Engineering Cybernetics Education Through Cybernetic Principles : A Case Study of the Engineering Cybernetics Education at NTNU

Abstract

Kybernetiske prinsipper skjærer over tradisjonelle faglige grenser og spiller en viktig rolle i dagens høyteknologiske samfunn. Dyktige kybernetikkingeniører er verdifulle for Norge, men utdannelsen innen teknisk kybernetikk lever ikke opp til potensialet. Denne oppgaven analyserer utdanningen som tilbys av Institutt for teknisk kybernetikk (ITK) ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU). Metoden var todelt. Første del tok for seg en alternativ måte å introdusere de teoretiske aspektene ved kybernetikk på. Del to presenterte pedagogikk som fremmer læring. Teorien dannet grunnlaget for caseanalysen av kybernetikkutdanningen som tilbys ved ITK. Resultatene viser at utdanning sentrert rundt studenter og aktiviteter som fremmer læring fører til dyktigere ingeniører enn de tradisjonelle undervisningsmetodene som er sentrert rundt en læreplan. Balansen mellom forskning og undervisning ved ITK må skiftes til fordel for utdanning for å oppnå målene. Endring av fokus langs denne linjen krever en holdningsendring hos undervisere og studenter. Det kan være at studieprogrammet må omstruktureres fullstendig og bygges på nytt, eller det kan være tilstrekkelig for å forbedre visse aspekter ved utdannelsen. To spesifikke forbedringsmuligheter ble funnet å være kommunikasjon og laboratorieøvelser. Bedre kommunikasjon mellom lærere, studenter og arbeidsliv kan gi studentene mer sammenhengende og relevant kunnskap. Optimalisering av laboratorieøvelser kan øke studentenes samlede ferdigheter, og resultere i dyktigere ingeniører. Noen forslag til forbedring er langsgående laboratorier på tvers av flere emner, lommelab, studiepoeng for deltakelse i studentorganisasjoner og virkelige prosjekter gjennom forskning og entreprenørskap. Det finnes ingen fasit for hvilke tiltak som er riktige for ITK. Men ved å bruke de kybernetiske prinsippene og behandle programmet som et lukket sløyfesystem og korrigere utdanningen hvis læringsutbyttet ikke oppnås, er det mulig å utdanne fremragende ingeniører.

The fundamentals of cybernetics cut across several traditional boundaries and play an essential role in the current high technological society. Proficient cybernetics engineers are valuable to Norway, but the engineering cybernetics education does not live up to it's potential. This thesis analyses the education offered by the Department of Engineering Cybernetics (ITK) at the Norwegian University of Science and Technology (NTNU). The method was twofold. In part one, an alternative way of introducing the theoretical aspects of cybernetics was presented. In part two, an overview of pedagogy that promotes learning was presented. The theory formed the basis for the case analysis of the engineering cybernetics education offered by ITK. The results show that education centred around the students and activities that promote learning produces more proficient engineers than the traditional education methods centred around a curriculum. The balance between research and teaching at ITK needs to be shifted in favour of education to obtain the goals. Changing the focus along these line requires an attitude change in teachers and students alike. It may be that the programme must be completely restructured and be built anew, or it may suffice to improve certain aspects of the education. Two specific opportunities for improvement were found to be communication and laboratory exercises. Better communication between teachers, students, and companies that hire graduated cybernetics engineers may provide students with more coherent and relevant knowledge. Optimising laboratory exercises may increase the students' overall skill, resulting in more proficient graduates. Some proposals to improved laboratory exercises are longitudinal labs across several subjects, lab-in-pocket, credits for student team participation, and open-ended real-life problems such as research and entrepreneurship. There is no blueprint to what measures are right for ITK. But by adopting the cybernetic principles and treating the programme like a closed-loop control system, correcting the education if the learning outcomes are not reached, it is possible to educate excellent engineers.