Module ‘Zeilboot ontwerpen’ – beter bekend als ‘Bootje bouwen’

Probleemoplossend denken en handelen, avontuurlijk leren, leren in de praktijk; scholen willen dit in hun onderwijsprogramma opnemen en dagelijks in hun school toepassen. Hoe pak je dit aan als docent? Ontwerpend leren is een manier om hier vorm aan te geven. Aan boord doen we dit bijvoorbeeld bij de module ‘zeilboot ontwerpen’. Aan de hand van de ontwerpcyclus leren de trainees hoe theorie de praktijk ondersteunt. Ze gebruiken natuurkundige principes zoals krachten, momenten en de wet van Archimedes in hun ontwerp.

 

 

De trainees bouwen een zeilbootje, met als doel het winnen van een zeilrace. De races zijn altijd spannend: welke boten blijven drijven; welke varen vooruit; welke varen rechtop? In de afgelopen jaren zijn er al zo’n 100 bootjes gemaakt en getest. Niet alleen de trainees hebben hiervan geleerd, ook de docenten hebben geleerd het proces steeds beter te begeleiden, zodat de trainees de relatie tussen theorie en praktijk zelf ervaren en begrijpen.

 

 

Net zoals de trainees de ontwerpcyclus doorlopen, is deze module elke reis verder ontwikkeld. Zo is gekeken naar hoe de theorie wordt aangeboden in combinatie met het ontwerpproces en welke materialen geschikt zijn voor een snelle ontwerpcyclus. In het begin werkte we bijvoorbeeld nog met purschuimblokken als romp. De trainees schaafde deze blokken af tot de rompvorm die ze wilden en smeerden de romp in met een muurvuller. Hierdoor werd de boot zwaarder en stabieler. Maar in deze methode konden de trainees hun romp tijdens het ontwerpen niet testen. Nu werken we vaak met chipsbussen, veel tape en de ‘bak met zooi’: touwtjes, saté prikkers, stukjes hout, … (alles wat in een keukenla en een rommelschuurtje ligt). De trainees kunnen na elke aanpassing hun bootje testen – in een emmer of naast het schip wanneer we stil liggen. Korte feedbackloopjes zijn bij ontwerpend leren heel belangrijk. Door het testen zien trainees direct of hun ontwerp zich gedraagt zoals ze hadden verwacht. Wanneer het bootje bijvoorbeeld ondersteboven vaart, kijken trainees, onder begeleiding van docenten, hoe dit komt; de relatie tussen theorie en praktijk wordt zichtbaar. Bijkomend voordeel: bootjes die ondersteboven varen komen steeds minder voor. De meeste trainees genieten ervan om op deze manier bezig te zijn. Soms kost het zelfs moeite om de trainees te laten stoppen met knutselen.

 

De trainees beginnen niet zomaar met bouwen. Elke opvolgende ontwerpstap wordt gecombineerd met een stukje theorie. Het eerste natuurkundige aspect dat behandeld wordt, is wet van Archimedes. In plaats van deze wet op het bord te schrijven en erover te vertellen, krijgen de trainees klei en een berg moertjes. De opdracht is: maak van klei een rompvorm waar zo veel mogelijk moertjes in kunnen zonder te zinken. Door te testen en na te bespreken, omschrijven de trainees zelf de wet van Archimedes. En voor de trainees die willen is er nog een verdiepende vraag (vaak uit de nationale wetenschapsquiz, waar bijna altijd een vraag over de wet van Archimedes gesteld wordt).

 

De module is zo opgebouwd dat de lessen flexibel ingezet kunnen worden. Wanneer er minder tijd is voor de module, worden sommige verdiepende lessen weggelaten. Na elke les kunnen de trainees weer verder met hun ontwerp. Zo beginnen ze met de romp en bouwen een steeds completer zeilbootje. Na de ontwerpcyclus een aantal keer doorlopen te hebben, wordt het definitieve ontwerp op de proef gesteld tijdens de race. En hier gaat het natuurlijk om het winnen van de eeuwige roem.