fredag 20. mai 2016

Hospitering med smarthusinnstallasjon.

I min nye leilighet i Hamar har jeg fått installert Eaton xComfort for automatisk styring av lys- og varme. xComfort og andre smarthus-teknologier er bare ett av mange elementer som inngår i paraplybegrepet Tingenes internett (IoT). Smarthusløsninger er ikke noe nytt, men det er først nå når all nødvendig elektronisk infrastruktur er på plass og fungerer, at dette med smarthus-løsninger virkelig er i ferd med å ta av. Løsninger for automatisk styring av lys og varme fra smartelefon eller nettbrett kan leveres av flere. 


Eaton xComfort er bare en av leverandørene og foreløpig preges markedet av at det finnes mange ulike systemer som ikke er kompatible. Min spådom er at vi om relativt kort tid ser en standard for smarthusteknologi som "alle" kan enes om. 

Jeg var så heldig å få hospitere hos Edvardsen Elektro når de innstallerte xComfort i min leilighet. I denne perioden ble jeg godt kjent med den nye teknologien som ligger til grunn for at jeg kan styre lys og varme fra min smart-telefon og nettbrettet mitt.


Gulv-varme bad automatisk av og på
Dimmer
Dimmer plasseres

Enhet for trådløs styring.
Dimmbar belysning på kjøkkenet.

torsdag 19. mai 2016

Simulere en problemstilling

IoT betyr at "ting" kommuniserer via internettet. For å få et innblikk i hvordan denne kommunikasjonen skjer er det nyttig å ta i bruk et simuleringsverktøy. Internett benytter Internet Protocol for å sikre at hver enhet som er knyttet til nettet har en global unik adresse slik at datatrafikk kan rutes til riktig destinasjon, Hver "pakke" som sendes og mottas over Internett er utstyrt med til- og fra-adresser (ip-adresser). Jeg valgte å benytte Cisco Packet Tracer for å simulere hvordan enheter i datanettverk sender og mottar slike "pakker" med informasjon. For at en vg1-elev skal få et innblikk i hvordan denne datatrafikken foregår, og hvordan enhetene i nettet utstyres med adresser, er et simuleringsverktøy som CPT veldig nyttig å bruke. Ved hjelp av CPT-simuleringer kan en visualisere noe som ellers kan oppleves som relativt abstrakt og lite håndgripelig.

Elevene ble utfordret på å finne svar på følgende problemstilling: 

Hvordan kan nettverks-enheter kommunisere; 
a) Når begge enhetene tilhører samme lokale nettverk (LAN)
b) Når enhetene tilhører to ulike lokale nettverk (LAN)           

Elevene ble utfordret til å benytte CPT for å finne svar på problemstillingen. 






tirsdag 3. mai 2016

Arbeidskrav 2c Undervisning av ny teknologi.


Bakgrunn

ATEKO 6200  ligger et arbeidskrav om at jeg skal " planlegge, begrunne, gjennomføre, evaluere og dokumentere undervisning av ny teknologi som er interessdifferensiert og yrkesrelevant." 

En av utfordringene jeg ofte møter er å synliggjøre at mye av innholdet programfaget Data-og elektronikksystemer for det meste er yrkesrelevant for alle som har tenkt å bli elektrofagarbeidere, uavhengig av hvilket elektrofag-yrke de har tenkt seg videre inn i. Det er ikke alltid like lett å vekke interesse for tema eller teknologier som ikke umiddelbart synes relevant for yrkene en 16-17 åring har tanker om å gå inn i.  
I et forsøk på innfri arbeidskravet tok jeg utgangspunkt i et lite utvalg av teknologier som kan plasseres inn under det relativt store paraplybegrepet "Internet of Things" (IoT). IoT innebærer at ting, dingser eller maskiner samler og registrerer informasjon, deretter analyserer og presenterer data via internettet uten at mennesker er direkte involvert i prosessen. I IoT-systemene blir ofte fysiske størrelser registrert, digitalisert og prosessert før det fører til et resultat i form av at en aktuator aktiviseres eller et eller et display viser resultatet.


Begrunnelse og planlegging.

Vg1-elevene har flere ganger diskutert hvorfor klasserommets utvendige persiennene stadig går opp og ned etterhvert som været endrer seg. Jeg valgte derfor å ta utgangspunkt i dette når jeg skulle lage et undervisningsopplegg som illustrerer begrepet IoT og hva som ligger i begrepet.

Jeg valgte en enkel modell for å illustrere hvordan en persienne-styring kan automatiseres. For å gjøre opplegget mest mulig "tilgjengelig" for vg1-elevene lot jeg de arbeide med grunnleggende elektrofaglige teknikker og begreper. 
Elevene gikk i toer-grupper og hver gruppe fikk tilgang til en lysavhengig resistor (LDR), en mikrokontrollerenhet (Arduino Uno), noen resistorer og lysdioder. 



Gjennomføring og dokumentasjon av undervisningen.

Oppgaveteksten:



Først gjorde elevene seg kjent med virkemåten til en  (LDR). 


Så koplet de en resistor med fast resistans i serie med LDR-en, satte likespenning over koplingen, som en spenningsdeler, før de målte spenningen over LDR-en. På den måten kunne de gjøre seg erfaringer med hvordan spenningen endrer seg med lysintensiteten. Arduino Uno har flere analoge innganger hvor det sitter en 10-bits analog-til-digitalomformer innenfor. Dette gjør det mulig å lese av den analoge spenningen i form av et binær-tall mellom 0 og 1023.



Eleven koplet spenningen over LDR inn til en av disse analoge inngangene og ved hjelp av noen enkle programkoder kunne de avgjøre hvilke verdier som representerte mørke og lys. På bakgrunn av dette igjen kunne de kode et enkelt program for å la lyset tenne og slukke noen LED´s koplet til digitale utganger på Arduino-kortet.




Elev kopler

Elev programmerer
         Elev tester ut koplingen


                    Noen elever gjorde mye ut av oppgaven



Evaluering av undervisningen.

Et undervisningsopplegg som tar utgangspunkt i en kjent problemstilling (klasserommets solavskjerming) der elevene blir utfordret på å lage en modell som illustrerer en løsning viste seg å fungere godt. Oppgavens relative åpne form der forskjellige løsninger kan fungere like godt, trigget elevene til å forme mange spennende løsninger. Oppgaven utfordret elevenes grunnleggende forståelse for sånne ting som spenningsdeling, strømbegrensning, binære tall, koding osv. Løsningene viste at elevene evnet å takle disse utfordringene relativt greit når de så at grunnleggende forståelse i faget virkelig var nødvendig for å kunne skape et produkt som skulle fungere godt. Oppgaven førte til en del prøving og feiling i gruppene. Blant annet førte flere svidde lysdioder til at alle oppdaget at elektroniske komponenter har sine begrensninger og at resistorer kunne være nyttig å kople inn for å begrense strømmen gjennom lysdiodene :)









torsdag 21. april 2016

Presentasjon på HIOA

 22.april holdt vi stand´s for yrkesfaglærer-studenter på HIOA

På min stand viste jeg hvordan jeg har utviklet en læringsoppgave som bygger relevant kompetanse for elektrofagelever på egen skole. Jeg viste dessuten hvordan en simulering av en reell yrkesoppgave kan skape læring.


Presentasjonen laget med Office Mix


Bra respons.

Simuleringsverktøyet skapte nysgjerrighet

Spesielt interessert

tirsdag 15. mars 2016

Simulere IoT end-device.


På alle områder hvor vi finner IoT-enheter foregår det en digitalisering av fysiske størrelser. En lys-sensor i et såkalt smarthus kan for eksempel inngå i et system som styrer en motorisert markise.

For at en elev på vg1 skal få et forståelse for hva som skjer når en fysisk størrelse omdannes til digital signaler, og hvordan vi kan nyttiggjøre oss dette digitaliserte informasjonen vil det være nyttig simulere dette på en enklest mulig måte.

Jeg har valgt å ta i bruk mikrokontroller-kortet Arduino Uno til å simulere hva som skjer i "virkelige" systemer som registrerer fysiske størrelser.
For å gjøre simuleringen enklest mulig velger jeg å benytte færrest mulig elektroniske komponenter tilknyttet Arduino-kortet.

Elevene skal få prøve seg på en oppgave som går ut på styre en liten servomotor ved hjelp av en lysfølsom resistor (LDR).
Eleven må i forkant av oppgaven ha forståelse for hvordan en LDR og fungerer, de må kjenne til spenningsdeling og de må kjenne til muligheter og begrensninger på de forskjellige pinnene på Arduino Uno. Litt øvelse i programmering av Arduino må de også ha vært igjennom.

Jeg benytter et Arduino Uno starter-kit til gjennomføringen.




onsdag 9. mars 2016

Stadardisering innen smarthusteknologi

IoT, eller "Tingenes Internett" omfatter mye. Styringsystemene i såkalte
smarte hus kan på mange måter defineres innenfor begrepet tingenes internett.
Installasjoner som gir oss smarte hus kan gi oss muligheten til å
overvåke eller styre lys, varme, tv, kaffetrakter og tilsvarende i
egen bolig selv når vi befinner oss langt hjemmefra. Stadig flere
produsenter kan nå tilby løsninger innen smarthusteknologien. Problemet
er at systemene som tilbys ikke fungerer sammen.
Det mangler med andre ord standarder som gjør systemene og
utstyr kompatible. Store tunge selskaper danner for tiden grupper for
å finne fram til en standard. Situasjonen har likhetstrekk med
"krigen" mellom VHS og BETA på 80-tallet.
https://xkcd.com/927/
En av gruppene har tatt navnet Thread. I denne samarbeidsgruppa
finner man bla.a Google, Samsung, Whirlpool og Arm.


Apple utvikler sin standard i noe de kaller HomeKit.

I gruppa Open Connectivity Foudation finner vi blant andre
Cisco, Electrolux, Dell, Atmel, IBM, og HP. Samsung er også
med i denne gruppa.




Det blir spennende å se hva disse gruppene kommer fram til,
og ikke minst om gruppene kan enes om en felles standard
for IoT i smarthus.





mandag 7. mars 2016

MOOC om IoT



Jeg har nå avsluttet det fjerde MOOC kurset om IoT. Artig med diplomer ;)





Kursene har vært givende og utvidet min kunnskap om IoT. Læringsvideoene og alle innleveringsoppgavene i kursene gitt meg gode ideer om hvordan jeg kan introdusere IoT overfor egne elever.

søndag 17. januar 2016

Lærer- og studentrollen i et elevaktivt og demokratisk læringsmiljø

Både lærerrollen og elevrollen har endret siden jeg selv var elev på videregående skole midt på 70-tallet. På den tiden opplevde jeg de aller fleste lærerne sto fram som rene formidlere, mens vi elever i stor grad tok rollen som ganske passive mottakere av all formidlingen. Siden den gang har utviklingen, i stadig økende tempo, gått i retning av at læreren like mye skal opptre som veileder og tilrettelegger, som ren formidler. Vi som arbeider i skolen blir utfordret på å ta elevene med på alle avgjørelser som har med læringsmiljøet å gjøre. Denne utviklingen er etter mitt syn bra, men den utfordrer oss lærere til å opptre på en litt annen måte enn det som tradisjonelt vært sett på som en godt fungerende lærerrolle. Lærerrollen oppleves nok av mange nå som relativt krevende. Læreren skal fortsatt være faglig sterk nok til at hun/han kan stå fram med faglig autoritet, men samtidig skal vi også være veileder, oppdrager, samtalepartner og venn. Det er krevende å bli trygg i denne lærerrollen. For mange, svært utfordrende. Elevene utfordres også. Jeg opplever at mange av elevene ikke er godt nok forberedt på den aktive rollen det forventes at de skal innta i skolen. Det kan virke som om de mangler bra nok "skolering" i hvordan de skal opptre i et demokratisk læringsmiljø. Skolering i hva et demokratisk læringsmiljø innebærer burde inngå i opplæringen i langt større grad  enn  tilfelle er i dag. Ikke bare skolering av elevene, men også skolering av alle som arbeider i skolen,

mandag 11. januar 2016

En lærers erfaringer med demokrati og medbestemmelse i skolen.


Utdanningsmyndighetene i Norge har gode intensjoner med hensyn til elevmedvirkning i skolen. I følge Utdanningsdirektoratet skal elever i norsk skole delta i beslutninger som gjelder deres egen læring. Den formelle elevmedvirkningen i videregående skole skjer først og fremst gjennom elevråd, skoleråd, skoleutvalg, allmøte ol. I intensjonene til skolemyndighetene ligger også et ønske om at elevgrupper og enkeltelever i mer uformelle former skal delta aktivt i vurdering av eget arbeid, egen kompetanse og egen faglige utvikling. Dette er elevmedvirkning som dreier som om den daglige praksisen i skolen.

I mine drøyt 20 år som lærer i yrkesfag på videregående skole har jeg sett en lang rekke av tiltak bli iverksatt med mål om å høyne graden av denne form for elevmedvirkning. Tiltak som diverse en-til-en samtaler mellom elev og kontaktlærer, klassens time ol. har nok bedret situasjonen noe, men tror jeg nok dessverre at de fleste elever fremdeles opplever relativt begrenset grad av medvirkning. Jeg ser ennå tegn som tyder på "lærer`n bestemmer, lærer`n vet best."  Spør du en tilfeldig yrkesfagelev om hun eller han har fått anledning til å vise sine sterkeste sider, hva hun/han kan best, tror jeg dessverre at du får svar som : "Nei, alle må gjøre alt på likt", "nei, jeg må gjøre denne oppgava på nytt selv om jeg føler at jeg mestrer det" og "jeg får ikke trent på prøva fordi lærer`n holder hemmelig hva jeg skal bli prøvet i" osv.
Jeg  har en følelse av at alt for mange yrkesfagelever blir kjørt inn i samme kverna og kommer ut som samme deigen.
Elevene burde, etter min mening, i mye større grad enn nå, gis anledning til være med å bestemme hvordan hun/han skal lære. Dette koster. Jeg tror at dersom våre myndigheter hadde vist større vilje til å bruke penger og andre ressurser på skole-Norge, og vi som jobber i skolen hadde latt elevene få vise sine talenter, sine sterkeste sider og dessuten gitt dem lov og anledning til trene for å bli enda bedre på sine kvaliteter, så tror jeg at problemer som mangel på gnist, høyt fravær, sluttere ol. hadde vært langt mindre.

Utover mer ressurser inn i skolen, tror jeg dessuten at både elever, lærere i norsk skole hadde hatt godt av en obligatorisk opplæring i hva demokrati og medbestemmelse i skolen i realiteten betyr. Deretter burde elevdemokrati og medvirkning i større grad enn nå komme til syne, bli synlig for alle. Ved åpenhet rundt det som foregår i de enkelte klasserommene vil lærernes holdninger i forhold til den demokratiske praksisen i bli tydelig for alle, og kanskje hadde vi sett flere lærere som lar eleven være med å bestemme over sin egen læringsprosess




søndag 3. januar 2016

Spill som digitalt læringselement.

Trådløse datanett inngår som et av systemene for datakommunikasjon i programfaget data- og elektronikksystemer på VG1 elektrofag. Dette fagtemaet omfatter alt fra planlegging, montering og idriftsetting til feilsøking og dokumentasjon av nettet.

I  forbindelse med denne type nettverk gir jeg eleven et såkalt arbeidsoppdrag. Dette er arbeidsoppdrag som er tenkt gitt av en "kunde."
Jeg deler elevgruppa inn i fire grupper à fire elever. Alle fire gruppene får samme type arbeidsoppdrag(trådløst nettverk), men hver gruppe skal utføre oppdraget til hver  sin "kunde." De fire "kundene" har ulike krav til nettverket som leveres. Ulikhetene kan gå på sånne detaljer som at kundene holder til i ulike bygg, at bedriftene har ulike antall ansatte og ulike antall avdelinger osv. Oppdraget gis en tidsramme på ca. 20 skoletimer. Det blir satt samme tidspunkt for "overlevering av nettet" for alle fire gruppene.


Etter at selve arbeidsoppdraget er avsluttet foretar vi en evaluering av arbeidet. Her setter jeg meg ned med hver gruppe etter tur for å samtale om hvordan arbeidet med oppdraget gikk. I disse gruppesamtalene tar vi opp alt fra tekniske løsninger, problem underveis, tidsbruk, hvordan samarbeidet gikk, og hvordan dokumentasjon av oppdraget ble  osv. Av tidligere erfaringer har jeg lært at det er viktig å sette av nok tid til disse gruppesamtalene. Utfordringen blir da naturlig nok å "sysselsette" elevene som venter på, eller er ferdige med gruppesamtalene. Etter flere års utprøving av diverse, mer eller mindre vellykkede løsninger for faglig eget-arbeid for disse elevene, har jeg endelig funnet et læringselement som fungerer.

Løsningen har blitt et digitalt læringselement i form av en spørsmålsrekke hvor et online-spill inngår som et sentralt element for å kunne besvare spørsmålene. Spørsmålsrekka er laget i fronter og alle spørsmålene er av typen flervalg der minimum to alternativer er korrekt. Hensikten med bruk av denne spørsmåls-typen er at spørsmålsrekka kan gjøres selvrettende slik at elevene får en umiddelbar respons på hvor mange riktige svar de har, når de har fullført.
Jeg har laget to til tre spørsmål for hvert nivå (level) i spillet, og kravet for bestått er minimum 80% riktige svar.

Elevene blir satt i toer-grupper når de spiller og besvarer spørsmålene. Jeg setter opp en konkurranse der vinneren blir den gruppa som når 80% riktige svar på spørsmålene og i tillegg har høyest poengskår på spillet. Poengskåren i spillet påvirkes av hvor raskt spilleren fullfører spillet og hvor mange feilvalg spilleren har gjort på hvert nivå.
Dette skoleåret gjennomførte jeg på ny dette undervisningsopplegget med noen modifikasjoner i forhold til tidligere. I år luket jeg bort noen litt uklare spørsmål og la til noen nye. I tillegg forsøkte jeg å være litt tydeligere på hvordan gjennomføringen av opplegget skulle være.

I år som tidligere viste det seg at konkurranse-elementet i opplegget og det at de faktisk fikk spille i timen førte til at alle kastet seg over oppgavene med stor iver og nysgjerrighet. Som før, viste det seg også i år at begge i gruppa spilte for hurtigst mulig å fullføre nivået.  Og før de startet neste nivå samarbeidet de om spørsmålene til nivået de hadde fullført. 

Spillet som ble benyttet er et "nivå-opp" -spill, utviklet av Cisco, som omhandler sentrale elementer som inngår i et trådløst nettverk. Spillet kalles Cisco Wireless Explorer og dreier seg om alt fra bruk av antenner med ulike strålingsdiagram og antennegain til bruk av svitsjer, rutere til plassering av accesspunkt (AP). Spillet lar også spillerne vurdere bruk av krypteringsnivåer for å sikre sine trådløse nett. I det hele tatt dreier spillet seg om mye av det som ligger innenfor temaet trådløse datanettverk og det gjør at spillet oppleves som faglig utviklende for elevene.





Poenget her er at spillet virker engasjerende på elevene. Det gjør at alle elevene som ikke sitter i evaluerings-samtale med meg faktisk holder på med noe som gir faglig påfyll. Spillet inneholder såpass mange nivåer at de fleste benytter opp i mot 45 minutter på å komme seg gjennom alle nivåene samtidig som de skal besvare oppfølgingsspørsmålene. Nå kan sikkert noen hevde at spillet er noe faglig "unøyaktig" men det i seg selv har vist seg å ha en nytteverdi. Når elever selv finner faglige svakheter i spillet, viser det at spillet utfordrer dem til å foreta faglige vurderinger og det er for meg grunn god nok til å benytte spillet.

Hva har jeg lært.
Alt i alt har dette undervisningsopplegget vist seg å gi et faglig utbytte. Iveren etter å spille sammen med konkurranseelementet gjør at elevene legger mye i å oppnå best mulig resultat. Når det gjelder selve spillet må det knyttes til den øvrige undervisningen som foregår i faget. Det vil si at spillet bør tas fram når det faglige innholdet i spillet svarer til det som er tema for en den øvrige undervisningen i perioden. 
Min erfaring er at om en kopler et spill sitt faginnhold til oppfølgingsspørsmål, oppnås en bedre læringseffekt enn om spillet spilles uten oppfølgingsspørsmål. Dersom et spill inneholder faglige unøyaktigheter behøver ikke det å bety så mye. Det er imidlertid viktig å ta opp disse unøyaktighetene med elevene. Enten i forbindelse med oppfølgingspørsmålene eller ved å diskutere spillet i ettertid med elevene.