Lys i teknologi og design

Teknologi handlar om alle dei menneskeskapte hjelpemidla vi omgir oss med. Gjennom alle tider har menneska hatt behov for hjelpemiddel som gir lys. Vi brukar også lys til andre funksjonar som kommunikasjon (lyssignal, optisk fiber), fotografering eller medisinsk behandling. Sola har vore og er vår viktigaste lyskjelde, men vi har også hatt behov for å lage våre eigne lyskjelder. Vi har brukt open eld, oljelamper, stearinlys eller gasslys, men etter kvart har elektrisk lys blitt den vanlegaste lyskjelda i store delar av verda. Ei lyskjelde hjelper oss til å sjå betre, men ho kan også ha andre funksjonar. Ho kan for eksempel bidra til å skape ei ønska stemning, og ho kan vere eit dekorativt element.

Vi finn lysteknologi i mange ulike samanhengar, som for eksempel ved lesing av strekkode, fyrtårn, optiske fibre og CT-scannar. Illustrasjonsfoto: colourbox.com

I skolen er teknologi og design eit flerfagleg emne, og intensjonen med emnet er både å sette innhaldet i teoretiske fag inn i ein praktisk samanheng (læringskjede) og å utvikle teknologi- og designkompetanse som eit eige kompetanseområde. I teknologi- og designkompetanse inngår det vi kan kalle «ingeniørarbeid» der form og funksjon er heilt sentrale omgrep.

Læringskjede – korleis praktiske undervisningsopplegg kan bidra til læring i ulike skolefag

For å kunne tileigne seg eit nytt omgrep i naturfag eller andre fag, er det viktig med ein rik variasjon av opplevingar og oppgåver knytt til omgrepet. Eit omgrep, i dette tilfellet omgrepet lys, blir bygd opp av eit mangfald av eksempel og delfenomen som er kopla til omgrepet. Elevane treng å eksperimentere med lys og få erfaring med korleis lys strålar ut frå ei lyskjelde og korleis lys kan bli stoppa og danne skugge. Dei treng også erfaring med korleis lys blir danna og eigenskapane til ein lysstråle.

Elevane treng å variere mellom ulike representasjonsformer: munnlege, skriftlege, matematiske uttrykk, figurar/teikningar, visuelle demonstrasjonar og på denne måten langsamt tileigne seg omgrepet. Praktiske erfaringar gir ikkje automatisk ei betre forståing av eit teoretisk omgrep. Barn som har erfaring med ulike lyskjelder, kan ikkje nødvendigvis forklare dette med naturvitskaplege omgrep. Ein kunnskap som vi ikkje kan sette ord på, blir kalla taus kunnskap. Praktiske erfaringar i teknologi og design gir ein praktisk, men til dels taus kunnskap som vil kunne danne grunnlag for ei utvida forståing av teoretiske omgrep i naturfag og andre fag. Praktiske erfaringar er ingen snarveg til teoretisk kunnskap, og det er lærarens oppgåve å vise elevane samanhengen mellom praktiske erfaringar og teoretiske omgrep.

Erfaring viser at undervisningsopplegg i teknologi og design er prega av stort engasjement og stor vekt på sjølve dei praktiske oppgåvene. For å oppnå teoretisk læring må erfaringa frå undervisningsopplegga bli knytt til oppgåver i dei aktuelle faga. Læraren må vere bevisst på dei læringsmåla som elevane får praktisk erfaring med, slik at måla kan bli arbeidde med vidare i dei aktuelle faga. Dette kan vi kalle å sette undervisningsopplegg i teknologi og design inn i ein læringskjede. Ein læringskjede kan bestå av både for- og etterarbeid i faga. Ein god læringskjede vil kunne gi betre djupn og bredde i læringa enn om praktiske undervisningsopplegg blir ståande isolerte som ein «happening» der einaste mål er å lage ein gjenstand som fungerer. Vi vil i omtalen av dei tre undervisningsopplegga gi konkrete forslag til korleis dei kan bli sette inn i ein læringskjede for faga naturfag, matematikk og kunst og handverk.

Teknologi- og designkompetanse

Teknologi- og designkompetanse er kompetanse om form og funksjon til eit produkt, erfaring med kreative prosessar som leier fram til ferdige produkt og kunnskap om korleis dette produktet påverkar samfunnet rundt. Teknologi og design skal gi elevane trening i praktiske ingeniørferdigheiter. Dette omfattar erfaring med ulike materiale, teknikkar, verktøy og prosessane som leier fram til eit ferdig produkt. I denne prosessen inngår både idé/inspirasjon, kravspesifikasjon, produksjon, dokumentasjon og vurdering av form og funksjon til det ferdige produktet.

Kompetanse i teknologi og design består av

• å identifisere menneskes behov og definere eit problem
• å finne ei eller fleire løysingar som dekker behovet og løyser problemet
• å vurdere konsekvensar og vidareutvikle og perfeksjonere løysingane

Erfaring med slike prosessar bør vere ein sentral del av ein felles allmenndannande skole for alle. Fleire har peikt på at skolen har blitt for teoretisk og at det er behov for at elevane i større grad får praktiske erfaringar gjennom skoleløpet. Erfaring med å fullføre prosessar frå idé til ferdig produkt er ein sentral kompetanse som gir grunnlag for ei rekke yrke, både innanfor yrkesfaga og fag som krev høgare utdanning. Behovet for ein slik kompetanse kjem tydeleg fram i den generelle delen av læreplanen og er også del av intensjonen med emnet teknologi og design.

Kompetanse i teknologi og design skil seg frå kompetanse i naturfag på nokre viktige punkt. Sentralt i naturfagkompetanse står det å utforske og forklare fenomen i naturen. Målet er å komme fram til ein forklaringsmodell som gir oss forståing for ulike fenomen. I teknologi og design derimot, er ikkje målet å forstå og forklare. Teknologi og design tar utgangspunkt i behova til menneske, og kompetanse i teknologi er som nemnt å kunne identifisere eit behov, finne moglege løysingar og heile tida utvikle og forbetre løysingane. I teknologi finst det ikkje berre ei løysing som dekker eit behov.

Korleis har lyskjeldene endra seg gjennom tidene? Frå vokslys, parafinlampe og glødelampe til LED-lampe. Illustrasjonsfoto: colourbox.com

Progresjon i teknologi- og designkompetanse

Elevar som går ut av 10. årstrinn skal i løpet av opplæringa si i grunnskolen ha vore gjennom ei rekke oppgåver og aktivitetar slik at dei kan nå kompetansemåla som er definerte i læreplanen. Aktivitetar på dei ulike årstrinna bygger på kvarandre og dannar til saman denne kompetansen. Også i teknologi og design må undervisningsopplegg på dei ulike årstrinna henge saman og bygge opp under kvarandre slik at eleven totalt oppnår ein best mogleg teknologi- og designkompetanse. Nokre gongar kan hovudmålet med undervisningsopplegget vere å øve på og lære ulike teknikkar og ferdigheiter. Andre gongar kan målet vere å anvende desse teknikkane og ferdigheitene i meir opne oppgåver som krev større grad av kreativitet og problemløysing. Det bør vere ein progresjon frå styrte undervisningsopplegg i starten til meir opne og sjølvstendige oppgåver mot slutten av skoleløpet. Ei oppgåve for det lokale læreplanarbeidet ved skolen er å utarbeide ein årstrinnsplan for teknologi og design. Ein slik plan kan sikre at alle undervisningsopplegga til saman gjer at eleven kan erfare teknologi og design på ein praktisk og engasjerande måte.

Kompetanse i teknologi og design kan bli brukt til å løyse eit problem. Vi har her delt dei tre kompetansepunkta nemnt ovanfor inn i ulike fasar som ein problemløysingsprosess består av:

å identifisere menneskes behov og definere eit problem:

• definere problem
• utarbeide/få kravspesifikasjon

å finne ei eller fleire løysingar som dekker behovet og løyser problemet

• analyse av løysingar på tilsvarande problem
• kjennskap til materiale, teknikkar og verktøy
• eigenskapar til naturlege fenomen (f.eks. lysstrålar, vann, damp, oppdrift)
• utarbeide nokre løysingsalternativ med skissar
• velje løysingsalternativ
• lage arbeidsteikningar (2D) og modellar (3D) 
• lage produkt

å vurdere konsekvensar og vidareutvikle og perfeksjonere løysingane

• begrunne val av løysing
• vurdere løysinga (form, funksjon, livsløp)
• vidareutvikle løysinga

Undervisningsopplegg i teknologi og design kan innehalde ein eller fleire av desse fasane, og kvar av fasane kan vere på ulike nivå avhengig av årstrinn. Det bør vere eit mål at elevane etter 10. årstrinn har gjennomført nokre undervisningsopplegg som inneheld alle desse fasane, og at dei i løpet av grunnskoleløpet har tileigna seg kompetanse, ferdigheiter og erfaring med materiale og teknikkar på nokre utvalde område. Elevane vil da ha fått eit innblikk i korleis teknologiske produkt blir utvikla, brukt og påverkar miljøet rundt seg.

Eksempel på progresjon i tre undervisningsopplegg om lys

Dei tre prosjekta vi presenterer her, omhandlar lys brukt som lyskjelde på ulike måtar: eitt er for barnetrinnet, eitt for mellomtrinnet og eitt for ungdomstrinnet. Vi vil vise korleis undervisningsopplegga kan bidra til læring både i teknologi og design og i ulike skolefag og korleis undervisningsopplegga gir ein progresjon som gradvis bygger opp den teknologi- og designkompetansen som skal vere del av ein felles allmenndannande skole.

I Utforsking av lys for 1.–4. årstrinn skal elevane gjere seg erfaringar med eigenskapar til lys og sjå det i samanheng med gjenstandar vi omgir oss med. Her er det utforskinga som står sentralt, det å bli kjent med korleis lyset går gjennom eller blir reflektert av ulike materiale og korleis ulike gjenstandar kastar skugge. Dette dannar eit erfaringsgrunnlag om lys og materiale. Elevane skal også undersøke korleis eigenskapane til lys blir brukt i dagleg-
livet, som for eksempel refleksjon i ei lommelykt og transmisjon i solbriller. Dette er ein introduksjon for å bli bevisst på kvifor gjenstandar rundt oss er laga slik dei er.

Lampe for 5.–7. årstrinn er delt i to delar. Den første delen består av analyse av ei lampe som eit teknologisk produkt og handlar om val av løysingar og materiale i dei ulike delane. Her får elevane eit innblikk i korleis vi må tenke form, funksjon og materiale i samanheng ved å sjå på ein kjent gjenstand. Elevane går meir detaljert inn på form og funksjon til eitt produkt enn det er lagt opp til i småskoleopplegget. Dei får her også ei erfaring med kva eit system er og korleis ulike delar av lampa til saman kan fylle funksjonen å gi lys.

I den andre delen av opplegget går elevane gjennom fleire av fasane i ein teknologi- og designprosess. Dei får oppgitt ein kravspesifikasjon og skal ut frå denne lage eit ferdig delprodukt i form av ein lampeskjerm. Dei må vurdere kva for val dei må ta for å oppfylle kravspesifikasjonen. Her skal elevane sjølve lage eit produkt, der dei får erfaring med å bruke ulike formar, materiale og teknikkar.

I Tegne med lys for 8.–10. årstrinn skal elevane lage eit dekorativt lysobjekt der dei gjennomfører heile teknologi- og designprosessen. Dei startar med ein idé ut frå ei bestemt brukargruppe. Alle val vidare i prosessen blir styrt av dette. Dei vil også få praktiske utfordringar undervegs når det gjeld utforming av sokkelen og gravering i glaset, der dei sjølve må finne gode løysingar.

Opplegget legg vekt på å utvikle teknisk erfaring ved at elevane sjølve skal kople den elektriske kretsen og få fram den rette fargen ved hjelp av lys frå dei tre primærfargane rødt, grønt og blått (additiv fargeblanding). Bruk av materiale er styrt frå læraren, men elevane skal likevel vurdere livsløpet til produktet, det vil seie vurdere vegen frå råvare til avfall.

Vi har laga ei trapp som skal synleggjere at det er ein progresjon når det gjeld omgrep i teknologi og design (sjå illustrasjon under). I undervisningsopplegga om lys har vi valt å starte med dei fire omgrepa form, funksjon, materiale og eigenskap. Desse omgrepa skal det jobbast vidare med oppover i trinna, men det kjem også inn nye omgrep som system og produktanalyse, og enda fleire kjem på ungdomstrinnet. Kva for omgrep du vel å starte med, vil avhenge av tema. Det kan for eksempel vere veldig greitt å bruke omgrepet kravspesifikasjon også på småskoletrinnet, dersom det passar inn i opplegget.

Ei trapp som viser kva for omgrep i teknologi og design vi har vald å starte med i dei ulike undervisningsopplegga. Omgrepa blir tatt med vidare til neste opplegg.

Gjennom skoleløpet er det naturleg med ein aukande kompleksitet i ferdigheiter og teknikkar. Ei utforsking på småskoletrinnet vil vere meir leikande, mens på ungdomtrinnet vil utforskinga kunne vere meir systematisk og sjølvstendig. Det vil også vere auka krav til dokumentasjon og grunngjeving for val av løysing oppover i trinna.