Bygg først et kjøretøy med to motorer koblet til to av utgangene (A,B eller C). Lag så programmer som får kjøretøyet til å gjøre følgende ting:

1. Få kjøretøyet til å kjøre 2 m. rett frem og returnere til utgangspunktet.
2. Få kjøretøyet til å kjøre 3 m. rett frem, så snu helt rundt og kjøre tilbake til utgangspunktet.
3. Få kjøretøyet til å kjøre 1,5 m. rett frem, svinge 90 grader, kjøre 1,5 m. rett frem, svinge nye 90 grader i samme retning som første gangen, kjøre 1,5 m. rett frem igjen, svinge nye 90 grader og kjøre nye 1,5 m. rett frem.

Koble så en trykksensor til inngang nr 1, og fortsett med følgende:

4. Få kjøretøyet til å kjøre rett frem inntil trykksensoren trykkes inn, da skal det stoppe, rygge ca ½ m. rett bakover, snu helt rundt og deretter fortsette rett frem i 2 m og så stoppe.
5. Få kjøretøyet til å kjøre rett frem inntil trykksensoren trykkes inn, da skal det stoppe, rygge ca ½ m. rett bakover, dreie 90 grader og fortsette rett frem inntil trykksensoren trykkes inn. Da skal det igjen rygge ca ½ m. rett bakover, dreie 90 grader og deretter fortsette rett frem osv.

Koble så en lyssensor til inngang nr. 2, og fortsett med følgende:

6. Få kjøretøyet til å kjøre rett frem inntil det treffer et hvitt ark, da skal det stoppe, rygge ca ½ m. rett bakover, dreie 90 grader og deretter fortsette rett frem i 1,5 m.

Så en nøtt til slutt:

7. Bygg en bil som greier å gå rundt i klasserommet uten å kjøre seg fast.

Planlegging av veksthus ut fra plantenes vekstfaktorer

Planleggingen bør inkludere en diskusjon av hvilke betingelser planter trenger for å vokse. Da er det viktig at elevene arbeider med hypoteseformuleringer ut fra vekstfaktorer. Her er det muligheter for gode diskusjoner av og øvelse innenfor den prosessorienterte delen av naturfaget der naturvitenskaplige metoder/forskerspiren er fokusert.

• I forbindelse med såing av frøene kan hypoteseformuleringer diskuteres i tilknytning til hvilke faktorer som er viktige for at planter skal spire og vokse.
• Krav til regelmessige og mest mulig like observasjoner/registreringer (nøyaktighet) over tid kan bli godt belyst gjennom diskusjoner av hvordan man kan utføre observasjonene med hensyn til målefrekvens og til personaspektet for at dataene blir mest mulig pålitelige.
• Hvilke metoder skal brukes for å gjøre estimatene best mulige? Ett eksempel er arealberegningen av bladene. Dette kan gjøres gjennom å relatere bladformen til en geometrisk form, for eksempel trekant, som man lett kan ta vitale mål for og regne ut areal på. En helt annen metode er å klippe ut bladene i full størrelse i papir eller papp og så veie dette på brevvekt. Når man så kjenner vekten på en cm² av papiret eller pappen kan man regne ut bladarealet.
• Videre kan det bringes opp diskusjoner på hvordan datainnsamlingers omfang må være for å kunne se generelle mønstre i en datamengde som alltid vil inneha variasjon.
• Diskusjoner av usikkerheter og muligheter ved bruk av kontrollgrupper (plantene utenfor drivhuset) er også viktig for å kunne uttale seg om ulike faktorers effekt i et bestemt forsøk.

Planter

Deretter må frøene såes. Hver gruppe planter minst 25 frø individuelt i potter.

Planlegging av byggefasen

Til byggefasen av drivhuset har vi brukt åpne oppgaver som beskriver design- og funksjonskrav for sluttproduktet, men som samtidig gir stor frihet til å velge ulike konstruksjonsløsninger. Her er eksempel på kravspesifikasjon til det datastyrte drivhuset som passer for elever på ungdomstrinnet.

• Drivhuset skal bygges i Lego med vindusflater av plastfolie.
• Det skal være estetisk tiltalende.
• Det skal ha plass til 8 planter som kan ha en høyde på inntil 20 cm.
• Drivhuset skal kunne temperaturstyres ved hjelp av Robolab systemet. Dvs. at huset må ha muligheter for lufting og elektrisk oppvarming.
• Huset skal ha automatisk vanning som styres av robothjernen.
• I tillegg skal drivhuset ha en port som åpnes når en traktor nærmer seg.
• Det skal også være innbruddsalarm på huset.
• Styringsprogrammet for Lego-roboten skal i tillegg registrere variasjon i temperatur og lys i drivhuset over tid.

Drivhuset kan bygges av mange typer materiale. Av praktiske årsaker bør kravspesifikasjonen sette noen rammebetingelser med hensyn til materialbruk. Til styringssystem mener vi at Lego Robolab pr. i dag er det beste å bruke i grunnopplæringen.

Vi anbefaler å legge fokus på skissetegning som første del av konstruksjonsarbeidet, helst som en del av arbeidet med emner i kunst og håndverk. Dette stimulerer til tankeprosesser hos elevene knyttet til design, materialvalg og konstruksjon ut fra funksjon og estetikk. Skissene bør gi en tredimensjonal fremstilling av konstruksjonen. Med bakgrunn i skissetegningene kan man også arbeide med areal, volum, målestokk og vinkelbegrepet innenfor matematikk.

Elevene bør ha et digitalt kamera for å ta bilder av arbeidet som de så kan bruke i en prosjektfremvisningen seinere.

Bygging

Opplegget fungerer best dersom man kan bygge inn fleksibilitet i tidsbruken, både i bygge- og programmeringsfasen. Dette fordi elever jobber i ulikt tempo, det vil være variasjon mellom gruppene i grad av prøving og feiling, og det vil være variasjon mellom gruppene med tanke på hvor dypt de ønsker å gå.

Programmering

Elevene bygger opp et enkelt dataprogram på en PC før dette overføres til Legoroboten. Prosedyrene for dette er godt beskrevet i heftene som følger med Robolab. Det kan være formålstjenlig å bruke det øverste nivået innenfor programmeringen. Temperatur vil være den enkleste klimafaktoren å lage styringsprogrammer for. Da bør både lufting og oppvarming inkluderes i programmet. For mer avanserte prosedyrer kan man inkludere kontroll av lysregimet og av fuktighet, sistnevnte ved hjelp av vanning etter en tidsskala eller etter sensorrespons. Dersom det er ønskelig å skape diskusjoner om effekten av variasjon innenfor ulike faktorer, som for eksempel temperatur, kan ulike grupper lage programmer for ulikt klima i drivhuset slik at noen drivhus blir varme, mens andre blir kjøligere.

Foruten programmering som styrer klimaet, kan også tyveri- og brannalarm inngå sammen med nøkkelkort (farge på klosse) og automatisk døråpning når et kjøretøy nærmer seg en port. I tillegg til styringsfunksjonene kan Robolab også settes opp for å logge variasjon i lys, fuktighet og temperatur over tid.

Når frøene har spirt, velger man ut ti planter som er mest mulig jevnstore. Fra disse ti trekkes to planter tilfeldig for plassering på utsida av drivhuset (utgjør en kontrollgruppe), mens de resterende åtte plantene settes inne i drivhuset. Så må både drivhuset og plantene på yttersida settes i et rom med god utlufting og helst med sørvendte vinduer. Tanken er at plantene på yttersida av drivhuset skal utsettes for et klima som varierer med temperaturen ute i friluft, mens plantene inne i drivhuset skal ha et mer stabilt og varmt klima.

Veksten hos alle planter observeres og loggføres så to ganger hver uke i tre uker. Man bør diskutere med elevene hva som skal registres, men aktuelle kandidater er lengdevekst, bladareal (største og minste blad), antall blad osv. Her bør man også gjennomføre diskusjoner med elevene rundt observasjonsmetodikk og pålitelighet i datamaterialet.

Etter en forsøksperiode på ca tre uker bearbeides, fremstilles og diskuteres datamaterialet i tråd med de læreplanmål som gjelder for det nivået elevene er på. Vi har god erfaring med at elevene fremstiller figurer i Excel og lager fremvisninger i PowerPoint eller på en hjemmeside knyttet til prosjektarbeidet. Disse fremvisningene og hjemmesidene blir best dersom de også viser bilder fra arbeidsprosessen.

Dette kan skje ved at problemstillinger blir presentert i korte pauser i det praktiske arbeidet eller rett i etterkant av en praktisk arbeidsøkt. Læreren eller elever kan da presentere teoretiske spørsmål knyttet til problemer og løsninger som er kommet opp i løpet av den praktiske økten.

Alternativt, eller i tillegg, kan læreren lage arbeidsoppgaver til faglig teori som er nært knyttet til det praktiske arbeidet som forgår i gruppene.

Her er noen eksempler på deloppgaver som inkluderer læreplanmål fra naturfag, matematikk og kunst og håndverk:

1. Ved konstruksjon og bygging av mikrodrivhuset vil det være nødvendig å diskutere og utprøve ulike bærende konstruksjoner.
   • Hvordan bør taket konstrueres?
   • Hvordan bør sammenføyningen i hjørnene være?
   • Hvilke belastninger må de ulike delene av konstruksjonen tåle?
2. Det kan være aktuelt å utstyre mikrodrivhuset med et varmeelement. (Det vil i praksis bety en lyspære. Om en ønsker kun varmen fra pæra og ikke lyset kan en pakke pæra inn i aluminiumsfolie). Elevene skal beregne hvor stor effekt varmeelementet må ha for at effekten pr volum er om lag den samme som i et vanlig hus. Her må elevene måle dimensjonene på drivhuset og måle spenningen som RCXen leverer. De bør også måle strømmen gjennom varmeelementet. (Denne kan alternativt beregnes dersom en benytter den spenningen som elementet er beregnet for). For å finne effekten pr volum i et vanlig hus kan de ta utgangspunkt i sitt eget soverom hjemme for å beregne volum og tilført elektrisk effekt. Her ligger det til rette for mange faglige diskusjoner om f.eks varmetap, tilført solvarme og betydningen av isolasjon.
   • Har forholdet mellom overflata og volum betydning?
   • Hvordan kan varmetapet reduseres om natta eller ved kaldt vær?
   • Hvordan maksimere tilført solvarme.
   • Her vil det også være naturlig å drøfte drivhuseffekten vi har på jordkloden og miljømessige utfordringer vi står over for.
3. Ved konstruksjon og bygging av lufteluker vil det også oppstå faglige problemstillinger av typen
   • Hvor mye kraft behøves for å åpne luka?
   • Hvordan bør kraftoverføringen være for at den skal bli mest mulig effektiv?
   • Hvordan kan man øke krafta ved hjelp av tannhjul og utvekslinger
4. Drivhus er konstruert med tanke på å øke temperaturen for dermed å øke plantevekst.
   • Hvilken temperaturverdi synes å gi best vekst hos de plantene dere har i mikrodrivhuset?
   • Hvordan kan dette relateres til teoretisk lærestoff om fotosyntese?