Gjesteskribenten

Når kunnskapen kommer en til nytte

«Vis studenten hvorfor kunnskapen kommer dem til nytte, så blir det nok fortgang på motivasjonen og dermed engasjementet også.» skriver ukens gjesteskribent.

Adrian Heyerdahl skriver denne uken om hvordan praktiske demonstrasjoner kan gi en ny forståelse for teoretisk kunnskap.
Adrian Heyerdahl skriver denne uken om hvordan praktiske demonstrasjoner kan gi en ny forståelse for teoretisk kunnskap.
Publisert Sist oppdatert
Fakta

Adrian Heyerdahl

Adrian Heyerdahl

Adrian Heyerdahl er en av UAs seks gjesteskribenter.

Utdanning: Studerer

Nåværende jobb: Studerer Fysikk og matematikk.

Tidligere roller i UH-sektoren (som student): Vararepresentant - Universitetsstyret NTNU. Representant – Studenttinget ved NTNU. Representant – Velferdstinget i Gjøvik, Ålesund og Trondheim. Medlem av studieprogramrådet for elektroingeniører. Medlem av SFU-komité ved IES.

Vitenskapelig assistent ved IES, NTNU.

Faglige interesser: Elektronikk og IoT

Utdanning og undervisning. Politikk

Mye annet rart.

Er opptatt av: NTNU, utdanning, teknologi, å skrive kommentarer i UA.

Det er i disse dager, hvor det har vært litt mye kritikk av NTNU fra visse personer at det også må komme lit ros, samt litt flere tanker rundt utdanning selvfølgelig. Noe må jeg jo fylle opp disse artiklene med ;)

Selv, som mange andre før meg, opplever jeg i hverdagen som student at det er når kunnskapen jeg har tilegnet meg bidrar til å skape noe, at jeg virkelig ser resultatet av alt det harde arbeidet. I noen fag, som for eksempel grunnleggende programmering, får en ofte se resultatene sine relativt raskt. Det er noe som beveger seg, eller noe gir en skriftlig/visuell tilbakemelding. En ser derfor hensikten og blir ofte mer motivert (selv om det å skulle gjøre mer kompliserte handlinger åpenbart krever mye kunnskap og tålmodighet). Slike erfaringer skulle jeg ønske det var mer av i hverdagen som student og jeg mener det er realistisk å praktisk implementere flere steder, selv i rene teorifag. Det finnes allerede mange gode eksempler blant de teoretiske fysikk- og matematikkemnene.

Flere kan finne på å fortelle meg at jeg har «valgt feil studie» hvis det er slikt praktisk arbeid jeg har lyst til å bedrive, når jeg utidelig gang på gang har uttrykt min misnøye med mangel på dette. Kanskje har de rett, kanskje ikke? Tidligere gikk jeg elektroingeniør og åpenbart var det mer praktisk arbeid der, men samtidig kom en seg likevel ikke unna større mengder teori. Så jeg ville sagt at en ser sporene av dette ved mange teknologistudier. Til tross for mitt ønske om mer praktisk arbeid i teorifag så vet jeg jo at teori i seg selv er viktig å lære, så det er ikke der problemet ligger. Motivasjonen min for å lære det er derimot en helt annen sak. Noen ganger kan fagene være litt «oppi lufta».

Derfor, til min overraskelse, ble jeg dette semesteret svært glad i emnet TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger, nettopp fordi emnet innfridde alle mine ønsker. Dog etter at jeg hadde blitt vant til arbeidsmengden i emnet. I utgangspunktet høres emnet veldig teoretisk ut og det er heller ingen spøk på teoriområdet, men prosjektene i emnet setter det godt i perspektiv så det er 100% verdt det. Det som gjorde at emnet sto mer ut enn tidligere teoriemner med programmering var måten prosjektene var lagt opp på. Det var større og mer helhetlige scenarioer en skal simulere, som for eksempel celledannelse eller hvordan krefter av forskjellige slag bidrar til et skips bevegelse. Tidligere har det vært programmeringsoppgaver i andre emner, men de har vært mer abstrakte og begrensede. Emnet er også satt opp slik at disse prosjektene teller 15% av karakteren hver, noe som åpenbart gir en annen type motivasjon også.

Av alle fysikk- og matematikkemner jeg har hatt hittil har dette emnet satt fagfeltet best i perspektiv for min egen del (og jeg er enda ikke ferdig med emnet). Prosjektene har fylt opp mye av emnets tid ja, samtidig har en virkelig måtte ta fatt på både fysikk- og mattekunnskapene sine for å komme seg gjennom dem. Emnet viser nyttigheten av teorien som læres bort og ikke minst lar det en finne ut av ting selv, med litt hjelp selvfølgelig. Dette bidrar sterkt til å opprettholde motivasjonen for studiene, mener nå jeg. Dette savnes i for eksempel labopplegg; muligheten til å ha litt god tid og faktisk komme frem til resultatene på egenhånd, det å utforske alternativer og faktisk ha tid til å teste ut ting en selv ønsker og til slutt se resultatene av det en har gjort. Prosjektene i emnet er også særdeles relevant for hvordan en jobber innenfor fagfeltet i arbeidslivet.

Simulasjon av en «båt» med last og forskjellige påvirkende krefter og dreiemomenter (egentlig en video) fra vitenskapelige beregninger.
Simulasjon av en «båt» med last og forskjellige påvirkende krefter og dreiemomenter (egentlig en video) fra vitenskapelige beregninger.

Flere positive utviklinger ser jeg også ved mitt tidligere studie. I min tid var det interessante prosjekter der også, men ikke helt i graden de er i dag. Mer tilgjengelig teknologi har åpnet mulighetene for å prøve ut nye og spennende ting. Da jeg nylig ble invitert tilbake i undervisningsrommet av en tidligere kollega måtte jeg jo ta nytten av dette. Jeg skal ikke begå altfor mye selvskryt her, heller skryt av kollegaer, men jeg har troen på at en god demonstrasjon av teknologi øker studentenes motivasjon til å arbeide med vanskelige temaer. Spesielt hvis den såkalte demonstrasjonen er en liten «hær» av små dronebiler styrt samtidig, av et og samme egenlagd kontrollpanel og backend, med et «enkelt» selvlagd «spenningsdelerkretskort» for å oppnå kommunikasjon mellom to forskjellig mikrokontrollere nødvendig for demonstrasjonen (teknisk «mumbo jumbo» er for de som forstår seg på sånt, beklager til resten ;) )

Internettstyrt robotdemonstrasjon
Internettstyrt robotdemonstrasjon

Internettstyrt robotdemonstrasjon
Internettstyrt robotdemonstrasjon

Dessverre hadde jeg ikke tid til å gjøre demonstrasjonen feilfri og mistet etter hvert kontroll på flere av robotene. Det synes studentene var mer festlig enn de av oss som måtte løpe etter robotene ;) Likevel tror jeg de fleste i salen fikk bedre forståelse for viktigheten av mikrokontrollere, programmering, IoT og helhetlig systemforståelse. Tematikken kan selvfølgelig bidra til langt «viktigere» produkter enn demonstrasjonen her, men tanken bak demonstrasjonen var som tittelen på denne artikkelen å vise studentene at det er morsomt når kunnskapen kommer dem til nytte.

Slike demonstrasjoner er alltids populære, men selvfølgelig kostbare i både tid til å utvikle dem og ikke minst utstyret for å gjennomføre dem. Derfor er de ikke alltid realistiske å få til, samt er de er vanskelige å få med seg som student om en ikke er fysisk til stede i salen. Ved samme studieprogram har vi en dedikert avdelingsingeniør som var valgt å ta initiativ til å løse denne og mange andre problematikker, Even J. Christiansen. Han har tatt konseptet «Lab-In-A-Bag» til det neste nivået.

Prosjektet/produktet har han selv kalt Virtuino, en blanding av ordet «Virtuelt» og «Arduino» (sistnevnte er en mikrokontroller). Kort fortalt er systemet et virtuelt miljø for å programmere mikrokontrollere. Hvor en tidligere trengte fysiske komponenter i den ekte verdenen for å få noe til å skje, kan en nå koble den fysiske mikrokontrolleren sin til en PC for så å programmere mange forskjellige objekter i en simulert verden. Et slikt system gir mange fordeler, både i pris og muligheter. For eksempel kan en programmere et lyskryss med biler som kjører inn og ut av det. En programmerer mikrokontrolleren akkurat som om det ville vært fysiske LED-lys koblet til den og så gir en beskjed til det virtuelle miljøet hvor disse lysene er koblet til (litt som å velge en USB-port på PC-en din). Bilene oppfører seg så etter lyskryssets beskjeder. Resultatet kan sees under:

Virtuino-miljøet
Virtuino-miljøet
Virtuino-miljøet
Virtuino-miljøet
Virtuino-miljøet
Virtuino-miljøet

Det er også mulig å styre bilene basert på såkalt «linjefølging». I den fysiske verdenen ville vi hatt sensorer på bilene for å se fargekontrastene på bakken også plassert svart teip på bakken for å lage slike kontraster.

Virtuino-miljøet
Virtuino-miljøet
Virtuino-miljøet
Virtuino-miljøet

Virtuino-miljøet er fortsatt under utvikling, men mulighetene er som Even selv sier, «grenseløse». Han har laget et API (programmerings brukergrensesnitt) for å kunne lett hente inn data fra mikrokontrolleren, samt simulere hendelser i den virtuelle verdenen. Even ser for seg at med et grunnsystem i bunnen som er enkelt å bruke så kan instituttet i fremtiden benytte studentassistenter til å utvikle mange virtuelle laber i miljøet. Altså at det ikke bare er begrenset til biler og lyskryss. Kunnskapen studentene tilegner seg fra de simulerte labene kan så plugges rett inn i den virkelige verden, da programmeringen er identisk for å styre fysiske komponenter.

Med Virtuino kan studenten allerede det første året få innblikk i å programmere, og forstå, større og mer kompliserte systemer enn det som kunne vært tilbud i fysiske laber i mange tilfeller. I tillegg kan systemet være med å bidra i distanselæringssituasjoner, hvor studenten kun trenger en vanlig mikrokontroller og nedlasting av Virtuino for å kunne gjøre utallige oppgaver/simulasjoner. Potensielt blir dette et fullstendig virtuelt «labsystem» en gang i fremtiden. Et «labsystem» som ikke trenger innkjøp av forbruksmateriale/komponenter, og som trenger minimalt med vedlikehold for å fungere. Enhver labingeniørs drøm, kanskje? Det er også andre planer for miljøet, som muligheten for å ta in læringsmetodikken «gamification» hvor studentene må bruke kunnskapen sin i spill/konkurranselignende situasjoner.

Det er mange måter å gjøre utdanning mer spennende på. Vis studenten hvorfor kunnskapen kommer dem til nytte så blir det nok fortgang på motivasjonen og dermed engasjementet også.