Technological Knowledge and Technology Education

PER NORSTRÖM

Doctoral Thesis in PhilosophyStockholm, Sweden 2014

This doctoral thesis consists of an introduction, a summary in Swedish, and the followingpapers:

I Norström, P. (2011). Technological Know-How From Rules of Thumb. Techné15(2): 96–109. (Published here with permission from the Society for Philosophyand Technology.)

II Norström, P. (submitted manuscript). Knowing How, Knowing That, KnowingTechnology.

III Norström, P. (2014). How Technology Teachers Understand Technological Knowl-edge. International Journal of Technology and Design Education 24(1): 19–38.(Published here with permission from Springer.)

IV Norström, P. (2013). Engineers’ Non-Scientific Models in Technology Educa-tion. International Journal of Technology and Design Education 23(2): 377–390.(Published here with permission from Springer.)

V Norström, P. (2013). Explanation and Prediction in Technology Education. InTechnology Teachers as Researchers by I.-B. Skogh & M. J. de Vries (eds),pp. 33–51. Rotterdam, The Netherlands: Sense Publishers. (Published here withpermission from Sense Publishers.)

The papers are not included in the electronic (PDF) version of the thesis.

KTH Royal Institute of TechnologyArchitecture and the Built EnvironmentDepartment of Philosophy and HistorySE-100 44 Stockholm, Sweden

Written with Emacs.Typeset with LATEX.

Printed by Universitetsservice US-AB, Stockholm.ISBN 978-91-7595-078-5ISSN 1650-8831

© Per Norström, 2014

Abstract

Technological knowledge is of many different kinds, from experience-basedknow-how in the crafts to science-based knowledge in modern engineering. Itis inherently oriented towards being useful in technological activities, such asmanufacturing and engineering design.

The purpose of this thesis is to highlight special characteristics of techno-logical knowledge and how these affect how technology should be taught inschool. It consists of an introduction, a summary in Swedish, and five papers:

Paper I is about rules of thumb, which are simple instructions, used toguide actions toward a specific result, without need of advanced knowledge.One off the major advantages of rules of thumb is the ease with which theycan be learnt. One of their major disadvantages is that they cannot easily beadjusted to new situations or conditions.

Paper II describes how Gilbert Ryle’s distinction between knowing howand knowing that is applicable in the technological domain. Knowing how andknowing that are commonly used together, but there are important differencesbetween them which motivate why they should be regarded as different types:they are learnt in different ways, justified in different ways, and knowing thatis susceptible to Gettier type problems which technological knowing how isnot.

Paper III is based on a survey about how Swedish technology teachersunderstand the concept of technological knowledge. Their opinions show anextensive variation, and they have no common terminology for describing theknowledge.

Paper IV deals with non-scientific models that are commonly used byengineers, based on for example folk theories or obsolete science. Theseshould be included in technology education if it is to resemble real technology.Different, and partly contradictory, epistemological frameworks must be usedin different school subjects. This leads to major pedagogical challenges, butalso to opportunities to clarify the differences between technology and thenatural sciences and between models and reality.

Paper V is about explanation, prediction, and the use of models intechnology education. Explanations and models in technology differ fromthose in the natural sciences in that they have to include users’ actions andintentions.

Keywords: philosophy of technology · epistemology of technology · technologyeducation · technological knowledge · rule of thumb · explanation

Acknowledgements

I would like to express my deep gratitude to my supervisor Professor Sven OveHansson, and my assistant supervisor Docent Per Sandin.

My grateful thanks are extended to my colleagues at the Royal Institute ofTechnology (KTH).

v

Contents

Acknowledgements v

Contents vi

1 Introduction 11.1 Science, technology, and technology education . . . . . . . . . . . . . 21.2 Philosophy of technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 Technological knowledge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.4 Technology education in school . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.5 Overview of the papers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.6 Further research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.7 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2 Sammanfattning (Summary in Swedish) 312.1 Teknik och naturvetenskap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322.2 Grundskolans teknikämnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.3 Ingående artiklar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.4 Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.5 Referenser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

vi

Chapter 1

Introduction

The word ‘technology’ is used to describe a variety of objects, phenom-ena, processes, skills, and knowledge. Everyone can identify examples oftechnological objects and abilities, such as cars and buildings, welding and

computer programming. To pinpoint what sets technological objects and activitiesapart is more difficult. Technology tends to be about creating or modifying objectsfor certain purposes according to a need or wish: from blacksmithing to geneticengineering, from stone age axes to modern nanomaterials, from knowing how tomake glue from cadavers to knowing how to build nuclear power plants. Whatsignifies technological knowledge and activities is their usefulness when creating andusing artefacts. Technology is all around us; in order to understand modern society,it is necessary to understand at least some aspects of technology.

This thesis in philosophy is intended to contribute to the epistemology of tech-nology and how it can be used in elementary technology education, especially atthe level taught in primary and lower secondary schools. Compared with scien-tific knowledge, philosophical interest in technological knowledge has been sparse.This is especially true for the knowledge that is mainly dealt with in this thesis:technological skills that are neither crafts nor applied natural science. Furtherphilosophical studies into technological knowledge are necessary for a deeper un-derstanding of technological processes such as engineering design, where differentkinds of technological knowledge are used together. Technology as a subject incompulsory school is often closely connected to crafts or physics (in practice, even ifnot in the official curriculum). Important aspects of technology therefore run therisk of being forgotten or ignored, and technological knowledge may be assessed onthe basis of a non-technological view of knowledge. The philosophy of technologycan be of immense value for providing a firm epistemological base for technologyeducation, separate from crafts as well as the natural sciences.

1

INTRODUCTION

This introduction gives a brief overview of technology education studies and anintroduction to the philosophical study of technological knowledge. It is followed byfive papers. The first two are about technological knowledge: ‘Technological Know-How From Rules of Thumb’ (I), which describes the epistemic characteristics of rulesof thumb used in technological work; and ‘Knowing How, Knowing That, KnowingTechnology’ (II) where the relevance of Gilbert Ryle’s notions of knowing how andknowing that in engineering contexts is discussed. The remaining three papers dealwith technology education and the roles played by technological knowledge in thatdomain. ‘How Technology Teachers Understand Technological Knowledge’ (III) isbased on an empirical study of how Swedish technology teachers interpret varioustypes of technological knowledge. It is followed by ‘Engineers’ Non-Scientific Modelsin Technology Education’ (IV) where the advantages and drawbacks of includingnon-scientific technological knowledge in technology education are described. Thefinal paper, ‘Explanation and Prediction in Technology Education’ (V), provides anoverview of the roles played by models, explanation and prediction in technologyeducation.

1.1 Science, technology, and technology education

While the natural sciences are modern inventions, technology has existed at leastsince the dawn of mankind. Levers, fire, and fermentation were used technically,that is to produce particular results, long before there was anything reminiscentof scientific theories to explain the underlying mechanisms. In spite of its age andobvious usefulness, philosophers have paid little attention to technological knowle-dge. General epistemology and philosophy of science are well established areas ofphilosophical research. The philosophy of technology in general, and the epistemologyof technology in particular, are not. During the last decade, philosophical interestin technology has increased, but it is still a small field (e.g. Meijers, 2009a, p. 8 ff.).The science-like or science-based theories of modern engineering have to some extentbeen covered in the general philosophy of science. The tacit knowledge of craftsmenand other professionals has also been examined by philosophers. Other kinds oftechnological knowledge, such as standardised procedures, rules of thumb, andknowledge of standard components and mechanisms, have largely been overlooked,even though they are important for craftsmen, engineers, and technicians alike.

How technology and technological knowledge are defined and described is impor-tant for technology education, as it affects what is to be taught as well as how toevaluate what has been learnt. Technology, in the form of crafts or industrial arts,has been a compulsory subject in primary school in many countries since the 19th orearly 20th century. Since the 1980s, those subjects have gradually been replaced or

2

PHILOSOPHY OF TECHNOLOGY

supplemented with more modern technology subjects, focusing on design processes,general problem solving abilities and the history and sociology of technology. Theintroduction of these new subjects, and attempts to fit them into curricula full ofalready established subjects with strong traditions and support from academia, hasled to some new research concerning the teaching and learning of technology. Inthis research, results from the epistemology of technology have been used only to avery limited extent. And, for the most part, philosophers studying the epistemologyof technology do not seem very interested in findings from technology educationstudies. For me, writing from the perspective of an engineer-turned-teacher-turned-philosopher, this seems both strange and unfortunate. Even though philosophersand educational scientists approach technological knowledge from different angles,there are common areas of interest: how to demarcate technological knowledge fromother types of knowledge, how to regard concepts such as truth, usefulness, andjustification in the technological domain, etc.

1.2 Philosophy of technology

Two major kinds of philosophy of technology can be distinguished. Mitcham(1994) calls these humanities philosophy of technology and engineering philosophyof technology. In the humanities philosophy of technology, technology is studiedas a part of society—as a phenomenon which affects human beings and theirinteraction, as well as the political system and the development of society at large.Many philosophers active in this area have started out in history, sociology orgeneral philosophy. In engineering philosophy of technology, technology itself is thefocal point. Questions discussed include for example the ontology of technologicalartefacts and their functions, the epistemology of technology, and modelling inthe engineering sciences. Many philosophers in this area have backgrounds inengineering and/or the natural sciences. Intermediate areas of study exist, withthe philosophy of engineering design and the philosophy of socio-technical systemsas important examples. Engineering design is about the design of products whichrealise customers’ wishes and needs, and may thereby affect their lives. In thephilosophy of socio-technical systems, large technical systems (the Internet, globaltransportation systems, systems for distribution of electricity, etc.) are studiedboth as systems of technological artefacts and as systems affecting society (e.g.Ropohl, 1999; Kroes, 2012, pp. 197–201). In this thesis, the views of engineeringphilosophy of technology are most prominent. Technological knowledge is studiedfrom the perspective of its usefulness in technological work. Technological objectsare described and evaluated on the basis of their functions. The role of models andexplanations used to teach technology are studied from a technological point of view.

3

INTRODUCTION

The emphasis is on technology itself, not its influence on or its status in society.

Attempts to define ‘technology’

Technology is a very wide-ranging concept that has proven extremely difficult tograsp. Despite numerous attempts, no definition of technology that is generallyagreed upon exists today. In this thesis, typical characteristics of technology aredescribed and discussed, but no proper definition is given.

Svante Lindqvist, a Swedish historian of technology, has compiled a list of eightcommon definitions of technology that he has come across (my translation fromSwedish):

1. Technology is the use of machines, implements and tools.

2. Technology is applied science.

3. Technology is man’s way to control nature.

4. Technology is man’s way to control the physical environment.

5. Technology is man’s way of fulfilling his needs through the use ofphysical objects.

6. Technology is the methods used to refine raw materials to increasetheir usefulness.

7. Technology is man’s ways of fulfilling his wishes through the useof physical objects.

8. Technology is all rational and efficient activities.

(Lindqvist, 1987, p. 11)

All these examples mention characteristics commonly attributed to technology. Someof them are obviously too limited. Examples include number two, as technologyexisted long before the sciences, and numbers three and four, as technology is usedto manipulate artificial environments, some of which are simulated or in other waysnot part of the physical world. Many computer related inventions, such as programsand algorithms, are also examples of technology that is not necessarily physical.Number six is too limited in a different sense: many technological activities concernthe use of prefabricated components rather than raw materials. Number eight, onthe other hand, encompasses too much. It is rational and efficient to chew foodbefore trying to swallow it, but very few would consider it a technological act.

4

TECHNOLOGICAL KNOWLEDGE

What is typical of technology is its connection to action. This is evident from theattempted definitions above, which are related to activities and methods. Technologyis directed towards action, and it depends on the intentions of the agent who usesor creates it. Based on examples of how the word has actually been used, Mitcham(1994, p. 159 ff.) made a fourfold description of it: technology as object, knowledge,activity, and volition. Technology as object includes the artefacts that are used intechnological activities as well as those that are the results. Technological objectscan be concrete (tools, buildings, computer hardware, . . . ) or abstract (rules,methods, processes, algorithms, . . . ). The technology as knowledge category ismade up of the knowledge and skills used for example to create, operate, describe,maintain, adjust, and explain technological objects. Technology as activity is theperformance of the activities made possible by the knowledge. Knowing how to weldis an example of technology as knowledge. To do the actual welding is an exampleof technology as activity. The welding torch and the finished welded product areexamples of technology as object. The fourth and final category, technology asvolition, is probably furthest from the everyday use of the term. It is the intentionsor will that motivate the technological activities, such as the welder’s will to createa certain object which motivates him to join pieces of metal.

Mitcham’s (1994) fourfold characterisation of technology has a wide area of appli-cation, and is referred to throughout this thesis. One of technology’s distinguishingcharacteristics is its orientation towards action aiming at a particular outcome. Thishas epistemological implications: to practice technology is to act; technologicalknowledge is technological insofar as it enables these actions; the action is successfulif it results in artefacts that are useful for the intended purposes without wastingunnecessary resources during design and manufacturing. Engineering and craftsare parts of the technological domain. So are many domestic activities such ascooking and weaving as they transform raw materials into artefacts with certaincharacteristics.

1.3 Technological knowledge

Technological knowledge is necessary for technological activity such as the creationor use of technological artefacts. The knowledge is of many different kinds. Thereare essential differences between the science-based knowledge used in advanced solidmechanics and the skills of the blacksmith, even though both are technological andboth concern metals. The engineer’s knowledge can be described in mathematicalterms and is suitable for written presentation. By watching a piece of metal andfeeling its change in ductility and elasticity as its temperature varies, the blacksmithknows when the moment is right to start shaping it, but he may be unable to describe

5

INTRODUCTION

the process verbally. He has learnt it mainly from practice, and his knowledge isnot suited to the written form. The engineer’s knowledge of applied science and theblacksmith’s tacit knowledge are both oriented towards the creation of technologicalartefacts, but they have different origins, different areas of application, and arejustified in different ways. Their orientation towards action and creation makesthem both technological.

During the last decades, there have been several attempts to create all-encom-passing taxonomies or classification systems for technological knowledge (Houkes,2009). These systems emphasise the knowledge of engineers, craftsmen, and/orinventors. Those who do not create, but use, adjust, maintain, and/or control thetechnological objects also possess technological knowledge, but are for the most partignored in the aforementioned taxonomies. The machine operators and laboratorytechnicians are absent, as are their knowledge of particular apparatuses, methods,and measuring instruments. The reason for this is in all likelihood not that theirknowledge is less qualified (see e.g. Hills 1989, p. 6, and Latour and Woolgar 1986,p. 66 f., for descriptions of these kinds of professional duties and the specialisedtechnological knowledge used), but an arbitrary choice made by philosophers whendesigning their taxonomies.

In terms of citation, the most important classification system for technologicalknowledge is probably that created by Vincenti (1990, p. 208 ff.). He dividesengineering design knowledge into six categories: fundamental design concepts,criteria and specifications, theoretical tools, quantitative data, practical considerations,and design instrumentalities. These range from rules of thumb and branch traditions(in for example practical considerations) to mathematical methods based on science(in theoretical tools). Throughout the description of the different categories, Vincentiemphasises the interplay between experience-based skills and formal learning that isfundamental to engineering design. His taxonomy does have benefits, but also flawsand drawbacks. It is easy to use when studying many different types of engineeringactivities, and clearly shows the huge variations within the technological knowledgedomain. Unfortunately, it is easy to find examples of knowledge that fit into morethan one category, as well as examples that do not fit into any of them, or pieces ofknowledge that move from one category to another if they are described in writing:branch specific traditions that belong to the fundamental design concepts categoryseemingly turn into criteria and specifications if they are written down, even thoughthe contents are still the same. A related disturbing characteristic is that differentcategories are defined in different ways; some are categorised by their creation andjustification method, while others are defined by their areas of application. Theseflaws are typical of knowledge classification schemes and several other taxonomiesof technological knowledge exhibit similar problems.

6

TECHNOLOGICAL KNOWLEDGE

The taxonomy presented by Ropohl (1997) is another example. He recognisesfive different types of technological knowledge: socio-technical understanding, tech-nological laws, structural rules, functional rules, and technical know-how. A majorpart of what could be referred to as technological knowledge fits into these categories,but not all. For example, knowledge about which standard components are readilyavailable on the open market is very useful in many technological activities, butcannot be squeezed into any of Ropohl’s categories. The system also suffers fromthe common problem of different definition methods for different characteristics.The technological laws are characterised by their justification methods, while therest are characterised by their areas of application. In spite of these drawbacks,Ropohl’s categorisation is often useful. The categories are easy to understandand the inclusion of the socio-technical understanding makes it fit for studies oftechnology education, which tends to include the ‘making’ parts of technology aswell as the study of its relations to society.

Other classification systems for technological knowledge include those of deVries (2003) and Hansson (2013). The taxonomy presented in de Vries’ article isbased on an attempt to apply Vincenti’s categories to a different area of technology,namely the manufacture of semiconductor devices. He found that knowledge gainedthrough trial-and-error and experience played an important role there as well. Tocomplete and refine Vincenti’s categories, de Vries suggests modified ones thatbetter comply with other areas of the philosophy of technology, namely functionalnature knowledge and physical nature knowledge, referring to the dual nature oftechnical artefacts (described by e.g. Kroes and Meijers 2006; Kroes 2012; de Vries2005b, p. 18 f.), and action knowledge, that refers to studies of artefacts from anaction theoretical perspective. Hansson (2013) presents a typology for technologicalknowledge, explicitly stated to be useful when studying technology education. Heidentifies four different categories of technological knowledge: tacit knowledge,practical rule knowledge, applied natural science, and technological science. The firsttwo compare roughly to Ropohl’s (1997) categories of technical know-how, structuraland functional rules. What Ropohl calls technological laws, Hansson has dividedinto two categories depending on their origins. Applied natural science is based onthe natural sciences. Technological science has been developed and justified usingexperiments and systematic testing, yet without being based on the natural sciences(cf. Hansson, 2007). One of the advantages of classifying this as a category of its ownis to stress that even advanced technological knowledge, formulated in a scientificlanguage and using mathematics, need not be founded on the natural sciences.

Knowing how and knowing that

Ryle (1949) made a famous division of knowledge into knowing that and knowing

7

INTRODUCTION

how. Knowing that is basically propositional, while knowing how is about knowinghow to do something. Knowing how is justified mainly through experience, knowingthat may be justified in other ways, for example by referring to literature. It ispossible to know how to different degrees, like being a bad or a good cyclist, ora bad or a good painter. According to Ryle, this is in stark contrast to knowingthat. Ryle shows this with an example: you cannot know whether Sussex is anEnglish county or not to different degrees, either you know it or you do not (Ryle,1949, p. 59). Ryle himself has not used any examples from technology. There is anongoing debate about the relevance of Ryle’s ideas (instigated by the publication ofStanley and Williamson, 2001), and there has been a lack of technological examplesthere as well. Nevertheless, it is obvious that both facts (knowing that) and abilities(related to knowing how) are of great importance in technology. Some philosophersof technology have referred to Ryle’s division (e.g. Kroes, 2012, p. 143; Vincenti,1990, p. 13; de Vries, 2005b, p. 31). It does not however play any major part intheir analyses of technological knowledge, but serves mainly to remind the readersof the intimate relationship of skills and propositional knowledge in technologicalactivities such as engineering design.

While Ryle’s division makes perfect sense in many technological contexts, it isnot always evident that it is so. There is technological knowledge that seems to shunRyle’s classification system, or at least blur the dividing line between knowing howand knowing that. Examples include written rules of thumb or standard proceduresfor technological activities. Knowing such rules, is knowing that the rules areapplicable and also what they contain. This knowing that leads to the ability tocarry out a task, which is a form of knowing how. Technological knowledge is inessence action-oriented, which makes the division into knowing how and knowingthat difficult: knowing that in the technology domain is supposed to guide action,just as knowing how. Technological knowledge often appears as aggregates orcompounds where knowing how and knowing that related to the same object orprocess are learnt and used together.

Prescriptive knowledge

A large section of the technologists’ professional knowledge is prescriptive; it regulateshow work should be done and how problems should be solved. Some of theseprescriptions are demanded by laws, insurance policies, and other types of officialrules and regulations, for example that a potentially harmful overhead electrical wirehas to be placed at a minimum height of 4.5 metres if its voltage is lower than 1000 V(Elsäkerhetsverket, 2008, pp. 2, 7), or that lights indicating emergency evacuationshould be red (Arbetsmiljöverket, 2008, p. 9). Others are not regulated in officialdocuments, but by tradition and habit. Examples of the latter include the placement

8

TECHNOLOGICAL KNOWLEDGE

of buttons on telephones and calculators or that the cold water tap is placed to theright and the hot water one to the left (in Sweden, that is). These rules are often notexplicitly stated, nevertheless deviations from them can render an artefact uselessin a certain context; technological activities depend on the environment where theytake place, and where the artefacts they produce should be used. This is anotherproof that technology is more than applied science; the regulatory traditions andrules are required for the successful creation of useful artefacts and therefore partof the technological knowledge domain. They cannot however be derived from thenatural sciences.

Explanation and prediction

An explanation is a kind of description, intended to increase the understanding ofhow something is related to something else. In the sciences, a typical explanationshows how a particular phenomenon brings something else about, using establishedlaws of science. Hempel’s model of deductive nomological explanations (also knownas the covering law account of explanation) states that a scientific explanation isbased on an explanans that is basically a description of a situation that includes oneor more natural laws (Hempel and Oppenheim, 1948; von Wright, 1971, p. 11 ff.). Toqualify as a deductive nomological explanation, the explanandum must be logicallydeductible from the explanans. This type of explanation is not very common, andof limited use in technology. The main reason for this is that the users’ and creators’intentions must be considered. The results of manipulating artefacts depend notonly on scientific laws, but also on the intentions of the agent doing the manipulation.By using scientific explanations it is possible to conclude that a particular forceapplied to the handle of a claw-hammer will cause a stronger force to affect a nail.That this could be the first step towards the construction of a sauna cannot bederived from natural science, but it is an important piece of information in order tounderstand or explain the carpenter’s behaviour.

There have been some fundamental attempts to analyse the roles of users’ andcreators’ intentions and knowledge in technological explanations (e.g. de Ridder,2007; Houkes, 2006; Houkes and Vermaas, 2010; Pitt, 2009) but there is still moreto be done. This lack of philosophical theory is a serious drawback for technologyeducation studies. Knowing what constitutes a good explanation in technology isimportant for the choice of teaching methods as well as for the assessment of pupils’knowledge.

In technological practice, prediction is generally more important than explanation.It is often enough to be able to predict how a certain component will behave ina certain context; the laws of nature that bring this about matter very little tothe practicing technician. Explanations can be useful when refining processes and

9

INTRODUCTION

improving artefacts, but for everyday work the ability to predict is sufficient. Thiscan be shown through many historical examples. Medieval metallurgists couldpredict that steel would become harder if heated until red hot and then quenchedin water or oil. They could not explain how this happened, as this demands anunderstanding of the crystalline structure of steel, information that would not beavailable until several hundred years later. Their predictive ability was neverthelesssufficient to produce hard and firm steel objects. This is sufficient for it to be usefulas technological knowledge in this context, but not as scientific knowledge. Theproduct of scientific work is knowledge, and explanations are necessary to show howdifferent pieces of scientific knowledge support each other.

Non-scientific technological knowledge and its justification

As technology is much older than the sciences, at least some technological knowl-edge must be able to exist without scientific justification. Even today, and evenin technologically advanced professions such as among computer programmers,laboratory technicians, and electronics engineers, a significant amount of theirprofessional knowledge is not based on science. The laboratory technician mightknow that a certain instrument does not give reliable results at high temperatures,even though the data sheet says otherwise. Many software developers know thatthe well-known sorting algorithm quick sort is generally more efficient than theequally well-known shell sort for large collections of data, whereas the opposite istrue for small sets. This can be proven mathematically, but it is perfectly possi-ble to use the algorithms efficiently without knowing or understanding this proof.These are examples of technological knowledge—knowledge that enables or improvestechnological abilities—that can be justified by experience, rather than by science.Some of it, like the measuring instrument that does not comply with its data sheet,could be justified using established scientific methods. Other kinds of technologicalknowledge cannot, for example prescriptive knowledge based on standards andconventions. The insulation of the earth wire should be striped in yellow and greenaccording to electrical installation standards (Elsäkerhetsverket, 1999, p. 95). Anicon depicting a stylised 3.5" disk is commonly used to symbolise the save commandin graphical user interfaces (even though almost nobody uses that kind of storagedevice anymore). These are highly useful pieces of technological knowledge forelectricians and computer users respectively; they are conventions that are generallyagreed upon, and cannot possibly be justified using the natural sciences.

Among the non-scientific technological knowledge it is the so-called tacit knowl-edge that has received the most attention. The concept was popularised by Polanyi(1983), a chemist turned philosopher, who used it to describe knowledge (or skills)that are difficult or impossible to verbalise. A common example is that of riding a

10

TECHNOLOGICAL KNOWLEDGE

bicycle. To describe how you actually behave to retain the balance on two wheels ismuch more difficult than doing it. To learn how to ride a bicycle just from writtenor oral instructions is impossible; it must be learnt by experience. The situation issimilar in many crafts and also in professions that are seen as highly theoretical andscience based. The experienced medical doctor can often make a correct diagnosiswithin her area of expertise without doing a full examination. The experienceddatabase programmer knows seemingly instinctively how to organise the tablesfor efficient information retrieval. The professional skills increase with experienceand practice, but are not always possibly to describe verbally (Nightingale, 2009,p. 353 ff.).

While there is an extensive literature on tacit knowledge, other types of non-scientific, experience-based knowledge are seldom discussed. This includes varioustypes of rule-based knowledge as well as knowledge of standard solutions andprocedures. These can typically be described in writing and are thereby easy totransfer from one person to another. They may have their origin in trial-and-errorprocedures, practical experience or scientific knowledge. The rules themselvesoften do not disclose their origins. They are ultimately justified through repeatedsuccessful use. This experience-based knowledge includes what Ropohl (1997) callsstructural rules: knowledge about how components interact. This does not demandany scientific knowledge about the underlying mechanisms; the components can beseen as ‘black boxes’, defined by their inputs and outputs. It also includes whatI refer to as rules of thumb (Hansson’s, 2013, practical rule knowledge; Ropohl’s,1997, functional rules), standard procedures used in limited contexts to bring abouta particular outcome.

Users of these kinds of knowledge are often unaware of their origins, and some-times even believe that they have a scientific foundation. Rules for metal extractionfrom ore may be derived from the phlogiston theory. In the early 1700s, the phlo-giston theory provided the best available explanation for combustion and metalsturning to calx and vice versa, chemical reactions known today as oxidation andreduction (Bowler and Morus, 2005, p. 60 f.). Its users certainly believed thatconclusions drawn using the phlogiston theory justified their procedures for metalextraction. It has since been shown that phlogiston does not exist, and that ittherefore cannot be used to justify knowledge about how to turn ore into metal. Theprocedures themselves are nonetheless useful as they produce the expected results.In technological contexts, the usefulness of a method or model can be divided intoeffectiveness and efficiency. The effectiveness signifies to what extent it produces agood result (‘barely useful’ might be good enough in one context, while ‘optimal’ isneeded in another). Efficiency is a measure of which valuable resources are needed(economical, material, temporal, . . . ) to produce the result, and in which quantities.

11

INTRODUCTION

As the procedure of heating coal with ore to get iron has proven to be both effectiveand efficient over and over again, it is rational to believe in its usefulness.

Rules that have even more fantastic origins may also be useful. Almar-Næss(1985, p. 8) describes an old Arabic tradition where a newly forged sword, still redhot, is wielded in the air to accustom it to fighting, and afterwards thrust into aliving goat. He notes that the procedure is effective for the hardening of objectsmade from steel with low levels of carbon. Similar methods are used today, eventhough the preferred procedures are less complicated. The red hot steel is allowed tocool in the air, and is then quenched in water. Goats’ blood would work just as wellbut using it would be unnecessarily expensive and ethically questionable. The Arabsword smiths who used the method believed that the story provided justification forthe method, but it served really only as an aide-mémoire. The events in the storycould be used to predict the final result, a durable sword that could be sharpened,but provided no true or correct explanation of how this came about. The procedurewas really justified through repeated success.

1.4 Technology education in school

School technology has traditionally been closely connected either with sciencestudies or industrial arts. In some countries and regions, such as Sweden, Scotland,England, and several states in the United States, the roots of technology educationcan be found in some kind of wood or metal work. Beginning in the 1980s, thispractical hands-on training has gradually been replaced by more theoreticallyoriented subjects, emphasising product development, design processes, and the socialeffects of technology. The skills practiced have changed from sanding, sawing andsoldering to general problem solving strategies and engineering design (Cunninghamand Hester 2007, p. 3; Lewis 2004, p. 30 f.; Pavlova 2006, p. 21). Using the terms ofRopohl’s 1997 taxonomy for technological knowledge (see p. 7), focus has shiftedfrom technical know-how, to socio-technical understanding, functional rules, andstructural rules. Technological laws are largely excluded, as they demand knowledgeof mathematics and skills in systematic problem solving that pupils in compulsoryschool seldom possess.

Among these modern technology subjects, there are slight differences. In mostof the United States, the purpose of the subject is to make pupils technologicallyliterate: ‘A technologically literate person understands, in increasingly sophisticatedways that evolve over time, what technology is, how it is created, and how it shapessociety, and in turn is shaped by society.’ (ITEA, 2007, p. 9). This means thatpupils should acquire the fundamental technological knowledge and skills necessaryto be autonomous agents in a technology-based society. The English approach is

12

TECHNOLOGY EDUCATION IN SCHOOL

somewhat different. In England, the school subject is called Design and Technologyand has a strong emphasis on the design process (Banks and McCormick, 2006,p. 287). English pupils should become capable of intervention in a technologicallyadvanced society. The goal is that they should learn to design and develop artefactsand thereby become capable to actually intervene in the technological world. WhenAmerican pupils design artefacts they do so mainly to learn about the technologiesinvolved. English pupils design artefacts to learn the design process (Kimbell andStables, 2008, p. 22 f.). In England, design ability is a goal in itself, whereas in theUnited States it is often seen as a means to an end. English pupils learn how todesign and make objects while American primarily learn to understand a variety ofcommon technologies and their interactions with the surrounding society (ITEA,2007, pp. 4–10 passim).

In Sweden, technology was established as a compulsory school subject in themid 1980s. The subject’s immediate predecessor was an optional subject whichcould be chosen instead of a second foreign language. The majority of pupils whochose technology were boys, and in most schools the subject was oriented towardsmetal work. When the idea of a compulsory technology subject was first discussedin the 1970s, it led to an animated debate about the nature of the new subject.On one side were the science teachers, who wanted a technology subject based onapplied science. On the other side were crafts teachers and teachers of the previouslyoptional technology subject, who wanted a technology subject based on metal work.The science teachers won. In the curriculum of 1980 a compulsory technology subjectwas introduced. It had no proper syllabus, but was grouped together with physics,chemistry, and biology. The implementation of the new subject was unsatisfactory;it was neglected in many schools, and in others the lessons were spent studyingphysics or doing metal work (Riis, 1996).

In 1994, the national curriculum was revised and technology got its first propersyllabus, which was used until the spring semester of 2011 (minor revisions weremade in 2000 and 2008). The syllabus was open to interpretation, and many teachersfound it vague and hard to understand. This made teaching difficult (especiallyfor teachers with inadequate training) and led to considerable variations in thesubject’s contents between schools (Bjurulf, 2008). In the autumn semester of 2011,a new curriculum was introduced (Skolverket, 2011a). At the time of writing (April2014), schools all over the country are still struggling to implement it. No thoroughevaluation of how the new curriculum is actually used or how it has affected dailywork in school has yet been carried out. Some of the problems that were prominentwhen following the former curriculum are likely to still exist. Few teachers haveadequate training, there are no tests for national assessment, and textbooks areseldom used in the technology subject. There are therefore good reasons to believe

13

INTRODUCTION

that it still varies more between schools than other subjects, in content as well asin complexity and the amount of time spent teaching it (Teknikdelegationen, 2010;Teknikföretagen and Cetis, 2013).

The current curriculum (Skolverket, 2011a) is easier to read and understandthan the previous one (Skolverket, 2008). The technology subject is now based onthree core content areas: Technological solutions, Working methods for developingtechnological solutions, and Technology, man, society and the environment. Withineach of these, certain themes are described. By studying the core content, pupilsshould develop the ability to:

– identify and analyse technological solutions based on their appro-priateness and function. [sic—full stop instead of comma]

– identify problems and needs that can be solved by means of tech-nology, and work out proposals for solutions,

– use the concepts and expressions of technology,

– assess the consequences of different technological choices for theindividual, society and the environment, and

– analyse the driving forces of technological development and howtechnology has changed over time.

(Skolverket, 2011a, p. 254 f.)

The themes of the core contents include mechanics, materials, electronics, automaticcontrol, technological systems, the product development process, and technology’srelation to the sciences, to society at large, and to the fine arts. It is a broadand interdisciplinary subject, with no clear counterpart in higher education. TheSwedish National Agency for Education has published two support booklets forthe new technology subject (Skolverket, 2011b, 2012), intended to aid teachers intheir attempts to interpret the curriculum and apply it in a classroom context.These provide examples of suitable lesson content and guidelines for assessment.Unfortunately, none of them deal with the nature of technological knowledge or howto determine its qualities.

The philosophy of technology education

Technology education studies and the philosophy of technology have commoninterests. In spite of this, collaboration and interchange between the two areas havebeen few and far between. The philosophy of technology is important to show whattechnology is and why technological knowledge is necessary for all citizens, and

14

TECHNOLOGY EDUCATION IN SCHOOL

to justify useful teaching methods. To manage this, references to Heidegger andDewey have been used as philosophical support to technology education. Heidegger’sphilosophy has influenced the ways in which technology and its relations to societyis described (e.g. Frey, 1989; de Vries, 2005b) and has even been used for lessobvious purposes, such as explaining how learning takes place in science centres(Walton, 2000). In the Swedish syllabus of 1994, Heidegger’s legacy is apparentfrom the reference to ‘the essence of technology’ in the description of the subject’spurpose; one of the aims of technology education is that pupils should develop afamiliarity with it. The essence of technology is a complex concept taken from oneof Heidegger’s essays on technology (Heidegger, 1974).1 Beyond its being mentioned,it is not obvious how it has affected the curriculum. The essence of technology isnot defined or even described anywhere in the text, and there is no informationabout how to interpret it in an educational context. Most teachers are unlikely tounderstand its meaning or know of its origins.

Dewey’s philosophy of education, especially the concept of learning by doing,has been popular in school science for a long time. The action-oriented nature oftechnology makes the concept fit for technology as well, at least for some of theareas covered by the modern technology subjects (Blomdahl, 2006; de Vries, 2005b,p. 84; Volk, 2007, p. 195).

So, while there is some kind of philosophical support for the curriculum’s viewof the nature of technology and the methods used to teach technology, other areashave been overlooked. There have been attempts to introduce other branches ofphilosophy of technology into technology education studies, most notably by deVries (2005b, 2012) and Dakers (2006). There have also been a small number ofarticles published in The International Journal of Technology and Design Educationabout technological knowledge (e.g. de Vries, 2005a; Ropohl, 1997), the study ofartefact functions (e.g. Frederik et al., 2010), and ethical and aesthetical aspects oftechnological work (e.g. Ankiewicz et al., 2006; Middleton, 2005). These articleshave generally not been widely cited and I have not been able to find any indicationsof their having had any major impact on curriculum writers or other key persons intechnology education development.

Technological knowledge in technology education

Results from research in the epistemology of technology could be of great help inthe planning and evaluation of technology education, especially to provide a startingpoint for the necessary discussion about how technological knowledge differs from

1‘Teknikens väsen’ in Swedish, which is also the Swedish title of Heidegger’s essay ‘Die Fragenach der Technik’. In the official English version of the syllabus (Skolverket, 2008, p. 97), it istranslated as the ‘essential features of technology’, which is not a Heideggerian expression.

15

INTRODUCTION

other types of knowledge that are taught in school. An awareness of these differencesis essential in curriculum design, assessment and marking. The philosophy oftechnology can also provide useful terms and concepts for describing and evaluatingtypes of knowledge, truth, justification, and related concepts, that would be usefulwhen discussing these themes in technology education.

In school technology, a strong emphasis must be placed upon the socio-technicalunderstanding which is absolutely necessary in order to be an autonomous agentin modern society. The history and sociology of technology provide interestingexamples of how technology has affected society at large and vice versa, for examplehow railways, television, and computers have changed political and everyday life,and how new lifestyles have created demand for certain products and thereby fornew materials and manufacturing methods. Being technologically literate and aconscious and attentive citizen also demands some knowledge about technologicalartefacts and technical aspects of socio-technical systems. When discussing thesystem level, as is commonly done in Science and technology studies (STS), focus ison the interaction between agents and the system with the result that the artefactsthat make up the systems’ components are reduced to ‘black boxes’, abstractfunction-providers defined by their inputs and outputs (Sismondo, 2010, pp. 85, 120).A technologically literate person must also have some understanding of the artefactlevel, how the individual artefacts are used, what standard components they utilise,etc. Using Ropohl’s 1997 terminology (see p. 7), artefact and system studies shouldbe dominated by socio-technical understanding, functional rules, and structural rules.Together, they allow pupils to develop technological knowledge that enables themto understand much of what is going on around us. This knowledge complementsand may provide support to science education, without reducing technology toapplied science. Some hands-on technical work should also be included. Withoutfundamental skills in for example tool handling it is very difficult to do experimentalwork in technology. In Sweden, pupils practise sanding, sawing, soldering, sewing,etc. in the crafts subject.2 Therefore these skills do not need a prominent positionin the technology curriculum. Technological knowledge based on or described usingmathematics or the natural sciences must to a large extent be excluded from schooltechnology as learning those tends to demand previous knowledge that the vastmajority of pupils in compulsory school do not possess.

Technology is different from the natural sciences in that its purpose has to dowith what is useful, often in limited contexts, rather than what is true or generallyapplicable. If school technology is to resemble real technology, this view must

2The Swedish name of this subject is slöjd. When referred to in English, it is often called sloydor educational sloyd. Crafts is the term used in the official English translation of the curriculum(Skolverket, 2011a).

16

TECHNOLOGY EDUCATION IN SCHOOL

permeate the pupils’ work and also the procedures for assessing their knowledge.Pupils should be allowed, and even encouraged, to use the trial-and-error method,as well as ideas and solutions developed by others. To a large extent this is whattechnological work has been about throughout history. If school technology canuse school science and vice versa, that could provide a deeper understanding ofboth subjects. This must however not be the main purpose. Science and technologyrepresent different traditions and approaches to knowledge. These differences mustbe apparent in education as well, otherwise technology loses its raison d’être as aseparate subject. Knowledge of the philosophy of science and the philosophy oftechnology could help teachers and curriculum developers deepen their understandingof the distinctive features of technology and the natural sciences. This could improvethe quality of the teaching as well as assessment procedures.

Models and experiments in technology education

To make pupils understand procedures for non-physical modelling and the differencesbetween model and reality is difficult in science education. Here, technology couldprovide useful examples. It is comparatively easy to design both physical andabstract models of one’s own if the purpose is to solve technological problems, i.e.problems related to function, effectiveness and efficiency. Unlike scientific modelstechnological models are not always expected to be explanatory and generallyapplicable. For example: the solubility of regular salt (sodium chloride) in watervaries approximately linearly with the water temperature in a limited interval.Outside of this interval it is not linear, and at temperatures above boiling orbelow freezing point the interpretation of solubility is not evident to most pupilsin secondary school. This means that the limitations of the models could be madeexplicit by their actual use in the classroom. This could in turn be a first steptowards understanding that all models have limitations. Similarly, mathematicalmodels could be made of the elongation of a spring or bending of a plank underdifferent loads. At a certain stress, the plank breaks and plastic deformation ofthe spring begins, which marks the limitations of the models. All the models usedin school science—where wires lack electrical resistance, Mendel’s laws of heredityare true, water is incompressible, and electrons circle atomic nuclei in well-orderedshells—have limitations. Most of these limitations are well-known to teachers andscientists, but not always to pupils. The limits may not be possible to expose in aschool science setting, but they do exist. In that way, many of the models used inschool science are similar to technological models. We know that they have severelimitations, but also that they are useful for prediction in certain contexts.

17

INTRODUCTION

1.5 Overview of the papers

This thesis consists of this introduction, a summary in Swedish, and five paperswhich are summarised below.

(I) Technological know-how from rules of thumb

A rule of thumb is an ordered set of instructions that can be used to reach a specificresult. The agent who uses the rule needs little or no knowledge about what eachof the individual actions mean, but he knows what result they bring about whenperformed consecutively. A typical example is step by step instructions, whereyou just have to follow directions. Rules of thumb are easy to learn, teach, anddocument. Because of this, they are frequently used in technological activities.Rules of thumb are often thought of as rather primitive and belonging mainly tothe domain of amateurs and beginners. The amateur carpenter uses rules of thumbfrom tables in a DIY booklet to pick a useful drill for a particular material, whilethe professional uses tacit knowledge based on experience. The amateur pastry cookdrops a spoonful of caramel mixture into a glass of water. If it is possible to forma small ball of it, the mixture is finished. The professional knows this from themixture’s viscosity, or uses a thermometer. There are however many cases whererules of thumb are used by skilled professionals. Engineers use them in the form ofsafety factors, and also for quick estimates or when they have to perform work forwhich they lack proper training. An example of the latter is the following rules ofthumb for PID (proportional, integrating, derivative) controller tuning:

1. Set the parameters 𝐾𝑝, 𝐾𝑖, 𝐾𝑑 to their minimum values (0 or 1depending on the controller’s design).

2. Increase 𝐾𝑝 until oscillations start.

3. Increase 𝐾𝑑 until oscillations stop.

4. Increase 𝐾𝑖 until the static error is eliminated.(PLC Drives, No year)

A PID controller is a standard component commonly used for automatic controlof heat, pressure, position, etc. An engineer with proper training would not userules of thumb like those above. Instead he would probably rely on mathematicalmodels of the course of events. An ignorant beginner can however follow the rulesand achieve a result that is good enough for many purposes. Through the rules ofthumb he gets an ability to solve the particular control problem, without necessarilyunderstanding anything about the underlying mechanisms.

18

OVERVIEW OF THE PAPERS

Rules of thumb typically have the following characteristics:

– They are context dependent.The know-how derived from them is useful in a limited context only, anddifficult or impossible to generalise. Context dependence is a price to payfor their simplicity; the simple form of the rules often forces them to be verylimited in scope.

– They are easy to learn and verbalise.

– They are useful even if the agent has little or no understanding of the process.It is enough for the agent to know what he wants to achieve and to havethe ability to understand and follow the rules. He does not need to knowvery much about the underlying mechanisms of the process, or the exactsignificance of every sub-action.

– They are independent of their creation procedure.Rules of thumb may be derived from different sources, such as experience orscientific knowledge. The rules themselves do not always betray their origin.

– Their application often leads to a useful result, but seldom an optimal one.The rules only consider parts of the situation specific information and thereforehave to rely on principles that work most of the time rather than beingoptimised for each specific case.

Knowledge from rules of thumb is a special kind of technological knowledge that isworthy of philosophical attention, namely know-how conceptualised as know-that.

Corrections and comments to the published paper

Throughout the paper, the terms know-how, skill, and ability (to act) are usedinconsistently.3 Know-how, as the term is described by Ryle (1949), should beunderstood as a disposition to act in an intelligent way. An intelligent act ischaracterised by its being performed voluntarily for a special purpose. Ability isan actual ability: being able to carry the action out. A person who knows howto do something can lack the corresponding ability, for example because of illness,intoxication or not having access to the necessary tools. The term skill is used moreloosely, almost in an everyday way, to mean know-how, abilities, and combinationsthereof. See the errata on the paper’s title page for corrections and clarifications.

In the summary of characteristics of various types of technological knowledge(table 1, p. 109), it is stated that tacit knowledge has a high or very high context

3Thanks to Ibo van de Poel for making me aware of this.

19

INTRODUCTION

dependence. This is definitely true for some tacit technological knowledge, suchas the PID controller tuning ability of Paul the electrician (p. 96 f.). There arehowever other types of tacit technological knowledge that are generally applicable.For example, a skilled carpenter is able to gauge the thickness of material withgood accuracy without any comparative point of reference. The use of this tacitknowledge is not limited to the workshop, but extends to all kinds of technical andnon-technical contexts.4

(II) Knowing how, knowing that, knowing technology

The English philosopher Gilbert Ryle famously proposed that knowledge can bedivided into knowing how and knowing that (Ryle, 1949). Knowing that is proposi-tional knowledge, while knowing how is closely related to skills and abilities. Ryleemphasises that a skill must be accompanied by reflection, understanding, or anability for improvement to be qualified as knowing how. To succeed with a task outof luck or act upon reflexes does not suffice. The division of knowledge into knowinghow and knowing that has been mentioned by philosophers of technology numeroustimes. This has however mainly served to remind the reader that technologicalknowledge includes knowledge of facts as well as skills, and that these are commonlyused together.

Ryle’s distinction between knowing how and knowing that has been debatedrepeatedly since its inception in the late 1940s. In 2001, Jason Stanley and TimothyWilliamson published the article ‘Knowing How’, which intensified the debate.Stanley and Williamson claim that what Ryle calls knowing how really is a formof knowing that: a form of propositional knowledge that can be presented in a‘practical mode’. Their conclusion is based largely upon linguistic information abouthow knowing how and knowing that are described in natural language (mainlyEnglish). They also claim that knowing how, as well as knowing that, is vulnerableto Gettier type problems, which indicates that they are of the same type.

Both knowing how and knowing that are important in technological work suchas manufacturing and engineering design processes. Technological knowing thatis descriptive (characteristics of materials, components, algorithms, . . . ) as wellas prescriptive (laws, rules, regulations, . . . ). It is used to guide the actions thatare enabled by the knowing how. The very purpose of technological knowledge isthe ability to partake in the technological processes that lead to the fulfilment ofthe will, wishes or purpose of the project or activity. The reasons to keep knowinghow and knowing that separate when dealing with technological knowledge is thatthey are learnt in different ways (knowing that often through formal education,

4Thanks to Johnny Ragland for pointing this out.

20

OVERVIEW OF THE PAPERS

knowing how mainly from experience) and justified in different ways (knowing thatoften through references to science, rules, and regulations; knowing how mainlyfrom experience). Furthermore, technological knowing that is susceptible to Gettierproblems, while technological knowing how is not. The reason is that the validity oftechnological knowing how lies in its usefulness in technological activities. Whetherthere have been attempts to justify it using information that is flawed, irrelevantor useful because of luck or chance—which are at the core of Gettier problems—issimply not applicable. Applying Stanley’s and Williamson’s 2001 ideas to historicalexamples of invention and technological development leads to preposterous results.John Ericsson (1803–1889) was a railway and naval engineer most famous for hissignificant improvements to marine propellers. Among his many achievements werealso the design of Novelty, the locomotive which came in second after Stephenson’sRocket in the Rainhill competition of 1829, and of the ironclad warship USS Monitor,built in 1861. The young Ericsson believed firmly in the existence of caloric, aweightless, indestructible and elastic heat substance which permeates all matter(Thulesius, 2007, p. 67 f.). This substance does not exist, which means that some ofwhat he took to be knowledge of the knowing that type concerning the operation ofsteam engines is wrong. This does not in any way invalidate his knowing how todesign and build such engines. He might very well have believed that this knowledgewas justified by the caloric theory, but in reality it depended on repeated successfuldesign operations and is therefore immune to Gettier type problems.

In technological contexts there are therefore good reasons to keep Ryle’s dis-tinction, but also to emphasise that technological knowledge how and technologicalknowledge that are often used and learnt together.

(III) How technology teachers understand technologicalknowledge

Many teachers who teach technology in Swedish schools have no education at all inthe subject (Teknikföretagen and Cetis, 2013). They are commonly science or craftsteachers on whom the technology subject has been imposed, sometimes against theirwill. Among those who have any proper education in technology, most have partakenin short courses of just a few weeks or one semester in length. A few have learntabout technology in other ways, for example through work experience, individualstudies, or technologically oriented hobbies. This has led to a situation wheretechnology teachers’ knowledge about technology varies considerably. They alsohave widely different opinions about what the purposes of the technology subjectare (Bjurulf, 2008), and lack a common language for describing and discussingtechnological knowledge.

21

INTRODUCTION

At the start of a school development project in the Stockholm area in 2011,651 teachers answered a survey. The questionnaire dealt with themes such aseducational background and teaching experience, but also included five questionsabout technological knowledge. These questions, together with a series of four inter-views, provided the data for the article. Each of the questions about technologicalknowledge describes a situation where some kind of technological activity takesplace. The respondents are asked to rate to what extent they think that an agentpossesses knowledge. The reply is noted on a Likert scale. For example:

Bertil believes that a genie inside his computer performs the computer’sduties. When he has used the computer for a long time and startedmany programs it sometimes crashes. No matter which keys he pushes,it does not react. Bertil believes that this is because the genie is tired.Therefore he switches the computer off for a while to let it rest. Whenhe switches the computer on again, it starts and behaves normally.To what extent do you agree with the following statement:

Bertil knows how to make his computer work again after it has crashed.

Disagree totally – Disagree somewhat – Neither agree nor disagree –Agree somewhat – Agree totally

Bertil is obviously mistaken about how his computer works, but he knows a wayto solve the problem of it crashing. This question is designed to pinpoint theaction-orientation of technological knowledge. If this is regarded as important,the respondent would agree somewhat or even agree totally. If, on the other handthe respondent sees the agent’s propositional knowledge as more important, heor she would disagree. The remaining four questions stressed other aspects oftechnological knowledge: how to evaluate an ability gained from reading instructions(the epistemological status of rules of thumb), whether a person who managed torepair a bicycle by chance should be considered knowledgeable (the importance ofrepeated success for justification), and the differences between natural scientificknowledge about a process and the ability to partake in it.

The survey showed that the respondents interpreted and assessed technologicalknowledge in very different ways. This was even clearer after the interviews, wherethe teachers’ different views of knowledge, and their lack of a common language orcommon terminology to discuss it were exposed. Without a common view of whattechnological knowledge is, how it is justified, and systems for classifying and namingit, the national curriculum and its marking criteria can easily be interpreted in manydifferent ways. Ideas about how to describe, classify, and evaluate technologicalknowledge exist in the philosophy of technology community. Unfortunately, Swedishtechnology teachers seem to be unaware of that.

22

OVERVIEW OF THE PAPERS

(IV) Engineers’ non-scientific models in technology education

Among the non-scientific models that engineers use, there are some that actuallycontradict scientific knowledge. Examples include the notions of heat as a substanceand that vacuum exerts a sucking force. That heat is a substance was assumedeven in the natural sciences well into the 19th century. Today we all know thatit is not. Nevertheless, engineers often talk of heat as if it were a substance whendiscussing thermal insulation. As this facilitates communication and leads to usefulpredictions, it fulfils the major purposes of technological models.

These non-scientific models are more prominent in real technological work thanthey are in technology education. The reasons for this are multiple: not all teachersand curriculum designers realise that technological knowledge is first and foremostabout what is effective and efficient and not necessarily about truth or generalisability,and school technology is still often regarded as a support subject for school science,or even a subset of it. If technology is to be taken seriously as an epistemologicaldomain in school, non-scientific methods should be used when they are useful. Thismeans that separate epistemological frames of reference must be used in schoolscience and school technology. School science should aim for the truth and forgenerally applicable theories, while school technology should aim for usefulness.The differentiation between knowledge in the science subjects and knowledge intechnology leads to some difficult pedagogical challenges; pupils as well as teacherscould find it confusing to speak of centrifugal forces during technology lessons whenit is not allowed when doing physics. If used systematically it could however providenew opportunities to emphasise the special characteristics of technological knowledgeand thereby enhance the differences between science and technology in school. It ispossible to construct technological models or systems for prediction that are usefulin a limited context (e.g. the elongation of a loaded spring that is linear as long as noplastic deformation occurs), and to make their limitations explicit. This is generallynot possible in school science: to falsify Newton’s mechanics or Bohr’s model of theatom is complicated and demands advanced knowledge and expensive equipment. Ifthe exposure of model limitations is done systematically, it can provide pupils andteachers with more opportunities to gain deeper insights into the modelling process,its purposes, the relations between model and reality, and some of the importantdifferences between technology and the natural sciences.

(V) Explanation and prediction in technology education

In compulsory school, pupils are expected to learn the skills necessary to partake intechnological activities as well as learning about technology and its relation to society.The roles played by explanation and prediction vary considerably depending on the

23

INTRODUCTION

intended learning outcomes. If the pupils are to learn about how something works,explanations are important; they must understand how different parts interact andhow natural and technological sciences can be used to explain this. If on the otherhand the main purpose is to teach skills, prediction is often more important. Aperson who is competent in soldering can predict that the filler metal that is marked60–40 will solidify quickly when cooling. This is often enough. Being able to explainthe quick solidifying in terms of the properties of lead–tin alloys, and especiallythe eutectic point at 37 % lead and 63 % tin, is not necessary (or even helpful).Depending on whether pupils are to understand or just learn how to act, differentmodels and types of explanation are needed.

A technological artefact is an object that is created for a certain purpose and hasphysical characteristics that allow it to be used for that purpose. They are commonlydescribed as dual natures: as functional as well as physical objects. Explanations ofartefacts’ technological functions describe the relations between aspects of the user’sactions, the user’s intentions, and the objects’ properties. The natural sciences mayprovide a foundation for technological explanations but as they cannot account forthe users’ intentions they are not sufficient. Technological explanations are evaluatedby their appropriateness, which depends on their relevance (Does it provide thenecessary information?) and suitability (Is the recipient capable of understandingand making use of it?).

In educational situations, models of varying kinds are commonly used to explainphenomena and functions: drawings, miniatures, animations, charts, diagrams, etc.To create models and provide explanations that are simple enough that the pupilscan understand them, yet detailed enough that they contain information that isrelevant even outside of the classroom, is a difficult task. It is however one of thecore competences of technology teachers and must be taken seriously.

1.6 Further research

Increased collaboration between the philosophy of technology and technology educa-tion studies would benefit both areas. Technology education studies could use theterminology, definitions and delimitations from the sciences that have been developedby philosophers. Philosophers could benefit from the studies of how technologicalknowledge develops through learning and training. The view of knowing as a processtends to be strong in technology education studies, while philosophers of technologycommonly discuss knowledge separately from the knowing subject.

The philosophical study of different types of technological knowledge is not inany way complete. To date, studies have almost exclusively been directed towardsthe knowledge used by engineers, inventors, craftsmen, and other types of creative

24

CONCLUSIONS

technologists. Except for their tacit knowledge, the professional skills and abilities ofoperators and maintenance personnel has not yet been thoroughly studied. Not evenall types of knowledge used by creative professionals have been described; we haveyet to see a philosophical investigation that incorporates knowledge about standardcomponents or applicable security regulations into technological knowledge. Partly,these could be described as rules of thumb, but that is not all. Further studies willshow whether such an investigation would lead to philosophically interesting results.

Related areas that demand further study include explanations and understandingin technology. While understanding and explanations in the natural sciences arecommonly assumed to be based solely on the laws of nature and descriptions of thestate of the world, their technological counterparts must also include an agent’sintentions and/or a technological function. Some fundamental work has been donein this area (e.g. de Ridder, 2007; Houkes and Vermaas, 2010; Kroes, 2012; Pitt,2009), but technological understanding has still not been examined properly. So far,there has also been surprisingly little interest in using the philosophical researchresults about technological explanation when studying education.

1.7 Conclusions

Technological knowledge is multifaceted and includes facts about technologicalartefacts, mechanisms, and processes as well as skills necessary to perform techno-logical work. The epistemology of technology is still largely uncharted terrain. Thetechnological laws that are science-based or science-like and the tacit knowledgeof craftsmen have been the subject of serious study, but for the rest, philosophershave so far only scratched the surface. This includes the areas that are emphasisedin technology education for children and adolescents, which places curricula andguidelines for marking on shaky ground. Can knowledge be assessed in a contextwhere it is not defined properly? It is also impossible to guarantee that the contentsof the subject as well as the assessment procedures are equivalent throughout thecountry. This is demanded by the Swedish school law (Skollagen, 2010, 1 ch., 9 §).

Technological knowledge is an epistemological domain of its own, emphasisingusefulness rather than truth or general applicability. A result of this is that it hasits own methods for learning, justification, and evaluation. The main contributionof this thesis is to the philosophical literature about technological knowledge, anepistemological domain where the concept of rules of thumb plays an important roleand Gilbert Ryle’s notions of knowing that and knowing how actually make sense.The special characteristics of technological knowledge should permeate technologyeducation at all levels. Technology teachers, even those working in primary andsecondary schools, would therefore benefit from deeper knowledge of the philosophy

25

INTRODUCTION

of technology. Skills in philosophical analysis, and knowledge of the specific questionsconcerning what technology is, what constitutes technological knowledge, and whatcharacterises a technological artefact, would strengthen technology as a subject ofits own, elucidating that it is neither a more glamorous crafts subject, nor somekind of degenerate version of science studies. The lack of a common terminologyfor describing different expressions of technological knowledge makes discussingthe nature and qualities of knowledge unnecessarily difficult. An introduction tothe philosophy of technology should be therefore be included in every technologyteacher training programme; together with educational science, technological contentknowledge, and science and technology studies it could help develop a technologysubject for schools with a clearer purpose and a better theoretical foundation.

1.8 References

Almar-Næss, A. (1985). Metalliske materialer [Metallic Materials]. Tapir akademiskforlag, Trondheim, Norway

Ankiewicz, P., de Swardt, E., de Vries, M. J. (2006). Some Implications of thePhilosophy of Technology for Science, Technology and Society (STS) Studies.International Journal of Technology and Design Education 16(2):117–141

Arbetsmiljöverket (2008). Skyltar och signaler [Signs and Signals]. Arbetsmiljöverket[The Swedish Work Environment Authority], Stockholm, AFS 2008:13

Banks, F., McCormick, R. (2006). A Case Study of the Inter-Relationship BetweenScience and Technology: England 1984–2004. In: de Vries and Mottier (2006),pp. 285–311

Bjurulf, V. (2008). Teknikämnets gestaltningar [Construing Technology as a SchoolSubject]. Doctoral thesis, Karlstad University, Faculty of Arts and Education,Sweden

Blomdahl, E. (2006). Att undervisa i teknik – Ett försök till en undervisningsfilosofiutifrån Heidegger och Dewey [Teaching Technology: An Attempt at an Educa-tional Philosophy Based on Heidegger and Dewey]. NorDiNa 2(1):44–57, URLhttp://www.naturfag.no/binfil/download2.php?tid=1509869, accessed 3December 2013

Bowler, P. J., Morus, I. R. (2005). Making Modern Science. The University ofChicago Press

Cunningham, C. M., Hester, K. (2007). Engineering is Elementary: An Engineeringand Technology Curriculum for Children. In: Proceedings of the 2007 AmericanSociety for Engineering Education Annual Conference & Exposition

26

REFERENCES

Dakers, J. (ed.) (2006). Defining Technological Literacy. Palgrave MacMillan, NewYork

de Ridder, J. (2007). Reconstructing Design, Explaining Artifacts. Doctoral thesis,Delft University of Technology, Delft, The Netherlands

de Vries, M. J. (2003). The Nature of Technological Knowledge: Extending Empir-ically Informed Studies Into What Engineers Know. Techné 6(3):1–12, URLhttp://scholar.lib.vt.edu/ejournals/SPT/v6n3/devries.html, accessed30 December 2013

de Vries, M. J. (2005a). The Nature of Technological Knowledge: PhilosophicalReflections and Educational Consequences. International Journal of Technologyand Design Education 15(2):149–154

de Vries, M. J. (2005b). Teaching About Technology. Springer, Dordrecht, TheNetherlands

de Vries, M. J. (2012). Philosophy of Technology. In: Williams, P. J. (ed.) TechnologyEducation for Teachers, Sense Publishers, Rotterdam, The Netherlands, pp.15–34

de Vries, M. J., Mottier, I. (eds) (2006). International Handbook of TechnologyEducation. Sense Publishers, Rotterdam, The Netherlands

Elsäkerhetsverket (1999). Starkströmsföreskrifterna [Heavy Current Regulations].Elsäkerhetsverket, Kristinehamn, Sweden, Elsäk-FS 1999:5

Elsäkerhetsverket (2008). Elsäkerhetsverkets föreskrifter och allmänna råd om hurelektriska starkströmsanläggningar ska vara utförda [The National ElectricalSafety Board’s Rules and Regulations for How Electrical High Current Installa-tions Must Be Designed]. Elsäkerhetsverket, Kristinehamn, Sweden, Elsäk-FS2008:1

Frederik, I., Sonneveld, W., de Vries, M. J. (2010). Teaching and Learning theNature of Technical Artifacts. International Journal of Technology and DesignEducation 21(3):1–14

Frey, R. E. (1989). A Philosophical Framework for Understanding Technology.Journal of Industrial Teacher Education 27(1):23–35

Hansson, S. O. (2007). What is Technological Science? Studies in History andPhilosophy of Science 38(3):523–527

Hansson, S. O. (2013). What is Technological Knowledge? In: Skogh, I.-B., de Vries,M. J. (eds) Technology Teachers as Researchers, Sense Publishers, Rotterdam,The Netherlands, pp. 17–31

Heidegger, M. (1974). Teknikens väsen och andra uppsatser [The Essence of Technol-ogy and Other Essays]. Rabén och Sjögren, Stockholm, original work published1954

27

INTRODUCTION

Hempel, C. G., Oppenheim, P. (1948). Studies in the Logic of Explanation. Philoso-phy of Science 15(2):135–175

Hills, R. L. (1989). Power From Steam. Cambridge University Press, United KingdomHoukes, W. (2006). Knowledge of Artefact Functions. Studies in the History and

Philosophy of Science 37(1):102–113Houkes, W. (2009). The Nature of Technological Knowledge. In: Meijers (2009b),

pp. 309–350Houkes, W., Vermaas, P. E. (2010). Technical Functions: On the Use and Design

of Artefacts. No. 1 in Philosophy of Engineering and Technology, Springer,Dordrecht, The Netherlands

ITEA (2007). Standards for Technological Literacy, 3rd edn. International TechnologyEducation Association (ITEA), Reston, VA, URL http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf, accessed 23 November 2013. In 2010 the organisationwas renamed International Technology and Engineering Educators Association(ITEEA)

Kimbell, R., Stables, K. (2008). Researching Design Learning. Springer, Dordrecht,The Netherlands

Kroes, P. (2012). Technical Artefacts: Creations of Mind and Matter . No. 6 in Phi-losophy of Engineering and Technology, Springer, Dordrecht, The Netherlands

Kroes, P., Meijers, A. (2006). The Dual Nature of Technical Artefacts. Studies inHistory and Philosophy of Science Part A 37(1):1–4

Latour, B., Woolgar, S. (1986). Laboratory Life. Princeton University Press, NJLewis, T. (2004). A Turn to Engineering: The Continuing Struggle of Technol-

ogy Education for Legitimization as a School Subject. Journal of TechnologyEducation 16(1):21–39

Lindqvist, S. (1987). Vad är teknik? [What is Technology?]. In: Sundin, B. (ed.) Iteknikens backspegel [In Technology’s Rear-View Mirror ], Carlssons bokförlag,Stockholm, pp. 11–33

Meijers, A. (2009a). General Introduction. In: Meijers (2009b), pp. 1–19Meijers, A. (ed.) (2009b). Philosophy of Technology and Engineering Sciences. North

Holland, Burlington, MAMiddleton, H. (2005). Creative Thinking, Values and Design and Technology Edu-

cation. International Journal of Technology and Design Education 15(1):61–71Mitcham, C. (1994). Thinking Through Technology. The University of Chicago PressNightingale, P. (2009). Tacit Knowledge and Engineering Design. In: Meijers (2009b),

pp. 351–374

28

REFERENCES

Pavlova, M. (2006). Comparing Perspectives: Comparative Research in TechnologyEducation. In: de Vries and Mottier (2006), pp. 19–32

Pitt, J. C. (2009). Technological Explanation. In: Meijers (2009b), pp. 861–879PLC Drives (No year). PLC Drives and Automation Forums. URL http://

www.plcdrives.com/forum/f34/pid-tuning-rule-thumb-37763/, accessed16 November 2009

Polanyi, M. (1983). The Tacit Dimension. Peter Smith Publisher, Gloucester, MA,original work published 1966

Riis, U. (1996). Kan man äga ett skolämne – Dragkampen om tekniken [Is ItPossible to Own a School Subject: The Tussle About Technology]. In: Ginner,T., Mattsson, G. (eds) Teknik i skolan [Technology in School], Studentlitteratur,Lund, Sweden, pp. 41–52

Ropohl, G. (1997). Knowledge Types in Technology. International Journal of Tech-nology and Design Education 7(1):65–72

Ropohl, G. (1999). Philosophy of Socio-Technical Systems. Society for Philosophyand Technology 4(3), URL http://scholar.lib.vt.edu/ejournals/SPT/v4_n3html/ROPOHL.html, accessed 21 January 2014

Ryle, G. (1949). The Concept of Mind. Hutchinson’s University Library, LondonSismondo, S. (2010). An Introduction to Science and Technology Studies. Wiley-

Blackwell, Chichester, United KingdomSkollagen, (2010). Skollagen [The School Law]. Swedish law SFS 2010:800Skolverket (2008). Syllabuses 2000, Revised Version 2008, Compulsory School.

Skolverket [The Swedish National Agency for Education], Stockholm, URL http://www3.skolverket.se/ki/eng/comp.pdf, originally published 1994, revised2000 and 2008. Accessed 3 December 2013

Skolverket (2011a). Curriculum for the Compulsory School, Preschool Class andthe Recreation Centre 2011 . Skolverket [The Swedish National Agency forEducation], Stockholm, URL http://www.skolverket.se/publikationer?id=2687, accessed 3 December 2013

Skolverket (2011b). Kommentarmaterial till kursplanen i teknik [Comments tothe Syllabus in Technology]. Skolverket [The Swedish National Agency forEducation], Stockholm, URL http://www.skolverket.se/publikationer?id=2568, accessed 3 December 2013

Skolverket (2012). Kommentarmaterial till kunskapskraven i teknik [Commentsto the Knowledge Requirements in Technology]. Skolverket [The Swedish Na-tional Agency for Education], Stockholm, URL http://www.skolverket.se/publikationer?id=2830, accessed 26 December 2013

29

INTRODUCTION

Stanley, J., Williamson, T. (2001). Knowing How. Journal of Philosophy 98(8):411–444

Teknikdelegationen, (2010). Vändpunkt Sverige [Turning Point Sweden]. Stockholm,SOU 2010:28

Teknikföretagen, Cetis (2013). Teknikämnet i träda [The Technology Subject LiesFallow]. Teknikföretagen, Stockholm

Thulesius, O. (2007). The Man Who Made the Monitor: A Biography of JohnEricsson, Naval Engineer . McFarland & co., Jefferson, NC

Vincenti, W. G. (1990). What Engineers Know and How They Know It. The JohnHopkins University Press, Baltimore, MD

Volk, K. S. (2007). Attitudes. In: de Vries, M. J., Custer, R., Dakers, J., Martin,G. (eds) Analyzing Best Practices in Technology Education, Sense publishers,Rotterdam, The Netherlands, pp. 191–202

von Wright, G. H. (1971). Explanation and Understanding. Cornell University Press,Ithaca, NY

Walton, R. (2000). Heidegger in the Hands-On Science and Technology Center:Philosophical Reflections on Learning in Informal Settings. Journal of Tech-nology Education 12(1), URL http://scholar.lib.vt.edu/ejournals/JTE/v12n1/walton.html, accessed 18 January 2014

30

Kapitel 2

Sammanfattning(Summary in Swedish)

Ordet ”teknik” betecknar såväl ett mänskligt kunskaps- och verksamhets-område som de föremål som skapas och används där. Alla kan ge exempelpå tekniska föremål och kunskapsområden, som datorer och bilar, program-

mering och svetsning. Att beskriva vad som är speciellt med teknik är betydligtsvårare. Teknik handlar vanligen om att skapa eller omvandla något slags objekt förett särskilt ändamål, i enlighet med ens önskningar eller behov. Objekt och aktivite-ter kan vara av många olika slag: från stenyxor till nanomaterial, från grovsmide tillgenmodifiering. Resultaten kan vara konkreta, som byggnader och maskiner, ellerabstrakta, som metoder och algoritmer. Tekniken är en viktig del av vårt modernasamhälle. Utan en grundläggande teknisk förståelse är det svårt eller omöjligt attförstå många fenomen som påverkar mänskligheten och vår miljö.

Denna avhandling handlar om teknisk kunskap. Syftet är att bidra till teknikensepistemologi och dess tillämpning i undervisningssammanhang. I synnerhet handlardet om grundläggande teknikundervisning, motsvarande den som ges i grundskolan.Avhandlingen utgörs av en inledning (”kappa”), denna svenska sammanfattningoch fem artiklar. De två första behandlar rent teknikfilosofiska teman: den tekniskakunskap man kan få genom tumregler respektive hur Gilbert Ryles indelning avkunskap i att veta hur och att veta att1 kan användas i tekniska sammanhang.De återstående texterna handlar om att på olika sätt tillämpa den analytiskateknikfilosofins kunskapsteori på frågor inom teknikundervisningsområdet. Dentredje artikeln behandlar hur tekniklärare uppfattar teknisk kunskap och bygger påen enkätundersökning. Nummer fyra beskriver hur ovetenskapliga tekniska modellerbör tas upp i teknikundervisningen. Den femte och sista tar upp betydelsen av

1eng. knowing how, knowing that

31

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

förklaring och prediktion när man behandlar ett tekniskt ämnesinnehåll i skolan. Attta den tekniska kunskapens särart på allvar i undervisningen leder till pedagogiskautmaningar, men också till möjligheter till en fördjupad förståelse för skillnadernamellan teknik och naturvetenskap samt mellan modell och verklighet.

Det finns som sagt teknisk kunskap av mångahanda slag, från urgamla hantverks-färdigheter till modern ingenjörskonst. Till skillnad från den naturvetenskapligakunskapen har den tekniska inte tilldragit sig något större filosofiskt intresse. Dedelar som ligger nära naturvetenskaperna har i viss mån behandlats i vetenskapsfi-losofin. Tekniska färdigheter har då och då figurerat i diskussioner om tyst kunskap.Däremellan finns dock ett stort kunskapsfält där den filosofiska forskningen har myc-ket kvar att göra. Framför allt gäller detta den tekniska kunskap som kan formulerasi ord men inte nödvändigtvis berättigas genom hänvisningar till naturvetenskapligalagar, exempelvis kunskap om standarder, konventioner och så kallade tumregler.

Sedan 1980 års läroplan är teknik ett obligatoriskt ämne i den svenska grund-skolan. Trots detta har ämnet ännu inte funnit sin form. Det finns få läromedel,få utbildade lärare och ämnets innehåll varierar kraftigt mellan olika skolor (Tek-nikdelegationen, 2010; Teknikföretagen och Cetis, 2013). Av tradition har teknikenbetraktats som samhörande med slöjd eller med något av de naturorienterandeämnena, vanligen fysik. Dagens teknikämne ska dock stå på egna ben. Att döma avden nu gällande läroplanen ska teknik vara ett ämne med inslag om ingenjörskonst,samhällsvetenskaper och vardagens teknik (Skolverket, 2011b, ss. 269–279), vilketframgår ganska tydligt. Den tidigare kursplanen, som tillhörde 1994 års läroplan(Lpo94, Skolverket, 2008) och användes från mitten av 1990-talet till och medvårterminen 2011, var betydligt mer svårtolkad. Undersökningar visar att klass-rumspraktiken och det faktiska ämnesinnehållet ofta har haft svag koppling tillkursplanen (Bjurulf, 2008; Teknikdelegationen, 2010), något som säkert delvis kanförklaras av dess oklarhet. Kursplanen i den nu gällande läroplanen Lgr 11 (Skolver-ket, 2011b) har en delvis annan uppläggning med angivna förmågor som eleverna skautveckla genom att studera vissa teman. Den kompletteras och förtydligas av flerakommentarmaterial, ämnade att konkretisera ämnesinnehållet och kunskapskraven(Skolverket, 2011a, 2012). I skrivande stund (april 2014) pågår arbetet med attimplementera den nya läroplanen fortfarande på landets skolor. Ännu så länge finnsinga mer omfattande studier av vilka resultat det har fått.

2.1 Teknik och naturvetenskap

Teknik är ett samlingsnamn för en stor mängd aktiviteter, föremål och kunskapsom-råden som är skapade av människan för att lösa problem eller förändra omgivningen.Vissa former av teknik har funnits mycket länge. Människan har i tusentals år använt

32

TEKNIK OCH NATURVETENSKAP

hävstänger för att flytta föremål, kol för att reducera järnmalm till järn och jäsnings-processer för att framställa vin. Dessa exempel falsifierar effektivt påståendet att allteknik skulle vara tillämpad naturvetenskap (något som framhållits av Bunge, 1966,med flera), detta då teknik existerade långt innan det fanns någon naturvetenskap atttillämpa. Före 1900-talet finns det bara enstaka exempel på teknik som är tillämpadnaturvetenskap. Tvärtom har det ofta varit så att naturvetenskapen utvecklats urtekniska upptäckter. Exempelvis grundade Carnot termodynamiken på upptäcktersom han och andra gjort i samband med försök att effektivisera ångmaskiner (Šestáket al., 2009, s. 680 ff.). Newtons arbete med den geometriska optiken byggde till stordel på linsslipares erfarenheter från teleskopbyggande (Newton, 1984). Vidare ladesgrunden för den vetenskapliga hållfasthetsläran av den byggnadstekniska praktiken(Turnbull, 1993, s. 317) och metallurgin härstammar från gamla erfarenheter av hurföroreningar och värmebehandlingar påverkar metallers egenskaper. Modern teknikhar dock ofta formen av tillämpad naturvetenskap. Utan den moderna fysiken skulledagens halvledarbaserade elektronik vara otänkbar och den moderna bioteknikenskulle aldrig ha kunnat utvecklas utan senare decenniers landvinningar i biologi,kemi och närliggande vetenskaper.

Teknikfilosofen Carl Mitcham (1994) beskriver fyra centrala aspekter hos tekni-ken:2 teknik som aktivitet, teknik som objekt, teknik som kunskap och teknik somviljeyttring.3 Teknik som aktivitet omfattar arbete med konstruktion, byggande,felsökning, underhåll, teknologisk forskning med mera. Teknik som objekt är alla deföremål som är resultat av tekniskt arbete. Teknik som kunskap är de kunskaperoch färdigheter som man använder i det tekniska arbetet. Teknik som viljeyttringutgörs av drivkrafterna för det tekniska arbetet: brobyggarens vilja att korsa floden,hackarens vilja att knäcka säkerhetssystemet etc. Teknik som viljeyttring liggerlängst ifrån vardagsanvändningen av ordet teknik, men markerar en avgörandeaspekt av det tekniska arbetet – teknikens själva grund är viljan att handla för attuppnå ett mål.

Teknisk kunskap

Det finns i dag flera olika klassificeringssystem för teknisk kunskap (exempelvisHansson, 2013; Vincenti, 1990; de Vries, 2003). De flesta av dessa är inriktade påatt beskriva de tekniska kunskaper som används vid skapandet av tekniska arte-fakter, alltså den kunskap som konstruktörer, hantverkare och liknande använder.Teknikanvändarnas kunskaper och färdigheter har sällan fått något större utrymme,inte ens högt kvalificerad kunskap som handhavandet av komplicerade maskiner

2Mitcham skriver om technology. I detta sammanhang översätts det bäst med det svenskaordet teknik.

3eng. technology as activity, object, knowledge, volition.

33

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

eller mätinstrument. I denna avhandling används framför allt de klassifikations-system som föreslagits av Ropohl (1997) och Hansson (2011, 2013). I Hanssonssystem delas den tekniska kunskapen in i tyst teknisk kunskap, praktisk regelkunskap,teknikvetenskap och tillämpad naturvetenskap. Den tysta kunskapen är svår elleromöjlig att uttrycka i ord och lärs genom erfarenhet. Typiska exempel är sådantsom en erfaren hantverkare eller annan tekniker ”känner på sig” eller säger sigha ”i ryggmärgen” eller ”i händerna”. Praktisk regelkunskap handlar om att lärasig procedurer och kunna använda dem utan att nödvändigtvis förstå varför defungerar. Teknikvetenskaplig kunskap är teknisk kunskap som man har nått genomatt använda vetenskapliga metoder. Till denna kategori hör mycket ingenjörsve-tenskap. Inom teknikvetenskapen använder man samma slags metoder som inomnaturvetenskaperna men undersöker frågeställningar om användbarhet snarare änom naturlagar. Den sista och modernaste kategorin, tillämpad naturvetenskap,är just det: teknisk kunskap som har kommit till genom att man har använt na-turvetenskapliga resultat. Hanssons indelning bygger på hur kunskapen lärs ochberättigas. Det andra system som flitigt åberopas i avhandlingen presenteradesav Ropohl (1997). Där är indelningen gjord på mer oklara grunder. Kategoriernaär tekniska färdigheter, funktionella regler, strukturella regler, tekniska lagar samtsocioteknisk förståelse.4 Den sociotekniska förståelsen handlar om teknikens roller isamhället och vardagslivet. Det är kunskap om teknik snarare än i teknik. Övrigabeskriver kunskap för tekniskt skapande, från de situationsspecifika, hantverkslikatekniska färdigheterna till de vetenskapslika eller -baserade tekniska lagarna somofta beskrivs med matematikens hjälp. Ropohls tekniska färdigheter motsvararungefärligen Hanssons tysta tekniska kunskap. Annars skiljer sig indelningarnadelvis åt. Funktionella och strukturella regler utgör tillsammans det som Hanssonkallar för praktisk regelkunskap. Skillnaden ligger i att de strukturella handlar omhur delar samverkar, medan de funktionella ser på enskilda delars funktion ellermetoders användning. Ropohls kategori tekniska lagar karaktäriseras av sin form –de beskrivs ofta matematiskt och grundas på vetenskapliga resultat eller systema-tisk prövning. Dessa lagar motsvarar ungefärligen Hanssons teknikvetenskap ochtillämpade naturvetenskap. Ropohls sociotekniska förståelse saknar motsvarighethos Hansson. I två av de ingående artiklarna, ”Technological know-how from rulesof thumb” (I) och ”Engineers’ non-scientific models in technology education” (IV)används Ropohls (1997) indelning. Detta då de skrevs innan Hanssons (2011, 2013)artiklar publicerades. Hanssons klassifikationssystem är i allmänhet att föredra dådet har ömsesidigt uteslutande kategorier och en konsekvent princip för indelning.

4eng. technical know-how, functional rules, structural rules, technological laws, socio-technicalunderstanding.

34

GRUNDSKOLANS TEKNIKÄMNEN

2.2 Grundskolans teknikämnen

Teknik har varit ett obligatoriskt ämne i den svenska grundskolan i ungefär 30år. Teknikinslag har funnits längre än så i ämnen som slöjd, hemkunskap ochhembygdskunskap (Hallström, 2009). Det finns också en lång tradition av att användatekniska objekt för att konkretisera undervisningen i naturorienterande ämnen.Exempelvis används tvättmedel, ångmaskiner och glödlampor för att tydliggöraegenskaper hos emulgeringsmedel, gaser och elektriska kretsar. Det är inte bara iSverige som man har infört ett separat teknikämne under de senaste decennierna,utan även på många andra håll (de Vries och Mottier, 2006; Rasinen, 2003). IEngland, Skottland, Nederländerna, vissa av USA:s delstater, Nya Zeeland och fleraandra länder har nya teknik- och/eller designämnen tagit plats i läroplanerna. Tillskillnad från slöjden är de nya teknikämnena inte hantverksbaserade, utan handlarmer om produktutveckling, generell problemlösningsförmåga och tekniken i samhället.Inriktningen varierar mellan länderna. I England står produktutvecklingsprocesseni centrum och det uttalade målet är att eleverna ska lära sig att skapa artefakterför att därigenom få möjlighet att påverka samhället och den egna livssituationen(Kimbell och Stables, 2008, s. 22 f.). De flesta amerikanska elever behöver inte kunnapåverka tekniken handgripligen; målet för dem är att förstå världen genom denteknik som påverkar den (International Technology Education Association, 2007,ss. 4–10 passim). Även de arbetar ofta med produktutveckling, men då som en metodför att fördjupa sin allmänna tekniska förståelse.

I läroplanen beskrivs det svenska teknikämnet som brett, med tydligt tvär-vetenskaplig karaktär (Skolverket, 2011b, ss. 269–272). Ämnets centrala innehållomfattar vitt skilda teman som socioteknisk förståelse, produktutvecklingsmetodik,materiallära, styr- och reglerteknik, elektronik och tekniska system. Teknikens ochden tekniska kunskapens speciella egenskaper får dock inte stort utrymme i läroplan-stexten och inte heller i kommentarerna till ämnets kunskapskrav (Skolverket, 2012).Faktiskt beskriver man kunskapskrav och betygsnivåer utan att explicit berätta vadsom särskiljer kunskaper i teknik från kunskaper inom andra områden. Att teknikeninte kan reduceras till tillämpad naturvetenskap påpekas dock på flera ställen istyrdokumenten, liksom att tekniken påverkar och påverkas av andra mänskligaverksamheter som vetenskap och konst. I kommentarerna till kursplanen poängterasockså teknikens handlingsinriktade karaktär: ”[T]ekniken ställer frågan hur sakeroch ting skulle kunna vara och hur man kan åstadkomma det man vill” (Skolverket,2011a, s. 10). Man nämner däremot inte hur man inom teknikämnet bör förhålla sigtill begrepp som förklaring, prediktion, förståelse, sanning och användbarhet.

I undervisningspraktiken har teknikämnets inriktning ofta varit otydlig. Bjurulf(2008) har granskat hur fem lärare tolkar teknikämnets innehåll och syfte i sin under-

35

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

visning utifrån den kursplan som gällde till och med vårterminen 2011 (Skolverket,2008). Tolkningarna varierar kraftigt: en lärare menar att syftet är att elevernaska lära sig vardagsfärdigheter som tapetsering, en annan hävdar att ämnets målär att få fler elever att söka tekniska utbildningar efter grundskolan och en tredjeframhåller att ämnets syfte är att förbättra flickors självförtroende. Att ämnet kanse väldigt olika ut i olika skolor bekräftas av bland andra Teknikdelegationen (2010)samt Teknikföretagen och Cetis (2013).

Stora delar av kunskapskraven i grundskolans teknikämne kan beskrivas medhjälp av Hanssons (2011) indelning. Praktisk regelkunskap har stor betydelse förlärandet av tekniska färdigheter genom att följa instruktioner och beskrivningar.Tyst kunskap om till exempel skissning eller lödning kan utvecklas av ambitiösaelever. Teknikvetenskaplig kunskap finns det gott om i läroböckerna (exempelvishos Sjöberg, 2012; Börjesson et al., 2009). Elever kan dessutom genom systematiskprövning själva komma fram till något som åtminstone till formen liknar teknikve-tenskaplig kunskap. Tillämpad naturvetenskap nämns i böckerna, men är svårareatt undersöka laborativt i skolan. Grundskolans teknikämne ska också behandlasamhällsvetenskapliga aspekter på teknik. Kunskaper om dessa kan inte beskri-vas med hjälp av Hanssons indelningssystem, däremot genom Ropohls (kategorinsocioteknisk förståelse).

Filosofin och grundskolans teknikämnen

I den tidigare kursplanen för den svenska skolans teknikämne finns vissa spårav Heidegger, framför allt genom begreppet ”teknikens väsen” som ämnet ska geförtrogenhet med (Skolverket, 2008, s. 115). Detta begrepp lanserades i en essämed samma namn och är ett centralt begrepp i Heideggers teknikfilosofi. Exaktvad som menas med det är svårt att reda ut, något som betonas bland annat avHeidegger själv (1974, s. 17 ff.) och av Mitcham (1994, s. 53). Detta hindrade intekursplaneförfattarna från att nämna ”teknikens väsen” i samband med teknikämnetssyfte, helt utan förklarande kommentarer. Sannolikt gick dess betydelse de flestaläsare helt förbi. I den nya kursplanen (Skolverket, 2011b, ss. 269–279) lyser tydligafilosofireferenser med sin frånvaro.

Fackfilosofin har generellt svag ställning inom teknikdidaktiken. Bortsett frånenstaka försök att analysera vad teknik är och få in etiska frågor i teknikundervis-ningen är det skralt. Detta gäller såväl i Sverige som internationellt. Forskningeninom teknikens kunskapsteori har inte haft någon större påverkan på kursplaner ellerteknikdidaktisk forskning. För mig, som började som ingenjör, sedan blev lärare ochdärefter filosof, framstår detta som konstigt. Man studerar teknisk kunskap såvälinom teknikfilosofin som inom teknikdidaktiken. Båda områdena borde kunna vinnapå ett samarbete. I dag har de ingen gemensam terminologi och vanligen olika infalls-

36

GRUNDSKOLANS TEKNIKÄMNEN

vinklar i sina studier av den tekniska kunskapen. Didaktikerna studerar framför alltkunskapsbildningen och kunskapens användning. De engelska teknikdidaktikernaKimbell och Stables (2008, s. 42 f.) markerar detta genom att i allmänhet inte skrivaom kunskap, utan om kunnande.5 Det är inte kunskapen i sig som är i fokus, utandet kunnande subjektet. Framför allt koncentrerar man sig på hur lärandet går tilloch hur kunskapen (kunnandet) används. Till skillnad från didaktikerna skriverfilosofer ofta om kunskapen utan att ta sig an dem som besitter den. Trots dettafinns rimligen gemensamma intressen för båda grupperna. Vad som karaktäriserarden tekniska kunskapen, liksom hur man ska se på sanning och strävan efter sanninginom teknisk verksamhet, är essentiellt för bedömning och utvärdering. Det gårrimligen inte att skapa tydliga och rättssäkra kriterier för betygsättning och annankunskapsbedömning i teknik utan att veta vilket slags kunskap de ska handla om.

Experimentens roll inom naturvetenskaperna är och har varit en viktig veten-skapsfilosofisk fråga. Varför man ska experimentera inom de naturvetenskapligaämnena i ungdomsskolan har också debatterats och utretts många gånger (Hög-ström et al., 2000; Sjøberg, 2010, ss. 492–504). Eleverna ska bli förtrogna medexperimentella metoder, de lär sig bättre om de får upptäcka saker själva och såvidare. Experimentens roll inom teknikundervisningen är betydligt mindre utforskad.Medan experiment inom naturvetenskaperna handlar om att nå kunskap om gene-rella naturlagar så kan tekniska experiment vara betydligt mer jordnära. Om manvill veta huruvida en byrå är mer hållbar än en annan kan man utsätta båda förupprepat hårdhänt in- och utdragande av lådorna och se vilken som går sönder först.Om man vill veta hur stor ström som kan gå genom en ledning utan att den blir förvarm kan man mäta temperaturen vid olika strömstyrkor. I bästa fall är resultatendirekt tillämpbara, trots att de saknar förklaringsvärde. Denna påtagliga skillnad –sökandet efter ett väl belagt (i bästa fall sant) och generellt tillämpbart resultat inaturvetenskapsfallet och något användbart i teknikfallet – återfinns sällan i denteknikdidaktiska litteraturen och framhålls inte tydligt i någon av de läroböckeri teknik för grundskolan som jag har studerat (Andersson, 2004; Börjesson et al.,2009; Sjöberg, 2004, 2012, med flera).

Tekniska modeller skiljer sig också ofta från naturvetenskapliga. De tekniskamodellerna ska framför allt ge möjlighet till prediktion, medan de naturvetenskap-liga helst även ska förklara. För förklaring krävs något slags orsakssamband. Förprediktion räcker korrelation. Detta gör att sedan länge vederlagda vetenskapligateorier kan leva kvar i tekniken inom de områden där de leder till riktiga förut-sägelser. Newtons fysik är falsifierad sedan ungefär hundra år, men är under deflesta vanliga förhållanden en utmärkt approximation och används därför fortfarandemed gott resultat av ingenjörer världen över. Även teorier och modeller som är

5eng. knowing i stället för knowledge.

37

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

helt obsoleta i vetenskapligt hänseende används flitigt inom tekniken. Lättfattligaexempel inkluderar centrifugalkraften (som är en skenkraft) och den sugande kraftenhos vakuum (som inte existerar, det är trycket från den omgivande luften som gerupphov till den fasthållande kraften). Inom tekniken kan man använda det som geranvändbara resultat i den aktuella kontexten, oavsett om det är sant eller inte.

I tekniska sammanhang kan man inte heller tillåta sig samma slags idealiseringarsom man ibland kan göra inom naturvetenskaperna. En fysiker kan renodla problemgenom att bortse från gravitation och friktion. Ingenjören kan knappast göra det,om de påverkar resultatet måste de tas med (Hansson, 2007, s. 526). Om han/honskulle välja att försumma dem i sina beräkningar måste detta kompenseras genomexempelvis väl tilltagna säkerhetsmarginaler.

Många av de speciella karaktäristika som finns hos teknisk kunskap och tekniskverksamhet och skiljer dem från andra typer av kunskaper och verksamheter harlagts i dagen av teknikfilosofer. De torde kunna ge användbara bidrag till såvälundervisningspraktik som utvärderingsmetoder och kunskapsmål inom teknikunder-visningen.

2.3 Ingående artiklar

Avhandlingen består av en inledning på engelska, denna svenska sammanfattningoch fem engelskspråkiga artiklar. En översikt över artiklarna ges nedan.

(I) Teknisk kunskap genom tumregler – Technological know-howfrom rules of thumb

Olika typer av tumregler och standardprocedurer kan ge en person en typ avteknisk kunskap eller handlingsförmåga utan att han/hon har någon förståelseför hur de bakomliggande mekanismerna fungerar. I artikeln exemplifieras detbland annat med inställningen av en reglerutrustning, en så kallad PID-regulator(proportionell, integrerande och deriverande regulator). PID-regulatorn är en vanligstandardkomponent som används för att reglera tryck, temperatur, läge, varvtalmed mera i många olika slags maskiner. En riktigt inställd regulator ger ett stabiltsystem som reagerar snabbt på förändringar och störningar. Felaktig inställningkan leda till att maskinen fungerar dåligt eller inte alls. På 1990-talet arbetade jagmed utveckling av produktionsutrustning för tillverkningsindustrin. Bland minakolleger fanns två som var specialister på att hantera reglertekniska problem. Bådavar skickliga, men löste uppgiften på olika sätt. Den ene, Nils, är civilingenjör.Med hjälp av matematiska modeller tog han fram lämpliga parametervärden ochställde sedan in regulatorerna i enlighet med dessa. Den andre, Paul, var elektriker

38

INGÅENDE ARTIKLAR

i grunden och hade lärt sig regulatorinställningskonsten genom prövning och mångaårs erfarenhet. Han kunde inte förklara hur han gjorde, enligt egen utsago gickhan ”på känsla”, men åstadkom alltid användbara resultat. Båda hade tekniskkunskap – Nils kunskaper var av vetenskapsbaserat slag medan Paul hade informell,erfarenhetsbaserad tyst kunskap.

Vid ett tillfälle blev jag ombedd att byta ut en PID-regulator som styrde enhydraulpump i en anläggning som stod ute hos en kund. Jag saknade helt praktiskerfarenhet av reglerteknik och förstod inte hur det hela skulle gå till. Nils gav mig dåen lista hämtad ur en reglerteknisk handbok. Nedanstående är snarlik, men hämtadfrån webbplatsen PLC Drives (Utan årtal, min översättning från engelskan):

1. Sätt parametrarna 𝐾𝑝, 𝐾𝑖, 𝐾𝑑 till deras minimivärde (0 eller 1 beroende påregulatorns utformning).

2. Öka 𝐾𝑝 till systemet börjar självsvänga.

3. Öka 𝐾𝑑 till systemet slutar självsvänga.

4. Öka 𝐾𝑖 till det statiska felet är eliminerat.

Jag startade maskinen och följde instruktionerna. Systemet blev förmodligen inte likasnabbt eller lika robust som om Nils eller Paul hade ställt in det, men det fungeradetillräckligt bra för att vara användbart. Även jag hade, med hjälp av tumreglernaovan, en typ av teknisk kunskap, trots att jag inte förstod vad vart och ett av stegeni inställningsproceduren egentligen innebar. I likhet med regulatorinställningen kanmånga andra tekniska problem lösas på olika sätt med olika slags teknisk kunskap.I detta fall var tumregelskunskapen mest användbar, helt enkelt för att erfaren ochvälutbildad personal inte fanns tillgänglig. Bara genom att använda tumregler kundeen oerfaren person få den nödvändiga förmågan tillräckligt fort.

Tumregler liknande de ovan beskrivna används inom de mest skilda branscheroch verksamheter. I handböcker och på webbplatser kan man hitta regler för attvälja fyllnadsmaterial vid svetsning, kornstorlek i lödpastan vid automatlödning,sorteringsalgoritm för olika slags datamängder med mera. Inom andra områden sominte är fullt så tydligt tekniska finns det liknande regler. Ett exempel är ”Safety onboard”-korten som finns på passagerarflygplan. De är fulla av enkla regler som ärtänkta att ge användbara resultat. Det är inte säkert att det i varje enskilt fall ärsäkrast att först ta på sin egen syrgasmask och först därefter hjälpa medföljandebarn. Det är inte heller säkert att det alltid är optimalt att välja den bakre utgångenbara för att man sitter i den bakre halvan av planet, det beror faktiskt på hurmedpassagerarna sitter fördelade och hur de rör sig. Instruktionerna är gjorda för attvara lättfattliga och ge användbara resultat i de flesta situationer – de är tumregler.

39

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

Tumregler har typiskt följande egenskaper:

– De är kontextberoende.Reglerna är användbara för att lösa en mycket begränsad uppgift i en specielltyp av situation. Om mätsignalen i reglersystemet ovan hade varit väldigtbrusig skulle tumreglerna ha varit oanvändbara.

– De är användbara även om agenten har liten eller ingen kunskap om deunderliggande processerna.Agenten behöver inte vet vad var och en av de handlingar som reglernaföreskriver leder till. Det räcker med att känna till vad de leder till tillsammans.

– De är lätta att verbalisera och lära sig.

– De är oberoende av sitt ursprung.Tumreglerna för regulatorinställningen ovan kan vara framtagna med hjälpav matematisk analys av reglerproblem. De kan också vara framtagna genomatt man studerat hur en erfaren tekniker faktiskt gör när han ställs inför ettliknande problem. När reglerna väl är nedskrivna spelar skapandeprocessen iallmänhet ingen roll.

– Deras användning leder ofta till användbara men sällan till optimala resultat.Reglerna bygger på det som är allmänt för en stor problempopulation. Förden agent som förlitar sig på tumregler finns små eller inga möjligheter att tahänsyn till situationsspecifika omständigheter.

Tumreglerna är speciella såtillvida att de ger handlingsberedskap eller ”know-how”genom en beskrivning av handlingar. Om man vet vad som står på listan och kanutföra det så har man också färdigheten. Kunskap genom tumregler är en specielltyp av teknisk kunskap som är viktig inom många tekniska domäner. Den är därförväl värd att uppmärksammas inom teknikfilosofin.

(II) Veta hur, veta vad, veta något tekniskt – Knowing how,knowing that, knowing technology

Det tekniska kunskapsfältet innehåller både färdigheter och propositionell kunskap.För att markera detta har flera teknikfilosofer refererat till Gilbert Ryle (1949)som skriver om skillnaderna mellan att veta att och att veta hur.6 Enligt Ryle

6eng. knowing that respektive knowing how. Översättningen är inte perfekt. Engelskans knowhar ingen exakt motsvarighet i svenskan utan översätts med veta, kunna eller känna beroende påsammanhang. I denna text används ”veta hur” och ”veta att” flera gånger i situationer då manvanligen skulle säga ”kunna”.

40

INGÅENDE ARTIKLAR

är detta distinkt skilda kunskapstyper där den som vet att något är fallet kännertill ett sakförhållande, medan den som vet hur kan utföra något slags handling.Karaktäristiskt för den som vet hur en handling utförs är att han/hon kan planeraför utförandet, genomföra det och reflektera över resultatet. Att lyckas med någotav en slump eller på grund av reflexer innebär inte att man vet hur. Den som vethur man gör något kan göra detta i olika grad. En nybörjare på schack vet hur manspelar och kan uttrycka sin kunskap genom att göra det, men en stormästare gör deti högre grad. Denna utveckling finns inte när det handlar om att veta att – antingenvet man att Sussex är ett engelskt grevskap eller så vet man det inte. Man kan kännatill några engelska grevskap och därigenom ha partiell kunskap om grevskapen somgrupp, men när det handlar om enskilda fakta finns inga mellanlägen.

Ryles text är en del i ett större verk där han försöker tillbakavisa den kartesianskadualismen: indelningen i kropp och själ, i en mental värld och en fysisk. EnligtRyle är denna indelning orimlig då den leder till oändlig regression vid utförandetav intelligenta handlingar. En följd av den kartesianska dualismen är nämligenenligt Ryle att en person som vill utföra en handling på ett intelligent sätt i denfysiska världen måste tänka på den innan han/hon utför den. Eftersom tänkandetär en handling måste en tanke föregå det. Även detta tänkande är en handling sommåste föregås av en tanke och så vidare i all oändlighet. Eftersom Ryle menar sigha sett exempel på intelligenta handlingar måste situationen vara en annan. Hanlöser problemet genom att dela in kunskapen i ett faktaorienterat veta att och etthandlingsorienterat veta hur. Att utföra en handling på ett intelligent sätt är attutföra den med ledning av att man vet hur. Det intelligenta sättet är en dispositionhos agenten, inte ett resultat av en separat tankeoperation som föregår handlingen.

Ända sedan Ryles idéer publicerades i slutet av 1940-talet har de varit omdebat-terade. År 2001 tilltog debatten när Stanley och Williamson publicerade artikeln”Knowing how” där de tillbakavisar Ryles indelning. Enligt dem är veta hur enform av veta att. Den som kan utföra en handling har propositionell kunskap omdenna handling och kan uttrycka den på ett praktiskt sätt. Att handla intelligent ärdetsamma som att uttrycka propositionell kunskap praktiskt enligt Stanley och Wil-liamson. Deras artikel har fått många svar och debatten om Ryles kunskapsindelningvisar inga tecken på att dö ut.

Varken Ryle eller någon av hans sentida kritiker har kommenterat veta att/vetahur-distinktionen i tekniska sammanhang. Det torde vara uppenbart att tekniker oftaanvänder de båda kunskapstyperna tillsammans – en smed vet både att järn mjuknarnär det värms upp och hur man formar det på städet, en hållfasthetstekniker vet bådeatt matematiska modeller baserade på finita elementmetoden ofta är användbara vidhållfasthetsberäkningar och hur man utför dem. När vi i vardagsspråket säger attnågon kan något tekniskt är det ofta ett aggregat av veta hur och veta att som avses,

41

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

även om den ena eller den andra typen kan dominera. Att de båda kunskapstypernaanvänds tillsammans innebär dock inte att de är utbytbara eller i grunden skullevara av samma typ men uttryckt på olika sätt. Att-kunskapen lär man sig oftagenom studier eller laboratorieexperiment. Hur-kunskaperna lär man sig genomerfarenhet. Att-kunskaperna berättigas genom hänvisning till vetenskapliga resultat,regelverk eller liknande. Hur-kunskaperna berättigas genom erfarenhet av upprepadeframgångsrika handlingar.

Gettier-problemet är ett välkänt kunskapsteoretiskt problem som sägs visa att denklassiska kunskapsdefinitionen, där kunskap sägs vara detsamma som sann, berättigadtro, inte alltid håller. Sanningen hos tron kan nämligen bero på slumpen ellertillfälligheter, vilket gör att man kan ha sann berättigad tro utan att det är rimligtatt kalla det kunskap (Gettier, 1963). Gettier-problem kan uppstå för att-kunskaper,men inte för tekniska hur-kunskaper. När det handlar om att kunna utföra tekniskahandlingar är det handlingarnas resultat som slutgiltigt avgör om kunskapen är riktigeller inte, andra fakta har liten eller ingen betydelse. Vi måste acceptera resultatetav tekniska handlingar som kärnan i berättigandet av de kunskaper som styr dem,annars riskerar vi att hamna i orimliga situationer. Detta kan visas genom historiskaexempel. John Ericsson (1803–1889) var järnvägs- och skeppsbyggnadsingenjör, bästihågkommen för utvecklingen av effektivare fartygspropellrar samt som konstruktörav Novelty – ett av de lok som förlorade mot Stephensons Rocket i Rainhill 1829 – ochdet bepansrade krigsfartyget USS Monitor från 1861. I början av sin karriär troddeEricsson på existensen av värmesubstansen caloric, som var viktlös, elastisk och sadesfinnas i alla kroppar. Han kunde också konstruera och bygga väl fungerande ång- ochvarmluftsmaskiner och hänvisade till sin felaktiga värmeteori när han beskrev derasarbetssätt (Thulesius, 2007, s. 67 f.). Giltigheten hos hans maskinbyggarkunskaperbekräftas av att han gång på gång lyckades skapa maskiner som fungerade ochäven lyckades förbättra dem genom att lära av erfarenheten. Eftersom hans såkallade förklaringar av hur maskinerna fungerade delvis var baserade på utsagor omicke-existerande värmesubstansers egenheter var de inte giltiga, helt enkelt för att devar felaktiga. Ericsson visste hur man bygger ång- och varmluftsmaskiner, däremotkan man inte säga att han visste att de fungerade på grund av rörelser i caloric.Den felaktiga propositionella kunskapen kan dock inte upphäva hans färdigheteroch förmågor – hans förmåga att veta hur bekräftas av arbetets resultat och ärdärför oemottaglig för Gettier-problem.

Slutsatsen är att det finns goda skäl att hålla isär veta att och veta hur i tekniskasammanhang. Detta då kunskapstyperna lärs på olika sätt och berättigas på olikasätt. Vidare kan man veta hur i olika hög grad, medan antingen/eller gäller förveta att. Det kanske starkaste argumentet är dock att att-kunskap är mottagligt förGettier-problem, vilket teknisk hur-kunskap inte är.

42

INGÅENDE ARTIKLAR

(III) Hur tekniklärare förstår teknisk kunskap – How technologyteachers understand technological knowledge

Många som undervisar i teknik i svenska grundskolor saknar utbildning i ämnet.Bland dem som anses behöriga har många bara några veckors teknikstudier bakomsig. Flertalet är lärare i slöjd eller något av de naturorienterande ämnena (ofta fysik)som har blivit ålagda att undervisa i teknik, ibland mot sin vilja. Dessutom användssällan läroböcker i teknikundervisningen och det finns inga nationella prov. Detär också grundskolans senast införda obligatoriska ämne och har svaga traditionervad gäller innehåll och undervisningsformer. Detta har lett till stor variation iuppfattningar om vilken inriktning ämnet ska ha – vad man ska studera och i vilkenomfattning (Bjurulf, 2008; Teknikföretagen och Cetis, 2013).

Hösten 2011 startade ett omfattande skolutvecklings- och lärarfortbildningspro-jekt med målet att stärka teknikämnet i Stockholms län. I samband med detta fickdeltagarna fylla i en enkät. Denna besvarades av 651 skolanställda, varav 166 haransetts vara tekniklärare. Enkäten dominerades av frågor om utbildningsbakgrund,betygsättning, materiella förutsättningar för teknikundervisning och liknande, meninnehöll också fem frågor om teknisk kunskap. Alla dessa var upplagda på sammasätt: en föregivet teknisk situation presenterades och respondenten angav på enLikert-skala i hur hög grad han/hon ansåg att teknisk kunskap uppvisades. Frågornavar konstruerade för att belysa olika typer av teknisk kunskap enligt Hanssons(2011) klassifikationssystem (se s. 34). Ett exempel:

Bertil tror att arbetet i hans dator sköts av en ande. När han har använtdatorn länge och startat många program händer det att den hänger sig.Oavsett vilka tangenter han trycker på så reagerar den inte. Bertil troratt detta beror på att anden är trött och brukar därför stänga av datornen stund för att den ska få vila sig. När han sätter igång datorn igenbrukar den starta och fungera som den ska.I vilken grad håller du med om följande påstående:

Bertil vet hur man får hans dator att fungera igen efter att den harhängt sig.

Tar helt avstånd – Tar delvis avstånd – Tar varken avstånd eller instäm-mer – Instämmer delvis – Instämmer helt

Bertil har en felaktig uppfattning om hur hans dator fungerar, men han kännerfaktiskt till en metod som får den att fungera igen efter att den har hängt sig. Fråganär skapad för att sätta fingret på den tekniska kunskapens handlingsinriktning.Den som menar att det viktigaste är att kunna lösa problemet torde markeraatt han/hon instämmer delvis eller till och med helt. Om man å andra sidan

43

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

betraktar propositionell kunskap som det enda viktiga hamnar markeringen i skalansandra ände. De övriga frågorna framhöll andra aspekter av teknisk kunskap: hurman värderar handlingsförmåga genom detaljerade instruktioner (tumreglernasepistemologiska ställning), huruvida en person som mer eller mindre av en slumplyckades laga en trasig cykel uppvisade kunskap (betydelsen av upprepad framgångför berättigandet av kunskap) och skillnaderna i kunskapsstatus mellan den somkan beskriva en teknisk process i naturvetenskapliga termer och den som bara kandelta i den.

Enkätundersökningen visade att respondenternas värdering av den förment tek-niska kunskapen varierade mycket. Detta intryck förstärktes i de fyra intervjuer somgenomfördes efteråt. De svarande hade väldigt olika uppfattningar. Det blev ocksåtydligt att de var ovana att diskutera kunskapsteoretiska frågor och saknade adekvatspråk för detta. Den enda återkommande distinktionen mellan olika kunskapstypersom gjordes var mellan teoretisk och praktisk kunskap. Vad detta innebar råddedet dock delade meningar om. En respondent menade att den person som fickhandlingsförmåga genom att läsa en instruktion hade teoretisk kunskap (eftersomden lärdes genom läsning) medan en annan kallade den praktisk (eftersom den varhandlingsvägledande).

Lärarnas olika uppfattningar om vad teknisk kunskap är och avsaknad av ettgemensamt språk för att tala om den torde kunna leda till väldigt olika tolkningarav läroplanens centrala innehåll och kunskapskrav. Här skulle den analytiska tek-nikfilosofin kunna bidra. Där finns beskrivna idéer om vad teknisk kunskap är ochen terminologi för att benämna dess olika aspekter, vilket ingen av de intervjuadekände till.

(IV) Ingenjörers ovetenskapliga tekniska kunskap och dessanvändning i teknikundervisningen – Engineers’ non-scientificmodels in technology education

Inom naturvetenskaperna är förklaringar centrala. Förklaringar visar hur teorierstöder varandra och hur ett fenomen ger upphov till ett annat. Inom tekniken spelarde inte alls samma avgörande roll. I regel räcker det där med prediktionsförmågahos modeller och metoder. Detta leder till att man i tekniska sammanhang ofta kananvända obsoleta vetenskapliga teorier, modeller baserade på vardagsuppfattningareller metoder som på annat sätt är felaktiga eller ofullständiga, så länge de leder tillkorrekta förutsägelser.

Att vakuum suger fast saker är en vanlig men felaktig vardagsuppfattning. Isjälva verket är det den omkringliggande luften som trycker fast föremålet. Trotsdetta är det inte ovanligt att ingenjörer utgår från tanken på ett sugande vakuum i

44

INGÅENDE ARTIKLAR

sitt konstruktionsarbete. Jag har själv arbetat på ett företag där vi omtalade vakuumsom om det var en substans. Det skapades i en ejektor och transporterades i slangarvarefter det slutligen nådde en sugkopp där det kunde suga fast något som skullelyftas eller hållas. Naturligtvis visste vi att vakuum inte utövar någon sugande kraft,men det är bekvämare att tala om aktiviteten hos ett skapat vakuum än om tryckethos den omkringliggande luften. Sugande vakuum omtalas inte bara i vardagligasamtal mellan ingenjörer, utan förekommer också till exempel i patenttexter.

Ingenjörers användning av felaktiga teorier och verklighetsfrämmande modellersom ger användbara förutsägelser har lämnat få avtryck i den teknikdidaktiskalitteraturen. I de läroböcker i teknik och naturorienterande ämnen som jag harstuderat får frågor kring modeller och modellering över lag väldigt litet utrymme.Man använder enkla matematiska och grafiska modeller, både av typer som ävenanvänds utanför skolan (exempelvis kopplingsscheman) och av skolspecifikt slag.Ett exempel på det senare är den välkända modell där en elektrisk krets liknas vidett vattenledningssystem. Spänningen motsvaras av trycket, strömmen av flödet,resistorer representeras av tunna rör, strömbrytare och dioder av olika slags ventileroch så vidare. Modellen är användbar till exempel för att visa hur strömmen påverkasav en parallellkoppling. Dess användningsområde är givetvis väldigt begränsat ochdet är lätt att hitta dess gränser. Om man klipper av en kabel i en sluten strömkretsså upphör strömmen. Om man klipper av ett vattenledningsrör kommer vattnetdäremot att fortsätta strömma och spruta ut i omgivningen. En av begränsningarnaär alltså att modellen bara kan användas när rören/ledningarna är hela. Andraär till exempel att vattnet inte värmer rören på samma sätt som elektricitetenvärmer ledningarna och att elektronernas rörelser i en elledning inte alls är likaregelbundna som det strömmande vattnets. Liknande begränsningar finns givetvishos alla modeller, men ofta kan de inte enkelt visas i ett skollaboratorium. Bohrsatommodell och Newtons fysik har exempelvis väl kända gränser, men för att hittadem krävs mer tid, större kunskaper och mer avancerad utrustning än man hartillgång till i grundskolan.

Tekniska modeller som är användbara i en mycket begränsad domän kan användasi undervisningen för att demonstrera skillnaderna mellan modell och verklighet samtmellan teknik och naturvetenskap. De naturvetenskapliga modellerna har störrekrav på förklaringsförmåga och generalitet än de tekniska. Ingenjören kan med gottsamvete låtsas att vakuum har en sugande förmåga, att centrifugalkraften existerar,att värme är en substans och att elektronerna i en elektrisk ledning rinner fram liktvatten i rör. Faktiskt skulle han ofta till och med kunna använda sig av den sedanlänge falsifierade flogistonteorin för oxidation och reduktion om han så önskade.Trots att flogiston inte existerar så ger teorin ofta riktiga förutsägelser (Allchin,1997, s. 474). Inom naturvetenskaperna duger de däremot inte.

45

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

I skolan kan detta leda till besvärliga motsättningar. Tanken att teknikämnetska vara en stödfunktion till de naturorienterande ämnena finns såväl i Sverigesom på andra håll (Cunningham och Hester 2007, s. 3, Klasander 2010, s. 261 f.;Lewis 2004, s. 30 f.; Pavlova 2006, s. 21). Om man då tillåter eller till och meduppmuntrar eleverna att tänka i termer av sugande vakuum på tekniklektionernasamtidigt som man avråder från det på fysiklektionerna kan det hela bli mycketförvirrande. Det finns tyvärr ingen enkel utväg. Skoltekniken ska genomsyras avteknikens särart. Att då plocka bort det som inte kan förklaras med hjälp av skolansnaturvetenskap vore att beröva det tekniska kunskapsområdet en av dess tydligastsärskiljande egenskaper. I stället måste man använda sig av skilda epistemologiskautgångspunkter i teknikundervisningen och i de naturorienterande ämnena. I teknikpoängteras prediktion och i de naturorienterande ämnena förklaring. I teknik är detanvändbarhet och funktion som är viktigt medan man i de naturorienterande ämnenabör arbeta med generella frågor och hålla sig så nära den etablerade vetenskapligakunskapen som möjligt. Tekniska modeller vars begränsningar lätt kan visas äranvändbara för att illustrera förhållandet mellan modell och verklighet; alla modellerhar begränsningar, även om de inte kan upptäckas i ett skollaboratorium.

(V) Förklaring och prediktion i teknikundervisningen –Explanation and prediction in technology education

I teknikundervisningen i den obligatoriska skolan förväntas eleverna lära sig kunska-per och färdigheter som är direkt användbara i tekniska aktiviteter. De förväntasockså få orienterande kunskaper om tekniska system och artefakter som de flestaaldrig kommer att hantera. Det är vanligt att elever undervisas i lödning för att deska kunna löda och bygga elektriska kretsar. Det är också vanligt att de läser omhur kärnkraftverk är uppbyggda. Detta är dock snarare för att de ska kunna deltai samhällsdebatten än för att de ska kunna bygga egna reaktorer. Vilket som ärmålet med ett undervisningsmoment avgör vad som ska förklaras. Om målet barahandlar om att tillgodogöra sig en färdighet är det inte säkert att det behövs någraförklaringar alls, modeller och resonemang för prediktion kan mycket väl räcka. Enperson som kan löda vet att lödtennet på rullen som är märkt 60–40 kommer attsmälta och stelna snabbt, det går nästan direkt från fast till flytande form (ochtvärtom) utan någon geggig mellanfas. Den som vet detta kan förutse hur tennetkommer att bete sig under lödningsarbetet vilket är användbart även om man intekan förklara varför. Förmågan att förklara fenomenet i metallurgiska termer medhänvisning till bly–tenn-legeringars eutektikum vid 37 % bly och 63 % tenn är intetill stor hjälp under lödningsarbetet. Om det är själva lödfärdigheten eleverna skalära sig räcker det att de kan beskriva och predicera. Om de däremot ska lära signågot om metallegeringars faser krävs förklaringar och djupare teorikunskaper.

46

INGÅENDE ARTIKLAR

Tekniska artefakter brukar sägas vara dubbelnaturer (beskrivs bland annatav Kroes 2012; Norström 2011; de Vries 2005, s. 18 f.). Detta innebär att de kanbetraktas både som fysiska föremål och som funktionella. De fysiska egenskapernakan i princip beskrivas värderingsfritt med hjälp av naturvetenskapliga och mate-matiska begrepp. De funktionella är normativa och i hög grad kontextberoende.En skruvmejsel med träskaft är ett fysiskt föremål. Den består i huvudsak av stål,lignin och cellulosa och är 230 millimeter lång. Den kan användas för att skruvai och ur skruvar, vilket är dess funktion. Den kan vara bra eller dålig att skruvamed, till och med olika bra för olika personer (beroende exempelvis på skillnaderi handstorlek). Att däremot säga att den innehåller bra eller dåliga järn- och ko-latomer eller att den är 230 bra eller dåliga millimeter lång är nonsens. För attfunktionen ska realiseras krävs en användare som vill skruva i eller ur skruvar och görrätt handgrepp. Tekniska förklaringar handlar typiskt om att beskriva relationernamellan artefakters fysiska och funktionella naturer och användarens intentioner ochhandlingar. Naturvetenskapliga utsagor kan ingå i sammansatta tekniska förklaring-ar, men de räcker inte eftersom de inte kan göra reda för användarens intentioner.Förklaringarna kan vara av handlingsvägledande slag. Då bygger de vanligen påsamband mellan artefaktens funktion och användarens handlingar. De kan ocksåvara rent orienterande. Utgångspunkten blir då ofta att beskriva hur funktionenåstadkoms genom den fysiska formen.

En modell är en representation av ett föremål eller fenomen där man har tagitbort de aspekter som man inte är intresserad av. Modeller används både när mansöker efter ny kunskap och när man förklarar sådant som redan är känt. Modellerför undervisningsändamål kan vara fysiska (exempelvis skisser, ritningar eller tredi-mensionella föremål) eller abstrakta (exempelvis datoranimationer och matematiskaformler). En datoranimation av en förbränningsmotor kan utgöra grunden för enförklaring av hur motorns funktion (ge vridmoment till vevaxeln) åstadkoms avdess fysiska form (förbränning ger upphov till ett högt gastryck som får en kolv attröra sig). Att hitta modeller som är tillräckligt konkreta för att elever ska kunnabegripa dem och samtidigt är tillräckligt allmängiltiga för att den kunskap de kanbidra till att utveckla ska vara användbar även utanför klassrummet är svårt. Detär dock en av tekniklärarens kärnkompetenser och måste därför tas på allvar. Iartikeln skisseras ett klassifikationssystem för modeller baserat på deras utformningoch vad de förklarar. Flera av de typer av förklarande modeller som används i tek-nikundervisningen är snarlika sådana som används inom naturorienterande ämnen.Gilbert (2004, s. 118 f.) delar in undervisningsmodeller utifrån deras form i konkreta(tredimensionella föremål av ett beständigt material), verbala (uttryckta i naturligtspråk i tal eller skrift), symboliska (symboler, formler, matematiska uttryck etc.),visuella (grafer, diagram, tvådimensionella representationer av tredimensionella

47

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

föremål med mera) och gestbaserade (uttrycks med hjälp av kroppen).7 Indelningenär skapad med tanke på undervisning i naturorienterande ämnen, men är användbaräven inom teknikområdet. Undervisningsmodellerna kan uttryckas i olika stilar,exempelvis genom man använder metaforer, tillskriver föremål en vilja, liknar demvid tänkande varelser eller tar stöd i naturvetenskaperna. Vilken form som är attföredra beror på vad man vill uppnå och elevgruppens motivation och förkunskaper.Gilbert et al. (2000) utvärderar modellbaserade förklaringar i naturvetenskapligundervisning utifrån deras ändamålsenlighet som är tydligt kontextberoende ochberor av deras lämplighet, relevans och kvalitet.8 Lämpligheten har att göra medhuruvida mottagaren kan tillgodogöra sig informationen (Är den tillräckligt konkret?Förstår de facktermerna? . . . ). Relevansen handlar om huruvida den är användbarför mottagaren (Besvaras uttalade och outtalade frågor? Ger den önskad handlings-beredskap?). Kvaliteten handlar om i hur hög grad skolundervisningens förenkladeförklaring liknar en riktigt naturvetenskaplig förklaring av samma fenomen. Enanpassning till ett tekniskt sammanhang leder till att relevans och kvalitet måsteslås samman. Kvaliteten på teknisk kunskap beror inte primärt på hur välbelagdeller generell den är, utan på hur användbar den är för att vägleda tekniska ak-tiviteter. Detta gör att den inte kan särskiljas från relevansen. Modellbaseradeförklaringar som syftar till att ge eleverna handlingsberedskap utvärderas alltså pågrundval av deras ändamålsenlighet och relevans. Båda är beroende av mottagarenoch situationen, vilket är en följd av de tekniska kunskapernas och aktiviteternaskontextberoende.

2.4 Diskussion

Teknikens kunskapsteori är fortfarande ett outvecklat område. De ”tysta” hant-verksfärdigheterna har tilldragit sig en del uppmärksamhet, liksom den tillämpadenaturvetenskapen. Det stora fält som utgörs av erfarenhetsbaserad kunskap somi formaliserad eller icke-formaliserad form utgör en stor del av ingenjörskonstenskunskapsbas har däremot blivit styvmoderligt behandlat. Teknikens hemfallenhetåt pragmatism och partikulära lösningar är måhända inte lika intressant som natur-vetenskapernas strävan efter sanning eller generell giltighet. Om vi vill förstå dentekniska kunskapen i grunden – nu såväl som historiskt – kan vi dock inte bortsefrån den stora betydelsen av erfarenhet och systematisk prövning, även om deninte bygger på kunskaper om naturlagar. Mycket arbete återstår innan det finns enheltäckande beskrivning av allt det vi kan kalla teknisk kunskap.

7eng. concrete, verbal, symbolic, visual, gestural.8eng. suitability, relevance, quality.

48

REFERENSER

I den teknikdidaktiska forskningen har filosofiska frågor inte fått något störreutrymme. Kunskap, förklaringar och förståelse diskuteras utan att begreppens bety-delse i teknikutbildningskontexten är ordentligt klarlagd. Detta är problematiskt förteknikämnets innehåll och kunskapsutvärdering. Den tekniska kunskapens karaktärär väsentlig både för att man ska kunna avgränsa tekniken från andra skolämnen ochför att man ska kunna utvärdera elevers kunskaper inom området på ett stringentoch rättssäkert sätt. Diskussioner om den tekniska kunskapens speciella egenskaperoch hur den kan utvärderas bör därför få större utrymme både i lärarutbildningenoch i den teknikdidaktiska forskningen.

2.5 Referenser

Allchin, D. (1997). Rekindling Phlogiston: From Classroom Case Study to Interdi-sciplinary Relationship. Science and Education 6(5):473–509

Andersson, N. (2004). Teknikboken 2004/2005 . Allde och Skytt, StockholmBjurulf, V. (2008). Teknikämnets gestaltningar . Doktorsavhandling, Karlstads uni-

versitet, Estetisk-filosofiska fakulteten, SverigeBörjesson, G., Chocron, M., Högfeldt-Rudervall, M., Nylén, B., Olsson, B., Sjöström,

I.-L., Svensson, M. (2009). Teknik direkt. Bonnier utbildning, StockholmBunge, M. (1966). Technology as Applied Science. Technology and Culture 7(3):329–

347Cunningham, C. M., Hester, K. (2007). Engineering is Elementary: An Engineering

and Technology Curriculum for Children. I: Proceedings of the 2007 AmericanSociety for Engineering Education Annual Conference & Exposition

de Vries, M. J. (2003). The Nature of Technological Knowledge: ExtendingEmpirically Informed Studies Into What Engineers Know. Techné 6(3):1–12, URL http://scholar.lib.vt.edu/ejournals/SPT/v6n3/devries.html,läst 30 december 2013

de Vries, M. J. (2005). Teaching About Technology. Springer, Dordrecht, Nederlän-derna

de Vries, M. J., Mottier, I. (red.) (2006). International Handbook of TechnologyEducation. Sense Publishers, Rotterdam, Nederländerna

Gettier, E. L. (1963). Is Justified True Belief Knowledge? Analysis 23(6):121–123Gilbert, J. K. (2004). Models and Modelling: Routes to More Authentic Sci-

ence Education. International Journal of Science and Mathematics Education2(2):115–130

Gilbert, J. K., Boulter, C. J., Rutherford, M. (2000). Explanations With Models inScience Education. I: Gilbert, J. K., Boulter, C. J. (red.) Developing Models in

49

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

Science Education, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Nederländerna, ss.192–208

Hallström, J. (2009). Technical Knowledge in a Technical Society: ElementarySchool Technology Education in Sweden, 1919–1928. History of Education38(4):455–474

Hansson, S. O. (2007). What is Technological Science? Studies in History andPhilosophy of Science 38(3):523–527

Hansson, S. O. (2011). Vad är teknisk kunskap? I: Hansson et al. (2011), ss. 178–188Hansson, S. O. (2013). What is Technological Knowledge? I: Skogh, I.-B., de Vries,

M. J. (red.) Technology Teachers as Researchers, Sense Publishers, Rotterdam,Nederländerna, ss. 17–31, utökad översättning av Hansson (2011)

Hansson, S. O., Nordlander, E., Skogh, I.-B. (red.) (2011). Teknikutbildning förframtiden. Liber, Stockholm

Heidegger, M. (1974). Teknikens väsen och andra uppsatser . Rabén och Sjögren,Stockholm, ursprungligen publicerad 1954

Högström, P., Ottander, C., Benckert, S. (2000). Lärares mål med laborativt ar-bete: Utveckla förståelse och intresse. NorDiNa 6(1):80–91, URL http://www.naturfagsenteret.no/binfil/download2.php?tid=1568686, läst 3 decem-ber 2013

International Technology Education Association (2007). Standards for TechnologicalLiteracy, Tredje upplagan. International Technology Education Association(ITEA), Reston, VA, URL http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf, läst23 november 2013. År 2010 bytte organisationen namn till International Tech-nology and Engineering Educators Association (ITEEA)

Kimbell, R., Stables, K. (2008). Researching Design Learning. Springer, Dordrecht,Nederländerna

Klasander, C. (2010). Talet om tekniska system. Doktorsavhandling, Linköpingsuniversitet, Institutionen för samhälls- och välfärdsstudier, Norrköping, Sverige

Kroes, P. (2012). Technical Artefacts: Creations of Mind and Matter . Nr 6 i serienPhilosophy of Engineering and Technology, Springer, Dordrecht, Nederländerna

Lewis, T. (2004). A Turn to Engineering: The Continuing Struggle of Technolo-gy Education for Legitimization as a School Subject. Journal of TechnologyEducation 16(1):21–39

Mitcham, C. (1994). Thinking Through Technology. The University of Chicago PressNewton, I. (1984). The Optical Papers of Isaac Newton. Nr 1 i serien Optical

Lectures, 1670–1672, Cambridge University Press, Storbritannien

50

REFERENSER

Norström, P. (2011). Om jag skruvar med stämjärnet, är det en skruvmejsel då? I:Hansson et al. (2011), ss. 189–200

Pavlova, M. (2006). Comparing Perspectives: Comparative Research in TechnologyEducation. I: de Vries och Mottier (2006), ss. 19–32

PLC Drives (Utan årtal). PLC Drives and Automation Forums. URL http://www.plcdrives.com/forum/f34/pid-tuning-rule-thumb-37763/, läst 16november 2009

Rasinen, A. (2003). An Analysis of the Technology Education Curriculum of SixCountries. Journal of Technology Education 15(1):31–47

Ropohl, G. (1997). Knowledge Types in Technology. International Journal of Tech-nology and Design Education 7(1):65–72

Ryle, G. (1949). The Concept of Mind. Hutchinson’s University Library, LondonŠesták, J., Mareš, J., Hubík, P., Proks, I. (2009). Contribution by Lazare and Sadi

Carnot to the Caloric Theory of Heat and Its Inspirative Role in Thermodyna-mics. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 97(2):679–683

Sjöberg, S. (2004). Puls teknik. Natur och kultur, StockholmSjöberg, S. (2012). Puls teknik. Natur och kultur, Stockholm, reviderad upplaga

anpassad för läroplanen Lgr 11Sjøberg, S. (2010). Naturvetenskap som allmänbildning. Studentlitteratur, Lund,

SverigeSkolverket (2008). Kursplaner 2000, reviderad version 2008, grundskolan. Skolver-

ket, Stockholm, URL http://www.skolverket.se/publikationer?id=745,ursprungligen utgiven 1994, reviderad 2000 och 2008. Läst 3 december 2013

Skolverket (2011a). Kommentarmaterial till kursplanen i teknik. Skolverket, Stock-holm, URL http://www.skolverket.se/publikationer?id=2568, läst 3 de-cember 2013

Skolverket (2011b). Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritids-hemmet 2011 . Skolverket, Stockholm, URL http://www.skolverket.se/publikationer?id=2575, SKOLFS 2010:37, SKOLFS 2011:19. Läst 3 december2013

Skolverket (2012). Kommentarmaterial till kunskapskraven i teknik. Skolverket,Stockholm, URL http://www.skolverket.se/publikationer?id=2830, läst26 december 2013

Stanley, J., Williamson, T. (2001). Knowing How. Journal of Philosophy 98(8):411–444

Teknikdelegationen, (2010). Vändpunkt Sverige. Stockholm, SOU 2010:28Teknikföretagen, Cetis (2013). Teknikämnet i träda. Teknikföretagen, Stockholm

51

SAMMANFATTNING (SUMMARY IN SWEDISH)

Thulesius, O. (2007). The Man Who Made the Monitor: A Biography of JohnEricsson, Naval Engineer . McFarland & co., Jefferson, NC

Turnbull, D. (1993). The Ad Hoc Collective Work of Building Gothic CathedralsWith Templates, String, and Geometry. Science, Technology and Human Values18(3):315–340

Vincenti, W. G. (1990). What Engineers Know and How They Know It. JohnHopkins University Press, Baltimore, MD

52