder zag. Dat is niet gek. Er is behoorlijk wat nodig om goed te kunnen maken. Het maken geeft ruimte voor verschillende vaardigheden.

Nieuwe dynamiek
Daardoor lijkt er ook wel meer ruimte voor verschillende leerlingen. Iedereen kan wel iets goed. En dat verandert de dynamiek. Oude patronen vervagen, er ontstaat ruimte. Andersom werkt ook, door maken ontstaat er een andere sociale dynamiek. Misschien omdat niemand al weet hoe de uitkomst wordt van een maakproject, is iedereen meer gelijk aan elkaar.

Sociale structuur
In de FABklas, ons buitenschoolse project, is de enige structuur die we hebben een sociale structuur. We beginnen met elkaar en iedereen vertelt wat je wilt maken. Hierbij geef je aan of je hulp nodig hebt. En we eindigen met elkaar. Iedereen vertelt wat er die dag gemaakt is. Er zijn geen leerjaren en zo kan het zijn dat een meisje uit MAVO 2 de bediening van de lasercutter uitlegt aan een jongen uit VWO 5. Achteraf een gouden greep, denk ik. Wanneer ik terug denk aan de vele projecten die ik heb gedaan valt het ook op. In groepen waar het sociaal al goed in elkaar zit, wordt beter gemaakt.

Onderdeel van een netwerk
Als docent ben je niet altijd meer de expert tijdens het maken. Soms zijn leerlingen in een vaardigheid al verder dan jij. Zo had ik bijvoorbeeld ooit een leerling die 40 programmeertalen beheerste. Tel daarbij op dat bij de vrije opdrachten leerlingen ook dingen maken, spullen gebruiken, waarmee we nog geen ervaring hebben. Je bent en voelt je als docent regelmatig ook een leerling. Al heb je wel merkbaar meer ervaring (met leren) dan de leerlingen. Als docent sta je dus ook in dat sociale netwerk. Juist dat aspect vind ik interessant. Je leert met ze mee. Je bent echt in dialoog.

Leren is een sociale aangelegenheid
Tijdens mijn reguliere lessen ben ik nu veel scherper op dit aspect van het leren. Gek eigenlijk maar ik maakte maar weinig gebruik van het sociale aspect van leren. Nu ik Graham Nuthall aan het lezen ben (“social relationships determine learning“) weet ik zeker dat dat een vergissing was. Leerlingen gebruiken elkaar om te leren. Ze leren van en met elkaar. Veel meer dan wij denken. Bij het maken heb ik dat pas voor het eerst goed gezien. Leren is een sociale aangelegenheid.

 

Leren doe je in een sociaal netwerk waar ik als leraar gebruik van probeer te maken en nadrukkelijk onderdeel van ben.

 

Geef ruimte aan de leerling

Dit is natuurlijk een open deur. Zeker in deze tijd waar gepersonialiseerd leren iets nieuws lijkt. Maar toch, hoeveel ruimte krijgen de leerlingen eigenlijk? Het eerste maakproject met een echt open einde dat ik deed, de NLT meesterproef, kregen de leerlingen meteen alle ruimte. Een berg tijd (24 lesuren) en maak maar wat je wil. Het was puur enthousiasme en ook enorm naïef. Ik denk dat 20% van de projecten tot een goed einde kwamen. Dat was ook deels geluk omdat er toevallig een paar goede makers in die groep zaten. De rest bleef steken in alle andere stadia die er zijn. Sommigen zelfs al bij het idee. Leerlingen de ruimte geven is echt super easy. Ze daarmee goed laten omgaan is extreem moeilijk.

Grootste vrijheid
Inmiddels loopt het project nu 10 jaar en hebben we het veel meer in de vingers. Het is nog steeds binnen onze school (De FABklas is naschools, dus feitelijk geen onderwijs) de plek met de grootste vrijheid. De hoeveelheid geslaagde projecten is echt heel veel hoger. Ik vind dat altijd erg indrukwekkend. Ook omdat alle projecten totaal anders zijn. Hoe komt het dat het nu wel lukt?

De tandem
Het is makkelijk om mee te gaan in het enthousiasme van leerlingen en de meest waanzinnige projecten te verzinnen. Maar het moet ook gemaakt. Deze tandem, tussen idee en product, is de motor van het maakonderwijs. Wat in je hoofd zit naar buiten brengen. Het is feitelijk een grote oefening van toepassen van kennis en vaardigheden. Dit is dan ook een voorwaarde wanneer je je leerlingen de ruimte geeft. Hoe meer kennis en vaardigheden, des te beter gaan ze met de ruimte om.

Doelen stellen
Eén van de eerste dingen die we leerden was het idee van leerlingen klein houden. Het moet snel haalbaar zijn. Dan gaat de motor draaien. En zodra de motor aan is, dan kan er heel veel. Niet zelden moeten we leerlingen naar huis sturen omdat ze gegrepen zijn door hun project. We hebben het dan over dezelfde pubers die thuis te belabberd zijn om een nieuwe WC-rol op te hangen.

Schalen
Zodra je een haalbaar idee hebt kun je gaan schalen. Maak het groter, mooier, gekker, beter, uitgebreider… Ook hier proberen we zoveel mogelijk modulair te werken om zo haalbaar doelen te creëren. (Met een beetje fantasie zou je er de ideeën uit Peak van Anders Ericson in kunnen lezen.)

Begeleiding
De begeleiding hiervan is overigens best een lastig pad. De kunst is het oorspronkelijke idee intact te laten maar het wel zo klein te maken dat het haalbaar en schaalbaar is. Hierbij mag je best kritisch zijn op het idee. Daar wordt het over het algemeen beter van. Dat is iets wat ik heb geleerd tijdens een project met mijn collega kunst, Petra.

Frustratie-mangement
Het laatste punt gaat over frustratie. Eigenlijk kan je de twee vorige punten lezen als frustatie-management. We gunnen leerlingen om steile leercurves te beklimmen maar we maken wel altijd een inschatting, per leerling, of ze in staat zullen zijn die helling te nemen. We proberen het zoveel mogelijk bij de leerling te laten (we zitten regelmatig op ons handen en bijten op ons tong) maar grijpen in wanneer het niet lukt. Na 10 jaar komt het nog steeds voor dat we leerlingen onder- en overschatten. Al is het nu wel een heel klein percentage.

Geef ruimte aan de leerling
In mijn reguliere lessen ben ik steeds vaker op zoek naar manieren om leerlingen ook kennis te laten toepassen waarbij een zekere vrijheid is. Het zijn vaak maakprojecten die meer zijn ingekaderd. Er is een spanningsveld tussen vrijheid en het uitoefenen van controle over de lesstof. Ik vind dit razend interessant en blijf daar voorlopig naar op zoek. Hoe krijg je de motor aan EN doen ze een vastgesteld curriculum? Deze laatste Scratch-opdracht die ik samen met Marten heb gemaakt, is daar een voorbeeld van.

 

Er zit veel waarde (motivatie, eigenheid) in het geven van ruimte aan leerlingen. Hierbij zijn kennis en kunde voorspellende factoren met hoe goed ze met de ruimte omgaan. De begeleiding komt neer op samen haalbare doelen stellen.

 

Oud-leerling en eerste generatie FABklas, Victor Hupe, over ruimte krijgen. 

Een product is een gestold leerproces

Het proces en het product zijn beide belangrijk tijdens maakprojecten. In deze post ga ik eigenlijk nauwelijks in op het proces al is dat ook een interessant overwerp. Het product dus. Zoals Arjan zegt, de producten die leerlingen maken zijn gestolde leerprocessen. Ik vind dat zo’n mooi beeld.

Gestold proces
De producten die leerlingen maken zijn inderdaad gestolde leerprocessen. Voordat ze hun uiteindelijke vorm krijgen is er namelijk heel wat gebeurd. Niet zelden zijn er een aantal versie (prototypes) vooraf gegaan. Wat ik fijn vind is dat het proces, of eigenlijk het leren, zichtbaar wordt. Je kan met en over het product praten.

 

De morse-machine van Mike. Door aan het tandwiel te draaien wordt automatisch S-O-S verzonden.

 

Leren zichtbaar
Een andere fijne eigenschap is dat producten zo goed deelbaar zijn. Je kan laten zien, tentoonstellen, meenemen of een plekje in het lokaal geven. Dat laatste vind ik zelf heel erg fijn. Het maakt namelijk een cultuur van leren zichtbaar. Het is een aanmoediging voor nieuwe leerlingen om ook te maken. Voor mij, de eeuwige zittenblijver zoals Marten het noemt, zijn het vaak ook herinneringen aan leerprocessen en wat ik ervan geleerd heb.

Producent zijn
De vaardigheid om van idee naar iets concreets te gaan is een belangrijke. Het maakt je een producent. Je consumeert niet alleen kennis, je verwerkt het in iets nieuws. Het raakt in ieder geval iets bij een deel van onze leerlingen. Wij herkennen dat. Wij zijn verslingerd geraakt aan hetzelfde gevoel. Het heeft iets krachtigs wanneer je in staat bent je ideeën te verwezenlijken. Of het een belangrijke vaardigheid voor de toekomst is moeten we nog zien. Maar de trots die ik in leerlingen zie, dat is wat mij betreft genoeg.

Waardering voor makers
Door zelf te maken weten leerlingen wat het is om door een creatief proces te gaan. Ze leren vaardigheden (lasercutter, 3D-ontwerpen, programmeren) om hun idee te verwezenlijken en weten hoe lastig een maakproces is. Ik denk, en het is niet meer dan een vermoeden, dat er een waardering ontstaat voor makers en producten. Daarnaast ontstaat er bij sommige leerlingen, dat heb ik gezien, een gevoel dat de wereld maakbaar is. Naar hun hand te zetten is. Dat laatste lijkt me een mooie bijvangst. Ik hoop het zo. De wereld kan best beter.

Een product is een gestold leerproces
In mijn reguliere lessen maak ik steeds vaker gebruik van producten om inzicht te krijgen in wat en hoe leerlingen de lesstof hebben verwerkt. Het geeft echt een inkijk in het hoofd van de leerling. Omdat ze bezig zijn met het maken en dus hun denken ‘op tafel’ ligt is het ook vaak heel makkelijk om bij te sturen.

 

Een product is gestolde kennis en kunde. Het is deelbaar, maakt een cultuur zichtbaar en geeft aanknopingspunten om over het leren te praten.


Verschillende orgaanstelsel op je tafel aan elkaar plakken met rode (zuurstofrijk bloed) en blauwe (zuurstofarm bloed) tape.

Net als bij onze leerlingen heeft maakonderwijs mij als docent ook de ruimte gegeven, me tot een onderdeel van een lerend netwerk gemaakt en de maker in mij weer doen leven. Het is gewoon beter en leuker geworden en dat gun ik iedereen.

Zoals altijd, commentaar is van harte welkom.

Per-Ivar

The Making Of The Kerstkaart…

Kerstmis. Een tijd van tradities. Ook op De Populier en al helemaal bij het Scienceteam. Zo sturen we al vele jaren (zeven?) een kerstkaart naar vele vrolijke contacten die we hebben. Dat doen we ‘makerstyle’ natuurlijk. De eerste bouwpakket-kerstkaart was de kerstboom met een LED in de top. Klik hier om een filmpje te zien en hier voor de Instructable.

Dit jaar doen we geen bouwpakket maar een kaart die al helemaal klaar is. Natuurlijk is de kaart bedoeld als vrolijke groet bedoeld besprenkeld met een boel #liefde maar het is ook altijd een leerproces. Zo ook dit jaar. We gebruikten een nieuwe techniek. We hebben zo’n beetje honderd kaarten gemaakt en de techniek is behoorlijk robuust. Slechts weinig kaarten deden het niet in één keer. Les één: deze techniek is dus betrouwbaar en dat is in onderwijs wel zo plezierig.

Makers zijn delers, dus we delen graag met jullie hoe we dit hebben gedaan. Als je direct het versnelde filmpje wil kijken van het maakproces, klik dan hier.

1 Het ontwerp

Het ontwerp moest aan een aantal eisen voldoen:

  • Het moest een echte kerstkaart worden.
  • Er moest gebruik gemaakt worden van SMD LEDS en een ATtiny85 (microprocessor).
  • De kaart moest vanzelfsprekend van papier zijn.
  • Het mag niet teveel kosten
  • Het moet inspirerend zijn voor de ontvangers om
    • enthousiast te worden/blijven voor maken
    • zelf met deze techniek aan de slag te gaan
  • Het moet niet te groot/zwaar zijn ivm portokosten etc.

Per-Ivar is al een tijdje bezig met het uitsnijden van circuits van kopertape. Na wat geëxperimenteerd te hebben met het zeefdrukken met geleidende inkt (werkt goed maar heeft wat nadelen), was dit een logische weg om bijvoorbeeld de goedkope ATtiny’s te kunnen gebruiken ipv de duurdere Arduino’s. We zijn al enige tijd bezig met vragen rondom diversiteit en inclusiviteit rondom maken en daar hoort bij dat je de kosten zo laag mogelijk probeert te houden om het ook voor kinderen/scholen die niet zoveel te besteden hebben, haalbaar maakt.

De ATtiny heeft vijf bruikbare uit-/ingangen waar we een LED op willen aansluiten, dus Per ontwierp een schema om te gebruiken in een ster met vijf punten. De buitenkant wordt aangesloten op de GND-poort van de ATtiny en de binnenkanten worden aangesloten op de verschillende uitgangen van de chip. Het is een puzzeletje waarbij het vanzelfsprekend van belang is om geen overlappende lijnen te tekenen. Daartoe moest er een onder de chip doorlopen. Dat gaat prima. Je kunt hiervoor elk vector-tekenprogramma gebruiken als CorelDraw of Adobe Illustrator. Per gebruikt Affinity Designer.

(hier een ‘kaal’ ontwerp om zelf aan de slag te gaan)

2 De papieren sterren

We gebruiken rood, stevig papier. We tekenen de ster (we gebruiken hier CorelDraw omdat die zo lekker samenwerkt met de lasercutter) en de tekst. Daarna bewaren we deze twee keer. Bij een van de twee halen we de ster weg. Deze file sturen we naar de printer waar we het rode papier in hebben gestopt. Daarna stoppen we dit rode papier in de lasercutter. We gebruiken de tweede file en halen daar juist de tekst weg. We snijden de sterren met de lasercutter. We kunnen verder.

3 De kopertape

We snijden de ster uit uit kopertape. Dit is tape van koper die aan een kant een lijmlaag heeft. We hebben deze tape gekocht in China bij AliExpres.  Deze tape is 10 cm breed en 3 m lang. Breder is er wel te vinden maar dan wordt het heel erg duur (zoals deze, 20 cm breed, 1 m lang, ongeveer 14 euro). Nu betaal je voor een rol kopertape van 10 cm ongeveer €6,00. Die 10 cm is net te smal om in de lengte in een vinsylsnijder te gebruiken. In de breedte dan maar. Alle ontwerpen zijn op deze manier, met twee tegelijk uitgesneden. We hebben twee rollen opgesneden.

Belangrijk hierbij is de mesdruk. Bij onze snijder (de Roland STIKA, naam: Marleen) verstel je die door aan de meshouder te draaien. Het mesje komt daarmee meer of minder naar buiten. Wanneer het mesje net uit de houder steekt is de mesdruk goed. Het is een kwestie van even testen. Daarna snijd je met een mesje zo’n 50 ontwerpen voordat het bot begint te worden. Er zijn dus twee mesjes bot gesneden.

Wanneer de sterren gesneden zijn, knip je de ontwerpen los van elkaar. Daarna pel je de randen van het ontwerp. Wanneer het ontwerp goed gesneden is, pelt het makkelijk. Je haalt hier de overbodige kopertape weg. Het is even zoeken naar de meest handige manier voor jouw ontwerp. Als dat lukt, pel je met één beweging je ontwerp. Je moet wel altijd blijven opletten. Een stukje dat minder goed gesneden is, zorgt ervoor dat je onderdelen van je ontwerp mee pelt en verloren gaan. EN dat is zonde, vooral van de tijd.

 

Met speciale transfertape breng je het ontwerp in kopertape over op de papieren kerstster. Je plakt een stuk van de tape over het ontwerp. Met de achterkant van een lepel strijkt je over het ontwerp zodat het stevig aan de transfertape komt te zitten. (dit plakt harder dan het stickervel). Hierna trek je het ontwerp van het stickervel af en zit het aan je transfertape. Vervolgens plak je het ontwerp op de papieren kerstster. Weer alles stevig nastrijken met een lepel zodat he goed aan het papier hecht. (kopertape plakt beter aan papier dan de transfertape). We hebben hiervoor transparante transfertape gebruikt zodat we het ontwerp goed konden mikken op de ster.

 

4 Tinkercad

Tinkercad bestaat sinds juni 2011. In eerste instantie bedoeld voor met name kinderen die 3D ontwerpen willen maken, is het, na de overname door AutoDesk in juni 2013 steeds verder uitgebreid. De nieuwste versie van het 3D ontwerpprogramma is zeer bruikbaar en ook de community is zeer druk. Er zijn al meer dan 50.000.000 designs gemaakt de afgelopen jaren. Al enige tijd had AutoDesk ook de online app 123Circuits die begonnen was als circuits.io. Deze is onlangs ondergebracht bij Tinkercad. Dit wordt zo langzamerhand een mooie online suite voor digitaal ontwerpen.

We hebben eerste een virtuele schakeling gemaakt met vijf LEDs, een ATtiny85 en twee CR2032 knoopcelbatterijen (in het uiteindelijke ontwerp hebben we er maar één gebruikt, maar Circuits heeft geen SMD-LEDs in de bibliotheek dus we gebruikten gewone LEDs en die hebben zo’n groot vermogen dat die slechts werken op twee batterijen). De verbindingen leg je door op de poorten te klikken en daarna op de ingang van en LED. Dit hoeft niet zo netjes als hieronder hoewel dat wel netjes is.

Je kunt daarna in blokkentaal, die erg lijkt op Scratch een eenvoudig programma schrijven. Dit programma wordt direct vertaald in Arduino-code. Hiernaast zie een voorbeeld. Als je je een beetje in Scratch hebt verdiept, zie je snel hoe het werkt. “Wait” is een variabele die ik op 300 (ms) heb gezet. Daaronder zie je telkens een pin van de ATtiny worden aangezet en een andere uit. Dit gaat in de volgorde 1,2,3,4,5. Om ervoor te zorgen dat dit programma telkens werd herhaald, hebben we een truc gebruikt: we nemen als voorwaarde in de “Repeat-While” loop op “1=1”.Dit is natuurlijk altijd waar en dus herhaalt het programma dit voor eeuwig.

We kopiëren de door dit programma gemaakte Arduino-code. We starten de Arduino-programmeer-omgeving en maken een nieuw programma waarin we deze code plakken. Nu is het zaak deze code op de ATtiny85 te krijgen.

Het programmeren van de chip gebeurt met een speciale programmer. Deze is ooit ontwikkeld door o.a Jie Qi en nu commercieel te verkrijgen via Sparkfun. In de Arduino programmeeromgeving moet je aangeven dat je de ATtiny85 wil programmeren. Voordat je dat kunt doen moet je eenmalig een aantal zaken regelen. Dit staat hier beschreven.  Dit ziet er wellicht wat angstaanjagend uit maar het is echt alleen maar stappen volgen. Kom je er niet uit, neem dan contact met ons op en dan helpen we je. Als dit allemaal geregeld is en je hebt de ATtiny85 geselecteerd als de chip die je wilt programmeren, dan is het verder een kwestie van het plaatsen van de ATtiny in de programmer, het klikken op Uploaden en na een paar seconde is het gebeurd. Haal de chip eruit, stop de nieuwe erin en weer op Uploaden klikken en je hebt de volgende. Een kwestie van minuten om er 100 te maken.

 

 

5 Solderen

Het solderen van kopertape is een groot plezier. Soldeer vloeit heerlijk uit op het koper en het hecht geweldig. Als eerste moeten het chipvoetje en de batterijhouder waren gesoldeerd. Dat gaat het handigst als je een nette volgorde hanteert:

  • Soldeer een druppel op een plek (de VCC-poort) voor het voetje
  • Soldeer een druppel op een plek (de min) voor de batterijhouder
  • Buig de acht pootje van het voetje naar buiten.
  • Oriënteer het voetje de goede kant op (inkeping boven in ons geval)
  • Leg het pootje rechtsboven op de druppel soldeer en houdt de soldeerbout daar weer op. Het soldeer vloeit weer en als je hem weghaalt, zit dit pootje vast.
  • De andere pootjes zijn nu makkelijk vast te solderen.
  • Buig de voetjes van de batterijhouder voorzichtig naar buiten.
  • Oriënteer de houder de goede kant op (min linksonder in ons geval)
  • Leg het pootje van de min op de druppel soldeer en houdt de soldeerbout daar weer op. Het soldeer vloeit weer en als je hem weghaalt, zit dit pootje vast.
  • Soldeer daarna het andere pootje vast.

 

Voor Surface Mount Diode of te wel SMD-LEDs, zijn best wat mensen bang. Ze zijn klein en lastig te solderen. Wanneer je een paar trucjes weet, valt het eigelijk reuze mee. Het grote voordeel is dat ze reuze goedkoop zijn: voor 100 stuks betaalden we €0,60. Per stuk kosten ze dus nog geen cent. Voor het solderen heb je wel een pincet nodig. Ook die komt van AliExpres. Deze bijvoorbeeld (6 stuks voor €3).

Ook hier een stappenplan:

  • Maak eerst weer een druppel soldeer aan de buitenkant. Doe dit op alle uiteinden.
  • Leg de SMD-LED op zijn plek in de juiste oriëntatie (groen streepje bij de buitenkant). Dit is belangrijk, een LED laat maar naar één kant stroom door.
  • Verwarm de druppel soldeer en de LED zakt in de soldeer. Soldeer daarna de andere kant vast door het koper te verwarmen en dan even de soldeer erbij te houden: de LED zit zo vast.
  • Herhaal dit voor alle vijf de punten.

6 Finishing touches

Wanneer je zoveel handelingen achter elkaar hebt gedaan (tel mee: 100×8 soldeerpunten voor de voetjes + 100×2 soldeerpunten voor de batterijhouder+ 100×10 soldeerpunten voor de LEDs = 2000 soldeerpunten), is de kans groot dat er veel het niet doen. Om te weten of dit het geval is, plaats je de ATtiny in de houder. Daarbij moet je goed opletten wat boven en onder is. Daarna plaats je de batterij.

Ze deden het. Keer op keer.  De enkele die het niet deed daar was een soldeercontact vergeten of losgesprongen. Dit zijn er vijf geweest. De andere 95 vertoonden geen enkel mankement.

Degenen die zo’n kaart hebben gehad kunnen trouwens de ATtiny weer uit het voetje halen en herprogrammeren. Dat kan ook met een Arduino Uno in plaats van een programmer (zie hier). Wellicht een aardige activiteit voor in de kerstvakantie? Je zou kunnen beginnen door ander patronen te programmeren. Of willekeurig, of…of…

Het allermoeilijkste van zo’n kaart is beslissen wie er een krijgt. Voel je vooral niet rot als je er geen hebt gekregen terwijl je er wel op een rekende. Dat ligt aan ons. De Excel file koppelen aan de wordfile en daarna uitprinten op etiketten. Plakken, ster erin, batterij erbij en dichtplakken. De eerste tien enveloppen hadden we dichtgeplakt zonder er een batterij in te stoppen.. Die hebben we voorzichtig opengesneden, batterij erbij gedaan en met ducttape weer dichtgeplakt. De enveloppen bleken een klein beetje te variëren in grootte. Precies rond de breedte van onze ster. Volgende keer iets grotere bestelen dus.

Feestelijk! Dagen werk zit er in het maken van deze kaarten. Wat deden we het graag. Zoveel lol en plezier in het maken. Het maken van een serie levert ook weer inzichten op. De kaart is liefde van en voor ons team, liefde voor techniek, liefde voor het proces, liefde voor onderwijs, liefde voor ons netwerk…het is gewoon een pakketje liefde. Dit zeiden we tegen elkaar toen we 100x een envelop in de brievenbus gooiden. Dat mag…het is kerst.

Het hele proces in een versnelde film van een minuut of vier:

Namens het hele team,

Per-Ivar Kloen
Arjan van der Meij

Bio Sprites

Het idee

Met een vaste set sprites in Scratch (tekeningen van Marten) animeren/modelleren leerlingen biologische begrippen, ideeën, systemen. De animatie mag alleen maar bestaan uit de biologische sprites en gesproken tekst. Hierdoor worden leerlingen gedwongen binnen een vast kader te werken (controle over de stof) en kennis expliciet te maken doordat ze het moeten uitspreken.

Ik denk dat het goed kan werken bij abstracte onderwerpen zoals DNA. Wat heb je dan nodig? (uitgewerkt voor 5 HAVO)

DNA en DNA-replicatie:
Sprites: Chromosoom; Chromatides; De vier nucleotides, A, T, C en G-; Stukje enkelstrengs DNA (waar de nucleotides op passen); Stukje dubbelstrengs DNA (waar de nucleotides op passen); DNA vork (waar de nucleotides op passen); DNA polymerase; Helicase.

Achtergrond: Celkern

Transcriptie en translatie:
Sprites: nucleotide; U- stukje mRNA (waar de nucleotides op passen); 20 aminozuren; stukje tRNA (waar de aminozuren op passen); Ribosoom

Achtergrond: Endoplasmatisch reticulum; een cel.

 

Uitwerking

Het lijkt mij goed om, voordat de leerlingen hun animatie gaan maken, te controleren of ze de verschillende onderdelen kunnen beschrijven. We kunnen een blad maken waarop de onderdelen staan (de sprites) met daarnaast ruimte om het onderdeel te beschrijven. Elke leerling levert dit in (op papier of als huiswerk via google forms) voordat we groepen maken en gaan animeren.
Wanneer leerlingen gaan animeren zorgen we ook voor knipvellen met de sprites erop gedrukt. Misschien ook een knipvel met de verschillende achtergronden. Zo kunnen ze hun ideeën eerst uitproberen een aan elkaar (en de docent) duidelijk maken. Misschien moeten we eerst een storyboard maken?

Het beoordelen doen we met een matrix waarbij we de inhoud en de animatie beoordelen. Leerlingen kunnen eventueel elkaar beoordelen en feedback geven. De feedback kan ook openbaar via de Scratch website.

Het is denk ik ook handig een aantal bij animeren veel gebruikte blokken/acties toe te lichten. Een paar kleine voorbeelden met de sprites. (bv verschuiven, timen van processen, organiseren). Dit kan zowel op papier en via Scratch.

Vragen en opmerkingen:
Het is veel werk om dit goed en mooi te krijgen. Daarnaast moet het ook nog getest worden. Wat is handig om als kern eerst te proberen? Het minimale idee dus.

Er is een lastige balans in de sprites die we aanbieden. Hoe meer detail hoe meer werk het is dat goed te animeren. Een stukje DNA bouwen met losse nucleotides is een crime om te animeren. Een gegeven stukje DNA geeft weer minder begrip van de bouw. Wat is de ideale balans?

In het voorstel staat de HAVO stof. Voor het VWO is er nog meer detail.

Wanneer we tevreden zijn kunnen we dit vaker aanbieden. Met weinig sprites extra kun je bv al mitose en meiose doen.

Dit materiaal is natuurlijk extreem deelbaar (ook een goede workshop mee te doen). Zullen we het al vroeg delen dat mensen kunnen meedenken? Bv dit stuk al. Work in progress.

Zullen we bij de testrondes leerlingen elke keer bevragen naar hun ervaringen? Welke sprite missen ze nog bv.

Is het ook een bruikbaar idee voor Natuurkunde? Vakken/onderwerpen met een tijdlijn werken denk ik goed.

Lijkt me ook eens leuk om ze via sprites discussies le laten voeren. Bv Lamarck met Darwin. Of door de tijd heen, Feynman en Einstein. Nou ja…

 

WIU

Zoals je merkt is dit idee nog werk in uitvoering. We delen het idee iets eerder dan we normaal doen. Misschien levert het wat op, misschien ook niet. We gaan het in elk geval zelf uitproberen. Deze blogpost is het concept document dat ik naar mijn collega’s stuurde. Ze reageerden enthousiast.

Ik nodig je van harte uit om mee te denken en mee te helpen dit uit te proberen. We hebben een probeer-versie gemaakt over een plant. Dit vind je hier. En de sprites op papier hier.

 

We horen graag wat je er van vindt. Commentaar is zoals altijd van harte welkom.

Marten (@mhazelaar)

Per-Ivar (@___pi)

Barometer bouwen

Bij ons op school hebben we in de 2e klas havo en vwo wat techniek geïntegreerd in de natuurkundeles.

Laat je leerlingen dmv een instructiefilm zelf een barometer bouwen met drukdoos.

Wil je het bekijken van de video als huiswerk meegeven dan is dit de link naar de edpuzzle

Benodigdheden zijn:

  • 1 meter staaldraad doorsnede 1 mm of tig alu lasdraad 2,4 mm(wellicht afgekeurd te koop)
  • Aantal stukje rondhout, doorsnede 28 mm (oude gordijn roede) als gereedschap voor het buigen van de spiraal.
  • Stukjes koper wikkeldraad
  • Waterballon (membraan)
  • Urinemonster-doosjes(drukdoos)
  • Diverse gereedschappen platbektang, rondbektang, zijkniptang en lijmpistool

In deze video zie je een klas aan het werk o.a. om de barometer in een drukkamer te testen.

Corné de Boer

Docent Natuurkunde,Scheikunde

http://www.youtube.com/user/alkwinees

Alkwin Kollege, Uithoorn.

Een makerspace?

Logo van de makerspace Stockton University

Wat is een makerspace? Wanneer is een makerspace echt? Makerspaces zijn toch niet nieuw? Moet elke school wel een makerspace? In het maakonderwijslandschap zie ik dit soort vraag wel eens voorbij komen. Dat maakt we nieuwsgierig en dwingt we om de term te onderzoeken zodat ik zelf ook een beeld kan vormen wat er verstaan wordt onder de term “makerspace”.

In deze post ga ik op deze vragen in. Ik probeer orde te scheppen in wat een makerspace is, waarom het nu populair is in de context van een school en welke effecten het kan hebben op het onderwijs.

Al snel kwam ik erachter dat er is al veel geschreven over makerspaces. Veel beter dan ik het kan. Wanneer je de kern wil vatten zijn hier twee stukken die het goed samenpakken. Een blogpost(serie) van Diana Rendina en een hoofdstuk uit een boek geschreven door professor Paulo Blikstein.

Wanneer je daar geen zin in hebt lees dan door. Deze post is grotendeels een samenvatting aangevuld met eigen ervaringen en ideeën.

 

Wat is een makerspace?

Hier volgen een aantal definities wat een makerspace is.

A makerspace is a collaborative work space inside a school, library or separate public/private facility for making, learning, exploring and sharing that uses high tech to no tech tools. – Makerspaces.com

Makerspaces represent the democratization of design, engineering, fabrication, and education. – Make Magazine

Makerspace is more than a space itself, it is a mindset that can and should be taught. – Gerstein

A makerspace is a place where students can gather to create, invent, tinker, explore and discover using a variety of tools and materials.  – Diana Rendina

… [A] space where kids have the opportunity to make – a place where some tools, materials, and enough expertise can get them started. These places, called makerspaces, share some aspects of the shop class, home economics class, the art studio and science labs. In effect, a makerspace is a physical mash-up of different places that allows makers and projects to integrate these different kinds of skills. – Dale Dougherty

Even if you don’t have access to expensive… hardware, every classroom can become a makerspace where kids and teachers learn together through direct experience with an assortment of high and low tech materials. – Gary Stager and Sylvia Martinez

A Makerspace is a metaphor for a unique learning environment that encourages tinkering, play and open-ended exploration for all – Laura Fleming

 

Wanneer is een makerspace echt?

Zoals Diana Rendina als opmerkt, wanneer je de wat de verschillende definities leest kom je vaak drie elementen tegen: een plek, mensen en er wordt iets gemaakt. Zo zijn er dus al heel wat plekken die een makerspace zijn. Een oma die met haar vriendinnen samenkomt om te breien heeft van haar woonkamer een makerspace gemaakt. En laten we breien niet onderschatten, het is pure wiskunde om van lijn een vorm te maken. (Leah Buechley op 1.13:30) Is het dan wel een echte makerspace? Wat mij betreft wel. Omdat naar mijn idee de drijvende kracht achter een makerspace de mensen zijn en nooit de plek of de spullen, kan iedereen zijn eigen makerspace maken. Elke plek waar ideeën vertaald worden naar fysieke producten is een makerspace. Er hoeft geen zaagsel te liggen of gevaarlijk gereedschap gebruikt te worden. Dus kies een quote of verzin er zelf één.

 

Makerspaces zijn toch niet nieuw?

Natuurlijk zijn makerspaces niet nieuw. Toch is er een hang om plekken waar mensen samen komen om te maken een naam te geven. Paulo Blikstein geeft hiervoor een verklaring.

“Every few decades or centuries, a new set of skills and intellectual activities become crucial for work, conviviality, and citizenship—often democratizing tasks and skills previously only accessible to experts.” – Blikstein

Paulo ziet digitale fabricage als een volgend stap in dit proces. Digitale fabricage zoals vinylsnijders, lasercutters en 3D-printers zorgen ervoor dat de afstand tussen idee een product heel klein is geworden. Zo klein dat elke school, elk huishouden, kan produceren.

 

Moet elke school wel een makerspace?

Ik denk het wel. Paulo geeft drie goede redenen aan waarom een makerspace met digitale fabricage een goed idee is voor elke school. Let op, digitale fabricage is niet een voorwaarde maar het geeft wel nieuwe mogelijkheden.

– Het versterkt en vult bestaande vaardigheden aan.(Enhancing existing practices and expertise.)

“One of the first and most striking results of the initial workshops in digital fabrication is that students reported have gained a new appreciation for the ‘manual’ labor they used to do, and also for the occupation of their parents.” – Blikstein

 

– Het versnelt het ontwerpproces en maakt het mogelijk dat leerlingen uitvindingen doen. (Accelerate invention and design cycles.)

“An additional benefit of digital fabrication is that it accelerates the processes of ideation and invention. It eliminates manual dexterity as the “middleman” in transforming an idea into a product, so students can focus their attention on improving the design rather than taking care of mundane issues with the materials—and many more cycles of redesign are possible in the same time interval. Moreover, as I consistently observed, the fact that the products generated in the laser cutter and the 3D printer were aesthetically pleasing had a strong impact in students’ self-esteem— instead of taking home asymmetric and fragile cardboard prototypes, they were building functional 3D objects with a near-professional finish—it wasn’t ‘school stuff,’ it was the ‘real thing.’ “ – Blikstein

 

– Het geeft ruimte voor langlopende projecten en moedigt samenwerken aan. (Long term projects and deep collaboration.)

“We also observed that the establishment of this new space in schools allowed students to engage in intellectual activities and practices that would not be possible anywhere else, and experience new ways of work and novel levels of team collaboration.” – Blikstein

 

Hierbij wil ik nog twee dingen aanvullen: Self-efficacy en delen.

“Self-efficacy, also referred as personal efficacy, is confidence in one’s own ability to achieve intended results.”Wikipedia

Self-efficacy is een Engelse term die zich slecht laat vertalen. (“zelfeffectiviteit” zegt de Nederlandse Wikipedia.) Wanneer iemand een goede Nederlandse term heeft dan graag! Wat mij betreft bindt het de drie redenen van Paulo samen. Leerlingen zien de wereld met andere ogen (maakbaar), hebben vertrouwen dat ze er grip op kunnen nemen (democratisering van het productieproces) en kunnen samenwerken en gebruik maken van elkaars werk (digitaal werk is makkelijk deelbaar en geeft anderen weer ideeën).

 

Mijn conclusie

Of je makerspace nu echt is of niet doet er niet toe. Veeg elke dag het zaagsel bij elkaar of ruim de lego op. Elke makerspace draait om mensen en daardoor zijn ze allemaal uniek. Digitale fabricage voegt veel toe. Het geeft een herwaardering voor ambachtelijk werk, is krachtig in het realiseren van ideeën en vormt een gemeenschap.

Tot slot wil ik nog opmerken dat ik graag zou zien dat scholen maar een onderdeel van het ecosysteem zijn. Bibliotheken, FABlabs, makerspaces, ze spelen allemaal een belangrijke rol om een rijke omgeving voor onze leerlingen te maken. Voor elk kind!

Zoals altijd, commentaar, aanvullingen en verbeteringen, het is allemaal welkom!

 

Per-Ivar Kloen
@___pi

Hier is nog veel, veelal gratis, materiaal te vinden over makerspaces.

Circuitstickers: elektronische circuits uit kopertape

Circuitstickers zijn elektronische circuits uit kopertape gesneden met een vinylsnijder. Het is hele makkelijke en extreem goedkope manier om je eigen circuits te maken. In deze blogpost vind je meer informatie over hoe je deze techniek kunt gebruiken.

Het idee

Het is geen nieuw idee om met kopertape je eigen circuits te bouwen. Een tijd geleden bedacht ik dat je misschien wel kopertape zou kunnen snijden met een vinylsnijder. Het probleem was alleen het vinden van geschikte tape. De beschikbare opties zijn vaak erg duur. Te duur om met hele klassen te werken.

Uit frustratie heb ik toen gezocht naar andere manieren. Ik wilde met name de papieren circuits programmeerbaar maken met een ATtiny. (De ATtiny is een kleine en goedkope programmeerbare chip.) Dat werd uiteindelijk een techniek om circuits te zeefdrukken. Hier vind je de werkbladen. Het programmeren gebeurt met blokken, de drempel is zo heel laag.

Over dit materiaal heb ik met Jeannine Huffman en mede Fablearn Fellow Susan Klimczak contact gekregen. Zij zijn al veel langer bezig met dit soort materiaal en doen geweldig mooie dingen! Ze waren erg enthousiast over de ATtiny breakout. Tijdens Fablearn 2016 heb ik het ze mogen demonstreren. Tijdens dat gesprek zijn we er ook achter gekomen dat de inspiratiebron om met koper een papier aan de slag te gaan voor ons alledrie gelijk is. We zijn gegrepen door het haast poëtische werk van Jie Qi.

 

Susan is met het materiaal aan de slag gegaan en een paar maanden later kreeg ik een tweet waar ze de breakout in kopertape had gemaakt. Wat! Ze gebruikt dit om kleine kunstwerkjes met een boodschap te maken. Te gek! Het solderen bleek ook nog eens goed te werken. Wat een geweldig idee! Ze schreef er een heerlijk gedetailleerde blogpost over. (met tekeningen van Marten!)

Aangemoedigd door de enthousiaste tweets van Susan en nog meer overtuigd van de bruikbaarheid heb ik het idee nog een kans gegeven. De goedkope tape werd gevonden, deze blogpost is het resultaat.

Wat heb je nodig?

Maken gaat over spullen. Centraal bij deze techniek staat natuurlijk de vinylsnijder. Je zou overigens ook best ook met een scherp mesje circuits kunnen snijden. Je kunt met een vinylsnijder natuurlijk nog veel meer dan alleen circuits snijden. Stel je voor dat je T-shirts maakt met daarop de verschillende B- en T-cellen (betrokken bij onze afweer) en leerlingen een afweerreactie laat naspelen. Iets bedenken en later in je handen hebben is sowieso iets heel erg krachtigs. Eigenlijk zou er op elke school een vinylsnijder (PO en VO) moeten staan. Goedkoop en makkelijk in het gebruik. Het is de opstap naar digitale fabricage! Dat heeft zo z’n voordelen, verderop meer hierover.

Om het boodschappen doen makkelijker te maken heb ik hier een lijstje gemaakt. (neus vooral goed rond op internet)

Eenmalig aanschaf:
-vinylsnijder (bestel meteen een extra mesje)
-ATtiny programmer
-pincetten
-voeding (link Ali)
-verloopstuk voeding naar krokodillenbekken
-soldeerbout

Verbruik:
-kopertape 3mm, 5mm en 100mm breed
-transferfolie
-ATtiny
-DIP 8 voetjes
-SMD LEDS 1206
-soldeer

Tips en trucs

Het maken van een circuit bestaat uit vier delen:
– tekenen van het circuit
– uitsnijden in koper
– plakken en solderen
– programmeren van de ATtiny

Tekenen van het circuit
Je hebt een vector tekenprogramma nodig. Daar zijn er genoeg van te vinden. Ik gebruik Affinity Designer voor de ontwerpen en Adobe Illustrator om de vinylsnijder aan te sturen. ik bouw de ontwerpen op uit onderdelen en smelt ze op het laatst samen tot één vorm. Vergeet dat niet te doen anders worden alle onderdelen los uitgesneden.

Uitsnijden in koper
Teken met het ontwerpen niet teveel lijnen dicht naast elkaar. Dan wordt je kopertape kapotgesneden. Lijnen dunner dan 1,5 mm lopen kans om te breken tijdens het snijden.
Omdat we een rol van 100mm breed gebruiken kan je ontwerp maximaal 200mm (breedte van onze vinylsnijder) en 100mm groot zijn. Je hebt altijd wat verlies dus feitelijk nog iets kleiner.

Plakken en solderen
Na het pellen (lukt goed zonder pincet) breng je je ontwerp over met transferfolie. Je plakt het op gewoon papier.
Solderen is heel simpel. De punt van de soldeerbout op de kopertape zetten, even wachten daarna soldeer erbij. Om het voetje en de SMD vast te solderen begin ik met een plasje soldeer op de plek waar ze moeten komen. Daarna leg ik het voetje of SMD LED (pincet gebruiken) op z’n plek. Even de soldeer weer verwarmen en alles vloeit zo aan elkaar.

Het is handig om van wat reststukjes een teststrookje te maken met SMD ledjes erop. Zo kan je alle LEDjes even testen voordat je ze op hun plek soldeert. Je kunt ze daarna vaak ook nog goed testen door even de krokodillen klemmen op de goede plek te houden. Dit kan je al doen zonder dat je een ATtiny hebt geplaatst.

Deze diashow vereist JavaScript.

Programmeren van de ATtiny
Wanneer je nog nooit iets via Arduino IDE hebt geprogrammeerd is dit best een drempel om te nemen. Je moet er één keer doorheen. Het is echt allemaal te doen maar het kost tijd en aandacht. Vraag anders hulp, er zijn echt wel mensen met Arduino-ervaring in de buurt. Je kunt ook een naburig FABlab, bibliotheek of makerspace bezoeken. We hebben in ons land de grootste dichtheid aan FABlabs ter wereld.

Voor het gebruik van de ATtiny programmer volg je deze handleiding.

Waarom?

Misschien is dit niet het beste startpunt om met maken aan de slag te gaan met Maker Education. Ik denk wel dat het veel te bieden heeft om dit te gebruiken binnen je les. Hier zijn wat redenen waarom ik enthousiast ben (viel het al op?) over deze techniek:

Puzzelen
Zoals elke ontwerp- of maak-opdracht heb je te maken met grenzen. Ik denk dat die grenzen heel erg helpen met het creatieve proces. Hier is de ruimte voor je ontwerp beperkt, de ATTiny is best krachtig maar heeft toch ook maar een eindig aantal mogelijkheden. Bij het maken van mijn prototypes ben ik veel aan het puzzelen geweest. Hoe krijg ik voor elkaar wat ik wil? Denken, proberen, weer denken…Dat is een krachtige motor om te leren. Het geeft focus.

Wat mij weer opviel is dat het niveau van begrip echt anders is dan wanneer ik iets van papier tot me neem. Toen ik het schema (voor het charlieplexen) aan het ontwerpen was snapte ik pas echt hoe het werkt. Van papier dacht ik al begrepen te hebben. Fout.

Divers
Zoals vaak met maken kan je het op verschillende manieren inzetten. Je kunt het gebruiken om een techniek te leren. Te leren programmeren, leren een elektronica schema te maken (en begrijpen). Maar je kunt het ook creatief gebruiken. Wat zou je ermee in jouw vak kunnen doen? Met LEDjes het metrum van een gedicht op papier laten aangeven? Leerlingen verzinnen meestal hele onverwachte dingen wanneer ze de ruimte krijgen.

Al is de ATtiny heel klein (tiny, duh..) is er best veel mogelijk! De pinnen zijn aanrakingsgevoelig, je kunt over alle pinnen PWM (waarvan drie software matig) doen. Met Charlieplexing kun je meerdere LED’s aansturen. Kortom er is best wat mogelijk. Aan het einde van deze post staan wat bronnen over de verschillende mogelijkheden van de ATtiny. Ik laat ze hier omwille van de leesbaarheid verder weg.

Het is natuurlijk ook heel goed te combineren met karton. Een ATtiny, een servo, Make Do en karton. De mogelijkheden!

Itereren
Dit is denk ik een heel krachtig punt. Doordat we gebruik maken van digitaal fabriceren kun je snel je idee, je prototype, in handen hebben. Je komt er snel genoeg achter of je idee werkt. Dat is het leuke van maken. Je concepten en ideeën worden echt getest. Klopt het niet? Dan, en nu komt het, heb je binnen minuten een nieuw prototype in je handen. Dit is het grote voordeel van digitaal fabriceren. Het verschuif meer van maakvaardigheden naar denkvaardigheden. Paulo Blikstein noemt het “The Democratization of Invention“.

Dat wil niet zeggen dat maakvaardigheden niet ook belangrijk zijn. Maar om iets te leren begrijpen is het sterk interende karakter van digitale fabricage van grote waarde.

Goedkoop
Wat is goedkoop? Maken kost geld. Het is niet anders. Wat ik hier mooi vind is dat je voor rond de euro een werkend project hebt. Dat zou je aan leerlingen kunnen meegeven. Wanneer ze de chip hergebruiken kan je voor een paar centen meer weer een nieuw project maken. Het is dus letterlijk centenwerk. Ik ken weinig technieken die zo goedkoop zijn.
Ook de eerste aanschaf is erg overzichtelijk. Voor rond de €500 ben je onderweg en kan je nog veel meer dan alleen circuitjes maken.

Toegankelijk
Je las het al tussen de regels. Het 2D tekenen, het programmeren, het gebruik, de vinylsnijder, het is allemaal heel erg laagdrempelig. En omdat het goedkoop is kun je het ook nog herhalen en op verschillende plekken inzetten.

Daarnaast is de #makered gemeenschap heel erg open. Hulp is nooit ver weg.

Verdere ideeën

Via twitter kreeg ik de tip om ipv van een ATtiny een ESP8266 module te beruiken. Iets duurder maar (€1,75 ipv €0,85), veel krachtiger, meer pinnen en WiFi.

Je zou ook heel goed de microbit als brein kunnen gebruiken. Dan kan je met krokodillenklemmen je ontwerp zo aansturen. Meegeven aan huis is dan wel wat lastiger.

Omdat de circuits te buigen zijn opperde Susan om er armbanden van te maken. Je kunt met een knoopcel van 3V de van stroom voorzien. Het fijne is dat je je circuits ook gelijk als ontwerp kunt gebruiken. ik zie mooie patronen voor me met LEDjes ertussen.

Ik zit te spinnen om iets te doen met de touch mogelijkheden van de ATtiny. Je circuit kan dus ook aanrakingsgevoelig zijn. Er zit een mooie opdracht in. Misschien iets met de celonderdelen aanraken waarna een lampje gaat branden bij een tekst die de functie uitlegt.

Hoe zou jij deze techniek willen gebruiken? Laat het me weten. Bijvoorbeeld met een tweet met #circuitstickers. Onderaan deze post staan wat bronnen vol met ideeën!

Zoals altijd, commentaar, aanvullingen en verbeteringen, het is allemaal welkom!

Per-Ivar Kloen
@___pi

 

 

Handleidingen voor papieren circuits en veel voorbeelden van code. klik 

Blogpost over Charlieplexing, een techniek om meer LEDs aan te sturen dan er pinnen zijn. klik

Nog meer ideeën met goedkope materialen, veel handleidingen. klik

Goudmijn aan ideeën en technieken! Pas op! Geeft maakjeuk. klik

Hier een map met een aantal van de ontwerpjes. klik

Maakfestival Onderwijs komt eraan!

Leuk nieuws! We hebben zojuist gehoord dat we in 2018 een waanzinnig mooi maakfestival mogen gaan organiseren, met een stevig onderwijsprogramma, inspirerende projecten voor in de klas en internationale sprekers uit de Maker Education. Ons plan is als een van de drie door het Ministerie van OC&W geselecteerde voorstellen uit de bus gekomen.

Het maakfestival toont het beste dat Nederland Maakland te bieden heeft. Van DIY-uitvindingen (Do-It-Yourself) tot cutting edge technologische ontwikkelingen. Van beginnende maker tot professional. En talloze best practices vanuit alle onderwijsniveaus. Het is een viering van ons mooie onderwijssysteem en de creatieve, technische maakindustrie die Nederland rijk is. En biedt een krachtige impuls om die sectoren te verbinden en te versterken.

3D-printen, robots maken en besturen, hacken, installaties bouwen, exposities, workshops, masterclasses, Maak-Challenges, rondleidingen, demo’s, lezingen, discussies, ontmoetingen en live entertainment. Professionals vanuit het onderwijs, uitvinders, doe-hetzelvers, ambachtslieden, wetenschappers, kunstenaars, makers, leerlingen en studenten laten zien wat ze maken en delen ideeën, kennis en kunde.
Met als doel: het onderwijs te inspireren om maken, creativiteit en de technologie van de 21e eeuw een plaats te geven in de hele onderwijsketen.

Het evenement is ontwikkeld door een consortium van partners uit het onderwijs, bedrijfsleven, bibliotheken, maker movement, media en festivalorganisaties.

De partners zijn:
Fabklas
Frysklab
Stichting Fablab Benelux
Hogeschool Arnhem Nijmegen
Maker Festival Twente
Amsterdam Maker Festival
Eindhoven Maker Faire
Future Flux Festival
Ultimaker
Klooikoffers
Waag Society

Een robot. Of niet.

Tijdens de tweede dag dat ik bezig was met dit project, daagde het me plotseling. Ik maak een robot! Even zoeken op Wikipedia:

Een robot is een programmeerbare machine die verschillende taken uit kan voeren. Hierin verschilt hij van een numerieke machine, die is geprogrammeerd voor één taak. In de praktijk betekent het dat een robot voor verschillende toepassingen kan worden ingezet, waar een numerieke machine slechts één (deels variabele) taak kan uitvoeren. Een robot kan soms zelfs van grijper wisselen, om verschillende taken uit te kunnen voeren. De robotica is de tak van de wetenschap die zich met het ontwikkelen en bestuderen van robots bezighoudt.

Mm. Misschien is toch gewoon een numerieke machine. Hoe dan ook. Ik maakte weer eens iets. Ik schreef er een Instructable over. die je hier kunt lezen. Daarin staat hoe je er zelf ook een zou kunnen maken. Er zijn er echt die dat willen. Kijk maar hieronder (van Facebook).

Een andere reactie was: “Je hebt zeker teveel tijd?” Ik had dat wellicht uitgelokt want ik schreef dat de rust van de eerste dagen van de vakantie me dit hadden opgeleverd. Maar eigenlijk ijshut precies andersom. Ik heb te weinig tijd. Het maken van zo’n apparaat, dat, daar is geen twijfel over mogelijk, geen echt nut heeft, doet een heleboel met me. Ik doe dat graag. Heel graag. Drie dagen, bijna alleen in een lege school met alleen maar piepende, knarsende en vastlopende apparaten om me heen, geen tijd nemend om koffie te halen, een oud broodje knagend, terwijl ik met mijn andere hand code zit in te voeren. Waarom?

Het antwoord daagde me ongeveer op hetzelfde moment dat ik realiseerde dat ik een robot aan bouwen was. Ik heb er zoveel plezier in vanwege drie dingen:

  1. Het is heel fijn om eens wat langer aan een ding bezig te zijn
  2. Het is heel plezierig om eens wat echt af te kunnen maken, een eindproduct te kunnen opleveren.
  3. Het is lekker om weer eens wat te leren, om je vast te bijten in iets en daar, met alle tegenslagen die je ook hebt, gelouterd uit te komen.

Het geleerde/het plezier

Puntsgewijs een aantal zaken die ik geleerd heb en waar ik plezier aan heb beleefd:

  • Maken met iemand (lees Rolf) in de buurt die iets beter kan maken, is een zegen. Even wat kunnen vragen, gewaarschuwd worden voor valkuilen, andere zienswijzen, ervaringen horen, allemaal helpt het niet alleen praktisch maar het geeft ook wat vertrouwen in de goede afloop.
  • Wij zeggen vaak tegen mensen die met Maakonderwijs aan de slag willen: “Gewoon beginnen!” En: “Ga zelf lekker eens wat maken.” En ondertussen vergeten wij zelf dit ook wel een ste doen en zien we op tegen een groot project. Niet doen. Gewoon durven en het aangaan. Natuurlijk heb ik, zoals elke maker, een kast vol geniale maar niet afgemaakte maakproducten. Maar soms lukt er een, en de euforie en die dat oplevert is heel plezierig. Verder leverde het me ook weer nieuwe inzichten op (die je nu leest) die ik weer kan gebruiken elders in het onderwijs.
  • Lang achter elkaar aan een ding bezig zijn, levert heel veel op. Het heeft me weer aan het denken gezet. Tegenwoordig ligt de focus in het onderwijs weer steeds meer op “gewoon lesgeven“, Directe Instructie, geen gedoe of “onwetenschappelijke flauwekul”. Mensen die vorig jaar nog dweepten met keiharde onderwijsvernieuwing zijn de conservatieven van dit jaar. En ik begrijp dat goed, ik geloof ook erg in de expert, en dat je geen maffe experimenten met de leerlingen moet uitvoeren. Er zijn een heleboel charlatans die om heel uitlopende redenen het onderwijs willen kantelen. Daar heb ik ook niks mee. Maar ik moest denken aan wat mijn oud-leerling tijdens zijn TEDx talk in Delft zei: “Vier dagen school, een dag maken wat je wil.” Het zou voor mij een zegen zijn, echt goed werken. Ik ga dekomende tijd eens nadenken of dit voor alle leerlingen geldt.
  • De beschikking hebben over gereedschap en materialen is een voorwaarde. Drie dagen heb ik opgesloten gezeten in de Maker Space van mijn school: De Populier in Den Haag. Met tot mijn exclusieve beschikking: een 3D-printer, een lasercutter, allerhande handgereedschap, een soldeerbout, heel vee electronica-spullen, lijm, etc. Ik durf wel te stellen dat wij de best geoutilleerde School Maker Space hebben in het land. Zonder kan zeker ook. Maar wanneet je iets maakt, of, beter, iets laat maken, dan moet je er dus proberen voor te zorgen dat datgene wat je nodig hebt, er is. Dat betekent dus ook dat als je iets laat maken, je moet doormaken of in ieder geval doordenken wat er gaat gebeuren. Ik realiser me dat dit toch echt een lastige kan zijn als je maakonderwijs wil gaan geven. Het kost tijd om zoiets voor elkaar te krijgen en het verdient continue zorg.
  • Ik was en ben sceptisch over het gebruik van 3D-printers in het onderwijs. Ik denk nog steeds dat je, zeker als basisschool, je weinige geld beter kunt besteden aan ander gereedschap. Lees mijn opiniestuk daarover hier en (nog helderder) Marten Hazelaar’s illustratie daarvan hier. Maar! Een van de argumenten tegen het gebruik van een 3D printer is een beetje minder heftig geworden. Ik ben namelijk begonnen met 3D ontwerpen in Tinkercad. En dat is zo langzamerhand een programma dat toegankelijk is voor “normale mensen”. Het vergt enige hulp van een expert en wat tijd maar dan kun je toch best aardige dingen maken die ook goed printbaar zijn. Let op: ik denk dat het voor een leerling van de basisschool nog steeds wat hoog gegrepen is om iets te maken dat echt iets doet. Een huisje, een auto oid, dat gaat nog wel. Maar een nuttig ontwerp zoals bij mij de knop, vergt vaardigheden die denk ik wat ver staan van een gemiddelde basisscholier. Er zullen er overigens heus wel een paar zijn die het wel kunnen. Dus: ik zie kansen. Verder blijft het een ingewikkeld apparaat dat meer liefde nodig heeft dan menig school kan geven en is ie ongelooflijk traag. Nog steeds. Maar in je eentje gaat het dus wel. Ik hoop dat het een opstapje is naar en volwassen 3D ontwerp programma als AutoDesk Fusion 360. We gaan het zien.
  • Coderen, programmeren: hoera! Iets typen op je scherm, op verzenden drukken en dat een apparaatje dan gaat doen wat jij wil. Het is natuurlijk geen magie, sterker nog, het is wellicht het tegenovergesteld: doordat je zo precies moet werken (vergeet maar eens een “;”) weet je exact wat er gebeurt. Maar een feest was het wel, het moment dat ik in het ritme van het draaien van de servomotor voor het eerst “Vader Jacob” herkende. Laat staan het moment dat ik, op woensdagmiddag om een uur of twee, alleen op De Populier samen met de ploeterende roostermakers, voor het eerst de muziek hoorde. Als Sander Dekker toen even uit zijn toren in de binnenstad van Den Haag keek (wij hebben een directe zichtlijn op het Ministerie van Onderwijs) had hij me kunnen zien stralen. Er wordt veel gesproken, en terecht, over het nut van programmeren. Elk jaar horen we de noodklok over het schrikbarende tekort aan programmeurs en dat is inderdaad niet mooi. Maar als je mij vraagt of leerlingen zouden moeten leren programmeren dan zeg ik: “Ze moeten zeker allemaal eens de kans krijgen om dit te doen.” Het zet namelijk een deur open waarachter prachtige dingen te maken zijn. En dat mag je, vind ik, de leerlingen niet ontzeggen. Het is op zijn minst een gereedschap dat waar we hen de beginselen van moeten laten zien en ze mee laten werken. Zoals ik ook vind dat je een hamer moet kunnen hanteer, een boormachine en dat je 2D moet kunnen tekenen in een tekenprogramma op de computer en je Excel enigszins moet kunnen gebruiken. Maar met name de fysieke verbinding tussen het typen op je toetsenbord, het weergeven van je code op je scherm en het uiteindelijk laten bewegen van een motortje (of het aanzetten van een lampje, het maken van een geluidje) is extreem bevredigend en leidt to, en dat willen we natuurlijk, een behoefte om daar verder mee te gaan, om meer te leren.
  • Wiskunde is mijn (ietwat geheime) liefde. Nu heb je bij een project als dit vooral veel aan goede rekenskills. De juiste plek zoeken voor een gaten het doosje voor het vastzetten van de servomotor m.b.v. de datasheet vergt vaak wat getallenwerk. Maar! Bij het ontwerpen van de adaptor tussen de servomotor en de draaiknop kwam een beetje elementaire wiskunde goed van pas. Het was namelijk zo dat de knop, die ik volledig moest namen voor mijn ontwerp, inkepingen heeft, die, bij nauwkeurige bestudering, een deel van een cirkel zijn. Geen halve cirkel, maar een kleiner deel. In Tinkercad werk je met geometrische figuren die of optellen of aftrekken van je design. In dit geval moest ik dus een deel van een cilinder aftrekken van een grote cilinder. Maar om dit netjes en zorgvuldig te doen, het moet namelijk wel passen natuurlijk, is het noodzakelijk om de straal/diameter van de cilinder die je er af gaat trekken, te weten. Maar die is niet direct meetbaar. Ik kon wel, met de schuifmaat (wat een fijn apparaat is dat!) de diepte en de breedte van de inkeping meten. En daarna had ik dus een beetje wiskunde nodig!
  • Nooit af is goed. Rolf, die heel veel weet, wees me, bij het maken van de swagometer, al eens op een fenomeen dat iedereen die iets ingewikkelds maakt wel kent maar wellicht niet onder de juiste naam: feature creep. Wikipedia zegt:

    Feature creep, creeping featurism or featuritis is the ongoing expansion or addition of new features in a product,[1] especially in computer software and consumer and business electronics. These extra features go beyond the basic function of the product and can result in software bloat and over-complication, rather than simple design.

  • Als het werkt, denk je snel:”Als ik dit dit er nu bij doe, dan wordt het nog beter. je kan je daarin verliezen en ooit een eindproduct maken. Dat heb ik niet gedaan en dat is ook niet verstandig. Maar af is ie niet. Er kunnen nieuwe liedjes in (net bedacht ik dat een toonladder ook wel mooi is), of hij kan aan het begin even zijn range laten horen. Verder zou ik de robot wellicht willen uitbreiden met een volumeregelaar, misschien moeten er twee naast elkaar staan of beter drie, dan kunnen ze akkoorden spelen, een slidegitaar solo maken? Afijn. Teveel om op te noemen. En dat is leuk. Een open eind houden, het nooit afmaken.

Ik zou nog wel even door kunnen gaan (een soort feature creep voor blogposts) maar dat ga ik niet doen. Wat ik in ieder geval weer, tot mijn groot genoegen, aan den lijve heb ondervonden, is dat ik veel geleerd heb. En dat ik dat dus heel leuk vind.