Danmarks Fysik- og Kemilærerforening
Didaktik

Robotter i undervisningen: Vi kan lære sammen med eleverne

Af Lars Christian Slyngborg, lærer
Fable-robotten fra Shape Robotics

Mange lærere vil sikkert kunne huske og genkende synspunktet, at robotter, kodning og teknologiforståelse hører hjemme i ganske bestemte fag: Fysik/kemi, matematik og natur/teknologi nærmere bestemt.
Til alt held er vi i den danske folkeskole stille og roligt på vej væk fra den forestilling. Andre fag byder sig til, når der er kodning og teknologiforståelse på skemaet.

I læseplanen for fysik/kemi kan vi se, at der i Fælles mål for 10. klassetrin er indskrevet digitale kompetencer i produktion og teknologi, herunder kodning.
Kodning og digitale kompetencer gør måske ikke det store væsen af sig i læseplanerne. Og dog… for i de nye krav til Fællesfaglige fokusområder – hvor nogle krav er slækket og andre er skærpet – skal undervisningen leve op til to af følgende tre områder:
●    Skal inddrage elevernes egne undersøgelser i lokalområdet
●    Skal inddrage elevernes arbejde med teknologi
●    Skal inddrage interessemodsætninger, så eleverne får mulighed for at tage stilling
Teknologi er et uhyre stort område at bevæge sig rundt i, fordi begrebet dækker meget bredt og indebærer mange forskellige teknologiske tilgange. Fra software og programmer til diverse hardware, såsom prober, 3D-printere, robotter og meget mere.
En vej frem er at anskue teknologien som en naturlig del af undervisningen. Som en del af arbejdet med de fire kompetenceområder: undersøgelse, modellering, perspektivering og kommunikation.

Lad os tage et konkret eksempel og se nærmere på, hvordan kodning og robotter kan passe ind i undervisningen:


Emnet er atomulykken i Fukushima i Japan i 2011.
I natur/teknologi vil der være masser af relevant viden at dykke ned i og arbejde med i forhold til tsunamier, naturkræfter og de oversvømmelser, som satte atomkraftværket ud af drift.
I faget geografi kan vi arbejde med de seismologiske rystelser, som startede ulykken. Her er det oplagt at se nærmere på klodens tektoniske plader, Japans placering på verdenskortet og landets infrastruktur.
I biologi kan Fukushima-ulykken danne ramme om undervisning i menneskekroppens celler, celleforandringer og cancer.
Og i fysik kan vi arbejde med henfaldstider, isotoper, β, α og γ, samt hvor stor gennemtrængningskraft de forskellige partikler har.


Alt i alt stærkt fagligt kernestof for de pågældende fag. Og så er vi tilbage ved spørgsmålet, om det er muligt og giver mening at bringe kodning og robotter ind i dette Fællesfaglige fokusområdeforløb?
Svaret er: Ja!

Kodning og robotter.

Fable er en undervisningsrobot udviklet i Danmark. Ideen til robotten opstod oprindeligt i et forskningsprojekt drevet af DTU og LEGO. Den første Fable-robot kom til verden i sensommeren 2017. I dag bliver den brugt i flere end 500 skoler og uddannelsesinstitutioner verden over.
Robotsystemet er modulært1  og let at komme i gang med. Der er undervisningsforløb og kom-godt-i-gang guides på http://www.shaperobotics.com.
Her åbner der sig en række muligheder for at inkorporere kodning og programmering i elevernes arbejde. Hvis vi tager et eksempel på  shaperobotics.com/da/portfolio-item/katastroferobotter/ kan vi i undervisningsmaterialet “Robotter der hjælper under katastrofer” gå ombord i et forløb, der er bygget op omkring HBO´s serie ”Chernobyl,” men relativt nemt vil kunne overføres til atomkatastrofen i Fukushima.

Her er et eksempel fra undervisningsmaterialet:


Eleverne får udleveret opgave 1.
I skal bygge og programmere en Fable-robot, så den kan fjernstyres og fjerne forhindringer, der ligger på gulvet.
Styr fx robotten ved hjælp af tastaturet.
(Lærer fungerer her som vejleder)
Opgave 2:
Udfordring: I kan ikke længere se, hvor robotten befinder sig andet end via et kamera (webcam), som I skal montere på robotten. I skal nu navigere jeres Fable-robot med denne udfordring, (hvor I kun må “kigge” igennem kameraet på robotten).


Det er et af de meget klare eksempler, hvor robottens egenskaber bliver brugt til at indgå i undervisningen på en anderledes måde, og modelleringen har en funktion, som eleverne kan tale ud fra og dermed bruge i enten fremlæggelse eller til eksamen. På  https://www.shaperobotics.com/da/lessons/ er der mange flere eksempler på undervisningsforløb, hvor Fable-robotten kan indgå i modelleringsøjemed.
Fable har en forholdsvis let blokprogrammering med meget overskuelige blokenheder, som kan bruges af eleverne helt ned til 3. klasse. Meget af det klassiske fysikpensum kan overføres direkte. Her kan henvises til forløbet kasterobot, hvor der arbejdes med elementer som kraftoverførsel og potentiel energi.

På hjemmesiden er der flere forløb til de naturvidenskabelige fag.

Fable har sensorer til dataopsamling

Man kan med Fable også arbejde med sensorer2.
I arbejdet med sensorer i naturfag, kan I dække området omkring elektronisk dataopsamling. Men i stedet for kun at opsamle data, kan eleverne programmere robotten til at bruge de opsamlede data og reagere på disse. På denne måde bliver dataopsamlingen meget mere vedkommende, og eleverne bliver bevidste om, hvad de og robotten kan bruge input fra sensorerne til.
Her kan vi så igen vælge, om vi vil arbejde med programmering som et modelleringselement i FFF, eller som et selvstændigt forløb indenfor velfærdsteknologi eller en af de mange andre muligheder der er. Men fælles for det hele er, at det lægger op til elevernes opfindsomhed og frie fantasi… og motiverer dem til at eksperimentere.
En rigtig god ting ved Fable-robotten er, at eleverne ikke kan ødelægge noget ved at fejlprogrammere. Det giver eleverne endnu mere frihed til at eksperimentere og have modet til at turde begå ”fejl”. Når eleverne slipper fri af frygten for at begå fejl, opildner det deres lyst til at arbejde med desto mere komplekse problemstillinger.
Det samme gælder selvfølgelig også for os lærere. Vi behøver ikke at være verdensmestre i teknologiforståelse for at kaste os ud i programmeringen. Vi kan hurtigt lære rigtig meget af at bruge Fable sammen med eleverne.


1 Modulært vil sige, at robotten er opbygget af moduler og eleven selv skal konstruere robotten ved hjælp af disse magnetiske klikbare moduler.

2 I Fable Spin er der 3 farve-, lys- og afstandssensorer samt en infrarød sensor. Der arbejdes desuden med feedback fra motorerne, samt sensorer i mobiltelefon (accelerometer, GPS, magnetometer, trykposition, antal tryk og trykpres), som kan programmeres direkte fra Fable Blockly. Herudover indgår kamerastream også som en sensor til fx at detektere farve eller bevægelse.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.