Helhetlig systemperspektiv på ingeniørfaget. Teknologi og samfunn, og et eksempel fra Universitetet i Agder. Nilsen, Tom V., Universitetet i Agder (UiA) SAMMENDRAG: Artikkelen tar utgangspunkt i de utfordringene rammeplanen for ingeniørutdanningen gir i forhold til å se teknologi i en systematisk sammenheng med andre samfunnsområder. Dette gjenspeiler også et mer generelt behov for å se virkninger av teknologi. Ved UiA har vi forsøkt å ta utgangspunkt i en generell og åpen dynamisk systemteori. Vi har brukt rammeplanen til å velge hvilke delsystemer av samfunnet som skal inngå i Ingeniørfaglig Systememne, som er faget denne problematikken inngår i. UiA har sett på sammenhengen mellom teknologi, innovasjon, etikk og miljø. Faget undervises parallelt med bacheloroppgaven i 6. semester med en forelesningsrekke innen emnene etikk, bærekraft, innovasjon, systemtenkning og akademisk skriving. Den teknologien som er utgangspunkt for diskusjonen med de andre delsystemene tas fortrinnsvis fra bacheloroppgaven. På denne måten har de to fagene en gjensidig påvirkning. Tilbakemeldingene fra studentene er stort sett positive til prosjektoppgaven og koblingen av denne mot bacheloroppgaven. Forelesningene i januar og februar fikk mindre positive tilbakemeldinger, og vi har endret disse noen i inneværende semester. 1. INNLEDNING OG BAKGRUNN. 1.1 Innledning. Å se ting i sammenheng, og å tenke i systemer har vært brukt innenfor teknologi lenge. Det er særlig innenfor og i sammenheng med produksjon at systemtenkning har vært anvendt, det som ofte går under betegnelsen Systems Engineering. Bruk av systemtenkning innenfor fagområdet teknologi og samfunn har mange likheter med systemer i produksjonssammenheng, men har et annet siktemål, et annet fokus, nemlig det dynamiske, åpne og gjensidige forholdet mellom teknologi og samfunn. Målet med denne artikkelen er å presentere en teori som kan brukes for å forstå denne sammenhengen, og hvordan en slik teori kan gi et grunnlag for et pedagogisk opplegg som tar for seg sammenhengene mellom teknologi og samfunn. Grunnen til at systemtenkning må anvendes for å sette teknologi i sammenheng med det samfunnet vi lever i er at en relativt oversiktlig teknologi forholder seg til en svært sammensatt og, i utgangspunktet, uoversiktlig virkelighet. Forholdet mellom teknologi og samfunn er preget av kompleksitet og til dels kaos, og det er nødvendig å ha en holistisk (helhetlig) tilnærming til dette problemkomplekset. Store komplekse systemer er ofte preget av selvorganisering og tilpasningsdyktighet, men de kan også være spontane og levende med en viss uorden. De kan lede til kaos. Samtidig har komplekse systemer en evne til å bringe orden og kaos til en spesiell form for balanse. Dette balansepunktet kalles «på kanten av kaos» (the edge of chaos). Mange, som Mitchell [1], mener at dette er punktet
der nye ideer får fotfeste. Dette er slagmarken for skiftningene mellom stagnasjon og anarki, der komplekse systemer kan være spontane, tilpasningsdyktige og levende. 1.2 Bakgrunn. Hvorfor er det nødvendig å ta i bruk systemteorier og systemtenkning når vi skal behandle forholdet mellom teknologi og samfunn? Et utgangspunkt kan være rammeplanen for ingeniører: Kandidaten har inngående kunnskaper innen eget ingeniørfag, og kunnskap som gir et helhetlig systemperspektiv på ingeniørfaget.[2] Et helhetlig perspektiv på ingeniørfaget inkluderer selvfølgelig den tverrfaglige sammenhengen mellom teknologifag, men også i høyeste grad forholdet mellom teknologi og samfunn. En annen, og etter min vurdering viktigere grunn, er at det er helt nødvendig å ha en metode for å kunne håndtere alle berøringspunktene, forbindelsene og utfordringene i den gjensidige påvirkningen mellom teknologi og samfunn. De kravene som settes til ingeniørutdanningen fra myndigheter og næringsliv gjør at utdanningen skal håndtere en stor grad av kompleksitet, tverrfaglighet, den skal være helhetlig, og utdannelsen skal i seg selv være bærekraftig. Bærekraftig er ikke et begrep rammeplanen bruker, men beskrivelsen av læringsutbyttene viser at begrepet spøker i bakgrunnen. 2. TEORI OG METODE. Dynamisk systemtenkning, som vi nødvendigvis snakker om her, er et resultat av partikkel- eller kvantefysikk. Et sitat fra fysikeren Max Planck belyser dette (min oversettelse): Det er umulig å oppnå en dekkende versjon av de lovene vi søker dersom det fysiske systemet ikke blir sett på som en helhet. I følge moderne mekanikk (feltteori), vil hver individuell partikkel i systemet, i en viss grad og på hvilket som helst tidspunkt eksistere samtidig overalt i det rommet som definerer systemet. Denne samtidige eksistensen anvendes ikke bare av kreftene i feltet som den er omgitt av, men også av dens masse og forandring [3]. Denne dynamiske eller åpne systemforståelsen er et resultat av Heisenbergs usikkerhetsteori, men systemtenkning og systemfilosofi i det 20. århundret har også nær tilknytning til prosessfilosofien med profiler som Alfred Whitehead og Henri Bergson. Fra fysikken spredte denne systemtenkningen seg til biologien og samfunnsvitenskapene. Grunnlaget for denne artikkelen er Erwin Laszlos generelle systemteori. Teorien baserer seg på identiteten til komponentene i samfunnet, og hans systemteori starter med å definere en teoretisk funksjon for det naturlige samfunnssystemet: = (,,,, ) der α,β,γ og δ er uavhengige variable som definerer samfunnssystemet. = ( ) Denne funksjonen definerer sammenhengen mellom deler av systemet som er medaktive, og som resulterer i en ordnet helhet i systemets tilstand. Funksjonen R=f(α) handler om det sosiale systemets indre variable tilstander. = (, ) Denne funksjonen definerer den sosiale kybernetikken (de sosiale styringsmekanismene). Dette handler om samfunnsdynamikk og samvirke. = ( ) Denne funksjonen definerer hierarkiet internt i systemet. I denne sammenhengen er det viktig å definere systemets grenser. I et åpent system er det vanskeligere å definere grensene enn i et lukket system. Sosiale systemer må betraktes som åpne. Når vi skal se på teknologi i sammenheng
med f. eks. miljø, kan miljøsystemet deles opp i flere undersystemet, som igjen kan deles opp osv. Matematisk kan det skrives slik: [ = (,,,..)] (1) a et gitt system c undersystemer i a b hierarkisk system høyere opp enn a Dette er en kinesisk eske som teoretisk sett er uendelig. Uendelige hierarkier er umulig å løse empirisk. Derfor er oppgaven å definere et endelig hierarkisk system der alle undersystemene kan identifiseres. I praksis betyr dette at åpne systemer får grenser. Det som ikke framgår av den matematiske modellen, men som er svært viktig i en praktisk anvendelse av denne er forbindelsene mellom delsystemene, og definisjonen av disse. 3. ET EKSEMPEL FRA UNIVERSITETET I AGDER (UiA). På Universitetet i Agder (UiA) er det helhetlige perspektivet på ingeniørutdanningen forsøkt tatt vare på i emnet Ingeniørfaglig Systememne som undervises i sjette semester, og parallelt med bacheloroppgaven. Tematikken teknologi og samfunn er også berørt i Ingeniørfaglig Innføringsemne i første semester. Utgangspunktet er, som nevnt over, at forholdet mellom teknologi og samfunn kan beskrives som et ordnet hele. Delsystemet teknologi berører andre deler av samfunnet på forskjellig vis. Teknologi har forbindelser til miljø, utdanning, helse, samfunnsgeografi, religion, juss, politikk, økonomi, etikk og muligens flere (R(α)). Når vi utviklet emnet Ingeniørfaglig Systemene så vi helt bort fra de sosiale styringsmekanismene, R(β,γ), for hele systemet. I emnet Ingeniørfaglig Systememne har vi valgt å fokusere på noen av de områdene som rammeplanen nevner: teknologi og miljø, teknologi og etikk og teknologi og innovasjon (system b i ligning (1)). Figuren under viser skjematisk vårt valgte delsystem i den store sammenhengen som er vist over. Grense 1 Teknologi, etikk, miljø, innovasjon Grense 2 I det aktuelle emnet er ikke teknologien som inngår behandlet som et system, men vi har gjort en grundig beskrivelse av den, dens oppbygging og virkemåte. Figuren under viser det systemet som er behandlet i Ingeniørfaglig Systemene.
Delsystemet miljø: =,,,,,,.. Undersystemene i miljø, c 1,1, c 1,2 osv. kan velges av studentene. Dette kan være CO 2, metaller, bærekraft Det viktige her er beskrivelsen av forbindelsene (A 3,1, A 3,2 ) mellom teknologien og miljøsystemet man har valgt. Det er disse forbindelsene som er utgangspunktet for diskusjonen mellom teknologi og miljø. Delsystemet etikk: =,,,,,,.. Her har vi sagt at forbindelsene mellom teknologi og etikk (A 2,1, A 2,2..) skal handle om etikk i forbindelse med produksjon og avhending (resirkulering). Den forbindelsen som går mellom etikk og miljø (B 3,1, B 3,2 ) skal handle om miljøetikk. Delsystemet innovasjon: =,,,,,,.. Dette systemet er et undersystem av delsystemet økonomi, og er strengt tatt ikke en del av systemet b slik vi har definert b-systemet. Forbindelsene A 1,1,, A 1,2.. beskriver hvilke deler av teknologien som inngår i innovasjonen, hvilke krefter og miljøer som driver innovasjon på området, litt om historikken til innovasjonen og hvor veien går videre for teknologien. Innovasjon har også forbindelser til miljø og etikk på godt og vondt. 4. DET PRAKTISKE OPPLEGGET RUNDT INGENIØRFAGLIG SYSTEMEMNE. Emnet er et fellesemne, og undervises i sjette semester parallelt med bacheloroppgaven. På UiA vil det si at ca.400 studenter tar dette emnet. Det består av ei forelesningsrekke og et prosjekt. Semesteret er dermed delt i to. De åtte første ukene av semesteret har studentene forelesninger i: - Teknologi og etikk, og vitenskapsteori og metode (10 timer) - Innovasjon (8 timer) - Systemtenkning og systemteori (4 timer)
- Miljø og bærekraft (4 timer) - Akademisk skriving (2 timer) MNT- konferansen 2015, 18.-19. mars, Bergen Parallelt med dette har prosjektgruppene (se under) veiledning om problemformuleringer og forskningsspørsmål i prosjektet. Prosjektet starter ca. 1. mars og leveres i god tid før innlevering av bacheloroppgaven. Problemstillingen i prosjektet tas fra bacheloroppgaven, og vi beholder gruppene fra denne. I prosjektperioden får studentene tilbud om veiledning to timer pr. uke. Det er ingen tvungen veiledning. Under veiledningen er studentene delt i fire faggrupper som hver får veiledning to timer pr. uke. Hele emnet blir vurdert som bestått/ikke bestått på bakgrunn av prosjektet. 5. ERFARINGER, TILBAKEMELDINGER. I utgangspunktet var nok flertallet av studentene skeptiske til et fag som dette, og det kom muligens litt overraskende at det ble et omfattende emne. Det positive for studentene var at emnet tar problemstillingen fra bacheloroppgaven, og at gruppene fra denne oppgaven beholdes. På denne måten støtter Ingeniørfaglig Systememne opp under bacheloroppgaven samtidig som problemstillinger i bacheloroppgaven blir satt i en samfunnsmessig sammenheng, noe som studentene syntes var positivt. Prosjektoppgaven med veiledning ble positivt mottatt. Noen av forelesningene traff ikke helt. Dette gjaldt spesielt forelesningene i systemtenkning og etikk. Begge disse forelesningsrekkene blir noe endret på våren 2015. Forelesningene i systemtenkning blir lenket nærmere opp til prosjektoppgaven og etikken, som var for generell, blir endret til å handle mer om etikk og teknologi, det vil si mer mot helse, miljø og sikkerhet (HMS), og mot miljøetikk. [1] Mitchell M.: Complexity. Penguin Books, 1994, s.12 [2] Forskrift om rammeplan for ingeniørutdanning, Rundskriv F-02/2011 [3] Max Planck: Where is Science Going, London 1933, s. 24