Yrkesfag i universitetsskolene, del II

INNHOLD

Artikkelen beskriver det nye undervisningen, gjennomføringen og erfaringene, i tillegg til hvilke ringvirkninger prosjektet har hatt for de involverte elevene og lærerne. På bakgrunn av erfaringene som er gjort, har vi kommet opp med følgende to satsingsområder:

Hvordan kan bruk av moderne teknologi bidra til å skape interesse for teknikk og industriell produksjon (TIP) blant ungdomsskoleelever, og hvordan fungerer vg1-elever som veiledere og rollemodeller for ungdomsskoleelevene?

Hvordan bidrar et samarbeidsprosjekt mellom ungdomsskole og videregående skole til kunnskapsheving og relasjonsbygging mellom lærere på tvers av trinn og skoleslag?

BAKGRUNN

Rekruttering til yrkesfag har i mange år vært et satsningsområde i Norge. Det har vist seg at det er vanskelig å øke statusen til yrkesfaglige utdanninger til et nivå som er på lik linje med statusen til studieforberedende program. Undersøkelser viser at årsakene til dette er sammensatte og omfatter forestillinger om lønnsnivå, foreldres forventninger og egen høyere utdanning, betydelig bruk av utenlandsk arbeidskraft, og ikke minst et lavt kunnskapsnivå om hva yrkesfaglig utdanning egentlig er (Bakken, 2014).

Erfaringer fra ungdomsskolen viser at det mangler godt informasjonsmateriell, ev. god undervisning, som kan bidra til økt kunnskap om teknologifagene ved utdanningsløpet i for eksempel teknikk og industriell produksjon (TIP) i videregående utdanning. Videre er det en manglende vilje hos ledelsen ved ungdomsskoler til å satse på teknologi, og manglende utstyr og manglende kunnskaper hos lærere og rådgivere. Samtidig blir samfunnet vårt gradvis mer digitalisert, og vi bruker stadig flere produkter som er koblet til internett.

Det er derfor utviklet en undervisningspakke for elever i ungdomsskolen som både gir elevene et inntrykk av hva innholdet på TIP er, samtidig som vg1 elever får opplæring som veiledere som del av egen undervisning.

PLAN FOR UNDERVISNINGEN

Undervisningen tar utgangs punkt i at yrkesdidaktikken og opplæringen omfatter planlegging, gjennomføring, vurdering og dokumentasjon på bakgrunn av kritisk analyse av praksisbasert yrkesdifferensiert og yrkesspesifikk opplæring, integrert med alle skolefagene. Utvikling og gjennomføring gjøres i nært samarbeid mellom de involverte skolene, i denne sammenheng mellom videregående skole og ungdomsskole (Hansen, 2017).

Målsettingen er at undervisningen skal gi et representativt inntrykk av hva TIP-studiet innebærer, med vekt på bruk av automatisering og digital teknologi. Opplegget skal være praktisk og knytte sammen teori og praksis på en god måte og danne grunnlag for elevenes personlige utvikling og vekst (Nilsen & Haaland, 2013, s. 119). Undervisningen skal være tilpasset elever i ungdomsskolen, samtidig som den skal oppleves meningsfylt og relevant for veilederne fra vg1. Opplegget må dermed være aktuelt stoff fra læreplanene i begge skoleslagene (Utdanningsdirektoratet, 2018a; Utdanningsdirektoratet, 2019a). Det ansees som en fordel om elevene får erfaring fra flere ulike teknologier, men at de likevel ender opp med ett produkt som kan relateres til elevenes erfaringsverden.

Elevene arbeider i grupper på to og to sammen med en veileder. Det er likevel viktig at elevene får anledning til å arbeide selvstendig samtidig som veilederne sørger for at de opplever mestring. Dette forutsetter at arbeidsoppgavene differensieres i henhold til elevenes faglige nivå og evner.

Ved å delta i prosjektet håper vi at elevene vil være med på å skape interesse for TIP blant resten av elevene på trinnet og dermed øke søkningen til TIP. Det er en forutsetning at det legges til rette for slik erfaringsdeling på ungdomsskolen (Hiim, 2017, s. 239).

Som eksempelprosjekt ble valgt: Design og produksjon av en modell av et trafikklys med fungerende lyssignaler styrt av en mikrokontroller. Siden elevene skulle oppleve mestring med ukjent teknologi og utstyr, ble det valgt å lage gode oppskrifter som elevene kunne følge under veiledning. Dette kan være en god tilnærming ved første gangs møte med ny teknologi.

VALG AV TEKNOLOGIER

Følgende teknologier ble valgt:

Programmering av mikrokontroller og elektronikk: Sekvensen av lyssignaler ble programmert i en Arduino-mikrokontroller ved hjelp av blokkode (Blockuino).

Bruk av CNC-fres og 3D-printer: Det ble videre besluttet at selve kabinettet skulle freses ut i tre ved hjelp av CNCfres. Alternativt kunne kabinettet 3D-printes, hvilket ville ta lengre tid.

Modellering med Fusion 360: Fusion 360 ble valgt som modelleringsverktøy. Dette er et profesjonelt verktøy som kan levere filer både til CNC-fres og 3D-printere, i tillegg til at det kan utføre styrkeberegninger (Autodesk, 2017).

Det ble utarbeidet arbeidshefter til hver oppgave. Undervisningen legger størst vekt på designprosessen og mindre på selve produksjonen, som gjøres av digitalt styrte produksjonsmaskiner (CNC-fres eller 3D-printer). Slik vil det også være i en moderne produksjonsbedrift. Der man før brukte mesteparten av tiden til selve framstillingsprosessen, brukes tiden nå til utforming og modellering av produktet.

Både programmerings- og modelleringsverktøyet gir umiddelbar tilbakemelding når resultatet ikke blir som ønsket, og dette er særdeles nyttig i en læringsprosess, ikke minst for at elevene skal våge å prøve seg fram. Det er først ved oppsettet av CNC-fresen at noe kan ødelegges, da er det godt å ha en veileder til stede. En god veileder vil kunne tilføre teoretisk kunnskap når elevene trenger den. Dette oppleves motiverende og kan styrke koblingen mellom teori og praksis.

GJENNOMFØRING

Elever på ungdomsskolen som har valgt arbeidslivsfag, har gjennom et par år blitt fulgt opp med ulike tilbud ved TIP. Som tidligere omtalt måtte også studentene på vg1 som skulle fungere som veilederne, gis en grundig opplæring. De måtte kunne installere Arduino IDE og Fusion 360, og opprette egne brukerkontoer. De måtte også lære seg grunnleggende 3D-modellering, postprosessering og klargjøring til 3D-utskrift ved hjelp av Fusion 360. Videre måtte de lære oppkobling og programmering av Arduino Uno og nødvendige funksjoner hos CNC-fres og 3D-printer. Studentene måtte beherske dette så godt at de kunne veilede elevene fra ungdomsskolen.

Læreren som underviser elevene på 9. trinn i faget arbeidslivsfag, har gjort et utvalg på 6 elever som skal delta på aksjoneringsdagen på TIP. Han har valgt ut elevene slik at de har forutsetninger for å mestre de fleste oppgavene under veiledning. Det er en variert gruppe elever som har noe interesse for teknologi, men de har ikke forkunnskaper innenfor de aktuelle fagområdene, og heller ingen direkte planer om hvilke utdanninger de kommer til å velge. Målene med undervisningstilbudet er å gi ungdomsskoleelevene økt interesse for TIP og ønske om å lære mer. Planen er at de etter aksjoneringsdagen skal kunne gjennomføre opplæring av sine medelever i bruk av 3D-modelleringsprogram og bearbeiding med CNC-fres eller 3D-printer og veilede ved enkel Arduino-programmering. Opplæringsheftene er utarbeidet med den hensikt at de også skal kunne benyttes på ungdomsskolen med minimale forkunnskaper, og er først og fremst ment å være interesseskapende.

Innledningsvis gis elevene en innføring i HMS og ser en video som viser gangen i arbeidet gjennom dagen. Deretter går gruppen ut i verkstedet, hvor de har et skjermet område med PC-er og 3D-printere. Det er satt av 6 timer inkl. lunsj til opplegget.

Elevene får så en grunnleggende innføring i bruk av 3D modelleringsverktøyet Fusion 360 og koding av Arduino UNO, opplæringen skjer samtidig som de modellerer sitt første design og gjør sin første programmering. Dernest lærer de å sette opp CNC-fresen (alternativt 3D-printerne) og framstille den modellerte modellen av trafikklyset. Deretter kobler de opp, programmerer og tester at de tre lysdiodene fungerer som forventet.

Data innsamlingen skjer fortløpende gjennom dagen, med observasjon, intervjuer og spørreundersøkelser.

METODE

Studien er primært kvalitativ og basert på en spørreundersøkelse, observasjoner og dybdeintervju av deltagerne. På denne måten får elevene mulighet til å utdype sine tanker og meninger knyttet til aksjoneringsdagen.

FUNN

Observasjonene viser at elevene kom raskt i gang med de praktiske oppgavene. I noen tilfeller måtte veileder styre arbeidet, slik at begge elevene fikk prøve seg, i andre tilfeller måtte veilederen legge bånd på seg for ikke å gi dem svarene. Ungdomsskoleelevene jobbet mer og mer selvstendig etter hvert som de fant formen, og var forbauset i hvor stor grad de slapp til med bruk av avansert utstyr. Flere uttrykte at de likte å eksperimentere, dette gjaldt spesielt arbeidet med Arduino og programmering. En av veilederne som hadde arbeidet mye med dette stoffet, viste fram tidligere arbeider, hvilket syntes å falle i smak. En så også tydelig at elevene hadde sine faglige preferanser. En elev likte spesielt godt programmering, en annen var mest interessert i Fusion 360. Slik kunne de utfylle hverandre (Forsbakk J., et.al., 2019 s49-50). Det ble også observert at de likte få innsyn i hvordan ting produseres, helt fra tegnestadiet til ferdig produkt (Forsbakk J. et.al., 2019 s59).

Dybdeintervjuer: Under dybdeintervjuene kom det fram at elevene syntes at de hadde lært å beherske prosessen fra 3D-modellering med Fusion 360, til utskrift med 3D-printer eller CNC-fres. De opplevde også at de så sammenhengen mellom design og produksjon av et produkt.

Elevene uttrykte at de synes det var artig å holde på med Arduino. Den var lett å jobbe med og enkelt å gjøre forandringer i programmet.

Elevene hadde mye positivt å si om TIP. Enkelte elever hadde søsken eller venner som hadde gått TIP, og som hadde gode erfaringer og skrøt av linjen. De likte også å jobbe i grupper og hadde positive erfaringer med å ha en vg1-student som veileder, men syntes det kunne bli litt mye venting til tider. De uttrykte at instruksjonsheftene var forståelige og lette å jobbe etter.

Spørreundersøkelsen: 5 av 6 elever ga uttrykk for at interessen for TIP har økt en del eller til en viss grad, og at det faglige opplegget hadde fungerte bra. De likte å jobbe i grupper på tvers av klassetrinn og var fornøyd med at de fikk et konkret sluttprodukt. Dagen sett under ett kom arbeidet med Fusion 360 best ut.

Noen uttrykte ønske om å begrense omfanget av den innledende informasjonen (bl.a. HMS), kortere ventetid med å slippe til når den andre jobbet, og pauser med frisk luft. Ingen uttrykte at de var misfornøyde med det faglige innholdet.

4 av 6 elever mente at dagen ville ha stor eller noe innvirkning på deres valg av linje på videregående skole. To av elevene mente at aksjonsdagen var avgjørende for at de ville velge TIP.

RINGVIRKNINGER

Sett utenfra er det positive samarbeidsklimaet som har oppstått mellom de to skoleslagene, kanskje vært det mest interessante. Lærerne fra begge skolene er blitt bedre kjent med hvilke utfordringer de står overfor, og administrasjonen ved den videregående skolen har skjønt hvilke muligheter som finnes i å «markedsføre» yrkesfaglige studier blant ungdomsskoleelever. Lærerne ved ungdomsskolen har innsett at undervisningen på kan gjøres mer praktisk og dermed mer meningsfull ved å hente inn eksempler fra TIP-studiet.

Elevene fra den videregående skolen har skjønt at de kan være stolte av hva de kan, og de har innsett at de har et ansvar for å markedsføre TIP-studiet overfor elevene på ungdomsskolen.

Samarbeidsprosjektet har også medført kunnskapsoverføring fra lærere ved den videregående skolen til lærere ved ungdomsskolen. Representantene fra lærerutdanningen har fått en arena hvor de har kommet tett på praksisfeltet og kan med egne øyne se de utfordringene og muligheter som man finner i de to skoleslagene, og hvilke muligheter som framkommer gjennom et samarbeid.

Vi har også lært at slike samarbeidsprosjekter tar tid og trenger modning, da tilbudene skal tilpasses den daglige undervisningen i begge skoleslag.

KONKLUSJON

Studien hadde til hensikt å få bedre innsikt i hvordan fremtidsrettede teknologier (SINTEF, 2016) egner seg for å øke interessen for TIP blant ungdom. Vi har erfart at digitale verktøy som Fusion 360 og CNC-styrte maskiner virker motiverende, da elevene raskt ser resultater av egen læring. Elevene som deltok i studien, viste stor interesse for innholdet og målet med undervisningen. Selv om det meste var nytt for dem, gikk det ikke lang tid før de jobbet selvstendig, og elevene viste mestring og motivasjon for oppgavene. Vårt inntrykk er at elevene hadde en interessant dag, og at kjennskapen til og interessen for TIP økte i elevgruppen.

VIDEREFØRING

Siste samling med ungdomsskoleelevene som til nå har deltatt i prosjektet, ble utført i februar 2020. Undersøkelsen som ble gjort gjennom bachelorstudien (Forsbakk J. et al., 2019) videreføres i masterstudien til Forsbakk. I denne studien vil han se mer på elevenes utbytte av prosjektet og hvordan ungdomsskolelærere erfarer samarbeidet. Involverte lærere i prosjektet ønsker å videreføre samarbeide med samlinger på vg1 TIP for elever på 8. trinn fra høsten 2020.