Ingenieurs besteden veel van hun tijd aan de technische aspecten van problemen, of ze nu de volgende generatie smartphones ontwerpen of een metro bouwen.

Zoals recente nieuwsberichten bevestigen, heeft deze technocentrische benadering enkele kritische beperkingen, en het resultaat kan de samenleving eerder schaden dan helpen.

Algoritmen voor kunstmatige intelligentie die zijn ontworpen door software-ingenieurs om de betrokkenheid van gebruikers te bevorderen, blijken bijvoorbeeld de democratie te ondermijnen en aanzetten tot haat. Pulsoximeters, belangrijke hulpmiddelen bij het diagnosticeren van COVID-19, werken beter op een lichte huid dan op een donkere. Energiecentrales en motoren, die veel van de "vooruitgang" hebben mogelijk gemaakt sinds de industriële revolutie, hebben de klimaatverandering aangewakkerd.

Als hoogleraar techniek heb ik de afgelopen zes jaar geprobeerd erachter te komen hoe ik de volgende generatie ingenieurs kan opleiden om deze fouten te voorkomen.

Onderzoek toont aan dat een van de belangrijkste problemen is dat technische lessen vaak gericht zijn op gedecontextualiseerde problemen, waarbij geen rekening wordt gehouden met de sociale context. We vragen leerlingen veel te veel tijd te besteden aan het oplossen van wiskundige vergelijkingen en veel te weinig tijd aan het nadenken over de menselijke dimensies van de problemen die ze proberen op te lossen.

Er wordt een beroep gedaan op praktiserende ingenieurs om slecht geformuleerde, rommelige problemen op te lossen waarvoor niet één juist antwoord is dat gemakkelijk in een leerboek te vinden is. Studenten hebben de kans nodig om deze complexiteit het hoofd te bieden, in plaats van te vermijden, tijdens deze cruciale vormingsjaren waarin ze leren denken als ingenieurs.

De invloed van de Koude Oorlog die vandaag de dag voortduurt

De meeste technische programma's richten zich op standaard "engineering science"-cursussen, zoals statica, thermodynamica en circuits, die hun invloeden terugvoeren naar de technologische race met de voormalige Sovjet-Unie tijdens de Koude Oorlog, zoals Jon Leydens en Juan Lucena uitleggen in hun boek " Engineering voor Justitie."

Het was toen - zo'n zeven decennia geleden - dat technische leerplannen de wetenschappelijke en wiskundige basis van engineering begonnen te benadrukken, waarbij werd bezuinigd op hands-on technisch ontwerp en geesteswetenschappen. Hoewel de meeste technische programma's dit soort cursussen nu bevatten, hebben technische lessen zelf nog vaak een hardnekkige kloof tussen het sociale en het technische.

Nog ontmoedigender was het werk van mijn collega Erin Cech over de 'cultuur van terugtrekking' dat ingenieursstudenten leken af ​​te studeren van de universiteit, meer losgekoppeld van sociale kwesties dan toen ze begonnen.

In een longitudinaal onderzoek onder studenten van vier universiteiten, ontdekte ze dat de betrokkenheid van studenten bij het openbaar welzijn aanzienlijk daalde in de loop van hun technische opleiding. De studie, gepubliceerd in 2013, onderzocht elk jaar 326 studenten tijdens de universiteit en 18 maanden na hun afstuderen. Ze ontdekte dat 'het geloof van studenten in het belang van professionele en ethische verantwoordelijkheden, het begrijpen van de gevolgen van technologie, het begrijpen hoe mensen machines gebruiken en het sociale bewustzijn allemaal afnemen'.

Verre van het verbeteren van het vermogen van studenten om zich met deze cruciale kwesties bezig te houden wanneer ze afstuderen, kan de traditionele aanpak de zaken erger maken. Sommige scholen hebben hun aanpak de afgelopen jaren veranderd, maar veel niet.

Hoe ik een 'sociotechnische' mentaliteit aanmoedig

Ik geloof dat ingenieurs moeten afstappen van een technocentrische benadering en een sociotechnische mentaliteit moeten aannemen, zoals ik uitleg in mijn boek 'Drones for Good:How to Bring Sociotechnical Thinking into the Classroom'. Hiermee bedoel ik dat we moeten gaan nadenken over de manieren waarop het sociale en technische altijd met elkaar verbonden zijn. Deze aspecten mogen niet worden gescheiden, waarbij technische uitdagingen naar de ingenieurs gaan en sociale uitdagingen naar de sociologen.

Sociotechnisch denken is het vermogen om deze relatie te identificeren en problemen op te lossen met deze relatie in gedachten.

Om deze benadering van onderwijs te valideren, hebben mijn collega's en ik uitgebreid onderzoek gedaan naar de impact van sociotechnisch denken op de prestaties van leerlingen in een breed scala aan lessen en contexten, waaronder cursussen in energie, drones en design. Meest recentelijk hebben we, met financiering van de National Science Foundation, een nieuwe cursus ontwikkeld, Integrated Approach to Energy, die sociotechnisch denken vanaf de eerste dag integreerde.

We beginnen het semester niet met de fundamentele wetten van de thermodynamica, maar met een praktisch gesprek over hoe mensen daadwerkelijk energie gebruiken. Naarmate het semester vordert, onderzoeken we niet alleen de technische details van zon en wind, maar ook de manieren waarop fossiele brandstoffen onze wereld diepgaand hebben beschadigd.

Ons peer-reviewed onderzoek naar deze klas - uitgevoerd door middel van interviews en analyse van het werk en gedrag van studenten - heeft aangetoond dat studenten met een sociotechnische benadering een hoog niveau van technische prestaties behouden, maar zich ook bewust worden van de sociale implicaties van de technische praktijk.

Voorzichtig optimisme voor de toekomst

Het onderwijsveld is notoir resistent tegen verandering, en technisch onderwijs is daarop geen uitzondering. Terwijl ik dit schrijf, is er echter ruimte voor voorzichtig optimisme.

Studenten van vandaag maken deel uit van een generatie die het tij heeft gekeerd na jaren van afnemende maatschappelijke betrokkenheid. Jonge leiders zoals klimaatactivisten Greta Thunberg en Leah Thomas zijn begonnen een machtige oudere generatie ter verantwoording te roepen.

Deze transformatieve mentaliteit heeft zijn weg gevonden naar de technische klas. Studenten zijn steeds meer klaar voor gesprekken over de manieren waarop ingenieurs een duurzame toekomst kunnen bevorderen of zich kunnen bezighouden met kwesties van sociale rechtvaardigheid.

Verschillende nieuwe technische programma's, waaronder de afdeling geïntegreerde techniek aan de Universiteit van San Diego, waar ik lesgeef, en techniek, ontwerp en maatschappij aan de Colorado School of Mines, stellen sociotechnisch denken centraal in hun curriculum. Andere technische scholen, zoals Harvey Mudd, Smith en Olin, eisen van hun studenten dat ze een aanzienlijk aantal cursussen op het gebied van geesteswetenschappen en sociale wetenschappen volgen en hebben hands-on leren centraal gesteld in hun curriculum.

Naar mijn mening is de algemene les dat het niet genoeg is om te denken dat de samenleving het ene is en technologie het andere. Iedereen met een social media-account kan je vertellen dat het niet zo eenvoudig is.