In eerste instantie is de tekening een noodzakelijk middel om een product te kunnen maken, met andere woorden: het is een instrument voor communicatie en oriëntatie (Van Oers, 1988). Als ontwerptekeningen door leerlingen gebruikt worden om bijvoorbeeld een ontwerp te bespreken, dient het als instrument voor communicatie met elkaar en oriëntatie op wat de te nemen stappen zijn. Ontwerptekeningen kunnen tevens ingezet worden om het ontwikkelen van beroepskennis te bevorderen, waarbij technische inzichten en schoolvakkennis worden geïntegreerd. Door samen te ontwerpen tijdens een bouwproces, kan dieper begrip ontstaan van de basisstructuur van het product. Studenten leren bijvoorbeeld dat onder het product “fiets” ook concepten als “overbrenging van krachten” en “snelheid” liggen. Een tekening helpt de ervaring van de leerlingen in de praktische context te plaatsen binnen een theoretische context (Van Schaik, Terwel & Van Oers, 2014; Schaap; Van Schaik & De Bruijn, 2014).

In recente publicaties spreekt men ook wel van boundary crossing, wanneer er grenzen tussen domeinen en vakken overschreden worden. In dit onderzoek gaat het om twee grenzen:

• De grens tussen de gesimuleerde en de werkelijke praktijk
• De grens tussen de praktische problemen bij het ontwerpen en de bètaconcepten om die problemen op te lossen

Er is hier sprake van de leermechanismen reflectie en transformatie. Vooral door het gezamenlijk reflecteren op de tekeningen leren leerlingen ook vanuit een andere dan de praktische context naar een probleem te kijken, doordat het begrip van en het perspectief op het product expliciet worden (Bakker & Akkerman, 2014).

De ontwerpopdracht voor de vmbo bovenbouwleerlingen had een competitief element, omdat de prototypes werden beoordeeld door:

1. kinderen die de driewielers op praktisch gebruik testten
2. een vakjury bestaande uit experts die de technische aspecten en de geschiktheid voor de doelgroep beoordeelden

Voor de docenten was een didactisch instrument ontwikkeld, bestaande uit ‘prototypelessen’ die naast of geïntegreerd in de praktijklessen konden worden gegeven. Docenten legden in plenaire lessen de verbinding tussen het ontwerp, het bouwproces en de gecodificeerde kennis die daarbij van toepassing was (Van Schaik et al., 2014). Met behulp van video-observaties zijn de interacties rond de tekeningen geanalyseerd. Daarnaast werden de tekeningen die leerlingen gedurende het proces maakten gecategoriseerd naar de functie die ze in het ontwerpproces vervulden.

Op twee scholen leek het ontwerp- en productieproces het meest op dat van professionele productontwikkelaars. Dat wil zeggen dat de ontwerptekeningen als instrumenten gebruikt werden, zoals dat ook zou gaan in de praktijk van productontwikkeling. Op één school hielp de docent om schoolvakkennis aan beroepskennis te verbinden, door de ontwerptekening op de computer te analyseren op relevante wiskundige kennis. Op een andere school werd via een eerste schets van een bouwtekening kennis benoemd die van belang is voor een praktische taak: aan een leerling werd uitgelegd hoe hij hoeken eenvoudig kon berekenen met behulp van een formule.

Grenzen oversteken
De leerlingen moesten, soms letterlijk, de grens oversteken tussen theorie en praktijk (Bakker & Akkerman, 2014). Leerlingen liepen bijvoorbeeld met de tekening naar een ander lokaal. Op de meest effectieve scholen gebruikten leerlingen in de werkpleksimulatie de eigen ontwerptekeningen om het prototype zelf geproduceerd te krijgen. Deze ontwerptekeningen bleken verder uitgewerkt te zijn en langer deel uit te maken van het proces. Deze ontwerptekeningen dienden als instrument op basis waarvan wiskunde werd geëxpliciteerd en aan praktische handelingen werd verbonden. Zo werd een aanzet gegeven tot het ontwikkelen van beroepskennis, waaronder bètaconcepten.

De docenten gebruikten vervolgens die ontwerptekeningen om de leerlingen verder te laten komen in het productieproces. De pedagogisch-didactische rol van de docent in het begeleiden van praktijkopdrachten is daarmee gericht op het maken van ontwerptekeningen, omdat dit aanknopingspunten geeft voor het recontextualiseren en zodoende beroepskennis te ontwikkelen. Met die kennis leren leerlingen kijken als een professional en kunnen ze de grenzen tussen de simulatie en de werkelijkheid en de grens tussen praktijk en theorie oversteken.

Leraar die de tekening als tool gebruikt om leerlingen verder te helpen in de praktijk