Amerikansk uddannelsesekspert: »Selv små børn kan være ingeniører«

Hvordan renses vandet til en landsby i bjergene? Hvordan slipper Australien af med invasive tudser? Og hvordan jordskælvssikres et højhus? Den type opgaver har 60 millioner amerikanske skolebørn været præsenteret for over de seneste 12 år, og måske er det også fremtiden for danske skolebørn.

En af initiativtagerne bag udviklingen af undervisningsprincippet, der går under navnet ‘Engineering’, amerikanske Christine M. Cunningham, var i sidste uge til naturfagskonferencen ‘Big Bang 2018’ i Odense for at fortælle om Engi­neering, og hvordan det kan integreres i folkeskolen.

Mange vil måske kunne genkende tilgange til at løse opgaver fra introforløbet til ingeniøruddannelsen: I mere eller mindre tilfældigt sammensatte grupper skulle der bygges broer af ispinde og piberensere eller konstrueres sæbekassebiler ud af en bunke materialer, som måske indeholdt et par hjul, men ellers ikke havde meget med køretøjer at gøre.

Der skulle findes løsninger på problemer, hvor resultatet ikke var givet på forhånd.

Praktiske løsninger på praktiske problemer

Ideen er derfor, at fremtidens ingeniørstuderende allerede fra de første klasser i folkeskolen kan blive forberedt på at træde ind i faget med en udviklet evne til, i tæt samarbejde med andre kreative hjerner, at finde gode praktiske løsninger på praktiske problemer.

Men hvorfor er det overhovedet vigtigt at vi interesserer os for børns ingeniørkundskaber?

»Børn er helt grundlæggende interesseret i Engineering. Se bare på, hvordan helt små børn går i gang med at konstruere: De bygger sandslotte, og de sætter klodser sammen. De har en helt naturlig kreativitet. Men den fremmes ikke i skolen. Der bliver godt nok fokuseret på naturvidenskab, men det foregår med en silo-tankegang. I fremtiden har vi brug for problemløsere, der er i stand til at bruge de data og de informationer, der er til rådighed fra mange forskellige områder, for at finde nye løsninger,« forklarer Christine M. Cunningham.

Testet på 60 millioner børn

Derfor har hun i samarbejde med en række amerikanske videninstitutioner og virksomheder opbygget et undervisningssystem, hvor hovedpointen er at motivere skolebørn til at interessere sig for naturvidenskab og ingeniør-teknologi. Faglærere er blevet undervist i principperne, og undervisningsmaterialer kan bestilles hos virksomheden ‘Engi­neering is Elementary’.

Det er især den silo-læring, der normalt foregår i skolerne, som Engineering udfordrer: Vi lærer matematik i matematiktimerne, dansk i dansktimerne og så videre.

»Men børn ser jo verden i et meget større perspektiv og er rigtig gode til at stille spørgsmål. Så hvad nu, hvis de opgaver, vi stiller dem, ikke altid har et helt konkret svar? I stedet skal eleverne finde den bedste løsning,« siger hun og giver som eksempel en opgave, hvor eleverne skal finde en løsning på, hvordan en levende plante bedst kan transporteres over længere strækninger:

»Eleverne skal forstå plantens struktur og behov for at kunne konstruere en transportkasse. Hvis de så kommer i skole mandag og opdager, at planten ikke har overlevet weekenden i kassen, så er der nok noget galt med deres konstruktion, og så må de i gang igen,« forklarer hun.

Hvad med de faglige kundskaber?

Men risikerer vi ikke, at eleverne mister konkrete faglige kundskaber og ikke får lært den grundlæggende teori?

»Nej, det er ikke vores erfaring. For når børnene støder på et problem, hvor det for eksempel er nødvendigt at forstå et matematisk eller fysisk problem, så skal de selvfølgelig lære teorien og forstå detaljerne. Det kan for eksempel være, at de skal udvikle løsninger til grøn energi og så opdager, at der er brug for noget konkret fysisk teori. Når så teorien er på plads, kan de igen trække sig ud og se det store billede. Det er sådan noget, som motiverer. Når vi ser på ingeniøruddannelserne, så er det vores erfaring fra USA, at vi mistede for mange studerende, fordi der var for meget ren teori i starten af uddannelsen, som ikke blev sat i spil.«

Christine Cunningham forklarer, at den måde, Engineering er blevet udviklet på i USA, koncentrerer sig om to delkoncepter. Det første går på, at eleverne skal ind og have fysisk kontakt med projektet. Det betyder helt konkret, at hænderne skal bruges, og der skal bygges og konstrueres noget i den virkelige verden. Det handler grundlæggende om at forstå materialer, og hvad de kan:

»Vi voksne ved godt, at der er forskel på forskellige materialer, men det ved børn ikke, især ikke i de yngste klasser. De skal have det i hænderne og selv mærke forskellen. Det er ret ligegyldigt, om en bro er rød eller blå – det handler om at bygge den og mærke den,« siger hun

Løsningens faser

Det andet koncept handler om, at eleverne skal lære at opdele hele løsningsprocessen i forskellige faser og være i stand til at gå frem og tilbage mellem de forskellige faser. Det kan for eksempel være en fase, hvor der konstrueres, og en fase, hvor der undersøges nye muligheder, eller hvor en idé konkretiseres:

»I de mindre klasser er eleverne måske ikke i stand til at overskue mere end fem procestrin, i de mellemste klasser er det måske otte procestrin og en del flere i gymnasiet. Faktisk har vi oplevet, at børn før skolealderen kan arbejde med konceptet, hvis der ikke er mere end tre procestrin.«

Kan det ikke blive lidt forvirrende for nogle elever, at der ikke er et enkelt korrekt svar, som når de løser en matematisk opgave eller et fysikforsøg? Og hvad med de elever, som ikke har så nemt ved det boglige eller har svært ved at sidde stille?

»Vi ser, at det traditionelle hierarki i klasserne tit går i opløsning. For det er ikke altid de elever, som er gode til at løse konkrete opgaver, som også er bedst til at løse Engineering-opgaver. De kan faktisk få problemer, fordi der ikke altid er et konkret svar. Omvendt kan nogle af de elever, som oplever og lærer gennem deres hænder, pludselig se, at de har noget at bidrage med: ‘Åhr, hvad! Siger du, at der ikke kun er ét svar, og at jeg må prøve mig frem?’. Det kan virke enormt motiverende for elever, der ikke nødvendigvis har set sig selv som de bedste i klassen.«

Alle elever skal aktiveres

Derfor arbejder Christine Cunningham også med at udvikle undervisningsmaterialer, som ikke bare er rettet mod en bestemt gruppe børn:

»Det er ofte nemt at udvikle ting, som er meget drengeorienterede – altså noget, som skal flyve, larme, eller som kan brase sammen. Men vi forsøger at stille spørgsmålene, så alle eleverne bliver aktiveret. Piger er for eksempel mere orienteret mod at hjælpe andre mennesker og dyr. Så en opgave kan for eksempel være, hvordan vi bedst muligt får nødhjælp frem til et område. Eller hvordan elektronik kan udvikles til et høreapparat i stedet for en alarm.«

Hvorfor opretter I ikke bare en privatskole, hvor eleverne kan blive undervist efter jeres metode?

»Det handler ikke om, at vi bare skal smide alt det, vi kender i forvejen, ud. Grundlæggende handler det om at gøre børn interesseret i naturvidenskab, og derfor mener jeg, at vi skal ind på de skoler, vi allerede har. Men vi oplever også, at mange lærere føler sig usikre over for den nye metode. Det var jo normalt dem, som havde svaret på opgaven – men med Engineering-opgaver er der ikke altid et klart svar.«