Studiestartskrav til en moderne ingeniøruddannelse

af Knut Conradsen, prorektor ved Danmarks Tekniske Universitet

Indledning

Succesmålet for en (dansk) ingeniøruddannelse er ultimativt, om de færdige kandidater kan skabe sig en meningsfuld beskæftigelse som ingeniører på basis af den uddannelse, de har gennemgået. Dette forudsætter, at de har de fornødne kompetencer, og dette niveau kan ikke defineres lokalt. Det fastlægges internationalt. Vore ingeniører skal altid kunne måle sig med de bedst uddannede i verden. Ellers mister danske virksomheder konkurrenceevne, og samfundet kan ikke tage mod de globale udfordringer på det teknologiske område, hvis der ikke nationalt rådes over den fornødne teknologi til at løse problemerne.

Dette betyder med andre ord, at det på forhånd er mere eller mindre givet, hvilke kompetencer en færdiguddannet ingeniør skal besidde. Dette indebærer så en række krav til indgangsniveauet, hvis det skal være muligt at færdiggøre en ingeniøruddannelse inden for noget, der ligner normeret tid.

Nedenfor formuleres sådanne faglige indgangskrav. Først startes der i afsnit 2 med en beskrivelse af de kompetencer, en nyuddannet ingeniør skal have, og så følger med udgangspunkt i erfaringer fra det danske skolevæsen et afsnit 3 om farerne ved meget generelle kompetencebeskrivelser, der ikke ledsages af et omhyggeligt evalueringssystem. I afsnit 4 gennemgås de udledte krav til startkompetencer, og endelig gives i afsnit 5 en anbefaling.

Ingeniørfagets kompetencekrav

Den moderne ingeniøruddannelse er baseret på en grundig indføring i matematik og naturvidenskab, men indeholder også en række andre fag. Der undervises fx i organisation og ledelse, og så er der et helt fundamentalt aspekt omkring kreativitet og innovation. Det sidste har måske mest lighedspunkter med design og kunst.

Ovenstående kan eksemplificeres ved en klassisk ingeniøropgave, nemlig konstruktion af en større bro. Der skal træffes en lang række subjektive valg med hensyn til brotype (fx hængebro eller skråstagsbro), en række æstetiske parametre (fx forhold mellem tårnhøjde og brolængde), materialevalg (fx stål eller beton) etc. Disse valg skal ske under hensyntagen til teknisk- og naturvidenskabeligt baseret viden om materialers og systemers egenskaber. Når denne designfase er overstået, er selve opførelsen af broen også en meget betydelig opgave. Samarbejde mellem mange personalegrupper og arbejdsprocesser skal organiseres og ledes, og dette skal igen ske under hensyntagen til det teknologisk mulige.

Ingeniørarbejde er således en meget kompleks sag, og man kan prøve på at formulere kravene til ingeniøruddannelserne som en række kompetencer, der skal opnås i løbet af et studium. Disse kompetenceområder omfatter:

A. Matematik og naturvidenskab.

Praktisk ingeniørarbejde involverer i et meget betydeligt omfang behovet for en kvantitativ beskrivelse af konkrete problemer. En sådan beskrivelse vil oftest involvere eller være baseret på en matematisk modellering af givne fænomener baseret på en fysisk eller kemisk forståelse af disse. Inden for visse områder vil især matematik og anvendt matematik være centrale, inden for andre indtager fysik eller kemi den dominerende rolle, og andre steder igen biokemi og mikrobiologi. Disse fag er således vigtige redskabsfag, som er kritiske forudsætninger for ingeniørfagene. Derfor er de første studieår generelt domineret af matematik og naturvidenskab.

B. Teknologisk kernekompetence og IT.

De teknologiske kernekompetencer omfatter bl.a kendskab til materialer, til modellering og dimensionering af komponenter og til produktionsmetoder. Det er også centralt at have kendskab til ergonomiske aspekter eller risici ved produkters anvendelser og at have viden om eventuelle miljøbelastninger ved produkters produktion, renovering eller bortskaffelse. Informationsteknologien er et meget vigtigt område inden for ingeniøruddannelserne, dels som en teknologisk kernekompetence og dels via en betydelig rolle i indlæring samt kommunikation og informationssøgning.

C. Projektplanlægning, kommunikation og samarbejde, organisation og ledelse.

Det er helt fundamentalt for en ingeniør at kunne kommunikere sin viden til andre og samarbejde med personer også fra andre faggrupper. Derfor er træning i mundtlig, skriftlig og visuel kommunikation vigtig. Noget tilsvarende gælder for kendskab til fremmedsprog og forståelse for andre kulturer (fx opnået ved udlandsophold under studiet). Evnen til samarbejde med andre opøves i forskellige former for projektarbejder.

D. Problemløsning, kreativitet og innovation.

Evnen til problemløsning er en væsentlig del af ingeniørarbejdet, ligesom en dygtig ingeniør skal være kreativ og innovativ. Disse ting opøves ligeledes gennem omhyggeligt tilrettelagte undervisningsforløb, der ofte vil inddrage tværfaglige problemstillinger og projektgrupper med deltagere fra forskellige områder (fx design, materialeforskning og økonomi).

Der er naturligvis en vis, naturlig tidsmæssig følge i indlæringen af disse ting. Inden- og udenlandske erfaringer viser, at der er en betydelig synergieffekt ved at trække forskellige aspekter så langt frem i uddannelsesforløbet som muligt, men også, at det er vigtigt, at man ikke forvirrer de studerende med for mange og varierede fagudbud på en gang.

Om generelle kompetencebeskrivelser og rettidig indlæring

En beskrivelse af kompetencer uden en præcisering af, hvorledes man vil forholde sig til, om de er til stede, er helt tom. Derfor må fastsættelse af mål for undervisning også inddrage spørgsmålet om evalueringer. Lad os tage et eksempel, hvor man på trods af en forholdsvis ambitiøs målsætning, har set en stadig nedgang i det faglige niveau. Der er tale om problemet omkring regnefærdigheder i/ved afgang fra folkeskolen. På trods af, at problemet har været diskuteret ivrigt i mere end 20 år, er de manglende regnefærdigheder i skolesystemet stadigt et primært problem. I folkeskolen findes der vejledende læseplaner, men den eneste bindende forskrift om fx regnefærdigheder er således: "Gennem aktiviteter, der er relevante for eleverne, skal opnås færdighed i: at anvende tal (og i) at beskrive størrelser ved måling og beregning." Og om evaluering kan man læse i 'Faghæftet Matematik': "Undervisningen er lærerens ansvar. Det er derfor læreren, der sætter målene for undervisningen .... På samme måde er det læreren, der alene eller sammen med andre lærere evaluerer undervisningen." Selv om udsagnene er revet ud af en sammenhæng, understreger de fraværet af klare, nedfældede mål for, hvor godt eleverne forventes at være til at regne, læse, skrive etc. efter forskellige klassetrin. Det ville ikke være vanskeligt at opstille sådanne mål, og det ville ikke være vanskeligt at konstatere, hvorvidt de var nået ved hjælp af standardiserede prøver og tests, men man har altså fravalgt disse muligheder med en dårligere indlæring til følge i de tidlige klassetrin, og dette indhentes ikke senere.

Sagt på jævnt dansk: Alting har sin tid og - kunne man tilføje - tager sin tid. Hvis man ikke lærer brøkregning tidligt i skoleforløbet, vil alt for mange aldrig lære det. Dette skaber store problemer for en lang række elever fra folkeskolen, der går videre i gymnasiet, hvor man bygger oven på sådanne færdigheder og ikke har tid til at tage emnerne op igen. Ved udgangen fra gymnasiet har man derfor heller ikke lært dem. Ved medicinstudiet ved Københavns Universitet har man fx kunnet konstatere, at mellem hver tredje og hver fjerde studerende i en undersøgelse ikke kunne løse simple brøk- og procentregningsopgaver. Og her taler vi altså om studerende, der er passeret gennem en faglig vurdering i forbindelse med optagelsen på medicinstudiet.

Krav til startkompetencer

For at man skal kunne nå de mål, der er skitseret i sektion 2, må vi forvente, at de studerende har nogle almene generelle kompetencer og et højt fagligt ensartet niveau fra de gymnasiale uddannelser indenfor de basale fag. Hvis vi forsøger at opdele sådanne generelle forudsætninger på samme måde, som det er gjort i afsnit 2, kunne resultatet blive som følger:

Ad A. Matematik og naturvidenskab.

Der er to forhold, der især betinger kravene til de matematiske og naturvidenskabelige fag. Det ene er som tidligere sagt, at ingeniøruddannelsens niveau fastsættes internationalt. Det andet er det føromtalte problem med at sikre en tidlig indlæring af basale færdigheder. Disse ting medfører i forening, at der er et behov for en betydelig opgradering i forhold til det niveau, der ses i dag, både med hensyn til bredde og dybde. Det er således en stor fordel ved tilrettelæggelsen af undervisningen, hvis der allerede fra gymnasiet er en fortrolighed med en række basale begreber. Her kan fra fx matematikken i flæng nævnes sandsynlighedsregning, statistik, komplekse tal etc. Noget af dette indgår i pensum i dag, andre ting ikke. For at sikre en dybtgående forståelse må man være meget bevidst om at lave forløb, hvor der er en klar faglig progression med betydelige bindinger mellem fagene. Der er brug for forløb, som ender med, at studenterne opnår det højeste niveau i matematik, fysik, kemi og biologi, og hvor man i alle fag krydsrefererer til de øvrige. Dette kræver, at niveaukombinationerne vælges allerede i første G. I eksakte fag med betydelige krav til faktuel viden er fagligt relevant skriftligt arbejde af stor betydning for indlæringen. Det er derfor meget vigtigt, at der lægges op til en styrkelse af det eksperimentelle og det skriftlige arbejdes stilling i de eksakte fag.

Ad B. Teknologisk kernekompetence og IT

Det er næppe kontroversielt at fastslå, at fortrolighed med ITværktøjer er et sine qua non i det moderne samfund, og der skal ikke her argumenteres yderligere for nødvendigheden af, at sådanne kompetencer skal udnyttes og udvikles gennem hele undervisningsforløbet.

Ad C. Projektplanlægning, kommunikation og samarbejde, organisation og ledelse.

Af hensyn til ingeniørfagets internationale karakter er det væsentligt, at der kan kommunikeres på (især) engelsk, også i studiestarten. Et fornuftigt indgangsniveau ville derfor være et højt niveau (A) i et sprogfag som fx engelsk, men gerne et engelskkursus, som fokuserer på evnen til at kommunikere mundtligt og skriftligt om aktuelle forhold med et mere uptodate vokabularium, end der opnås i den mere litterære version med stor vægt på analyse af `klassikere' og en oversættelsestradition, hvor 'tekstnærhed' synes vigtigere end 'informationsækvivalens'. Disse krav synes kun i mindre grad at være imødekommet af matematikernes højniveauengelsk (der er forskelligt fra de sprogliges). Uden at påstanden er baseret på stringente undersøgelser, er det også et indtryk, at den dominerende plads, billedmedierne indtager i unge menneskers hverdag og i et vist omfang i danskundervisningen, har medført, at evnen til at kommunikere ved hjælp af det talte og skrevne sprog er blevet noget svækket. Nogle lærere har konstateret, at den manglende beherskelse af nuancerne i modersmålet er blevet en hindring for tilegnelsen af nyt stof, ligesom det i sig selv er en barriere for at gå ind i løsningen af nye problemstillinger. Disse forhold må indgå med en langt større vægt i en løbende udvikling af de gymnasiale uddannelser, således at der foregår en større træning i læsning af (komplicerede) tekster og en egentlig undervisning i skriftlig kommunikation.

I dag er der stort set altid omkring 28 elever i klasserne i centrale fag som matematik, fysik, kemi, biologi, engelsk og dansk. Det har i almindelighed medført, at træningen i mundtlig fremlæggelse er reduceret væsentligt. Det ville imidlertid være overmåde gunstigt, hvis man igen kunne komme ned på klassekvotienter og timetal, der muliggør en mere intensiv elevlærerdialog i de centrale fag, så elever igen kan 'komme til tavlen' og øve sig i at fremstille mere sammenhængende dele af de forskellige fag mundtligt og med præcise formuleringer. Dette vil give en træning i mundtlig kommunikation, og det vil have en effekt i den faglige indlæring.

Ad D. Problemløsning, kreativitet og innovation.

En udvikling og øgning af det skriftlige arbejde i de eksakte fag er formentlig en forudsætning for, at eleverne kan opnå en bedre træning i problemløsning. Dette må imidlertid ikke ske på bekostning af det traditionelle skriftlige arbejde (opgaver, rapporter mv).

Masseuddannelser og fagtrængsel

De i forrige afsnit skitserede kompetencekrav i matematik, fysik, kemi, biologi, dansk og engelsk kan ikke honoreres inden for gymnasiet, som det kendes i dag. Disse fag skal have et øget timetal, og kravene skal skærpes betydeligt med tilsvarende reduktioner inden for andre fag - eller eventuelt helt at fjerne fag og valgmuligheder. Dette vil i princippet kunne lade sig gøre, da de danske gymnasieuddannelser er præget af et meget stort udbud af forskellige fag, der næppe alle er centrale for en moderne ungdomsuddannelse.

En anden barriere for at opnå et højt fagligt niveau er, at gymnasiet er ændret fra at være primært en studieforberedende uddannelse, der rekrutterer mindre end 10% af en årgang, til at være en masseuddannelse, der skal tilgodese op mod halvdelen af ungdomsårgangene. De elever, man på de bedste amerikanske ingeniøruddannelsesinstitutioner ønsker at tiltrække, tilhører de 10-12% dygtigste i de enkelte årgange. For at sikre, at der kan rekrutteres tilpas mange elever med de krævede kompetencer, må man opgive samlæsningen for alle elever. Enten må man dele eleverne i en række timer, eller også må man indføre et egentligt studieforberedende gymnasium.

I forskellige sammenhænge argumenteres der for, at Danmark også må fokusere noget mere på eliteprægede uddannelser, og det kunne da være interessant at oprette et forsøgsgymnasium - fx i tilknytning til DTU - hvor man kunne udvikle en sådan naturvidenskabelig linje med stærke undervisningstilbud i dansk og fremmedsprog.

Denne side indgår i publikationen "Uddannelses redegørelse 2000" som kapitel 10 af 14
© Undervisningsministeriet 2000