Elever: Robotter gør matematik nemmere at forstå

Robotten kører forbi det pyntede juletræ på Birkerød Gymnasium og får så overbalance og lægger sig fladt ned på gulvet. 

Matematiklærer Ole Dünweber og to elever griner af den ubehjælpsomme hvide robot, som spræller videre på gulvet.

På skemaet står der matematik, og emnet er trigonometriske funktioner og harmoniske svingninger. Og til det formål har Ole Dünweber kørt et klassesæt med små robotter ind i klassen.

Eleverne sidder nu i grupper og programmerer på deres computer. De indtaster værdien for amplituden, vinkelhastigheden og så videre, og robotterne bevæger sig efter elevernes programmering. Robotterne kan på den måde visualisere den harmoniske svingning af åndedræt, tidevand, temperaturstigninger over tid og meget mere.

Eleverne Ronja, Benedikte og Signe mener, at matematik bliver mere konkret og visuel, når robotterne inddrages.

Fedt at se, noget sker
De tre piger Ronja, Benedikte og Signe sidder og kigger koncentreret ind i computerskærmen og rynker panden en smule, da de programmerer robotten.

“Det er nemmere at forstå matematikken, når vi kan se robotten bevæge sig, efter det vi programmerer i stedet for at se på en graf på en tavle eller i en bog,” siger Signe Lydert Stendevad.

“Ja, og så er det fedt, at programmere noget, og så se det ske. Det er nemmere at se, at matematikken kan bruges til noget på denne måde,” supplerer Benedikte Bartholdy Hyldgaard og løfter blikket fra computerskærmen.

Alle møder robotterne
I 2017 begyndte fire lærere på Birkerød Gymnasium at arbejde med programmering af robotter i undervisningen. Alle elever har nu i grundforløbet i 1.g et eller flere forløb med programmering af robotter, og derudover inddrages robotter i undervisningen i matematik og fysik i 2.g og 3.g.

Ole Dünweber og tre andre lærere på Birkerød Gymnasium begyndte i 2017 at inddrage robotter i undervisningen. 

Skolen har netop modtaget en bevilling på 800.000 kroner fra Novo Nordisk Fonden, og dermed kan arbejdet med robotter i undervisningen fortsætte i hvert fald tre år mere.

Ole Dünweber er en af lærerne fra robotgruppen. Inden lektionen begynder, forklarer han, at programmering af robotterne ikke er underholdning eller en måde at skabe et afbræk i den almindelige undervisning.

“Trigonometriske funktioner er en del af kernepensum, og eleverne lærer emnet i et forløb med robotter. De modellerer for eksempel harmoniske svingninger og putter variabler ind og ser, hvordan det virker på robotten. Man kan sige, at robotten repræsenterer en funktion, og på den måde kan den blive mere visuel og nemmere at forstå end en graf eller en tabel,” forklarer Ole Dünweber.

Hvis robotten skal bevæge sig på en bestemt måde – eller i det hele taget bevæge sig – skal eleverne programmere korrekt og i en bestemt rækkefølge. Hvis eleverne glemmer at give en variabel, for eksempel en værdi, før de bruger den i programmet, så “crasher” programmet.

“Der er nødt til at være en bestemt rækkefølge i programmet på samme måde som i et bevis eller et ræsonnement i matematik. Målet er, at matematikken skal være nemmere at forstå, og at den bliver mere konkret,” siger Ole Dünweber.

Sjoveste matematiktime
I lektionen er eleverne Theodor Buch og Sander Rygaard ved at løse “hestelunge-opgaven” i opgavesættet. De er ved at programmere robotten, så den simulerer den harmoniske svingning for lungerne på en hest i galop – hvor meget luft er der i lungerne og hvornår. De taster variablerne ind i programmet. Hesten trækker vejret 50 gange på et minut, vitalkapaciteten er 40 liter og så videre og så videre. 

“Matematikken bliver mindre abstrakt, og jeg synes, man bliver mere engageret i undervisningen med robotter,” siger Theodor Buch, mens han sidder og taster ind på computeren.

Lidt efter sidder de to elever og griner højt af de åndedræts- og vrinske-lyde, som de finder på computeren, og som er prikken over i’et på “hestelunge-opgaven”, når programmet afspiller lydene i takt med robottens bevægelse. 

“Det er den sjoveste matematiktime, jeg har haft,” lyder det fra Sander Rygaard, og lidt efter kører robotten rundt ude på gulvet i fællesarealerne.

Selvom robotterne ikke skal være underholdning, så kan matematiktimerne godt blive lidt sjovere med robotter, mener eleverne Theodor og Sander.

Afmystificerer robotter
Ole Dünweber lægger vægt på, at det er matematik, som eleverne skal lære ved hjælp af robotterne. Han mener dog også, at eleverne får mere med sig fra undervisningen.

“Undervisningen er også med til at afmystificere robotter og teknologi og vise, at det er nemt at programmere og styre robotter. Og så er det også en afvekslende form for undervisning,” siger Ole Dünweber.

Han peger også på, at det er hans fornemmelse, at nogle af de stille elever, som ikke siger så meget i matematiktimerne, kommer mere på banen, når vognen med robotter køres ind i klassen.

Det er en investering
Rektor på Birkerød Gymnasium Anders Kloppenborg har fra begyndelsen været meget opsat på at få integreret robotter i undervisningen og har derfor investeret penge og timer til lærerne til projektet. Han anslår, at prisen har været omkring 200.000 kroner om året, og derfor er bevillingen fra Novo Nordiske Fonden også meget kærkommen.

“Vi ønsker, at flere elever får fingrene ned i programmering af robotter, og at området bliver lidt afmystificeret. Vi håber også, at fascinationen af matematik og naturvidenskab øges hos eleverne,” siger Anders Kloppenborg.

Han forklarer, at robotterne ikke skal ses som et underholdende indslag i undervisningen. 

“Det her er en anden måde at lære matematik på. Der er et dogme om, at matematik er svært, men det dogme kan måske nedbrydes med denne undervisning,” siger Anders Kloppenborg.