Hvordan renses vannet til en landsby på fjellet? Hvordan kvitter Australia seg med invaderende padder? Og hvordan sikres et høyhus mot jordskjelv? Denne typen oppgaver har 60 millioner amerikanske skolebarn blitt presentert for i løpet av de siste 12 årene, og kanskje er dette også framtiden for skolebarn.
Hvis flere barn skal bli interessert i ingeniørfaget, er undervisningsformen ‘Engineering’ i grunnskolen kanskje veien å gå. Her må barn løse oppgaver i den fysiske verdenen, hvor det ikke alltid er ett korrekt svar.
En av initiativtagerne bak utviklingen av undervisningsprinsippet ‘Engineering’ – amerikanske Christine M. Cunningham – var i april på naturfagskonferansen ‘Big Bang 2018’ i Odense i Danmark for å fortelle om Engineering, og hvordan det kan integreres i grunnskolen.
Mange vil kanskje kunne kjenne igjen innfallsvinkler for å løse oppgaver fra introduksjonen til ingeniørutdannelsen: I mer eller mindre tilfeldig sammensatte grupper som skulle bygge broer av ispinner og piperensere, eller konstruerer olabiler av en bunke materialer som kanskje inneholdt et par hjul, men ellers ikke hadde mye med et kjøretøy å gjøre.
Og så må de finne løsninger på problemer hvor resultatet ikke er gitt på forhånd.
- Les også: Dette er ingeniør-utdanningene som lønner seg nå (TU Ekstra)
Praktiske løsninger på praktiske problemer
Ideen er derfor at framtidens ingeniørstudenter allerede fra de laveste trinnene i grunnskolen skal bli forberedt på å gå inn i faget med en utviklet evne til – i tett samarbeid med andre kreative hjerner – å finne gode praktiske løsninger på praktiske problemer.
Men hvorfor er det i det hele tatt viktig at vi interesserer oss for barns ingeniørkunnskaper?
– Barn er helt grunnleggende interessert i Engineering. Bare se på hvordan helt små barn går i gang med å konstruere: De bygger sandslott, og de setter sammen klosser. De har en helt naturlig kreativitet. Men den fremmes ikke i skolen. Det blir riktig nok fokusert på naturvitenskap, men det skjer med en bås-tankegang. I framtiden har vi bruk for problemløsere som er i stand til å bruke de dataene og de informasjonene som er til rådighet fra mange forskjellige områder, for å finne nye løsninger, forteller Christine M. Cunningham.
- Livbåtkroker både redder og tar liv: En ny norsk oppfinnelse kan løse problemet
Testet på 60 millioner barn
Derfor har hun i samarbeid med en rekke amerikanske kunnskapsinstitusjoner og bedrifter bygd opp et undervisningssystem der hovedpoenget er å motivere skolebarn til å interessere seg for naturvitenskap og ingeniør-teknologi. Faglærere har blitt undervist i prinsippene, og undervisningsmateriale kan bestilles hos bedriften ‘Engineering is Elementary’.
Det er spesielt den bås-læringen som til vanlig foregår i skolene, som Engineering utfordrer: Vi lærer matematikk i matematikktimene, språk i språktimene og så videre.
– Men barn ser jo verden i et mye større perspektiv og er veldig flinke til å stille spørsmål. Så hva om de oppgavene vi stiller dem ikke alltid har et helt konkret svar? I stedet må elevene finne den beste løsningen, sier hun og gir som eksempel en oppgave der elevene skal finne en løsning på hvordan en levende plante best kan transporteres over lange strekninger:
– Elevene må forstå plantens struktur og behov for å kunne konstruere en transportkasse. Hvis de deretter kommer på skolen mandag og oppdager at planten ikke har overlevd helga i kassen, er det nok noe feil med konstruksjonen deres, og så må de prøve på nytt, forklarer hun.
- Ikke alle karriereløp må ende på topp: I dette norske selskapet kan ansatte gjøre karriere «sidelengs» og likevel tjene like mye som sjefene
Hva med de faglige kunnskapene?
Men risikerer vi ikke at elevene går glipp av konkrete faglige kunnskaper og ikke får lært den grunnleggende teorien?
– Nei, det er ikke vår erfaring. For når barnene støter på et problem hvor det for eksempel er nødvendig å forstå et matematisk eller et fysisk problem, må de selvfølgelig lære teorien og forstå detaljene. Det kan for eksempel være at de skal utvikle løsninger på grønn energi og deretter oppdager at det er bruk for litt konkret fysisk teori. Når så teorien er på plass, kan de igjen ta et skritt tilbake og se på det store bildet. Det er dermed noe som motiverer. Når vi ser på ingeniørutdannelsene, er det vår erfaring fra USA at vi mistet for mange studenter, fordi det var for mye ren teori i begynnelsen av utdannelsen som ikke ble realisert praktisk.
Christine Cunningham forklarer at den måten Engineering har blitt utviklet på i USA, konsentrerer seg om to delkonsepter. Det første går på at elevene skal inn og ha fysisk kontakt med prosjektet. Det innebærer helt konkret at hendene skal brukes, og det skal bygges og konstrueres noe i den virkelige verden. Det handler grunnleggende om å forstå materialer, og hva de kan:
– Vi voksne vet godt at det er forskjell på ulike materialer, men det vet ikke barn, og spesielt ikke på de laveste klassetrinnene. De må få det i hendene og selv merke forskjellen. Det er helt likegyldig om en bro er rød eller blå – det handler om å bygge den og oppleve den, sier hun.
- Oljeutdannelse vil lønne seg igjen: - Kommer til å bli mangel på folk (TU Ekstra)
Løsningens faser
Det andre konseptet handler om at elevene må lære seg å dele opp hele løsningsprosessen i forskjellige faser, og være i stand til å gå fram og tilbake mellom de forskjellige fasene. Det kan for eksempel være en fase der det konstrueres, og en fase hvor det undersøkes nye muligheter, eller hvor en idé konkretiseres:
– I de laveste klassetrinnene er elevene kanskje ikke i stand til å ha oversikt over flere enn fem prosesstrinn, i de mellomste klassetrinnene er det kanskje åtte prosesstrinn og en del flere på videregående skole. Faktisk har vi opplevd at barn i førskolealder kan jobbe med konseptet hvis det ikke er flere enn tre prosesstrinn.
Kan det ikke bli litt forvirrende for noen elever at det ikke er ett enkelt korrekt svar, som når de løser en matematisk oppgave eller et fysikkforsøk? Og hva med de elevene som ikke har det så lett med boklig lærdom, eller har vansker med å sitte stille?
– Vi ser at det tradisjonelle hierarkiet i klassene ofte går i oppløsning. For det er ikke alltid de elevene som er gode til å løse konkrete oppgaver som også er best til å løse Engineering-oppgaver. De kan faktisk få problemer, fordi det ikke alltid er ett konkret svar. På den andre siden kan noen av de elevene som opplever og lærer gjennom hendene sine, plutselig se at de har noe å bidra med: ‘Fy søren! Sier du at det ikke bare er ett svar, og at jeg kan prøve meg fram?’ Det kan virke veldig motiverende for elever som ikke nødvendigvis har sett på seg selv som best i klassen.
- Velg tradisjonelt: Disse utdanningene trengs til det grønne skiftet (TU Ekstra)
Alle elever skal aktiveres
Derfor jobber Christine Cunningham også med å utvikle undervisningsmaterialer som ikke bare er rettet mot en bestemt gruppe barn:
– Det er ofte enkelt å utvikle ting som er veldig gutteorienterte – altså noe som skal fly, støye, eller som kan rase sammen. Men vi prøver å stille spørsmålene slik at alle elevene blir aktivert. Jenter er for eksempel mer orientert mot å hjelpe andre mennesker og dyr. Så en oppgave kan for eksempel være hvordan vi best mulig får nødhjelp fram til et område. Eller hvordan elektronikk kan utvikles til et høreapparat i stedet for en alarm.
Hvorfor oppretter dere ikke bare en privatskole hvor elevene kan bli undervist etter metoden deres?
– Dette handler ikke om at vi bare skal kaste ut alt det vi kjenner fra før. Grunnleggende handler dette om å gjøre barn interessert i naturvitenskap, og derfor mener jeg at vi må inn i de skolene som vi allerede har. Men vi opplever også at mange lærere føler seg usikre overfor den nye metoden. Det var jo normalt de som hadde svaret på oppgaven – men med Engineering-oppgaver er det ikke alltid et klart svar.
Artikkelen ble først publisert på Ingeniøren.dk
- Flygerne hadde 100 meter rullebane å gå på: Måtte nødlande med eksplodert motor og 469 ombord
