Die Weber School ist eine private High School der jüdischen Gemeinde in Atlanta, Georgia, die Schüler der Klassen 9 bis 12 betreut. Mit einem außergewöhnlichen Vorbereitungsprogramm für das College zieht sie seit 25 Jahren Schüler an, die Verbindungen zur jüdischen Gemeinde haben und sich auf einem Weg zur Universität befinden. Aus einer ursprünglichen Abschlussklasse mit 5 Schülern ist The Weber School auf über 300 Schüler angewachsen. 2024 werden es 72 Abschlussjahrgänge sein.
Innerhalb dieser renommierten High School befindet sich die Daniel Zalik Academy of Science, Technology, Engineering and Design (DZA). Dieser Makerspace ist so konzipiert, dass er die Inspirationsquellen widerspiegelt, die dahinter stehen: das Makerspace-System des MIT und The Invention Studio an der Georgia Tech.
Es gibt so viele Menschen, denen die DZA ihre Existenz verdankt. Es ist nach Daniel Zalik benannt, einem starken Unterstützer des STEM-Bereichs und einem humanitären Helfer, der glaubte, dass Technologie die Welt verbessern kann. Er ist der verstorbene Bruder David Zalik, dessen Frau Helen Zalik die Gründerin der Zalik Foundation ist. Diese Stiftung stellte den Zuschuss für die Daniel Zalik Academy zur Verfügung.
Zwei Menschen hatten die Vision, STEM an die Weber School zu bringen. Einer war Rabbi Ed Harwitz, Schulleiter, und der andere war Michael Karlin, ehemaliger Vorsitzender des Kuratoriums.
Und Chris Chapman, Direktor für Design und Technologie, hat vor Ort gearbeitet, um das möglich zu machen. Er hatte das Invention Studio an der Georgia Tech gesehen und erkannte den immensen potenziellen Nutzen, den die Entwicklung eines Entwurfs- und Ingenieurprogramms mit sich bringen würde, das den Schülern auf Highschool-Niveau die technischen Fähigkeiten vermitteln würde, um eine zukünftige Karriere als Ingenieur und Designer einzuschlagen. Das war zu einer Zeit, als er an der Weber School 3D-Druck- und Mathematikunterricht gab.
Das DZA wird jetzt unter der sorgfältigen Leitung eines leidenschaftlichen Teams geführt. Zum Team gehören neben Christopher Madi Anderson, Direktorin für Bildungsbetrieb und Gemeinschaftspartnerschaften, Adna Muliawan, Direktorin für Wissenschaft, Forschung und Unternehmertum, und zwei DZA-Lehrerinnen und stellvertretende Laborleiter, Cathey Chapman und Alex McIntyre.
Direktor für Bildungsbetrieb und Gemeinschaftspartnerschaften
Die DZA hat derzeit 11 3D-Drucker, die an 3DPrinterOS angeschlossen sind. Dazu gehören 10 Prusa MK3 und ein Harzdrucker — ein Formlabs 3+. Dies ist eine beeindruckende Flotte für jede High School, und sie arbeiten an einer Kultur, in der ein 3D-Drucker im Klassenzimmer genauso üblich und normal ist wie ein normaler Drucker. Diese Kultur spiegelt sich in ihren beeindruckenden 3D-Druckzahlen wider: Seit dem Start im Jahr 2019 mit 3DPrinterOS zur Verwaltung ihrer 3D-Druckerflotte haben jährlich mehr als 200 Einzelbenutzer mehr als 2400 3D-Drucke in 3D gedruckt. Und sie haben beim 3D-Druck mehr als 10.000 Stunden lang 94 kg Filament verwendet!
Die Lehrer der Weber School haben den 3D-Druck bereitwillig auf inspirierendem Niveau in ihre Projekte und ihren Lehrplan aufgenommen. Sie haben ihn in so unterschiedliche Fächer wie Geschichte, Judaistik, Naturwissenschaften und Mathematik integriert. Sie führen es in Studios durch, die wiederum einem Architektur- und Designstudio nachempfunden sind, das man normalerweise an einem College findet, in das Studenten kommen und für eine bestimmte Einheit lernen. Es gibt ein Studio für technische Planung, ein Programmierstudio und schließlich ein Abschlusszeugnis für Senioren, in dem die Studierenden aus allem schöpfen, was sie in den letzten 3 Jahren gelernt haben.
Dieser Schlussstein ist ein einjähriges Projekt, an dem sie normalerweise in einer Gruppe arbeiten. Die gemeinsame Arbeit hilft den Schülern, sich gegenseitig zu begeistern und Rechenschaft abzulegen, wenn sie in ihr letztes Schulsemester kommen, und beinhaltet daher auch Elemente des Projektmanagements.
Viele Lehrer an der Weber School unterrichten mehr als ein Fach, und der Makerspace durchzieht viele Aspekte ihres Lehrplans. Einige der jüngsten Erfolge sind Christopher zu verdanken, der ein Geometrie-Programm unterrichtet. Er lässt seine Schüler anhand von Geometriebeweisen einen Mini-Wolkenkratzer bauen, und natürlich muss jedes Stockwerk parallel verlaufen. Er unterrichtet auch fortgeschrittene Schüler in einem Kurs über Infinitesimalrechnung mit mehreren Variablen. Er ließ seine Klasse Brücken bauen, die zwar nur etwa 16 Zoll groß waren und aus 1/2-Zoll-Dübeln und Holzleim bestanden, aber mindestens 50 Pfund Gewicht tragen mussten. Die Siegerbrücke kam zum Einsatz und konnte unglaubliche 750 Pfund an statischer Belastung aushalten!
Dieses praktische Erfahrungslernen macht so viel Spaß und die Schüler der Weber School lieben es. In ihrem Physikunterricht werden jeden Herbst kleine Katapulte mit Laserschneidern und Graveuren gebaut, und dann drucken sie einen Mini-Kürbis als Projektil in 3D.
Im Geschichtsunterricht mussten die Schüler vor Kurzem ein Imperium schaffen, einschließlich seiner Kultur und seines politischen Systems, das auf alten Imperien basiert. Das Projekt beinhaltete die Herstellung von „Artefakten“ wie einer Flagge oder einem Schild in der DZA. Ein Student druckte ein Schiffsmodell in 3D. Wie Madi betont, ist dies eine Möglichkeit, die Kinder, die die kreative Seite lieben, auch für den akademischen Bereich zu gewinnen.
Ein einzigartiges Merkmal der Weber School und der DZA ist das, was sie ihre X-Blocks nennen. Dabei handelt es sich um im Stundenplan festgelegte Sprechstunden, an jedem einzelnen Tag von Montag bis Donnerstag, zu denen die Kinder kommen und ihren Lehrern Fragen stellen können, und zwar eine Stunde lang vor und nach der Schule. Während dieser beiden Zeitblöcke ist das DZA immer geöffnet. Es ist eine großartige Zeit für Schüler, an ihren Klassenprojekten auf den 3D-Druckern zu arbeiten, aber nicht nur an Klassenprojekten - Kinder sind herzlich eingeladen, einige persönliche Projekte zu machen. Viele Schüler stellen kleine Statuen oder andere Gegenstände her, die ihren Leidenschaften und Interessen entsprechen.
In ihrer Erklärung, warum sie die Schüler ermutigen, ihre eigenen Projekte zu erstellen, geht Madi auf die Grundlagen des Lehrens und Lernens ein. Sie weist darauf hin, dass man vor allem in der K12-Umgebung versucht, die Fähigkeiten zu entwickeln, aber mehr noch, man versucht, Leidenschaft und Interesse zu wecken. Sie sagt: „Wenn du ein kleines Kind bist, lernst du Sprache. Du lernst Sprache nicht, um eine Arbeit zu schreiben; du lernst Sprache, um zu kommunizieren. Und genau das schaffen wir, ihre STEM-Sprache, indem wir diese ausgeklügelten und unterhaltsamen Projekte durchführen.“ Diese Fähigkeiten werden später bei Robotik-Wettbewerben und irgendwann in ihrer Karriere zum Vorschein kommen, aber die Leidenschaft entsteht zuerst, und Leidenschaft ist das, was die Schüler in erster Linie brauchen, wenn sie sich für Ingenieurwesen, Design oder Naturwissenschaften entscheiden.
Viele der Projekte an der Weber School drehen sich um Behinderungen und darum, für jemand anderen als Sie selbst zu entwerfen. Madi sagt: „Jeder möchte für sich selbst entwerfen, weil er sich selbst kennt.“ Es kann aufgrund des Unbekannten eine Zurückhaltung geben, etwas für jemand anderen zu entwerfen. Durch das Anbieten von Kursen, die Design Thinking beinhalten, führen die Studierenden eine Menge Nutzerforschung durch, angefangen bei der Erstellung einer Persona bis hin zur Befragung von Nutzern und Interessenvertretern. Ein Projekt, an das sie sich erinnert, war ein Tool für eine bestimmte Person im Rollstuhl, und die Schüler entwickelten einen maßgeschneiderten Greifer für diese Person. Die Schüler mussten die Bedürfnisse der Person verstehen, das Werkzeug entwerfen und es mithilfe der 3D-Drucker herstellen.
Für die Schüler war es aufschlussreich zu verstehen, dass jede Person mit einer Behinderung in der Regel ein einzigartiges Bedürfnis hat. Es gibt keine Standardlösungen, die sofort verfügbar sind, aber das ist das Schöne am 3D-Druck: Dateien können für eine neue Verwendung angepasst werden, anstatt jedes Mal von vorne beginnen zu müssen.
Für die Schüler war es auch ein Augenöffner, dass sie die Macht haben, etwas für jemand anderen zu schaffen. Auf der Highschool-Ebene könnte es das erste Mal sein, dass ein Schüler erkennt, welche Macht er hat, um das Leben eines anderen positiv zu beeinflussen.
Madi ist begeistert von ihrer Arbeit für Young Women in STEM. Eine Herausforderung besteht darin, den Studierenden zu vermitteln, was STEM ist und was nicht, und Stigmatisierungen und vorgefasste Meinungen zu überwinden. Sie weist darauf hin, dass die Schüler oft nicht erkennen, dass genau die Aktivitäten, die sie bereits lieben, unter die breite STEM-Kategorie fallen. Kleine Kinder lieben Blöcke, Legos und Basteln, aber irgendwann kommen die Schüler auf die Idee, dass Bauen gleichbedeutend mit fortgeschrittenem Mathematik und Naturwissenschaften ist, und das schreckt viele Schüler ab. Eine schwierige Erfahrung in Mathematik kann zum Beispiel ein junges Mädchen dazu bringen, zu glauben, dass STEM nichts für sie ist. Mit Leidenschaft und Geduld zieht Madi die Schüler an und begeistert sie für den 3D-Druck, für das Bauen und Gestalten. Sie sagt ihnen: „Nur weil wir ein Akronym verwenden, heißt das nicht, dass es Mathematik und Naturwissenschaften sind. Es ist zugänglich.“ Und manchmal weist sie die Schüler darauf hin: „Hey, das ist STEM. Du glaubst nicht, dass es so ist, weil es Spaß macht.“
Nach ihrem Abschluss an der Georgia Tech mit einem Abschluss in Industriedesign begann Madi mit dem Szenendesign für Dreharbeiten und wechselte dann als Laborleiterin an die Weber School. Eine Pause vom Makerspace gab ihr einen hautnahen Einblick in den 3D-Druck, wie er in der „realen“ Welt verwendet wird, wo sie ihre Fähigkeiten und Erfahrungen mehrere Jahre in der Luft- und Raumfahrtindustrie einsetzte. Obwohl sie die intensive industrielle Seite genoss, nutzte sie die Gelegenheit, als sie sich bot, um eine erfüllende Rolle an der Weber School als Leiterin für Betrieb und Öffentlichkeitsarbeit am DZA zu übernehmen. Sie sorgt dafür, dass das Labor reibungslos funktioniert, und baut Partnerschaften mit anderen Schulen und externen Programmen auf. Eines, das derzeit in Arbeit ist, arbeitet mit einigen K-Through-8-Programmen zusammen, sodass ihnen der Makerspace für außerschulische Programme und mehr zur Verfügung stehen kann.
Die Weber School hat erkannt, wie wichtig es ist, dass die breitere Community in den Makerspace kommt. Es gibt das ganze Jahr über Tage, an denen sie das Labor nicht nur für Schüler, sondern auch für ihre Eltern und Großeltern, ihre Freunde und Bekannten öffnen. Es bietet eine solche Gelegenheit, Kontakte zu knüpfen, Dinge gemeinsam zu machen, und die meisten Eltern hätten keinen Zugang zu dieser Art von Makerspace gehabt, als sie selbst Schüler waren.
Als Madi 2019 an der Weber School anfing, wurde ihr gesamtes 3D-Druckprogramm mit SD-Karten ausgeführt. Sie nutzten 3D-Drucker von Prusa, das bedeutete ein ständiges Hin und Her beim Hochladen vom Prusa Slicer auf eine SD-Karte und dann beim Transport zum 3D-Drucker. Die Schüler fügten ihre Daten und die Druckdetails in eine Zwischenablage ein, einschließlich der Zeit, die der Druck dauern würde. Die Mitarbeiter mussten sich abmelden, um sicherzustellen, dass jedes Projekt startklar war.
Dadurch war es sehr schwierig zu kontrollieren, wie viel einige Schüler in 3D drucken durften. Die Weber-Schule ermutigte die Schüler zwar (und tut es immer noch), den Makerspace zu nutzen, um persönliche Projekte zu erstellen, aber einige Schüler brachten ihre Innovation und Kreativität auf die nächste Stufe und stellten riesige Mengen kleiner Statuen her... um sie an andere Schüler zu verkaufen!
Christopher Chapman, der Regisseur, der den Makerspace ins Leben gerufen hat, fand schließlich 3DPrinterOS und sie verwenden es seitdem erfolgreich. Wie Madi sagt: „Es gibt uns vollen Zugriff, volle Kontrolle. Es ermöglicht uns, Benutzer hinzuzufügen. Es ermöglicht uns, von zu Hause aus zuzuschauen, sodass wir einen Druck beginnen können und dann nicht am nächsten Tag reinkommen und feststellen, dass es abgestürzt ist und tot auf dem Boden liegt.“
Jetzt wird den Schülern von Anfang an beigebracht, 3DPrinterOS zu verwenden. Madi zeigt ihnen, wie man sich einloggt, und fügt sie dem System hinzu, um sicherzustellen, dass sie alles haben, was sie brauchen. Von da an können die Schüler ihre eigenen Arbeiten in die Warteschlange stellen, und bei Bedarf können die Verwaltungsmitarbeiter sie überprüfen, bevor sie sie ausdrucken. Die 3DPrinterOS-Plattform sendet eine E-Mail an den Schüler, wenn es Probleme mit dem Druck gibt, z. B. wenn der Druck auf halbem Weg storniert wird.
Madi sagt, dass 3DPrinterOS für sie ein Lebensretter war. Es hat den Arbeitsaufwand für einen erfolgreichen 3D-Druck drastisch reduziert und den Schülern viel mehr Autonomie über ihre eigenen Projekte gegeben.
Wir haben Madi um ihren Rat für jemanden in ihrer Position gebeten, der einen Makerspace betreibt, aber neu bei 3DPrinterOS ist. Ihre Antwort war eindeutig: Nutzergruppen nutzen.
Die Art und Weise, wie sie es eingerichtet hat, bedeutet, dass Lehrer und Mitarbeiter alle Privilegien haben. Sie können 3D-Drucke nach Bedarf abzeichnen. Aber es gibt noch eine andere Gruppe, die ebenfalls alle Rechte hat: die Laborassistenten. Diese Studenten verfügen über ausreichend Ausbildung und Erfahrung, um Designs bearbeiten zu können, und können 3D-drucken, ohne die Erlaubnis des Personals einholen zu müssen. Dies hat den Druck erheblich verringert, da das Personal über mehr Bandbreite verfügt, um Studenten mit wenig oder keiner Erfahrung die Unterstützung zu bieten, die sie benötigen.
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