Sector
  • Vmbo onderbouw
  • Havo onderbouw
  • Vwo onderbouw
  • Gymnasium onderbouw
Leerplankundig thema
  • Kennisbasis

Denk- en werkwijzen bij technologie

20-1-2017

Letterlijk is ‘techno-logie’ de kennis en bestudering van techniek. Daarom is het ook terecht dat het betreffende onderdeel van de kennisbasis die titel heeft en niet ‘techniek’. Tegelijk is technologie ook verwant aan de ingenieurswetenschappen. Dat zijn wetenschappen die kennis ontwikkelen die direct ten dienste staat aan techniek. Dan is er nog de filosofie van techniek, die wijsgerig nadenkt over de aard van de techniek. Een tamelijk verwarrend geheel van termen dus.

Techniek is het ontwerpen, maken en gebruiken (en als onderdelen daarvan ook: beoordelen, onderhouden en repareren) van producten en processen die bedoeld zijn om aan menselijke en maatschappelijke behoeften tegemoet te komen. Die producten en processen bestaan uit materialen, energie en informatie.

Werkwijzen

Technologie doet een beroep op verschillende werkwijzen:

  • Technologen modelleren met verschillende doelen: soms om te communiceren over wat ze in gedachten hebben (een architect die met een maquette of een 3D computertekening laat zien hoe het huis gaat worden), soms om uit te proberen hoe een ontwerp zich gaat gedragen (een vliegtuigje in een windtunnel).
  • Om hun ontwerpen te onderbouwen doen technologen ook aan onderzoek. Dat kan zijn om er achter te komen aan welke wensen en eisen voldaan moet worden, om te weten te komen of het ontwerp voldoet, of om het effect van een product te weten te komen.
  • Belangrijk in de technologie is het ontwerpen. Dat is het aflopen van een weg van het vaststellen van behoeften naar het realiseren van een product dat daaraan voldoet. Daarbij moeten compromissen (“trade-offs”) gevonden worden tussen conflicterende ontwerpeisen.
  • Technologen gebruiken informatievaardigheden om bijvoorbeeld te weten te komen wat al bekend is over een bepaald ontwerp.
  • Ze kennen twee soorten van redeneren: doel-middel en oorzaak-gevolg redeneren (zie ook bij denkwijzen).
  • Evaluatie is onderdeel van het ontwerpproces, maar ook een zaak van gebruikers die aangeboden producten beoordelen.

Denkwijzen

In de technologie worden verschillende denkwijzen gebruikt.

  • Technologen gebruiken patronen wanneer die functioneel zijn in een ontwerp. Een vakwerkbrug bijvoorbeeld bestaat uit een patroon van aaneengesloten driehoeken, die voor vormvastheid zorgen.
  • Ze denken in termen van schaal, hoeveelheid en verhouding wanneer ze de stap van hun modellen (prototypen) naar het werkelijke en in massa te vervaardigen product maken.
  • Oorzaak-gevolg redeneren wordt gebruikt om uit de fysieke structuur af te leiden hoe het ontwerp zich tijdens werking gaat gedragen of om vast te stellen waarom een ontwerp na een tijdje niet meer goed functioneert.
  • Systeem-denken wordt gebruikt wanneer producten uit meer dan één onderdeel bestaan. In het ontwerpproces moet dan worden beredeneerd hoe die onderdelen samen de hoofdfunctie gaan vervullen.
  • Structuur en functie denken is in de technologie vooral een vorm van doel-middel redeneren. De functie is het beoogde doel en de structuur (fysieke realisering) moet de realisering van die functie mogelijk maken (via de werking van het product).
  • Stabiliteit en verandering zijn belangrijk bij systemen met feedback.
  • Duurzaamheid betekent in de technologie vooral het denken vanuit de gehele levenscyclus van een product: hoe kan het product zo ontworpen worden dat het duurzamer gemaakt, gebruikt, hergebruikt en afgedankt kan worden.
  • Risico’s en veiligheid zijn in de technologie belangrijke overwegingen in het ontwerp: welk risico is verantwoord en hoe kan veiligheid door het ontwerp worden bevorderd.

Belangrijke thema’s binnen de technologie

Volgens de hedendaagse techniekfilosofie kun je over technologie op vier manieren denken:

  1. Als een grote verzameling van artefacten. Je kunt er dan over nadenken waarom een artefact wat anders is dan een natuurlijk object. Dat zit in de functie die het heeft en die een natuurlijk object niet heeft (beide hebben gemeenschappelijk dat ze een fysiek bestaan hebben). Uit het begrip ‘functie’ vloeien andere begrippen voort, zoals ‘eigenlijke’ en ‘niet-eigenlijke’ functie, het systeembegrip als een geheel van onderdelen met elk een deelfunctie die samen een hoofdfunctie vervullen, het begrip ‘werking’ dat tussen functie en fysieke realisering in staat).
  2. Als een kennisdomein. Je kunt ‘technologie studeren’. Technische kennis heeft een dimensie die natuurwetenschappelijke kennis niet heeft: normativiteit. Er zijn wel normen voor wat natuurwetenschappelijke kennis mag heten, maar de inhoud van die kennis is alleen descriptief, niet normatief. Een natuurkundige heeft geen oordeel over het deeltje dat z/hij bestudeert, een ingenieur wel over het apparaat dat hij ontwikkelt of gebruikt. Dat speelt ook in het energiebegrip. In het spraakgebruik van de natuurkundigen gaat er nooit energie verloren, maar in het spraakgebruik van de ingenieurs wel. Daarom is rendement strikt genomen een technisch begrip, niet een natuurkundig. Een deel van technische kennis bestaat zelfs puur bij afspraak, zoals wat de afmeting van een M5-bout is. Wat de lading van een elektron is, is uiteindelijk ook wel een soort afspraak, maar op basis van empirische gegevens, niet op basis van efficiëntie of effectiviteit, zoals bij techniek. Een ander verschil met natuurwetenschappen is dat voor ingenieurswetenschappen het belang van generalisatie betrekkelijker is dan bij natuurwetenschappen. Een technologische ‘theorie van alles’ is waarschijnlijk vanwege alle abstracties en idealiseringen voor de technische praktijk nauwelijks relevant en daarom niet waard om na te streven. Ook de rol van modellen is in de technologie anders dan in natuurwetenschappen (in de techniek speelt het model vaak de rol van: zo moet het worden; dat geldt niet voor de natuurwetenschappen, waar het model een zuiver descriptief doel heeft). Tenslotte geldt dat achterhaalde natuurkunde vanwege praktische bruikbaarheid in de techniek nog steeds een rol speelt (bijvoorbeeld klassieke mechanica).
  3. Als een verzameling van handelingen en processen. Ontwerpen en maken zijn daarvan de belangrijkste. Ontwerpen is een complex proces waarbij zowel bestaande kennis (maar niet alleen natuurwetenschappelijke) wordt toegepast als ook nieuwe kennis wordt ontwikkeld (die kan leiden tot nieuwe natuurwetenschappelijke kennis, zoals bij de thermodynamica en de geometrische optica gebeurd is).
  4. Als iets dat wezenlijk hoort bij ons mens-zijn. Daarmee is het ook waarden-gerelateerd (dat zat eigenlijk ook al bij de normativiteit in veel technische kennis, maar daar kon normativiteit nog puur functionele normativiteit zijn; hier gaat het ook om ethische en esthetische normativiteit). Techniek doet iets met mensen en maatschappelijke verhoudingen en andersom. Daarom is het ook belangrijk om steeds kritisch na te denken over die relaties. Technologische ontwikkelingen lijken soms wel autonoom, maar er liggen uiteindelijk altijd menselijke beslissingen aan ten grondslag. Er is in het verleden vaak gezegd en geschreven dat natuurwetenschap een geweldige maatschappelijke impact heeft, maar dat gaat wel meestal via de techniek en zelden rechtstreeks.

Technologie en haar relatie met andere disciplines

De relatie met wiskunde is vooral belangrijk in het modelleren. De natuur- en scheikunde leveren informatie over de fysieke structuureigenschappen van een ontwerp en het effect daarvan op de werking. De biologie doet dat ook, maar levert bovendien voor technologen inspirerende voorbeelden (biomimetiek).
Bovendien zijn er relaties met niet-bèta vakken. Geschiedenis kan helpen om de logica in de ontwikkeling van een product (bijvoorbeeld de auto) te doorzien. Economie stelt randvoorwaarden aan technologische ontwikkelingen (wat is men bereid voor het product te betalen). Terminologie (technische termen, bijvoorbeeld in standaarden) en handleidingen vormen een link naar taalonderwijs. Beeldende vorming leunt in sommige gevallen (industriële vormgeving en bouwkunde) dicht aan tegen de technologie omdat ook esthetiek een factor in het slagen en falen van een ontwerp is. Handvaardigheid is nodig om (prototypen van) producten te kunnen vervaardigen.

Contactpersoon