Engineering som arbejdsform

I naturfag på erhvervsuddannelserne skal eleverne lære at arbejde med naturvidenskabelige arbejdsmetoder og tankegang. Det sker gennem løsning af konkrete erhvervs- og almenfaglige problemstillinger.

Engineering er en arbejdsform, der egner sig til naturfagsundervisningen, da den understøtter formulering, undersøgelse og formidling af naturvidenskabelige og virkelighedsnære problemstillinger. Nedenfor finder du forslag til, hvordan modellen kan bruges i undervisningen.
 

Planlægning / overvejelser

I Engineering Design Processen præsenteres problemstillingen gennem en autentisk narrativ for at begrunde, at ”nogen” efterspørger en løsning på problemet (Se figur nedenfor).

Derfor kan det være en god ide at invitere en aktør ind i undervisningen, som kan præsentere en autentisk problemstilling, og sætte nogle krav for dens løsning. Det kan være med til at skærpe elevernes kreativitet og innovative kraft. Alternativt kan en problemstilling fra elevernes praktikforløb bringes i spil, eller læreren kan præsentere en autentisk erhvervsfaglig problemstilling.

For at forstå udfordringen i den valgte problemstilling, skal eleverne starte med et analysere problemet. Derefter skal de formulere krav til en løsning, og de skal beslutte, hvordan de trinvis og i fællesskab vil arbejde sig frem mod en løsning, der opfylder kravene.

I planlægningen kan læreren bruge frihedsgradsskemaet som inspiration til hvor struktureret, guidet eller åbent de forskellige delprocesser i EDP-modellen skal tilrettelægges for eleverne. 

Om Engineering Design Processen (EDP)

Figuren nedenfor viser Engineering Design Processen med syv delprocesser. To delprocesser: ”Forstå udfordringen” og ”Præsentere”, er fremhævet. I ”Forstå udfordringen” sætter læreren elevgrupperne i gang med arbejdet. I ”Præsentere” fremlægger elevgrupperne deres løsninger for resten af klassen.

© Projekt Engineering i Skolen: Et samarbejde mellem Engineer the Future, Naturvidenskabernes Hus, Astra og VIA University College

Se den interaktive model på astra.dk/engineering/proces

Faglig viden skal bringes i spil

Erfaringerne viser, at elever sjældent af sig selv bringer viden i spil, som de har lært i faget, når de laver praktisk problemløsning. Både i planlægningen og gennemførelsen af engineering-aktiviteter bør man som lærer fastholde dette aspekt.  

Når eleverne er i gang med at få ideer, kan man med fordel samtidig lade dem drøfte: ” Hvad har vi af relevant viden fra faget, som kan bruges til at skabe en god løsning?” eller afklare: ”Hvad har vi brug for at få undersøgt i laboratoriet eller læse os frem til?”. Det vil også være relevant at holde eleverne fast på, at forbedringer bør ske med brug af faglig viden. Det kan desuden være motiverende at inddrage elevernes viden fra evt. praktikforløb eller uddannelsesspecifikke fag.

Gennemførelse

Der er ikke angivet en rækkefølge for elevernes arbejde med delprocesserne. Erfaringerne fra udvikling af EDP-modellen viser, at elever sjældent gør tingene i én bestemt rækkefølge. I tilrettelæggelsen af et engineering-forløb, er det alligevel nyttigt at tænke i en overordnet progression efter sekvensen:

• Forstå udfordringen: Læreren præsenterer udfordringen. Elevgrupper og lærer bliver enige om mål, rammer og vurderingskriterier for det kommende arbejde. Grupperne beskriver udfordringen med egne ord.
• Få idéer: Elevgrupperne forhandler og vælger ideer, de vil gå videre med.
• Undersøge: Elevgrupperne kortlægger relevant viden, de vil få brug for. De skaffer og tilegner sig viden. Undersøgelse skal forstås bredt, men det omfatter strukturerede undersøgelser i laboratoriet, i samfundet eller naturen af relevans for et godt løsningsdesign.
• Konkretisere: Elevgrupperne konkretiserer, skitserer og vælger materialer til den konkrete ide. De planlægger det videre arbejde og fordeler opgaverne.
• Konstruere: Elevgrupperne virkeliggør deres ide til prototype med valgte materialer og redskaber.
• Forbedre: Elevgrupperne tester, evaluerer og forbedrer prototypen; og udvikler den til deres løsning
• Præsentere: Elevgrupperne præsenterer løsning, overvejelser om designprocessen og valg truffet undervejs

Evaluering og refleksion

Det vil være vigtigt, at projektet afrundes på en synlig måde, så resultatet af elevernes arbejde bliver belyst gennem en eller anden form for præsentation. Gerne med en autentisk bedømmelse fra en faglig ekspert, der ikke har deltaget, men kommenterer løsningen på dens egne præmisser.

Slutevalueringen bør også omfatte, hvor godt elevernes løsningsmodel og arbejdsproces lever op til kriterier, som eleverne har fået oplyst sammen med problemstillingen i optakten.

Evalueringsrubric kan bruges til at bedømme eleverne på engineeringdelkompetence. Evalueringen behøver dermed ikke at foregå med afsæt i produktet.

En udfoldet beskrivelse af engineering som pædagogisk tilgang samt forløb og aktiviteter findes på www.astra.dk/engineering. 

Kreditering

Af Martin Sillasen, Docent i naturfagsdidaktik, VIA University College