Teknik i förskolan – från elektricitet till robotar

Hedvig, fem år, tänder en glödlampa. ”Det här är en strömkrets”, säger hon stolt och kunskapens ljus faller över oss. Hon går på förskolan i Arkelstorp några mil norr om Kristianstad, där landskapet höjer sig upp mot Smålandsskogarna.

Fram till år 2000 låg här landets enda glasspinnefabrik, som spottade ur sig en miljon pinnar om dagen. Numera pendlar de flesta till jobb någon annanstans, men på förskolan är det full aktivitet, här skapas ny framtid.

Hedvig släcker och tänder igen. En lysande glödlampa är symbolen för en snilleblixt, en bra idé, en plötslig insikt. Vi har sett den i serietidningar och tecknad film och precis så är det: Pling! Den lysande glasbubblan som Hedvig visar fram är det första steget mot lärdom. Utan att egentligen veta det är hon och hennes kompisar Siri, Ester, Vilma, Sven, Erik och de andra barnen här i Arkelstorp deltagare i ett utbildningsprojekt som vill öka intresset för naturvetenskap.

Ann-Charlotte Byrhult, förskollärare på Arkelstorps förskola utanför Kristianstad.
Foto: André de Loisted

Sedan 2017 pågår botSTEM, ett EU-samarbete i förskolor och skolor i Sverige, Italien, Cypern och Spanien. Syftet är att redan tidigt inspirera till området teknik och naturvetenskap och göra det via robotar och programmering. Här hemma drivs projektet av Högskolan Kristianstad. Tio olika förskolor i södra Sverige är inkopplade. Kunskapsflöden går hit och dit mellan förskolorna och högskolans forskargrupp, som registrerar, samlar och sammanställer erfarenheter och för dem vidare i Europa.

Förskollärare Ann-Charlotte Byrhult är försöksledare i dag, med koll på sladdar och robotar.

– Barnen är verkligen intresserade. Det är ett nytt område att leka sig in i och det hade inte gjorts om vi inte hade fått input från högskolan, säger hon. Forskarna är väldigt bra på att plocka ner ämnet på en nivå där det fungerar bland barnen.

Att leka med naturvetenskap är inte helt naturligt.

– Vi hoppar lätt över teknik och ägnar oss hellre åt blad, träd och biologi i stället. Men nu har vi inte kommit undan och har lärt oss om friktion och elektricitet.

Ann-Charlotte, eller Lotta som barnen ropar, är en veteran som har jobbat på förskolor i 25 år. Hon började som vikare och flyttade till Arkelstorp när hon gick förskollärarlinjen på högskolan. Nu har hon jobbat här i tolv år. Det går 20 barn på varje avdelning, 90 barn sammanlagt.

Det är fortfarande sommar, men ett litet gäng stannar inomhus och visar vad de kan. Barnen är 5–6-åriga lärare och vi får en lektion i elektricitetens grunder.

– Det här är också en strömkrets, säger Siri och visar en ring av plastbitar, som ett halsband.

Vid ett bord kan vi bygga kretsar av plastbitar, snören och pärlor. Vi vuxna gör fel direkt och blir tillrättavisade.

– Nej, det där är fel. Du måste ha ett batteri i ena änden.

Såklart. En gul pärla betyder lampa. Vad är en strömkrets? Tankarna virvlar.

– Det är när elektronerna rör sig från batteriet till lampan, säger Ester.

Elektroner då?

– Elektroner är små saker. Man kan inte se dem, men de finns inne i sladdarna och rör sig runt hela tiden. Bryter jag, då stannar de, förklarar Siri, 6 år.

Hon och Ester har berättat för de mindre barnen på andra avdelningar.

– Vi har haft samlingar om elektricitet och det vardagliga. När barnen funderar över något försöker vi fånga deras intresse, säger Lotta Byrhult.

Ett annat trick är att låta elektronerna gå genom kroppen. En strömkrets skapas med fingertoppar mot fingertoppar.

– Det gör inte ont, säger Sven betryggande.

Elektroner finns överallt. Vi tittar mot takets lysrör.

– Där är också elektroner, säger Sven medan han tänder och släcker. Det kan vara farligt med elström. Får man riktig elström i sig, då kan det hända grejor, men jag har bara bränt mig på solen. Det är en stor lampa.

– Solen är ingen lampa, den är bara eld, rättar Ester.

– Nu har jag fått så mycket ström i mig att jag blir helt svettig, pustar Sven och pyser ut på gården.

Med fokus på elektricitet kan samtalet dra i väg åt alla möjliga håll. Ett av barnen berättar att i en hästhage i byn finns det elström.

– Fast bara när hästarna är där. Hos min mormor har de stenmur i stället.

Att starta lärandet med att leta elström är roligt och placerar barnen mitt i sin nutid. Projektet ska drivas av nyfikenhet. Barnen hittar själva ingångar till både matematik och vetenskap. Undersöka en ficklampa, följa sladdar, hitta ström i köket, vid spisen och kylskåpet.

– Förr hade man vedspisar, säger Siri.

Också en poäng. Hur var det förr, hur är det nu? Vad kännetecknar den moderna tiden, om inte just elektricitet? Barnen visar böcker de har gjort med teckningar av saker med kopplade sladdar, med strömbrytare och en robotkatt.

– Jag har ritat en ledsen robot, den har inget batteri, säger Ester.

Andreas Redfors och Marie Fridberg på Högskolan i Kristianstad.
Foto: André de Loisted

Att spara på ström är en annan sak att fundera över. Teckningar med svarta fyrkanter är ”paddor utan ström”. Går det att leva utan ström? Citat samlade från barnen både före och efter projektet med elektricitet visar på en starkt ökad insikt och kunskap.

I dag har Lotta plockat fram två bekanta; Sigge och Blue-bot, de små skalbaggeliknande, programmerbara robotarna som blivit en hit på skolor världen över. Några yngre barn ska få lära sig av de äldre. Sigge ska röra sig upp över ett lutande plan.

– Våra barn är intresserade av friktion, varför vissa saker går snabbt och andra inte, säger Lotta Byrhult. De har testat olika underlag, filtar och plankor.

Siri trycker en sekvens på Sigges rygg. Roboten piper och rör sig framåt, men börjar snart halka på den blanka ytan. Hur gör vi nu? Lotta rycker in när Sven inte riktigt vet.

– Hur var det nu vi tänkte när den börjar kasa nedåt? Kan det ha med lutningen att göra? Kommer du ihåg den där sicksackbanan?

Sven minns och ger nya kommandon, framåt ett steg, sedan åt sidan, så framåt … nu fungerar det. Pip-pip! Just så fungerar programmering, genom att förutsäga sekvenser för att kunna nå dit vi vill.

Projektet sänker tröskeln inför mötet med naturvetenskaper och får på sikt fler att välja tekniska utbildningar.

Bee-bot-familjen tillverkas av det engelska företaget TTS Group Limited och föddes i det tidiga 00-talet utifrån ett behov att förklara och lära ut programmering till förskolebarn. Bee-bot, en smilande, gul liten plastskalbagge, blev lösningen. Blue-bot är lite mer avancerad och kan kopplas till en Ipad för ytterligare programmeringar. Robotarna har sålt drygt 750 000 exemplar världen över. En nyhet är Rugged Robot, en programmerbar utomhusrobot med tuffa gummihjul. Även Bee-bot och Blue-bot har kommit i nya versioner med 200 kommandon. Robotarna kom till Arkelstorp innan botSTEM-projektet utvecklades.

– Som många andra hade vi köpt robotarna och funderade på hur vi kunde använda dem.

I den reviderade läroplanen för förskolorna är den digitala verkligheten tydligt närvarande. Barnen ska få förutsättningar att utveckla ”adekvat digital kompetens”. Förskolebarnen i dag har föräldrar som blev vuxna med det digitala samhället, att leva med datorer och mobiler är vardagligt. Förmågan att kommunicera, söka ny kunskap och samarbeta är nödvändig i vårt samhälle, som präglas av informationsflöden och kontinuerlig förändring. Det digitala är en komplex parallell verklighet som genomsyrar allt vi gör och upplever i dag, även skogspromenader och fjällvandring är länkade till satelliter. Varje sökning sätter spår. Läroplanen vill också grundlägga ”ett kritiskt och ansvarsfullt förhållningssätt” till digital teknik. Barnen ska lära sig förstå risker och värdera information.

Den svenska delen av botSTEM-projektet drivs sedan 2017 av forskare på Högskolan i Kristianstad.

– Digitaliseringen börjar tar fart i många länder och det finns en gemensam undran över vad det ska betyda och innebära, vad innehållet ska bli, berättar Marie Fridberg, lektor i naturvetenskapernas didaktik, som tillsammans med kollegorna Andreas Redfors, professor i fysikdidaktik, och Björn Cronqvist, universitetsadjunkt i fysik, data och it, genomför projektet.

– Vår uppgift med projektet är att integrera STEM, alltså science, technology, engineering och mathematics, i förskolornas arbete. Men ska vi sitta på vår kammare och tänka ut vad som är lämpliga redskap och upplägg? Nej, vi ska i stället hjälpa förskolorna att tänka runt detta med den utrustning de redan har, berättar Marie Fridberg, som från början var förskollärare, men bytte bana och doktorerade i medicinsk mikrobiologi och tumörbiologi.

– Vi tänker också naturvetenskap i ett bredare perspektiv, som att diskutera och lösa problem och undersöka saker.

I projektet utförs programmering dels ”plugged”, med elektriska hjälpmedel, dels ”unplugged”, utan elprylar.

– Barnen ”programmerar” varandra, ger instruktioner i till exempel dans eller matlagning. Det måste ändå ske med precision och i rätt ordning.

Förskollärare kan ta upp aktiviteter från botSEM och göra dem till sina egna varianter i unplugged.

– Det bidrar till barnens sätt att förstå sin omvärld här och nu, säger Andreas Redfors och berättar om drivkrafterna till botSTEM, som grundar sig i ett ökat ointresse för naturvetenskaper.

– Projektet vill sänka tröskeln inför mötet med naturvetskapen i skolan så att vi på sikt får fler som väljer naturvetenskaplig och teknisk utbildning.

Intresset för att fortsätta studera naturvetenskap har sjunkit i hela västvärlden sedan 1990-talet. Det har saknats naturliga ingångar. Utan applikationer som kopplar till elevernas värld smyger sig lätt meningslöshet in bland ekvationer och uppställningar. Varför ska jag kunna detta? Vad kan jag använda det till? Undersökningar har också visat att intresset för naturvetenskap har varit större i utvecklingsländerna, där ungdomar har fått uppleva dramatiska förbättringar och är mer entusiastiska.

– Våra yngre kanske inte ser behov och konsekvenser lika tydligt, de tycker inte att vetenskaperna handlar om dem, säger Andreas Redfors, som har ett favoritcitat som snappades upp på förskolan i Arkelstorp. Det var ett barn som var lite otåligt över en robot. ”Han gör ju inte som han ska. Jag vill veta hur han tänker.” Förskolläraren sa: ”Men det är ju du som programmerar honom.” En snilleblixtlampa tändes i barnet. ”Men då är det ju jag som är hans hjärna.”

– Den insikten är ett av argumenten till att vi ska ha det här programmet. Vi vill visa att tekniken inte bara finns där och är opåverkbar, utan att det är vi människor som skapar den och styr den, säger Andreas Redfors.

I grunden handlar det om demokrati och medbestämmande, insikten att utvecklingen går att påverka.

I Arkelstorp drar det mot lunch och barnen samlas i stojiga grupper. Robotarna får sin lunch vid eluttagen. Vardagen är elektrisk.

– Vi kan gå djupare i elen, säger Ann-Charlotte Byrhult. Förskolan ska snart få helt nya lokaler. Här finns det bra tillfällen att studera hur elektricitet byggs in i husen, vilken utrustning som används, hur allting hänger samman, från utebelysning till intranät och kokplattor.

– Vi börjar med det lilla och går utåt i samhället. Det är inga problem att hitta något, det ska bara plockas ner till en rimlig nivå.

Någon förälder kanske arbetar med el, någon har en elbil. Ta hit den på visning, låt barnen åka en sväng upp till vindkraftverket som snurrar på höjden över samhället. Strömkretsar finns överallt.