Google Sketchup

Sketchup i matematikkundervisningen

I denne oppgaven tar vi en nærmere titt på modelleringsprogrammet Sketchup og hvordan dette verktøyet kan brukes i undervisningssituasjoner. Oppgaven starter med å beskrive hva Sketchup er og filosofien bak programmet og dets historie, før vi ser på hvilke muligheter og begrensninger dette programmet har. Avslutningsvis beskriver vi hvordan man kan bruke Sketchup i matematikkundervisningen.

Hva er Sketchup?

Sketchup er et modelleringsprogram hvor man kan konstruere to- og tredimensjonale figurer. Hovedhensikten med programmet er at det skal være et verktøy for design og konstruksjon av bygninger, men det kan også benyttes til andre formål. En kan man lage modeller av ulike figurer, både to- og tredimensjonale, hvor man kan endre på modellene i alle retninger. Programmet kan lastes ned gratis fra SketchUp sin nettside.

Når man laster ned og åpner programmet starter man slik som vist i bildet over. Fra denne posisjonen er det bare å bruke fantasien og skape det man ønsker, alt fra en enkel todimensjonal figur til en kompleks tredimensjonal modell.

Til å være et tredimensjonalt modelleringsprogram er Sketchup brukervennlig, men det krever likevel en del øvelse og tid for å bli kjent med programmet.

Sketchups opprinnelse

I år 2000 lanserte Last Software programmet vi i dag kjenner som Sketchup. Det ble først og fremst designet som et digitalt verktøy for arkitekter og ingeniører. Google kjøpte opp programmet i 2006 slik at bygningene man hadde konstruert kunne legges inn i Google Earth. Dette førte til at bygningene eller figurene man konstruerer kan legges inn i realistiske omgivelser (Fleron, 2009, s. 3). Programmet het da Google Sketchup.

I 2013 kjøpte firmaet Trimble Navigation opp programmet fra Google igjen slik at det endret navn til Sketchup. Når Trimble Navigations overtok, relanserte de programmet med noen endringer. For eksempel ble Extension Warehouse lansert, slik at man nå har et samlet bibliotek med tidligere konstruerte modeller. Denne relanseringen ga også mulighet til å laste ned programmet på smart-telefoner (ProcessFlows, 2013). Det bør nevnes at det fortsatt er mulig å legge til modellene i Google Earth, da Trimble Navigation og Google har opprettholdt et visst samarbeid.

Bruk av verktøyet i matematikkundervisningen

Selv om Sketchup ikke primært er utformet som et hjelpemiddel til bruk i grunnskole, ser vi at programmet har egenskaper som gjør at det kan benyttes i klasserommet for elever fra 5. trinn og oppover. I undervisning bør ikke hovedfokuset ligge på hvilket dataprogram som skal brukes, men hvordan programmet vil fungere i temaet klassen skal jobbe med. Det er problemstillingen som bør vektlegges, og hvilke verktøy som skal til for å kunne svare på problemstillingen som avgjør hvilke representasjonsformer som kan benyttes (Goldenberg, 2000, s. 1). For å kunne si noe om hvordan vi kan bruke Sketchup i undervisningen må vi derfor ta utgangspunkt i hvilket tema klassen skal arbeide med. Eksempelvis kan det benyttes i kunst og håndverk for å konstruere ulik design. I historie kan elevene lage konstruksjoner til ulike tidsepoker, og i naturfag kan det benyttes til å lage modeller for atomer og molekyler. Programmet har egenskaper som spesielt gjør det egnet som et verktøy i matematikkundervisningen, da en kan konstruere geometriske figurer som kuber, pyramider, sylindre i tre-dimensjonale modeller. Til bruk i undervisning er fordelen at vi kan endre figurene og gjøre eksakte beregninger på kort tid. Dette lar seg gjøre fordi vi selv kan bestemme størrelser på figurenes lengder, flater og volum. Størrelsen på figurene vil være proporsjonalt lik slik figurene ville sett ut i virkeligheten.

Som et verktøy i undervisningen har Sketchup et begrenset område for måter i angripe matematikken på, da det kun treffer to av hovedtemaene i læreplanen (måling og geometri). Likevel opplever vi at det har høy evne til å kunne tilpasses læreplanmål siden verktøyet kan plasseres under flere av punktene i læreplanmålene for geometri. En annen begrensning som verktøyet har når man skal bruke det i undervisning, er at både lærer og elever må bruke tid til å sette seg inn i det. Dette er ikke spesielt for Sketchup da de fleste dataprogrammer krever litt tid å sette seg inn i, men i prinsippet vil det ta elevene kortere tid å for eksempel måle en figur på et ark, enn å sette seg inn i hvordan de kan gjøre målinger ved bruk av Sketchup.

Digitale verktøy kan fungere som virtuelle konkreter som en erstatning for fysiske enheter som ikke eksisterer. Dersom et dataprogram er utformet på en god måte, kan antall problemer som kan løses av elevene øke. Teknologi kan være et hjelpemiddel for å kunne presentere problemer som er for vanskelig til å løses i et klasserom der en bare bruker blyant og papir som verktøy. Det kan være et hjelpemiddel når elever skal eksperimentere med matematiske objekter og oppdage hvordan de responderer. Andre problemer krever visuelle representasjonsformer som grafer, diagrammer, geometriske figurer eller bevegelige bilder (Goldenberg, 2000, s. 1). Fordelene med å bruke programmet i forhold til konstruksjoner med blyant på papir er at illustrasjonene blir tilnærmet lik virkeligheten. Siden Sketchup er spesielt egnet til å utforme bygninger, vil det i programmet ta kortere tid enn å modellere tilsvarende bygninger i fysiske materialer.

Læreplanmål

Geometri:

Mål for opplæringa er at eleven skal kunne

• Undersøkje og beskrive eigenskapar ved to- og tredimensjonale figurar og bruke eigenskapane i samband med konstruksjonar og berekningar
• Utføre, beskrive og grunngje geometriske konstruksjonar med […]dynamisk geometriprogram
• Tolke og lage arbeidsteikningar og perspektivteikningar med fleire forsvinningspunkt, med og utan digitale verktøy
• Utforske, eksperimentere med og formulere logiske resonnement ved hjelp av geometriske idear og gjere greie for geometriske forhold som har særleg mykje å seie i teknologi, kunst og arkitektur

Måling:

Mål for opplæringa er at eleven skal kunne:

• gjere overslag over og berekne lengd, omkrins, vinkel, areal, overflate, volum…

(LK 06)

Google Sketchup har mulighet for å skrive ut i 3D, noe som kanskje kan føre til ny tenkning i samarbeid med Kunst- og håndtverk-faget.

Undervisningsopplegg

Når man skal lage et undervisningsopplegg har læreren to valg. Hun kan velge å veilede elevene steg for steg slik at alle bygger den modellen, eller så kan hun velge å la elevene utforske selv. For elevene kan utbyttet fra disse to typene undervisning bli ulik. Vi har laget en oversikt over fordeler og ulemper ved veiledenede og utforskende undervisning dersom læreren ønsker at elevene skal lære å bruke Sketchup.

Ettersom en utforskende undervisningsmetode vil gi elevene en bedre forståelse av, ikke bare hva de gjør men også hvorfor de gjør det , er det en slik undervisningsøkt vi ønsker å beskrive. Vi ønsker å poengtere at dette bare er et eksempel på et undervisningsopplegg, og at undervisningen kan foregå på mange ulike måter.

Læreren kan begynne timen med å beskrive hva hun ønsker at elevene skal gjøre. For eksempel kan hun få elevene til å bygge en geometrisk tredimensjonal figur og brette ut denne for å se hvordan den vil se ut dersom man bretter den ut (se eksempel ved prosjekt nummer 5 fra toppen, på dette nettstedet). Her er det ikke ønskelig at læreren gir elevene denne fremgangsmåten da dette vil føre til en lærerveiledet undervisning. Læreren kan heller bare beskriver hva hun ønsker at elevene skal gjøre. For eksempel kan hun vise et bilde som vist nedenfor.

Hun kan vise elevene hvordan man kan finne tutorials eller “computer-assisted instructions” på nett. Tutorials er hjelpemidler (gjerne videoer) som beskriver og viser fremgangsmåter i ulike dataprogrammer.

Kaput (1992, s. 519) forklarer at det er viktig at læreren har et fokus på valg av tutorials. Derfor må også læreren beskrive viktigheten med valg av tutorials når hun legger fram oppgaven, slik at elevene velger tutorials som er relevante for det de skal gjøre.

Læreren kan velge om elevene skal være i grupper eller om de skal arbeide individuelt. Når dette valget tas må det tas hensyn til antallet PC-er ut i fra antallet elever. Når dette er gjort kan elevene få prøve og feile selv. Læreren må være til stede som veileder og for å hjelpe til ved eventuelle spørsmål, men det viktigste er at elevene gjør det selv (eller i grupper).

Når læreren skal legge opp til en slik type undervisning er det selvfølgelig viktig at hun kan programmet godt selv. Hun må sette seg inn i de ulike funksjonene som programmet tilbyr, før hun kan begynne å lære det til elevene. Læreren trenger selvfølgelig ikke å lære seg alt, men ha en grunnforståelse av programmet og ha prøvd en del selv først. Denne typen undervisning gjør at læreplanmålene (som er beskrevet på side 3) blir dekket.

Dersom læreren ønsker å gjøre undervisningen tverrfaglig, kan hun la elevene rekonstruere ulike historiske bygninger i byen de bor i. Elevene kan gå ut å måle byggene, for så å rekonstruere byggene så nøyaktig som mulig ved bruk av Sketchup. Da kan både samfunnsfag og kunst og håndstverk trekkes inn i undervisningen. I et slikt undervisningsopplegg kan det være greit at elevene har fått prøvd programmet først (eller at man tar litt tid til å se på programmet før man begynner med selve oppgaven) da det å bygge et helt hus kan være litt utfordrende. Også denne undervisningen treffer læreplanmålene (som beskrevet på side 3).

Oppsummering

Modelleringsprogrammet Sketchup kan være relevant å bruke i matematikkundervisning, spesielt når elevene skal arbeide med to og tredimensjonale figurer og geometri. Programmet er relevant i visse tema innenfor matematikken, først og fremst i geometri og måling. Det er også gode muligheter til å bruke dette programmet til å skape tverrfaglige opplegg, spesielt i tilknytning til kunst og håndverk og samfunnsfag. Dersom man ønsker å bruke Sketchup i undervisningen er det viktig at læreren forstår programmet godt, og har satt seg inn i de ulike funksjonene. Uten dette kan ikke læreren være den veilederen som det forventes at hun er i en slik type undervisning.

Kilder

Fleron, Julian F. (2009) Google Sketchup: A Powerful Tool for Teaching, Learning and Applying Geometry, Westfield State College: Westfield.

Goldenberg, E, P. (2000) Thinking (and talking) aout tehcnology in math classrooms, Education Development Center, Inc.

Kaput, J. J. (1992). Technology and mathematics education. In D. Grouws (Ed.), Handbook of research on mathematics teaching and learning (pp. 515–556). New York: Macmillan Publishing Company.

ProcessFlows (2013) Hentet 3. februar 2015 fra http://www.softwareparadise.co.uk/blog/whats-new-in-Sketchup-pro-2013/

Skemp; R. R. (1976). Relational understanding and instrumental understanding. Mathematics Teaching, National Council of Teachers and Mathematics.

Utdanningsdirektoratet. (2015). Læreplan I matematikk fellesfag. Kompetansemål.