Møllegården skal reddes!

Eleverne går ind i fortællingen, opdager problemerne på gården og vælger en udfordring, de vil undersøge nærmere.

Forslag til tid: 1 til 2 lektioner

Møllegården har fungeret på samme måde i mange år. Nu oplever Marie, at hun ikke altid kan nå at holde øje med dyr, planter, vand, temperatur og låger. Nogle problemer bliver først opdaget, når skaden allerede er sket.

Jeres opgave er at hjælpe med at modernisere gården. I skal udvikle en prototype, der kan opdage noget, advare om noget eller sætte noget i gang. Før I bygger, skal I finde ud af, hvilket problem der er vigtigst at løse, og hvem løsningen skal hjælpe.

Øvelser og opgaver

1. Lyt og opdag. Hør billedfortællingen eller podcasten. Notér de udfordringer, I opdager, på elevarket.
2. Sorter udfordringerne. Saml klassens fund under overskrifterne dyr, planter, bygninger, vand og arbejdsgange.
3. Vælg et problem. Gruppen vælger én udfordring, som kan undersøges og vises med en prototype.
4. Lav en problemskitse. Beskriv problemet med egne ord, hvem det er et problem for, og giv den foreløbige løsning en arbejdstitel.
5. Sæt krav. Formulér tre til fem krav. Fx: Løsningen skal reagere tydeligt, være sikker, kunne nulstilles og virke mindst tre gange i træk.

Elevernes produkt

• Et udfyldt udfordringsark.
• En kort problemformulering.
• Tre til fem krav til løsningen.
• En arbejdstitel til prototypen.

Kommentar til læreren

Fortællingen skal skabe et fælles problemfelt, men eleverne skal selv afgrænse den udfordring, de vil arbejde med. Hjælp grupperne væk fra meget brede formuleringer som “vi vil gøre hele gården moderne”. En brugbar udfordring kan beskrives som en konkret situation: “Marie opdager for sent, at vandtruget er tomt”.

Hold løsningen åben i denne fase. Hvis eleverne allerede beslutter sig for præcis, hvad de vil bygge, så spørg: Hvad skal I først vide for at kunne vælge en god løsning?

Eleverne gennemfører korte undersøgelser og samler viden, som de senere kan bruge i deres prototype.

Forslag til tid: 2 til 3 lektioner

Inden I kan bygge en god løsning, skal I undersøge, hvordan materialer, kredsløb, sensorer og motorer virker. Ved hver station skal I gøre noget, observere noget og gemme et bevis på det, I har fundet ud af.

Det er ikke nok, at noget virker én gang. Gentag jeres forsøg, sammenlign resultater, og skriv hvad jeres undersøgelse betyder for en løsning på gården.

Forslag til Stationsopgaver

1  Strøm på gården: Sammenlign LED, buzzer og DC motor som output. Hvilken komponent giver lys, lyd eller bevægelse?

2  Materialejagten: Test hvilke materialer der leder strøm, og forklar hvad de ledende materialer har til fælles.

3  Byg en gårdkontakt: Byg en kontakt af pap og sølvpapir. Test den ti gange og forbedr den, hvis den svigter.

4  Når micro:bitten opdager noget: Forbind en kontakt mellem P0 og GND. Programmér micro:bitten til at vise forskel på åben og lukket.

5  Jagten på lyset: Mål lys tre steder, gentag målingerne og vælg en grænse mellem for lidt og nok lys.

6  Varmt eller koldt: Sammenlign micro:bittens temperaturmåling i forskellige situationer og vælg en mulig alarmgrænse.

7  Vagten ved vandtruget: Byg en enkel vandstandskontakt og undersøg, hvor stabilt signalet er ved gentagne forsøg.

8  Motor på arbejde: Undersøg motorens retning, når polerne byttes, og hvordan et let paphjul påvirker farten.

Fælles opgave ved alle stationer

• Skriv jeres forudsigelse, før I tester.
• Gentag forsøget mindst tre gange, når det er muligt.
• Notér en måling, observation, tegning eller et foto som bevis.
• Afslut sætningen: Det kan vi bruge på gården, når …

Elevernes produkt

Udfyld videnkortlægningsarket. 

Kommentar til læreren

Stationerne er kvalificerende undersøgelser, ikke byggeopskrifter til den færdige løsning. Bed derfor eleverne sætte ord på, hvordan et fund kan påvirke deres designvalg.

Alle grupper behøver ikke nødvendigvis gennemføre alle otte stationer. Klassen kan først afprøve et fælles udvalg og derefter vælge de stationer, der er relevante for gruppens udfordring. Hvis stationerne bruges som rotation, kan tolv til femten minutter pr. station være passende.

Vær tydelig om forskellen på input og output. Micro:bitten kan registrere kontakt, lys og temperatur. LED, buzzer og DC motor i Scrappy Circuits kan vise lys, lyd og bevægelse. De løse DC motorer må ikke forbindes direkte til micro:bitten. Eleverne kan i stedet bygge en model, hvor micro:bitten viser signalet, og den separate motor demonstrerer den ønskede handling.

Ved temperaturstationen måler micro:bitten temperaturen omkring sin processor. Målingen er velegnet til at undersøge ændringer, men ikke som et præcist termometer. Ved vandstationen skal micro:bit og batteri holdes tørre.

Eleverne udvikler flere mulige løsninger og vælger en idé, der både løser problemet og kan afprøves med de tilgængelige materialer.

Forslag til tid: 1 lektion

Nu skal I udvikle mange forskellige idéer. Vent med at vurdere dem, mens I finder på. En skør idé kan indeholde en lille del, som gør en anden idé bedre.

Når I har mange forslag, skal I bruge jeres krav og jeres undersøgelser til at vælge den idé, der er mest relevant og mulig at bygge som prototype.

Øvelser og opgaver

1. 1. Almindelig brainstorm – 20 minutter

   Eleverne følger metodekortet Almindelig brainstorm.

   • Hver elev skriver så mange idéer som muligt på post-its uden at tale med de andre.
   • Idéerne præsenteres og placeres på bordet.
   • Idéerne organiseres i temaer.
   • Gruppen vælger den bedste idé inden for hvert tema.
   • De udvalgte idéer forsøges kombineret til en ny samlet idé.

   Materialer: Post-its
   Resultat: Gruppen har flere forskellige idéer eller kombinationer af idéer, som kan udvikles videre.

   Åbn metodekortet Almindelig brainstorm

   2. Bordet rundt – 30 minutter

   Eleverne følger metodekortet Bordet rundt.

   • Hver elev vælger den idé, eleven helst vil arbejde videre med, og skriver den på arbejdsarket.
   • Eleverne uddyber deres egne idéer.
   • Arbejdsarkene sendes rundt i gruppen.
   • Alle læser de andres idéer og skriver forslag til forbedringer.
   • Når arkene har været hele vejen rundt, læser eleverne forslagene til deres oprindelige idé.
   • Idéen beskrives på ny med udgangspunkt i gruppens input.
   • Eleverne præsenterer deres videreudviklede idéer for hinanden.

   Materialer: Metodekortets dobbeltsidede arbejdsark til hver elev
   Resultat: Gruppen har flere gennemarbejdede idéer, som alle gruppemedlemmer har bidraget til.

   Åbn metodekortet Bordet rundt

   3. Hvilken idé vælger vi? – 10 minutter

   Eleverne følger metodekortet Hvilken idé vælger vi?

   • Gruppens idéer skrives på post-its.
   • Idéerne placeres på metodekortets figur.
   • Placeringen vurderes ud fra, hvor let idéen er at afprøve, og hvor godt den løser udfordringen.
   • Gruppen vælger en idé fra det grønne område, som den arbejder videre med.

   Materialer: Arbejdsarket printet i A3 og post-its
   Resultat: Gruppen har valgt den idé, der både løser udfordringen godt og er realistisk at afprøve som prototype.

   Åbn metodekortet Hvilken idé vælger vi?

Hjælpespørgsmål til idéerne

• Hvad skal løsningen opdage?
• Hvordan får brugeren besked?
• Skal løsningen give lys, lyd, symbol eller bevægelse?
• Hvilke dele kan vises som model, selv om den rigtige løsning ville være større?
• Hvad skal en bruger kunne forstå uden en lang forklaring?

Elevernes produkt

Tre idéer og en kort begrundelse for den valgte løsning.

Kommentar til læreren

Eleverne gør den valgte idé bygbar gennem skitser, materialevalg, kredsløbsplan og arbejdsfordeling.

Forslag til tid: 1 lektion

En idé bliver først klar til at bygge, når andre kan se, hvordan den skal fungere. I skal derfor tegne prototypen, placere de elektriske dele og planlægge, hvem der gør hvad.

Planen må gerne ændre sig senere. Den skal være tydelig nok til, at I kan begynde at bygge og opdage, hvilke dele der stadig er usikre.

Øvelser og opgaver

1. Lav individuelle skitser. Alle tegner først deres bud på, hvordan den valgte idé kan se ud.
2. Lav en fælles arbejdstegning. Kombinér det bedste fra tegningerne. Markér papdele, kontakter, LED, buzzer, motor, micro:bit og ledninger.
3. Tegn funktionens vej. Brug tre felter: Input, behandling og output. Fx lågekontakt, micro:bit afgør åben eller lukket, symbol på displayet.
4. Lav materialeliste. Skriv hvad I skal bruge, og hvilke materialer der kan erstattes, hvis første valg ikke virker.
5. Fordel arbejdet. Aftal ansvar for konstruktion, kredsløb, programmering, test og dokumentation. Roller må gerne skifte.
6. Planlæg den første test. Vælg ét krav, som I vil teste, så snart den første udgave er bygget.

Elevernes produkt

• En fælles arbejdstegning med forklaringer.
• Et diagram over input, behandling og output.
• En materialeliste og en enkel arbejdsfordeling.
• En plan for den første test.

Kommentar til læreren

Brug metodekortene Arbejdstegning og Læg en plan. Tegningen skal vise funktion og forbindelser, ikke kun prototypens ydre.

Gennemfør et kort lærertjek, før grupperne bygger. Kontroller især spænding, placering af micro:bit, risiko for kortslutning og om motoren er planlagt med separat batterikilde.

Spørg grupperne, hvilken del af prototypen der er mest usikker. Den del bør bygges og testes tidligt. Det reducerer risikoen for, at eleverne bruger lang tid på pynt, før den centrale funktion virker.

Eleverne bygger en enkel prototype, der kan demonstrere og afprøve den vigtigste funktion i deres løsning.

Forslag til tid: 2 til 3 lektioner

Nu skal planen omsættes til en prototype. Start med den vigtigste funktion. Byg enkelt, test tidligt og gem pynt og detaljer, til I ved, at løsningen virker.

En prototype må gerne se ufærdig ud. Formålet er at blive klogere på, hvordan løsningen kan fungere, og hvad der skal ændres.

Opgaver under konstruktionen

1. Byg en mindste fungerende udgave. Lav kun det, der er nødvendigt for at afprøve den centrale funktion.
2. Test delene hver for sig. Afprøv kontakt, kredsløb, micro:bit program eller motor, før delene samles.
3. Saml prototypen. Fastgør delene, så forbindelserne er synlige og kan ændres.
4. Lav et funktionsstop. Vis en anden gruppe, hvad der virker nu, og hvad I stadig er i tvivl om.
5. Dokumentér version 1. Tag et foto og skriv to sætninger: Det virker, når … Vi mangler stadig at …

Byggeregler

• Brug højst 3 V til LED, buzzer og DC motor i de enkle kredsløb.
• Forbind aldrig 3V direkte til GND på micro:bitten.
• Forbind aldrig en løs DC motor direkte til micro:bitten.
• Afbryd strømmen, når I ændrer kredsløbet.
• Stop forsøget, hvis en komponent eller ledning bliver varm.
• Hold elektronik og batterier væk fra vand.

Elevernes produkt

Prototype version 1 med synlige forbindelser samt et foto og en kort status i Engineeringloggen.

Kommentar til læreren

Hjælp eleverne med at holde prototypen simpel. Den vigtigste funktion skal kunne ses og testes. Dekoration må først fylde, når gruppen kan forklare, hvad der virker.

Brug vejledende spørgsmål frem for at løse tekniske problemer for gruppen: Hvor stopper signalet? Hvilken del ved I virker? Hvad kan I teste alene?

Skab en fejlpositiv kultur ved at lade grupperne dele små fejl og løsninger undervejs. Et kort fælles stop kan spare mange grupper for den samme fejlsøgning.

Eleverne tester prototypen systematisk, sammenholder resultaterne med kravene og gennemfører mindst én forbedring.

Forslag til tid: 1 til 2 lektioner

En løsning er ikke færdig, bare fordi den virker én gang. I skal planlægge en test, gentage den og bruge resultaterne til at forbedre prototypen.

I skal kunne vise forskellen på version 1 og version 2 og forklare, hvorfor ændringen gjorde løsningen bedre eller viste, at I måtte prøve noget andet.

Øvelser og opgaver

1. Vælg testkriterier. Vælg to eller tre krav, som testen skal undersøge. Skriv hvad der skal ske, før I kan sige, at kravet er opfyldt.
2. Fordel testroller. Aftal hvem der betjener, observerer, noterer og tager foto eller video.
3. Test mindst tre gange. Brug samme fremgangsmåde hver gang. Notér resultater og fejl.
4. Få brugerrespons. Lad en anden gruppe prøve prototypen uden en lang forklaring. Spørg hvad de forstår, og hvad der er uklart.
5. Vælg en forbedring. Ændr én vigtig ting ad gangen. Test igen og sammenlign med de første resultater.
6. Dokumentér version 2. Tag et nyt foto og skriv, hvad I ændrede, hvorfor I ændrede det, og hvad testen viste.

Enkel testtabel til eleverne

Elevernes produkt</h24

• Testresultater fra mindst tre forsøg.
• Respons fra en anden gruppe eller bruger.
• Prototype version 2.
• Dokumentation af ændringen og dens betydning.

Kommentar til læreren

Brug metodekortene Generel prototypetest og Brugertest i en forenklet udgave. Testen skal knyttes til gruppens krav, så vurderingen ikke kun bliver “den virker” eller “den virker ikke”.

Bed eleverne ændre én central variabel ad gangen, når det er muligt. Ellers bliver det svært at forklare, hvilken ændring der gjorde en forskel.

Det er en vigtig del af Engineering designprocessen at gå tilbage. Hvis testen viser, at gruppen mangler viden, må de vende tilbage til Undersøge. Hvis idéen ikke kan opfylde kravene, må de vende tilbage til Få ideer eller Konkretisere.

Eleverne demonstrerer deres prototype, begrunder deres valg og viser, hvordan undersøgelser og test har forbedret løsningen.

Forslag til tid: 1 lektion

I skal nu præsentere jeres løsning for Møllegården. En god præsentation viser ikke kun den færdige prototype. Den forklarer også problemet, den faglige viden og de forbedringer, I har foretaget undervejs.

Jeres prototype behøver ikke være perfekt. Det vigtigste er, at I kan demonstrere den centrale funktion og forklare, hvad næste version skulle kunne.

Opgave  Gårdens teknologimesse

Hver gruppe forbereder en præsentation på tre til fem minutter med disse dele:

• Udfordringen: Hvad var problemet, og hvem hjælper løsningen?
• Kravene: Hvad skulle en god løsning kunne?
• Undersøgelserne: Hvilken viden fra stationerne brugte I?
• Demonstrationen: Hvad registrerer prototypen, og hvordan reagerer den?
• Forbedringen: Hvad ændrede I efter testen, og hvad viste den nye test?
• Næste version: Hvad ville I udvikle videre med mere tid eller andre materialer?

Respons fra besøgende

• Det problem løser jeres prototype tydeligt …
• Det forstår jeg om jeres teknik …
• Et forslag til næste version er …

Elevernes produkt

• En fungerende demonstration.
• En Engineeringposter eller digital præsentation med fotos af version 1 og version 2.
• En kort individuel refleksion over faglig læring og samarbejde.

Kommentar til læreren

Præsentationen skal gøre både produktet og processen synlig. Brug gerne Engineeringposteren løbende gennem forløbet, så eleverne ikke skal rekonstruere alle valg til sidst.

Vurder eleverne på problemforståelse, naturfaglig viden, test, forbedring og begrundelser. Afslut med at spørge: Hvilken undersøgelse eller fejl lærte I mest af? Hvornår gik I tilbage til en tidligere fase? Hvordan kunne løsningen påvirke mennesker, dyr eller ressourceforbrug på en rigtig gård?

Materialer

• Micro:bits, USB kabler eller batteribokse og computere med MakeCode.
• LED, buzzere, DC motorer, batteriholdere på højst 3 V og ledninger med krokodilleclips.
• Pap, karton, sølvpapir, tape, elastikker, sugerør, plastikkopper og andre enkle konstruktionsmaterialer.
• Stationsplacemats, elevark til podcasten, Engineeringlog og eventuelt Engineeringposter.
• Bakker til vandstationen og tydelig opdeling mellem vådområde og elektronik.

Før eleverne begynder

• Afprøv alle stationer og kontrollér, at batterier og komponenter virker.
• Lav én tydelig model af et lukket kredsløb og én model af en kontakt mellem P0 og GND.
• Aftal hvordan eleverne gemmer billeder, målinger og kode.
• Sæt materialer frem i afgrænsede mængder, så eleverne planlægger og vælger bevidst.
• Beslut om alle grupper gennemfører alle stationer, eller om de vælger relevante undersøgelser.

Forslag til løbende evaluering

Didaktisk grundlag

Strukturen bygger på Engineering designprocessens syv delprocesser og metodekort fra Engineering i Skolen. Forløbet lægger vægt på autentisk problemløsning, kvalificerende undersøgelser, synlige krav, iterative forbedringer og løbende præsentation af viden og valg