Teknologiundervisning på Naturfag 1

Blokkoding med microbit er en vei inn til programmering. De små datamaskinen er utviklet av BBC og delt ut til britiske skolebarn, fulgt av et vell av undervisings- og utforskingsressurser.

Programmet du lager er kommandoer til hva maskinen skal utføre. Den er ustyrt med ledlamper, trykknapper og sensorer for retning og risting. Det første programmet kan være enkelt: en av lampene skal lyse når programmet starter. Du kobler microbiten til en usb-inngang, åpner nettprogrammet og starter programmeringen ved å dra to kommandoer – som ferdige blokker –  til programfeltet. Det vil være ‘ved start’, og 1lampe 1,2 lyser’. Nå overfører du programmet til microbiten, som i enhver filbehandling – og du ser at programmet starter – lampen med koordinatene 1 og 2 lyser.

Nå kan du utvide programmet ditt med at flere lamper skal lyse om du trykker på knapp A, eller om du rister på maskinen.

Snart vil du ha behov for å bruke maskinen og kunnskapene til noe. Om du setter på et brett med koblinger, kan microbiten styre strømmen i kretser, det vil si skru av og på motorer eller servoer, og den kan lese sensorer. På kurset var det en naturlig progresjon å gå fra de enkle blokkommandoene til slik bruk. Maskinen kan styre en høyttaler til å spille bestemte toner og melodier, den kan skru på motoren i en bil eller kran, den kan les en fuktighetssensor og starte en pumpe i vanningsanslegget du lager for stueplantene dine. Herfra er det bare fantasien som setter grenser, og utviklingen i og på skolene som avgjør fremtiden.

Ny og bærekraftig energi er på kurset konkretisert til å være solcellenergi. Simona Petroncini arbeider med prosjektering av solcelleanlegg i Bergensområdet. Hun forklarte teknologien, og viste hvordan nye generasjoner av solceller blir. Tredje generasjon er tynn elastisk film. Det neste blir fleksible, nærmest organsike celler som kan formes i alle fasonger. Et husanlegg består av paneler, en inverter med vekselretter, og brukeranlegg. Hver type leveres med et beregnet mpp – maximum power point. Hvor dette ligger må man prøve seg frem til – gjennom å måle strøm og spenning i forhold med maksimal innstråling. Innstrålt effekt er teoretisk 1000 Watt per kvadratmeter, i praksis kan vi regne med 800 W. MPP blir da hva anlegget kan yte med klart solskinn. Etter Petroncinins forklaring, viste Andreas Hellesøy hvordan elever kan måle og beregne seg frem til MPP. Ute i solskinnet stilte deltakerne opp små solceller, målte strøm og spenning med variabel motstand, og fant frem til kurven som viser hvilke verdier for spenning som ga høyeste utbytte, målt i Ampere, altså strøm. Skoleklasser kan bruke dette for eksempel for å prosjektere et solcelleanlegg for skolen, og beregne maksimal produksjon. For å se et stort anlegg i virksomhet, ble denne delen av kurset avsluttet med en visning av det 400 kvadratmeter store anlegget på bygget ‘Basen’ på Marineholmen. Undervisningen om solceller kombinerer kunnskaper om elektrisitet, astronomi, teknologi, bærekraft – og en rekke ferdigheter, alt etter hvordan vi arbeider i klassene.

Teknologi og fysikk er nært bundet sammen. I teknologiprosjektet ‘bygg en heisinnretning’ blir kunnskaper om krefter og gravitasjon koblet til det virkelige og hverdagslige; innretninger i hverdagen fungerer etter naturvitenskapens lover, og kan beskrives med matematikk. På kurset blir det brukt meccano, byggesett i metall, til å lage heisinnretninger med eller uten motor. Kraftoverføring, utveksling og konstruksjon må virke sammen for å få den hjemmebygde maskinen til å virke. Teknologiundervisningen omfatter både undersøkelser, konstruksjon og bygging.

En ekstra byggeaktivitet som kan gå rett inn i klasserommet, er elektrisk bil. Bilen kan være enkel – batteri, motor og hjul på en papplate – eller den kan være avansert med styring, brytere og sensorer. Kombinasjonen av element frå kurset –   mekanikk, mikrodatamaskiner, elektronikk og energibruk – gir stor spennvidde til læreren sine muligheter i klasserommet.