(Konkretisering – Læreplan fra og med høsten 2020)

Krav ut i fra læreplanen:

Kompetansemål etter elektroniske kretser og nettverk (197 t)
Mål for opplæringen er at eleven skal kunne

• planlegge, bygge, programmere og dokumentere et produkt bestående av mikrokontroller, relevante sensorer og aktuatorer for å oppnå ønsket virkemåte
• installere maskinvare og programvare i en datamaskin ut fra leverandørenes dokumentasjon, gjøre rede for maskinvarens oppgaver, egenskaper og spesifikasjoner og dokumentere systemet etter utført installasjon.
• planlegge, montere, konfigurere og dokumentere et mindre datanettverk med internett-tilkobling, uføre relevante målinger, forklare hvilken rolle komponentene har i nettverket og redegjøre for enkle tiltak for å sikre nettverket
• planlegge, koble og dokumentere en strømforsyning med lineær spenningsregulator og gjøre rede for strømforsyningens virkemåte
• gjennomføre risikovurdering og utføre arbeidet i overensstemmelse med rutiner for el- og IKT-sikkerhet og HMS
• utføre arbeidet fagmessig i henhold til relevante forskrifter, montasje- og installasjonsanvisninger og ved å bruke riktig håndverktøy og maskiner
• velge og bruke riktige instrument for å utføre målinger på datateknologiske system, datanettverk og elektroniske kretser, gjøre beregninger og vurdere måleresultatet opp mot beregnede verdier
• vurdere kvalitet på eget arbeid og vurdere forbedringspotensial
• håndtere avfall etter utført arbeid på en miljømessig riktig måte og kunne drøfte produkters miljøpåvirkning

Praktisk gjennomføring – Konkretisering:

Prinsipper:

Ut i fra prinsippene for dybdelæring og en målsetting om at elevene skal oppnå en forholdsvis større grad av helhetsforståelse og faglig selvstendighet. Det vil i den sammenheng kanskje være både nødvendig, hensiktsmessig og fornuftig å se de to studieretningfagene i sammenheng med hverandre, slik at mye av det som går på «utdyping og dybdelæring» blir liggende i faget «elektroniske kretser og nettverk».

Gjennomføring:

Komponenter:

• Resistor
• Spole
• Kondensator
• Diode
• Transistor
• Operasjonsforsterker
• Mikrokontroller
• Mikroprosessor

Mikrokontroller/Microprosessor:

• Micro:bit (Microkontroller)
• Arduiono(Mikrokontroller)
• PC og Rasberry PI (Mikroprosessor.)

Programmering:

• Python
• C
• C++

Opplæring i programmering bør skje både ved bruk av tradisjonelt IDE og ved bruk av de forenklede grensenittene som følger med mikrokontrollere som Micro:Bit og Arduino.

Operativsystemer:

• Windows
• Linux

Datakommunikasjon:

• TCP/IP
• NAT/Router
• klient/server systemer
• Kablet nettverk
• Trådløst nettverk

IoT – Internet of Things

Realistiske modeller bygges opp ved hjelp av:

• Rasberry PI
• PC
• Eventuelt PLS

Disse 6 første undervisningtemaene bør ikke undervises «hver for seg». Dette vil for det første ta alt for lang tid slik at man ikke kan rekke gjennom lærestoffet. For det annet og minst like viktig, så vil en undervisning basert på at «tingene skal læres hver for seg» medføre et alt for høyt «abstraksonsnivå» slik at ganske mange elever vil «falle fra i forståelsen av lærestoffet».

Hvis man der i mot gjennomfører opplæringen med utgangspunkt i «praksis», nærmere bestemt først og fremst de «kittene» som følger med Micro:Bit, Arduino og Rasberry PI, så vil man først kunne gjennomføre forholdvis store tverrfaglige prosjekter, der elevene kan få et innblikk i hvordan tingene kan fungere ut i fra en meningsfull helhet, og der i fra så kan man «dykke ned i detaljene» og gjøre oppdagelser av typen «å ja dette er en transistor, den har tre bein, den kan forsterke signalet, osv».

Ved å arbeide på denne måten der det hele dreier seg om «å lære seg» og ikke «å bli lært», slik at man kan holde på med noe «som er kult». Ref konstruktivistisk og sosial konstruktivistisk læringsteori og spesialt Paulo Freire og «eierskap til egen undervisning» slik at undervisningen ikke handler om «det som læreren underviser» men om «det som vi holder på med i klasserommet».

Strømforsyning.

Her står det nevnt spesielt i læreplanen at eleven skal lære seg «detaljene rundt en stømforsyning med en viss dybde». Dette prinsippet bør gå igjen i de aller fleste sammenhenger i forbindelse med gjennomføringen av dette faget. I denne sammenheng så bør det for eskempel kanskje være naturlig at elevene får bygge opp en stabilisert strømforsyning og erfare hvordan denne virker, og så i ettertid gjennomføre et lite «dypdykk» i hvordan strømforsyningen fungerer rent teknisk.

Styresystemer.

Utvikling og bygging av styringssystemer inngår ikke som noe selvstendig mål i faget «elektroniske kretser og nettverk» men hvis man ser dette faget i sammenheng med faget «elenergisystemer og styringssystemer» så vil det være naturlig at man utvikler og bygger styressystemer og IoT systemer (Internet of Things) som er basert på mikrokontroller/mikroprosessor/programmering som kan brukes innenfor det annet fag «elenergi og styresystemer». På denne måten bør det opprettes en tverrfaglig helhet mellom det som tidligere var tre adskilte fag.

Alarmsystemer.

Alarmsystemer står ikke lengre på den nye læreplanen. Som en del av «konseptet» rundt «dybdelæring» så vil det kanskje kunne være av stor verdi om elevene kan få utvikle og bygge opp sine egne alarmsystemer basert på programmering av microkontollere og bruk av elektroniske komponenter. Dette alarmsystemet vil så også for eksempel kunne uvikles til å kunne kobles opp mot Internett slik at det blir en del av IoT.

Telefonisystemer.

Telefonisystemer er også tatt ut av læreplanen som selvstendig læreplanmål. Tradisjonelle kablede telefonisystemer er noe som i dag brukes mindre og mindre, og stort sett så er det slik at så vel «fastlinje-telefoni» og «mobiltelefoni» er basert på bruk av «IP-Telefoni». Det ville være relevant for helheten og for forståelsen av dagens telefonisystemer om elevene kunne få sette opp og ta i bruk en IP-Telefoni server. (Utstyr: Gammel PC som server + OpenSource programvare + elevenes egne PC’er som «telefonapparater» eller «klienter»)

PC-Systemer

Her vil det kanskje være «rimelig og relevant» å gjennomføre et lite «dypdykk» i elevenes egne PC’er, samt også å kasnkje å installere og sette i drift noen Linux servere for eksempel i tilknytning til tverrfaglige IoT prosjekter.

Regelverk

• Ekomloven
• Ekomforskriften
• Normer (NEK 700)