Danmarks Fysik- og Kemilærerforening
Didaktik Natur/Teknologi Undervisningsmateriale

Engineering træner elevers samarbejde og innovative kompetencer på tværs af uddannelser

UDBLIK – beretninger fra personer, der har fået støtte fra Lindersdorf Rejsefond

Af Martin Krabbe Sillasen, VIA Universcity CollegeFK01 2018 10 5

Kan engineering som arbejdsmetode anvendes på flere forskellige uddannelser? Hvad lærer elever, når de arbejder med engineering -design processer på fx STX, HF og erhvervsuddannelser?

På en studietur til Boston i USA deltager jeg i en engineering workshop på Tufts University med 25 danske unge mennesker, som interesserer sig for naturvidenskab og teknologi.  De unge mennesker har fået rejselegater af Familien Hede Nielsens Fond og Insero-f Fonden i Horsens, som de udbyder hvert år til elever fra gymnasier og erhvervsskoler i Vejle og Horsens. Det er tredje år fondene sender et hold til Boston. Formålet med turen er at inspirere de unge mennesker med forskellige måder at arbejde med naturvidenskab og teknologi. De besøger bl.a. danske studerende på Massachusetts Institute of Technology, Harvard University og et,udviklingscenter der hedder Artisan Asylum. Den dag hvor jeg er med, besøger de Center for Engineering Education and Outreach (CEEO).

 

I dansk skolesammenhæng har CEEO spillet en betydelig rolle for indførelsen af engineering. I 1997 indgik CEEO samarbejde med LEGO om udvikling af LEGOego Mindstorm og Robolab. Et samarbejde som er fortsat over mange år.

Denne onsdag i efterårsferien skal de 25 elever fra bla. Syddansk Erhvervsskole, Learnmark i Horsens, Bygholm Landbrugsskole, Horsens Statsskole, Rødkilde Gymnasium og HF i Horsens selv arbejde med engineering med udgangspunkt i CEEO’s metode.


Hvad er CEEO og engineering?

FK01 2018 10 4Ifølge Elissa Milto, direktør for CEEO’s outreach- aktiviteter, er deres mission at gøre engineering interessant for børn. Eleverne skal lære selv at finde ud af, hvordan de vil løse en autentisk udfordring, som er et problem for nogle mennesker. Det gør eleverne ved at arbejde i en Engineering Design Proces, som i CEEO’s udgave består af følgende arbejdsprocesser: Spørg (Ask), Forestil dig…(Imagine), Planlæg (Plan), Konstruer (Create), Test og kvalificér (Test and Improve), Del viden (Share).

CEEO er meget systematiske med udviklingen af undervisningsmaterialer. Deres udviklingsafdeling undersøger i pilotforløb, hvilke slags udfordringer elever kan arbejde med på forskellige alderstrin. Et eksempel er Novel- engineering som bl.a. indeholder LEGOego- eEngineering opgaver tilpasset 3.- 4.- 5. klasse. I pilotfasen testes opgaverne i op til 10 klasser inden de gøres tilgængelig for andre skoleklasser.

LEGO-dyr med autentiske bevægelser

De danske unge skal bygge dyr med LEGO Mindstorms, som kan lave autentiske bevægelser. Opgaven er helt åben, og det kunne fx være en kylling, der basker med vingerne. De får også at vide, at der om eftermiddagen kommer nogle børn fra den lokale skole, som vil vurdere kvaliteten af dyrene. De danske unge bliver sat tilfældigt sammen, så de kommer til at arbejde sammen på kryds og tværs.

”Susanne” er elev på Bygholm Landbrugsskole arbejder sammen med ”Erik” som går i 3.g på Horsens Statsskole. De har besluttet sig for at konstruere en skildpadde, som kan gå frem og tilbage. ”Når man trykker den på snuden, forsvinder hovedet ind under skjoldet.” siger Susanne.

Hun søgte rejselegatet, fordi hun gerne ville se Harvard Universitet. Umiddelbart har hun svært ved at se, hvad hun lige præcist kan bruge denne LEGOego-opgave til i sin uddannelse. De har arbejdet med projekter på landbrugsuddannelsen. Men for hende er det svært at overføre viden fra engineering-udfordringen til den uddannelse hun er i gang med.

FK01 2018 10 3Erik synes på den anden side, at det er meget hyggeligt at være kreativ med LEGO. ”Det er lidt ligesom at lave juleklip, hvor man sidder og klippe-klistrer.” De lærer ikke så meget nyt naturvidenskab, når de arbejder med Engineering Design Processen. Der er mere fokus på at anvende den viden, man har med hjemmefra. Fx hvordan man programmerer, laver robuste konstruktioner og kraftoverførsel. Han synes også, at de lærer noget om samarbejde og respekt for forskellige fagligheder.

I en anden gruppe er ”Morten” og ”Nick” i gang med at bygge en kylling. Morten blev rigtig glad, da han fik at vide, at han havde fået EngineeringLabs rejselegat. Morten interesserer sig for mange forskellige ting inden for naturvidenskab, og synes det er svært at vælge uddannelsesretning. Han håber, at studieturen kan hjælpe ham til at blive klogere.

Nick går på HF. Han er oprindelig uddannet butiksslagter, men fik en arbejdsskade, som gjorde, at han måtte i gang med en ny uddannelse. ”Det er sjovt at lege med LEGO i Engineering Design Processen med en ny partner hver dag” synes han. ”Det her med at man får få materialer at bygge med på afgrænset tid, og at man så skal få et produkt ud af det, er meget stimulerende. Og så tager man opgaven lidt mere seriøst, fordi der kommer nogle børn, som skal se vores LEGOego-dyr”. Nick kunne godt tænke sig at læse ingeniør, når han engang har taget sin HF-eksamen, Han ved bare ikke hvilken slags ingeniør. Han tror erfaringerne fra denne studietur giver ham indsigt i, hvordan ingeniører arbejder.

Morten og Nick arbejder godt sammen. De får hurtigt konstrueret en prototype-kylling, som de derefter småtester for at videreudvikle deres design. Fx forlænger de fødderne, så kyllingen står mere stabilt, når den strækker halsen fremad. Nick koncentrerer sig mest om at konstruere kyllingen, mens Morten fordyber sig i programmeringen af de forskellige bevægelser, som kyllingen skal lave. Der er god ping- pong i deres samtale, som hele tiden leder til forbedringer. Nabogruppen med ”Chris” og ”Mia” skeler lidt til dem for at aflure gode ideer til deres eget kyllinge-design. Her går samarbejdet lidt mere trægt. Chris og Mia snakker sammen, men samarbejdet er ikke nær så intensivt som Morten og Nicks.

De unge lærer at arbejde sammen på tværs af uddannelser

Ifølge Jannie (hendes rigtige navn), som er gymnasielærer på Rødkilde Gymnasium i fysik og samfundsfag, er studieturen en rigtig god oplevelse for de unge mennesker. Her på CEEO bliver de udfordret på et niveau, som ligger over det de er vandt til fra deres egne uddannelsesinstitutioner. De fleste har ikke prøvet at programmere med LEGO Mindstorms før. De er enkeltfagligt rigtigt stærke og har brug for udfordringer, der styrker deres samarbejdskompetencer. Eleverne har ikke den samme faglighed, fordi de kommer fra forskellige uddannelsesinstitutioner med hver deres uddannelseskultur. De lærer at arbejde sammen på tværs af fagligheder og respektere forskelligheden i et team. Desuden får de også mulighed for at udbygge deres sociale relationer med andre som har samme interesser som dem selv. Det giver et meget stærkt netværk, når de kommer hjem igen.FK01 2018 10 2

Det er en opgave for lærerne, som deltager på studieturen, at italesætte , hvordan eleverne kan bruge erfaringerne fra studieturen til at blive iværksættere på forskellig vis. Filosofien er at skabe et innovativt, socialt, teknologisk og naturfagligt interessefællesskab, som de unge mennesker oplever som inspirerende, og som kan påvirke deres karrierevalg.

EngineeringLab, som planlægger og afvikler turen, har oprettet en Facebookgruppe, hvor deltagerne deler deres oplevelser. De laver små videoklip undervejs i design-processen, som postes på Facebookgruppen. Deltagere fra tidligere år har også adgang til gruppen, og der kommenteres løbende. Anders fra EngineeringLab fortæller, at Facebook-gruppen også bruges til at invitere både nuværende og tidligere deltagere til arrangementer på EngineeringLab. Det kan fx være foredrag, makerspace- arrangementer eller andre former for aktiviteter med et naturfagligt og teknologisk indhold. En væsentlig pointe er, at aktiviteterne kombinerer underholdende og sociale aktiviteter med det faglige.

Jannie kunne godt være inspireret til at anvende engineering og undersøgelsesbaserede arbejdsformer (IBSE) i fysik-undervisningen mere hjemme i sin egen undervisning i Danmark. Men der er for lidt kernefaglighed i forhold til tidsforbruget i disse arbejdsformer. Udfordringen er, at ved eksamen vurderes eleverne kun på deres kernefaglige viden.

Smedelærlinge træner deres kreative tankegang

En del af de 25 unge mennesker kommer fra erhvervsskoler. Fx deltager også et par smedelærlinge fra Learnmark i Horsens. Ifølge smedelæreren Mikkel udfordrer LEGO-engineering opgaverne smedelærlingenes kreative tankegang til at finde på innovative løsninger. Det er rigtig god læring for smedelærlingene, fordi de kommer fra en uddannelseskultur, der er bygget meget op omkring faglige traditioner og en klassisk arbejdsdeling, hvor den erfarne kollega sætter standarden i praksisfællesskabet. ”Engineeringopgaver skaber mulighed for at bryde tankegange. Det er godt, at de (smedelærlingene) bliver tvunget ud i nye tankegange, hvor de bliver udfordret til at tænke ud over deres normale måder at arbejde på”. Han synes, at gymnasieeleverne har bedre undersøgelseskompetencer, mens smedelærlingene tænker mere i faste strukturer. Og når de arbejder sammen opstår der spændende synergier, hvor alle lærer noget af hinanden.

Eleverne vurderer de færdige prototyperFK01 2018 10 1

Tiden går overraskende hurtig. Alle grupperne er blevet færdige med deres robotdyr, og det er tid til at vise dem frem. Eleverne fra den nærliggende skole ankommer. De unge mennesker viser glade og stolte dyrene frem for børnene. Reaktionen er umiddelbar. Først er børnene lidt generte. Men robotdyrenes sjove bevægelser bliver et middel, som skaber kommunikation mellem de danske unge og de amerikanske børn. Efter ½ times leg skal børnene tilbage til skolen, og de danske unge skal ind til Boston Centrum for at spise en velfortjent burger. Næste dag var de på besøg på udviklingsafdelingen på virksomheden IRobot, som producerer robotstøvsugere.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.