Programmering med Mindstorms

Matematikk
5. trinn
Varighet ca. 60 eller 90 minutter

Mindstorms er en programmeringsaktivitet for elever som har ingen, litt eller mye erfaring med programmering fra før. Her brukes PC eller Ipad til å styre programmerebare roboter bygget av Lego. I denne aktiviteten jobber vi med kjerneelementene «utforskning og problemløsning», «resonnering og argumentasjon» og «representasjon og kommunikasjon». Elevene jobber praktisk og utforskende og må samarbeide godt i par for å løse utfordringer. Blokkprogrammering er valgt som et verktøy, da det gir en god introduksjon til algoritmisk tenking og lar elevene øve seg på strategier for problemløsning uten for mange andre hindringer.

 

Kompetansemål etter 5. trinn

Matematikk

  • lage og programmere algoritmer med bruk av variabler, vilkår og løkker

 

Organisering og lærerens rolle

Lærerne har hovedansvaret for elevgruppen sin. Det kan være behov for hjelp av lærer underveis i programmet. Aktive lærere bedrer læringsutbyttet for elevene. Formidlerne har ansvaret for gjennomføringen av aktiviteten.

Elevene arbeider fortrinnsvis i par. Elevgrupper på maks 30 stykker er anbefalt. Klasser på over 30 elever deles i to puljer. Vi ønsker at elevene er delt inn i grupper før de kommer til DuVerden.

 

Under besøket

Vi starter med en felles introduksjon om hva programmering er og hva det brukes til. Deretter går vi kort igjennom hvordan vi programmerer legorobotene før elevene får ulike oppdrag de skal løse. Oppdragene varierer avhengig av elevenes erfaring med programmering. Når et oppdrag er løst får elevene nye oppdrag som øker i vanskelighetsgrad. På denne måten vil hvert elevpar bli kontinuerlig utfordret på sitt nivå. Oppdragene er lagt opp slik at elevene får vite hva legoroboten deres skal klare og så må de resonnere seg frem til hvordan de kan bygge opp et program som løser utfordringen. Programmene lages på PC/Ipad og overføres så til roboten.

Klassen kan velge mellom en kortere (60 min) og en lengre (90 min) versjon av aktiviteten. Den lengste varianten har noen ekstra utfordringer og inneholder blant annet en del hvor elevene bygger et verktøy til roboten som skal brukes for å løse enkelte av oppdragene.

Forarbeid

For å øke læringsutbyttet for elevene er det en fordel om det er gjennomført et forarbeid i forbindelse med besøket på DuVerden. Vi har utarbeidet et forslag, men eget forarbeid som støtter oppunder kompetansemålene kan like gjerne benyttes.

 

Å snakke om på forhånd

Datamaskiner

  • Hvor finner vi datamaskiner?
  • Hva bruker vi datamaskiner til?

Roboter og sensorer

  • Hvor finner vi roboter?
  • Hva bruker vi roboter til?
  • Hvordan vet en robot hva den skal gjøre?
  • Kan dere noen eksempler på sensorer og hva de brukes til?

Svinging

  • Hvordan svinger en beltegravemaskin?
  • Hva mener vi når vi sier at en sving er for eksempel 90 grader?

Aktiviteter til forarbeid

Bygg en legofigur

Utstyr: Legoklosser

To og to elever får utdelt hvert sitt sett med like legoklosser. Under aktiviteten skal de ikke se hverandres klosser. Dette kan gjøres ved at de enten sitter med ryggen mot hverandre, eller at de har en skillevegg mellom seg. Den ene eleven bestemmer hvordan legofiguren skal se ut, dette er programmereren. Den andre skal følge instruksjoner fra programmereren, dette er datamaskinen. Læreren kan også bygge ferdig en figur på forhånd dersom dette er mest praktisk.

Samtidig som programmereren bygger sin legofigur skal hen forklare hvordan figuren ser ut for den andre personen (datamaskinen). Målet er at programmereren skal gi så gode instruksjoner til  «datamaskinen» slik at personen klarer å bygge en så lik figur som mulig uten å se den. Til slutt viser «datamaskinen» den ferdige figuren til programmereren. Dersom den ikke er helt lik figuren til programmereren, må elevene gå tilbake og rette opp i feilene i instruksjonene som ble gitt.

Hvis-løkker (programmeringens "kongen befaler")


En elev er programmereren og resten av klassen er datamaskiner. Programmereren står foran datamaskinene og gir de kommandoer: «hvis jeg ____, så skal du ____». For eksempel kan programmereren gi kommandoen «hvis jeg snur meg rundt, så skal du snu deg rundt». Her kan man utvide med mer utfordrende kommandoer «hvis jeg tar meg på nesa, så skal du ta deg på øret».

Man kan også utvide med ellers uttalelser. «hvis jeg ____, så skal du ____, ellers skal du ____» Kommandoene vil da være noe sånt som «hvis jeg tar meg på nesa, så skal du ta deg på øret, ellers skal du ta deg på toppen av hodet», og deretter ta seg til øret eller lignende. Her kan man også bruke de engelske uttalelsene if-then-else som elevene vil møte i programmering

Etterarbeid

Det er flere gratis nettressurser som kan brukes til å programmere etter besøket. Eksempler på dette er Scratch og Code Studio. Begge har den fordelen at de er lette å komme i gang med, de har flere gode instruksjonsaktiviteter for nybegynnere, men de har også utfordringer på høyere nivåer.