Didaktiske refleksjoner om ingeniørfaglig innføringsemne T. Schive, UIT Norges arktiske universitet SAMMENDRAG: Gjennom ny rammeplan fikk norsk ingeniørutdanning høsten 2012 det nye emnet «Innføring i ingeniørfaglig yrkesutøvelse og arbeidsmetoder». Her skal studentene bli kjent med ingeniøryrket og få et helhetsperspektiv på ingeniørfaget. Det er gitt vide rammer for innføringsemnet og det er store variasjoner i emnets form og innhold. Artikkelen presenterer refleksjoner om innføringsemnet i forhold til seks faktorer som har betydning for læring. Disse er rammefaktorer, mål, læreforutsetninger, innhold, læringsaktiviteter og vurdering. Grunnlag for refleksjonene er en gjennomgang av regelverk og av typiske undervisningsopplegg ved norske ingeniørutdanninger. 1 INNLEDNING I 2007 2008 var norsk ingeniørutdanning gjenstand for en omfattende evaluering i regi av NOKUT som avdekket områder hvor det var behov for kvalitetsheving. Blant annet oppfattet arbeidslivet «at de nyutdannede ingeniørenes faglige kompetanse er god og relevant, mens det er mangler i deres ingeniørferdigheter» (NOKUT, 2008). Arbeidslivet pekte altså på forhold knyttet til generelle ingeniørferdigheter i større grad enn spesifikke fagkunnskaper. På bakgrunn av NOKUT-evalueringen og innføringen av nasjonalt kvalifikasjonsrammeverk, satte Kunnskapsdepartementet i gang en bred prosess som munnet ut i ny forskrift om rammeplan for ingeniørutdanning. Rammeplanen ble gjort gjeldende fra og med studentopptaket høsten 2012 og gjelder for alle studieprogrammer som gir bachelorgrad i ingeniørfag. Rammeplanen har innført de to nye fellesemnene innføring i ingeniørfaglig yrkesutøvelse og arbeidsmetoder (innføringsemne) og ingeniørfaglig systemtenking (systememne), som ifølge Rammeplanutvalget (2010) skal bidra til motivasjon, helhetsforståelse og systemtenkning. Viktige årsaker til disse emnene er å øke rekrutteringen til ingeniørstudier, og å forbedre studentenes gjennomføring av studiene. Formålet med innføringsemnet er at studentene allerede på et tidlig tidspunkt i utdanningen skal bli kjent med hva det vil si å være ingeniør og få et innblikk i hvordan ingeniører arbeider. Dessuten skal studentene se ingeniørfaget i en større sammenheng, dvs. få en forståelse av at ingeniørfaget handler om langt mer enn bare teknologi. Emnet favner bredt, men føringene som er gitt er åpne, og det gis stort rom for forskjellige løsninger. Det har vist seg å være en utfordring å finne en form og et innhold på innføringsemnet som fungerer tilfredsstillende, og tre år etter at ny rammeplan trådte i kraft har innføringsemnet ennå ikke gått seg til alle steder. Denne artikkelen presenterer refleksjoner om innføringsemnet med utgangspunkt i den didaktiske relasjonsmodellen. 2 MATERIAL OG METODE Grunnlag for refleksjonene er en gjennomgang av nasjonalt regelverk for ingeniørutdanningen og en gjennomgang av emnebeskrivelser og undervisningsplaner for et utvalg av innføringsemner ved norske høgskoler og universiteter, tre år etter at ny rammeplan trådte i kraft. Det er femten høgskoler og universiteter i Norge som tilbyr ingeniørutdanninger på bachelornivå, foruten forsvarets ingeniørutdanninger. Ingeniørutdanningene har svært forskjellig størrelse, fra Høgskolen i Bergen med mer enn seks hundre ingeniørstudenter per år til Høgskulen i Sogn og Fjordane med omlag tretti ingeniørstudenter per år. Tabell 1 gir en oversikt over institusjoner med ingeniørutdanninger, antall innføringsemner per institusjon og antall studenter som avla eksamen i innføringsemnet i 2013 per institusjon (DBH). Tabellen viser også innhentet dokumentasjon utover emnebeskrivelser.
Tabell 1. Institusjon Antall innf. emner Samlet antall studenter på innf.emnene Dokumentasjon fra 2014 Høgskolen i Buskerud og Vestfold 2 256 Undervisningsplan (Vestfold) Høgskolen i Ålesund 2 150 Undervisningsplaner for automasjon, data, og bygg Høgskolen i Bergen 5 616 Undervisningsplan er for elektro og, kjemi Prosjektinfo for bygg Høgskolen i Gjøvik 2 209 Forelesninger på nett Høgskolen i Narvik 4 295 Undervisningsplan og prosjektinfo Høgskolen i Oslo og Akershus 5 411 Undervisningsplan for kjemi Nettressurser for elektro Høgskolen i Østfold 2 178 Undervisningsplan, fellesfaget Høgskulen i Sogn og Fjordane 1 30 - Høgskolen i Sør-Trøndelag 6 501 Prosjektinformasjon for kjemi og material Undervisningsplan for kjemi, material, data, elektro, maskin og logistikk Høgskolen i Telemark 1 171 Undervisningsplan Høgskolen Stord / Haugesund 1 140 - Norges miljø- og biovitenskapelige 1 - - Universitet Universitetet i Agder 1 362 Forelesninger på nett Universitetet i Stavanger 5 441 Prosjektoppgave for bygg UIT Norges Arktiske Universitet 1 101 Undervisningsplan Emnebeskrivelser på nett er gjennomgått for alle innføringsemner, men fordi emnebeskrivelsene kan være svært generelle, har det vært nødvendig å innhente undervisningsplaner og liknende fra høstsemesteret 2014 for et utvalg innføringsemner. Undervisningsplanene gir vanligvis en detaljert oversikt over undervisningsopplegget uke for uke med en kortfattet beskrivelse av faglig innhold. Dokumentasjonen er supplert med telefonsamtaler og epostkorrespondanse når det har vært behov for avklaringer, og slik kommunikasjon har hovedsakelig rettet seg mot fagpersoner som underviser i innføringsemnet. Det er vanlig at institusjonene har flere varianter av innføringsemnet, enten i form av flere emnekoder eller som parallelle undervisningsopplegg i et felles emne, og til sammen finnes det omlag førti varianter av innføringsemnet i Norge. I noen tilfeller er det praktiske årsaker til at man har flere innføringsemner, f.eks. for å splitte studiepoengsproduksjonen på flere avdelinger eller fordi institusjonen har flere campuser. I alle studieprogrammene framkommer ett emne på ti studiepoeng som programmets innføringsemne, men emnets navn kan variere. Det er ingen studieprogram som har splittet opp innføringsemnet eller slått emnet sammen med andre emner. Innføringsemnet er som regel lagt til første semester. Høgskolene i Bergen, Oslo og Sør-Trøndelag som har høye studenttall, har separate innføringsemner for hvert fagfelt, f.eks. bygg, data, elektro, kjemi og maskin, og disse gjennomføres uavhengig av hverandre. Ved flere høgskoler består innføringsemnet av en fellesdel med generelle tema, og en studieprogramspesifikk del. Mindre ingeniørutdanninger velger gjerne ett felles opplegg ut fra ressurshensyn. Det er en rekke faktorer som er av betydning der hvor læring skal skje, og det finnes ulike modeller som systematiserer disse faktorene. Refleksjonene i denne artikkelen er bygget opp rundt en didaktisk relasjonsmodell (K. Lyngsnes og M. Rismark) hvor faktorer som har betydning for studentenes læring er inndelt i seks kategorier som gjensidig påvirker hverandre. Disse kategoriene er rammefaktorer, mål, læreforutsetninger, innhold, læringsaktiviteter og vurdering. Med rammefaktorer forstås i denne sammenheng regelverket for ingeniørutdanninger mens mål forstås som læringsutbyttebeskrivelser. Enhver læringssituasjon må forholde seg til den som skal lære, og kategorien læreforutsetninger handler om studentene og hvilke forkunnskaper, forventninger og evner de har. Innhold og læringsaktiviteter forstås som henholdsvis faglig innhold og undervisningsmetoder. Vurdering er forhold knyttet til karakterfastsettelse.
3 DIDAKTISKE REFLEKSJONER 3.1 Rammefaktorer Det samlete nasjonale regelverket for norsk ingeniørutdanning består av forskrift om rammeplan, merknader til forskriften og nasjonale retningslinjer som er utgitt av Universitets- og høgskolerådet (2011). Stikkord for rammeplanen er integrert utdanning, som betyr at alle innsatsfaktorer skal sees i sammenheng, helhetlig perspektiv, som betyr at utdanningen må favne langt breiere enn studieprogrammets eget fagfelt, og målstyring, som betyr at studentens læringsutbytte er viktigere enn institusjonenes arbeidsinnsats. Rammeplanen er kortfattet, men den suppleres av de nasjonale retningslinjene som utfyller forskriften på en rekke områder. Innføringsemnet er hovedsakelig beskrevet i de nasjonale retningslinjene. Formålet med emnet er at studentene skal bli kjent med hva det vil si å være ingeniør og et innblikk i hvordan ingeniører arbeider. Dessuten skal studentene se ingeniørfaget i en større sammenheng. Av tema som kan legges inn i emnet nevnes blant annet prosjektarbeid, rapportskriving, etikk og miljø, men føringene er utformet som forslag og eksempler, og institusjonene har fått stort handlingsrom i forhold til egne fortolkninger og prioriteringer. Dette gjenspeiles i stor variasjon i læringsmål, faglig innhold og undervisningsmetoder ved de ulike institusjonene. Retningslinjene er langt tydeligere i forhold til samfunnsfagets plass i ingeniørutdanningen, og det framkommer at ingeniørutdanningen skal inneholde tema som teknologiens og ingeniørens rolle i samfunnsutviklingen, arbeidslivets spilleregler, entreprenørskap, økonomi, prosjektstyring. Samfunnsfag skal integreres i øvrige emner, men innføringsemnet, systememnet og bacheloroppgaven får særlig ansvar for samfunnsfaget i ingeniørutdanningen. 3.2 Mål I tråd med nasjonalt kvalifikasjonsrammeverk formulerer institusjonene studentenes læringsmål i form av læringsutbyttebeskrivelser som inngår i emnebeskrivelsene. De nasjonale retningslinjene inneholder et eksempel på læringsutbytter for innføringsemnet, og disse omfatter tema som ingeniørens rolle i samfunn og arbeidsliv, teknologihistorie, vitenskapelig arbeidsmetode, prosjekt som arbeidsform, studieteknikk, innovasjon, etikk, miljø og kommunikasjon. Det framkommer av emnebeskrivelsene at noen institusjoner har hentet sine læringsutbytter mer eller mindre direkte fra eksempelet, mens andre institusjoner har utarbeidet egne læringsmål som er langt mer spesifikke og med en tydelig orientering mot eget fagfelt. I noen emner er det gjort prioriteringer i forhold til hvilke temaer som skal vektlegges, og dette gir innføringsemnet en tydelig profil. Brei eller smal målformulering får stor betydning for innføringsemnets faglige innhold. 3.3 Læreforutsetninger Ingeniørstudiene har et betydelig innslag av teori, og en del studenter møter på store utfordringer fordi de ikke har de nødvendige faglige forutsetninger, spesielt i forhold til matematikk. Ingeniørstudiene opplever stort frafall og generelt lav studieprogresjon, særlig i første del av studiet, og NOKUTevalueringen trakk fram gjennomstrømning som et område med behov for spesiell innsats. Første studieår er særlig krevende med fag som matematikk og fysikk, og her kan innføringsemnet spille en sentral rolle i forhold til å tilføre motiverende elementer og studentaktiviserende læringsformer som en motvekt til realfagene. Dette vil være særlig fordelaktig for teorisvake studenter. Det anses som en fordel dersom ingeniørstudiene har et visst innslag som er hentet fra studentens eget studieprogram allerede i første semester. Studentene blir kjent med hverandre, og det er motiverende å arbeide innenfor det fagfeltet man faktisk har søkt på. Her kan innføringsemnet benyttes aktivt ved å legge inn studieprogramspesifikt opplegg og innhold. En oppdeling i mindre klasser vil også bidra til at den enkelte student kan følges opp på en tettere måte. Ingeniørstudiene rekrutterer bredt, og i samme klasse kan man ha studenter med rikelig erfaring og studenter som begynner på ingeniørstudiet rett etter videregående skole og som har liten kjennskap til hva det vil si å være ingeniør. Ingeniørfaget kan oppfattes som abstrakt og teoretisk, og man kan ikke ta for gitt at nye studenter har et riktig bilde av hva det vil si å være ingeniør. 3.4 Faglig innhold Det er stor variasjon i innføringsemnenes faglige innhold. I det følgende inndeles det faglige innholdet i to hovedtemaer. Et hovedtema er helhetlig perspektiv på ingeniørfaget og her inngår samfunnsfag, prosjektstyring og prosjektledelse, vitenskapsteori, etikk, miljø og teknologihistorie. Det andre
hovedtemaet er ingeniørarbeid og problemløsning, hvor studentene jobber med typiske ingeniøroppgaver og bruker ingeniørmetoder for å komme fram til tekniske løsninger. En gjennomgang av undervisningsplaner for høstsemesteret 2014 viser at disse to hovedtemaene vektlegges svært forskjellig. I noen emner legges det stor vekt på problemløsning f.eks. gjennom utstrakt bruk av et teknisk dataprogram. For institusjoner som har ett felles undervisningsopplegg må innholdet i innføringsemnet avgrenses til allmenne temaer, og emnet får et betydelig innslag av f.eks. prosjektledelse. Det er en utfordring å finne en god balanse mellom helhetsperspektivet og ingeniørarbeidet. For stort fokus på allmenne tema som prosjektledelse, gruppeprosesser og vitenskapsteori kan oppleves som lite relevant for førsteårsstudenter med få referanser til ingeniøryrket. På den annen side kan en betydelig vektlegging av ingeniørarbeid og problemløsning gi et noe snevert bilde av hva det vil si å være ingeniør. Det er vanskelig å behandle ingeniørarbeid og problemløsning på et allment nivå fordi dette omfatter abstrakte begreper som skaperevne, kreativitet og dømmekraft som det kan være krevende å forholde seg til for førsteårsstudenter. Ingeniørene tilhører en yrkesgruppe som i stor grad relaterer seg til sine fagfelt, og arbeidsoppgavene til en bygg-ingeniør og en dataingeniør er svært forskjellige. Man kan oppnå en mer konkret og realistisk tilnærming til ingeniørarbeid og problemløsning dersom man i stedet tar utgangspunkt i relevante problemstillinger og arbeidsoppgaver, og løser disse ved hjelp av verktøy som hører naturlig til hos det enkelte fagfelt. Det er spesielt i forhold til ingeniørarbeid og problemløsing at det er naturlig med separate opplegg for studieprogrammene. Ved Universitetet i Tromsø er innføringsemnet satt sammen av elektrisitetslære og måleteknikk, teknisk tegning og regneark, regnskap, patentering, prosjektteori, rapportskriving, energi, ingeniørrollen og etikk. Det store antallet temaer medførte at ni faglærere var involvert i undervisningen høstsemesteret 2014. Liknende undervisningsopplegg finner vi hos andre institusjoner. Der hvor innføringsemnet er satt sammen av mange ulike temaer risikerer man at emnet framstår som usammenhengende og fragmentert, og dette kan unngås ved å gjøre tydeligere prioriteringer i det faglige innholdet. I forhold til integrert utdanning som overordnet mål, er det ikke meningen at innføringsemnet skal gis hele ansvaret for samfunnsfaget og helhetsperspektivet i utdanningen. Samfunnsfaget må deles med andre emner, blant annet systememnet mot slutten av studiet. 3.5 Læringsaktiviteter Ferdigheter i prosjektarbeid og samarbeidskompetanse er gjerne uttrykte læringsmål, og innføringsemnene har derfor stort innslag av problembasert læring i form av gruppebasert prosjektarbeid med rapportskriving. Noen prosjektoppgaver er knyttet opp mot helhetsperspektivet og har problemstillinger som skal belyse teknologi i forhold til samfunn, bærekraft eller miljø. Prosjektarbeidet understøttes for eksempel av forelesninger om prosjektledelsesteori, vitenskapelige metoder og miljølære, og i vurderingen legges det vekt på prosjektmetodikk, gruppeprosesser og rapportstruktur. Andre prosjektoppgaver har som formål å vise ingeniørfaglig yrkesutøvelse og arbeidsmetoder i praksis. Prosjektoppgavene tar utgangspunkt i realistiske ingeniørproblem som skal løses på en måte som er relevant for det enkelte studieprogram. Eksempler på slike oppgaver er utvikling av nettsider for datastudenter, planarbeid for bygg-studenter, mekanisk konstruksjon for maskinstudenter, kjemiske forsøk for kjemistudenter og måletekniske prosjekter for studenter innenfor elektro. I denne typen prosjektoppgaver skal studentene komme fram til tekniske løsninger eller resultater, og prosjektmetodikk, gruppeprosesser, rapportskriving, presentasjonsteknikk og perspektivfag integreres der hvor dette er naturlig. Ingeniørprosjekter forutsetter at fagmiljøene lager oppgaver som egner seg for førsteårsstudenter uten inngående forkunnskaper. Ingeniørproblemene skal gjerne løses ved hjelp av spesielle dataprogram som studentene får opplæring i, og ved å bruke dataprogrammene får studentene innblikk i en aktuell ingeniørfaglig arbeidsmetode. Det finnes tekniske dataprogrammer som ikke krever spesielle forkunnskaper og som derfor egner seg i et introduksjonsemne. For maskinstudenter kan dette være såkalt data-assistert konstruksjon (DAK), mens bygg-studenter får opplæring i bygningsinformasjonsmodellering (BIM). En nasjonal satsing på økt bruk av datamaskin til matematiske beregninger (UiO, 2011) har resultert i at flere institusjoner har lagt inn opplæring i bruk av et matematikkprogram i innføringsemnet, og det er spesielt elektro-fagmiljøene som ønsker slik programvare. En del dataprogrammer retter seg mot spesifikke fagfelt og vil ikke være relevante for alle studieprogrammer, og det er spesielt i denne delen av innføringsemnet at studieprogrammene skiller lag.
3.6 Vurdering Emnets form og innhold legger føringer på hva lags type vurdering som skal benyttes. Stort innslag av prosjektarbeid og mange ulike temaer fører til at det gjerne er flere studentarbeider som inngår i karakterfastsettelsen, enten som mappevurdering eller en kombinasjon av individuell skriftlig skoleeksamen og gruppebasert prosjektarbeid. I noen tilfeller er det kun prosjektarbeidet som vurderes, men da omfatter vurderingen gjerne både rapport, prosesskrav og presentasjon. I et emne med stort antall studenter, flere arbeidskrav, vide problemstillinger og diffuse vurderingskriterier, kan sensurarbeidet bli svært omfattende. I 2014 benyttet 11 av 38 innføringsemner vurderingsuttrykket bestått / ikke bestått i stedet for bokstavkarakter, og det er nærliggende å tro at dette skyldes et behov for å redusere sensurarbeidet. Når bokstavkarakter velges bort så risikerer man en uheldig signaleffekt i forhold til å nedgradere emnets viktighet og undergraving av studentenes arbeidsinnsats. Dette er spesielt problematisk for samfunnsfaglige temaer som har en marginal og utsatt posisjon i ingeniørstudiene. Det synes å være en stor utfordring å finne fram til et vurderingsopplegg som både oppleves som relevant og rettferdig, og som lar seg gjennomføre på en effektiv måte. 4 OPPSUMMERING Formålet med innføringsemnet er todelt, studentene skal bli kjent med ingeniøryrket og de skal få et helhetsperspektiv på ingeniørfaget, og det bør etterstrebes å finne en god balanse mellom disse to temaene. Dagens studenter har mangelfull innsikt i hva det vil si å være ingeniør, og ingeniøryrket kan konkretiseres ved å bruke egnede ingeniørverktøy for å løse realistiske ingeniøroppgaver. Her vil det være en fordel med differensierte opplegg i forhold til studieprogram. I forhold til helhetsperspektivet kan ett felles undervisningsopplegg være velegnet. Regelverket gir vide rammer for innføringsemnet og det er viktig at institusjonene setter seg egne mål og gjør egne prioriteringer slik at innføringsemnet ikke favner for bredt. Det kan være en fordel om en større andel av samfunnsfag og perspektivfag legges senere i studiet, f.eks. i systememnet. Innføringsemnet ligger godt til rette for utstrakt bruk av studentaktive læringsformer som vil være gunstig i forhold til det store innslaget av teori i studiet for øvrig. Det må utvises forsiktighet i forhold til å etablere omfattende vurderingsformer som er alt for arbeidskrevende for fagmiljøet. REFERANSER DBH. Database for statistikk for høgre utdanning Kunnskapsdepartementet, 2011. Nasjonalt kvalifikasjonsrammeverk Kunnskapsdepartementet, 2011. Forskrift av 3. februar 2011 om rammeplan for ingeniørutdanning Lyngsnes, K. og Rismark, M., 1999. Didaktisk arbeid NOKUT, 2008. Evaluering av ingeniørutdanningen Rammeplanutvalget, 2010. Bakgrunn for revidert forskrift til rammeplan for ingeniørutdanning. UiO Det matematisk-naturvitenskapelig fakultet, 2011. Beregningsorientert utdanning. Universitets- og høgskolerådet, 2011. Nasjonale retningslinjer for ingeniørutdanningen Utdannings- og forskningsdepartementet, 2005. Rammeplan for ingeniørutdanning