Te-robotten

INDLEDNING

Formålet med dette forløb er, at eleverne skal designe en maskine eller robot, der kan brygge en kop te med den korrekte trækketid ved at anvende en micro:bit og en servomotor. Forløbet er rettet mod mellemtrinnet og er gennemført i en 6. klasse i Natur/teknologi-timerne. Målet er, at udvikle elevernes forståelse af, og se mulighederne i Microbitten og i servomotoren.

Forløbet er opbygget i omkring designprocesmodellen og er inddelt i to faser:

Første fase

Præsentation af designopgaven, introduktion til Microbitten og servomotoren samt idégenerering

Anden fase

Fabrikation af maskinen, kode, test, forbedring og fremvisning.

 

FORLØBSBESKRIVELSE

 

DESIGNOPGAVE

Vores udfordring

Lærerne på 6. årgang har erkendt, at de indtager for meget kaffe og ønsker derfor at supplere med te. Deres udfordring består i, at kaffen altid er tilgængelig og velsmagende, mens teen kræver mere opmærksomhed under brygningen. Ofte glemmer lærerne tefiltret i koppen, hvilket resulterer i en bitter te, når de kommer tilbage efter 5-10 minutter. Derfor er jeres opgave at udvikle en maskine, der kan brygge den perfekte kop te, uden at den trækker for længe.

 

IDÉGENERERING

Hver elev skal lave to skitser af maskiner, der har evnen til at brygge te. Den ene maskine skal være designet til at passe på koppen, mens den anden maskine skal være stationær og ideel til brug i et køkkenmiljø. Disse skitser vil senere blive brugt som udgangspunkt for at tegne og bygge den ønskede maskine.

 

FABRIKATION

Produktet skal fremstilles af et begrænset udvalg af materialer, herunder ispinde, grillspyd, tændstikker, limpistol og tape. Maskinen skal være inspireret af skitsen og sikre, at servo og microbit ikke kommer i kontakt med vandet. Bedømmelsen vil fokusere på maskinens æstetik, funktionalitet og evne til at undgå dryp. Eleverne vil løbende justere deres design og kode ved at teste maskinen og foretage tilpasninger.

 

ARGUMENTATION

Grupperne skal fremlægge deres løsning for klassen ved at demonstrere produktet i brug og brygge en kop te. Mens maskinen arbejder, skal gruppen forklare, hvad der sker, og hvorfor maskinen udfører de handlinger, den gør.

 

REFLEKSION

Efter fremlæggelserne, samles klassen for at diskutere om produktet i stand til at løse udfordringen og hvordan det eventuelt ville kunne forbedres.

 

FORLØBSPLAN

Tid: 6-8 lektioner

 

Lektion 1+2

Intro til Microbit og servomotor.

Eleverne præsenteres for Microbit og servomotoren og får instruktioner i, hvordan de kan tilføje udvidelsen "servo" i Makecode.

• Se billede 1

Undervejs i lektionen illustreres det for eleverne, hvordan de kan få motoren til at bevæge sig fra 0 til 180 grader.

• Se billede 2

De skal vide, at motoren skal tilbage i 0 grader inden den kan sendes til 180 igen. Koden vises på tavlen. Når de fleste elever kan få motoren til at dreje til 180 grader, stoppes der op, da motoren maksimalt kan dreje til 180 grader, skal eleverne nu også sende motoren tilbage til 0 grader.

• Se billede 3

Eleverne skal herefter forsøge at få motoren til at bevæge sig frem og tilbage mellem 0 og 180 grader.

Dette vil ikke lykkes for mange af eleverne, da de vil glemme at indsætte pauser.

Stop op og forklar dem, at computeren læser koderne næsten oven i hinanden, og derfor sender besked til servomotoren om, at den skal bevæge sig frem og tilbage i samme øjeblik, men at det tager tid for servomotoren at bevæge sig. Derfor er det nødvendigt at indsætte pauser i koden.

Vis dem koden for dette.

• Se billede 4

Hvis ikke eleverne selv kommer til erkendelsen af, at der skal tilføjes en pause i bunden af koden, så tal med dem om, at løkken betyder, at computeren læser koden som en cirkel, og derfor læser den nederste sekvens af koden i samme øjeblik som den øverste. Tilføj derfor også en pause i bunden af koden.

• Se billede 5

Når eleverne har fået servomotoren til at dreje, pause og returnere, så skal de til at igang at tegne skitser af deres te-robot.

De skal hver tegne 2 skitser, som er konstrueret på forskellige måder. Den ene skitse skal illustrere en flytbar maskine, den anden skal illustrere en fast installation, som kan stå på køkkenbordet

Skitserne tegnes på et A3 papir, som er delt op i to dele. Når skitserne er konstrueret, skal eleverne to og to samtale om deres skitser, og prøve at tegne en sidste skitse med udgangspunkt i de 4 skitser, de tilsammen har. Der skal udvælges et element fra mindst to af skitserne.

 

Lektion 3+4

I 3. og 4. lektion skal eleverne i gang med at konstruere deres robot samt kode. De skal gradvist teste deres maskine, og løbende forsøge at forbedre deres kode,

• Se billede 7+8 +9

Hvis eleverne mener, at de er færdige, kan der tilføjes et fagligt loop.

Her skal eleverne nu forsøge at:

• skabe cirkulation i koppen, som imiterer håndens løft af tefiltret
• udvikle på deres kode eller maskine,så filteret bevæger sig stabilt, og ikke sprøjter når brygningen er i gang
  
  
• Se billede 10+11

 

Lektion 5+6

Alt efter elevernes fremskridt arbejdes der videre med maskinen. Når koden er færdiglavet og virker, kan de hurtige elever begynde at udsmykke og/eller forfine maskinen.

• Se billede 12+13

 

Lektion 7+8

Eleverne skal fremvise deres maskine. Alle maskiner samles på et langbord og sættes i gang på samme tid. Under maskinen er der køkkenrulle, som skal bruges til at tjekke, om maskinen holder tæt. Der tales om, hvordan maskinen er kodet og stilles spørgsmål som fx:

• Hvor længe er filtret i vandet?
• Har I brugt en løkke funktion?
• Hvorfor ser robotten ud som den gør?

Hvordan kunne I forbedre den?

• Se billede 14+15

 

AFRUNDING

Efter fremvisningen kunne eleverne forklare, hvordan deres robotter fungerede, de kunne beskrive koden og funktionaliteten. Det var tydeligt at se, at eleverne havde fået en forståelse for, hvordan maskinen fungerer.

Elevernes store engagement og fokus på at dykke ned i koden for at optimere deres robot var imponerende. Det var også dejligt at se, at eleverne havde det sjovt med opgaven og glemte indlagte pauser.

Næste skridt vil være at eleverne får mulighed og adgang til servomotorer, så de i fremtidige projekter kan finde den frem ofte, og fortsætte med at bruge motoren som et middel til at skabe bevægelse, og ikke som en udfordring de skal bruge, fordi læreren siger det.