fredag 9 oktober 2015

Reflektion på KEA projektet pass 11-12

Under pass 11 så var Skolverket med och filmade. Först filmades en intervju med en grupp elever sen var det lektionen och sist så filmades en intervju med kemiläraren och mig.
Den färdiga filmen ska antagligen läggas upp på www.skolverket.se/nt.
Vissa grupper börjar bli klara med både användargränssnittet och simulering medan andra inte kommit så långt. Samarbete är A och O när det gäller att komma någon vart i en grupp.

Under pass 12 jobbade programmerarna själva med att göra klart sina startsidor och simuleringar.

Varför vi gör detta projekt på Teknikprogrammet

Övergripande

Utifrån teknikprogrammets examensmål genomförs detta projekt för att stödja eleverna att kunna utifrån ett större problem eller frågeställning kunna dela upp detta i mindre delmoment, fördela dessa i en arbetsgrupp och lära sig ta ansvar för sin del av att lösa problemet eller frågeställningen. En förutsättning för detta är en tydlig struktur och tydlig rollfördelning.
Detta projekt bygger kring naturvetenskaplig modellering samt simuleringar av modeller vilket tydligt framkommer i teknikprogrammets examensmål. Projektets upplägg uppmuntrar också eleverna att jobba visuellt med presentationen av resultatet. I slutet av projektet uppmanas eleverna att bedöma sin färdiga produkt utifrån den kemiska modell de valt samt vilka generaliseringar de gjort i utförandet av simuleringen. Detta utvecklar elevernas förmåga att bedöma sitt arbete och kanske visa på förslag till förbättringar. 


Saxat ur Teknikprogrammets examensmål: 
“Utbildningen ska bygga på ett etiskt och ansvarsfullt förhållningssätt till teknik och ett kritiskt, kreativt och konstruktivt tänkande ska främjas.
Utbildningen ska också innehålla kreativa och problemlösande arbetsformer samt ge förutsättningar för eleverna att utveckla ett tvärvetenskapligt förhållningssätt. Teori och praktisk tillämpning ska samverka och utbildningen ska ge eleverna kunskaper om och färdigheter i att samarbeta med andra. Eftersom utveckling av teknik ofta sker i projektarbetsform, ska utbildningen ge kunskaper om projektarbete och färdigheter i att arbeta i projekt såväl enskilt som i grupp. Centralt för teknikutveckling är att analysera, modellera, simulera, rimlighetsbedöma, utveckla, se samband, dra slutsatser och argumentera utifrån resultatet. Utbildningen ska därför utveckla elevernas förmåga att analysera och förstå tekniska system.
Utbildningen ska vidareutveckla elevernas kommunikativa förmågor i tal, skrift och visualisering.
Utbildningen ska ge kunskaper om interaktiva och digitala medier för att eleverna till exempel ska kunna presentera tekniskt innehåll och framställa modeller.”


Med tanke på gymnasiearbetet som ska genomföras i årskurs 3 så lägger detta projekt grunden för dels formalia vad gäller skrivande av rapport samt projektarbetssättet.

Förberedelse för gymnasiearbetet: “Det ska utföras på ett sådant sätt att eleven formulerar en frågeställning samt planerar, genomför och utvärderar ett större arbete som utgår från centrala kunskapsområden inom programmet.”
  

Kemi 1
Modeller har en central roll i kemiundervisningen. Modeller beskriver på ett överskådligt sätt komplexa system som involverar flera aspekter av naturvetenskapliga principer.
Samarbetet med programmering ger eleverna möjlighet att visualisera och bygga upp modellerna från grunden. Detta ger dem en unik insikt i modellernas olika beståndsdelar, men även i deras begränsningar. Förhoppningen är att eleverna inte bara blir presenterad för en modell som de förväntas förstå utan måste kunna motivera skeendena i modellen.

Varför vi valt att modellera de tre aggregationsformerna beror dels på projektets tidsmässiga placering i förhållande till kursupplägget, samtidigt som det kopplar ihop centrala delar av innehållet i kemikursen. Jag tänker då främst på uppbyggnaden av materia, via kemisk bindning och hur energin påverkar materian. Detta är något som eleverna måste ta hänsyn till i projektet när de väljer kemiska ämnen att presentera i sina modeller.

Projektformen gör att eleverna hittar sina egna vägar till kunskap där tidigare kunskaper byggs på, och utvecklas i en takt som eleverna själva bestämmer. Tidigare kurser har jag upplevt svårigheter i att individanpassa kunskapsnivån.

Programmering blir ett verktyg för skapande av realistiska modeller.

Självklart kan många kopplingar göras till examensmålen för teknikprogrammet, såväl som till ämnesplanen för kemi. I examensmålen framhålls kopplingen mellan att undersöka, beskriva och systematisera kemiska företeelser och göra kopplingar till tekniska processer.

Programmering 1
Teknikprogrammets examensmål:
“Entreprenörskap och företagande är delar i processer där teknik utvecklas och ska därför ingå i utbildningen.”  
I detta projekt är tanken att eleverna som läser programmering 1 kursen får jobba mot krav som kund (kemieleverna) ställer. Slutmålet är också att få fram en produkt som sen kan lanseras på marknaden genom att publicera den färdiga applikationen via Windows App Studio eller med Azure web app eller Cordova mobile app.
Programmål för teknikprogrammet:

“Skolan skall ansvara för att eleverna vid fullföljd utbildning:

      har praktisk handlings- och problemlösningsförmåga, individuellt och tillsammans med andra, i teknikutveckling, teknikanvändning och teknisk kommunikation,”
Att jobba med ett större projekt i grupp, där målet är skapa en visualisering av de tre aggegationsformerna i en mobilapplikation ger eleverna möjlighet att utveckla sin problemlösningsförmåga tillsammans med andra. Projektet har en tydlig inriktning mot teknikutveckling, teknikanvändning och teknisk kommunikation genom att eleverna dels jobbar fram en mobilapplikation och även ska redovisa detta med olika IKT verktyg.
“Skolan skall ansvara för..:
●      har kunskaper om människans förhållande till tekniken,”
Varje grupp måste jobba fram ett användargränssnitt av sin applikation som kemieleverna är nöjda med. Här måste programmerarna ta hänsyn till sina kunders kognitiva förmåga.
“Skolan skall ansvara för…
      kan använda datorer och informationsteknik på ett sätt som stärker förståelse, begreppsutveckling och kommunikation samt har kunskaper om informationsteknikens möjligheter och problem,”
En av de viktigaste tankarna med detta projekt är att stärka förståelsen av modeller i naturvetenskapen och förståelsen för hur modeller kan visualiseras i en interaktiv miljö mot användaren, som i detta fall är kemieleverna.

Programmering, under ämnets syfte:
“I undervisningen ska eleverna ges möjlighet att arbeta i projekt och att enskilt eller i grupp utföra programmeringsuppgifter av varierande komplexitet och inom olika tillämpningsområden.”
  
Att jobba med ett större projekt ger eleverna möjlighet att lägga sig på den svårighetsnivå som de klarar av vad gäller att planera, implementera och redovisa en större programmeringsuppgift. Möjligheten till att se ett större sammanhang av att lära sig nya saker och en viss press från extern kund kan ge eleverna högre motivation till att ta åt sig ny kunskap.

torsdag 1 oktober 2015

KEA projektet: Kopplingen mellan naturvetenskap och programmering – ett kemiexempel

Naturvetenskap, läran om naturen runtomkring oss

Observationer av naturen runtomkring oss.
Ex. Vatten finns i fast form som is, flytande vätska vatten och i gasform som vattenånga. 

 

Hypoteser, kvalificerat antagande om verkligheten och frågor utifrån dessa 

Utifrån det observationer man gör utformar man hypoteser och frågeställningar.
Ex. Vatten är vid fast form(is) en mängd atomer som sitter ihop i molekyler och rör sig väldigt lite. Vid flytande rör sig molekylerna i två väteatomer och en syreatomer och vid gas är det molekyler av två väte och en syreatom som rör sig fritt i rummet.  
Frågeställningar som bygger på observationer och hypoteser som:
        Vilken betydelse har trycket för aggregationstillståndet?
        Hur påverkas ett system om energi tillförs eller avges?
        Hur skiljer sig vatten och något annat ämne i fast, flytande och gas?
        På vilket sätt påverkar bindningen den kemiska föreningens aggregationstillstånd?

Modeller 

 

Algoritmer 

Is: två väteatomer och en syreatom sitter ihop. Förenklas genom att rita en bild där alla dessa tre atomer sitter ihop enligt kalott modellen. 25 molekyler skapas som placeras ut genom att positionen i raden * bildens bredd blir positionen i x-led och radens nummer * bildens höjd blir positionen i y-led.  5 molekyler * 5 rader. 
Jobba sen fram någon algoritm för de andra aggregationsformerna…
Vatten som flytande: två väteatomer och en syreatom sitter ihop. Dessa rör sig fritt men nära de andra molekylerna. Påverkas av gravitationen. 
Gas: två väteatomer och en syreatom sitter ihop. Dessa rör sig fritt i rummet och behöver inte vara nära varandra. Påverkas inte av gravitationen. 

 

Pseudokod 

I initieringsmetoden:
Yta skapas. 
För varje molekyl upp till 25 molekyler
                             Skapa en sprite som är en bild på molekyl
                             Ge den bredden 20
                             Ge en slumpmässig position till denna sprite
                             Lägg in denna sprite i arrayen av sprites
Färga ytan svart
Rita ut allt på ytan
Skapa en gräns runt ytan

I frozen metoden:
Variabel för position i array får värdet 0
För varje rad upp till 5 rader
                             För varje position i rad upp till 5:e positionen
Sprite ges position där x-position är position i rad * bredd på sprite + ytans bredd/ 2 och y-position är radnummer * höjd på sprite + ytans höjd/2
Öka variabel för position i array med 1

                            
I fast form radas alla molekyler upp i ett mönster. 
I flytande form så får de flyta runt nära varandra 
I gasform så flyger de runt i hela rummet studsar mot varandra och byter hastighet med varandra. 

 

Programmerings syntax 

Omvandla pseudokoden till syntaxkod i något programmeringsspråk.  Detta är skriptspråket Touchdevelop.com



Initieringsmetoden:

Frozen metoden:

Skärmdump av fast form:

Reflektion på KEA projektet pass 8-10

Under pass 8 gjorde jag ett test på den teori vi gått igenom med hjälp av ett Socrative prov socrative.com . Under pass 9 jobbade eleverna i grupp och det märks att eleverna börja bli lite nervösa inför kommande redovisning. Det märks också att vissa som är gruppledare (går i åk 1) har lite problem att leda gruppen. Kan bero delvis på att det är åk 2 elever i gruppen. 
Under pass 10 så jobbade IT- eleverna själva med användargränssnitt och simuleringar och det var full aktivitet och man var ivrig att komma vidare med sina appar.

torsdag 24 september 2015

Kopplingen mellan Bild ämnet i grundskolan och programmering

Reflektion på KEA projektet pass 5 programmeringen

Jobbade med struktur och kommentering av kod. Bra som grund för vidare diskussion om vad som ger ett E-, C- och A-betyg vad gäller skolverkets kunskapskrav. Användargränssnitt behandlades och vi hade bra diskussioner över hur man kunde anpassa knappar och boxar så att man utnyttjar varje sida i sin applikation på bästa sätt. Alla hängde med och jobbade på bra. Verkar som att de tycker det är skönt att få jobba själv efter att eleverna har jobbat i grupp med ettorna.
Alltid en utmaning att jobba i grupp även om man har ett gemensamt mål med sitt arbete.

Vissa elever ser man koppla det vi lär oss under programmeringslektionerna till de kemi projekt som vi kör genom att de pratar om det med de andra programmerarna som är i samma projektgrupp.

Dags att ha användargränssnitt på Bild lektionen – kopplingen mellan bildämnet och programmering: Reflektion på KEA projektet pass 6 programmering

Fortsätter att jobba med användargränssnitt och det visar sig att elever inte är så vana vid vad detta är. Lite förvånande att få alla frågor med tanke på att eleverna möter detta hela tiden i alla appar de använder på sin mobil och surfplatta. Kanske detta är något som skulle kunna integreras i grundskolan.
En framtida lektion på Bilden i framtiden: ”I dag ska vi tala om användargränssnitt, vet ni vad det är? ...Vi ska träna på att rita en bra startskärm. Hur tycker ni att en bra startskärm ska se ut? Kan ni ge något exempel?”
Faktum är att redan idag står det under Bild->ämnets syfte:
”Undervisningen ska bidra till att eleverna utvecklar förståelse för hur bildbudskap utformas i olika medier. Undervisningen ska också ge eleverna möjligheter att diskutera och kritiskt granska olika bildbudskap och bidra till att eleverna utvecklar kunskaper om bilder i olika kulturer, både historiskt och i nutid.”

Så om man vill plocka in mediet ”appar” och anser att ”appar” ingår i ”bildbudskap… nutid” så tycker jag ovanstående lektionsupplägg för en lektion i bild fungerar redan i dag på vilken grundskola som helst.
Varför inte testa det som finns i denna film
Spola fram till 7 minuter och 40 sekunder för att se vad man skulle kunna göra under en Bild lektion.
För att se vad resultatet kan bli så spola fram till 13 minuter och 30 sekunder för att se resultatet av ett sådant grupparbete.

Reflektion på KEA projektet pass 7

 Samarbete mellan programmerare och kemister.
Grupperna jobbar vidare och nu börjar rollerna sätta sig lite mer och man börjar kunna se simuleringar lite här och var.



fredag 11 september 2015

Kemi- och programmeringsprojektet reflektion pass 3 och 4

Reflektion på KEA projektet pass 3

Gruppernas arbete flyter på. I vissa grupper har man svårt att samlas kring uppgiften och där börjar de mer ambitiösa jobba och de andra med lägre ambitionsnivå sitter i värsta fall bara och fördriver tiden. Detta trots att alla grupper har under detta pass fått tydliga direktiv om vad som ska prioriteras. Det viktigaste med detta pass är att börja jobba fram ett användargränssnitt dels med hjälp av marvelapp https://marvelapp.com/ och dels med egna skisser på papper. Detta är viktigt eftersom alla i gruppen måste få någon form av bild av vad det är för app man håller på att utveckla. Många grupper fungerar dock bra och kommer en bit med användargränssnittet. Alla grupper har till slut lyckats skapa ett gemensamt dokument i molnet som delas med gruppens medlemmar och lärarna i projektet.
Bilder från arbetspasset:


 Använder ritprogrammet Paint för att skapa olika skärmsidor i sin framtida app.



 Marvelapp https://marvelapp.com/ används för att få en interaktion mellan app och användare medan man fortfarande befinner sig i ett design läge.


Projektrapporten, som ligger i molnet så att alla i gruppen kan skriva i det, uppdateras med alla designförslag som kommer in under rubriken Resultat.


Även skisser fotograferas med mobilen och läggs sedan upp i dokumentet.
En mängd skisser på användargränssnitt producerades.


Reflektion på KEA projektet pass 4 programmeringen

Genomgång i programmering med hjälp av skriptet ballinferno. Alla elever hänger med och visar nyfikenhet och ställer extra frågor. Motivationen är hög att lära sig använda programmeringsspråket. När första enkla simuleringen av två bollar visas på deras skärm så är det många som vill lära sig mer.




Nu har vi startat kemi- och programmeringsprojektet!

I våras berättade jag att jag och en kemilärare jobbar med ett projekt där ettor på TE som läser Kemi 1 kursen och 2:or som läser Programmering 1 kursen jobbar ihop för att göra en app till mobiler som ska simulera fast flytande och gasform. Nu är vi igång och här nedan har ni reflektion av pass 1 och pass 2.

Reflektion på KEA projektet pass 1

Ett projekt i programmering 1 och kemi 1.

Att jobba i grupp

Alla vet hur svårt det kan vara att jobba i grupp. Som lärare måste man vara tydlig med vad man förväntar av eleverna. Ta fram ett projektdirektiv som talar om för gruppen vad projektet går ut på, vad lärarna har för mål för grupperna och vad det är för resultat som lärarna vill se i slutet av projektet. Motivera eleverna med mål som dels finns i kursplanen och dels övergripande mål som t.ex. 24 century leraning skills ( http://www.p21.org/  )  och att lära sig dela upp större uppgifter i mindre, fördela dem i gruppen och ta ansvar för sin del av uppgifterna. Eftersom det är viktigt att varje gruppmedlem vet vad den ska göra är det viktigt att rollfördela för att dela upp ansvarsområden. Innan gruppen gör det så är det bra om gruppen vet något om varje person i gruppen. Någon eller några lärakännavarandra övningar behövs innan rollerna spikas. När man sen ska planera sitt projekt så är det nödvändigt med en projektplan där lärarna beskriver i stora drag om vad som kommer att behandlas i detta projekt. Att ha en actionpointlista där eleverna kan dela upp uppgifterna är bra för det blir visuellt vem som gör vad just nu samt vad som redan är utfört och vad som behöver göras i framtiden. Ingen i gruppen behöver fundera vad man ska göra innan nästa möte äger rum.

Gymnasiearbete

Att jobba i projektform i grupp är ett utmärkt sätt att förbereda för gymnasiearbetet i årskurs 3 på gymnasiet. Man tränar eleverna i eget arbete och även att skriva en projektrapport. Nu behöver ju kanske inte projektrapporterna i åk 1 och 2 vara lika utförliga som i åk 3 men de kan åtminstone träna i att skriva rätt saker under rätt rubrik och att jobba med något utifrån en frågeställning.


Reflektion på KEA projektet pass 2 programmeringen


Motivationen att lära sig koda när man vet att man har en extern uppdragsgivare verkar högre än om eleverna inte lika lätt kan se en helhet och sammanhang. 

onsdag 17 juni 2015

Programmering med Touchdevelop.com

Jag har använt många olika programmeringsspråk i min undervisning men just nu använder jag Touchdevelop.com i Programmering 1 kursen. Varför då undrar du?

Eleven ser resultat

Ibland har elever en för naiv uppfattning om hur snabbt de kan göra ett onlinespel efter att de börjat programmera. Jag har då några val som lärare och det är att använda en färdig spelmotor med en ryslig massa färdig kod eller gå igenom en hel del syntax innan vi lyckas producera något som börjar likna ett spel. I Touchdevelop.com är det inte så svårt att få saker och ting att se ut som ett spel ganska fort utan att man behöver blanda in alltför avancerade algoritmer. Touchdevelop.com kan kanske då betraktas som en spelmotor men den är inte gjort enkom för detta syfte, vilket spelmotorer är. Jag kan få in andra sorters program i liknande kod utan att behöva starta om från början efter att jag kanske ”fuskat” genom att tidigare använda en spelmotor.


Eleven behöver inte ladda ner någon extra programvara

Eftersom Touchdevelop.com är ett skriptspråk så kan eleven köra sin kod direkt i en webbläsare istället för att först behöva använda någon övrig programvara som ska kompilera koden och sen köra den kod som kompilerats. Att kunna skriva koden direkt i webbläsaren är praktiskt på så sätt att jag kan använda vilket operativsystem som helst, Windows, Linux, MacOS , Android o.s.v. samt att eleven kan jobba med koden även i sin surfplatta eller mobiltelefon var eleven än är så länge den har en Internetuppkoppling.

Eleven kan dela med sig av sitt resultat snabbt

När eleven har programmerat klart sitt spel eller någon annan programvara så vill eleven visa vad den gjort. Att kunna visa en färdig produkt är något som ger mersmak för att lära sig mer. Med några få klick kan eleven skapa en webbapplikation i HTML5 av den kod eleven producerat i Touchdevelop.com och skicka en adress till sin kompis eller någon annan som den vill visa vad den gjort. Att ha möjlighet att publicera något så att hela världen kan komma åt det man gjort är viktigt i den globala byn vi lever i 2015. Man kan också exportera sin applikation till App Studio (Windows och Windows Phones), Cordova applikation för iOS, Android och Windows, Azure Web Apps samt några andra varianter. https://www.touchdevelop.com/docs/exporttoapp Jag tycker att det är viktigt att som elev på gymnasiet få se vilka möjligheter det finns att nå en världsvid marknad och kanske i framtiden kunna tjäna pengar på sin programmering.
Vän av ordning säger kanske att Touchdevelop.com inte är något objektorienterat språk så det går inte att använda i Programmering 1 kursen. Om man tittar på vad Skolverket skriver om Programmering 1 kursen så står det: ”Språkurvalet kan göras från såväl programspråk och skriptspråk som kompilerande och tolkande språk. Ett av de valda språken ska stödja objektorientering på ett påtagligt sätt.”

Så det går utmärkt att använda detta språk i t.ex. ett större projekt i Programmering 1 kursen och sen gå över till ett mer objektorienterat språk. Jag använder Java, som ett objektorienterat språk, senare i Programmering 1 kursen.



tisdag 16 juni 2015

Skolverket naturvetenskap och tekniksatsning 2014-2016

Målet för Skolverket med denna satsning är att öka elevers och barns intresse och kunskap inom naturvetenskap och teknik. Fram till 2016 pågår Naturvetenskaps- och tekniksatsningen som erbjuder förskolor och skolor stöd för att utveckla undervisningen i naturvetenskap och teknik. Denna satsning vänder sig till lärare och förskollärare samt till rektor, förskolechef och huvudman.

Skolverket ska lägga ut/lagt ut undervisningsstöd för lärare, man har genomfört/genomför en konferensserie för lärare och skolledare i gymnasieskolan. Man har också ett nationellt nätverk med NT-utvecklare (dock inte på gymnasienivå).

Konferenser

Konferensserierna riktar sig till gymnasielärare som undervisar i naturvetenskapliga ämnen och teknik samt skolledare. Anmälan till träffarna görs på Skolverkets webbplats några veckor innan respektive konferenstillfälle. 

Tid och plats

Ort
Datum
Västerås
12 november 2013
12 februari 2014
16 oktober 2014
Skelleftå
6 maj 2014
24 september 2014
18 februari 2015
Norrköping
19 november 2014
4 mars 2015
16 september 2015
Skövde
14 oktober 2015
2 mars 2016
21 september 2016
Kristianstad
18 november 2015
6 april 2016
5 oktober 2016
Stockholm
1 oktober 2015
18 februari 2016
17 november 2016
På varje ort arrangeras en konferensserie i tre steg utspritt över tre terminer.  
Jag var själv med i Skellefteå 18 februari 2015 och jag tror alla som jobbar med Teknik och Naturvetenskap kommer att tycka att konferenserna är intressanta.

På www.skolverket.se/nt under Gymnasieutbildning->Ämnesövergripande

Kan du läsa:
Ett sätt för dig som lärare att skapa helheter i elevernas utbildning är att samarbeta med kollegor i andra ämnen. Ämnesplanernas mål liknar ofta varandra, olika ämnen emellan. Även olika ämnens centrala innehåll kan ha många beröringspunkter som öppnar för ämnesövergripande arbetsområden. 
Du som har en eller flera kollegor som du planerar samarbeten med - här finns stödmaterial för dig. Alla material är användbara i enskilda ämnen också.

Nytt stödmaterial under våren 2016 programmering och kemi

Jag kommer tillsammans med en kemilärare att under hösten 2015 jobba fram ett material där vi arbetar med de tre aggregationsformerna, fast flytande och gas. Jag kommer i min kurs Programmering 1 att ta två elever och sätta ihop dem med tre elever som läser Kemi 1. Denna grupp ska sen utveckla en app som går att köra i en mobiltelefon/surfplatta och som ska simulera dessa aggregationsformer på något sätt. Tanken med detta är att genom att jobba med de modeller som finns för atomer och molekyler fördjupa förståelsen av atomer, molekyler och bindningar m.m. i Kemi 1 och i Programmering 1 lära sig grundläggande programmering samt jobba i skarpt läge med extern (kemi eleverna) uppdragsgivare. Förutom detta så ska de utveckla sin förmåga att jobba i grupp i projektform. Planera, genomföra och redovisa sitt resultat. Detta kommer förhoppningsvis hjälpa dem att ha väl på fötterna när de i årskurs 3 ska göra sitt gymnasiearbete.



 Kommer att uppdatera hur det går under hösten på denna blogg.