Roboter i skolen

Robotisering binder sammen et detaljnivå, knyttet til prosesser og styring, og et makronivå, knyttet til eierskap til produksjonsmidler, nye former for produksjon etc. Dette henger igjen nært sammen med spørsmål knyttet til økonomisk utvikling og bærekraft, med potensiale til å fullføre ferden vekk fra industrisamfunnet – en ferd påbegynt gjennom nettverkssamfunnet (Castells) – og inn i et mulig, fremtidig robotsamfunn. Robotisering vil trolig introdusere en rekke interessemotsetninger i samfunnet, motsetninger som undervisningen må evne å utsette for kritisk refleksjon: robotiseringen kommer ikke bare til å løse problemer, men vil også skape nye problemer.

Det er lett å fremskrive dystopiske fremtidsscenarier i møte med ny teknologi, og kanskje med roboter i særdeleshet. Samtidig er rimelig robotteknologi er på full fart inn i massemarkedet, og mange av løsningene kan utvikles og anvendes innen undervisning. Ikke minst kan dette knyttes til programmering, der roboten er en fin måte å koble sammen algoritmisk tenkning og fysiske omgivelser. Roboten tilfører mange fysiske kvaliteter som blir annerledes enn om en kun programmerer for skjerm.

Mubin m fl (2013) definerer ”educational robots”, eller læringsroboter, som en teknologi hvis formål er å legge til rette for læring og øke læringsutbyttet. Programmerbare roboter tillater lærere og elever å konstruere og styre roboter. De fleste eksemplene på bruk av roboter i skolen har i hovedsak hatt en realfaglig tilnærming som utgangspunkt og en kan med fordel utvikle læringsmetodikk i et enda mer tverrfaglig perspektiv.

Spill og læring

Bruken av spill i undervisningen har utviklet seg gjennom mange tiår. Selv om det finnes mange eksempler på vellykkede prosjekter er det fremdeles en gjennomgående utfordring knyttet til at oppgavene og mekanikken i spillene som sådan lett blir driveren og hovedmotivasjonen for elevenes aktiviteter (Linderoth, 2004). Et spill kan dermed føre til stort engasjement, men samtidig kan det være krevende å knytte de konkrete aktivitetene til læring i fagene.

Spill har imidlertid flere egenskaper som åpenbart har potensiale i læringssammenheng: Spill bygges vanligvis opp gjennom en kombinasjoner av klart definerte regler, relativt klare mål, og inkluderer mange ulike former for tilbakemeldinger, enten via funksjoner i spillet og/eller gjennom interaksjon mellom spillere. Alt dette er elementer som en kan finne igjen i undervisning og læring, om enn i noe annen form. Brukt på riktig måte kan spill bidra til læringsopplevelsene som gir økt forståelse og hjelpe elever i å huske fagstoffet bedre (Whitton, 2014). Videre tilbyr dataspill muligheter for mer dynamiske representasjoner der en lærer med kjennskap til spillets innhold kan tilpasse dette til egnet faglig bruk. En forskningsgjennomgang publisert i American Psychologist (Granic m.fl. 2014) peker på at grafiske tredimensjonale dataspill kan styrke minne, romfølelse og persepsjon.

Spilldesigneren Ian Bogost (Persuasive Games, 2006) påpeker hvordan visse typer system-simulerende spill krever at spillerne skal utforske og forstå den indre dynamikken i virkelige fenomener, som for eksempel byutvikling eller valgkampanje. Bogost legger også vekt på de retoriske og ideologiske egenskapene som kan bygges inn i et spilldesign, og hvordan dette kan benyttes til overtalelse og bevisstgjøring.

Innen utdanning har kombinasjonen av spillfortellinger og fysisk plassering av objekter et betydelig potensiale, som kan trekkes tilbake til retoriske teknikker som memoria. Rollespill og eventyrspill kan her karakteriseres som en mellomting mellom fortelling og spill, der elevene selv kan være medskapere og aktivt handlende når sammenhenger skapes og utforskes. Slike situerte spillfortellinger blir performative aktiviteter, i grenselandet opp mot egenskaper som kjennetegner både dataspill og drama. Hva som blir resultatene er ikke alltid klart på forhånd, og læringsprosessene handler mer om å utforske og utvikle og utforske en situasjon eller problemstilling. Svært ofte foregår disse spillfortellingene i et univers som visualiseres ved hjelp av kart. Fortelling, spill og læring samvirker og gir oss forskjellige innganger til det samme målet: hvordan å skape et miljø som legger bedre til rette for læring på en måte som engasjerer og gjør elevene mer aktive, samtidig som en opprettholder ønsket grad av lærerstyring og måloppnåelse.

Tverrfaglig robotdidaktikk

Innledningsvis er det vesentlig å understreke at vi ikke ser for oss noen form for didaktikk som baserer seg på en ide om at elevene kommuniserer med en robot som et slags substitutt for andre mennesker. Tvert imot er det et poeng å gi elevene en forståelse av at roboten er en maskin, og som fungerer på gitte premisser. Samtidig betyr ikke dette at ikke elevene kan ha en fornuftig interaksjon med og samtaler som initieres gjennom bruk av en robot.

I mange sammenhenger ser en at roboten kan være en måte å bryte isen på, i forhold til å få elever til å f eks å uttrykke seg på forskjellige måter og gjennom ulike medier. Det er en kvalitativ forskjell på å få et spørsmål fra en person og fra en robot. Roboten kan i noen sammenhenger oppleves som en det er mindre “farlig” å snakke med. Det betyr på ingen måte at læreren abdiserer fra klasserommet, men det kan tillate voksenpersoner å tre litt tilbake og komme inn med en litt annen rolle: en som er med å utforske samtalen med roboten, tilsynelatende på lik linje med elevene.

En robotdidaktikk kan utvikles på forskjellige måter, der roboten tildeles ulike, dog dels overlappende roller (jmf Mubin m fl (2013):

• Roboten kan fungere som et verktøy som elevene kontrollerer i ulik grad
• Roboten kan være et medie for å gi konkrete beskjeder eller kommandoer
• Roboten kan være en igangsetter og den som formidler sentrale deler av læringsstoffet og /eller inviterer til ulike aktiviteter

Mubin m fl tar i denne sammenhengen ikke opp roboten som samtalepartner, som en egen kategori. Dette er også et interessant perspektiv i seg selv, selv om det griper inn i det tre kategoriene ovenfor. Med “samtale” forstår vi ikke en interaksjon som til forveksling kan ligne på hvordan vi samtaler med et annet mennesker, men snarere en interaksjon som fremstår som meningsfull selv om brukeren er fullstendig klar over at samtalepartneren er en robot.

Roboten som verktøy

Brukt som et verktøy støtter roboten ulike programmeringsaktiviteter, men samtidig også aktiviteter som simulering og refleksjon. Læringspotensial er først og fremst knyttet til hvordan elevene bruker roboten til å skaffe seg kunnskap og ferdigheter i programmering. Robotteknologi er imidlertid noe mer en kun et verktøy for å gjennomføre en programmert prosedyre, siden den også bidrar til å etablere kan bidra med muligheter for umiddelbar respons/feedback. Roboter kan dermed benyttes til åpne former for simulering, der resultatet ikke er definert. Elevene bidrar selv til å sette rammene for simuleringen, gjennom å kunne styre robotens respons på ulike stimuli.

En slik form for læring kan knyttes til konstruktivisme der elevene lærer gjennom interaksjoner i et datamaskinbasert læringsmiljø. I artikkelen "Educational Robotics as Mindtools" påpeker forfatterne noen sentrale egenskaper ved robotteknologi i undervisningssammenheng: "we claim that robots in education are powerful mindtools since they follow mindtools’ principles through their characteristics of fostering students to think about a problem, design their meaningful projects, create things and manipulate objects, reflect, and collaborate. Moreover, robots go a step beyond, by taking the student out of the limits of the computer screen into the real world.".

Videre peker Resnick og Rosenbaum (2013) på at roboter kan støtte en eksperimenterende arbeidsformer, det de betegner som ”tinkering”, en arbeidsform som er ”playful, exploratory, iterative style of engaging with a problem or project. When people are tinkering, they are constantly trying out ideas, making adjustments and refinements, then experimenting with new possibilities over and over and over”.

“Tinkering”, en lekende tilnærming til teknologi, kan synes å stå i en viss motsetning til det som gjerne betegnes som “algoritmisk tankegang”. Sistnevnte innebærer å bryte ned komplekse problemer til mer håndterlige del-problemer. Det inkluderer å organisere og analysere data på en logisk måte og å lage fremgangsmåter (algoritmer) for å løse problemer. Denne måten å arbeide på er sentral i programvareutvikling, men kan også brukes som metode i mange andre sammenhenger og fag (se for eksempel Stephenson & Barr 2011).

“Tinkering” og “algoritmisk tankegang” appellerer til ulike taktikker: den ene baserer seg på prøving og feiling, den andre er analytisk. De beste løsningene lages gjerne av enkeltpersoner eller team som evner å kombinere disse tilnærmingene. Derfor er det så viktig at skolen utvikler læringsopplegg som favner begge disse perspektivene. Programmering av en robot som interagerer med sine fysiske omgivelser er en plattform som åpner for slike opplegg. Dette går direkte inn i tenkningen som framstilles som viktig for “21st century skills” av senter for IKT i utdanningen (s.10).

Læringspotensialet ved å ta i bruk roboter som medium er først og fremst knyttet til at dette kan gi en annen forståelse av faglige sammenhenger. Her er potensialet knyttet til læring der elevene gjennom aktiv eksperimentering med teknologi kan sette det faktaopplysninger knyttet til et pensum i spill på nye måter, og dermed få nye innganger til sentrale faglige tema.

Roboten som igangsetter

Her ser en for seg at roboten inngår i en sekvens av spørsmål-svar og på den måten setter i gang en interaksjon mellom elevene og i forhold til konkrete aktiviteter. Robotteknologien tas i bruk som en støtte for et forhåndsdefinert scenario, men som der dette scenariet kan tas i ulike retninger gjennom den konkretiseringen som oppstår i klasserommet. Når roboten er den som gir tydelige beskjeder kan læreren tre litt tilbake og delta mer på linje med elevene, på en annen måte enn om læreren selv må gi de nødvendige “kommandoene”. Chang m fl (2010) har utforsket dette perspektivet i artikkelen "Exploring the Possibility of Using Humanoid Robots as Instructional Tools for Teaching a Second Language in Primary School". Denne artikkelen beskriver fem scenarier hvor roboter benyttes i fremmedspråkundervisning: 1) Fortellingsscenariet, hvor roboter forteller historier med forskjellige stemmer, lydeffekter og bevegelser. 2) Lesetrening scenariet, hvor roboter leser setninger som elevene må imitere og dermed trene uttale og intonasjon. 3) Spill scenario, hvor roboten utfordrer elevene til å jobbe med oppgaver. 4) Kommandoscenario, hvor roboten gir beskjeder knyttet til en bestemt oppgave 5) Spørsmål-respons scenario, hvor roboten fungerer som en samtalepartner og dermed engasjerer elevene til å kommunisere på et fremmedspråk.

De didaktiske begrunnelsene for å integrere roboter som igangsettere i undervisningen er dels knyttet til fag, der roboten selv aktualiserer faglige tema og åpner perspektiver i arbeidet med ulike læringsmål. Videre kan didaktisk bruk av roboter knyttes til muligheten for å utforske nye arbeidsmåter og nye former for pedagogisk design. Det kan også være psykologiske begrunnelser, knyttet til at roboter appellerer, motiverer og kan inkludere elever på nye måter i undervisningen. Lærerens utfordring blir å jobbe med roboter slik at disse inngår i et didaktisk design med læringsmål og som elevene finner det meningsfylt og motiverende å delta i.

Vi nærmer oss her det spillskaperen Chris Crawford kaller "interaktiv historiefortelling". Dette innebærer at en må en gi slipp på en forståelse av fortelling som et lineært forløp (Crawford 2013). Crawford introduserer i stedet begrepet "storyworld" for å beskrive et dramatisk univers som kan inneholde et utall mulige plot. Sagt med andre ord: spillskaperen er den som setter rammene for hva som skal kunne foregå i spillet, men uten å kunne kontrollere hendelsene i detalj. Dette setter noen av rammene når vi i fortsettelsen vil se på et konkret scenario, som vi ønsker å utvikle gjennom prosjektet.

Senter for nye medier ved HVL har hatt en tidligere versjon av Aisoy-roboten til uttesting og roboten har også blitt testet gjennom et samarbeid med Universidad Politecnica Valencia. Kontakten med UPV er interessant fordi dette teknisk orienterte miljøet allerede har en sterk satsing mot kunst og kulturfagene, gjennom flere samarbeidsprosjekter der man utnytter Augmented Reality – en form for digital kobling mellom virtuelle representasjoner og en fysisk virkelighet (se prototype 2 nedenfor).

Et par eksempler (prototyper) som indikerer hvordan en skjerm- og kamerabasert interaksjon kan utløse respons fra Aisoy-roboten:

Det mest interessante ved disse robotene er imidlertid at den kan programmeres via et enkelt blokkbasert programmerings- grensesnitt, enten fra datamaskin eller fra en mobil enhet, noe som gjør det mulig for barn å utnytte robotens sensorer og programmeren dens funksjoner.