Danish University Colleges Ultrabit:Classroom kursus for lærerstuderende ved professionshøjskolerne Lembcke, Steen; Jensen, Jesper Juellund; Hjorth, Mikkel; Philipps, Morten Raahauge

(1)

Danish University Colleges

Ultrabit:Classroom

kursus for lærerstuderende ved professionshøjskolerne

Lembcke, Steen; Jensen, Jesper Juellund; Hjorth, Mikkel; Philipps, Morten Raahauge

Publication date:

2020

Document Version

Også kaldet Forlagets PDF Link to publication

Citation for pulished version (APA):

Lembcke, S., Jensen, J. J., Hjorth, M., & Philipps, M. R. (2020). Ultrabit:Classroom: kursus for lærerstuderende ved professionshøjskolerne. VIA University College.

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

• Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research.

• You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain • You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal

Download policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.

(2)

Danish University Colleges

ULTRABIT:CLASSROOM

Kursus for lærerstuderende ved professionshøjskolerne

Lembcke, Steen; Jensen, Jesper Juellund; Hjorth, Mikkel; Philipps, Morten

Publication date:

2020

Document Version

Lembcke, S., Jensen, J. J., Hjorth, M., & Philipps, M. (2020). ULTRABIT:CLASSROOM: Kursus for lærerstuderende ved professionshøjskolerne. (1. udgave udg.) Læreruddannelsen i Århus, VIA University College.

General rights

Download policy

(3)

Danish University Colleges

ULTRABIT:CLASSROOM

Kursus for lærerstuderende ved professionshøjskolerne

Lembcke, Steen; Jensen, Jesper Juellund; Hjorth, Mikkel; Philipps, Morten

Publication date:

2020

Document Version

Lembcke, S., Jensen, J. J., Hjorth, M., & Philipps, M. (2020). ULTRABIT:CLASSROOM: Kursus for lærerstuderende ved professionshøjskolerne. (1. udgave udg.) Læreruddannelsen i Århus, VIA University College.

General rights

Download policy

(4)

ULTRA:BIT

CLASSROOM

Kursus for lærerstuderende ved professionsuddannelserne

VIA University

(5)

Kolofon

ULTRA:BIT CLASSROOM

Kursus for lærerstuderende ved professionsuddannelserne

1. udgave, 2020

Forfattere: Jesper Juellund Jensen, Mikkel Hjorth, Morten Raahauge Philipps og Steen Lembcke (projektleder) Redaktion: Steen Lembcke

Grafik og layout: Inge Lynggaard Hansen ISBN: 978-87-971733-8-1

Kursusmaterialet og den didaktiske redegørelse udgives af VIA University College med støtte fra Industriens Fond og DR Ultra.

Tak til studerende fra læreruddannelsen på Københavns Professionshøjskole og VIA University College samt studerende fra VIA Software Technology Engineering for deres medvirken i udvikling og afprøvning af kursusmaterialet.

Tak til kollegerne Charlotte Ormstrup, Leila Kæmsgaard Pagh Schmidt og Michael Jes Vogt for aktiv medvirken ved afprøvningen af materialet.

Om forfatterne

Steen Lembcke,

lektor og forskningsmedarbejder VIA Læring og IT Jesper Juellund Jensen,

lektor, ph.d., Københavns Professionshøjskole Mikkel Hjorth,

lektor, ph.d. og forskningsmedarbejder VIA Læring og IT Morten Raahauge Philipps,

uddannelseskonsulent, Master i IKT og Læring, Københavns Professionshøjskole

(6)

Indhold

1. Ultra:bit Classroom-materialet og rammer for projektet 4

2. Didaktiske overvejelser bag kurset 5

Rammesætning i en designprocess 6

Datalogisk tænkning 8

Konstruktion og materialitet 10

Scenarier og scenariekompetencer 11

Teknologiforståelsens dobbeltdidaktiske udfordringer 12

Referencer til vidensgrundlag 15

3. Ultra:bit Classroom 1 17

(7)

ULTRA:BIT CLASSROOM

Kursus for lærerstuderende ved professionsuddannelserne

Rammerne for projektet

Udviklingen af ULTRA:BIT CLASSROOM er igangsat på initiativ af DR Ultra og med støtte fra Industriens Fond.

Kursusmaterialet er rettet mod lærerstuderende ved professionshøjskolerne og skal ses i sammenhæng med DR’s igangværende læringsindsats for børns teknologiforståelse og digitale dannelse i skolen.

DR Ultra:bit har til formål at inspirere børn til at udvikle digitale færdigheder gennem leg og undervisning, så de går fra at være storforbrugere af teknologi til også at være skabere med teknologi. Målet er at løfte børnenes forståelse for digital teknologi og gøre dem i stand til at bruge deres nysgerrighed, kritiske sans og kreativitet til at være innovative og skabende med teknologi.

DRs Ultras brede formidling om digital dannelse til børn – uanset køn, baggrund og teknologiske kompetencer er inspireret af erfaringer fra BBC og The Micro:bit Educational Foundations uddeling af micro:bit til skoleklasser.

Den lærer, der underviser med brug af micro:bit og som skal rammesætte elevernes projekter og eksperimenter, har behov for at gøre sig nogle didaktiske overvejelser om undervisningen og sin lærerrolle under elevernes læreproces.

Derfor starter ULTRA:BIT CLASSROOM med en indledning om vores didaktiske overvejelser bag kurset, hvor vi inddrager centrale begrebet fra forskningslitteraturen omkring undervisning og konstruktionsprocesser med digital teknologi.

Det er en pointe, at forløbene retter sig mod studerende fra alle uddannelsens fag og at indhold og arbejdsformer kan støtte læreprocesser i alle skolens fag. På denne måde understøtter Ultra:bit Classroom-materialerne DRs Ultra:bit projekt.

Aarhus og København Juni 2020

(8)

De didaktiske overvejelser bag kurset

Kursusforløbet ULTRA:BIT CLASSROOM er tilrettelagt for lærerstuderende ved professionshøjskolerne og sigter mod, at de studerende får et generelt kendskab til BBC micro:bit som en digital teknologi, der kan anvendes i læreprocesser i alle skolens fag. Kurset er tilrettelagt som fire sessioner a 4-5 timer.

De tre forløb

Der er udviklet tre prototypiske forløb som har fælles træk, men som varierer i forhold til tematik og progression.

De tre forløb præsenteres sideløbende og vil samlet set kunne danne et godt grundlag for den underviser ved læreruddannelsen, som skal tilrettelægge et kursus for sine lærerstuderende. De tre forløb er tilrettelagt således, at de lærerstuderende gennem eksperimenter og i samarbejde udforsker micro:bit i en meningsfuld sammenhæng - et virkelighedsnært scenarie, hvor der skal handles på en problematik og findes mulige løsningsforslag.

Derfor indeholder hvert forløb arbejde med én eller flere designudfordringer, hvor anvendelse og kodning af micro:bit skal bidrage til at svare på udfordringen. De valgte designudfordringer i kurset for lærerstuderende vil kunne tilpasses i forhold til undervisning af elever i skolen eller danne inspiration til lærerens eget valg af udfordringer inden for eget fagfelt. Som et gennemgående princip i de tre forløb skal de studerende medtænke det dobbeltdidaktiske perspektiv at de undervises i at skulle undervise og udarbejdelse af undervisningsforløb indgår derfor i nogle af de tre prototyper.

Ultra:bit Classroom og Teknologiforståelse

Kurset relaterer sig til fagligheden i forsøgsfaget Teknologiforståelse. Det landsdækkende forsøg med Teknologi- forståelse som kommende skolefag gennemføres i perioden 2019-2021 og herefter vil det blive besluttet, på hvilken måde teknologiforståelse skal indgå i skolens fag, enten som selvstændigt fag eller integreret i alle fag.

Teknologiforståelsesfagligheden rummer fire kompetenceområder: digital myndiggørelse - computationel tankegang - teknologisk handleevne - digital design og designprocesser. I forløbene sættes et særligt fokus på eksperimenter med anvendelse og kodning af micro:bit og dermed især på styrkelse af kompetenceområdet computationel tankegang, men anvendelsesperspektivet i en undervisningssammenhæng er det overordnede sigte for kurset. Derfor medtænker kurset relationen til teknologifagets fire områder, men lægger hovedvægt på lærerens anvendelse af micro:bit i skolen.

Figur 1. De fire kompetenceområder i folkeskolefaget Teknologiforståelse

Digital myndiggørelse

omhandler kritisk, refleksiv og konstruktiv undersøgelse og forståelse af digitale artefakters muligheder og konsekvenser.

Computationel tankegang omhandler analyse, modellering og strukturering af data og dataprocesser.

Teknologisk handleevne omhandler mestring af computersystemer, digitale værktøjer og tilhørende sprog samt programmering.

Digital design og designprocesser omhandler tilrettelæggelse og

gennemførelse af en iterativ designproces under hensyntagen til en fremtidig brugskontekst.

(9)

Rammesætning i en designproces

Kurset er tilrettelagt på baggrund af erfaringer med anvendelse af designprocesser i undervisning med digitale teknologier i skolen og på professionsuddannelserne. Rammen for disse erfaringer har været undervisning i et læringsmiljø, hvor eleverne/de studerende havde mulighed for at gennemføre konstruktions- og fabrikationsforsøg med analoge og digitale materialer og teknologier.

Arbejdet med afsæt i Designopgaven bringer de lærende gennem en proces med flere faser, den undersøgende, Feltstudier, den åbne divergente idéindsamling, Idégenerering, konstruktions- og fabrikationsfasen, hvor forsøg og afprøvninger af ét eller mange produkter/prototyper testes, Fabrikation og dernæst præsentation, deling og begrundelse for det valgte løsningsforslag, Argumentation. Arbejdet med designudfordringen foregår gruppevis, i kollaboration og som en vigtig fase i forlængelse af argumentationen skal de lærende reflektere over deres egen proces, Refleksion.

Vi inddrager viden og erfaring fra et tæt samarbejde med FabLab@SCHOOLdk-projektet (https://fablabatschool.

dk/), hvor læreprocesser gennem konstruktion og fabrikation med digitale teknologier har været rammesat i en designproces. FabLab@SCHOOLdk-projektet er et eksempel på systematisk arbejde med designprocesser i en dansk undervisningskontekst på basis af konstruktionistisk læringsteori og designteori. For eksempel er Designcirklen Aarhus universitet, (fig. 2) et af de helt centrale resultater af FabLab@SCHOOLdk- forsøgsperioden. Designcirklens cirkulære form understreger det iterative princip, og lærerne beretter, at modellen støtter dem i processen med at få eleverne til at undersøge, teste, evaluere, begrunde og re-designe, før de fremlægger deres arbejde og begrunder deres læringsprodukt.

Figur 2. Designcirklen Aarhus universitet suppleret med tekstbokse tilføjet af FabLab@SCHOOLdk

(10)

Designcirkel-modellen støtter og guider også eleverne. En af erfaringerne fra forsøgsperioden er, at elevernes egen procesforståelse, blikket på, hvordan de selv lærer, er blevet mere bevidst af at arbejde designbaseret (Hjorth et al., 2017). Det betyder, at designcirklen ikke blot er lærerens planlægningsværktøj, men også er blevet en del af elevernes læringsrepertoire som de kan overføre til problemløsning i andre situationer.

Der er som nævnt også blevet udviklet andre modeller, man kan planlægge ud fra. De tre forløb rummer hver for sig eksempler på anvendelse af en designmodel som procesmodel i undervisningen. I bogen En designtilgang til Teknologiforståelse, (Iversen et. al., 2019) er fx anvendt nedenstående designmodel, som har samme antal faser.

En forskel i modellen er, at feltstudier er udskiftet med det lidt bredere undersøgelse der også kan være fx en materialeundersøgelse, og at idégenerering er udskiftet med idéudvikling, der også indbefatter lukkende processer.

Endelig er designopgave erstattet med designudfording hvilket signalerer at der ikke nødvendigvis findes én endegyldig løsning, men flere løsninger. Desuden anvender modellen betegnelsen konstruktion jvf. konstruktionistisk designteori (se figur 3).

Figur 3. Designprocesmodellen fra Iversen, Dindler & Smith, 2019 s. 44.

Figur 4 . d.school-modellen, Stanford university

EMPATHIZE

DEFINE

IDEATE

PROTOTYPE TEST

Et kort tilbageblik på designmodeller og undervisning

Designprocessers vej til skolen og elevers arbejde med at løse designopgaver har sit udspring i designermiljøer i USA.

Herbert A. Simon definerede oprindelig design som forandrings- og løsningsorienteret: To design is to devise courses of action aimed at changing existing situations into preferred ones. Simon beskrev en designproces med faserne:

Define, Research, Ideate, Prototype, Choose, Implement and Learn. Modellen har dannet udgangspunkt for flere senere designmodeller med færre eller flere faser fx heksagon-modellen fra universitet, d.school (se figur 4).

Modellerne har været brugt til først og fremmest at beskrive professionelle designeres og virksomheders arbejde med komplekse ill-defined - eller wicked problems (Buchanan, 1992). Potentialet i forhold til skolens undervisning blev set og grebet af forskere som Kafai & Resnick og Paolo Blikstein. De har været blandt pionérerne for at udvikle FabLearn-konceptet (tltl.edu.stanford) som en platform for læring og digital dannelse i skolen. De kobler konstruk- tionsprocesser og læring og tilbyder et nyt syn på digitale teknologier i undervisning, jvf. titlerne: Constructionism in practice: Designing, thinking and learning in a digital world (Kafai & Resnick, 1996) og Digital Fabrication and ‘Making’

in Education (Blikstein, 2013a).

Konstruktion kobles med designarbejde som et grundlag for at etablere en refleksiv læreproces hos eleven:

The product outcome itself is not in focus, but the reflective process of designing it (Kafai & Resnick, 1996).

Kursusforløbene i ULTRABIT CLASSROOM for lærerstuderende er derfor rammesat i en sammenhæng, hvor designprocesser og konstruktion indrammer de lærerstuderendes arbejde med kodning af micro:bit. Vi anlægger en designtilgang til undervisningen, og forløbene indeholder designudfordringer, hvor micro:bit, skal anvendes i konstruktionen af et produkt, der svarer på udfordringen. Designprocessen skal give plads til eksperimenter, fejlretning, gentagne afprøvninger og gruppesamarbejde blandt de studerende. I forhold til at opøve færdigheder i kodning er det vores erfaring at underviseren bør etablere en grundlæggende forståelse for de funktioner og den vifte af muligheder, som den digitale teknologi rummer, men give plads til de studerendes egne eksperimenter og fejlsøgninger.

(11)

Arbejdet med micro:bit skal give de studerende viden og færdigheder i brug af micro:bit som digital teknologi i undervisning. Samtidig skal kursusforløbet stimulere til refleksion omkring kodning og logisk ræsonnement og opøve færdigheder i at kunne nedbryde og omsætte problemstillinger. Herved arbejdes med kompetenceområdet computationel/datalogisk tankegang, som er en del af fagligheden i Teknologiforståelse.

Datalogisk tænkning

Forløbene er datalogifagligt først og fremmest introducerende, men inviterer alligevel til udvikling af grundlæggende færdigheder i programmering og af basale datalogifaglige forståelser – som ofte kaldes datalogisk/computationel tænkning/tankegang.

En micro:bit er en lille computer med forskellige ind- og udgange, også kaldet en mikrocontroller. En simpel model af denne micro:bit viser, hvordan den kan modtage input fra én eller flere sensorer, mens den leverer output til styring af en eller flere aktuatorer som fx lys eller en motor.

Hvordan output til aktuatorerne skal være, bestemmes af en algoritme, et lille computerprogram, der findes på micro:bit, og som kan påvirkes af input fra sensorerne. En sensor kan fx være en kontakt, en temperaturmåler eller en lysmåler.

Et simpelt eksempel:

I opstillingerne kan der skelnes mellem digitale og analoge signaler (input og output).

– Det digitale signal har kun to mulige værdier – slukket/tændt, ikke-strøm/strøm, ikke-trykket-ned/trykket ned, falsk/sand eller 0/1.

Sensor

MIKROCONTROLLER ALGORITME

micro:bit HUKOMMELSE

Aktuator

Input Output

Input

Lys (LED på position 0,0)

Output

Temperatur måler

(12)

I eksemplet ovenfor kan „der trykkes på knappen A“ være enten falsk eller sandt, mens det digitale input på pin P1 kan være 0 eller 1, hvor 1 fx kunne modsvare en elektrisk forbindelse, mens 0 kunne modsvare en manglende forbindelse. Hvis der trykkes på knappen A, og den digitale pin P1 er 1, så sættes der strøm til den digitale pin P4, da den sættes til værdien 1, hvilket fx kunne tænde et lys.

– Det analoge signal er et kontinuert område mellem to værdier. Det kan fx for et input være et temperaturområde eller en lydstyrke (området fra helt stille til en maksimal lydstyrke), mens det for output fx kan være hastigheden på en motor (området fra slukket til fuld kraft). I koden på micro:bit repræsenteres området af talområdet af 0-1023, men det afhænger af den konkrete sensor eller aktuator, hvad tallet egentlig repræsenterer.

Eksemplerne ovenfor er udvalgt med henblik på at introducere micro:bit’ens funktionalitet. I bogen

”Teknologiforståelse i teori og praksis” (Fougt & Philipps, kommende) præsenteres en case hvor eleverne designer udstyr til ældre med demens. Micro:bit anvendes i casen, men også Scratch anvendes i bogens øvrige scenarier målrettet indskoling, mellemtrin og udskoling.

Forløbene giver for det første en forståelse af den simple model med input, algoritme og output, ligesom de introducerer til simpel blokprogrammering. Men forløbene giver desuden mulighed for at udvikle kompetencer i datalogisk tænkning. Nogle eksempler:

Vi har ovenfor valgt kategorierne fra BBC Bitesize (https://www.bbc.co.uk/bitesize), men andre aspekter af datalogisk tænkning optræder bestemt også i forløbene, fx logisk ræsonnement og evaluering, som Malene Erkmann & Eva Petropouleas medtager i bogen Programmering i praksis, der er en fin introduktion til datalogisk tænkning på dansk.

Algoritmer: For at få micro:bit til at behandle de indkommende data må man formulere en algoritme, dvs. en formaliseret opskrift til at løse et problem.

Centralt er her for- ståelsen af data, der kan tage forskellige former, og som kan behandles på forskellige vis – sammenlignes, opbevares, trans- formeres.

Dekomposition:

Evnen til at opdele et komplekst problem i mindre dele kommer i spil mange gange.

Det gælder i starten, hovedproblemet skal opdeles i delproblemer, som man kan vurdere hver for sig. Men det gælder også undervejs, for eksempel når noget ikke virker: Så må man opdele processen i mindre dele og afprøve hver del for sig. Virker sensoren? Får ens program de rigtige data? Er ens kode korrekt? Kan koden opdeles i mindre dele, som kan testes hver for sig? Osv. osv.

Mønstergenkendelse:

Heldigvis er problemer og delproblemer ikke altid helt forskellige, men har fællestræk, der kan udnyttes. For eksempel kan det være, at forskellige planter har behov for forskellig mængde vand, men det er et fællestræk, et mønster, at de har brug for „en vis mængde vand“, og en løsning kan tage udgangspunkt i det faktum og derefter for hver planteart bestemme det konkrete behov.

Abstraktion: Når virkelig- hedens kompleksitet skal behandles i en model, må man udvælge det mest væsentlige i den konkrete situation og udtrykke det som generelle karakteri- stika. For eksempel kan man i en dyrkning af planter udtrykke, at „en række forhold skal være opfyldt, for at en plante trives“

som en meget abstrakt betragtning, hvor man ikke nærmere beskriver hvilke forhold. Man kan også komme det nærmere ved at udtrykke, at „lufttem- peraturen skal ligge inden for et bestemt interval“

– igen uden at specificere det nærmere, da intervallet måske er forskelligt fra art til art eller måske afhænger af andre forhold som fx lys, luftfugtighed eller andet.

Abstraktioner kan således trække på mønstergenken- delse.

(13)

Konstruktion og materialitet

I Ultra:bit Classroom har de studerende som beskrevet ovenfor arbejdet med at udvikle svar på komplekse problemer med anvendelse af programmérbare mikroprocessorer. På denne måde har de studerende skullet skabe digitale artefakter som svar på virkelige eller virkelighedsnære problemstillinger. Idéen bag denne tilgang er, at de studerende dels træner deres evne til at agere handlende og myndigt i verden og at de dels træner deres evne til at anvende digitale teknologier til kompleks problemløsning.

Konstruktionsdidaktik - konstruktionisme

Som beskrevet af it-didaktikeren og faderen til LEGO Mindstorms Seymour Papert (1980) påvirker det læreprocesser, når de lærende (1) har fysiske objekter i hånden og (2) konstruerer med disse fysiske objekter. Paperts

konstruktionisme bygger i høj grad på den klassiske konstruktivistiske didaktik grundlagt af Jean Piaget, der har som sit udgangspunkt, at læring er en aktiv proces, i hvilken den lærende selv konstruerer sin viden (Inhelder og Piaget, 1958).

Ifølge Papert udviklede han videre på Piagets arbejde ved at sætte fokus på de processer, hvor lærende konstruerer viden gennem egne konstruktionsprocesser i konkrete kontekster (Harel og Papert, 1991). Paperts idéer har siden inspireret en lang række af undervisere og forskere til at lave digitale konstruktionsprocesser med børn – herunder i programmeringssproget Scratch (Resnick et al., 2009), i koblingen mellem digitale teknologier og tøj (Buechley et al., 2008; Katterfeldt et al., 2009) og i makerspaces (Blikstein, 2013a; Blikstein, 2013b). Særligt arbejdet med elevers konstruktion i makerspaces har set en stor udbredelse i de seneste år med udgangspunkt i det amerikanske FabLearn- initiativ og med det danske FabLab@Schooldk som et stort, internationalt anerkendt spydspidsprojekt (Hjorth et al., 2017). Eva Sophia Katterfeldt har sammen med kolleger fra Bremen Universitet (Katterfeldt et al., 2015) gennem mere end 10 år arbejdet med elevers skabende og kreative anvendelse af programmérbar elektronik (som micro:bits) i makerspaces. Deres erfaringer er, at eleverne bliver langt bedre til at be-gribe teknologierne ved også at have mulighed for at gribe dem (holde dem i hænderne). Igennem at konstruere med teknologierne i hænderne, er det de tyske forskeres erfaring, at eleverne opnår en større grad af mestringsforventning i brugen og forståelsen af digitale teknologier. Inspireret af forskning gennem 4 årtier, skulle de studerende i Ultra:bit Classroom altså konstruere fysiske, digitale artefakter.

Eksempel: Konstruktion i forløbet vertikale haver

I forløbet vertikale haver skulle de studerende prøve sig frem med at skabe en løsning på et problem, der opstår, når man i byerne vil lave vertical gardening. I sådanne hængende haver kan det være svært at få vandet planterne – enten fordi de er utilgængelige, eller fordi der er så mange planter, at det kan blive meget arbejdskrævende. Vertical gardening er i sig selv set som en løsning på en række andre problemer som fx støj- og forureningsproblemer, mangel på friske fødevarer i storbyerne og CO2-udslip ved transport af friske grøntsager. På denne måde er vertical gardening et eksempel på, at komplekse problemer er symptomer på løsninger på andre komplekse problemer (Rittel og Webber, 1973). I forløbet skulle de studerende konstruere en funktionel prototype. De skulle altså ikke bare demonstrere den kode, der ville kunne få en mikroprocessor til automatisk at vande planterne: De skulle udvikle, konstruere og teste en potentiel løsning. Tankegangen bag denne konstruktion var netop, at de studerende dels skulle have teknologierne i hænderne og at de dels skulle tage deres løsninger så langt, at de ville opleve uhensigtsmæssigheder, som de kunne arbejde videre med i en iterativ proces. På denne måde blev alle holdenes løsninger også forskellige og gennem de enkelte holds ejerskab til projekterne, følte de studerende sig ansvarlige for at netop deres løsning virkede.

Materialitet – materialers betydning

Det kan virke indlysende, at der er forskel på at være kreativ og skabende med hhv. programmérbar elektronik, filt eller pap. Det har imidlertid vist sig (Smith et al., 2016; Hjorth et al., 2016) at det ofte er svært for lærerne at navigere i, hvornår det giver mest mening at anvende de programmérbare dimser, og hvornår det er mere formålstjenligt at arbejde med analoge materialer som pap og filt. Inden for design forskes der i materialers generativitet (Hansen, 2016) – altså forskellige materialers påvirkning af designeres kreative processer. Det er ikke muligt at sige ret meget entydigt om, hvilke effekter forskellige materialiteter vil have på studerendes processer, men det er vigtigt at være opmærksom på, hvornår man som underviser beder elever eller studerende om at arbejde med de digitale materialer, og hvornår man beder dem om at tegne skitser, bygge pap-modeller eller skabe hele den situation, som den digitale artefakt skal være en del af. I Ultra:bit Classroom har vi arbejdet med materialitet på forskellig vis i de forskellige forløb. I forløbet om hængende haver skulle de studerende eksempelvis bygge et funktionsdygtigt, automatisk vandingssystem af tomme plastikflasker, krydderurter, slangesystemer og hvad de ellers kunne finde af relevante materialer.

(14)

,,

Som en del af denne proces blev de studerende sat til at udvikle idéer med post-its og store ark papir. Det er vigtigt at være opmærksom på forskellen mellem at tænke og tale om udviklingen af idéer og så den eksternalisering (Dix &

Gongora, 2011) der sker, når disse idéer omsættes til f.eks. skitser, pap-modeller eller digitale artefakter.

Scenarier og scenariekompetencer

En scenarie er et narrativ, der beskriver og rammesætter en situation som kan danne den indledende impuls i undervisningen. For eksempel når en matematiklærer tager sin 5. klasse med over på byggepladsen, hvor byggefirmaet er i gang med at færdigmure den nye fløj til skolen. Han præsenterer dem for et stort tomt lokale, endnu råt og uindrettet, og fortæller dem, at dette skal blive deres nye klasselokale. Som designudfordring beder han dem om at designe fremtidens undervisningslokale. Her opstilles det virkelighedsnære scenarie, hvori matematikundervisningen udfolder sig, og som læreren har valgt til sit didaktiske design. Eleverne skal nu i gang med en proces med opmåling, interviews og undersøgelser m.m. (Lembcke & Pilgaard, 2019).

I bogen Hvad er scenariedidaktik? beskrives scenariekompetence hos eleverne som:

et dannelsesideal der omhandler menneskets evne til at kunne håndtere kontingente handlingsrum, dvs. komplekse problemstillinger, hvor der kan være forskellige løsninger, som hver især har forskellige konsekvenser. Scenariekompetence fordrer i det perspektiv en kontinuerlig evne til at kunne konstruere, dekonstruere og rekonstruere viden i mødet med konkrete problembaserede scenarier og deres mulige udfald.

Scenariekompetence kan dermed også forstås som grundlaget for alle andre kompetencer, idet det at have en kompetence er at kunne håndtere udfordringer i situationer, og forudsætningen for at kunne håndtere udfordringer er at kunne forestille sig situationen og alle de mulige udviklinger af denne.

(Hanghøj et al., 2017 s. 14)

Lærerens rolle bliver i denne sammenhæng en iscenesætter og designer af undervisningsforløb, hvor den

igangsættende rammesætning skaber en meningsfuld udfordring for eleverne. Den scenariebaserede undervisning beskrives som en didaktik, hvor kompetencer udvikles i en kontekst, der er sat i scene for at give en meningsfuld klangbund for det, der skal læres. (Bundsgaard et al., 2012, s. 31). ‘Meningsfuld’ kan her anskues på flere måder:

pragmatisk meningsfuld, fordi den kan bruges til noget, kognitivt meningsfuld, fordi den træner eleverne i at forudsige verden og dens mulige udviklinger, og politisk meningsfuld, fordi den sætter fokus på potentielle handlemåder i forhold til at forholde sig kritisk over for samfundets indretning. (Davidsen I: Hanghøj et al., 2017)

Idealet om meningsfuld læring i scenariedidaktikken kan ses som en reaktion mod den curriculum-orienterede undervisning med instrumentalisering af læringsmål. Som et ønske om en ny og mere åben skole der beskæftiger sig med videns- og praksisformer fra domæner uden for skolen og som passer bedre til det 21. århundredes samfund.

Udfordringen for læreren i scenariebaserede undervisningsforløb er at balancere scenarieniveauet med fokus på produktion i forhold til refleksion, analyse og læring.

Et scenarie er én af måderne at sætte undervisningen i gang på. I Ultra:bit Classroom har vi givet nogle eksempler på større eller mindre scenarier i forhold til den udfordring, de rammesætter. Samtidig er det vores intention at stimulere de studerende til selv at træne deres kompetencer i at rammesætte og stilladsere undervisning i forhold til deres egen planlægning af undervisning.

(15)

Teknologiforståelsens dobbeltdidaktiske udfordringer

I det følgende beskrives udfordringerne med at arbejde med designprocesser og datalogisk tænkning på

læreruddannelsen. Folkeskolens lærere mangler fagsprog for design og design-processer (Hjorth, 2019, s. 78). Men også den computationelle forståelse er ny for professionen (Bocconi 2018, s. 5). Ligeledes kan der være et behov for at diskutere eller legitimere, hvorfor læreruddannelsen og folkeskolen overhovedet skal beskæftige sig med datalogisk tænkning og designprocesser. Ét argument kan være at folkeskolens almene dannelsesopgave også bør danne eleverne til et ”stadig mere digitaliseret samfund” (Iversen et al., 2019, s. 21). En måde at imødekomme udfordringerne med de nye fagfelter kan være, at underviserne trækker på deres undervisningsfag. Naturfaglige metoder er fx meget oplagte at anvende i forskellige design-processer, ligesom danskfaglig kildekritik og praktisk-musiske arbejdsformer. En sådan inddragelse af andre fagligheder kan man sikkert komme rigtig langt med, blot man holder øje med at målsætningerne ikke glider væk fra det, man ville opnå. Det er altså både en mulighed, men også en risiko at trække på andre fagfelter.

Studerendes rolle som elever eller didaktikere

Der kan være fordele i at bygge undervisningen op, så de lærerstuderende over længere perioder positioneres som elever. Altså, for en stund, give dem “fri” fra det didaktiske metalag, så de kan koncentrere sig om egne kompetencer.

Derefter kan metalaget bygges op ved, at de studerende fx skal udarbejde et undervisningsforløb, der sætter kompetencerne i spil hos eleverne. Fx kunne et fire ugers undervisningsforløb deles op i to sammenhængende autentiske scenarier for de studerende, sådan som det er valgt i forløbet “Impact Farm – en bæredygtig byhave”:

• Første scenarie med designudfordringen: Automatisering i Impact Farm.

• Andet scenarie: Undervisningsforløb målrettet klasser, der besøger Impact Farm.

I det konkrete eksempel med Impact Farm var andet scenarie en reel udfordring som Impact Farm havde henvendt sig til læreruddannelsen for at få løst. Det første scenarie var derimod alene designet af underviserne som led i en faglig læreproces der samtidig kunne ruste de studerende til at løse den egentlige designudfordring. Impact Farm var med på idéen i begge scenarier og var løbende i dialog med de studerende og agerede som dommer på undervisningsforløbet – a la Løvens hule på DR. I arbejdet med undervisningsforløbene skulle de studerende udvælge en elevmålgruppe og forholde sig til folkeskolens mål og læreplaner i relevante fag, fx teknologiforståelse – men også dansk og biologi, afhængig af deres fokusområder. Scenariernes niveauer og sammenhæng illustreres ved følgende figur.

Dobbeltdidaktisk scenariedidaktik på læreruddannelsen

Undervisningsniveau (underviser): Undervisning på læreruddannelsen

Scenarieniveau 2 (studerende som didaktikere): Undervisningsforløb til Impact Farm

Scenarieniveau 1 (studerende som elever): Automatisering i Impact Farm

Figur 5. Egen figur, inspireret af Fougt, 2020, s. 96

(16)

,,

Inddragelsen af Impact Farm eller lignende sammenhænge kan motivere via den autenticitet de tilbyder, men her er det vigtigt at præsentere et lidt bredere autenticitetsbegreb:

Scenariedidaktisk undervisning lykkes ikke ved kun at inddrage verden uden for skolen, men gennem fem nødvendigt samvirkende typer autenticitet, som skal balanceres: Verden uden for skolen, evaluering, fag, elev og lærer. (Fougt, 2020, s. 91).

Mødet med omverdenen

Myndiggørelse og “empatiske designprocesser” hænger godt sammen og fordrer mødet med omverdenen. Nationale og internationale undersøgelser viser dog, at udebesøg sjældent kobler oplevelser til undervisningsfagene, trods lærernes udtalte ønske herom (Sørensen & Kofod, 2004, s. 529). Dette grunder typisk i praktiske årsager såsom logistisk arbejdsbyrde, og at det ukendte udemiljø vanskeliggør lærerens forberedelse. I et dobbeltdidaktisk

perspektiv kan undervisningen netop arbejde med det aspekt. Lade de studerende undersøge og koble sig på eksterne læringsmiljøer – i folkeskolen kan man gøre det samme. Dermed bliver selve koblingen til omverdenen en del af undervisningens undersøgelsesfokus, hvad enten det er til et plejehjem, et museum, en byhave, et landbrug, bibliotek eller lignende.

Begrebsdannelse og komplekse problemstillinger

Med “tamme problemer” (Rittel, 1982, s. 392) (modsat komplekse) er resultatet altid det samme, og derfor kan opgaverne groft sagt rettes med en facitliste. Arbejdet med komplekse problemstillinger kræver derimod argumentation og dermed udvikling af sproget omkring problemstillingerne. Dannelsesteoretikeren Biesta (2012, s. 820) beskriver, hvorledes ambitionen med uddannelse er at skærpe bevidstheden om, hvorledes begreber er relateret til hinanden, og den indflydelse disse har på tanke og handling. Faserne i fx designprocesmodellen reducerer kompleksiteten ved at tage midlertidige specialiserede arbejdsformer på sig (fx undersøgelse). Løbende igennem faserne opbygges tavs forståelse og ekspliciterede begreber. Begreberne og deres relationelle sammenhænge bliver i sidste ende modsvaret på de komplekse problemer. Et bredt anvendt begrebsapparat kombineret med selvbestemmelse, medbestemmelse og solidaritet (Jank & Meyer, 2006, s. 189) i et samfund præget af digitalisering vil være et udtryk for dannelse.

Fagfeltet indeholder i en vis forstand en del faste termer, der typisk vil være gældende i arbejdet med

teknologiforståelse – fx variabler, algoritmer, undersøgelse, etik osv. Men i mødet med omverdenen opstår behov for at specialisere sig ind i de særlige kontekster, der er. Vi skal bygge et empatisk fagsprog op for de menneskers situation, som vi designer til eller for. I Impact Farm skal de studerende sætte sig ind i FN’s verdensmål, da det er et udtalt fokuspunkt for stedet. Men der er også ikke-udtalte fokusser, såsom den æstetik, der ligger huset – rå træplanker, relativt spartansk indretning, lasercuttede skilte der siger “vi laver det sgu selv, og vi tager det ikke så højtideligt” – som formentlig også er betydningsfulde. Her er analyse sat på spidsen, og andre tolker det måske anderledes. Pointen er, at undersøgelsen i de øvrige designfaser skal forholde sig til den kontekst, der skal designes til, selvom det ikke er ekspliciteret, ellers passer designprodukterne ikke til konteksten. Designprodukter er andet end en fysisk artefakt.

Det er også oplæring, implementering, vejledning, vedligeholdelse, økonomi osv. Begrebsdannelsen for design- udfordringerne ekspliciteres, opbygges og kvalificeres via forskellige metoder: Brainstorm, undersøgelser, rangering, kategorisering, skriftligt arbejde osv.

Én måde at kvalificere studerendes og elevers begrebsapparat er inspireret af forskningsmetoden “personal meaning mapping” (Philipps et al., 2019). Udarbejd en liste med relevante begreber for en given designudfordring – jo flere relevante begreber des bedre. Derefter kategoriseres begreberne, og der sættes taksonomisk værdi på dem i forhold til faglig relevans. I eksemplet herunder demonstreres, hvorledes studerende eller elever i grupper kan arbejde på den måde. Sortere til og fra, forhandle om udsagn og på den måde både opbygge begrebsapparat og forstå sprogets relevans for problemstillinger i et samfund præget af digitalisering. Nedenstående eksempel er et tænkt eksempel på en begrebsproces med udgangspunkt i en designudfordring, hvor eleverne skal udvikle udstyr til demensområdet.

(17)

,,

Sprogligt niveau

Demens- området

Etik og moral Jura Teknologi

(micro:bit)

Design

Fagligt Demensramte

Beboere Ældre Jens Ressourcer Økonomi

Omsorg Overvågning Respekt Angst Hensyn

Paragraf Lovgivning Må (ikke)

Variabler Sensor Input Servomotor

Målgruppe Undersøgelse Argumenterer

Hverdags Demente

Gamle Penge

Dårligt Godt

Synes Bør

“Den der”

Motor

Godt Finder ud af Siger Figur 6. Eksempel på begrebskortlægning i arbejdet med sikkerhedsudstyr til demensområdet.

Efter at have kategoriseret og værdisat begreberne, er det oplagt at danne sætninger med begreberne. Fx “Omsorg for ældre er vigtigt, men koster penge.” Og i forhold til argumentation bør kildehenvisningen også indgå for at skabe transparens og øge udsagnets værdi. Således kan progressionen se sådan ud:

Progression

1. Identifikation af begreber relevante for designudfordringen 2. Kategorisering af begreber (identificere konceptuelle domæner) 3. Værdisætte (faglige termer, hverdagstermer evt. pointgive) 4. Anvende begreber i hele sætninger (begrebernes relation)

5. Kildehenvise til begreber og anvendelse (argumentation med empiri eller teori)

Overvej hvorledes en sådan ekspliciterende øvelse kan hænge sammen med fagfeltets mere æstetiske og handlende læreprocesser (Se fx Nonaka og Takeuchis SECI-model, 1995; eller Schöns The reflective practitioner, 1983).

Frustrationer i problemløsninger og gentagelser

Programmering er svært for de fleste. Og det fordrer en anden måde at arbejde på, end vi kender. Iterationer opleves ofte frustrerende. “Nu er vi jo færdige, hvorfor skal vi så i gang igen?” Frustrationerne skal overkommes, og der skal bruges energi på at gentage og åbne processerne igen. De studerende kan sidde i mange timer og føle, at der ingen ting sker, det koster tid, og den tid skal gives før de studerende kan få en oplevelse af at få skovlen under den datalogiske faglighed.

Et eksempel er en studerende, der har arbejdet 4,5 timer uden at flytte sig. Der er blevet googlet, YouTube’et og alt muligt. Men uden held. Derfor blev en mailkorrespondance åbnet til underviseren. Dagen efter modtager underviserne denne besked fra den studerende:

Kæmpe mange tak for beskeden!

Jeg gik i gang kl. 7 i morges, og kl. 10:00 fik jeg gennembrud! Servo’en gjorde ikke helt det, jeg gerne ville, men jeg fik den nogenlunde til at virke! Kodning var et større rod, da servo og kode ikke ville arbejde sammen, men jeg har fået den nogenlunde til at gøre noget, som måske kan bruges som bedre prototype end en sketch!

Men igen, tak for hjælpsomt svar! Det var virkelig en frustrerende proces, men kæmpe sejrfølelse når det nogenlunde virker!

(18)

Referencer

BBC. Introduction to computational thinking. BBC : Bitesize. https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zp92mp3/

revision/1

Biesta, G. (2012). Becoming world-wise: An educational perspective on the rhetorical curriculum. Journal of Curriculum Studies, 44(6), 815–826.

Blikstein, P. (2013a). Digital Fabrication and ‘Making’ in Education - The Democratization of Invention. I: J. Walter- Herrmann & C. Buching, FabLab: Of Machines, Makers and Inventors (pp. 203–222). Bielefeld, Germany: Transcript Verlag.

Blikstein, P. (2013b). Gears of our childhood: constructionist toolkits, robotics, and physical computing, past and future.

Proceedings of the 12th International Conference on Interaction Design and Children, 173–182.

Bocconi, S., Chioccariello, A., & Eap, J. (2018). The Nordic Approach to Introducing Computational Thinking and Programming in Compulsory Education.

Buchanan, R. (1992) Wicked Problems in Design Thinking I: Design Issues 8 (2), s. 5-21

Buechley, L., Eisenberg, M., Catchen, J., & Crockett, A. (2008). The LilyPad Arduino: using computational textiles to investigate engagement, aesthetics, and diversity in computer science education. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 423–432.

Bundsgaard, J., Misfeldt, M. & Hetmar, V. (2012). Udvikling af literacy i scenariebaserede undervisningsforløb. Viden om læsning, 12, s. 29-36.

Davidsen, H. M., (2017) Meningsfuld scenariebaseret didaktik I: Hanghøj, T., Misfeldt, M., Bundsgaard, J., Fougt, S.S.,

& Hetmar, V., (red.), (2017). Hvad er scenariedidaktik? Didaktiske studier, Aarhus Universitetsforlag.

Dix, A., & Gongora, L. (2011). Externalisation and design. Procedings of the Second Conference on Creativity and Innovation in Design, 31–42. ACM.

Erkmann, M., & Petropouleas, E. (2017). Kapitel 1. Computational Thinking som en digital grundkompetence. I:

Programmering i praksis: Didaktiske design og læringspotentialer i grundskolen. (s. 9-28). Dafolo.

Fougt, S. S. (2015). Lærerens scenariekompetence. Et mixed methods-studie af lærerkompetenceudvikling i spændet mellem scenariedidaktik, faglighed og it.

Fougt, S. S., & Philipps, M. R. (kommende). Teknologiforståelse i teori og praksis—I et scenariedidaktisk perspektiv - indskoling, mellemtrin og udskoling (arbejdstitel) (1.). Hans Reitzel.

Gran, L. (2018). Digital dannelse: En overordnet interkulturell kompetanse—En systematisk litteraturgjennomgang av dannelse i kunnskapssamfunnet. Norsk pedagogisk tidsskrift, 102(03), 199–200.

Hanghøj, T., Misfeldt, M., Bundsgaard, J., Fougt, S.S., & Hetmar, V., (red.),(2017). Hvad er scenariedidaktik?

Didaktiske studier, Aarhus Universitetsforlag.

Hansen, N. B. (2016). Materials in Participatory Design Processes (Doctoral dissertation, ArXiv).

Harel, I. E., & Papert, S. E. (1991). Constructionism. NY, NY: Ablex Publishing.

Hjorth, M. (2019). The K-12 Maker Studio: Towards Teaching and Development of Design Literacy in Educational Maker Settings [Ph.D, Aarhus University].

Hjorth, M., Christensen, K. S., Iversen, O. S., & Smith, R. C. (2017). Digital technology and design processes II:

Follow-up report on FabLab@School survey among Danish youth. Denmark: Aarhus University.

Hjorth, M., Smith, R. C., Loi, D., Iversen, O. S., & Christensen, K. S. (2016). Educating the reflective educator:

Design processes and digital fabrication for the classroom. FabLearn ’16 – Proceedings of the sixth Annual Conference on Creativity and Fabrication in Education, ACM, New York.

Inhelder, B., & Piaget, J. (1958). The growth of logical thinking from childhood to adolescence: An essay on the construction of formal operational structures (Vol. 22). Psychology Press.

Iversen, O. S., Dindler, C., & Smith, R. C. (2019). En designtilgang til teknologiforståelse. Dafolo.

(19)

Jank, W., & Meyer, H. (2006). Didaktiske modeller: Grundbog i didaktik (1. udg., 1. opl). Gyldendal.

Kafai, Y., & Resnick, M. (1996). Constructionism in practice: Designing, thinking, and learning in a digital world.

Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, Inc.

Katterfeldt, E.-S., Dittert, N., & Schelhowe, H. (2009). EduWear: smart textiles as ways of relating computing technology to everyday life. Proceedings of the 8th International Conference on Interaction Design and Children, 9–17. ACM.

Katterfeldt, E.-S., Dittert, N., & Schelhowe, H. (2015). Designing digital fabrication learning environments for Bildung:

Implications from ten years of physical computing workshops. International Journal of Child-Computer Interaction, 5, 3–10.

KP, K. P., VIA University College, Professionshøjskolen UCN, Læremiddel.dk, & Rambøll Management Consulting.

(2019). Forundersøgelse - Forsøg med teknologiforståelse i folkeskolens obligatoriske undervisning. Teknologiforståelse i skolen, 106.

Lembcke, S. & Pilgaard, M. (2019). Anslaget som afsæt for designprocessen. I: Tidsskriftet Læring Og Medier (LOM), 11(19).

Lembcke, S. & Schultz, C. A., (red.), (2020) Lærer under designprocesser. Dafolo Liukas, L. (2015). Hello Ruby: Adventures in coding. Feiwel & Friends.

Nonaka, I., & Takeuchi, H. (1995). The knowledge creating company (1. udgave). Oxford University Press.

Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas. NY, NY: Basic Books.

Philipps, M. R., Johannsen, B. F., Andersen, T. D., Levinsen, H., & Foss, K. K. (2019). Feasible ways to Personal Meaning Mapping in out-of-school contexts. 8th European Conference on E Learning 7-8 November 2019, Copenhagen, Denmark, 1–9.

Resnick, M., Maloney, J., Monroy-Hernández, A., Rusk, N., Eastmond, E., Brennan, K., … others. (2009). Scratch:

programming for all. Communications of the ACM, 52(11), 60–67.

Rittel, H. W., & Webber, M. M. (1973). Dilemmas in a general theory of planning. Policy Sciences, 4(2), 155–169.

Rittel, H. W. J. (1982). Systems Analysis of the ‘First and Second Generations’. I: P. Laconte, J. Gibson, & A. Rapoport (Red.), Human and Energy Factors in Urban Planning: A Systems Approach (s. 35–52). Springer Netherlands.

Schön, D. A. (1983). The reflective practitioner: How professionals think in action. Basic Books.

Tamborg, A. L., Bjerre, A. R., Albrechtsen, T. R. S., Andreasen, L. B., & Misfeldt, M. (2017). Delrapport_1_150517.pdf.

Smith, R. C., Iversen, O. S., & Veerasawmy, R. (2016). Impediments to Digital Fabrication in Education: A Study of Teachers’ Role in Digital Fabrication. International Journal of Digital Literacy and Digital Competence (IJDLDC), 7(1), 33–49.

Tedre, M., & Denning, P. J. (2016). The long quest for computational thinking. Proceedings of the 16th Koli Calling International Conference on Computing Education Research - Koli Calling ’16, 120-129.

Tltl.edu.stanford. https://dschool.stanford.edu/resources/getting-started-with-design-thinking Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 3.

UVM. (2018). Teknologiforståelse | emu danmarks læringsportal. Teknologiforståelse. https://emu.dk/grundskole/

teknologiforstaelse

Zuboff, S. (2019). The age of surveillance capitalism: The fight for a human future at the new frontier of power (iBook).

PublicAffairs. https://books.apple.com/dk/book/the-age-of-surveillancecapitalism/id1279252988

(20)

(21)

ULTRA:BIT CLASSROOM kursus for lærerstuderende ved professionshøjskolerne

Optakt

Som optakt til programmering af micro:bit skal de studerende prøve at kode en Dash-robot til at finde en mine. Her bruges Blockly-app'en. Fordelen ved at introducere til blokprogrammering gennem kodning af en robot er, at det umiddelbart er synligt om koden virker.

(https://www.makewonder.com/apps/blockly/)

1. Introduktion til micro:bit

Oplæg Simpel programmering og datalogisk tænkning.

Præsentation af micro:bit enheden og de indbyggede funktioner og sensorer Processor - lysmåler - kompas - accelerometer - Bluetooth - display

PIN 0 PIN 1 PIN 2 3 Volt Jord + ^÷

Opgave Lav en kodning af Knap A Knap B og A+B Åbn: https://makecode.microbit.org/

Vælg: Knappen "Nyt projekt"/ "Create" til dit eget projekt. Hvis sproget er engelsk, så skift til

dansk i menulinjen og brug blokken 'vis streng´

(22)

ULTRA:BIT CLASSROOM kursus for lærerstuderende ved professionshøjskolerne

Opgave Få micro:bit til at vise: temperatur (°C) når der trykkes på A.

Sensoren sidder på processoren og vil afvige en smule fra et termometer.

Sammenlign med et rigtigt termometers måling.

Skriv ned hvor meget forskellen er fra klasserummets temperatur.

Lav en kode der justerer micro:bit'ens måling, så den måler korrekt.

Start med at lave en variabel: Klassetemperatur

Brug blokke fra Matematik-værktøjet til at lave din kode.

Opgave Få micro:bit til at måle lysniveau i klassen.

Brug blokken: for altid

Sensoren sidder midt på micro:bit og giver målinger fra 0 til max 255.

Prøv at dække over sensoren og skriv de forskellige resultater ned.

Lav en kode der får micro:bit til at vise et symbol for enten meget lys eller ringe lys.

Brug blokke fra Logik til at lave din kode.

(23)

Opgave Lav en skridttæller

Lav en kode der gør micro:bit til en skridttæller og afprøv den Brug inputblokken 'på ryst'

Sammenlign din kode med en anden gruppe.

Undersøg de andre indbyggede funktioner på micro:bit'en: Kompas og Bluetooth

Micro:bit udfordring 1 Design en personlig assistent

Byg en prototype af analoge materialer. Den skal være håndholdt og handy. Der skal være plads til batteri i designet. Assistenten skal være kodet til at bruge mindst 4 af micro:bits indbyggede funktioner.

Materialer: pap, papir, limpistol, træ-rørepinde, ispinde, piberensere, lille stjerneskruetrækker, farver, farvet papir, saks. hobbykniv, mælkekartoner el. lign.

Proces (Parvis eller i små grupper)

Undersøgelse af hvilke muligheder der er, fx på:

https://makecode.microbit.org/

https://www.dr.dk/skole/ultrabit (Unilogin) - se fx Værktøjskassen Diskutér idéer - lav skitser - vælg ud

Konstruktion, testning og færdiggørelse

Præsentation: Grupperne præsenterer og begrunder deres assistent Oplæg Designprocesmodellen som pædagogisk ramme . Præsentation af procesmodellen og dens faser

Diskussion af modellen i forhold til andre designmodeller. Eksempler fra FabLab@SCHOOLdk- projektet.

Pædagogisk refleksionsopgave (samme grupper)

Undersøg og diskutér modellen og dens egnethed som pædagogisk planlægningsværktøj for læreren. Se også : https://www.dr.dk/skole/ultrabit/tema/ultrabit-i-undervisningen (unilogin) Opsamling fra grupperne, herunder fokus på forskellen mellem stilladsering og facilitering samt på eksperimenter og fejl-modighed.

(24)

Designprocesmodellen fra Iversen, Dindler & Smith, 2019 p. 44.

Takeaway

Kodefærdigheder i micro:bit. Færdigheder i brug af https://makecode.microbit.org/ og dr.dk/skole. Upload til micro:bit fra computer. Indledende kendskab designproces og konstruktion. Relationen til vidensmål i teknologiforståelsesmodulet på læreruddannelsen:

Elevers og læreres roller i designprocesser, elevers udfordringer i forbindelse med

(25)

designprocesser samt viden om stilladsering og vejledning af designprocesser

(https://www.ucviden.dk/portal/files/66740239/Teknologiforst_else_og_digital_dannelse_unde rvisningsvejledning_til_et_nyt_modul_p_l_reruddannelsen_2019.pdf)

2. Pins, sensorer og aktuatorer

- eksterne funktioner og koblinger Forberedelse

- Læs En designtilgang til teknologiforståelse kap. 4 - Læs Lærer under designprocesser kap. 2 og 7 PINS og signaler

Micro:bit'ens 3 PINS kan kommunikere med et signal. Enten som et input-signal fra fx en

lydsensor, der måler lydniveauet i lokalet eller et output-signal fra micro:bit'en om, at der skal ske noget, fx en motor starter ventilatoren, fordi temperaturen er blevet for høj eller at der tændes en advarselslampe, fordi der er målt for meget støj i lokalet.

PIN 0 PIN 1 PIN 2 3 Volt Jord + ÷

En servomotor er en aktuator. Den udfører handlingen at armen drejer i de vinkler,

man koder til fra 0 -180°. Man vælger den PIN som skal sende signalet fra ultra:bitten til servo-en, fx PIN 0.

Kodning af signal fra micro:bit til servomotor:

Find 'pins' under Avanceret og vælg:

(26)

Koden kan fx skrives med to handlinger:

Kabling:

Farverne bruges oftest sådan + 3V strøm rød ledning

- JORD (Ground) sort eller brun

Signal gul eller anden farve ledning forskellig fra rød og sort

Koden bliver sendt fra P0 til servo-en der bevæger sin arm.

Armen kan forlænges med fx en træpind/rørepind eller pålimes materialer.

Dette kan bruges til konstruktion af maskiner.

Micro:bit udfordring 2 Design og byg en tebrygger.

Maskinen skal sænke tebrevet ned i din kop og tage det op, når teen har trukket.

Lav kode til maskinen. Afprøv og eksperimentér gerne med at tilføje andre funktioner fra micro:bit.

Analoge materialer: pap, papir, limpistol, træ-rørepinde, ispinde, piberensere, lille

stjerneskruetrækker, farver, farvet papir, saks. hobbykniv, mælkekartoner el. lign

(27)

Digitale: Micro:bit, kabler m. krokkodillenæb, jumperledninger han/han og Han/hun, servo-motor, fx fra Smart Home Kit, Keyestudio el. andet.

Proces

Lav skitser - diskutér idéer - vælg ud

Responsloop: grupperne deler deres skitser to og to og giver hinanden respons og flere idéer Konstruktion, testning og færdiggørelse

Argumentation: Grupperne præsenterer og begrunder deres maskine Refleksion over proces

Signaler

Signaler i micro:bit koden er enten digitale (tændt/slukket) eller analoge på en skala fra 0 - 1023

Forklar hvad der foregår i rækkefølgen med denne kode:

(28)

Signaler fra en analog sensor

Måling af vandstand. Sensorens måling giver en værdi i micro:bit fra 0 til 1023. Jo lavere tallet er, jo lavere er vandstanden. Målingen afhænger af vandets ledeevne, saltholdighed m.m. Brug 'analog læs pin' i jeres kode.

Opgave Vælg en pin på micro:bit og lav en kode til at læse vandstanden på micro:bit'ens display.

Brug dernæst en 'hvis... ellers' blok til at tænde en rød advarselslampe (LED) hvis vandstanden er for høj. Der kan også bruges en LED brik fra et starter KIT eller en makecode udvidelsespakke, fx STOP-bit. Vær opmærksom på at det lange ben på LED er +.

Breakout boards og udvidelsespakker (extensions, Add Packages)

Flere producenter har fremstillet særlige breakout boards også kaldet sensor-bords eller

sensor-shields der giver endnu flere muligheder end de 3 PINS. Micro:bit kobles til boardet og

der kodes.

(29)

På kodeplatformen https://makecode.microbit.org/ findes desuden en del gratis tematiske udvidelsespakker: 'Add Packages' som kan tilvælges ens kodning: Smart Home Kit , Stop-bit, Sonar, Neopixel m.m. I disse tematiske pakker er noget af den bagvedliggende kode lavet forud.

Diskussion om fordele og ulemper herved jf. 'Black Box'-begrebet, se definition på:

https://en.wikipedia.org/wiki/Black_box

Pædagogisk refleksionsopgave

Lav en sammenligning og analyse af nedenstående to aktiviteter. Tag stilling til aktiviteterne i forhold til elevers muligheder for designproces, eksperimenter og samarbejde.

1. Eksperimentet med fugtighedsmåling med 2 søm https://makecode.microbit.org/projects/soil-moisture 2. Smart Home Kit Package Øvelse 5. Water level detector

https://www.elecfreaks.com/learn-en/microbitKit/smart_home_kit/smart_home_case_05.html Takeaway

Viden og færdigheder omkring anvendelse af signaler, pins og didaktisk refleksion over elevers designproces og eksperimenter. Relation til vidensmål i teknologiforståelsesmodulet på

læreruddannelsen: "Elev- og lærerroller og relationer, herunder deres sammenhæng med elevers udvikling af konstruktivt skabende, kritiske, analyserende og refleksive processer med teknologi."

Ressourcer:

micro:bit-tilslutning af sensorer: youtu.be/k3U62LcNQUw

micro:bit, forklaring af breakout boards og pins: youtu.be/bX02XJ-hA-U

(30)

3. Fremtidens klasseværelse

Forberedelse

- Orientér dig på websitet: www.microbit-i-skolen.dk

- Læs: En strategi for fremtidens skole, Lærer under designprocesser, kap. 13 og 8

- Læs: Hvad er scenariedidaktik? kap. 3

Scenarie: Skolens ene fløj skal rives ned og efter sommerferien skal undervisningen foregå i nye rammer. Der skal indrettes nye rum og områder til undervisningen.

Når vi spørger eleverne om idéer til indretningen af de nye læringsrum, begynder nogle at tale om tavle og borde; andre om at hele den ene væg i klassen skal være en Skype-væg, hvor man kan snakke med elever i andre lande, og andre taler om åbne værkstedsområder, makerspaces og adgang til udendørs aktiviteter.

Micro:bit udfordring 3 Design og konstruér et panel med micro:bits

Panelet skal hænge i fremtidens klasseværelse. Det kan også være en fast opstilling i form af en indbydende 'prøvestand'. Kom desuden med et bud på lokalets indretning.

Panelet skal være let at gå til og fx kunne måle og monitorere klasseværelset vedr. fx temperatur, støjniveau, CO2-niveau, fugtighed og andet efter klassens valg. Eleverne skal kunne lave deres egne kodninger til deres projekter, tilslutte sensorer og aktuatorer og evt. breakout boards. Lav en mock-up af panelet og kod et par eksempler.

Proces (grupper a 4 - 6)

Undersøg behov - diskutér idéer- lav skitser - vælg ud Responsloop: grupperne giver hinanden kritisk respons Konstruktion af prototype, testning af funktionalitet

Argumentation: Grupperne præsenterer og begrunder deres forslag Refleksion over proces - diskuter en evt. iteration af proces

Tidsrammer: Der skal gives god tid til gruppearbejdet. Lav struktur på responsgivningen, fx pecha kucha-format, café-model el. lign. Fremlæggelsen kan med fordel iscenesættes.

Oplæg Scenariedidaktik og introduktion til undervisningsdesign Pædagogisk refleksionsopgave (samme grupper)

Diskutér det anvendte scenarie og dets egnethed som afsæt for en designopgave. Opsamling af

forslag fra grupperne, herunder fokus på mulighederne for konstruktion med brug af makerspace-

faciliteter som fx 3D-printer, laserskærer, vinylcutter m.m.

(31)

4. Undervisningsdesign på baggrund af et scenarie

Forberedelse

- Læs: Anslaget som afsæt for designprocessen, (Lembcke & Pilgaard, 2019) Tidsskriftet Læring Og Medier

Anvend nedenstående scenarie til en tilrettelæggelse af en stilladseret designproces for elever på et givet klassetrin. Foretag en klar afgrænsning inden for scenariet og udform en designudfordring.

Tænk gerne en faglig/tværfaglig vinkel ind. Tilføj efter behov flere oplysninger forhold på stedet, klima, økonomi m.m. Der skal konstrueres en model/prototype og micro:bit skal anvendes i den prototype der produceres.

22 unge fra den store by har besluttet at flytte ud af deres by. En af dem har for nylig arvet et stort terræn på landet.

De ønsker at bosætte sig der og opbygge deres levevis på en intelligent og bæredygtig måde. De vil slå sig ned ved siden af den smukke Bit-flod med masser af vand og har besluttet at bruge vandkraft og solenergi til så mange formål som muligt.

Byen, hvor de bor nu, er udsat for kraftig forurening og mangler organiseret affaldsgenbrug. Dråben der fik bægeret til at flyde over, var udbruddet af en sygdom blandt børn i en børnehave, hvor børnene skulle holdes inde på grund af det daglige niveau af smog. De flytter ud og ønsker at opbygge noget bedre i Bit Valley.

Vandet er i Bit river er rent og klart og kan bruges til vanding af de frugtbare arealer på den ene bred. Der bliver desuden behov for at huse beskyttes mod en årstidsbestemt stigende vandstand. På sigt skal der også være en skole.

Brevet fra advokaten:

"Som bestyrer af afdøde Mortimer Pallandt Kroghs bo skal jeg meddele Dem, at han i sit testamente har bestemt at De skal arve området Bit Valley - et stor ubenyttet naturområde, 125 hektar på begge sider af floden Bit.

Jeg vil bede Dem give møde her på kontoret snarest og inden 3 uger og inden mødet skriftlig meddele mig, om De ønsker at modtage arven.

Med venlig hilsen Real Estate Advokater."

Bit River Valley

(32)

Scenariet gengives også i engelsk version som en mulighed for en sproglærer:

English version: Twenty-two young people from the large city have decided to move out of their city.

Recently one of them inherited a large terrain at the countryside. They want to make a settlement and build up their living in an intelligent way. They are going to settle down beside the beautiful Bit river with plenty of water and have decided to use waterpower for as many purposes as possible.

The city where they live now is dealing with heavy pollution and lack organized garbage recycling. The straw that broke the camel's back was the outbreak of a disease among children in a kindergarden where the children had to be kept inside because of the daily level of smog. They move out wishing to build up something better in Bit valley.

"As manager of the estate of the late Mortimer Pallandt Krogh, I shall inform you that in his will he determined that you should inherit the Bit Valley area - a large unused natural area, 125 acres on both sides of the river Bit.

I want to ask you to meet here in the office as soon as possible and within 3 weeks and before the meeting in writing inform me if you accept to receive the inheritance.

Yours sincerely Real Estate Lawyers".

Forslag til proces

Formuler en designudfordring. Lav en klar afgrænsning og evt. en faglig/tværfaglig vinkel på mulige udfordringer, gerne komplekse. Aftal gruppestørrelse.

Stilladsér en undersøgelsesfase, hvor eleverne opsøger og samler viden om designudfordringen.

Overvej hvilke typer viden, der kan indsamles og på hvilke måder, de kan fastholdes gennem præsentation, opslagstavle, skriftlighed el. lign.

Tilrettelæg en plan for en åben idégenerering, med brainstorming, respons og hvor mange idéer kan komme frem. Tilrettelæg således at eleverne fastholder deres blik på de mange muligheder og kke lægger sig for tidligt fast på deres idé. Fastsæt sammen med eleverne nogle kriterier for den gode idé, som kan bruges til at vælge ud fra.

Efter genereringen udvikles der på nogle af idéerne som vælges til og herefter skal der være mulighed for at vælge sig ind på disse og arbejde videre med dem. Her kan elev-responsgrupper med fordel igen anvendes. Aftal kriterierne for fremlæggelse og argumentation. Hvad forventes der af grupperne og hvordan kan de vælge at fremlægge og argumentere for deres produkt? Hvis der fx er et fagligt/tværfagligt fokus, skal det så indgå i fremlæggelsen?

Konstruktion af prototype eller model Kodning af micro:bit skal anvendes i den idé, som grupperne udvikler og laver en prototype eller model af. Tag stilling til anvendelse af alle typer materialer, analoge og digitale pap, papir, piberensere, træ og digitale værktøjer. Overvej om der skal være et fælles målestoksforhold i de prototyper der udarbejdes.

Lad dem gemme nogle af de 'fejlslagne' skitser og kodeforsøg, de laver undervejs som dokumentation for processen.

Argumentation: Stilladsér rammen for fremlæggelse og argumentation på basis af de kriterier der

er opstillet.

(33)

Refleksion: eleverne fortæller om deres egen proces, gerne med dokumentation og

procesmaterialer og grupperne reflekterer over hvordan de har samarbejdet. Overvejelser over at arbejde videre med prototyperne.

Tidsrammer: fastsæt en tidramme og overordnet struktur for forløbet. Der skal gives god tid til elevernes indledende og undersøgende faser. Lav struktur på responsgivningen, fx pecha kucha- format, café-model el. lign.

Fremlæggelse og deling

Grupperne af lærerstuderende fremlægger deres forløb, modtager respons og deler deres forløb elektronisk.

Afsluttende opsamling, tilbageblik og evaluering

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)