Konstruktion + Programmering = ❤️

Jag har under många år låtit mina elever konstruera saker med tydliga fokus på funktion i teknikundervisningen. Något som oftast blir ganska bra och meningsfullt till slut, men allt som oftast har vi i planeringsstadiet stött på begränsningar i vad tekniken kan göra. Vi har helt enkelt behövt refusera många bra idéer på grund av att det varit lite för avancerat att styra och reglera konstruktionen med de hjälpmedel vi hade tillgång till.

I och med att teknikämnet fått nya tydliga direktiv att programmering ska ingå som del i konstruktionsarbetet, såg jag en chans att sänka trösklarna för vad som är möjligt att konstruera. Programmeringen skapar helt enkelt möjligheter att på ett icke avancerat sätt, bygga betydligt mer avancerade konstruktioner. På det här sättet får man alltså två vinster. Dels får man bättre konstruktionsprojekt, men man får också in programmeringen på ett meningsfullt och autentiskt sätt i undervisningen.

Ingången till uppgiften är väldigt enkel. Eleverna skall bygga en modell eller prototyp utifrån uppmaningen:

När man gör ……… , så händer ……… .

Frågeställningen sätter fingret på de viktiga begreppen input och output. Input handlar om vad som ska styra konstruktionen. Det sätter fokus på vilken typ av sensor man behöver för att få in rätt signal till konstruktionen. Output handlar om vad konstruktionen ska göra. Det sätter fokus på vilken typ av pryl vi behöver för att utföra funktionen. Så här såg några av projektbeskrivningarna ut när eleverna fick beskriva dem med en mening. Med tydlig input och output.

Vi behövde alltså en mängd olika sensorer. Bland annat joystick, tryckknapp, magnetsensor, värmesensor och fuktsensor för att ta emot insignalen. Vi behövde även servomotorer, relä som styr en fläkt samt en vattenpump för att utföra funktionen. Den här typen av prylar beställs lättast på nätet och är förvånansvärt billiga i jämförelse med mycket annat som går att programmera. Hör gärna av er om ni vill ha tips på var man får tag på dem.

Så långt är det nästan bara fantasin som sätter gränserna. Men hur ska man kunna få input att hänga ihop med output? Här kommer själva programmeringen in i bilden via den lilla enkortsdatorn MicroBit. Microbit har ett antal kopplingsplatser som kan användas för både input och output. På det sättet kan man skapa enkla program som känner av input för att styra output.

Såhär ser exempelvis programmet ut som öppnar en garageport när ett magnetfält blir påverkat. Inte så stort program, men ska eleverna verkligen på egen hand kunna komma fram till det programmet?

Nej! En av fördelarna med att tydligt styra uppgiften, där en bestämd inputsignal leder till en bestämd outputsignal, är att de flesta program liknar varandra. Jag gav därför eleverna ett och samma utkast till program som de sedan kunde koppla sina sensorer och funktioner till. De kunde då prova sig fram till ett program som passade deras konstruktion. Denna arbetsform kallas i programmeringskretsar för ”Tinkering” och betyder att eleverna ”mixtrar med” programmet för att testa, förstå och sedan ändra det efter sina behov. Det är exakt den process jag vill åt för att se elevens förmåga att pröva och ompröva. Den förmågan är i sin tur den som tydligast lyfts fram i kunskapskraven för teknik vad gäller konstruktioner.

Många elever vill gärna göra väldigt komplexa konstruktioner redan från början. Genom att styra dem till att EN insignal leder till EN utsignal får de ett överkomligt projekt. Blir de sedan snabbt klara är det ju bara att lägga till fler funktioner till projektet efter hand. Ett steg i taget tror jag är en framgångsnyckel i all undervisning.

Blev det något av projekten då? Jodå! Här följer ett litet axplock.

Traktor där framlastaren styrs med joystick. Det här är ett exempel på projekt där eleverna ville styra jättemånga funktioner, men började med framlastaren. Inga konstigheter att fylla på med fler funktioner om man hinner och vill.

 

Garageport som öppnas när rätt bil är framför porten. Sensorn är en magnetsensor och ”rätt” bil är alltså försedd med en magnet. När sensorn känner av magnetfältet vrider servomotorn upp porten.

 

Ett hus där fläkten startar när det blir för varmt. Kanske något överdimensionerad fläkt…

Sist men inte minst ett litet smakprov på ananasätarmaskinen i aktion. Inspirerad av Simone Giertz. (Kolla gärna in hennes youtube-kanal med galna meningslösa robotar. Perfekt fredagkvällsunderhållning.)

Jag kan så här i efterhand konstatera flera positiva saker:

  • Programmeringen innebar ett jättelyft för konstruktionsarbetet. Det breddar möjligheten vad man kan konstruera samtidigt som man får in programmeringen på ett naturligt sätt.
  • Med små medel kommer man väldigt långt och man behöver, som lärare, absolut inte vara expert på programmering för att våga prova.
  • Det är en relativt liten investeringskostnad för så pass bred slutprodukt.

Men kanske viktigast av allt, eleverna blir väldigt stolta över det handfasta arbete de skapat.

Mårten Sahlin, tekniklärare, Romaskolan

 

Referenser

Simone’s robots

Kommentera

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.