Vækstsystemer og bæredygtig emballage
27. februar 2023
Kreativ historiefortælling og teknologifantasi
19. september 2023
8. årgang
Fag
Faglige emner
Teknologier
Beskrivelse
Vi arbejder med klima og bæredygtighed lokalt på skolen og udvikler løsninger på skolens og madkundskabslærernes udfordring med at få råvarerne så tæt på som muligt. Forløbet lægger op til designprocesser i flere omgange og af forskellige produkter.
Der er udviklet tre forskellige undervisningsforløb, som arbejder med samme problemstilling. ’Dyrkning af planter med teknologi’ er et fælles undervisningsforløb for 4. og 8. årgang, hvor eleverne samarbejder og udveksler opgaver og løsninger gennem arbejdet med forløbet. ’Ponicsystemer og lokal dyrkning af planter’ er et selvstændigt undervisningsforløb målrettet 8. årgang. Her arbejder eleverne med hele eller dele af det fælles forløb. ’Vækstsystemer og bæredygtig emballage’ er et selvstændigt undervisningsforløb målrettet 4. årgang. Her arbejder eleverne med dele af det fælles forløb. Forløbene kan med få justeringer også anvendes på 5. eller 7. årgang. Alle tre forløb findes her: https://fablabatschool.dk/klimalab/.
FORLØBSBESKRIVELSE
INDLEDNING
Vi tager afsæt i ponicsystemer og vækst af planter uden jord i en lokal kontekst.
8. årgang skal designe og bygge systemet, dyrke planterne og undervejs undersøge fx planters vækstbetingelser.
Vi ønsker, at forløbet medfører en adfærds-
ændring hos eleverne og en lyst til også at afprøve dyrkning af egne krydderurter og grøntsager derhjemme. Herudover sætter vi i forløbet fokus på forskellige tiltag, der har indflydelse på det klimafsæt en fødevare har - bl.a. ift. at mindske transporten ved at få dyrkningen så tæt på som muligt. Det vil være oplagt at gennemføre forløbet som et fællesfagligt forløb for 8. årgang, hvor alle tre naturfag er i spil.
TEKNOLOGIER
Eleverne præsenteres for forskellige teknologier i forløbet - fx micro:bit og program-mering, 3D-print og hvad vi fælles finder, der er behov for at undersøge. Herudover er datalogging en del af naturfagsundervisningen med sensorer som fx O2 og CO2-målere.
Teknologier, som bruges undervejs, skal være en del af forståelsesrammen frem mod at kunne udarbejde et relevant bud på en løsning.
Teknologier udvælges af grupperne ud fra en vurdering af, hvad der giver bedst mening for at konstruere en prototype og et endeligt bud på en løsning.
MÅL OG KRITERIER
Mål for forløbet
- Eleverne oplever at kunne komme med en løsning på en lokal problemstilling
- Eleverne præsenteres for og bruger udvalgte teknologier i deres løsningsforslag
- Eleverne byder ind med relevante low-tech og high-tech løsninger på den givne udfordring
- Eleverne ser og finder sammenhænge i problemstillingen vedr. plantevækst, CO2-udledning og deres egne løsningsforslag og udvikler dermed naturfaglig forståelse og indsigt
Kriterier for 8. årgang
- Eleverne konkretiserer designudfordringen, der bliver leveret af skolens madkundskabslærere
- Eleverne laver feltstudier på ponicsystemer og selv designer, udvælger og bygger et system, der passer til skolens madkundskabslokale eller en andet udvalgt placering
- Eleverne udvikler en mock-up på et ponicsystem
- Eleverne undersøger udvalgte teknologiers relevans i systemet - fx pumper eller fugtmålere - og bygge en prototype, der fungerer
- Eleverne kan argumentere naturfagligt for valg af løsning
NATURFAGLIGE BEGREBER
-
Planters vækstbetingelser
-
Minimumsloven for planters vækst
-
Fotosyntese & respiration (kemiske reaktioner)
-
Økosystemer lokalt og globalt
-
CO2-aftryk, -regnskab og -beregning
-
Miljøproblematikker - hvorfor nedbringe udledning af CO2?
-
Bæredygtig udnyttelse af natur-grundlaget
-
Udledning af stoffer (CO2)
-
Jordbakterier og evt. dyrkning og undersøgelse af mikroorganismer
TEKNOLOGIFORSTÅELSE & KOMPETENCEOMRÅDER
Teknologisk handleevne
Eleven kan vurdere, vælge og på kvalificeret vis anvende digitale teknologier i autentiske situationer.
Digitalt design og designprocesser
Eleven kan tilrettelægge og gennemføre iterative designprocesser og skabe digitale artefakter, der løser komplekse problemstillinger, relevante for individ, fællesskab og samfund.
NATURFAGLIGE KOMPETENCER
- Undersøgelse - fx planters vækst-betingelser
- Modellering - fx fotosyntese, minimumsloven og ikke mindst modelleringen af vandings- og ponicsystemer formet efter plantens behov
- Perspektivering - bæredygtighed og klimabelastning ift. råvarer i madlavning og emballering og transport af fødevarer
- Kommunikation - faglig argumentation og præsentationer
DESIGNOPGAVE
Eleverne præsenteres for en overordnet designudfordring, der skal være pejlemærke for de løsninger, der udvikles undervejs i forløbet. Alle løsninger (vækstsystem, spiring af planter, emballage, ponicsystem) skal tænkes ind i denne designudfordring.
Den overordnede designopgave
Madkundskabslærerne har længe ønsket sig, at undervisningen skulle have et mere bæredygtigt præg. Det drejer sig især om, at indkøbene af fx krydderurter sker løbende, for de kan ikke holde sig særlig længe. Dermed bruges meget emballage og transport - både fra planteskole til butik og videre til skolen. Der er derfor et udtalt ønske om, at råvarerne kan rykke tættere på og gerne helt ind i madkundskabslokalet.
Vi har brug for at undersøge:
- Vertikal vækst
- Jordbakterier og madlavning
- Design af vækstvæg og materialer
Designudfordringen: Byg et system, hvor vi kan dyrke planter på en bæredygtig måde.
Benspænd
Undervejs i forløbet kan eleverne modtage følgende benspænd:
- Der må ikke være jord i lokalet pga. jordbakterier og madlavning
- Der skal bruges så få materialer som muligt, og materialerne skal undersøges for bæredygtighed
- Systemet skal kunne passe sig selv i en ferie på to uger
- der skal bruges teknologi i løsningen
Udvikling af produkter
Eleverne udvikler en mulig løsning på et ponicsystem, der kan passe i den kontekst, det skal være i på skolen.
FELTSTUDIER
Undervejs i forløbet undersøges:
- Ponicsystemers funktion
- Madkundskabslærernes behov
- Plantetyper, der kan gro i jordløse miljøer
- Planters vækstbetingelser
- Materialers bæredygtighed ved bygning af system
- Hvordan teknologi kan bruges på forskellige måder i systemet
IDÉGENERERING
Eleverne skal undervejs i forløbet idégenerere ad flere omgange.
Det er beskrevet i oversigten over designprocesser og i lektionsplanen.
FABRIKATION
Det afhænger af, hvilke løsninger eleverne vælger, men eksempelvis:
- 3D-print (Tinkercad/Prusa)
- Laserskærer (Inkscape/Makerstudio)
- Programmering (simulation) med micro:bits
ARGUMENTATION
Eleverne skal i deres undersøgelse, analyse og vurdering være opmærksomme på, at anvende faglige argumenter for deres holdninger. De skal primært være naturfagligt funderet. Derudover skal de kunne argumentere for valg af teknologi.
REFLEKSION
Eleverne kan fx overveje:
- Hvor kan vi også bruge plantevæggen?
- Kan det bruges andre steder end i madkundskabslokalet?
- Hvilke andre fordele kan der være ved at have flere planter indendørs?
- Er der ulemper?
- Hvilke andre plantetyper kan vi undersøge?
- Er der planter, vi ikke kan dyrke uden jord?
- Hvad med fx rodfrugter?
- Hvis I skulle pege på en forbedring, er der så noget særligt, I vil fremhæve?
Fugtmåling
Prototype til ponicsystem
LEKTIONSPLAN
Dette er et forløb, hvor vi undersøger muligheder for at dyrke planter helt lokalt på skolen. Vi sætter fokus på reduktion af CO2 gennem mindre transport til og fra producenten. Vi tager afsæt i teknologien bag ponicsystemer og undersøger, om vi kan få planter til at spire uden jord. Vi undersøger og designer et ponicsystem og en vækstvæg, der passer til de behov, der er lokalt på skolen. Forløbet varer 3-4 uger med brug af alle naturfagstimerne, dvs. 5 lektioner pr. uge.
1. - 2. LEKTION
Introduktion til emnet og præsentation af designudfordringen fra madkundskabslærerne på skolen.
Designopgave
Madkundskabslærerne har længe ønsket sig, at undervisningen skulle have et mere bæredygtigt præg. Det drejer sig især om, at indkøbene af fx krydderurter sker løbende, for de kan ikke holde sig særlig længe. Dermed bruges meget emballage og transport - både fra planteskole til butik og videre til skolen. Der er derfor et udtalt ønske om, at råvarerne kan rykke tættere på og gerne helt ind i madkundskabslokalet.
Vi har brug for at undersøge:
- Vertikal vækst
- Jord i køkkenet
- Design af vækstvæg
- Materialer
Derfor lyder designudfordringen: Byg et system hvor vi kan dyrke planter på en bæredygtig måde.
Benspændene er:
- Der må ikke være jord i lokalet pga. jordbakterier og madlavning
- Der skal bruges så få materialer som muligt
- Systemet skal kunne flyttes/pakkes sammen
- Systemet skal kunne passe sig selv i en ferie på to uger
- Der skal bruges teknologi i løsningen
Designprocessen igangsættes, eleverne inddeles i grupper og feltundersøgelser startes. Vi undersøger ponicssystemer, placering, brugere, vilkår m.m. Anvend Arbejdsark 4 - Vores første idé.
Fælles på klassen formuleres den feltundersøgelse, som skal laves: Hvilke betingelser er optimale for en plante? Anvend Arbejdsark 3 - Undersøgelse af planters vækstbetingelser.
Der sættes spiringsforsøg i gang på klassen. Hver gruppe vælger at undersøge én variabel: lys, væske, gødning eller lign.Grupperne skal selv sørge for at lave dataopsamling på de plantede frø. Alle frø plantes uden jord, men i enten CocoPeat eller Rockwool.
Noter/materialer
På et tidspunkt i løbet af timen skal der sættes spiringsforsøg i gang. Der skal plantes frø fra: Bønner, salat, peberfrugt, spinat og palmekål.
3. - 4. LEKTION
Designprocessen fortsætter med fælles felt-
undersøgelser på klassen:
- Planters vækstbetingelser
- Minimumsloven
- Økosystemer
- CO2-aftryk
Fælles introduktion til brugen af sensorer: fugtmåler, vandstand, CO2/O2-måler m.m. til datalogging.
Noter/materialer
Der udarbejdes stilladserende skabeloner og modeller til gruppernes dataopsamling og designproces.
5. LEKTION (afslutning uge 1)
CO2 - Hvorfor er det en udfordring i verden?
Naturfaglig undersøgelse:
- Hvad er CO2?
- Hvor kommer det fra?
- Hvilke udfordringer forårsager det?
- På hvilke måder kan vi nedbringe mængden af CO2?
Noter/materialer
Klassen sporer sig ind på, at CO2 kan være en udfordring ift. transport og emballering.
Det kan være, at nogle grupper bliver optaget af, at planter også kan have en gavnlig effekt på indeklimaet.
Overvej om det er ok, at der er en gruppe eller to, der får lov til at udvikle et ponicsystem med luftrensende planter.
Noter/materialer
Klassen sporer sig ind på, at CO2 kan være en udfordring ift. transport og emballering.
Det kan være, at nogle grupper bliver optaget af, at planter også kan have en gavnlig effekt på indeklimaet. Overvej om det er ok, at der er en gruppe eller to, der får lov til at udvikle et ponicsystem med luftrensende planter.
6. - 7. LEKTION
Som en del af feltundersøgelserne laver eleverne i grupper undersøgelser med de forskellige sensorer for at kvalificere designet. Anvend Arbejdsark 2 - Kan teknologi hjælpe os med at passe planterne?
Der skal planlægges afprøvning og dataopsamling i hver af grupperne. Der arbejdes med at programmere en micro:bit til at opsamle data og regulere fx. vandmængden på baggrund af fugtmålinger
Noter/materialer
Der anvendes micro:bits og relevante sensorer.
8. - 9. LEKTION
Designproces fortsætter
Der indsættes et feedbackloop, hvor to grupper arbejder sammen og skal sammensætte deres ideer til en fælles idé. Anvend Arbejdsark 5 - Vores bedste idé.
Eleverne skal bruge faglige argumenter fra feltundersøgelser, behovsanalyse og idégenerering. De udvælger én idé, som de to grupper fælles arbejder videre med.
Klassen samler ponicsystemet til den videre undersøgelse af, hvad der skal til for at planter kan vokse.
Noter/materialer
Grupperne starter på at lave en mock-up af idéen, og der forberedes en fælles præsentation på klassen.
Eleverne introduceres evt. til Tinkercad, Prusa-slicer og 3D-print til arbejdet med mock-ups og prototyper.
Arbejdes der parallelt i to klasser, kan man evt. sætte de to “Gruppe 1” sammen på tværs af klasserne og lade dem smelte idéer og viden sammen.
10. LEKTION (afslutning uge 2)
Grupperne arbejder videre med deres ponicsystemer, der skal bygges som mock-ups.
11. - 12. LEKTION
Grupperne udvælger en af de teknologier, der skal bruges i systemet, for at planterne kan spire. Det kan fx være en fugtmåler, pumpe eller lys. Teknologien skal programmeres, så den “virker”.
12. - 13. LEKTION
Der arbejdes videre med opsætning af sensorer, indsamling af data og afprøvning af systemet.
Forløbet afsluttes med en fælles præsentation eller udstilling af gruppernes systemer. Det kan med fordel være for den samme madkundskabslærer, der har stillet opgaven til klassen og skoleledelsen, der formelt skal godkende opsættelsen af et ponicsystem på skolen.
AFRUNDING
Vi har anvendt et SmartHomeKit i forløbet. I dette kit findes forskellige dele der ikke oplagt skal bruges i forløbet. Det er fx Oled-skærmen, Crash-sensor og lyd-sensor.
Men hvem ved - måske Oled-skærmen kan skrive beskeder fra plante til menneske, og lyd-sensoren kunne hjælpe med at undersøge, ved hvilken decibel planter vokser bedst?
Får du en god idé til, hvad disse sensorer kan bruges til, så send os en besked. Det vil vi rigtig gerne have skrevet ind i forløbet.
Klassen introduceres for micro:bits og programmering med udvalgte opgaver.
Brug evt. dette introforløb: https://www.dr.dk/skole/ultrabit/introforloeb-ultrabit.
Når eleverne arbejder med 3D-print eller lasercut, kan www.makerstud.io evt. bruges i stedet for Inkscape. Det kræver dog login og oprettelse af en bruger, hvis der skal laves komplicerede tegninger.
Vi anbefaler, at der opbygges et “skramlotek”
med alle mulige forskellige genbrugsmaterialer - fra toiletruller, til træstumper, propper mv.
I forløbet kunne eleverne også arbejde med jordbakterier og mikroorganismer generelt.
Prototyper til ponicsystemer
Prototype til ponicsystemer
