9789151103099

Myrtel Johansson & Maria Sandström

Undervisa i teknik FÖR LÄRARE I GRUNDSKOLAN

2 UPPL.

Författare Myrtel Johansson är universitetsadjunkt vid Malmö universitet, där hon undervisar i teknik och fysik inom såväl grundutbildning som fortbildning av lärare.

Myrtel har även arbetat med de nationella proven i NO för årskurs sex och har mer än 20 års erfarenhet av undervisning i grundskolan.

Maria Sandström har arbetat som universitetsadjunkt vid Malmö universitet, där hon har utvecklat teknikutbildningarna för F–9 samt skapat ett regionalt nätverk för lärare i teknik. Maria har lång erfarenhet av undervisning i NO och teknik i grundskolan och driver en Facebooksida som heter ”Teknikämnet i skolan”.

Maria och Myrtel har tillsammans arbetat med flera uppdrag från Skolverket.

De har skrivit fördjupande texter till läroplanen inom ämnet teknik och har utvecklat ett kartläggningsmaterial i teknik anpassat för nyanlända elever.

Innehåll 1. Teknikämnet i skolan

11

Skolans teknikämne

11

Agenda 2030

14

Vad är teknik?

16

Varför ska eleverna läsa teknik i skolan?

19

Vad är utmärkande för teknikämnet i skolan?

21

Teknik i förskolan

26

2. Tekniska lösningar

27

Mekanismer 27 Lås och nycklar 30 Utväxling hos cyklar och andra mekanismer 32 Symaskinen – ett mekaniskt exempel och en historisk tillbakablick 33 Konstruktioner 34 Stabila och hållfasta konstruktioner 36 Stödytans storlek och viktens placering 39 Att balansera 40 Hävarm 41 Bra former i naturen kan även vara bra former i tekniksammanhang 42 Material 43 Olika material har olika egenskaper 44 Metaller 45 Trä som material 47 Plaster 49

Övriga material Nya material

52 57

Återvinning och återanvändning 58 Återvinning 59 Återanvändning 59

3. Arbetssätt för utveckling av tekniska lösningar

63

Studera ritningar

64

Skisser och ritningar kan ritas i olika vyer Exempel 1: två vyer Exempel 2: tre vyer Exempel 3: tre vyer Exempel 4: mått

64 66 66 67 67

Enkla konstruktioner utifrån en ritning

68

Undersöka och diskutera olika konstruktioner Hållfasta och stabila konstruktioner

70 71

Att arbeta med modeller

73

Tekniska lösningar som utnyttjar elektriska komponenter Seriekoppling och parallellkoppling i skolans teknikundervisning

78 78

Från idé till färdig produkt Introduktion till produktutveckling Produktutveckling i klassrummet

82 84 87

Tematiskt arbete utifrån förpackningar 90 Anpassning och användarvänlighet 92 Muntlig redovisning 93 Skriftlig redovisning 94 Förpackningsindustrin 96 Skulle vi kunna klara oss utan färdigförpackade livsmedel?

96 Förpackningarnas historia 96

4. Teknik, människa, samhälle och miljö

97

Teknikens utveckling Att arbeta utifrån uppfinningar Att arbeta utifrån länder där utvecklingen skett – med fokus på Sverige

97 101 107

Lantbruk i teknikundervisningen Barns kunskaper om lantbruk Djurhållning och teknik

110 113 115

Stadsplanering i teknikundervisningen Vilken teknik finns i staden?

Varför arbeta med stadsplanering?

116 116 122

Vatten i samhället 123 Studiebesök 124 Dricksvatten 124 Avloppsvatten 131 Vad kan vi medborgare göra?

132 Reningsverkets uppbyggnad 133 Vad gör man med slammet?

135 Vad kostar vattenreningen? Vem betalar?

135 VVS i hemmet 135 Vatten- och avloppshistoria 137 Trafiksäkerhet 138 Olyckor i trafiken 139 Exemplet cykelhjälmar 139 Cykelhjälmens konstruktion 140 Reflexer 142 Olyckor med bilar 143 Bilbälten 143 Arbetsplats som lärmiljö i teknik Olika typer av arbetsplatser att besöka

147 149

5. Programmering och digitalisering

153

Värdering av tekniska lösningar Etiska avvägningar kring ny teknik Teknik som styr oss

153 154 156

Programmering i skolan Datalogiskt tänkande Blockprogrammering och textbaserad programmering

158 158 158

Blockprogrammering med Micro:bit Exempel 1: Blockprogrammering för att styra en ljuskälla Samtala om programmering – exempel 1 Exempel 2: Blockprogrammering för att styra en ljudkälla Exempel 3: Blockprogrammering för att skapa en enkel räknemaskin Samtala om programmering – exempel 3

159 160 162 163

Textbaserad programmering Introduktion till textbaserad programmering med Kojo 1. Programmera sköldpaddans väg i olika riktningar 2. Förändra sköldpaddans väg med variabler 3. Förenkla programmeringen med funktioner 4. Skapa digitala bilder med hjälp av programmering

168 168 169 171 173 174

Olika arbetssätt vid programmering i skolan Parvis programmering Unplugged programmering

174 174 175

166 167

Tillbakablick 177

6. Metodik

179

Språkutvecklande arbetssätt i teknik 179 Läsförståelse 183 Att uttrycka sig exakt – väsentligt vid programmering 185 Att utgå från sagor och berättelser vid undervisning i teknik 186 Nyanlända elever 187 Kontextrik undervisning 189 Metoder och arbetssätt i teknik Att utgå från tecknade ”serier” som beskriver en situation Metoder: Case, PBL och undersökande arbetssätt Scenariobaserat lärande, Storyline och rollspel Teknik ute

189 191 192 195 197

Referenser

203

Bildförteckning

207

Förteckning: 144 aktiviteter

209

1 Teknikämnet i skolan Vi lever i en teknikintensiv värld, där teknik används på många olika sätt och för olika syften. Barn möter teknik redan från födseln i form av olika tekniska konstruktioner, maskiner, hemelektronik och samhällets tekniska system. För dagens barn och unga är datorer, mobiltelefoner och läsplattor en integrerad del av vardagen. Även moderna material, som superabsorbenter i blöjor och tyger som ”andas”, är något de ofta kommer i kontakt med. Sverige har en lång tradition av uppfinningar och många världsberömda företag inom teknikområdet har sitt ursprung i vårt land. Vår välfärd baseras till stor del på den export dessa företag genererar. Fortsatta framgångar bygger i förlängningen på att det finns ett brett intresse av teknik och teknikutveckling hos våra unga.

Den här boken tror vi kan inspirera till att skapa kreativa inlärningssituationer, där elevernas tro på den egna förmågan stärks. Bra undervisning i teknik leder i förlängningen till ökad medborgarkompetens och kan komma att påverka elevernas framtida yrkesval.

Bokens syfte är att ge lärare och lärarstuderande teoretiska kunskaper om teknikämnet, integrerade med didaktik och metodik. Fakta varvas med metodik i form av olika aktiviteter som kan genomföras i klassrummet. Boken vänder sig i första hand till pedagoger i årskurserna F−6, men stora delar lämpar sig för hela grundskolan upp till årskurs 9. Av bokens sex huvudkapitel utgår tre från det centrala innehållet enligt Lgr11: Tekniska lösningar, Arbetssätt för utveckling av tekniska lösningar och Teknik, människa, samhälle och miljö.1 Övriga kapitel är skrivna utifrån mera generella rubriker: Teknikämnet i skolan, Programmering och digitalisering och Teknikmetodik.

Skolans teknikämne Sedan 1994 har den svenska grundskolan ett obligatoriskt och självständigt teknikämne. Även i de tidigare läroplanerna från 1962, 1969 och 1980 fanns teknik med, men då var det först i form av verkstadsteknik (1962) och därefter 1 Skolverket: Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet, reviderad 2018. Stockholm: Skolverket.

11

Undervisa i teknik knutet till de naturvetenskapliga ämnena som praktisk naturvetenskap. Genom att skapa ett självständigt och obligatoriskt teknikämne markeras ämnets stärkta position i skolan från förskoleklassen till och med nionde skolåret. I det moderna teknikämnet lyfts teknikens inverkan på samhällsutvecklingen och det ”aktiva medborgarskapet” fram på bekostnad av den traditionella synen på teknik som ett enbart praktiskt inriktat ämne.

Undersökningar gjorda av CETIS (Centrum för teknikämnet i skolan), Teknikföretagen och Teknikdelegationen har visat att teknikämnet har en svag ställning i grundskolan och att lärare behöver hjälp med att tolka kursplanen och planera för verksamhet i klassrummet. Lärarna upplever att de saknar tillräckliga ämneskunskaper och förmåga att se de möjligheter ämnet erbjuder. Även Skolinspektionens rapport från 2014, visar på stora brister. Enligt kursplanen ska undervisningen bidra till att eleverna utvecklar intresse för teknik, men inspektörerna konstaterar i stället att intresset för ämnet avtar hos eleverna högre upp i årskurserna. Särskilt gäller detta flickorna. Granskningen, som utfördes vid 22 skolor, kan sammanfattas i att skolornas undervisning år 2014 inte följer kursplanen för teknik, att ämnet får för lite undervisningstid, att det saknas aktuella och bra läromedel och att undervisningen ofta är på alltför låg nivå. Brister i lärarnas utbildning konstateras, och rektorerna uppmanas att inspirera personalen till fortbildning inom teknikämnet. Rapporten visar också att det är när teknik integreras med eller underordnas andra ämnen som elevernas intresse för teknikämnet avtar som mest. Särskilt stor anses risken vara då teknik samläses med de naturvetenskapliga ämnena. Eleverna upplever inte att de undervisas i teknik. Det är viktigt att alla ämnen studeras under alla skolstadier på ett sätt som gör det möjligt för eleverna att nå läroplanens mål.

Teknikämnets särart måste betonas och inte integreras bort.2 Eftersom en stor del av dagens barn är vana vid att hantera teknik i vardagen känns det viktigt och nödvändigt att teknikämnet tillåts ha en framträdande plats även i skolarbetet. Som lärare måste vi dock vara försiktiga i våra slutsatser och inte generalisera kring elevernas förkunskaper. Eleverna har olika erfarenheter, kunskaper och föreställningar med sig till skolan, och tolkar det de ser och lär utifrån dessa. Att redan tidigt i skolan få leka med, prova och utveckla egna tekniska lösningar är ett sätt att bli förtrogen med och orädd för teknik. Elever behöver också få erfarenheter av att värdera teknik och utveckla kunskaper om hur teknikutveckling skett.

Det kan vara viktigt att redan här uppmärksamma att det finns flera olika sätt att se på teknik och teknikutveckling. Det finns de som fokuserar på traditionella faktakunskaper medan andra mera betonar teknikens betydelse för 2 Skolinspektionen, 2014:4: Teknik – gör det osynliga synligt. Om kvaliteten i grundskolans teknik­ undervisning.

12

1. Teknikämnet i skolan medborgarrollen. Utöver dessa grupper finns det de som inte ser den moderna utvecklingen som något positivt, utan kämpar mot teknikutveckling och lyfter fram en rad nackdelar som kan kopplas till denna. Det kan exempelvis handla om aktiv kamp mot elbilar, byggandet av mobilmaster eller vindkraftverk.

Argument som används kan handla om miljöhänsyn och potentiella risker för sjukdomar. Stundtals framhålls gårdagens tekniska lösningar som mer harmoniska än dagens.

Att vår nuvarande livsstil utgör ett miljöhot går inte att förneka, men det finns nog ingen väg tillbaka. Vi måste i stället tro på att modern teknik kan hjälpa oss att utveckla allt bättre lösningar – från smartare energilösningar till nya sätt att begränsa smittspridning. Under senare tid har miljörörelsen vuxit och organisationen Fridays for future, under ledning av Greta Thunberg, har inspirerat skolungdomar över hela världen till skolstrejker och andra aktioner.

Skolan måste ta elevernas klimatoro på allvar och inrikta undervisningen på teknikens möjligheter i stället för att låta ungdomarna se tekniken som det stora hotet mot jordens överlevnad. Även frågan ”Vad kan jag själv göra för att minska klimathotet?” måste tas upp i undervisningen och ge eleverna inspiration till förändrade levnadsvanor i smått och stort. Ur de resonemang som förs kommer förhoppningsvis kreativa tekniska lösningar att födas. I detta sammanhang passar det till exempel bra att ta upp begrepp som ekodesign och energimärkning vars regelverk gäller handel med alla energirelaterade produkter inom EU. Dessa regler syftar till minskade utsläpp av växthusgaser, ökad andel användning av förnybar energi och förbättrad energieffektivitet hos produkterna.

Det är också värdefullt att låta eleverna diskutera kopplingen mellan vårt ständiga behov av nya föremål i förhållande till klimathotet. Det globala utbudet av vardagsprylar, som vi nästan aldrig ifrågasätter, sägs stå för nästan 40 procent av utsläppen av växthusgaser. Eleverna behöver diskutera vilka föremål vi egentligen behöver och vilka som är exempel på skapade behov.

Axel Brechensbauer tar upp detta i sin rikt illustrerade bok Saker vi skapar.3 Som utgångspunkt används här Maslows behovstrappa. Brechensbauer slår fast att många föremål finns till för att lösa människans mest grundläggande behov som kläder mot kyla, tak som skydd och kärl för förvaring av mat och vatten.

Andra saker, exempelvis vapen och pengar, utvecklas för att erövra makt. När de basala behoven är tillgodosedda fortsätter människan skapa nytt. Här är det värt att uppmärksamma att det ekonomiska systemet tyvärr gynnas mest av föremål som har kort livslängd.

3 Brechensbauer, Axel, 2019: Saker vi skapar. Stockholm: Kartago förlag.

13

Undervisa i teknik

1:1 Utveckling av föremål

AKTIVITET

Vattenbehållaren är exempel på någonting som utvecklats från tömda kokosnötter och urskrapade djurhorn, via kärl av glas och lera, till plastflaskor. Vilken av dessa varianter är bäst och vilken är sämst? Vilken behållare finns det flest av i vår moderna värld? Är det alltid den bästa lösningen som ”vinner” i längden?

Låt eleverna diskutera detta och egna exempel.

Agenda 2030 Utveckling av ny teknik har varit avgörande för den levnadsnivå vi har i dag.

Detta faktum gäller alla områden från tillgång till mat, bostäder och kommunikation till skola, sjukvård och andra samhällsfunktioner. Samtidigt står mänskligheten inför en gigantisk klimatutmaning. Vårt hopp står till utveckling av teknik som ger mindre miljöbelastning än vad tidigare lösningar gett. Utvecklingen har gett oss möjlighet att välja mellan olika tekniska lösningar. Dessa val kan göras på olika grunder, och lösningarna kan ses ur ett kortsiktigt eller mer långsiktigt perspektiv. Skolans uppgift är att uppmuntra elevernas engagemang och låta dem värdera olika lösningars för- och nackdelar ur ett klimatperspektiv.

Ett sätt att undervisa om framtidens tekniska lösningar är att utgå ifrån den internationella överenskommelsen Agenda 2030, de globala målen för hållbar

Agenda 2030 – 17 Globala mål Mål 1 Mål 2 Mål 3 Mål 4 Mål 5 Mål 6 Mål 7 Mål 8 Mål 9 Mål 10 Mål 11 Mål 12 Mål 13 Mål 14 Mål 15 Mål 16 Mål 17

Ingen fattigdom Ingen hunger God hälsa och välbefinnande God utbildning för alla Jämställdhet Rent vatten och sanitet för alla Hållbar energi för alla Anständiga arbetsvillkor och ekonomisk tillväxt för alla Hållbar industri, innovation och infrastruktur Minskad ojämlikhet Hållbara städer och samhällen Hållbar konsumtion och produktion Bekämpa klimatförändringar Hav och marina resurser Ekosystem och biologisk mångfald Fredliga och inkluderande samhällen Genomförande och partnerskap

14

4 Teknik, människa, samhälle och miljö Kapitlet som helhet fokuserar på tekniska system och samspelet mellan teknik, människa, samhälle och miljö, och har hämtat inspiration från det centrala innehållet i Lgr11. Detta kapitel innehåller sex exempel på områden som kan och bör genomföras i samarbete mellan skolan och lokala aktörer i det omgivande samhället. Samtliga områden inbjuder till samarbete över ämnes- och stadiegränserna. Här känns det viktigt att skolan betonar progressionen. De allra yngsta barnen ska inte arbeta med samma innehåll och upplägg som de äldre eleverna. Ämnet som studeras kan mycket väl vara detsamma, men perspektiven måste vara olika.

Det första området behandlar teknikutveckling ur ett historiskt perspektiv.

Här kan de yngsta få studera hur teknik i hemmet har förändrats över tid medan de äldre tittar på samhällets lite större tekniska system. Detta gäller även för följande områden som utgörs av lantbruk, staden, vatten och trafik – områden som alla syftar till att öka förståelsen för hur vi är beroende av tekniska lösningar för att täcka vårt behov av mat, vatten, bostäder och transporter. Kapitlet avslutas med ett arbetsområde om teknik på arbetsplatsen.

Teknikens utveckling Under hela den tid som det har funnits människor har teknikutveckling skett.

Drivkrafter som att förenkla tillvaron, skaffa ägodelar, förgöra fienden, skapa skydd, skaffa mat och att roa sig har varit starka. Uttrycket ”Stenåldern tog inte slut för att stenarna tog slut. Det kom fram bättre alternativ helt enkelt.” känns mycket relevant i detta sammanhang.

En accelererande teknikutveckling kan skönjas under de senaste århundradena. För att underlätta förståelsen kan vi tänka oss en tidslinje där en miljon år motsvaras av en meter. Då har det funnits människor i någorlunda modern form i ungefär två meter. Det har funnits människor i Sverige sedan inlandsisen försvann, alltså i 10 000 år, vilket motsvarar en centimeter i denna skala. Det är svindlande att tänka på all teknikutveckling som skett under denna tid. Var på skalan kommer år 1700? Eller 1900? Vad har hänt under denna tid? Ännu mera svindlande blir tanken om man funderar på hur världen kommer att se ut 97

Undervisa i teknik om en centimeter … eller en millimeter. Resonemang av detta slag motiverar både oss och eleverna att ta vara på resurser och varsamt värna om vår planet.

I boken De 50 som betytt mest redogör Ulf Nilsson hur man inför millennieskiftet gjorde ett försök att utse de 50 personer som betytt mest för mänskligheten.41 Listan är mycket intressant och toppas inte oväntat av Muhammed, Jesus Kristus och Buddah. Efter dessa religiösa ledargestalter kommer en rad naturvetare och tekniker: Isaac Newton, Johann Gutenberg och Albert Einstein.

Därefter följer i turordning: Karl Marx Aristoteles Galileo Galilei Charles Darwin Konfucius Martin Luther Christofer Columbus Lenin Platon Louis Pasteur Kopernikus Aposteln Paulus James Watt Mao Zedong Euklides Napoleon Bonaparte Moses Alexander den store Adolf Hitler Michael Faraday T’sai Lun Thomas Alva Edison

Djingis Kahn George Mendel Alexander Graham Bell George Washington Guglielmo Marconi Bröderna Wright Sigmund Freud William Shakespeare Josef Stalin Alexander Fleming Ludwig van Beethoven Julius Caesar Wilhelm Conrad Röntgen Leonardo da Vinci Karl den store Adam Smith Johann Sebastian Bach Edward Jenner Jean-Jacques Rousseau Arkimedes James Clerk Maxwell Konstantin den store

Listan i sin helhet är intressant och väcker tankar kring värderingar, utveckling, kultur och livskvalitet. En intressant idé skulle vara att klassificera personerna i grupper: naturvetare/tekniker, filosofer, religiösa ledare, politiker, kungar och så vidare för att kunna resonera kring värdet av naturvetenskapliga/tekniska landvinningar.

41 Nilsson, Ulf, 1989: De 50 som betytt mest. En mänsklighetens ranking list. Wiken: Bra Böcker.

98

4. Teknik, människa, samhälle och miljö

4:1 Betydande människor

AKTIVITET

Diskutera vilken nytta eller ”onytta” som personerna i gruppen naturvetare/tekniker har gjort.

• Hur skulle din lista se ut? Vilka namn skulle ni vilja ta bort eller lägga till?

• Genusaspekt: Varför innehåller listan bara män? Vilka kvinnor anser ni skulle platsa på listan?

• Vilka länder/kulturer är representerade och vilka saknas? Varför är det så?

4:2 Kvinnliga förebilder Eftersom vi inom teknikämnet behöver bli bättre på att synliggöra kvinnliga förebilder då vi diskuterar teknikutveckling föreslog en grupp lärarstudenter på Malmö universitet att läraren tillsammans med eleverna kan skapa en lista med kvinnliga tekniker och låta denna fyllas på allteftersom. Nedanstående uppräkning visar studenternas första urval (vt 2020): Stephanie Kwolek: Kevlarfiber Anna Connelly: Brandstege i metall Maria Beasely: Livbåt Ada Lovelace: Programmering Melitta Bentz: Kaffefilter Mary Andersson: Vindrutetorkare Anna Haupt & Terese Alstin: Cykelhjälmen Hövding Josephine Cochrane: Diskmaskin Nancy Jonson: Glassmaskin Hedy Lamarr: Trådlös överföring Maria Johanna Kronberg: Mjölkpulver Gladys West: GPS

Gladys West och GPS- tekniken Gladys West (f. 1930) är en amerikansk forskare som under många år arbetat med frågor kring hur man kan skapa exakta matematiska modeller för hur jordens form och ytstrukturer ser ut. Hennes forskning har legat till grund för utveckling av Global Positioning System (GPS- systemet). Gladys West stora betydelse markerades 2018 då hon hedrades genom att upptas i amerikanska flygvapnets Hall of Fame.

99

AKTIVITET

Undervisa i teknik AKTIVITET

4:3 Fortsättning kvinnliga förebilder En person som läste igenom listan med kvinnliga förebilder i aktivitet 4:2 sammanfattade med kommentaren: ”Många av dessa kvinnor har haft fokus på att öka säkerhet och att rädda liv.”

Diskutera: Anser du att detta stämmer? Motivera! Tror du att kvinnor och män tycker likadant om detta?

Tänker du att intresset för olika områden inom tekniken är samma hos kvinnor som hos män?

Diskussioner av detta slag leder oss lätt in på tankar kring hur vi människor på cirka 10 000 år kunnat gå från stenåldersbyn till det moderna samhället.

Eleverna måste ges möjlighet att i ett sammanhang reflektera över hur den moderna tekniken har vuxit fram och i vilket tidsperspektiv detta skett. Dessutom bör resonemangen relateras till diskussioner om tekniska ställningstaganden i förhållande till livskvalitet.

Teknikhistoria är en viktig del i grundskolans teknikämne, och de drivkrafter som styr och har styrt utvecklingen ges särskild uppmärksamhet i kursplanen.

Den tekniska utvecklingen har sett olika ut i olika tider. Tekniska lösningar som bygger på utnyttjande av solenergi betyder mycket för platser där man tidigare inte haft pålitlig elförsörjning. I många länder där inte alla har haft tillgång till datorer och telefoni, har man kunnat satsa direkt på utbyggnad av moderna trådlösa system.

Fortfarande är det så att utvecklade länder såsom till exempel Sverige ofta använder en mer avancerad teknik än vad man gör i fattigare delar av världen.

En oljelampa kan vara exempel på enkel teknik, medan en elanläggning avsedd för många hushåll kan vara exempel på avancerad teknik. Det kan vara värt att uppmärksamma att i dag när allt fler människor oroar sig för kriser av olika slag har behovet av enkla tekniska lösningar åter kommit i fokus. Exempelvis har försäljning av fotogenlampor ökat i Sverige på senare tid. Detta antas bero på att människor förbereder sig för att klara framtida kristider där elförsörjningen inte fungerar.

100

4. Teknik, människa, samhälle och miljö

4:4 Teknikutveckling Behöver vi alltid använda den avancerade tekniken eller skulle vi klara oss lika bra med enklare tekniska lösningar?

Kan ett land utvecklas utan att avancerad teknik används?

Vilka är de viktigaste tekniska funktionerna att satsa på för att nå utveckling i ett fattigt land?

Ofta använder man tidsaxlar för att illustrera skeenden och för att markera banbrytande händelser. I mötet med nyanlända elever är det bra att tänka på att i vår kultur ritas alltid tidsskalan från vänster till höger, medan det finns andra kulturer där man ritar åt andra hållet. En annan intressant sak är att välja skala beroende på vad man vill visa. Ska vi visa hela mänsklighetens historia eller bara de senaste tusen eller hundra åren? Hur stor plats på tidslinjen får det ta?

Vilka händelser ska vara med?

Vid planering av arbetsområdet kan man som lärare välja olika ingångar.

Här beskrivs klassrumsarbete utifrån uppfinningar, värderingar, sammansatta ord, verkliga händelser som berör, personer och länder där utvecklingen skett.

Att arbeta utifrån uppfinningar Det är tacksamt att arbeta på temat uppfinningar för att få svar på frågor av typen: ”Hur funkar kylskåpet?” och ”Hur vet toan att vattenbehållaren är full eller brödrosten att mackan är klar?” Möjligheterna kan tyckas oändliga, det är bara att låta eleverna välja en ”vardagspryl” som kan vara antingen elektrisk eller mekanisk och ta reda på hur den fungerar. Hur eleverna ska arbeta och redovisa kan varieras från ett tillfälle till ett annat.

Ett förslag är att redovisa med posters i A3-format och be eleverna rita en skiss med åtföljande förklarande text. Observera att bilden ska vara tydlig och textmassan begränsad. Aktiviteten är alltså även en övning i att tillverka en poster och lära sig kommunicera ett budskap via bild och en kort text. En bra poster gör det möjligt för betraktaren att förstå funktionen. För att höja kvaliteten på elevernas arbetet kan samarbete med bildämnet vara värdefullt. Ett alternativ kan vara att använda appar och göra bildberättelser med skisser och fotografier för att åskådliggöra den funktion man vill beskriva.

För lärare som vill ha ytterligare inspiration finns ett omfattande material på Företagskällan.se, som producerats av Centrum för Näringslivshistoria (CfN).

Webbplatsen innehåller såväl filmer och texter som konkreta lektionsförslag.

101

AKTIVITET

Undervisa i teknik AKTIVITET

4:5 Hur funkar …?

Att låta eleverna arbeta med var sin uppfinning fungerar i regel bra. Som lärare gäller det att formulera uppgiften på ett inspirerande sätt, avgränsa och hitta på ett meningsfullt sammanhang. Elevernas uppgift blir att ta reda på fakta och arbeta praktiskt och kreativt.

Det kan också vara viktigt att redan från start ha klargjort vem som är mottagaren, alltså var och i vilket sammanhang det färdiga arbetet ska användas eller exponeras. Ett alternativ för klassrummet kan vara att be eleverna välja en teknisk produkt och ta reda på och visa hur den sett ut under olika decennier eller sekler. Här kan man välja att arbeta utifrån precis vad som helst, som förpackningar, informationsöverföring eller transporter.

AKTIVITET

4:6 Teknikhistora i lådor Låt eleverna inreda teknikhistoriska lådor och arbeta med en produkt som de antingen har valt själva eller fått sig tilldelad. Det är lätt att motivera elever till att fördjupa sig i historiken för ett enskilt föremål, som kan vara precis allt från det lilla minsta till det stora största, från gem till JAS-plan.

102

5 Programmering och digitalisering Modern teknik är en självklar del i vår vardag. Teknikutvecklingen går snabbt och en del av de tekniska lösningar som utvecklades för några år sedan har ersatts av helt nya. Detta leder till att vi behöver anpassa oss och förhålla oss till den nya tekniken samt diskutera på vilket sätt vi påverkas av den. Detta kapitel startar med att ge exempel på hur vi kan förhålla oss till modern teknik ur ett individ- och samhällsperspektiv. Därefter kommer idéer för programmering i skolan att diskuteras.

Värdering av tekniska lösningar Det är viktigt att teknikläraren engagerar eleverna i diskussioner och att man tillsammans värderar tekniska lösningar. Ny teknik upplevs vanligtvis som spännande och frågeställningen till eleverna kan vara kortfattad men ändå ge upphov till mycket livliga diskussioner: • Självkörande bilar, vilka fördelar respektive nackdelar finns med denna tekniska lösning?

• Robotar, behövs de i vår vardag? Städrobotar? Kan man ha en robot som husdjur?

• Internet of Things, vad är det? Finns det risker med denna teknik?

När eleverna värderar och diskuterar modern teknik kan de förstå att teknik både kan lösa och skapa problem. Tekniska lösningar ingår i varje elevs vardag och som individ har man oftast inte möjlighet att välja lösning utan måste använda sig av och förhålla sig till de lösningar som finns i samhället för tillfället.

I detta kapitel ges exempel på tekniska lösningar som kan väcka elevernas lust att diskutera modern teknik. Syftet med dessa exempel är att inspirera läraren att arbeta på olika sätt och uppmuntra till en anpassning av ämnesområdet till elevernas intresse och erfarenhet. Teknikutveckling är en ständigt pågående process som medför att vissa exempel efter en tid kan upplevas som mindre aktuella. Men det kommer allt eftersom nya tekniska lösningar att förhålla sig till.

153

Undervisa i teknik

Vad är AI? AI, artificiell intelligens, är en sammanfattande benämning på sådant som tidigare utfördes av människor och som nu utförs av datorer. Vanligtvis avses förmågan hos datorer att efterlikna människors förmåga att kunna lära sig saker, lösa problem, generalisera samt planera en sekvens av handlingar.

Etiska avvägningar kring ny teknik Avancerade tekniska produkter kan göras otroligt små. Bland annat har utvecklingen av digitala kameror gjort att de i dag tar liten plats och ändå ger högupplösta bilder och filmer. Själva tekniken i en kamera är varken god eller ond men samma tekniska lösning kan användas med olika syften. Jämför med exempelvis en kökskniv som kan användas i både goda och onda syften.

AKTIVITET

5:1 Liten kamera Diskutera moraliska aspekter samt vilken lagstiftning som behövs för att reglera följande: • Kameran som göms i en schampoflaska och placeras i den gemensamma duschen.

• Kameran som finns i en smartphone.

• Kameran som liknar en penna som används som ”hjälpmedel” vid ett prov.

• Kameran som göms i en fågelholk för att lära oss mer om fåglarnas liv.

• Kameran som filmar inkräktare i din bostad.

• Hur skiljer sig riskerna med digitala kameror från tekniska lösningar som har använts under lång tid?

AKTIVITET

5:2 Digitala lösningar för betalning Historiskt sett har det funnits olika lösningar för att hantera handel på ett rättssäkert sätt.

I skiftet mellan olika system kan det uppstå en del orosmoment tills det nya systemet har stabiliserats. Diskutera fördelar, nackdelar och risker med olika betalningslösningar och varför man byter system: • Jämför betalning med pengar, kreditkort, mobiltelefon, kryptovaluta eller med chip under huden.

• Hur tror du att betalning kommer att ske när du fyller 20 år?

154

5. Programmering och digitalisering En aspekt som diskuteras i samband med betalning av varor och tjänster är de digitala spår man lämnar efter sig. Då alltmer information sparas digitalt kan hantering av och handel med personlig data bli något som vi behöver förhålla oss till. Uttrycket ”Storebror ser dig” har fått ny aktualitet. Vem eller vad som menas med ”Storebror” i detta fall kan variera. Det kan vara staten, privata företag eller enskilda personer. Även syftet med att ta del av digital information och hur informationen ska användas varierar. Data som sparas digitalt ger upphov till nya frågeställningar och risker som inte fanns tidigare.

5:3 Digitala spår Diskutera digitala spår och hur dessa kan användas av den som vill få information om andras privatliv: • Vem kan se vad jag har köpt? Hur länge kan dessa digitala spår följas tillbaka i tiden?

Kan jag skydda information om mina inköp?

• Vem kan se var jag befinner mig då jag har en mobiltelefon med GPS-funktion aktiverad?

• Vilken information om mig själv lämnar jag ut när jag svara på enkäter eller skriver inlägg på sociala medier? Vilka konsekvenser kan detta få?

• Vad kan kunskap om mina sökningar på nätet användas till?

• På vilket sätt kan butiker använda information om mina köpvanor för att locka mig att köpa vissa bestämda produkter?

Det finns även andra typer av etiska frågor som uppstår då teknikutveckling närmar sig biologins områden. Det har på senare år kommit larmrapporter om att de pollinerande insekterna har minskat i antal. Som lösning på problemet förespråkas åtgärder som ger pollinerande insekter en bättre livsmiljö, till exempel ett varierat odlingslandskap, naturliga ängar samt en minskad användning av växtskyddsmedel. En helt annan lösning på problemet skulle kunna vara att konstruera ”konstgjorda bin” och det pågår forskning om att utveckla artificiella pollinerare i form av små robot-bin. Pollinering är en förutsättning för livsmedelsproduktion och förhoppningsvis klarar vi av att säkerställa att bin och övriga pollinerare ökar i antal. Men vad som upplevs som science fiction och vad som är en accepterad teknisk lösning kan snabbt ändra sig från ett år till ett annat.

155

AKTIVITET

Undervisa i teknik AKTIVITET

5:4 Är robot-bin en bra lösning?

Pollinerande insekter minskar och som en lösning på problemet föreslås en satsning på små drönare som programmeras för att flyga runt och pollinera växter. Här finns mycket för eleverna att ta ställning till: • Varför är det viktigt att det finns pollinerande insekter?

• Som lösning på problemet med få pollinernade insekter föreslås ibland att vi bygger insektshotell. Hur stor påverkan kan detta få?

• Vad krävs av ett robot-bi för att klara sin uppgift? Skriv en kravlista.

• Tycker du att robot-bin är en bra lösning på problemet?

• Kan det skapas nya problem om robot-bin används i stor skala?

Teknik som styr oss Det finns tekniska lösningar som har utvecklats för att styra människors beteende. Blotta vetskapen om att den tekniska lösningen finns gör att vi uppför oss bättre. Ett exempel kan vara att hastighetsbegränsningen på 30 km/h utanför en skola inte respekteras. Som lösning på problemet föreslås ett aktivt farthinder.

Om en bil körs i rätt hastighet händer ingenting, men om en bil körs för fort fälls en lucka ner i vägbanan några centimeter vilket leder till ett kännbart gupp.

Erfarenhet visar att aktiva farthinder är effektiva.

Ett annat exempel på en teknisk lösning som ska styra oss till det bättre finns i några länder där stora mängder kameror med program för ansiktsigenkänning finns i städerna. Går en person till exempel mot rött ljus registreras detta och lagras i en databas. Den person som bryter mot lagen kan straffas längre fram i tiden exempelvis genom att ges försämrade möjligheter till banklån. Här används modern teknik för att genomföra ett socialt kreditsystem med syfte att kontrollera och påverka samtliga medborgare att agera på ett önskvärt sätt.

156

6 Metodik Många lärare känner sig osäkra på teknikämnets särart och känner behov av att bearbeta de didaktiska grundfrågorna: ”Vad ska vi göra?”, ”Hur ska vi göra?” och ”Varför ska eleverna lära sig detta?” Det här kapitlet inleds med tankar kring metodiska frågor och resonemang om hur språkutveckling kan integreras i teknikämnet. Begreppsinlärning går nämligen hand i hand med språkutveckling och eleven sägs äga kunskapen först då den kan uttryckas med egna ord eller handlingar. I den avslutande delen finns exempel på metoder som kan bidra till en engagerande och varierad undervisning i teknik.

Språkutvecklande arbetssätt i teknik För att komma i gång med det språkutvecklande arbetet kan en metod som går ut på att läraren anger två mål för varje arbetsområde, ett språkligt och ett ämnesrelaterat, användas. Det språkliga målet för ett teknikområde kan vara att eleven ska känna sig förtrogen med vissa nyckelord.

Inom områdena ”Material” och ”Hållfasthetslära” kan nyckelorden vara triangel, fackverk, stabilitet, konstruktion, stål och betong, men även andra mer vardagliga ord behövs för att kunna diskutera området. Det ämnesrelaterade målet kan i detta fall vara att eleverna ska kunna beskriva några olika brokonstruktioner, vilka material de består av och vilken betydelse bron har för människor i närområdet och för hela regionens trafiksituation.

Arbetet med teknikrelaterade texter måste varieras så att eleverna lättare förstår och tar till sig innehållet. När elever sitter tysta och lyssnar under lektionen sker oftast ingen effektiv inlärning. Elever måste tvärtom få använda språket både i tal och i skrift för att inlärning ska ske. Några idéer för hur eleverna kan arbeta med de språkliga målen tas upp i Aktivitet 6:1.63, 64

63 Gibbons, Pauline, 2018: Stärk språket, stärk lärandet. Stockholm: Hallgren & Fallgren.

64 Hajer, Maaike & Meestringa, Theun, 2014: Språkinriktad undervisning. Stockholm: Hallgren & Fallgren.

179

Undervisa i teknik AKTIVITET

6:1 Beskriva Eleverna arbetar i par och sitter rygg mot rygg. Paren får en bild eller ett föremål som de ska beskriva för varandra. Bilderna är relaterade till olika tekniska konstruktioner och eleverna ska utan att visa bilderna för varandra beskriva sin bild. Som avslutning gissar eleverna vad det är den andra eleven har beskrivit. Ett alternativt upplägg kan vara att använda legobitar och sätta ihop olika figurer genom att den ena eleven beskriver konstruktionen steg för steg för den andra. Med tydliga instruktioner och förklaringar kan resultatet bli två likadana figurer, men med vaga eller felaktiga instruktioner kan helt andra figurer komma att konstrueras. Viktigt är att övningen i så fall avslutas med en analys för att klargöra i vilket moment som missförståndet uppstod. Övningen visar hur svårt det är att beskriva något på ett tydligt, pedagogiskt sätt när man bara kan använda ord och inte har ögonkontakt och kroppsspråk att tillgå.

AKTIVITET

6:2 Ordlista Eleverna gör enskilt eller i par ordlistor, där de med egna ord förklarar nyckelorden allt eftersom begreppen används. På detta sätt behöver facktermer och ämnesspecifika ord, som kan betraktas som svåra, inte uteslutas.

AKTIVITET

6:3 Saknade ord Alla elever i en grupp får en tekniktext där det saknas en del ord, både vanliga ord och nyckelord. Nyckelorden kan gärna vara ord som eleverna arbetat med i tidigare arbetsområden. Gruppen arbetar med att försöka lista ut hur de tror att den fullständiga texten ska se ut. Det kan underlätta om någon i gruppen läser högt.

AKTIVITET

6:4 Illustration Eleverna får i grupp till uppgift att illustrera några av nyckelorden i aktivitet 6:3 med bilder eller ledtrådar som de andra eleverna senare får gissa på. Texten kan vara hämtad ur en bok eller från en aktuell tidningsnotis.

180

6. Metodik

6:5 Femstegsdikt Eleverna får i grupp till uppgift att skriva en dikt om ett tekniskt föremål. Dikten ska skrivas i fem steg och innehålla följande ord: 1. Ett ord som säger vilket föremål det är.

Exempel: bil 2. Två ord som beskriver vad den ska användas till.

Exempel: transportera människor och saker 3. Tre ord som beskriver komponenter eller vad den är gjord av.

Exempel: gummi, metall och glas 4. Fyra ord om vad du tycker om saken.

Exempel: praktisk, farlig, miljöbov, snabb 5. Om du kan: skriv ett annat ord som betyder samma sak som föremålet (synonym).

Exempel: motorfordon

Naturligtvis ska även vanliga lärobokstexter användas, men bara som ett av många sätt att tränga in i ett område. Att eleverna växlar mellan arbete med de språkliga målen och ämnesmålen leder till ökad förståelse av ämnets teori samtidigt som språket utvecklas. När eleverna på ett varierat sätt får samtala och arbeta med teknikorden växer det aktiva ämnesrelaterade ordförrådet och eleverna vänjer sig vid att använda de nya orden.

En metod som flitigt används i undervisningen brukar kallas för EPA (enskilt-par-alla). Här får eleverna en fråga som först ska besvaras enskilt, därefter diskuteras parvis för att slutligen diskuteras i hela klassen. Fördelen med metoden är att alla ges tillräcklig betänketid och får möjlighet att bearbeta sina svar innan de ska prata inför klassen. Frågorna ska gärna vara av öppen karaktär, exempelvis: ”Vilka är för- och nackdelarna med att ha bussbiljetten i mobiltelefonen?” eller ”Vad är en drönare?”.

En variant av EPA är metoden Mötas på mitten där elever i grupper om fyra sitter runt ett gemensamt större papper där var och en först skriver sina svar innan de gemensamt formulerar gruppens svar i mitten av pappret.

181

AKTIVITET

Undervisa i teknik AKTIVITET

6:6 Läsa och diskutera Eleverna läser parvis var sitt stycke av en tekniktext för varandra och intervjuar efter läsningen varandra om innehållet.

Det är väsentligt att eleverna får diskutera lite mer öppna frågor utifrån en beskrivande text. Om eleverna läst en text om stadens struktur kan läraren formulera diskussionsstimulerande frågor av typen: • Hur kommer saker till staden?

• Hur reser vi till och från staden?

• Varför ser städer olika ut?

• Hur tror vi att framtidens städer kommer att se ut?

Den ryske psykologen Lev Vygotskij har kommit att påverka vår syn på hur elevers skrivande kan användas inom alla ämnen som hjälp vid inlärning och utveckling av tankestrukturer. Att formulera egna texter är ett effektivt verktyg då man vill utveckla tankar och nå djup förståelse. Vygotskij talar om the whole language theory, som innebär att det bästa lärandet sker när språket används för kommunikation av ämnesinnehåll. Vygotskij studerade även kreativitet och skapande aktiviteter och skrev en bok om fantasi och kreativitet under barndomen. Denna bok har kommit att spela stor roll för utveckling av Reggio Emilia-pedagogiken i Italien.65, 66 Det är alltså viktigt att eleverna får dokumentera sitt arbete. Inom teknikämnet kan det handla om produktion av såväl skriven text som av ritningar och figurer. Det är inte alltid möjligt eller lämpligt att låta eleverna skriva fullständiga texter, och i dessa fall kan olika former av tanke- eller begreppskartor passa bra. Då det kan vara svårt för elever att själva identifiera de begrepp som ska inkluderas, bör läraren överväga att ge eleverna i uppgift att skapa en tankekarta utifrån vissa bestämda ord och begrepp. En tankekarta kan på en enda sida komma att innehålla komprimerad och systematiserad information, som annars skulle ta flera sidor att kommunicera med hjälp av konventionell text.

65 Sandström Madsén, Ingegerd, 2000: Skriva för att lära. Om skrivande och samtal som redskap för en bättre undervisning. Kristianstad: Högskolan Kristianstad.

66 Vygotskij, Lev, 1995: Fantasi och kreativitet i barndomen. Göteborg: Daidalos.

182

6. Metodik

6:7 Tankekarta

AKTIVITET

Låt oss diskutera metoden utifrån ett konkret exempel. Vi väljer här att arbeta utifrån den tekniska utvecklingen av skrivkonsten, ett område vi kan kalla ”Från runskrift till Worddokument”. Det ord som då ska placeras i mitten av tankekartan blir:

SKRIVA Förslag på ord som läraren ger eleverna i uppgift att placera in på sin tankekarta kan vara: dator

blyertspenna

stämpel

reservoarpenna

kulspetspenna

sigill

osynlig skrift

typer

runor

lack

blindskrift

gåspenna

skrivmaskin

papper

pergament

sten

tangentbord

stenografi

Tankekartor och andra språkutvecklande metoder kan även användas i samband med muntliga och skriftliga redovisningar. Inom klassen kan tvärgruppsredovisningar användas. De enskilda eleverna får då ta ansvar för att kunskaper från den egna gruppen kommuniceras till en annan grupp klasskamrater. Det kan även vara bra om eleverna får möjlighet att kommunicera sina kunskaper med mottagare utanför den egna klassen, som föräldrar eller andra klasser på skolan.

Läsförståelse Att läsa och förstå en text av teknisk karaktär kan vara svårt om texterna innehåller många facktermer och är starkt komprimerade. Om läraren väljer att förenkla texten finns risk för att versionen blir kortare och mindre exakt än vad den ursprungliga texten var. Om texten ska förenkla för eleverna får den absolut inte förlora väsentlig information. Gibbons uttrycker detta så här: ”Hellre än att förenkla uppgifterna […] är målet att vi ger den stöttning som behövs så att alla elever, inklusive andraspråkselever, engageras med och klarar genomföra meningsfulla och kognitivt utmanande uppgifter.”67 För att illustrera hur svårt det kan vara att ta till sig en text utan egentligt, begreppsmässigt sammanhang ska vi titta på ett, vid det här laget nästan klas67 Gibbons, Pauline, 2018: Stärk språket stärk lärandet, s. 35. Stockholm: Hallgren & Fallgren.

183

Undervisa i teknik

ANDRA UPPLAGAN

För lärare i grundskolan Myrtel Johansson & Maria Sandström

Vi lever i en teknikintensiv värld, där vi hela tiden möter teknik i form av olika tekniska konstruktioner, maskiner, hemelektronik och samhällets tekniska system. Därför är kunskaper om och i teknik viktiga för människor i alla åldrar. Att redan tidigt i skolan få leka med, prova och utveckla egna tekniska lösningar är ett sätt att bli förtrogen med och orädd för teknik. Barn behöver också få erfarenheter av att värdera teknik och utveckla kunskaper om hur teknikutveckling skett.

UNDERVISA I TEKNIK är tänkt att ge lärare inspiration för att planera verk­ samheten i klassrummet och hjälp att tolka kursplanen i teknik. Boken inne­ håller genomgångar av teknikämnet, integrerad med didaktik och metodik.

Av bokens sex huvudkapitel utgår tre från det centrala innehållet enligt Lgr11: Tekniska lösningar, Arbetssätt för utveckling av tekniska lösningar och Tek­ nik, människa, samhälle och miljö.

Den nya upplagan har anpassats enligt den reviderade kursplanen i teknik.

Innehållet har breddats och utökats med ett kapitel om programmering och digitalisering.

Boken vänder sig till lärare och blivande lärare i hela grundskolan men kan även fungera som inspiration för pedagoger i förskolan.

Författare till boken är Myrtel Johansson, ämnesansvarig för teknik inom lärar­ utbildningen vid Malmö universitet, och Maria Sandström, som har lång erfarenhet av teknikutbildning för både studenter och aktiva lärare. Maria driver också Facebooksidan ”Teknik­ ämnet i skolan”.

ISBN 9789151103099

9 789151 103099