Een ijsvogel inspireerde snelle treinen, klittenband begon bij plantenhaakjes en dieren zitten vol slimme oplossingen waar ontwerpers graag naar kijken. In deze challenge kiezen kinderen een bijzondere eigenschap uit het dierenrijk en bouwen daarmee een eigen technisch ontwerp.
De kinderen maken kennis met biomimicry: technische oplossingen bedenken door te kijken hoe natuur en dieren problemen oplossen. Ze onderzoeken eigenschappen van bijvoorbeeld een gekko, ijsvogel, haai, uil of ijsbeer en kiezen één principe als inspiratie voor een ontwerp. Vervolgens bouwen ze met eenvoudige materialen een prototype en testen ze of hun idee werkt.
Maak informatiekaarten over vijf of zes dieren met één duidelijk technisch kenmerk per dier en leg verschillende bouwmaterialen klaar. Kies proefopdrachten die veilig en uitvoerbaar zijn met papier, karton, tape, rietjes, stof en andere lichte materialen. Maak vooraf duidelijk dat kinderen het principe van een dier gebruiken en geen echt dier nodig hebben voor het onderzoek.
Vraag de kinderen of mensen volgens hen iets kunnen leren van een haai, uil of gekko wanneer ze een machine ontwerpen. Laat een paar dierkaarten zien en bespreek kort opvallende eigenschappen, zoals stille uilenvleugels of gekkovoeten waarmee een gekko goed kan klimmen. Leg uit dat ontwerpers soms precies zo werken: ze kijken naar een slimme oplossing uit de natuur en vertalen die naar techniek. Vandaag worden de kinderen zelf zulke ontwerpers.
Voorbeelden dierkaarten
Uil: stille vlucht
Uilen hebben bijzondere veren die helpen om tijdens het vliegen weinig geluid te maken. Laat kinderen een papieren zwever ontwerpen die zo rustig en stil mogelijk door de lucht beweegt. Ze kunnen experimenteren met verschillende vleugelvormen en zachte randmaterialen.
Gekko: grip
Gekko’s kunnen dankzij de structuur onder hun tenen uitstekend grip krijgen op veel oppervlakken. Laat kinderen testen welke materialen veel of weinig wrijving geven en daarmee een schoenzool of grijpoppervlak ontwerpen. Gebruik alleen droge, veilige oppervlakken.
IJsbeer: isolatie
Een ijsbeer heeft een dikke vacht en vetlaag die helpen warmte vast te houden. Teams ontwerpen een omhulsel voor een ijsblokje en testen welk ontwerp het smelten het meest vertraagt. Gebruik bijvoorbeeld wol, papier, folie, katoen en karton.
IJsvogel: gestroomlijnde vorm
De snavel van een ijsvogel heeft een vorm waarmee het dier snel het water in kan duiken. Kinderen ontwerpen een voorwerp dat zo soepel mogelijk door lucht beweegt of met minimale spetters in een bak water valt. Houd waterproeven klein en werk altijd boven een opvangbak.
Gordeldier: bescherming
Een gordeldier gebruikt harde platen als bescherming rondom zijn lichaam. Kinderen ontwerpen een lichte beschermconstructie voor een rauw ei of ander breekbaar testvoorwerp dat een kleine, veilige val moet doorstaan. Gebruik bij voorkeur een kunststof oefenei wanneer beschikbaar om rommel te beperken.
Haai: slim oppervlak
De huid van een haai heeft een bijzondere microscopische structuur die invloed heeft op hoe water langs het lichaam beweegt. Kinderen ontwerpen verschillende oppervlaktestructuren op een model en vergelijken hoe gemakkelijk deze door water of langs een glad oppervlak bewegen. Het gaat om inspiratie uit het principe, niet om het exact nabootsen van echte haaienhuid.
Stap 1: Kies je dier
De teams bekijken verschillende informatiekaarten en kiezen één dier dat hen inspireert. Bijvoorbeeld een uil vanwege zijn stille vlucht, een gekko vanwege sterke grip, een ijsvogel vanwege zijn gestroomlijnde snavel, een haai vanwege zijn huidstructuur, een ijsbeer vanwege isolatie of een gordeldier vanwege bescherming. Laat ieder team in één zin formuleren welke eigenschap zij willen gebruiken.
Stap 2: Bepaal het probleem
Het team kiest een eenvoudige technische uitdaging die bij hun dier past. Een uilenteam kan bijvoorbeeld proberen een papieren zwever zo stil mogelijk te laten landen, terwijl een ijsbeerteam een verpakking maakt die een ijsblokje zo lang mogelijk beschermt tegen warmte. Geef voor iedere dierenkaart één mogelijke opdracht, maar laat ruimte voor een eigen idee.
Stap 3: Maak een eerste ontwerp
Kinderen schetsen hun oplossing voordat ze gaan bouwen en geven aan waar de inspiratie van het dier zichtbaar is. Ze kiezen materialen en verdelen taken binnen het team. Stimuleer eenvoudige prototypes die binnen de beschikbare tijd daadwerkelijk getest kunnen worden.
Stap 4: Bouw en test
De teams bouwen hun prototype en voeren een afgesproken test uit. Het isolatieontwerp krijgt bijvoorbeeld een ijsblokje, een gripontwerp wordt op een veilige gladde helling getest en een zwever wordt steeds vanaf dezelfde hoogte losgelaten. Laat kinderen resultaten noteren en vooral goed kijken naar wat wel en niet werkt.
Stap 5: Verbeter
Na de eerste test krijgt ieder team tijd om één of twee dingen aan het ontwerp te veranderen. Daarna voeren ze dezelfde test opnieuw uit en vergelijken ze het resultaat. Tot slot presenteren de teams hun dier, technisch principe, prototype en belangrijkste verbetering aan de groep.
Makkelijker: Geef ieder team een vaste dierenkaart met een vooraf gekozen opdracht en drie beschikbare materialen. Zo kunnen ze vooral bouwen en testen.
Moeilijker: Laat teams zelf bepalen welk probleem met de gekozen diereneigenschap opgelost zou kunnen worden en formuleer vooraf meetbare testcriteria.
Variatie of extra uitdaging: Laat teams hun prototype ruilen met een ander team. Het andere team test het ontwerp en geeft één praktische verbetersuggestie voordat de ontwerpers hun laatste versie bouwen.
Laat ieder team in maximaal twee minuten presenteren waar hun idee vandaan kwam en wat tijdens het testen veranderde. Bespreek dat een prototype niet perfect hoeft te werken om een goed experiment te zijn; juist mislukte onderdelen laten zien wat er verbeterd kan worden. Vraag welk dier volgens de kinderen de slimste technische inspiratie bood. Ruim daarna samen alle prototypes en testmaterialen op.
In een grote groepsruimte of atelier waar teams ieder een eigen werkplek hebben. Zorg voor een aparte testzone voor water, vallen of bewegende prototypes. Een deel van de testfase kan buiten plaatsvinden wanneer daar meer ruimte beschikbaar is.
Cognitieve ontwikkeling
Kinderen onderzoeken hoe eigenschappen van dieren vertaald kunnen worden naar technische oplossingen. Ze doorlopen een ontwerpcyclus, vergelijken testresultaten en gebruiken die informatie om hun prototype te verbeteren.
Sociaal-emotionele ontwikkeling
Kinderen werken samen aan een gezamenlijk ontwerp en leren omgaan met ideeën die niet meteen blijken te werken. Ze verdelen rollen, nemen beslissingen en geven elkaar praktische feedback.
Motorische ontwikkeling
Tijdens tekenen, knippen, bevestigen en bouwen oefenen kinderen nauwkeurige fijne motoriek en technische handvaardigheid. Het testen vraagt daarnaast om gecontroleerd omgaan met materialen en proefopstellingen.
Taalontwikkeling
Kinderen bespreken technische problemen, formuleren oplossingen en leggen verbanden tussen hun dier en ontwerp uit. Tijdens de presentatie leren ze hun werkwijze en resultaten helder verwoorden.
Rekenontwikkeling
Kinderen kunnen tijden, afstanden, aantallen of andere eenvoudige testresultaten meten en vergelijken. Ze gebruiken deze gegevens om te beoordelen of een tweede ontwerp beter werkt dan het eerste.
