LÄRARHANDLEDNING Hacka med sensorer. Hacka ett labb i MegaMind i samarbete med King

Transkript

1 LÄRARHANDLEDNING Hacka med sensorer Hacka ett labb i MegaMind i samarbete med King

2 Bakgrund MegaMind är Tekniska museets nya science center som handlar om hur en bra idé blir till och hur man kan ta den vidare till verklighet från sinnesintryck till innovativt avtryck. Här får eleverna genom olika interaktiva uppdrag utmana sina sinnen, träna sin hjärna att bli ännu mer uppfinningsrik och låta sig inspireras av andras smarta idéer och innovationer. I Framtidslabben skapar eleverna lösningar på vardagsnära problem efter teman som skräddarsytts efter läroplanen för undervisningen i olika årskurser, med det entreprenöriella lärandet i fokus. Hacka med sensorer Primär målgrupp: åk 1 gymnasiet Centralt tema: Sensorteknik och programmering Ämnen: Vad kul att ni har bokat det pedagogiska programmet Hacka med sensorer! I denna lärarhandledning finns det tips på introducerande övningar samt fördjupande uppgifter att genomföra i skolan före och efter ett besök på Tekniska museet. Innehållet är anpassat för att tillgodose de kunskapskrav som ställs i aktuella styrdokument för den svenska grundskolan (Lgr11). Kopplingar till specifika kursmål finns i denna handledning. I Hacka med sensorer tittar vi närmre på sensor- och programmeringsteknik och dess möjligheter att göra vår vardag smartare, roligare och mer hållbar, nu och i framtiden. Eleverna får bygga olika sensorkonstruktioner som finns i vår vardag idag och utveckla egna lösningsförslag för t ex hemmet.

3 I detta pedagogiska program får eleverna tillfälle att utveckla sina kunskaper inom teknik i vardagen, med sensorer och programmering som exempel. Arbetet leds av en museipedagog i en inspirerande lärmiljö med både analoga och digitala verktyg som anpassas efter gruppens kunskapsnivå och förutsättningar. Vi vill erbjuda aktiviteter på lika villkor genom att skapa sammanhang som är begripliga, hanterliga och meningsfulla oavsett individuella förutsättningar. Därför är rumslighet, teknik såväl som de pedagogiska programmen utvecklade tillsammans med grupper med olika fysiska och kognitiva förutsättningar. Kontakt För mer information, se För bokning av skolprogram, maila till skolbokning@tekniskamuseet.se Inför ert besök Följande övningar är anpassade för att kunna användas som en introduktion till temat sensorteknik och programmering inför det pedagogiska programmet Hacka med sensorer på Tekniska museet. Övning 1: Sensorer i vardagen Rekommenderad för årskurs 1 gymnasiet. Denna övnings syftar till att introducera eleverna till enklare sensorteknik i vår vardag, hur de fungerar och dess syfte som en bakgrund till det pedagogiska programmet Hacka med sensorer där de kommer få bygga egna lösningar med hjälp av sensorteknik. Tid:ca 30 min Tema: Sensorteknik Material: Föremål/bilder av saker/uppfinningar med sensorteknik t ex trafikljus, rulltrappa, brandlarm, inbrottslarm, gatlampor, smartphone, kamera, automatiska dörrar etc. Instruktioner: Diskutera i helklass följande frågeställningar: Vad är en sensor? Vad finns det för olika? Gå igenom rörelse-, ljud-, ljus-, temperatur-, tryck- och avståndssensorer. Jämför tekniska sensorer med våra egna sinnen, så kallade biologiska sensorer. Diskutera och demonstrera smartphonen som exempel på en uppfinning med olika typer av sensorteknik. För årskurs 1-5: Låt eleverna fundera över om de kan komma på några uppfinningar/platser/situationer där sensorer används i deras vardag? Hemma? I trafiken? I affären? Visa föremål/bilder av saker/uppfinningar där sensorteknik används och berätta/diskutera vilka sensorer som används. För årskurs 6 gymnasiet: Dela in klassen i mindre grupper och låt de ta fram olika exempel på uppfinningar där sensorteknik används i deras vardag. Vilka sensorer används, vad löser uppfinningen för problem och vad är den bra för?

4 Övning 2: Vad är IoT? Rekommenderad för årskurs 6 gymnasiet. Denna övning syftar till att introducera och skapa förståelse hos eleverna för begreppet smarta sensorer och IoT (Internet of Things). Övningen kräver att eleverna är bekanta med hur enklare sensorteknik fungerar samt begreppet programmering. Tid:ca 30 min Tema: IoT, sensorer och programmering Instruktioner: Introducera eleverna för begreppen IoT och Smarta sensorer. Rita och förklara hur man kan koppla samman sensorteknik och internet med olika maskiner och apparater. Visa gärna video, t ex Internet of Things explained simply som finns på YouTube. Berätta om och/eller låt eleverna leta upp exempel där denna teknik används t ex på kylskåp, träningsarmband, elnät, synlinser, blöjor etc. Vad är IoT? Internet flyttar in i allt fler maskiner och apparater. Det finns sen länge uppkopplade kylskåp som talar om när det är dags att handla och vilken mat som fattas. Ett annat exempel är små GPS-sändare som larmar i lärarens mobil om ett förskolebarn kommer för långt bort. en heter Internet of Things (IoT) på engelska och Sakernas Internet på svenska. IoT betyder att två apparater pratar med varandra via internet med hjälp av sensorer. IoT är ju praktiskt och kul men det kan också hjälpa dig när du är sjuk. Idag kan du till exempel ha sensorer i dina kläder som känner av blodtryck, puls och andning. Sensorn är uppkopplad hela tiden. Om något händer med till exempel din puls larmas din läkare direkt. Sensorer har på prov också opererats in i kroppen för att de ska kunna upptäcka sjukdomar. Efter ert besök Följande fördjupningsuppgifter är anpassade för att kunna användas som en fördjupning till temat sensorteknik och programmering till det pedagogiska programmet Hacka med sensorer på Tekniska museet. Fördjupningsuppgift 1: Sensortekniska uppfinningar Rekommenderas för årskurs 4-9. Denna uppgift syftar till att skapa fördjupad förståelse hos eleverna för olika typer av tekniska innovationer där sensorteknik används. Gymma din hjärna för att bli ännu påhittigare! Tid: ca min Tema: Sensorteknik, grupparbete Instruktioner: Dela in klassen i mindre grupper och låt grupperna välj ett sensortekniskt område som de får fördjupa sig i, t ex:

5 Trafiksystem, t ex trafikljus eller fartkameror Gatubelysning Automatiska dörrar Larm, t ex brandlarm eller inbrottslarm Seendestyrda bilar eller datorer Arbetet presenteras muntligt och/eller skriftligt och skall bestå av en teknisk beskrivning med bilder eller ritningar som förklarar hur tekniken fungerar samt hur tekniken används och vilka problem den löser. Fördjupningsuppgift 2: Det smarta hemmet Rekommenderas för årskurs 4 - gymnasiet. Denna uppgift syftar till att skapa fördjupad förståelse hos eleverna för olika typer av tekniska innovationer där sensor- och programmeringsteknik används samt låta de pröva delar av innovationsprocessen. Denna uppgift kräver att eleverna är bekanta och införstådda med hur sensorteknik och IoT-teknik fungerar. Tid: ca min och hemuppgift Tema: Sensor- & programmeringsteknik, innovationsprocessen, grupparbete Material: Analoga eller digitala verktyg för att göra ritningar/modeller, t ex CAD. Instruktioner: Dela in klassen i mindre grupper. Varje grupp får i uppgift att skapa och beskriva deras smarta hem i framtiden genom att först undersöka sitt eget hem och vilka problem som finns där för att sedan ta fram egna lösningsförslag där sensor- och programmeringsteknik används. 1. Repetera ev. hur sensorer och/eller smarta sensorer fungerar 2. Låt eleverna undersöka det egna hemmets funktioner och vad de gör i hemmet utifrån kategorierna sovrum, kök, vardagsrum, hall, badrum och trädgård/trapphus: - Vad gör de i hemmet? - Vilka prylar/utrustning/möbler etc använder de? Är de elektriska, uppkopplade/sensorstyrda/analoga etc? - Finns det några sensortekniska lösningar i hemmet? - Vad finns det för system i hemmet för t ex vatten, el, värme, larm etc? De ska även anteckna problem/saker de skulle vilja förbättra eller förändra t ex något som är irriterande, jobbigt, tar lång tid etc. 3. Låt grupperna med utgångspunkt i resultatet skapa sitt gemensamma smarta hem där de utgår från sensorteknik och/eller IoT-teknik för att skapa olika lösningsförslag som gör deras vardag roligare, smidigare, effektivare, enklare etc. Uppgiften ska bestå av följande delar: - Lösningar som: spar tid underlättar för en rörelsehindrad är bra för miljön gör din vardag roligare - Ett eller flera egna lösningsförslag utifrån egna problem

6 4. Arbetet presenteras muntligt och/eller skriftligt och ska bestå av t ex enklare tekniska beskrivningar med hjälp av ritningar/bilder/modeller samt information om lösningarnas målgrupp, hur den fungerar och vilket problem de löser. Tips! Anpassa uppgiftens omfattning och svårighetsgrad genom att t ex låta yngre elever ta fram enbart sensortekniska lösningar, och äldre elever både sensoroch IoT- tekniska lösningar. Fördjupningsuppgift 3: Smarta sensorer i MegaMind Rekommenderad för årskurs 3 - gymnasiet. Denna uppgift syftar till att skapa förståelse hos eleverna för olika typer av nutida och framtida sensortekniska lösningar. Detta görs med hjälp av några interaktiva stationer i science centret MegaMind. Inträde till MegaMind ingår i priset vid bokning av programmet Hacka med sensorer. Tid: ca 45 minuter Tema: Sensorteknik Material: Uppdragsblad (se nästa sidan) och pennor. Kom ihåg att ta med till museet! Instruktioner: Dela in klassen i mindre grupper och dela ut ett uppgiftsblad per grupp. Låt grupperna lösa uppdragen på egen hand i utställningen eller tillsammans med lärare/skolpersonal. Samla klassen, antingen på museet eller när ni är tillbaka i skolan, och diskutera resultatet. Var kommer alla smarta idéer irån?

7 Uppdragsblad smarta sensorer i MegaMind Leta upp de markerade stationerna och lös uppdraget. Plan 1 i MegaMind Måla med ögonen Vilken typ av sensorteknik används här? Vad mer skulle vara bra om kunna styra med blicken? 2. Forma i luften Vilken typ av sensorteknik används här?

8 Vad tycker du är fördelen/nackdelen med att skapa med hjälp av denna teknik? Plan 2 i MegaMind Forskning pågår (Rekommenderas från årskurs 4) Här kan du testa ett armband som med hjälp av sensorer läser av hur du mår etc. Vart används denna teknik idag? Vad betyder IoT?

9 Tänk dig att någon annan en dag kan mäta och veta allt som händer inne i din kropp. Vad tycker du känns bra och dåligt med det? 4. Tankestyrd musik Vad är det som sensorerna i pannbandet kan läsa av? Vad skulle du välja att styra med tankekraft?

10 Koppling till läroplan (Lgr11) för gymnasiet Förmågor Centralt innehåll Kunskapskrav Kunskaper om teknikutvecklingsprocessen och förståelse av sambanden mellan de olika delarna i den. Förmåga att analysera och värdera sensor- och programmeringstekniska lösningar med hänsyn tagen till ett hållbart samhälle. Förmåga att lösa tekniska problem med hjälp av sensorteknik och programmering. Förmåga att använda teknikvetenskapliga metoder, begrepp och teorier. Förmåga att använda modeller och verktyg som redskap för dokumentation och presentation. Kunskaper om hur sensor- och programmeringsteknik har utvecklats och utvecklas i samspel med det omgivande samhället samt kunskaper om befintlig teknik och aktuell teknikutveckling. Förmåga att kommunicera inom det tekniska området samt kommunicera om teknik. utvecklingsprocessens alla delar från idé och modell, produkt eller tjänst till användning och återvinning med praktisk tillämpning av teknik och teknikutveckling inom programmering och sensorteknik. Entreprenörskap och entreprenörskapets villkor med utgångspunkt i innovativa och kreativa processer. ens och teknikerns roll med fokus på framtidens teknik och ett hållbart samhälle, med utgångspunkt i sensorteknik och programmering för hushålls- och samhällseffektivisering. Presentations- och modellteknik, till exempel muntliga framställningar samt digitala och manuella tekniker för att skapa modeller. Sensorteknik och programmerings betydelse för samhället samt introduktion i aktuella utvecklingsområden inom dessa teman (IoT). Eleven kan redogöra för sambanden mellan de olika delarna i teknikutvecklingsprocessen. Eleven kan analysera och värdera tekniska lösningar utifrån kvalitet, säkerhet och hållbart samhälle. Eleven löser tekniska problem samt dokumenterar arbetet och resultatet med t ex skisser och modeller. Eleven beskriver hur samhälle och teknik samspelar. Dessutom värderar eleven utifrån ett etiskt förhållningssätt, teknikens funktion, användning och tillgänglighet i samhället. Eleven använder datorn som verktyg för kommunikation, dokumentation och information.

11 Koppling till läroplan (Lgr11) för åk 7-9 Förmågor Centralt innehåll Kunskapskrav Identifiera och analysera sensorstyrda lösningar utifrån ändamålsenlighet och funktion. Identifiera problem och behov som kan lösas med sensor- och programmeringsteknik och utarbeta förslag till lösningar. Använda teknikområdets begrepp och uttrycksformer. Värdera konsekvenser av olika teknikval med sensorer och programmering för individ, samhälle och miljö. Analysera drivkrafter bakom teknikutveckling och hur det har förändrats över tid. Programmerings- och sensortekniska lösningar kopplat till utbyte av information via till exempel datorer, internet och mobiltelefoni. Hur sensor- och programmeringsteknik samverkar i ett större system, till exempel transport och elektricitet. utvecklingsarbetets olika faser: identifiering av behov, undersökning, förslag till lösningar, konstruktion och utprövning. Hur faserna i arbetsprocessen samverkar. Egna konstruktioner där man tillämpar principer för styrning och reglering med hjälp av programmering. Dokumentation i form av skisser och ritningar samt dokumentation med fysiska eller digitala modeller. Eleven kan undersöka olika sensor- och programmeringstekniska lösningar i vardagen. Eleven kan med användning av ämnesspecifika begrepp beskriva hur identifierbara delar samverkar för att uppnå ändamålsenlighet och funktion. Eleven kan genomföra teknikutvecklings- och konstruktionsarbeten genom att undersöka och pröva möjliga idéer till lösningar samt utforma fysiska eller digitala modeller. Under arbetsprocessen bidrar eleven till att formulera och välja handlingsalternativ som leder framåt. Eleven gör dokumentationer av arbetet med skisser, modeller och ritningar där intentionen i arbetet till viss del är synliggjord. Dessutom kan eleven föra resonemang om hur olika val av tekniska lösningar kan få olika konsekvenser för individ, samhälle och miljö.

12 Konsekvenser av teknikval utifrån t ex ekologiska och sociala aspekter, exempelvis sensorteknik kopplat till olika funktionsförutsättningar. Hur sensor- och programmeringslösningar kan bidra till hållbar utveckling. Hacka med sensorer

13 Koppling till läroplan (Lgr11) för åk 4-6 Förmågor Centralt innehåll Kunskapskrav Identifiera och analysera sensorstyrda lösningar utifrån ändamålsenlighet och funktion. Identifiera problem och behov som kan lösas med sensor- och programmeringsteknik och utarbeta förslag till lösningar. Använda teknikområdets begrepp och uttrycksformer. Värdera konsekvenser av olika teknikval med sensorer och programmering för individ, samhälle och miljö. Analysera drivkrafter bakom teknikutveckling och hur det har förändrats över tid. Tekniska lösningar som utnyttjar elkomponenter och sensorteknik för att åstadkomma ljud, ljus eller rörelse, t ex larm och belysning. Hur sensor- och programmeringskomponenter samverkar i enkla tekniska system. Ord och begrepp för att benämna och samtala kring sensorteknik och programmering. Olika sätt att hushålla med energi kopplat till sensorteknik. Vanliga tekniska system i hemmet och samhället baserat på sensorteknik och programmering. Några delar i systemen och hur de samverkar. Hur tekniska system i hemmet och samhället förändrats över tid och några orsaker till detta. Konsekvenser av teknikval, till exempel föroch nackdelar med olika lösningar där sensorteknik och programmering används. Eleven kan beskriva och ge exempel på sensoroch programmeringstekniska lösningar i vår vardag. Eleven kan ge exempel på några ingående delar som samverkar för att uppnå ändamålsenlighet och funktion. Eleven kan genomföra teknikutvecklings- och konstruktionsarbete genom att pröva möjliga idéer till lösningar och utforma fysiska och digitala modeller. Under arbetsprocessen bidrar eleven till att formulera och välja handlingsalternativ som leder framåt. Eleven gör dokumentationer av arbetet med skisser och modeller där intentionen i arbetet är synliggjord. Eleven kan föra underbyggda resonemang kring hur sensorteknik förändrats över tid och dess fördelar och nackdelar för individ, samhälle och miljö.

14 Koppling till läroplan (Lgr11) för åk 1-3 Förmågor Identifiera och analysera sensorstyrda lösningar utifrån ändamålsenlighet och funktion. Identifiera problem och behov som kan lösas med sensor- och programmeringsteknik och utarbeta förslag till lösningar. Använda teknikområdets begrepp och uttrycksformer. Värdera konsekvenser av olika teknikval med sensorer och programmering för individ, samhälle och miljö. Centralt innehåll Några enkla ord och begrepp för att benämna och samtala om sensorteknik och programmering. Undersökande av hur några vardagliga sensor- och programmeringsstyrda system är uppbyggda och fungerar, t ex inbrottslarm och gatubelysning. Egna konstruktioner där man tilllämpar enkel sensorteknik. Dokumentation i form av enkla skisser och fysiska modeller. Några sensor- och programmeringslösningar i elevens vardag och hur de är anpassade efter människans behov. Hacka med sensorer med MegaMind och King