FIRST LEGO League 2008. FLL I SKOLEN
Indholdsfortegnelse 1. Hvorfor? 2. Kom godt i gang 2.1 elever/lærere 2.2 udstyr 2.3 udgifter 2.4 før projektperioden 2.5 Tidsplan 3. Årets tema 3.1. Den teoretiske opgave 3.2. Opgaven i 2008 - Climate Connections 4. Samarbejdspartnere 4.1 Skole/hjem samarbejde 4.2 Samarbejde med erhvervslivet 5. Projektperioden 5.1FLL og Fælles Mål 5.2 Organisering 6. Turneringer 6.1 Regionale turneringer 6.2. Internationale FIRST LEGO League finaler 7. Robotter 7.1 Hvad er robotter 7.2 LEGO Mindstorms 7.3 Robotter i undervisningen 7.4 Praktiske opgaver 8. FLL og Fælles Mål 8.1 Natur/teknik og FLL 8.2 Biologi og FLL 8.3 Geografi og FLL 8.4 Fysik/kemi og FLL 8.5 Matematik og FLL 8.6 Dansk og FLL 8.7Samfundsfag og FLL 8.8 Billedkunst og FLL 8.9 Musik og FLL 8.10 Projektopgaven og FLL
1. Hvorfor? FIRST LEGO League er et projekt for aldersgruppen 10-16 år (5.- 10.klasse). Hvert år skal eleverne arbejde med et samfundsrelevant tema, som indeholder mange naturvidenskabelige elementer. I dette dokument kan du finde råd og ideer til hvordan du kan gennemføre projektet på din skole. Der er desuden udarbejdet en Håndbog for FLL-vejleder, som du kan downloade fra www.hjernekraft.org (vælg Info FLL og nedlastninger). Vi anbefaler at du læser den først. Både indholdet og arbejdsformen i FLL egner sig godt til at opfylde dele af Fælles Mål for flere af folkeskolens fag. Det kan man læse mere om i kapitel 5 og 8. Et nøglebegreb i FLL er problemløsning. Det forudsætter at læreren er indstillet på en undersøgende og eksperimenterende arbejdsform. Vi anbefaler at elever, forældre og lærere gør sig fortrolige med www.hjernekraft.org. Her kan man finde råd og vejledning fra lærere, som har erfaring med FLL.
2. Kom godt i gang I løbet af vinteren bliver det offentliggjort hvad der er temaet for årets opgave i FLL. Den præcise opgaveformulering offentliggøres i midten af september. Holdet har herefter 8 uger til at løse både den teoretiske og den praktiske opgave. Man tilmelder sig konkurrencen påwww.hjernekraft.org (vælg Turneringer og Påmelding) Man kan tilmelde sig i perioden 1.april til 1.september. Holdet tilmelder sig den turneringsby det ønsker. Man bør være opmærksom på, at en turneringsby kan have begrænsninger på, hvem der kan tilmelde sig. Kontakt eventuelt projektlederen i turneringsbyen. En fuldstændig registrering af holdinformationerne bør foretages senest en uge efter at opgaven er offentliggjort. En opkrævning på tilmeldingsgebyret sendes pr. E-mail til holdlederen, når man har tilmeldt sig. I november arrangeres de regionale turneringer, hvor alle holdene mødes for at konkurrere. En skandinavisk finale gennemføres tre uger efter den regionale turnering. Ved den skandinaviske finale er det maksimale deltagerantal 10 elever/hold. Holdet må beslutte, hvem der skal repræsentere det, hvis det vinder den regionale turnering. Det udstyr, som er nødvendigt for at kunne deltage i FLL, er beskrevet i kapitel 2.2 2.1 Elever/lærere Lærerforudsætninger Projektet forudsætter en motiveret og engageret lærer. Ud over almindeligt kendskab til arbejde med IT stilles der ingen specifikke krav til lærerens IT-kompetencer. Programmet, som følger med robotsættet, indeholder en demo, hvor man kan se eksempler på programmering. Hvis det er første gang en skole deltager i FLL, anbefales det at tage kontakt til en skole som allerede har deltaget, for at få ideer og hjælp. Projektlederen i nærmeste turneringsby ved hvilke skoler der tidligere har deltaget i FLL. Elevforudsætninger Alle elever kan deltage i FLL. Der stilles ingen krav på forhånd. Deltagerne vil erfare, at man lærer undervejs og at man må samarbejde for at kunne løse udfordringerne.
2.2 Udstyr Det nødvendige udstyr for at kunne deltage i FLL er: 1 PC (OBS: man må medbringe sin egen PC på turneringsdagen) Challenge sættet Robotsættet Robotbordet FLL Challenge sættet Challenge sættet bestilles samtidig med tilmeldingen og bliver sendt til den FLL-ansvarlige lærer/holdleder i god tid før projektperioden. Indholdet i Challengesættet er: En robotmåtte (ca. 1,2x2,4 meter) LEGO klodser til at bygge de installationer, som skal stå på robotmåtten En CD med byggevejledninger til installationerne Dual Lock, - burretape til at fastgøre installationerne til måtten Hvis man vælger at bygge et robotbord, rulles måtten ud på bordet og installationerne sættes fast med Dual Lock på de viste pladser. En præcis beskrivelse af hvor installationerne skal stå på måtten kan man finde i bilagene til årets opgave. Robotsættet Robotsættet er en LEGO æske, som indeholder alle de nødvendige komponenter og den nødvendige software der skal til for at bygge og programmere robotten. Æsken kan bruges fra år til år. Udover robotsættet er det tilladt at benytte alle originale legoprodukter. I kapitel 7 kan man læse mere om robotsættet og finde nyttige informationer, henvisninger og opgaver. Robotbord Alle robotkampe på selve turneringsdagen bliver kørt på et FLL robotbord. Det kan være en fordel at bygge et lignende til træning af robotkørsler. Bygning af robotbordet er en fin måde at involvere forældrene på. Robotmåtten kan rulles ud på en lige flade. Vær opmærksom på, at enkelte år vil det være sådan, at en eller flere installationer skal placeres på kanten af bordet. Det er vigtigt at få placeret disse installationer i samme højde som kanten på robotbordet. Tegningerne til bygning af robotbordet findes på www.hjernekraft.org og bagest i Håndbog for FLL vejleder.
2.3. Udgifter Alle hold skal betale et tilmeldingsgebyr. Desuden skal holdene anskaffe et robotsæt, hvis de ikke allerede har det. Det kan bruges fra år til år, og er der behov for det, kan man altid supplere med enkeltdele og sensorer. På www.hjernekraft.org kan man se priserne for at deltage i FLL Tilmeldingsgebyr kr.1900,- Challenge sæt kr. 500,- Øvrige udgifter vil variere fra hold til hold LEGO - robotsæt fra kr. 2.500 4.500.- (dette er en engangsudgift) FLL bord (materialeudgifter ca.kr. 1000,- + lampe ca. kr. 700,-). Kostumer Diverse materialer (karton, printerpatroner, skriveredskaber, osv.) Bærbar PC (det er praktisk at medbringe en bærbar PC på turneringsdagen). Batterier Transport 2.4 Før projektperioden Tidsforbrug Det kan anbefales at skolens ledelse/lærerteamet afsætter ekstra tid til den lærer som har ansvaret for arbejdet med FLL. Erfaringer viser at man ofte må arbejde udover den tid der er afsat til projektet i klassen. De ældste elever vil dog kunne arbejde mere selvstændigt end de yngste. Kursus I en FLL turnering er det robotdelen, der ofte er det, som er nyt for både elever og lærere. Det vil være en god ide at arrangere et kursus før turneringsperioden starter. Der vil være forskellige muligheder for faglig bistand, afhængig af hvor man bor: Center for Undervisningsmidler, det lokale skolemediecenter, lærerseminariet, universitetet og/eller andre skoler, som har prøvet at deltage i en FLL turnering. Hvis skolen tidligere har deltaget, kan også tidligere deltagere fra skolen hjælpe de nye klasser og elever i gang. Ansvarsfordeling Det vil være hensigtsmæssigt, hvis den FLLansvarlige lærer/holdleder samler de lærere, som skal deltage i projektet. Det kan foregå i forbindelse med at lærerne udarbejder årsplaner.
Afhold et forældremøde Både eleverne og deres forældre skal have information om FLL projektet. Der er udarbejdet et skema til forældrene, hvor de giver tilladelse til at billeder og film af deres børn fra projektperioden og turneringsdagen må benyttes. Ifølge loven, skal man have forældrenes underskrift. Skemaet findes i Håndbog for FLL vejleder. Håndbogen kan downloades fra www.hjernekraft.org (http://hjernekraft.org/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=13&itemid=8&lang=nb) Arbejde i klassen Et forberedende arbejde til FLL kan med fordel ske i perioden mellem tilmeldingen og offentliggørelsen af opgaven. Blive fortrolig med www.hjernekraft.org Finde et navn til holdet Sætte sig ind i årets tema 2.5 Tidsplan Som deltager i FLL kan du selv vælge hvor meget tid og hvor mange ressourcer du vil bruge på projektet. Her er et forslag til en tidsplan: Tilmeld et hold Forældremøde om FLL Forældreunderskrifter på forældreskemaet Sætte sig ind i årets tema Sætte projektet på skolens årsplan Find et navn til holdet Blive fortrolig med www.hjernekraft.org Udarbejde sponsorstrategi (se kap 4.2) Bestille det nødvendige udstyr Bygge et robotbord (frivilligt) Bygge installationerne til robotbanen Sætte sig ind i årets opgave(regler og opgaver) Brainstorme på den teoretiske opgave og finde en problemstilling Designe/bygge robotten Programmere robotten Skrive logbog Markedsføring af holdet Designe holdets pit Forberede den teoretiske og den tekniske præsentation Deltage i den regionale turnering Jan. Feb. Mar. Apr. Mai. Jun. Jul. Aug. Sep. Okt. Nov. Des. I Håndbog for FLL vejleder er der på side 43 et eksempel på en plan over de aktiviteter der skal foregå i projektet. Du kan tilføje flere aktiviteter, hvis det er nødvendigt.
3. Årets tema 3.1. Den teoretiske opgave Hvert år udarbejdes en ny tidssvarende og samfundsrelevant opgave. Opgaven er udviklet og testet i USA. Hvert år arbejder ca. 100 000 børn i hele verden med den samme opgave. I år handler det om klimaforandringer.. Hele opgaven offentliggøres 13.september på www.hjernekraft.org, hvor du også vil kunne finde nærmere informationer om temaet klimaforandringer. 3.2. Opgaven 2008 - CLIMATE CONNECTIONS Forandringernes tid er kommet, og med den kommer FIRST LEGO Leagues 2008 Climate Connections! Vær med når vi undersøger hvorfor mange eksperter tror at Jordens klima ændres og hvordan disse ændringer påvirker os og vores planet. Årsager og virkninger hænger sammen og eksperterne siger at vi må tænke globalt handle lokalt. Befolkningen må trække i samme retning hvis vi skal skabe en global handlingsplan for vores klima. Har FIRST LEGO League holdene det som skal til for at forstå de globale klimaændringer? Læs mere på www.hjernekraft.org
4. Samarbejdspartnere 4.1 Skole/hjem samarbejde Forældremøde Før projektet starter bør man afholde et forældremøde, hvor man informerer om projektet. Der er udarbejdet en PowerPoint præsentation, som lærerne kan benytte. Den findes under nedlastinger på www.hjernekraft.org. Involvering af forældre Nogle lærere/skoler vælger at gennemføre FLL som et rent skoleprojekt, mens andre vælger at inddrage forældrene mere direkte. Forældrene kan bidrage til arbejdet på flere måder: Faglige bidrag. I nogle klasser vil der være forældre som via deres job kan benyttes som ressourcepersoner i teoridelen af projektet. Virksomhedsbesøg. Nogle forældres arbejdspladser kan være aktuelle at besøge i forbindelse med årets tema. Forældre overtager ansvaret for dele af projektet, f.eks. robotdelen eller profilering af holdet. Forældre og lærere kan i løbet af projektperioden holde møder, hvor nogle af de praktiske opgaver bliver løst (sy kostumer, indrette pit-en samt fremstille plakater og andet materiale til profilering af holdet). Sponsorer. Forældrene kan i samarbejde med eleverne skaffe sponsormidler til dækning af udstyr og andre udgifter. Turneringsdagen. Forældrene kan have konkrete opgaver, f.eks. sørge for at holdet overholder mødetiderne ved præsentationerne og robotkørslerne.
4.2 Samarbejde med erhvervslivet Det er en opgave for holdene i FLL er at tage kontakt med lokale virksomheder og skaffe sig samarbejdspartnere. FLL skal være et projekt, som kan relateres til det virkelige liv. Derfor er det vigtigt at børnene får direkte kontakt med erhvervslivet i projektperioden og på turneringsdagen (dommerne). Tag kontakt med en virksomhed, som kan have noget at bidrage med i forbindelse med opgaven, enten i forhold til arbejdsprocessen eller viden om temaet. Det er også muligt at søge en virksomhed om sponsorstøtte til at dække nogle af udgifterne. Tag kontakt med det lokale erhvervsliv og undersøg muligheden for økonomisk støtte til projektet. 5. Projektperioden 5.1 FLL og Fælles Mål I FIRST LEGO League (FLL) skal eleverne: arbejde med den teoretiske opgave indenfor et selvvalgt problemfelt under årets tema præsentere deres opgave og deres løsning for et dommerpanel på turneringsdagen konstruere, designe og programmere en robot som skal kunne løse de robotopgaver, der indgår i turneringen Temaet for opgaven er hvert år nyt, men opgaven er åben og kan tilpasses trinmålene i Fælles Mål for flere af fagene. Eleverne kan selv eller i samarbejde med læreren vælge, hvilket problemfelt de ønsker at fordybe sig i. I FLL er det behov for mange forskellige typer elever med forskellige kompetencer. Eleverne bliver i høj grad udfordret på kreativitet, problemløsning, samarbejde og nytænkning. I kapitel 8 er sammenhængen mellem FLL og Fælles Mål for flere af fagene beskrevet. 10
5.2 Organisering Det anbefales at holdstørrelsen er på 8 10 elever, specielt det første år man deltager. Det sikrer at det bliver meningsfuldt for hele holdet og at alle på holdet får mulighed for at sætte sig ind i alle delene af projektet. Det gør lærerens arbejde mere overskueligt. I skolen er det ofte en større grupper der deltager, oftest en hel klasse. Hvis en klasse vinder den lokale turnering og går videre til den skandinaviske finale, skal der udvælges 10 elever, som skal repræsentere klassen. Den resterende del af klassen kan overveje at tage med som publikum og supportere. Hele klassen arbejder med den teoretiske opgave. Klassen udvælger en gruppe af elever til at præsentere den for de teoretiske dommere på turneringsdagen. De øvrige opgaver i projektet skal fordeles blandt eleverne. Det kan f.eks. ske ved at de skal skrive en ansøgning: Bygge installationerne Designe/bygge robot Programmere robot Show/profilering Lave holdplakater Skrive logbog. Hele arbejdsprocessen skal dokumenteres. Finde og redigere billeder til logbogen. Dekorering og markedsføring af holdet i pit-en Ældre elever kan deltage i sponsorarbejdet. De kan få ansvaret for at opstille et budget, sende ansøgninger og følge op gennem telefonsamtaler og E-mails. Samarbejde er et vigtigt element i FIRST LEGO League. Læreren må derfor jævnligt holde statusmøder, hvor de forskellige grupper informerer hinanden om arbejdet. På et statusmøde kan grupperne give hinanden gode ideer og kommentarer. Det er en god ide at have et eget lokale til robotbordet i projektperioden. Arbejdet med robotten er det mest tidskrævende. Nogle hold vil have behov for at mødes om eftermiddagen eller om aftenen. Det vil være muligt at inddrage forældre i arbejdet. 11
6. Turneringer 6.1 Regionale turneringer Den intensive arbejdsperiode i FIRST LEGO League varer 8 uger og afsluttes med en regional turnering. Denne dag mødes holdene for at vise deres arbejde og konkurrere om de bedste løsninger. Hver turneringsby udarbejder sit eget program med præcise tider for alt som skal ske på turneringsdagen. Vejlederne får information på forhånd. Turneringslokalerne åbnes nogle timer før selve turneringen starter, hvor der er registrering af alle holdene. Holdene må medbringe deres egen PC med programmerne til robotten, robotten, præsentationerne og evt. plakater til at hænge op i Pit-en. Pit Efter registreringen bliver I henvist til pitområdet. I pit-en har hvert hold sin arbejdsstation og her vil der stå robotbaner, som kan benyttes til afprøvning og justering af robotten. Pc-er og robot må gøres klar og robotten skal kalibreres så lyssensoren har de rette værdier. Mellem robotrunderne og præsentationerne kan holdet samles i pit-en for at justere robotten og programmerne, øve sig mere på præsentationerne og møde andre hold. Præsentationer Teoretiske og tekniske præsentationer foregår samtidig med robotrunderne. Programmet på turneringsdagen er stramt. Det er derfor meget vigtigt, at alle holdene kommer præcist til præsentationerne og robotrunderne. På turneringsstedet vil der være egne rum til de tekniske og teoretiske præsentationer. De fleste turneringssteder har mulighed for at publikum kan komme og overvære præsentationerne. 12
Turneringsområdet I turneringsområdet er der storskærm, musik over et anlæg og speaker/konferencier. Der lægges vægt på engagement og god stemning. Man vil gøre dagen til en positiv oplevelse for alle. Her er det ingen skam at ses eller høres, man kan endda vinde en pris for det. Alle hold opfordres til at tage familie og venner med. I turneringsområdet er der normalt sat fire robotbaner op, to og to sammen. Der er gratis adgang til turneringerne og mange har åben café hele dagen. Bedømmelsen Holdene får tildelt en vis tid foran et dommerpanel (normalt 10 minutter). Der er afsat lige megen tid til hvert hold til præsentationerne. Præsentationerne er delt op i en teknisk og en teoretisk præsentation. Bedømmelsen vil foregå hele dagen; på robotbanen, i dommerlokalerne og i det øvrige turneringsområde. Dommerne, som alle er repræsentanter fra erhvervslivet og uddannelsesinstitutionerne, vil være delt ind i forskellige grupper; tekniske dommere, teoretiske dommere, flyvende dommere og banedommere. De vil vurdere alle de forskellige elementer, som holdet har arbejdet med i 8 uger. Desuden vil der være en hoveddommer, som har det overordnede ansvar i bedømmelsen. Hoveddommeren tager også de endelige afgørelser i eventuelle tvivlstilfælde. Dommerne bedømmer ud fra de kriterier, som er opstillet for hver af priserne. Læs mere om de forskellige priser på www.hjernekraft.org 13
Teknisk præsentation Holdet skal forklare hvordan og hvorfor robotten er designet som den er, hvilke problemstillinger man har mødt i designfasen, hvordan den er programmeret og hvilke begrundelser der er for at det endelige resultat er blevet som det er. I lokalet til den tekniske præsentation vil der være opstillet en robotbane, hvor holdet kan vise robottens egenskaber. Det er vigtigt, at holdet er forberedt på at vise robottens funktioner frem, f.eks. brugen af forskellige sensorer og kommandoer. Har holdet udviklet andre alternative programmer eller design end de, som er brugt i robotkonkurrencen, kan disse også demonstreres her. Teoretisk præsentation Holdene skal fremlægge, hvordan de har løst den teoretiske del af årets opgave. Fremlæggelsen kan foregå som sang, skuespil, mundtlig præsentation eller præsentationer med billeder, plakater, modeller og lignende. Det nødvendige tekniske udstyr vil være tilgængeligt: PC, højttalere, lærred og projektor. Robotkonkurrencen Holdene konkurrerer i en cup/serie og demonstrerer deres færdigheder i et opvisningsløb. Der er altid to hold, som kører samtidigt i robotkonkurrencen. Der er normalt tre indledende runder, hvor den bedste runde tæller. De 8 hold med flest point går videre til 1. mellemrunde. Herfra går de fire hold med flest point til 2. mellemrunde, før de to hold som scorer højest går til finalerunderne. Finalerunderene køres i to runder, hvor pointsummen bliver lagt sammen. Det hold, som får flest point, vinder Robotkonkurrencens 1. pris. 14
6.2 Internationale FIRST LEGO League finaler Skandinavisk finale Turneringerne foregår den samme dag i hele Skandinavien og med en skandinavisk finale tre uger senere. De hold, som vinder FLL Champions prisen i hver turneringsby, kvalificerer sig til at deltage i den skandinaviske finale. Holdet, som kvalificerer sig, skal indenfor kort tid beslutte, om de kan deltage i finalen. Til denne finale må holdet ikke bestå af mere end 10 deltagere. Det vil sige, at store hold/klassehold skal vælge 10 ud, som skal repræsentere holdet. Hvert hold skal selv finansiere og organisere rejsen til finalebyen. Finalearrangementet går på omgang mellem de skandinaviske lande. FLL arrangeres i over 40 lande i verden. Der er to turneringer, som nogle af prisvinderne fra den skandinaviske finale vil blive inviteret til at deltage i. World Festival Den arrangeres som en festival. Det er ikke konkurrencen, som er det vigtigste, men at få samlet deltagende hold fra hele verden, der sammen oplever glæden og entusiasmen ved at deltage. Forskellen er, at der ikke køres mellemrunder og finaler i robotkonkurrencen. Denne turnering arrangeres i april og fast turneringssted er Georgia Dome i Atlanta, US. Georgia Dome er en gigantisk idrætshal med plads til 72 000 tilskuere. Turneringen arrangeres sammen med tre andre turneringer. FIRST LEGO League Open Championship FLL Open Championship, FLLOC, arrangeres som en stand-alone FLL-turnering. Det vil sige, at i modsætning til World Festival er al fokus rettet mod FLL. Turneringen går på omgang mellem Asien og Europa og der inviteres hold fra alle lande. FLL OC går af stabelen i april/maj hvert år og varer 2-3 dage. Holdene er selvfølgelig ikke på nogen måde forpligtet til at deltage i internationale turneringer eller den skandinaviske finale, men kvalificerede hold vil modtage en invitation. 15
7. Robotter I FIRST LEGO League får deltagerne mulighed for at bygge og programmere robotter bygget i LEGO. Værktøjet der benyttes, er et LEGO Mindstorms robotsæt. Har du nogensinde tænkt over hvad en robot egentlig er, hvordan den ser ud og hvad den gør? I dette kapitel kan du finde generelle informationer om robotter, ideer til introduktion af robotter i undervisningen, praktiske opgaver og yderligere informationer om udstyr. 7.1 Hvad er robotter De fleste forbinder nok en robot med en mekanisk tjener som bevæger sig rundt og/eller udfører opgaver for os. Mange børn forbinder sandsynligvis robotter med skabninger de har set på film, som for eksempel de to kendte hovedroller i Star Wars filmene. Nogle har sikkert stillet sig spørgsmålet om robotter en dag kan erstatte mennesker eller overtage menneskers rolle. Leksikondefinitionen på en robot er en datastyret enhed, som ved hjælp af sensorer kan modtage data fra omgivelserne, bearbejde disse og reagere ved at iværksætte handlinger ud fra forhåndsprogrammerede regler. En robot består altså af tre dele: Inddata (sensorer) Enhed til behandling af data Uddata (lyd, lys, mekanik/bevægelse) Ordet robot blev introduceret for første gang af den tjekkiske forfatter Karel Capek, da han skrev skuespillet R.U.R i 1920. Ordet stammer fra det tjekkiske ord robota, som betydet arbejde. Den første robot blev produceret i USA i begyndelsen af 1960-erne for bilindustrien. Der er siden da blevet sat millioner af robotter i drift i industrien over hele verden. opvaskemaskine tørretumbler vaskemaskine Også i vores hverdag benytter vi robotter. Måske tænker vi ikke så meget over det, men røgalarmer, døråbnere, telefonsvarere, gravemaskiner, vaskemaskiner, automater, ovne med termostat, lyskryds osv. indeholder komponenter som er robotter. Den største udvikling i robotverdenen foregår faktisk i legetøjsbranchen og har ført til at børn stifter bekendtskab med robotter i en meget tidlig alder. 16
7.2 LEGO Mindstorms Der findes to forskellige typer robotsæt som det er tilladt at benytte i FIRST LEGO League: NXT Hvis du skal købe nyt udstyr er det dette du skal købe. Der findes to typer NXT sæt hvor det ene er et NXT Education sæt og det andet er et NXT Retail sæt. Ønsker du mere information om hvilken løsning der passer bedst til dine behov, kan du kontakte Kristian Østergaard på MikroVærkstedet: kristian@mikrov.dk, tlf. 6312 6004 eller mobil 2343 3614 RCX Mange benytter stadig LEGO Mindstorms RCX, som er forgængeren til NXT. LEGO Education vil fortsat understøtte den nuværende programmeringsplatform Robolab og supportere software og reservedele til RCX sættet indtil udgangen af 2009. En ny version af softwaren, Robolab 2.9, er udviklet for at understøtte både RCX og NXT. Det betyder at du kan programmere din nye NXT med Robolab, hvis du ønsker det. I dette kapitel gives en nærmere præsentation af det udstyr som følger med LEGO Mindstorms NXT sættet. Se også www.legoengineering.com. LEGO MINDSTORMS NXT LEGO MINDSTORMS NXT er microcomputeren som styrer robotten. Det er en hvid og grå boks med enten genopladeligt batteri eller 6 stk. AA-batterier. NXT-en har en indbygget hukommelse og mulighed for at lagre programmer på op til 256 KB. Programmerne skrives på en PC/MAC og overføres så til NXT-en via et USB-kabel eller via trådløst Bluethooth. NXT-en har flere indbyggede programmer og funktioner som kan benyttes til at styre og teste robotten. Motorer Motorerne er elektriske og får strøm fra NXT-en. Motorkablerne sættes i motorportene A, B og C på NXT-en. Motorerne har indbyggede rotationssensorer, som tæller motoromdrejninger. Hvis man ønsker at bygge og programmere en robot, som skal køre en bestemt afstand, kan man bruge rotationssensoren. Hvis man for eksempel skal programmere robotten til at aflevere et instrument i punkt B, så måler man, hvor mange omdrejninger hjulene drejer fra A til B. Når dette er målt, programmerer man robotten til dette antal omdrejninger, og robotten vil altid køre præcis fra A til B. Fordelen ved rotationssensoren er, at den ikke er afhængig af batterikapaciteten. Robotten kører lige langt hver gang - uafhængig af flade batterier. Software Softwaren, som følger med NXT-en bruger man til at lave de opgaver/aktiviteter/missioner som man vil have robotten til at udføre. LEGO Company har udviklet den brugervenlige software til LEGO MINDSTORMS produktet. Den kan installeres både på PC og Mac. Under installationen ses en vejledning på skærmen. LEGO s software indeholder alle de funktioner, som man behøver, for at løse FIRST LEGO League missionerne. NXT-en kræver en ledig USB-port på maskinen eller Bluetooth til overførsel af programmerne. 17
Sensorer Sensorerne modtager signaler fra omgivelserne og et program på NXT-en kan modtage signalerne gennem ledningerne, som sættes i NXT-ens sensorporte 1, 2, 3 og 4. Sensorerne er konstruerede til at modtage forskellige typer påvirkning fra omgivelserne. Da man har mulighed for at programmere en robot, kan man bestemme hvad der skal ske og hvordan robotten skal opføre sig, afhængigt af hvilke påvirkninger, der modtages fra sensorerne. Her er en liste over de sensorer, som er tilladt i FIRST LEGO League: Lyssensor Lyssensoren måler hvor meget lys der bliver reflekteret fra det sensoren er rettet mod. For eksempel reflekterer en hvid overflade mere lys end en sort overflade. Ved hjælp af View -funktionen i NXT-en kan man se i displayet, hvor meget lys, der reflekteres fra en bestemt overflade. Lyssensoren er meget følsom for belysningen i rummet. Bruges lyssensoren, må denne kalibreres på turneringsdagen i forhold til det lys, som er på turneringsområdet. Det er tilladt at bruge to lyssensorer. Tryksensor Tryksensoren måler om en knap er trykket ind eller ikke. Tryksensoren kan for eksempel give besked om at robotten er stødt ind i en væg. Som programmør bestemmer du, hvad robotten skal gøre når væggen mødes dvs. når knappen på sensoren bliver trykket ind. F.eks. kan du bestemme, at begge motorer skal skifte retning i 5 sekunder så robotten bakker. Det er tilladt at bruge to tryksensorer. Ultrasonisk sensor Den ultrasoniske sensor giver robotten mulighed for at måle afstanden til objekter f.eks. en væg. Sensoren kan bruges til f.eks. at undgå objekter, navigere ned ad en bane med vægge eller opdage, hvis et objekt bevæger sig. Det er tilladt at bruge en ultrasonisk sensor. Lydsensor Lydsensoren måler lydstyrke og kan bruges til at få robotten til at reagere på kraftige lyde f.eks. klap. Brug af lydsensoren kan være vanskelig, da sensoren vil reagere på alle lydene i nærheden og ikke kun f.eks. et klap. Det er ikke hensigtsmæssigt at bruge lydsensor under turneringerne. Batterier nogle gode råd Husk, at du skal skifte batterier i løbet af design- og byggeprocessen. For at gøre dette, skal man kunne åbne det grå dæksel på undersiden af NXT-en. Pas derfor på, at dækslet ikke bliver dækket til, så robotten skal skilles ad ved hvert batteriskift. Med genopladelige batterier behøver man kun benytte batteriopladeren, men det kan godt være en fordel at benytte normale batterier en gang imellem. De er oftest kraftigere end de genopladelige. Husk at skifte batterier en efter en. Hvis du tager alle batterierne ud samtidig, har du kun et minut til at sætte de nye i. Hvis du ikke når dette, mister du programmerne, som er lagret i NXT-en og må overføre dem igen. Hvis du tager dem ud en efter en, får du et minut pr. batteri i stedet for 1 minut til alle 6. Enkelte robotter, specielt de, som er programmeret med udstrakt brug af tid, f.eks. kør frem i 5 sekunder, vil opføre sig forskelligt, afhængigt af batterikapacitet. Robotten vil komme længere på 5 sekunder med nye batterier end med godt brugte batterier. Husk dette under designfasen og på turneringsdagen. Planlæg batteriskiftene. 18
Oversigt NXT-sæt Tilladt i FLL Genopladeligt batteri Indbyggede motorer Tryksensor Lydsensor Lyssensor Antal dele Byggevejledninger Opbevaringskasse Software Nei Inkluderet Ikke inkluderet 19
7.3 Robotter i undervisningen Forberedelser Før eleverne går i gang med at bygge og programmere robotter kan det være hensigtsmæssigt i fællesskab at reflektere over, hvad en robot er: Spørg elevene om, hvad de mener en robot er? Hvordan ser den ud? Hvordan opfører den sig? Hvad forbinder de med udtrykket Hun opførte sig som en robot? Hvad adskiller en robot fra et andet elektrisk eller mekanisk hjælpemiddel? Lad eleverne lave en liste over de robotter de kender fra film og lad dem sammenligne med robotter fra hverdagen. En robot gør bare det den har fået besked på Hvis en robot gør noget forkert må vi finde fejlen enten i programmet eller i konstruktionen af robotten. Robotter tænker ikke selv, og alle funktioner den skal udføre er delt op i små programmer. Forestil dig, at du skal beskrive hvordan du går gennem en døråbning: Først undersøger du om døren er lukket, så løfter du hånden, så trykker du dørhåndtaget ned, osv. Det lyder enkelt, men er indviklet for robotter. Kan du f.eks. skrive en forklaring på hvordan du binder et snørebånd? For at komme i gang med at lære at bruge udstyret anbefaler vi at starte med Educator i LEGO s software. Educator følger med LEGO Mindstorms NXT-robotsættet og indeholder mange programmeringsopgaver med tilhørende byggevejledninger. Ved hjælp af Educator lærer man alle de grundlæggende byggekonstruktioner og programmeringsmuligheder. Det vil være en god ide at afsætte tid til at gennemarbejde alle opgaverne. Det vil give nyttig viden og gøre det videre arbejde meget enklere. STORMS generasjonen LEGO ar fått navnet MINDge nye og spennende (kun i skolesettet, ikke i fra National Instruments. Programmet vil inne icks. datalogging med MIND dette er klart. plattformen Robolab og supportere software og deler til slutten OLAB 2.9, som er kompatibel med både NXT og den nåværende mmere i velkjent miljø og lage programmer til den nye NXT brikken, tformer. NXT vil kun kunne brukes på Win XP (SP2) plattform. Macin-.54 eller eldre versjoner. 20
7.4 Praktiske opgaver Opgaver til at komme i gang med programmering af NXT-robotten. Opgave 1: Byg Driving base fra Robot Educator. (03. Drive forward building guide) Programmér enheden ved hjælp af Robot Educator. (03. Drive forward Programing guide). Hvor langt kører robotten på tre rotationer? Opgave 2: Programmér robotten til at køre 10 cm Hvor mange rotationer bliver det? Hvor mange grader? Programmér robotten til at køre 30 cm Hvor mange rotationer bliver det? Hvor mange grader? Programmér robotten til at køre 60 cm Hvor mange rotationer bliver det? Hvor mange grader? Hvor lang tid tager det? Hvad er robottens gennemsnitshastighed på denne strækning? Programmér robotten til at køre 60 cm frem, hold pause og køre 60 cm tilbage. Hvor lang tid bruger robotten på hele programmet? Opgave 3: Byg og programmér 18. Detect Touch fra Educator. Du skal beslutte hvad robotten skal gøre når den er stoppet (f.eks. snurre rundt, give en lyd eller blinke med en lampe) Opgave 4: Byg og programmér 17. Follow A Line fra Educator. Brug sort tape på et hvidt underlag og lav en bane med et eller flere sving. Lad robotten køre på banen og få den til at køre så hurtigt som muligt ved at foretage ændringer i programmet. Opgave 5: Byg og programmér 20. Hit Red Ball fra Educator. Hvem kan få den længst ud? Opgave 6: Få selv en ide til at bygge en robot. Før du starter skal du afgøre, hvad den skal gøre og hvilke sensorer du vil benytte. Når den er bygget skal du programmere den. Afprøv programmet. 21
8. FLL og Fælles Mål I arbejdet med opgaven vil det være muligt at tilgodese flere af trinmålene I Fælles Mål for flere af fagene. Det vil afhænge af elevernes tilgang til opgaven, hvilke af trinmålene det er muligt at tilgodese. Fælles Mål er under revision og hedder fra skoleåret 2009/2010 Fælles Mål 2. Afsnit 8 vil derfor senere blive revideret, da der indtil videre er taget udgangspunkt i de gældende Fælles Mål. Folkeskolens fagrække er opdelt i humanistiske fag, naturvidenskabelige fag og praktisk/musiske fag: Man kan se hvor mange timer fagene er tildelt her: http://presse.uvm.dk/nyt/pm/plan.htm Opdelingen skyldes, at hver af de tre faggrupper er forskellige fra de to andre og hver har deres særkende. De humanistiske fag beskæftiger sig meget med sprog og kommunikation. Udover specifikke færdigheder og specifik viden indgår der ofte holdninger, meninger, følelser, osv. i undervisningen i disse fag. I FLL-turneringen indgår mange elementer af sprog og formidling, både skriftligt og mundtligt, og det samfundsmæssige aspekt er meget fremtrædende. Derfor vil flere af de humanistiske fags mål kunne tilgodeses ved deltagelse i en FLLturnering. De naturvidenskabelige fag beskæftiger sig med konkret viden og forståelse af naturvidenskabelige begreber og fænomener, men i høj også med arbejdsmetoder. Den eksperimenterende og undersøgende tilgang til arbejdet med disse fag er meget central. Arbejdet med programmering af robotterne er at arbejde naturvidenskabeligt og med den naturvidenskabelige metode i en praktisk og funktionel sammenhæng: hypotese, afprøvning, forkaste/ bekræfte hypotese, eventuelt ny hypotese, ny afprøvning, bekræfte/ forkaste hypotese, osv. 8.1 Natur/teknik og FLL Der er sammenhæng mellem indholdet i Fælles Mål for Natur/teknik og elevernes arbejde med opgaven i en FLL turnering. Fra Fælles Mål for Natur/teknik Formålet med undervisningen i natur/teknik er, at eleverne gennem oplevelser og erfaringer med natur og teknik opnår indsigt i vigtige fænomener og sammenhænge og udvikler tanker, sprog og begreber, som har værdi i det daglige liv. Elevernes iagttagelser og eksperimenter skal medvirke til, at de udvikler praktiske færdigheder, kreativitet og evne til samarbejde. Undervisningen skal vedligeholde og fremme elevernes glæde ved at beskæftige sig med natur, teknik, livsbetingelser og levevilkår samt deres lyst til at stille spørgsmål og lave undersøgelser. Undervisningen skal medvirke til, at eleverne udvikler forståelse af samspillet mellem menneske og natur i deres eget og fremmede samfund samt ansvarlighed over for miljøet som baggrund for engagement og handling. Der undervises i natur/teknik fra 1. til 6. klassetrin. De centrale kundskabs- og færdighedsområder er: Den nære omverden Den fjerne omverden Menneskets samspil med naturen Arbejdsmåder og tankegange I natur/teknik skal de grundlæggende kundskaber og færdigheder i hvert af de fire områder udvikles som en helhed gennem forløbet fra 1. til 6. klassetrin både i faget natur/teknik, og når natur/teknik indgår i tværgående emner og problemstillinger. De kundskaber og færdigheder, eleverne opnår gennem natur/teknik, er en del af det naturfaglige fundament, som biologi, fysik/kemi og geografi bygger videre på. 22
De centrale kundskabs- og færdighedsområder er grundlaget for tilrettelæggelsen, gennemførelsen og evalueringen af undervisningen, således at eleverne får mulighed for at undre sig og bruge deres forestillinger og nysgerrighed som udgangspunkt for oplevelser, undersøgelser og eksperimenter i deres nære og fjerne omverden forstå og opleve, hvorledes naturfaglig viden fremkommer som et samspil mellem menneskers iagttagelser, undersøgelser, læsning, tanker og eksperimenter udvikle sprog, faglige begreber og evne til at argumentere, vurdere og reflektere Arbejdet med FLL opgaven I FLL lægges der op til både teoretisk og praktisk arbejde, hvor man udfordres på sin kreativitet, sin nysgerrighed, sin kritiske sans, sin åbenhed og sidst men ikke mindst sine naturfaglige kompetencer. I arbejdet foretager eleverne teoretiske studier, bearbejder materialer, udvikler prototyper og tester og færdiggør det endelige produkt. Det giver plads til forundring, nysgerrighed og fascination. De fire centrale kundskabs- og færdighedsområder er hvert år blevet tilgodeset ved det årlige tema: i 2001 Nordpolen, i 2002 Fremtidsbyen, i 2003 planeten Mars, i 2004 forholdene for handicappede, i 2005 forskning i oceanografi, i 2006 nanoteknologi, i 2007 energi og i 2008 temaet klima. Det sidste tema er meget aktuelt, idet Danmark i efteråret 2009 er vært for den internationale klimakonference. Desuden vil eleverne få afprøvet og blive fortrolige med den naturvidenskabelige arbejdsmetode: hypotese, afprøvning, forkaste/bekræfte hypotese, eventuelt ny hypotese, ny afprøvning, bekræfte/ forkaste hypotese, osv. 8.2 Biologi og FLL Der er sammenhæng mellem indholdet i Fælles Mål for biologi og elevernes arbejde med opgaven i en FLL turnering. Fra Fælles Mål for biologi Formålet med undervisningen i biologi er, at eleverne tilegner sig viden om de levende organismer og den omgivende natur, om miljø og sundhed samt om anvendelse af biologi. Der skal lægges særlig vægt på forståelsen af sammenhænge. Undervisningen skal i videst mulig omfang tage sit udgangspunkt i elevernes egne oplevelser, undersøgelser og opfattelser samt søge at fremme deres glæde ved naturen og lyst til at beskæftige sig med biologiske emner og problemstillinger. Elevernes ansvarlighed overfor natur og miljø skal videreudvikles, og undervisningen skal bidrage til at skabe grundlag for stillingtagen og handlen i forhold til menneskets samspil med naturen. Der undervises i biologi på 7. - 9. klassetrin. De centrale kundskabs- og færdighedsområder er: De levende organismer og deres omgivende natur Miljø og sundhed Biologiens anvendelse Arbejdsmåder og tankegange I biologi skal de grundlæggende kundskaber og færdigheder i hvert af de fire områder udvikles som en helhed på 7. - 9. klassetrin både i faget biologi, og når biologi indgår i tværgående emner og problemstillinger. Undervisningen i biologi bygger på de kundskaber og færdigheder, eleverne har erhvervet blandt andet i natur/ teknik. De centrale kundskabs- og færdighedsområder er grundlaget for tilrettelæggelsen, gennemførelsen og evalueringen af undervisningen, således at eleverne får mulighed for at: bruge deres viden om de levende organismer og samspillet med omgivelserne til at sætte sig ind i forhold om natur, miljø, sundhed og praktisk anvendelse af biologi erkende og formulere biologiske problemstillinger samt gennemføre undersøgelser og eksperimenter forstå biologi som naturvidenskabeligt fag og dets anvendelse som en del af vores kultur og verdensbillede engagere sig i biologiske spørgsmål, som sætter dem i stand til at tage stilling og handle 23
Arbejdet med FLL opgaven I en FLL turnering er der hvert år et overordnet tema. Flere af disse temaer har været mulige at inddrage i undervisningen i biologi. I 2001 var det muligt at arbejde med de problemstillinger, der knytter sig til afsmeltningen på Nordpolen og de konsekvenser det blandt andet får for de dyrearter der lever der. I 2002 kunne holdene inddrage arbejde med natur og miljø i temaet Fremtidsbyen. I 2003 undersøgte holdene mulighederne for liv på Mars. I 2005 arbejdede holdene med havets dyre - og planteliv, inspireret af Galathea 3-ekspeditionen, som indsamlede data til brug for forskning indenfor dyr og planter til havs og på land, arter og artsdannelse, havets bakterier og andre mikroorganismer, biologiske processer mv. I 2006 fik elever og lærere mulighed for at arbejde med fagområdet nanoteknologi, som var og er nyt for mange. Nanoteknologi har på universiteterne blandt andet tilknytning til de biologiske institutter. I 2007 kunne elever og lærere inddrage mange miljøspørgsmål i årets tema om energi og energiproduktion. Klima er årets tema i 2008. Der indgår flere biologiske problemstillinger i hele klimadebatten. De ændrede levevilkår for dyr og planter på grund af afsmeltning af is i de arktiske områder betyder, at alle må engagere sig i de biologiske spørgsmål der knytter sig til den problemstilling for at blive i stand til at tage stilling og handle. 8.3 Geografi og FLL Der er sammenhæng mellem indholdet i Fælles Mål for geografi og elevernes arbejde med opgaven i en FLL turnering. Fra Fælles Mål for geografi Formålet med undervisningen i geografi er, at eleverne tilegner sig viden om og forståelse af de naturgivne og kulturskabte forudsætninger for levevilkår i Danmark og i andre lande samt samfundenes udnyttelse af naturgrundlag og ressourcer. Undervisningen skal bygge på elevernes egne iagttagelser, oplevelser og undersøgelser og på geografiske kilder, så de udvikler interesse for selv at udbygge deres viden om omverdenen. Undervisningen skal fremme elevernes forståelse af fremmede kulturer og give dem mulighed for at udvikle engagement, selvstændig stillingtagen til og ansvarlighed over for problemer vedrørende udnyttelse af naturgrundlag, ressourcer og den kulturskabte omverden og konsekvenserne for miljø og levevilkår. Der undervises i geografi på 7.-9. klassetrin. De centrale kundskabs- og færdighedsområder er: Globale mønstre Naturgrundlaget og dets udnyttelse Kultur og levevilkår Arbejdsmåder og tankegange I geografi skal de grundlæggende kundskaber og færdigheder i hvert af de fire områder udvikles som en helhed på 7.-9. klassetrin både i faget geografi, og når geografi indgår i tværgående emner og problemstillinger. Undervisningen i geografi bygger på de kundskaber og færdigheder, eleverne blandt andet har erhvervet i natur/teknik. De centrale kundskabs- og færdighedsområder er grundlaget for tilrettelæggelsen, gennemførelsen og evalueringen af undervisningen, således at eleverne får mulighed for at forstå at levevilkårene i et område er bestemt af samspillet mellem naturgrundlaget og menneskeskabte forhold tilegne sig et meningsfyldt kendskab til vigtige navne som holdepunkt for et nationalt og globalt overblik forholde sig til menneskets udnyttelse af naturgrundlaget og dets ressourcer og udvikle ansvarlighed i forbindelse hermed anvende geografiske begreber og metoder til at beskrive og perspektivere naturfænomener, kulturgeografiske mønstre, miljøproblemer og regionale problemstillinger. 24
Arbejdet med FLL opgaven I en FLL turnering er der hvert år et overordnet tema. Flere af disse temaer har været mulige at inddrage i undervisningen i geografi. I 2001 var muligt at arbejde med l de problemstillinger der knytter sig til afsmeltningen på Nordpolen. I geografiundervisningen var det muligt at arbejde med forståelsen af de ændrede levevilkår på Nordpolen, bestemt af samspillet mellem naturgrundlaget og de menneskeskabte forhold. I 2002 kunne holdene i temaet Fremtidsbyen inddrage arbejde med menneskers levevilkår, herunder beskrivelser af den globale befolknings- og storbyfordeling og forklaringer på vigtige forhold, der påvirker befolknings- og byudvikling med udgangspunkt i danske forhold. I 2003 undersøgte holdene blandt naturgrundlaget på Mars. I arbejdet indgik anvendelse af informationsteknologi til informationssøgning, undersøgelser, registrering, bearbejdning og fremlæggelser. I 2004 undersøgte holdene forholdene for handicappede og havde mulighed for at beskrive og forholde sig til menneskers levevilkår i eget og andre samfund I 2005 arbejdede holdene med havets dyre - og planteliv, inspireret af Galathea 3-ekspeditionen, som indsamlede data til brug for forskning indenfor geologiske processer i havbunden. 2006 fik elever og lærere mulighed for at arbejde med fagområdet nanoteknologi, som var og er nyt for mange. Nanoteknologi har på universiteterne blandt andet tilknytning til de geologiske institutter. I 2007 kunne elever og lærere inddrage mange miljøspørgsmål i årets tema om energi og energiproduktion, blandt andet en vurdering de miljømæssige konsekvenser af samfundenes udnyttelse af naturgrundlaget. Klima er årets tema i 2008. Holdene vil skulle beskrive vigtige forhold bag vejr, klima og klimaforandringer på jorden samt beskrive og forklare sammenhængen mellem landskab, klima, jordbund og vand som grundlag for levevilkår i verdens forskellige egne. 8.4 Fysik/kemi og FLL Der er sammenhæng mellem indholdet i Fælles Mål for Fysik/kemi og elevernes arbejde med opgaven i en FLL turnering. Fra Fælles Mål for fysik/kemi Formålet med undervisningen i fysik/kemi er, at eleverne tilegner sig viden og indsigt om fysiske og kemiske forhold. Undervisningen skal medvirke til udvikling af naturvidenskabelige arbejdsmetoder og udtryksformer hos den enkelte elev med henblik på at øge elevernes viden om og forståelse af den verden, de selv er en del af. Undervisningen skal give mulighed for at stimulere og videreudvikle alle elevers interesse og nysgerrighed over for naturfænomener, naturvidenskab og teknik med henblik på at udvikle erkendelse, fantasi og lyst til at lære. Eleverne bør opnå tillid til egne muligheder for at forholde sig til problemstillinger med naturvidenskabeligt og teknologisk indhold af betydning for den enkelte og samfundet. Undervisningen skal bidrage til elevernes grundlag for at få indflydelse på og tage medansvar for brugen af naturressourcer og teknik både lokalt og globalt. Undervisningen skal give eleverne mulighed for at erkende naturvidenskab og teknologi som en del af vor kultur og vort verdensbillede. Der undervises i fysik/kemi på 7. - 10. klassetrin. De centrale kundskabs- og færdighedsområder er: Fysikkens og kemiens verden Udvikling i naturvidenskabelig erkendelse Anvendelse af fysik og kemi i hverdag og samfund Arbejdsmåder og tankegange I fysik/kemi skal de grundlæggende kundskaber og færdigheder i hvert af de fire områder udvikles som en helhed gennem forløbet fra 7. til 10. klassetrin både i faget fysik/kemi, og når fysik/kemi indgår i tværgående emner og problemstillinger. Undervisningen i fysik/kemi bygger på de kundskaber og færdigheder, eleverne blandt andet har erhvervet i natur/teknik. 25
De centrale kundskabs- og færdighedsområder er grundlaget for tilrettelæggelsen, gennemførelsen og evalueringen af undervisningen, således at eleverne får mulighed for at: tilegne sig viden og indsigt om fysiske og kemiske forhold samt videreudvikle arbejdsmetoder og udtryksformer forstå fysik og kemi og deres anvendelser som en del af vores kultur og verdensbillede engagere sig i, forholde sig kritisk til og handle ansvarligt i forhold til problemstillinger med naturfagligt indhold. Arbejdet med FLL opgaven I en FLL turnering er der hvert år et overordnet tema. Flere af disse temaer har været mulige at inddrage i undervisningen i fysik/kemi. I 2001 var muligt at arbejde med l de problemstillinger der knytter sig til afsmeltningen på Nordpolen. Holdene havde mulighed for at arbejde med og benytte fysiske og kemiske begreber samt enkle modeller til at beskrive og forklare fænomener og hændelser. Desuden kunne de få kendskab til udvalgte stoffers kredsløb i naturen. I 2002 kunne holdene i temaet Fremtidsbyen gøre rede for, diskutere og tage stilling til samfundets ressourceog energiforsyning. I 2003 undersøgte holdene naturgrundlaget på Mars og kunne få kendskab til forskellige tiders forestillinger om universets opbygning og udvikling. I 2004 undersøgte holdene forholdene for handicappede og kunne beskrive hverdagslivets teknik og dens betydning for den enkelte og samfundet. I 2005 arbejdede holdene med havets dyre - og planteliv, inspireret af Galathea 3-ekspeditionen, som indsamlede data til brug for forskning indenfor Oceanernes optagelse af CO2. I 2006 fik elever og lærere mulighed for at arbejde med fagområdet nanoteknologi, som var og er nyt for mange. Nanoteknologi har på universiteterne blandt andet tilknytning til de fysiske og kemiske institutter. Arbejdet med dette tema gav eleverne mulighed for at få kendskab til udviklingen i den atomare beskrivelse af grundstoffer og kemiske forbindelser. I 2007 var årets tema energi og energiproduktion. Holdene kunne gøre rede for, diskutere og tage stilling til samfundets ressource- og energiforsyning, beskrive og forklare eksempler på energiomsætninger samt beskrive og forklare eksempler på fremstilling af produkter samt vurdere produktionsprocessers belastning af miljøet. Klima er årets tema i 2008. Holdene vil skulle benytte fysiske og kemiske begreber og enkle modeller til at beskrive og forklare fænomener og hændelser, der knytter sig til ændringerne i de klimatiske forhold. Deltagelse i en FLL turnering vil gøre det muligt at tilgodese, at undervisningen i fysik/kemi skal lede frem mod, at eleverne har tilegnet sig kundskaber og færdigheder, der sætter dem i stand til at: identificere og formulere relevante spørgsmål, samt opstille enkle hypoteser planlægge, gennemføre og vurdere undersøgelser og eksperimenter vælge udstyr, redskaber og hjælpemidler, der passer til opgaven. 8.5 Matematik og FLL Der er sammenhæng mellem indholdet i Fælles Mål for matematik og elevernes arbejde med opgaven i en FLL turnering. Fra Fælles Mål for matematik Formålet med undervisningen i matematik er, at eleverne bliver i stand til at forstå og anvende matematik i sammenhænge, der vedrører dagligliv, samfundsliv og naturforhold. Analyse og argumentation skal indgå i arbejdet med emner og problemstillinger. Undervisningen tilrettelægges, så eleverne opbygger matematisk viden og kunnen ud fra egne forudsætninger. Selvstændigt og i fællesskab skal eleverne erfare, at matematik både er et redskab til problemløsning og et kreativt fag. Undervisningen skal give eleverne mulighed for indlevelse og fremme deres fantasi og nysgerrighed. 26
Undervisningen skal medvirke til, at eleverne oplever og erkender matematikkens rolle i en kulturel og samfundsmæssig sammenhæng. Med henblik på at kunne tage ansvar og øve indflydelse i et demokratisk fællesskab, skal eleverne kunne forholde sig vurderende til matematikkens anvendelse. Der undervises i matematik på alle klassetrin (1. - 10. klasse). De centrale kundskabs- og færdighedsområder er: Arbejde med tal og algebra Arbejde med geometri Matematik i anvendelse Kommunikation og problemløsning I matematik skal de grundlæggende kundskaber og færdigheder i hvert af de fire områder udvikles som en helhed gennem hele skoleforløbet både i faget matematik, og når matematik indgår i tværgående emner og problemstillinger. De centrale kundskabs- og færdighedsområder er grundlaget for tilrettelæggelsen, gennemførelsen og evalueringen af undervisningen, således at eleverne kan: forstå, arbejde med og analysere problemstillinger af matematisk art i sammenhænge, der vedrører dagligliv, samfundsliv og naturforhold udbygge deres matematiske viden med henblik på et videre uddannelsesforløb forstå matematik som en del af vores kultur Arbejdet med FLL opgaven I undervisningen i matematik i Folkeskolen indgår både matematik i anvendelse samt kommunikation og problemløsning I FLL er matematik specielt vigtigt som et redskabsfag. I den praktiske del af projektet, hvor robotten designes, konstrueres og programmeres, vil eleverne have brug for matematiske færdigheder. Desuden vil de blive stimuleret til at tænke matematisk. Eleverne vil skulle systematisere erfaringer, beskrive og løse konkrete problemer samt finde årsager og sammenhænge. Problemløsningskompetencen bliver udviklet ved deltagelsen i FLL. Ved arbejdet med robotten lærer eleverne at foretage analyse af et givent problem, at omforme problemet til en matematisk model, at kunne løse det og at vurdere den løsning de er kommet frem til. I FLL indgår også sproglige aspekter, idet eleverne skal kunne ræsonnere og kommunikere de brugbare ideer videre til de andre på holdet. Eleverne vil hurtigt kunne se resultaterne af deres arbejde, men også erfare at den gode løsning kræver et godt samspil mellem den valgte metode, konstruktionen og programmeringen. Matematik indgår også som færdighedsfag i FLL. Eleverne skal benytte måleinstrumenter (ur, målebånd, osv.) og benytte de indsamlede data i deres beregninger (længde, omdrejninger, impulser, tid, hastighed) og elevernes geometriske viden og færdigheder er meget nødvendige under konstruktionen af robotten. 8.6 Dansk og FLL Der er sammenhæng mellem indholdet i Fælles Mål for dansk og elevernes arbejde med opgaven i en FLL turnering. Fra Fælles Mål for dansk Formålet med undervisningen i dansk er at fremme elevernes oplevelse af sproget som en kilde til udvikling af personlig og kulturel identitet, der bygger på æstetisk, etisk og historisk forståelse. Undervisningen skal fremme elevernes lyst til at bruge sproget personligt og alsidigt i samspil med andre. Eleverne skal styrke deres bevidsthed om sproget og udvikle en åben og analytisk indstilling til deres egen tids og andre perioders udtryksformer. De skal opnå udtryks- og læseglæde og øge deres indlevelse og indsigt i litteratur og anden fiktion. 27