Robotter og elektricitet i natur/teknologi i 4.–6. klasse

Hvad skal eleverne undersøge?

Fagplanudkastets teknologiområde i 4.–6. klasse omfatter både analoge og digitale teknologier fra hverdagen. Eleverne skal beskrive, afprøve og designe løsninger og bruge modeller af teknologiske systemer. Robotter og det elektrificerede samfund får særskilt opmærksomhed. Se side 11–12.

Eleverne arbejder med selvvalgte problemer og udvikler prototyper gennem undersøgelser og design. Nogle prototyper skal indgå i en model af et større system. De skal også vurdere behovet for løsningen: Hvem skal bruge den, og hvad skal den hjælpe med?

Eksemplerne her er redaktionelle forslag til at forstå arbejdet. De er ikke officielle opgaver eller en bestemt årsplan.

Hvordan styrer man en robot?

Udkastet nævner input, output, sensorer, enkle algoritmer og blokprogrammering. Eleverne skal modellere enkle robotters funktion med blokprogrammering og bruge begyndende naturfaglige argumenter, når de vurderer robotteknologi. Se side 11.

Input er oplysninger, systemet modtager, for eksempel fra en sensor. Output er det, systemet gør eller sender videre. En algoritme beskriver fremgangsmåden. Med blokprogrammering sætter eleverne programmets instruktioner sammen af synlige blokke.

Forestil jer en lille undervisningsrobot, der skal stoppe før en forhindring. Klassen vælger egnet udstyr sammen med læreren og beskriver først den ønskede funktion: Når sensoren registrerer en forhindring inden for en aftalt afstand, skal robotten standse. Eleverne kan tegne forløbet fra registrering til beslutning og handling, før de afprøver programmet.

Hvis robotten fortsætter, må de undersøge, hvor forklaringen skal findes. Modtog programmet et signal? Var betingelsen rigtig? Blev den rigtige handling valgt? Det er forskellige spørgsmål. En fejl kan ikke altid løses ved blot at ændre den sidste blok.

En model med kort eller blokke kan vise reglerne uden en fysisk robot. Her er vores opdigtede modeltest; afstandene er lavet til guiden og er ikke målt med en sensor. Reglen er: Er den registrerede afstand 10 cm eller mindre, vælges “stop”. Er den større, vælges “kør”.

Registreret afstand	Er afstanden højst 10 cm?	Valgt handling
12 cm	Nej	Kør
10 cm	Ja	Stop
8 cm	Ja	Stop

Præcis 10 cm er med i stopbetingelsen. Hvis barnet bruger “mindre end 10” i stedet, vælger modellen “kør” ved 10 cm. Det er derfor nyttigt at afprøve selve grænsen, ikke kun tal på hver side af den.

Tabellen viser, hvilken handling reglen vælger ved tre gyldige afstandstal. Den viser ikke, om en virkelig robot når at standse, eller om sensoren måler rigtigt. Manglende eller ugyldige sensordata er heller ikke med i modellen. Klassen skal afklare håndteringen af dem med læreren og udstyrets anvisninger, før en fysisk afprøvning. 10 cm er et valgt tal i eksemplet, ikke en anbefalet sikkerhedsafstand.

Er der brug for løsningen?

Teknologiområdet omfatter også begrænsninger, ressourceforbrug og etiske overvejelser. Udkastet beder eleverne veje behovet for robotteknologi op imod disse hensyn. Se side 11.

I vores eksempel kan klassen overveje en robot, der flytter materialer mellem to borde. Hvad ville den gøre lettere? Hvor tit opstår behovet? Hvad sker der, hvis nogen står i vejen? Eleverne kan sammenligne forslaget med en enklere løsning og notere, hvilke oplysninger de mangler om materialer, energiforbrug og brug.

Et forslag kan være teknisk muligt uden at være hensigtsmæssigt til det valgte problem. Omvendt kan en løsning, der ser besværlig ud for én bruger, være nyttig for en anden. Lad eleverne begrunde vurderingen ud fra det konkrete behov frem for at afgøre, om robotter generelt er gode eller dårlige.

Elektriske kredsløb og energi

Eleverne skal undersøge og bygge elektriske kredsløb med forskellige komponenter. De skal bruge modeller til at vise komponenternes sammenhænge og demonstrere, at energi kan skifte form. Se indholdet på side 11 og målet på side 12.

Et lærerstyret eksempel kan bruge godkendt lavspændingsudstyr til undervisning med en lampe eller en lille motor. Eleverne tegner forbindelserne og beskriver, hvad de observerer, når læreren lader dem afprøve en ændring efter udstyrets anvisninger. De kan sammenholde tegningen med den faktiske opstilling: Viser modellen alle de nødvendige forbindelser?

At lampen lyser, er en observation. Forklaringen af energiens omdannelse kræver faglige begreber og en model, som læreren hjælper med. Denne guide er ikke en byggevejledning. Arbejdet skal ske med egnet undervisningsudstyr; eleverne skal ikke eksperimentere med strøm fra stikkontakter.

Hvad betyder et elektrificeret samfund?

Udkastet forbinder elektricitet i elevernes hverdag med samfundet og med historiske og mulige fremtidige samfund. Se side 11–12.

Klassen kan vælge én funktion, for eksempel belysning, og undersøge, hvordan den løses i forskellige sammenhænge. Hvilke dele kræver løsningen ud over selve lampen? Hvad bygger oplysningerne om en historisk løsning på? Et fremtidsforslag skal markeres som et forslag, ikke som noget, man ved vil ske.

På systemtegningen kan eleverne markere, hvilke dele de har undersøgt, og hvilke de har udeladt. Så kan andre se, hvad tegningen forklarer om belysningen.

Fra Fælles Mål til fagplanen

Fælles Mål efter 6. klasse beskriver allerede udvikling af enkle produkter, modeller af produkter og produktion samt identifikation af ressourcebesparende teknologier og viden om enkel miljøvurdering. Det omfatter også undersøgelser af energiformer og perspektiver på energikilder. Se tabellen på side 7.

Udkastet navngiver robotters input, output, sensorer og blokprogrammering direkte i teknologiområdet. Det kobler elektriske kredsløb med modeller af energiens omdannelse og det elektrificerede samfund. Det er mere konkret om netop disse emner end de udvalgte beskrivelser i Fælles Mål-tabellen. Det betyder ikke, at skoler først kan arbejde med robotter eller kredsløb, når fagplanerne træder i kraft.

Fælles Mål har afslutninger efter 2., 4. og 6. klasse; udkastets forløb er 1.–3. og 4.–6. klasse. Fælles Mål-dokumentet skelner desuden mellem bindende kompetencemål og vejledende færdigheds- og vidensmål. Læs statusforbeholdet på side 1. Sammenligningen er afgrænset til de nævnte emner.

Et spørgsmål til samtalen hjemme

Brug tabellens 10 cm som udgangspunkt: “Hvorfor vælger reglen stop lige her? Hvad ville der ske, hvis vi ændrede betingelsen?” Barnet kan vise svaret på papir. Hvis klassen også har afprøvet en robot, kan I tale om forskellen mellem modellens valg og det, robotten faktisk gjorde.