Blog Layout

Meccano revival

Gerard Boeijen

Sinterklaas 6 december 1952

Vol verwachting klopt ons hart als we ’s ochtends in alle vroegte naar beneden sluipen om ons te laten verrassen door de cadeaus die de Goede Sint voor ons op de tafel heeft ‘gereden’. Mijn deel van de cadeaus is afgebakend met een rechtopstaand opengeslagen kleurboek. Ik zie het meteen: MECCANO!

Boven op de Meccanodoos staat een door de Sint gemaakt model van een betonmolentje. De Sint had de moeite genomen om het model in elkaar te zetten, zodat het een aantrekkelijker cadeau werd. Fantastisch! Ik voel de opwinding nu nog bij de gedachte aan die ochtend. Menig ingenieur of machinebankwerker heeft hiermee de grondbeginselen van de werktuigbouwkunde ingesleten gekregen.

Wat je er van leert

Meccano begint met het maken van een model aan de hand van een bouwtekening. Het lezen van zo’n tekening is een vaardigheid die van groot belang is in de techniek. Je krijgt 3D inzicht: wat zit vóór, wat zit achter en in gedachten moet je het model kunnen ‘draaien’. De tekening vergelijken met het door jou gemaakte model, fouten leren zien, onderdelen herkennen, het juiste onderdeel uit de doos halen, enz.

Het systeem van bout en moer is nog steeds een van de belangrijkste manieren om een verbinding te maken. Het voordeel boven andere methoden is dat je er maar 2 stuks gereedschap voor nodig hebt in de vorm van sleutels. En het is een handmatige manier van verbindingen maken. Vandaar dat deze methode zo goed is toe te passen bij een constructie bouwdoos. Een kind kan de was doen.

De niet te stoppen teloorgang

Het bouwen met boutjes en moertjes is dan wel technisch gezien een prima methode, maar vraagt veel motorische vaardigheden van kinderen. Meestal moet vader of opa helpen met het bouwen en pas in de middelbare schoolleeftijd is er zoveel ervaring opgedaan dat het bouwen zelfstandig kan. Een groot deel van de jeugd is dan al afgehaakt. Toen was daar opeens LEGO!

Dat was andere koek: klik, klik, klik en hup daar had je al een modelletje in elkaar. Lego nam een grote vlucht. Andere makers van bouwdozen maakten het bouwen ook eenvoudiger.

In de loop der jaren heeft Meccano gepoogd het materiaal te moderniseren. Het succes was wisselend. Het sleutelen met boutjes en moertjes bleef een handicap. Het grote voordeel van Meccano is dat het levensechte modellen oplevert die ook echt werken en die ook geprogrammeerd kunnen worden. Door de sterke metalen onderdelen en de stevige nauwkeurige tandwielen en het motorgamma dat in de loop dar jaren is toegevoegd, is het mogelijk om de meest uitgebreide modellen te maken.

Sinds een paar jaar zijn de modellen gemoderniseerd. Het ‘sleutelen’ is vereenvoudigd door de boutjes met een imbuskop uit te voeren. En de vierkante moertjes liggen veelal in de stroken en platen, zodat ze niet meedraaien bij het aandraaien van het boutje.

Van betonmolen naar Robot

Het vereenvoudigen van het bouwen bleek niet genoeg om de belangstelling van de jeugd te krijgen. Even belangrijk als het vereenvoudigen van het bouwen lijkt de context van de modellen. In een tijd van computers, iPads, smartphones, Wii’s en Xboxen voelt een kind zich eerder uitgedaagd door het bouwen van een robot of transformer dan door een model van een betonmolen. Dus de context is de sleutel tot de techniek.

Het onderwijs kan een bijdrage leveren aan het uitdagen en interesseren van de leerlingen voor techniek, juist in de gevoelige leeftijd van de basisschool. Een robot die je kunt programmeren past heel mooi in het STEM (Science Technology Engineering Math) programma van het onderwijs. Daarbij sluit het goed aan bij de doelen 1 t/m 4 van het Techniekpact 2020. De Meccano makers hebben dat in 2015 ingezien en hun best gedaan om de scholen iets aan te bieden dat direct inzetbaar en niet te duur is. Zie ook de website van Meccano.

Micronoids en Meccanoids

Na het bouwen van de robot kan men deze met behulp van een aantal knoppen bovenop programmeren. De robot kan o.a. lopen, draaien, praten, dansen op muziek en de kleur van de ogen veranderen. De robot kan ook de stem of een ander geluid opnemen en afspelen. Wonderlijk om te zien hoe kinderen van 7 jaar al in staat zijn om de robot te programmeren.

Programmeren met software

Meccano heeft een manier gevonden om te laten zien dat een robot een machine is die je met behulp van geprogrammeerde instructie dingen kunt laten doen die jij wilt. Na het installeren van het softwareprogramma Micronoids op een computer met Windows, is het mogelijk om je eigen ‘programma’ te schrijven met behulp van het slepen van instructie icoontjes. Vervolgens kan dit programma in de robot geladen worden door deze aan te sluiten op de computer via de USB poort. Druk op de groene knop en de robot doet wat jij hebt geprogrammeerd.

Het kind ziet dan direct het verband tussen datgene wat wij onder programmeren verstaan en hetgeen de robot daarna doet! Daarmee wordt de essentie van geprogrammeerde instructie toegepast en begrepen.

Proefdraaien

En een heel belangrijke functie is niet vergeten. Na het programmeren volgt het proefdraaien (simuleren) en eventueel aanpassen van het programma. Je kunt direct zien en horen of je de juiste instructie hebt gegeven door deze op het scherm uit te voeren, alvorens het programma te downloaden naar de robot. Dus eerst programmeren zonder dat de robot is aangesloten en dan vervolgens de robot aansluiten en het programma downloaden. De leerlingen kunnen programmeren en dit programma later naar de robot downloaden. De programma’s blijven gesaved op de computer.

Conclusie

Kijken we naar wat er aan de ‘oude’ Meccano leerzaam is en wat het verschil met de ‘moderne’ Meccano is, dan lijkt vooral de moderne context voor kinderen uitdagender dan de oude.

Ook in de moderne Meccano kan een model gebouwd worden vanaf een 3D tekening met wat meer hulp. Dus tekening lezen, ruimtelijk inzicht en andere techniek vaardigheden kunnen met de moderne Meccano worden aangeleerd. Het grote verschil is dat de context van de modellen beter aansluit bij de huidige belevingswereld van het kind en dat spelenderwijs wordt kennisgemaakt met de essentie van het programmeren.

Ik begrijp wel waarom dit speeltuig de winnaar van het jaar 2015 is geworden. Ik zou als docent onmiddellijk aan de slag gaan met dit betaalbare speeltje. En misschien dat de meisjes ook worden aangetrokken door een pratende en dansende robot waarmee ze en passant leren programmeren.

Nieuwer bericht >

U bent wellicht ook geïnteresseerd in

Blogs

Wat André Kuipers ons oplevert

door Gerard Boeijen • 26 jul., 2019

André is een van de weinige mensen op aarde die heeft ervaren hoe het is om in het heelal te leven en te werken. Als klein jongetje kreeg hij van zijn tante stripboekjes over leven in de ruimte, dat prikkelde zijn fantasie en hij droomde ervan om vanuit de ruimte naar de aarde te kunnen kijken. Met passie vertelt hij op een bijna metafysische toon wat voor gevoelens het bij hem opriep toen hij vanaf 400 km hoogte naar de aarde keek. Die kostbare mooie blauwe wit-geaderde bol in de ruimte. En hij memoreerde de gevoelens van nietigheid als mens in het heelal, maar bleef ook aandringen dat we respectvol moeten omgaan met deze aarde. “Het enige huis in het heelal voor ons mensen, voor zover we weten”. Hij illustreert zijn verhaal met prachtige foto’s van de aarde en van het International Space Station (ISS). Zie ook deze time lapse. “Ruimtevaart is spannend en exotisch, maar je komt ook allerlei verschillende soorten techniek tegen, van communicatie tot raketten en van voedsel tot de medische wetenschappen,” legt Kuipers uit. Welk nut heeft ruimtevaart? In een aantal publicaties gaat NASA in op de toepassingen van het onderzoek dat in het ruimtevaartprogramma gedaan wordt. Op het gebied van gezondheid en medicijnen, transport, veiligheid, consumentenproducten, energie en milieu, informatie technologie, industriële productie. De onderzoeken die door de astronauten in het ISS worden gedaan hebben veel nieuwe technologische toepassingen opgeleverd. De tweede missie van André Kuipers was een lange missie. Zo'n lange missie staat in het teken van wetenschap, technologie en onderwijs. André voerde ruim dertig wetenschappelijke experimenten uit. Daarnaast was hij zelf proefkonijn bij onderzoek naar bijvoorbeeld hoofdpijn en rugpijn in de ruimte, botontkalking en de ontwikkeling van spiermassa. André liet in zijn gastcollege zien welke experimenten hij en zijn twee medeastronauten deden. Bijvoorbeeld het meten van de druk in de oogbol of het meten van de zuurstofopname na inspanning. Ook de onderzoeken voor de missie naar Mars hebben veel toepassingen buiten de ruimtevaart opgeleverd. Een paar voorbeelden: Software en algoritmes ,ontworpen om 3D beelden door de Mars-rover te nemen, worden nu ingezet om 3D streetview opnamen te maken van de hele aarde. Deze toepassing om ruimtelijke versies van de oppervlakte van de aarde te maken, kan zowel door de overheid als door particulieren en bedrijven worden benut. Google maakt er gebruik van voor het programmeren van haar zelfrijdende auto. Veel astronauten lijden, vooral in het begin van hun missie, aan insomnia (slaapstoornis). NASA’s biomedisch research instituut aan de State University van New York heeft onderzoek gedaan naar de relatie tussen het evenwichts- en gehoororgaan en slaap. Onderzoek naar slaapstoornissen van astronauten heeft geresulteerd in de ontwikkeling van een audio app die slaapstoornissen zou kunnen verhelpen. André laat zien dat slapen in de ruimte iets heel anders is dan op aarde: er is geen zwaartekracht en dus kun je niet lekker liggen en je instoppen. Je slaapt staand of op je hoofd, want er is geen onder en boven. NASA deed ook onderzoek naar schokabsorberende systemen nodig bij de lancering van raketten, vooral vlak vóór de lancering, bij het terugtrekken van de armen en de torens die de raket vasthouden. Op basis van deze technologie zijn schokabsorberende systemen ontwikkeld voor gebouwen in aardbevingsgebieden zoals Tokyo en San Francisco. Planten werden meegenomen naar de ruimte om te bestuderen wat het effect van gewichtsloosheid op de groei is. Luchtbehandelingsinstallatie, bedoeld om de ethyleen dat door planten wordt geproduceerd uit de lucht te halen, heeft nu een toepassing gekregen op aarde. De techniek wordt gebruikt om in ziekenhuizen en kantoorgebouwen de lucht vrij te houden van de gevreesde MRSA en E. colli bacteriën. NASA concludeerde in 2015 dat er in bijna 500 gevallen sprake is van transfer van kennis en toepassingen die hun weg vinden naar de maatschappij. Dat er tienduizenden banen worden gecreëerd, even zovele levens gered, miljarden kosten gereduceerd en miljarden opbrengsten gegenereerd. André Kuipers laat er in zijn gastcollege geen twijfel over bestaan dat zijn missies zeer zinvol waren en dat de toekomstige missies dat ook zullen zijn. Waar of onwaar? Het dagblad NRC Next heeft op verzoek van enkele lezers de uitspraak van kamerlid Afke Schaart op waar of onwaar getoetst in haar rubriek Next checkt van 9 juli 2012. De onderzoekers komen tot de volgende conclusie: “Op basis van het beschikbare onderzoek beoordelen wij de bewering van VVD-Kamerlid Afke Schaart dat iedere euro die we in de ruimtevaartsector investeren ons minstens 2,2 euro oplevert als waar”. Het voornemen tot bezuiniging op de bijdrage aan ESA werd ingetrokken. Op dit moment geeft Nederland 136 miljoen euro aan ESA. Terug op aarde Op de vraag van een van de aanwezige kinderen wat hij het meest miste in de ruimte, antwoordde André: “In de ruimte is geen natuur, ik ben terug op aarde eerst met mijn kont in het gras gaan zitten en heb genoten van de geur van vers gras.” En op de vraag wat hij het meest mist terug op aarde, antwoordde hij: “ Het zweven in de ruimte.”

Techniek in het basisonderwijs

door Gerard Boeijen • 25 jul., 2019

Wetenschap en techniek hebben een grote invloed op het leven van de mens. Dat betekent ook dat het onderwijs een taak heeft om alle leerlingen daar kennis van te laten nemen.

Techniek ook voor zmlk

door Gerard Boeijen • 21 jul., 2019

De grootste groep leerlingen in het voortgezet onderwijs bestaat uit kinderen die het niveau van voorbereidend beroepsonderwijs (vmbo) of hoger (havo en vwo) aankunnen.