Et forskningsprosjekt om teknologi og design i skolen

Er teknologi og design egnet som arena for motivasjon og læring i NMT-fagene, eller representerer det et eget fagfelt? Hva slags kunnskap bruker elevene når de arbeider med praktiske prosjekter i teknologi og design? Gjør de bruk av teorikunnskap fra NMT-fagene, eller kan vi identifisere en mer genuint teknologisk kunnskap som elever bruker og utvikler i arbeid med prosjekter i teknologi og design? Dette prøver vi å finne ut av i et forskningsprosjekt om teknologi og design ved Høgskolen i Finnmark og NTNU.

Et 4-årig forskningsprosjekt

Ved innføringen av Kunnskapsløftet ble teknologi og design innført som et tverrfaglig emne i naturfag, matematikk og kunst og håndverk. Når det ikke ble et eget fag, var noe av begrunnelsen at praktiske teknologiprosjekter gir en unik mulighet for å arbeide med MNT-fagene i motiverende og kreative sammenhenger og illustrere disse fagenes relevans i samfunnet, arbeidslivet og i hverdagen. Det fins imidlertid lite kunnskap om hvordan fagfeltet fungerer som tverrfaglig læringsarena i skolen og hvilke typer kunnskaper det involverer.

I forskningsprosjektet Teknologi og design som en kompetanseskaper for en fremtid i nord samarbeider forskere ved Høgskolen i Finnmark og NTNU om å øke kunnskapen om hva teknologi og design kan bidra med i skolen. Prosjektet er klasseromsbasert og gjennomføres i samarbeid med lærere på fem utvalgte skoler i Finnmark.

Vi har utviklet fire ulike elevprosjekter som presenteres på de neste sidene. Disse prosjektene er tverrfaglige og i tråd med læreplanen, men har tyngdepunkt i ulike fag. I gjennomføringen på skolene filmet vi klassen og utvalgte elevgrupper gjennom hele prosjektperioden. I det følgende presenterer vi noen hovedtrekk av hva vi fant i dette materialet.

Utvikling av drillsystem for en oljeplattform ved bruk av Lego. Utvikling av drillsystem for en oljeplattform ved bruk av Lego.

Teknologi og design engasjerer!

Det er åpenbart at arbeid med et større, praktisk prosjekt er engasjerende og motiverende for elevene. Mange lesere av Naturfag vil kjenne igjen dette: Elever som ofte ellers er likegyldige til eller presterer svakt innenfor skolens tradisjonelle fag blomstrer opp og får utløp for kunnskaper, ferdigheter og skaperevne i prosjekter i teknologi og design. Elever som ellers vil bort fra skolearbeidet så fort det er mulig spør om de kan få ta med seg materialer og arbeide videre med prosjektet hjemme. Elever gjør på eget initiativ avtaler med vaktmesteren for å få tilgang til skolebygningen etter skoletid. Også foreldre gav uttrykk for at de syntes skolen endelig tok seg til noe nyttig!

Det å skape noe selv og i samarbeid med andre er motiverende. Dette kan ha en smitteeffekt og gi elevene et mer positivt forhold til skolen mer generelt. Imidlertid synes det ikke fra vårt materiale at elevene nødvendigvis blir mer motivert for det tradisjonelle innholdet i matematikk og naturfag av å ha teknologiprosjekter; det er prosjektet i seg selv og arbeidsmåtene der som motiverer.

Faglige begreper i prosjektene

Gjennom analyse av videomaterialet finner vi relativt liten bruk av tradisjonelle faglige begreper fra matematikk og naturfag i samtaler mellom elever og mellom lærer og elever. Ofte skyldes dette at den teoretiske kunnskapen ikke er nødvendig for å løse oppgaven. For eksempel krever sammenkopling av lyspærene som skulle lyse opp bymodellen, se side 19, praktisk kunnskap og ferdigheter snarere enn innsikt i begreper som strøm og spenning. Hvis prosjektet skulle utvikle elevenes kunnskap om elektrisitet, måtte koplingene som skulle gjøres ha flere frihetsgrader og forutsette en mer inngående innsikt i elektriske kretser.

Et eksempel hvor kunnskap fra MNT-fag, i dette tilfelle matematikk, faktisk ble brukt, er når elevene i det samme prosjektet skal beregne størrelser på landskapsformer og bygninger i sin modell av byen de bor i. Elevene arbeider aktivt med målestokk, og beregner størrelsen på de ulike delene av modellen med utgangspunkt i et kart over byen. Dette kontrollerer de så mot avstander i virkeligheten. Årsaken til at matematikk ble godt integrert her, er trolig en kombinasjon av nødvendighet og relevant nivå. Å håndtere målestokk ble en nødvendighet for at ulike deler av bymodellen skulle passe sammen. Videre var matematikken som behøvdes på et nivå som var oppnåelig, men likevel utfordrende for elevene.

Imidlertid ble utfordringen etter hvert kompleks for elevene siden de arbeidet med målestokk på en mangekant. En av elevene kom da opp med en annen og mer effektiv løsning. Ved hjelp av en overheadprosjektør projiserte de bildet av kartet på sponplata som modellen skulle bygges på. Dermed kunne de forstørre mangekanten akkurat så mye de ville uten å gjøre beregninger med målestokk. Utfordringen var løst, men på en praktisk og langt mer effektiv måte.

Eksemplet er typisk for teknologi som virksomhet. Hensikten er her å finne praktiske og gjennomførbare løsninger for det en vil skape. Teoretisk kunnskap fra andre fagfelt kan være relevant og kan inngå indirekte som ved at prinsippet om målestokk er ”innebygd” i overheadprosjektøren. Men denne kunnskapen er verken utgangspunktet eller målet for arbeid i teknologi og design.

Elevene tar i bruk prosjektør for å forstørre opp kartet til bymodellen. Elevene tar i bruk prosjektør for å forstørre opp kartet til bymodellen.

Teknologisk kunnskap i prosjektene

At vi finner matematisk og naturfaglig kunnskap lite representert i teknologiprosjektene betyr ikke at elevene ikke lærer noe eller gjør bruk av kunnskap. Å ta i bruk overheadprosjektøren for å løse målestokkproblemet i eksemplet ovenfor krever kunnskap om hva prosjektøren gjør snarere enn hvordan den gjør det, og dessuten kreativitet til å se hvordan dette kan utnyttes i den utfordringen de står overfor. Dette er en form for teknologisk kunnskap.

Et annet eksempel finner vi i prosjektet om oljeboring, se side 21, hvor elevene skal utvikle en mekanisme som løfter og senker boreinnretningen. Her er det et bestemt operasjonelt prinsipp (den bærende ideen for konstruksjonen) som er nærliggende som teknisk løsning, men elevene finner i liten grad fram til dette på egen hånd. Det operasjonelle prinsippet er teknologisk kunnskap, utviklet av eksperter over lang tid, og som elevene bør presenteres for som et utgangspunkt. Når de har prinsippet på plass, kan elevene imidlertid være kreative og utforskende i å finne en konfigurasjon for den tekniske løsningen, det vil si hvordan komponentene skal settes sammen for å samvirke optimalt. Teknologiprosjekter som har et gitt operasjonelt prinsipp, bør altså ha noen frihetsgrader når det gjelder konfigurasjon for at elevene skal kunne bruke sin egen kreativitet i å utforme løsninger, men vi skal ikke forvente at de finner opp hjulet på nytt.

Konklusjon: Teknologi og design på egne premisser

Gjennom forskningsprosjektet finner vi at teknologi og design har en potensiell verdi i skolen, ikke bare som motivasjonsskaper, men også for å utvikle elevenes kunnskap. Denne kunnskapen er imidlertid av mer genuin teknologisk karakter enn realfaglig. Vi vil derfor hevde at teknologi og design har en berettigelse i skolen, men ikke bare med utgangspunkt i at det skal danne en læringsarena for matematikk og naturfag. Hvis vi ønsker at teoristoff fra MNTfagene skal inngå i prosjekter i teknologi og design, er det viktig å nøye vurdere hvordan dette fagstoffet kan framstå som både nødvendig og på riktig nivå. Det kan være nyttig å undervise dette i egne teoriøkter, som gir mulighet til å fordype seg i fagstoff som kan relateres til, men ikke strengt tatt er nødvendig for å lykkes med prosjektet. Dette gir i sin tur rom for å arbeide dypere med genuint teknologisk kunnskap i prosjekter i teknologi og design.