Gå til hovedindhold

Se lyset

Forløbet omhandler lys og dets betydning for vores helbred. Med udgangspunkt i en engineeringudfordring arbejder eleverne med lys som fysisk fænomen, og de lærer om det årstidsbestemte lysindfald på Jorden, samt om hormonproduktion i kroppen.
 

Intro til forløbet

Begrundelse:

Eleverne arbejder med det fællesfaglige fokusområde ”Teknologiens betydning for menneskets sundhed og levevilkår”.

Med udgangspunkt i udfordringen konstruerer og programmerer eleverne med micro:bit og LED-strips et system til styring af lys, som kan hjælpe mennesker, der i dagligdagen får for lidt naturligt lys.

I forløbet indgår aktiviteter der kan erstatte traditionelt arbejde med Partikler bølger og stråling, Jorden og universet, Produktion og teknologi (Fysik/kemi), Krop og sundhed (Biologi), Jordkloden og dens klima, Naturgrundlag og levevilkår (Geografi).

Engineeringforløb

Forløbet er tilrettelagt som et engineeringforløb, hvor eleverne arbejder efter engineering procesmodellen.

Eleverne gennemfører en engineering-udfordring, hvor de finder frem til en løsning, der kan hjælpe mennesker, der i dagligdagen får for lidt naturligt lys.

I forløbet undersøger eleverne forskellige fænomener, der giver dem viden, som peger frem imod løsninger på engineering-udfordringen, hvor eleverne skal konstruere og programmere et system til styring af lys. 

I undersøgelserne får eleverne viden om: synligt lys, lysspektre, spektroskopi, farvetemperatur, kroppens hormonproduktion, lysets betydning for krop og hormonproduktion, årstider, lysintensitet, lysindfald.

Desuden kan man inddrage undervisning om ozonlag og UV-stråling og dets indvirkning på menneskets krop og hud. Forløbet kan også suppleres med undervisning i emnet Elektromagnetisk stråling.

Udfordringen til eleverne lyder:

I skal designe og konstruere en teknologisk løsning, der kan hjælpe mennesker til bedre søvn og/eller bedre koncentration når de er i skole eller på arbejde.

Krav:

  1. I skal benytte engineering-processen. 
  2. Jeres løsning skal gøre brug af micro:bit og lysdioder, som I koder til at levere lys der kan kompensere for ophold i usundt lys.
  3. Jeres løsning skal laves som en prototype, som fungerer med de materialer I har til rådighed

Billeder:

Som inspiration har vi samlet billeder (indsæt link til billedfil) af løsninger på udfordringen.

Faglige områder:

Når eleverne arbejder mod en løsning af udfordringen, kan de komme omkring følgende faglige områder:

Geografi: Jordkloden og dens klima; Naturgrundlag og levevilkår.
Årstider. Lysindfald på Jorden. Ozonlag.

Eleverne lærer om, hvordan Jordens hældning i forhold til Solen skaber årstider, og hvilken indvirkning det har på antal solskinstimer og lysindfald forskellige steder på kloden til forskellige tider.
Man kan også komme ind på ting omkring Jordens atmosfære, fx at ozonlaget beskytter mod en del af Solens UV-stråling.

Fysik/kemi: Partikler, bølger og stråling; Jorden og universet; Produktion og teknologi.
Bølgelængde. Farver. Lysspektrum.

Eleverne eksperimenterer med synligt lys og farvespektret ved at bygge et lille spektroskop.
Eleverne undersøger også lysets farvetemperatur med en App på deres smartphone.

Biologi: Krop og sundhed.
Kroppens hormonproduktion. Melatonin. Serotonin. UV-stråling.

Eleverne lærer om kroppens funktioner – særligt hvordan kroppen producerer forskellige hormonstoffer alt efter hvad den udsættes for.
Man kan evt. også komme ind på UV-strålings indvirkning på hud og krop, og dannelse af D-vitamin.

Yderligere udfordringer:

Udfordringen kan løses med forholdsvis simpel programmering, men har nogle elever ideer til løsninger, der kræver mere kompleks kode, kan de gå i dybden med dette emne og arbejde med forskellige programmerings-koncepter (fx løkker, betingede sætninger, variabler, sammenligninger og funktioner).

Forløbet kan også suppleres med arbejde indenfor emnet Elektromagnetisk stråling.

Stilladsering:

Forløbet er et struktureret forløb. Som lærer har du mange muligheder for at åbne forløbet mere op, afhængigt af elevernes og egen erfaring med engineering-forløb. For nogle elevgrupper vil udlevering af udfordringen være tilstrækkelig.

Relevans for naturfagsundervisningen:

Forløbet har en engineering-udfordring som omdrejningspunkt, og aktiviteterne gør det ud for engineering-processens undersøgelsesfase, såman kommer omkring fagligt stof undervejs. De tre fag fysik/kemi, geografi og biologi bidrager gennem de faglige undersøgelser ligeligt til de faglige færdigheder, som eleverne skal tilegne sig, for at kunne lave løsninger til udfordringen.

En del af de faglige undersøgelser behandler stof, som klassen alligevel skal lære, og det er suppleret med engagerende praktiske aktiviteter, hvor eleverne selv bygger og bruger redskaber til undersøgelse af naturlige fænomener. Der er også aktiviteter, som ligger uden for det normale pensum, men de er taget med, fordi de taler godt ind i den overordnede engineering-udfordring.

Materialet er testet på elever i både 7., 8. og 9. klasse, og erfaringerne fra testene viser, at eleverne bruger deres viden fra undersøgelserne til at skabe løsninger på den overordnede udfordring: hvordan bruger vi lys til at skabe bedre sundhed.

Om engineering-arbejdsmetoden

Engineering-design-processen kan virke fremmed for eleverne (og læreren), da der ikke som i mange andre skolefag og undervisningssammenhænge er entydigt rigtige eller forkerte svar. Og nogle elever bliver usikre, når de ikke ved, hvornår de er færdige, eller om de kommer frem til det rigtige resultat. Man kan imødegå udfordringerne ved at forberede eleverne på, at arbejdsprocessen er anderledes, end de er vant til, og at projektarbejde til tider er som en rutsjebanetur, der veksler mellem succesoplevelser og fejlslagne forsøg. Tal også med eleverne om, at det, de undervejs oplever somfejl, sagtens kan bruges som løftestang til at komme videre – særligt hvis degør sig overvejelser om, hvorfor tingene ikke virkede, som de havde forestillet sig.

STEM er integreret i forløbet:

S

De naturfaglige undersøgelser eleverne gennemfører

T

Forløbet har fokus på computer-teknologi.

Engineering-udfordringen stiller krav om at eleverne laver en løsning ved hjælp af lysdioder og en micro:bit, som er en programmerbar micro-controller (har skolen anden hardware end micro:bit, kan udfordringen sandsynligvis godt løses med det).

Eleverne skal programmere micro:bit til at styre lysdioderne, og de skal lave en prototype, der viser hvordan micro:bit og lysdioder skal installeres i det endelige produkt.

E

Indgår i elev-udfordringen

M

Matematik bliver primært tilgodeset, som den naturlige rolle det har i logisk programmering/kodning.

Eleverne gennemfører en engineering-udfordring, hvor de konstruerer en teknologisk løsning, der kan hjælpe mennesker til bedre søvn og/eller bedre koncentration når de er i skole eller på arbejde.

Aktivitetsplan - struktureret efter Engineering proces-modellen

Indledning

Læs ovenstående intro til forløbet.

 

Hvis det er første gang du arbejder med engineeringforløb, så er det vigtigt, at du ser de animerede lærervejledninger under de enkelte delprocesser herunder.

 

Hvis det er første gang du arbejder med micro:bit skal du sætte dig ind hvordan man overfører program-kode til micro:bit

 

Det er en fordel hvis du kender lidt til kodning (blok-programmering), men der er instruktioner til de mest nødvendige funktioner i elevarkene.

 

Du skal indkøbe neopixels og programérbare LED-strips samt klargøre LED-strips til eleverne.

Forstå udfordringen

1-2 lektioner

Se vejledning

Hvis det er første gang, eleverne arbejder med engineering-metoden, så præsenter dem for engineering med denne video Hvad er Engineering. Se selv introduktionsvideoen og procesmodellen for yderligere information.

 

Giv eleverne udfordringen.

 

I skal designe og konstruere en teknologisk løsning, der kan hjælpe mennesker til bedre søvn og/eller bedre koncentration når de er i skole eller på arbejde.

 

Iscenesæt udfordringen.

 

Kender du det, at du kan have svært ved at falde i søvn, hvis du har siddet foran computeren eller mobilen lige inden du skulle til at i seng? Eller har du prøvet at sove længe en lørdag morgen (formiddag) og alligevel have svært ved rigtigt at vågne. Begge ting kan skyldes, at du har opholdt dig i usundt lys.

 

Lad eleverne sætte deres egne ord på udfordringen ved at benytte metodekortet Problemskitse 

Undersøg

4-6 lektioner

Se vejledning

Lad eleverne kortlægge den viden, der er nødvendig for at løse udfordringen. Brug metodekortet Videnskortlægning. Metodekortet skal printes i A3 og vidensfelter sættes på med post-it.Et godt alternativt er at udfylde metodekortet på “tavlen” i plenum, hvor du som lærer hjælper eleverne i den rigtige retning.

 

Sæt eleverne til at gennemføre undersøgelserne listet nedenfor. Efter hver undersøgelse diskuterer I i klassen, hvilken betydning resultaterne fra undersøgelsen har på udfordringen.

 

Undersøgelse 1 - Lys og helbred

Eleverne undersøger lysets betydning for krop og sundhed.

Biologi: Kroppens hormonproduktion. Melatonin. Serotonin. UV-stråling.

 

Undersøgelse 2 - Hvad er lys?

Eleverne bygger et spektroskop, og foretager egne spektroskopi-observationer.

Fysik/kemi: Elektromagnetisk stråling. Lys som partikler/bølger. Bølgelængde. Farver. Lysspektrum.

 

Undersøgelse 3 - Farvetemperatur

Eleverne undersøger med en app farvetemperaturen for forskellige lyskilder.

Fysik/kemi: Elektromagnetisk stråling. Lys som partikler/bølger. Bølgelængde. Farver. Lysspektrum.

 

Undersøgelse 4 - Lysindfald på Jorden

Eleverne undersøger lysindfaldet fra Solen på Jorden.

Geografi: Årstider. Lysindfald på Jorden.

 

Undesøgelse 5 - micro:bit

Eleverne undersøger hvordan man programmerer en micro:bit til at styre to typer af lysdioder.

Fysik/kemi: programmering og modellering med teknologi.

Få ideer

1-2 lektioner

Se vejledning

Lad eleverne udvikle ideer til løsningen af udfordringen. Hvordan kan I bruge jeres viden fra undersøgelserne om lys og dets påvirkning af kroppen til at lave en teknologisk løsning ved hjælp af de muligheder micro:bit giver?



Hvis klassen har dannet grupper kan de fx benytte bordet rundt brainstorm ellers kan åben brainstorm danne grupper med udgangspunkt i de ideer, eleverne helst vil arbejde videre med.

 

Lad eleverne vælge den ide, de vil gå videre med, hvis de ikke allerede har valgt den i forbindelse med brainstormen. De kan fx benytte metodekortet Hvilken ide vælger vi.

Konkretisere

2-3 lektioner

Se vejledning

Eleverne skal lave skitser for både hard- og software-delen af deres løsning:

 

Eleverne beskriver, hvad deres programkode på micro:bit skal gøre.
Det kan gøres ved at beskrive med ord, eller evt. ved at lave det som et flowchart, som kan laves i Word eller Google Tegning – eller ved at bruge et online-værktøj (fx https://www.draw.io/).

 

Eleverne tegner en skitse af hvor og hvordan lysdioderne skal monteres eller installeres.

Konstruere

1 lektion

Se vejledning

Eleverne tilslutter de lysdioder deres løsning kræver, og skriver koden til deres micro:bit

 

Eleverne monterer micro:bit med lysdioder på en model, prototype eller virkelig genstand

 

Den største udfordring i delprocessen er, om alle elever kender deres opgave, og om de udfordres i forhold til at variere de opgaver, de hver især bidrager med. Benyt evt metodekortet Opgavefordeling.

Forbedre

2 lektioner

 

Se vejledning

 

Gennemgå metodekortet Generel prototypetest med klassen.

 

Eleverne tester og forbedrer deres løsninger ved at:

  • teste deres løsnings farvetemperatur
  • (brug app fra undersøgelse 3)
  • forbedre koden og evt. udvide koden, så den øger løsningens brugsværdi
  • overveje og beskrive forbedringer der vil kunne gøres med anden hardware

 

Lad eleverne vise deres prototyper frem for hinanden.
Benyt metodekortet Opsamling - udskoling.
Eleverne kan også gennemgå og dele deres programkode ved at vise flowchart og screenshots.

Grupperne arbejder videre med at forbedre deres løsning.

 

Husk eleverne på at tage billeder og evt. filme undervejs, så de indsamler dokumentation om proces og produkt, som de kan bruge i deres præsentation.

Præsentere

2 lektioner

Se vejledning

Eleverne bruger metodekortet Præsentation til at forberede en 3 minutters video, som de derefter optager og viser resten af klassen.

 

Videoen skal indeholde:

  • Præsentation af det konkrete problem de har sat sig for at løse
  • Gruppens løsningen i funktion
  • Programkode (screenshots) og forklaring af koden.
  • Hvis I har arbejdet med flowchart i beskrivelsen af koden, skal eleverne vise og forklare sammenhænge og forskelle mellem de to kode-repræsentationer.
  • Redegørelse for de naturfaglige pointer, eleverne har erhvervet sig undervejs i forløbet

 

Forslag til forbedringer af løsningen – herunder hvordan løsningen kan gøres bedre med anden hardware

Evaluering

Efter forløbet udfylder eleven samtalearket. Du udfylder selv samme ark, men det er elevens ark, der danner udgangspunkt for samtalen og herpå eleven noterer vigtige pointer fra dine noter/dit ark. Eleven afleverer en kopi af arket til dig.

Prøv også

Kode-delen af engineering- udfordringen kan løses med tesktbaseret programmering i stedet for blokbaseret.

Kompetencenceområde

Undersøgelse

  • Eleven udvikler og designer enkle undersøgelser i relation til fænomenet lys.

Modellering

  • Eleven anvender og konstruerer modeller.

Perspektivering

  • Eleven perspektiverer brug af teknologi og arbejdsmiljø og sundhed.

Kommunikation

  • Eleven kommunikerer om deres løsning på udfordringen ved brug af relevante fagbegreber.
 

Fællesfagligt fokusområde

  • Teknologiens betydning for menneskers sundhed og levevilkår.
  • Forløbet giver mulighed for:
    • at eleverne inddrager egne undersøgelser fra lokalområdet.
    • at eleverne inddrager teknologi.
    • at eleverne inddrager interessemodsætninger og tager stilling til disse.